CN107746303A - 一种以木糖渣为原料的腐熟基质及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种以木糖渣为原料的腐熟基质，采用以下重量百分比的原料发酵获得：发酵复合菌0.5‑2%，木糖渣75‑85%，秸秆5‑10%，硝酸钾0.5‑2%，草木灰1‑10%，废糖液1‑5%。上述腐熟基质可作为有机肥或者制备微生物肥料和育苗基质的配料。本发明提供的以木糖渣为原料的腐熟基质，富含多种有益微生物，原料易得、成本低，不含有害物质，腐熟时间短。腐熟基质中有益微生物含量高，而且具有降解木质素、纤维素，解磷等作用。由该腐熟基质制备的育苗基质，有机质含量高，富含多种有益微生物，可降低育苗成本，提高出苗率和整齐度。

Description

一种以木糖渣为原料的腐熟基质及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及新型肥料技术领域，特别涉及利用生物质木糖渣为原料制备的腐熟基质及其制备方法和在微生物肥料和育苗基质上的应用。

背景技术

目前的有机肥、菌肥的所用的原料一方面主要为腐殖酸以及草炭土，目前国家已经限制性开采，价格也在逐年上涨；另一方面的主要原料为鸡粪、牛粪、城市污泥等原料，这些原料有机质含量低，抗生素超标，重金属等有害成分物质较为复杂，作为有机肥料、微生物载体以及育苗基质种植作物存在较大的不安全性。

木糖渣是玉米芯粉碎后，提取木糖后的终产物。目前我国的生物质木糖渣原料的利用方式大致分为焚烧发电，填埋，制堆肥等，容易造成环境污染以及资源的浪费。生物质木糖渣水量较高（60%左右），原料纯净，没有任何的重金属以及其他有害物质，有机质含量高达90%左右，并且含有少量的氮磷钾，经过发酵腐熟工艺处理后的发酵腐熟料，是育苗基质以及微生物肥载体的理想材料。

目前常规物料配合发酵腐熟菌剂的发酵腐熟时间为多为20天-40天，已经授权的一种有机物料腐熟剂及其发酵工艺CN 104387130 A专利中提及的发酵腐熟时间也达到了30天左右；一种复合微生物发酵剂CN 103756914 B专利中发酵时间也达到了25天以上。本专利提及的发酵腐熟剂对于特定的生物质木糖渣有专一性作用。明显缩短发酵腐熟周期，发酵腐熟更为充分。

发明内容

针对目前微生物肥料和育苗基质原料成本高、腐熟时间长的问题，本发明提供一种以木糖渣为原料的腐熟基质，富含多种有益微生物，原料易得、成本低，不含有害物质。

本发明的另一目的是提供一种上述腐熟基质的制备方法。

本发明的再一目的是提供一种上述腐熟基质在制备微生物肥料和育苗基质中的应用。

本发明还有一目的是提供一种由上述腐熟基质制备的育苗基质，有机质含量高，富含多种有益微生物，可降低育苗成本，相比草炭土不容易生长杂草，提高出苗率和整齐度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种以木糖渣为原料的腐熟基质，采用以下重量百分比的原料发酵获得：发酵复合菌0.5-2%，木糖渣75-85%，秸秆5-10%，硝酸钾0.5-2%，草木灰1-10%，废糖液1-5%。

所述腐熟基质的相对含水量为30-35%，碳氮比为小于25:1。

所述发酵复合菌包括以下菌种：草酸青霉菌 20-25%，土壤短芽孢杆菌 20-25%，侧孢芽孢杆菌 5-10%，里氏木霉菌 5-10%，米曲霉 5-10%，胶质芽孢杆菌 5-10%，黑曲霉 15-20%，嗜热脂肪芽孢杆菌 5-10%。

所述木糖渣细度为40-80目，通过玉米芯在热的稀硫酸中水解后过滤获得。

所述秸秆为玉米秸秆、豆秆、花生茎叶、麦秆、高粱杆中的一种或几种组合；优选的，秸秆为豆秆和花生茎叶的组合；更优选的，豆秆和花生秸秆的重量比为1:1-1:10。

所述草木灰的pH为11-12，含氮量≥1.2%，含磷量以五氧化二磷计≥0.8%，含钾量以氧化钾计≥3%，有机质≥18%，水分≤5%。

所述废糖液为以玉米芯为原料制备木糖母液的废料，通过以下方法获得：玉米芯在热的稀硫酸中水解制得木糖水解液，水解液经中和脱色处理后得到木糖母液；木糖母液中加入酵母去除杂糖获得料液；料液通过色谱分离成为阿拉伯糖分料液、木糖分料液以及废糖液。

一种上述腐熟基质的制备方法，包括以下步骤：

（1）将豆秸与花生茎叶粉碎为混合粉料，加入废糖液混匀；

（2）将木糖渣翻抛松软，加入草木灰混合均匀，再加入步骤（1）中的物料、硝酸钾混合均匀；

（3）将发酵复合菌加入步骤（2）的物料中，混匀后堆腐；

（4）堆腐一定时间后，得到腐熟基质。

步骤（1）中粉料细度为40-80目。

步骤（4）中堆腐时间为10-15天。

作为优选，步骤（4）包括两次翻肥，第一次翻肥为堆肥5-7天后，第二次翻肥为8-12天后。

上述腐熟基质作为有机肥或者作为制备微生物肥料和育苗基质的配料。

一种含上述腐熟基质的育苗基质，采用以下步骤制备获得：将腐熟基质、草木灰和蛭石混合均匀即得。

优选地，所述腐熟基质与草木灰质量比为2-4:1，所述腐熟基质和蛭石质量比为6-8:1。

所述草木灰的pH为11-12，含氮量≥1.2%，含磷量以五氧化二磷计≥0.8%，含钾量以氧化钾计≥3%，有机质≥18%，水分≤5%。

一种上述的育苗基质在蔬菜作物育苗中的应用；优选为黄瓜、番茄或南瓜。

一种含有上述腐熟基质的有机肥，采用以下制备步骤获得：将腐熟基质、磷酸一铵、硫酸钾、硝酸钾混合即得。优选的，所述腐熟基质占有机肥重量的80-90%。

一种含有上述的腐熟基质的微生物肥料，采用以下制备步骤获得：将腐熟基质、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淡紫拟青霉、解淀粉芽孢杆菌与腐熟基质混合即得。优选的，所述腐熟基质占微生物肥料重量的98-99%。

一种含有上述腐熟基质的微生物肥料在蔬菜、水果和大田作物上的应用。

本发明具有以下优点：

本发明提供的以木糖渣为原料的腐熟基质，富含多种有益微生物，原料易得、成本低，不含有害物质，腐熟时间短。腐熟基质中有益微生物含量高，而且具有降解木质素、纤维素，解磷等作用。由该腐熟基质制备的育苗基质，有机质含量高，富含多种有益微生物，可降低育苗成本，提高出苗率和整齐度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。

实施例1 发酵复合菌的拮抗作用测定。

将草酸青霉菌、里氏木霉菌、米曲霉、黑曲霉各菌种的菌饼两两接种至PDA平板上，28℃下培养5d，肉眼观察同一平板上的两菌落：四菌株两两之间形态长势良好，无明显拮抗现象。

将土壤短芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌每种称取0.1g，加入10mL无菌水配制为菌悬液，采用梯度稀释法稀释为10⁵×的稀释液，分别涂布于牛肉膏蛋白胨平板上，再分别接入草酸青霉菌、里氏木霉菌、米曲霉、黑曲霉的菌饼，28℃下培养5d，肉眼观察各平板：真菌周围无明显抑菌圈出现，拮抗作用不明显。

将土壤短芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌每种称取0.1g分别接种至混合均匀得到复合菌种水溶液，然后取复合菌种水溶液1ml，涂布到牛肉膏蛋白胨平板上。28℃培养箱中培养3d，肉眼观察四种菌落长势较好，无明显拮抗现象。

实施例2 以木糖渣为原料的腐熟基质的制备。

配方：

发酵复合菌菌种（组成：草酸青霉菌 25%，土壤短芽孢杆菌 20%，侧孢芽孢杆菌 10%，里氏木霉菌 5%，米曲霉 8%，胶质芽孢杆菌 10%，黑曲霉 17%，嗜热脂肪芽孢杆菌 5%） 1%，生物质木糖渣 82%，豆秸 5%，花生茎叶 5%，硝酸钾 1%，草木灰 3%，废糖液 3%；

配料：

（1）将豆秸与花生茎叶粉碎为60目的混合粉料，加入废糖液混匀；

（2）将木糖渣翻抛松软，加入草木灰混合均匀，再加入步骤（1）中的物料、硝酸钾混合均匀；

（3）将发酵复合菌加入步骤（2）的物料中，混匀后堆腐；

（4）堆肥6天后第一次翻肥，第二次翻肥为10天后，再堆腐4天，得到腐熟基质。

经测定，腐熟基质的含水量为35%，碳氮比为23:1。

实施例3以木糖渣为原料的腐熟基质制备微生物菌剂。

将实施例2中腐熟基质与有效活菌≥50亿/g的解淀粉芽孢杆菌按照20:1重量份数比混合均匀制成有效活菌数≥2亿/g粉末状微生物菌剂。同时以草炭土为载体有效活菌≥50亿/g的解淀粉芽孢杆菌按照20:1重量份数比混合均匀制成有效活菌数≥2亿/g粉末状草炭土微生物菌剂。将两种微生物菌剂装袋分别检测有效活菌数以及杂菌率随时间的变化，结果如表1所示。

表1 两种菌剂有效活菌数以及杂菌率随时间的变化

由表1数据可知，保存初期发酵腐熟料与草炭土的有效活菌数无明显差别。270天之内，随着时间推移微生物菌剂有效活菌数比草炭土微生物菌剂中有效活菌数呈现上升趋势，杂菌率下降。因此，生物质木糖渣制备的腐熟基质，用作制备微生物菌剂，有利于有益菌的存活以及繁殖，并能够抑制杂菌繁殖。

实施例4以木糖渣为原料的腐熟基质制备育苗基质。

将实施例2中的腐熟基质与草木灰和蛭石按质量比7:2:1混合均匀，得育苗基质。将此育苗基质与市购常规育苗基质共同培育番茄：（1）将番茄种子浸水后保湿催芽，待大部分种子出芽后备用；（2）将两种育苗基质分别装入105孔育苗盘，喷水至底部少量出水；（3）将发芽一致的番茄种子用镊子插入苗穴中央后填平表面，每穴两粒种；（4）用塑料薄膜覆盖苗盘后置于26℃下。播种后的操作管理一致。将番茄苗连同基质移栽至大田，栽培管理措施一致。记录播种至90%种子出苗的时间，50日苗高及茎基部直径，并计算平均值。移栽后1-7天观察返苗情况并记录，移栽45天后测量株高、茎粗，计算平均值。育苗期及苗期结果如表2所示。由表2数据可知，育苗期间，以腐熟基质为配料的育苗基质出苗快，茎粗大于常规基质、苗壮；番茄苗移栽后，以腐熟基质为配料的育苗基质培育的番茄返苗快、幼苗高、茎粗。

表2 番茄出苗时间、苗高及茎粗

Claims (10)

1.一种以木糖渣为原料的腐熟基质，其特征在于，采用包含以下重量百分比的原料发酵获得：发酵复合菌0.5-2%，木糖渣75-85%，秸秆5-10%，硝酸钾0.5-2%，草木灰1-10%，废糖液1-5%。

2.根据权利要求1的腐熟基质，其特征在于，发酵复合菌包括以下菌种：草酸青霉菌20-25%，土壤短芽孢杆菌 20-25%，侧孢芽孢杆菌 5-10%，里氏木霉菌 5-10%，米曲霉 5-10%，胶质芽孢杆菌 5-10%，黑曲霉 15-20%，嗜热脂肪芽孢杆菌 5-10%。

3.根据权利要求1所述的腐熟基质，其特征在于，木糖渣通过玉米芯在热的稀硫酸中水解后过滤获得。

4.根据权利要求1所述的腐熟基质，其特征在于，所述秸秆为玉米秸秆、豆秆、花生茎叶、麦秆、高粱杆中的一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述的腐熟基质，其特征在于，由以下重量百分比的原料发酵获得：发酵复合菌0.5-2%，木糖渣75-85%，豆秆2-5%，花生茎叶3-5%，硝酸钾0.5-2%，草木灰1-10%，废糖液1-5%。

6.一种含有权利要求1所述腐熟基质的育苗基质，其特征在于，采用以下步骤制备获得：将腐熟基质、草木灰和蛭石按一定质量比混合均匀即得。

7.根据权利要求6所述的育苗基质，所述腐熟基质与草木灰质量比为2-4:1，所述腐熟基质和蛭石质量比为6-8:1。

8.一种含有权利要求1所述腐熟基质的有机肥，其特征在于，采用以下制备步骤获得：将腐熟基质、磷酸一铵、硫酸钾、硝酸钾混合即得。

9.一种含有权利要求1所述腐熟基质的微生物肥料，其特征在于，采用以下制备步骤获得：将腐熟基质、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、淡紫拟青霉、解淀粉芽孢杆菌混合即得。

10.一种如权利要求6所述的育苗基质在黄瓜、番茄或南瓜育苗中的应用。