CN108218554A - 一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及肥料领域,尤其涉及一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法。本发明通过造纸废水中有益物质的回收提取,并制备炭化物,一方面可以对造纸废水进行资源回收,保护环境,另一方面可以对肥料中营养物质进行高效吸附,施入土壤提高活性物质的利用率,减少施入土壤后肥料中营养物质的流失;本发明先通过造纸废水提取制备的炭化物对营养物质进行吸附,再将膨润土作为肥料的载体对利用食用菌菌糠制备的肥料进行包裹,作为控释材料和调理剂,不仅可以改善肥料的物理性状,而且可以减少肥料在土壤中养分的损失,控制肥料中养分的释放,提高肥料的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及肥料领域,尤其涉及一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法。
背景技术
我国是食用菌生产大国,食用菌产量占全球的75%以上,食用菌的生产原料主要是农林业产生的棉籽壳、锯木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多种农作物秸秆等副产品。食用菌栽培采菇后,会产生大量食用菌菌糠,食用菌菌糠,又可称为蘑菇渣、菇渣和菌渣等,是利用秸秆、木屑等原料进行食用菌代料栽培,收货后的培养基剩余物,在食用菌菌丝残体及经食用菌酶解,结构发生质变的粗纤维等成分的复合物。食用菌菌糠的主要成分为菌丝残体以及被食用菌分解的纤维素、半纤维素和木质素等,其还含有丰富的多糖、氨基酸及铁、钙、锌、镁等微量元素与其他代谢产物,据测定,菌糠中蛋白质含量达到12%~21%。在经过食用菌菌丝体分泌的各种酶的酶解作用后,纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质等大分子物质均已被不同程度的降解和利用。而粗蛋白和粗脂肪的含量提高;且富含氨基酸、多糖及钙、磷、铁、锌等多种矿物元素;同时还产生了有机酸和生物活性物质等,这就增加了菌糠中营养成分的含量。但由于食用菌糠是在多种富含纤维素和木质素如谷壳、稻草、木屑等生长出来,虽然菌糠含有大量的菌糠蛋白,但其不能直接添加到肥料中,因为原始的食用菌渣的粗纤维很高。因此目前食用菌渣都是被用来晒干后进行焚烧或者填埋,在晒干的过程可能会引起病原菌的繁殖,而且焚烧也会引起空气污染。非但没有充分地发挥菌糠的经济价值,反而还会带来污染。
目前,食用菌产业发展迅速,产生大量菌糠。大量固体废物菌糠的处理问题成为影响食用菌产业可持续发展的重要因素之一。如何处理菌糠成为食用菌行业急需解决的重要课题。因此, 有必要重新制定并发明出一种新型的食用菌菌糠肥料,以此来解决现如今食用菌行业存在的问题,这将是一件十分有意义的事情。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对目前食用菌产业发展迅速,产生大量固体废物食用菌菌糠,造成资源浪费的问题,提供一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法,该制备方法包括如下步骤:
(1)取食用菌菌糠加入蒸馏水搅拌均匀,培养,得混合培养物,备用;
(2)按重量份数计,取河底沉积淤泥20~30份,腐殖土50~60份,混合培养物150~200份,干草12~20份,落叶18~24份,秸秆20~30份,鱼粉80~90份,酵母粉30~40份,猪粪15~20份,水500份混合均匀,得混合堆肥原料,进行堆肥发酵,得堆肥发酵物,干燥,研磨粉碎,得干燥堆肥发酵物,备用;
(3)取造纸废水加入聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺,搅拌,静置,过滤,取滤渣,将滤渣加入甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水搅拌混合,置于50~60℃恒温水浴2~3h,冷却至20~25℃,将冷却溶液加入蒸馏水混合,离心,取滤渣,干燥,得干燥造纸废水提取物,备用;
(4)将干燥造纸废水提取物加入蒸馏水混合均匀,加入质量分数为80%的硫酸溶液调节pH至1.0~2.0,离心,取沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,干燥,得干燥物,将干燥物加入磷酸溶液,搅拌均匀,静置,干燥,置于管式电阻炉进行炭化,通入氮气保护,取出炭化物用蒸馏水洗涤3~4次,干燥,得干燥炭化物,备用;
(5)按质量份数计取钠基膨润土8~12份,十六烷基三甲基溴化铵18~25份,干燥堆肥发酵物150~200份,干燥造纸废水提取物30~40份,干燥炭化物50~60份,正硅酸乙酯13~15份,磁力搅拌,冷冻干燥,粉碎过筛,收集过筛颗粒,得混合肥料粉末。
所述步骤(1)中食用菌菌糠与蒸馏水的质量比为1:10;培养条件为30~40℃培养2~3天,培养湿度为50%~60%。
所述步骤(2)中堆垛高度为1.3~1.6 m,宽度为2.0~2.5 m;堆肥条件为50~70℃堆肥10~15d,每隔1~2d进行翻堆。
所述步骤(3)中造纸废水与聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺的质量比为10:2:3;滤渣与甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水的质量比9:1:2:2;冷却至室温溶液与蒸馏水的质量比为1:3。
所述步骤(4)中干燥造纸废水提取物与蒸馏水的质量比为1:10;干燥物与磷酸溶液的质量比为1:5;炭化条件为升温速率为10℃/min,350℃~650℃,炭化l~3h,氮气流量为50mL/min~100 mL/min。
所述步骤(5)中搅拌条件为转速为240r/min,在20~40℃的水浴中磁力搅拌10~12h;粉碎过50目筛。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明通过回收食用菌菌糠制备肥料,实现了大量废弃食用菌菌糠的再利用,先通过加入蒸馏水培养,使菌糠中的活性物质先进行活化的预处理,再堆肥发酵,丰富了菌糠中的营养物质,使后期制备肥料能充分利用菌糠中的有益菌和各种营养物质,通过添加腐殖土和沉积河底污泥共同堆肥发酵,使纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、多糖及钙、磷、铁、锌等多种矿物元素、有机酸和生物活性物能被作物吸收和利用,促进作物生长;
(2)本发明通过造纸废水中有益物质的回收提取,并制备炭化物,一方面可以对造纸废水进行资源回收,保护环境,另一方面可以对肥料中营养物质进行高效吸附,施入土壤提高活性物质的利用率,减少施入土壤后肥料中营养物质的流失;
(3)本发明先通过造纸废水提取制备的炭化物对营养物质进行吸附,再将膨润土作为肥料的载体对利用食用菌菌糠制备的肥料进行包裹,作为控释材料和调理剂,不仅可以改善肥料的物理性状,而且可以减少肥料在土壤中养分的损失,控制肥料中养分的释放,提高肥料的利用率。
具体实施方式
原料:干草,落叶,秸秆,鱼粉,酵母粉,猪粪。
一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法,包括如下步骤:
(1)取食用菌菌糠,按质量比1:10加入蒸馏水搅拌均匀,于30~40℃恒温培养2~3天,保持培养湿度在50%~60%,得混合培养物,备用;
(2)按重量份数计,取河底沉积淤泥20~30份,腐殖土50~60份,混合培养物150~200份,干草12~20份,落叶18~24份,秸秆20~30份,鱼粉80~90份,酵母粉30~40份,猪粪15~20份,水500份,混合均匀,得混合堆肥原料,进行堆肥发酵,堆垛高度为1.3~1.6 m,宽度为2.0~2.5m,表面覆盖保温膜,使堆肥发酵温度控制在50~70℃堆肥10~15d,每隔1~2d进行翻堆,得堆肥发酵物,50~60℃干燥1~2天,研磨粉碎,得干燥堆肥发酵物,备用;
(3)取造纸废水按质量比10:2:3加入聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺,搅拌15~20min,静置12~15h,过滤,取滤渣,将滤渣按质量比9:1:2:2加入甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水搅拌混合,50~60℃恒温水浴2~3h,冷却至室温,将冷却至室温溶液按质量比1:3加入蒸馏水混合,离心,取滤渣,70~80℃干燥3~4h,得干燥造纸废水提取物,备用;
(4)将干燥造纸废水提取物按质量比1:10加入蒸馏水混合均匀,加入质量分数为80%的硫酸溶液调节pH至1.0~2.0,8000r/min离心3~5min,取沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,100~105℃干燥,得干燥物,将干燥物按质量比1:5加入磷酸溶液,搅拌均匀,静置5~6h,90~100℃干燥10~12h,置于管式电阻炉进行炭化,升温速率为10℃/min,350℃~650℃,炭化l~3h,通入氮气保护,流量50mL/min~100 mL/min,取出炭化物用蒸馏水洗涤3~4次,干燥,得干燥炭化物,备用;
(5)按质量份数计取钠基膨润土8~12份,十六烷基三甲基溴化铵18~25份,干燥堆肥发酵物150~200份,干燥造纸废水提取物30~40份,干燥炭化物50~60份,正硅酸乙酯13~15份,转速为240r/min,在20~40℃的水浴中磁力搅拌10~12h,冷冻干燥5~6h,粉碎过50目筛,收集过筛颗粒,得混合肥料粉末。
实施例1
原料:干草,落叶,秸秆,鱼粉,酵母粉,猪粪。
一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法,包括如下步骤:
(1)取食用菌菌糠,按质量比1:10加入蒸馏水搅拌均匀,于30℃恒温培养2天,保持培养湿度在50%,得混合培养物,备用;
(2)按重量份数计,取河底沉积淤泥20份,腐殖土50份,混合培养物150份,干草12份,落叶18份,秸秆20份,鱼粉80份,酵母粉30份,猪粪15份,水500份,混合均匀,得混合堆肥原料,进行堆肥发酵,堆垛高度为1.3m,宽度为2.0m,表面覆盖保温膜,使堆肥发酵温度控制在50℃堆肥10d,每隔1d进行翻堆,得堆肥发酵物,50℃干燥1天,研磨粉碎,得干燥堆肥发酵物,备用;
(3)取造纸废水按质量比10:2:3加入聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺,搅拌15min,静置12h,过滤,取滤渣,将滤渣按质量比9:1:2:2加入甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水搅拌混合,50℃恒温水浴2h,冷却至室温,将冷却至室温溶液按质量比1:3加入蒸馏水混合,离心,取滤渣,70℃干燥3h,得干燥造纸废水提取物,备用;
(4)将干燥造纸废水提取物按质量比1:10加入蒸馏水混合均匀,加入质量分数为80%的硫酸溶液调节pH至1.0,8000r/min离心3min,取沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,100℃干燥,得干燥物,将干燥物按质量比1:5加入磷酸溶液,搅拌均匀,静置5h,90℃干燥10h,置于管式电阻炉进行炭化,升温速率为10℃/min,350℃,炭化1h,通入氮气保护,流量50mL/min,取出炭化物用蒸馏水洗涤3次,干燥,得干燥炭化物,备用;
(5)按质量份数计取钠基膨润土8份,十六烷基三甲基溴化铵18份,干燥堆肥发酵物150份,干燥造纸废水提取物30份,干燥炭化物50份,正硅酸乙酯13份,转速为240r/min,在20℃的水浴中磁力搅拌10h,冷冻干燥5h,粉碎过50目筛,收集过筛颗粒,得混合肥料粉末。
实施例2
原料:干草,落叶,秸秆,鱼粉,酵母粉,猪粪。
一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法,包括如下步骤:
(1)取食用菌菌糠,按质量比1:10加入蒸馏水搅拌均匀,于35℃恒温培养2天,保持培养湿度在55%,得混合培养物,备用;
(2)按重量份数计,取河底沉积淤泥25份,腐殖土55份,混合培养物170份,干草17份,落叶20份,秸秆25份,鱼粉85份,酵母粉35份,猪粪17份,水500份,混合均匀,得混合堆肥原料,进行堆肥发酵,堆垛高度为1.7m,宽度为2.3m,表面覆盖保温膜,使堆肥发酵温度控制在55℃堆肥12d,每隔1d进行翻堆,得堆肥发酵物,55℃干燥1天,研磨粉碎,得干燥堆肥发酵物,备用;
(3)取造纸废水按质量比10:2:3加入聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺,搅拌17min,静置13h,过滤,取滤渣,将滤渣按质量比9:1:2:2加入甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水搅拌混合,55℃恒温水浴2.3h,冷却至室温,将冷却至室温溶液按质量比1:3加入蒸馏水混合,离心,取滤渣,75℃干燥3h,得干燥造纸废水提取物,备用;
(4)将干燥造纸废水提取物按质量比1:10加入蒸馏水混合均匀,加入质量分数为80%的硫酸溶液调节pH至1.5,8000r/min离心4min,取沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀2次,103℃干燥,得干燥物,将干燥物按质量比1:5加入磷酸溶液,搅拌均匀,静置5h,95℃干燥11h,置于管式电阻炉进行炭化,升温速率为10℃/min,450℃,炭化2h,通入氮气保护,流量70mL/min,取出炭化物用蒸馏水洗涤3次,干燥,得干燥炭化物,备用;
(5)按质量份数计取钠基膨润土10份,十六烷基三甲基溴化铵20份,干燥堆肥发酵物170份,干燥造纸废水提取物35份,干燥炭化物55份,正硅酸乙酯17份,转速为240r/min,在30℃的水浴中磁力搅拌11h,冷冻干燥6h,粉碎过50目筛,收集过筛颗粒,得混合肥料粉末。
实施例3
原料:干草,落叶,秸秆,鱼粉,酵母粉,猪粪。
一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法,包括如下步骤:
(1)取食用菌菌糠,按质量比1:10加入蒸馏水搅拌均匀,于40℃恒温培养3天,保持培养湿度在60%,得混合培养物,备用;
(2)按重量份数计,取河底沉积淤泥30份,腐殖土60份,混合培养物200份,干草20份,落叶24份,秸秆30份,鱼粉90份,酵母粉40份,猪粪20份,水500份,混合均匀,得混合堆肥原料,进行堆肥发酵,堆垛高度为1.6 m,宽度为2.5 m,表面覆盖保温膜,使堆肥发酵温度控制在70℃堆肥15d,每隔2d进行翻堆,得堆肥发酵物,60℃干燥2天,研磨粉碎,得干燥堆肥发酵物,备用;
(3)取造纸废水按质量比10:2:3加入聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺,搅拌20min,静置15h,过滤,取滤渣,将滤渣按质量比9:1:2:2加入甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水搅拌混合,60℃恒温水浴3h,冷却至室温,将冷却至室温溶液按质量比1:3加入蒸馏水混合,离心,取滤渣,80℃干燥4h,得干燥造纸废水提取物,备用;
(4)将干燥造纸废水提取物按质量比1:10加入蒸馏水混合均匀,加入质量分数为80%的硫酸溶液调节pH至2.0,8000r/min离心5min,取沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀3次,105℃干燥,得干燥物,将干燥物按质量比1:5加入磷酸溶液,搅拌均匀,静置6h,100℃干燥12h,置于管式电阻炉进行炭化,升温速率为10℃/min,650℃,炭化3h,通入氮气保护,流量100 mL/min,取出炭化物用蒸馏水洗涤4次,干燥,得干燥炭化物,备用;
(5)按质量份数计取钠基膨润土12份,十六烷基三甲基溴化铵25份,干燥堆肥发酵物200份,干燥造纸废水提取物40份,干燥炭化物60份,正硅酸乙酯15份,转速为240r/min,在40℃的水浴中磁力搅拌12h,冷冻干燥6h,粉碎过50目筛,收集过筛颗粒,得混合肥料粉末。
对比例:石家庄某农产品贸易有限公司生产的食用菌糠肥料
方法:各取500g的由实施例与对比例所制备的肥料,根据标准GB15063-2009检测实施例与对比例所生产的肥料的营养价值成分。
肥料营养成分具体检测情况如表1
表1
检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
蛋白质(%) | 10.24 | 11.00 | 12.62 | 7.24 |
粗纤维(%) | 16.11 | 17.1 | 18.3 | 11.23 |
磷(%) | 0.16 | 0.20 | 0.23 | 0.12 |
钙(%) | 0.31 | 0.36 | 0.57 | 0.21 |
方法:将西瓜种植区分为等面积的4个区域,每个区域100株;各使用由实施例与对比例所制备的菌糠肥料,施用量为每棵植物2g肥料,实验结束后检测农田内西瓜的具体生长情况,以此来表征肥料的性能好坏。
根据GB/T17419-1998标准,检测实施例与对比例所制备的菌糠肥料的肥效效率。
菌糠肥料的具体检测情况如表2
表2
检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
主根长度(平均值)(cm) | 16.5 | 18 | 19.5 | 10 |
瓜蔓长度(平均值)(cm) | 113 | 115 | 123 | 48 |
肥料有效率(%) | 79 | 85 | 89 | 63 |
持续释放养分时间(d) | 22~30 | 24~30 | 25~30 | 10~15 |
注:试验前,主根的平均长度为10cm,瓜蔓的平均长度为25cm。
试验结束,西瓜成熟时间,检测得使用实施例所制备的菌糠肥料的三块农田,瓜果增产率分别提高13.0%、13.8%和15.27%,而对比例的增产率仅有6%。
由上可知,本发明所制备的菌糠可有效解决现如今菌糠肥料利用率低,营养成分低,肥效差的问题,是一种安全且高效的菌糠肥料制备方法,值得推广和使用。
Claims (6)
1.一种利用食用菌菌糠制备肥料的方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:
取食用菌菌糠加入蒸馏水搅拌均匀,培养,得混合培养物,备用;
按重量份数计,取河底沉积淤泥20~30份,腐殖土50~60份,混合培养物150~200份,干草12~20份,落叶18~24份,秸秆20~30份,鱼粉80~90份,酵母粉30~40份,猪粪15~20份,水500份混合均匀,得混合堆肥原料,进行堆肥发酵,得堆肥发酵物,干燥,研磨粉碎,得干燥堆肥发酵物,备用;
取造纸废水加入聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺,搅拌,静置,过滤,取滤渣,将滤渣加入甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水搅拌混合,置于50~60℃恒温水浴2~3h,冷却至20~25℃,将冷却溶液加入蒸馏水混合,离心,取滤渣,干燥,得干燥造纸废水提取物,备用;
将干燥造纸废水提取物加入蒸馏水混合均匀,加入质量分数为80%的硫酸溶液调节pH至1.0~2.0,离心,取沉淀,用蒸馏水洗涤沉淀2~3次,干燥,得干燥物,将干燥物加入磷酸溶液,搅拌均匀,静置,干燥,置于管式电阻炉进行炭化,通入氮气保护,取出炭化物用蒸馏水洗涤3~4次,干燥,得干燥炭化物,备用;
按质量份数计取钠基膨润土8~12份,十六烷基三甲基溴化铵18~25份,干燥堆肥发酵物150~200份,干燥造纸废水提取物30~40份,干燥炭化物50~60份,正硅酸乙酯13~15份,磁力搅拌,冷冻干燥,粉碎过筛,收集过筛颗粒,得混合肥料粉末。
2.根据权利要求1所述的利用食用菌菌糠制备肥料的方法,其特征在于,所述步骤(1)中食用菌菌糠与蒸馏水的质量比为1:10;培养条件为30~40℃培养2~3天,培养湿度为50%~60%。
3.根据权利要求1所述的利用食用菌菌糠制备肥料的方法,其特征在于,所述步骤(2)中堆垛高度为1.3~1.6 m,宽度为2.0~2.5 m;堆肥条件为50~70℃堆肥10~15d,每隔1~2d进行翻堆。
4.根据权利要求1所述的利用食用菌菌糠制备肥料的方法,其特征在于,所述步骤(3)中造纸废水与聚合硫酸铁﹑阳离子聚丙烯酰胺的质量比为10:2:3;滤渣与甲基异丁基甲酮、乙醇和蒸馏水的质量比9:1:2:2;冷却至室温溶液与蒸馏水的质量比为1:3。
5.根据权利要求1所述的利用食用菌菌糠制备肥料的方法,其特征在于,所述步骤(4)中干燥造纸废水提取物与蒸馏水的质量比为1:10;干燥物与磷酸溶液
的质量比为1:5;炭化条件为升温速率为10℃/min,350℃~650℃,炭化l~3h,氮气流量为50mL/min~100 mL/min。
6.根据权利要求1所述的利用食用菌菌糠制备肥料的方法,其特征在于,所述步骤(5)中搅拌条件为转速为240r/min,在20~40℃的水浴中磁力搅拌10~12h;粉碎过50目筛。
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