CN108794189A - 一种新型复合生物肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型复合生物肥料的制备方法，包括如下步骤：原料预处理、混合搅拌、发酵、风干制粒，通过加入表面活性剂，促进微生物发酵，使得发酵时间缩短，增加养分含量，抑制有害菌种的生长，促进植物吸收，改善土壤结构，增加土壤保水保肥的效果，促进植物吸收营养。
Description
技术领域
本发明涉及复合生物肥料领域，具体涉及一种新型复合生物肥料的制备方法。
背景技术
化肥是用化学和(或)物理方法制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料，化肥的长期施用致使土壤板结、土壤微生物种类和数量减少、破坏土壤生态系统、影响农产品品质以及污染环境等问题，在这种情况下，生物肥料就有很大的研究意义。
目前，随着我国绿色农业的蓬勃发展，生物肥料在农业生产中越来越受到人们的重视。在我国，微生物肥料产业发展十分迅速，其种类之多、数量之大和应用范围之广在世界其它国家中是少有的，可以说微生物肥料对促进我国农业生产、发展绿色产业和实施可持续发展起到了重要推动作用，而发展我国的生物肥料产业是发展可持续农业、生态农业的要求，也是我国目前无公害食品和绿色食品生产现实需要，更是减少化肥和农药用量、降低环境污染的必然选择。
公开号为CN103992159A的专利申请，公开了一种“全元”复合微生物肥料及其制备方法和应用，该复合微生物肥料集无机化肥的速效性、有机肥的长效性和生物菌肥增效性于一体，肥效释放平稳，促生效果好，适合蔬菜、果树等经济作物种植区域大面积使用，提高农产品的附加值具有重要的意义，但是存在发酵时间长，发酵效果不佳的缺点。
公开号为CN104098401A的专利申请，公开了一种复合微生物肥料及其制备方法，该生物肥料能够改善土壤结构，促进植物生长，但是该肥料存在制备时间长，对于土壤的保水效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型复合生物肥料的制备方法，通过加入表面活性剂，促进微生物发酵，使得发酵时间缩短，增加养分含量，抑制有害菌种的生长，促进植物吸收，改善土壤结构，增加土壤保水保肥的效果，促进植物吸收营养。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种新型复合生物肥料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料预处理：将秸秆粉碎至2-3cm的小段，在1.5-4MPa的压力下，用蒸汽将玉米秸秆加热到110-200℃，维持4-9min，然后减至常压，秸秆粉末与水按照固液质量比1：6混合，加热至微沸状态5-30min；
（2）然后将步骤（1）中处理过的秸秆和水加入带有搅拌器的反应釜中，然后向反应釜中添加畜禽粪便，搅拌10-15min，转速为100-200r/min，使其充分混合；
（3）步骤（2）温度降至室温时，向反应釜中加入微生物发酵菌剂、复合氨基酸、生物表面活性剂，搅拌20-25min，转速为150-200r/min，温度保持在25-37℃；
（4）每隔8小时搅拌一次，转速在100-125r/min，进行搅拌散热，维持发酵温度在25-37℃，3-5天后加入腐质酸，进行搅拌15-20min；
（5）当反应釜中无臭味时，已经完全制成生物肥料，然后排出、恒温风干、制粒即得。
优选地，所述风干温度为37℃，风速为100-150m/s。
优选地，所述微生物发酵菌剂由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白僵菌、酵母菌、粪肠球菌、光合菌、圆褐固氮菌、假孢菌、放线菌混合而成。
优选地，所述粪肠球菌、解淀粉芽孢杆菌均从腐烂的秸秆和粪便混合物中提取，然后通过筛选纯化而得。
优选地，所述秸秆由玉米杆、大麦秸秆、黄豆秸秆、稻草、花生藤、棉花秸秆中的一种或多种组成。
优选地，所述酵母菌为假丝酵母。
优选地，所述生物表面活性剂由假单孢菌进行紫外照射3-10min，然后进行培养，筛选、纯化，将培养的菌以葡萄糖为基质进行培养，培养温度为25-37℃，发酵时间为2-3天，然后提取分离即得。
生物表面活性剂促进发酵，缩短发酵时间、降低残留有机质、促进原料分解、提高原料利用率，同时生物表面活性剂还可以用于土壤中有毒物质的富集、清除和降解，如生物表面活性剂可用于污染有铀、铬和铅等毒性重金属的地点的生物修复，促进土壤中离子与水份的吸收，起到保肥保水的作用。
优选地，所述腐质酸由黄腐酸、褐腐酸和黑腐酸按质量比为1.5:1.5:1混合而成。
黄腐酸又叫富里酸，具有强酸性，有强烈的腐蚀矿物质的能力，他的作用主要是使土壤难溶的矿物质变为可溶，特别是磷、钾、铁、镁、锰等，从而利于植物吸收。
褐腐酸又叫胡敏酸，是亲水胶体，带有负电荷，可以吸附或置换土壤中的K+、Na+、NH4+等离子。它可以使土壤单粒结构改变，使土壤颗粒变成一个个保水保肥的小水库，从而提高了土壤保水、保肥能力，增加土壤孔隙，提高了土壤空气含量。
黑腐酸是在冰冻和干燥作用下与矿物质牢固结合的褐腐酸。
优选地，所述畜禽粪便通过120℃蒸汽杀菌预处理而得。
优选地，所述复合氨基酸由甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸混合而成。
本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明生物肥料在发酵过程中，通过添加生物表面活性剂，促进菌种发酵，提升发酵速度，增加降解的程度，使得大分子物质转化为小分子物质，更有利于植物吸收，菌种快速代谢会产生大量抗生素，能够有效的杀死害虫虫卵，抑制病原菌的滋生，从而能够很好的起到保护作物，起到防虫防病的效果；同时发酵过程中假丝酵母还可以产生槐糖脂，可以降解土壤中的重金属离子，改善土壤盐碱性，增加土壤微生物含量，提升土壤修复能力，疏松土壤，保水保肥的作用。
（2）本发明中的生物肥料在发酵过程中，通过生物表面活性剂，使得发酵彻底，原料分解充分，发酵时间缩短，大大提高了生产的效率。
（3）本发明中通过在发酵过程中添加腐质酸，起到定温的作用，不至于发酵温度过高而使有益菌种死亡。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种新型复合生物肥料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料预处理：将秸秆粉碎至2cm的小段，在1.5MPa的压力下，用蒸汽将玉米秸秆加热到110℃，维持4min，然后减至常压，秸秆粉末与水按照固液质量比1：6混合，加热至微沸状态5min；
（2）然后将步骤（1）中处理过的秸秆和水加入带有搅拌器的反应釜中，然后向反应釜中添加畜禽粪便，搅拌10min，转速为100r/min，使其充分混合；
（3）步骤（2）温度降至室温时，向反应釜中加入微生物发酵菌剂、复合氨基酸、生物表面活性剂，搅拌20min，转速为150r/min，温度保持在25℃；
（4）每隔8小时搅拌一次，转速在100r/min，进行搅拌散热，维持发酵温度在25℃，3天后加入腐质酸，进行搅拌15min；
（5）当反应釜中无臭味时，已经完全制成生物肥料，然后排出、恒温风干、制粒即得。
其中，风干温度为37℃，风速为100m/s。
其中，微生物发酵菌剂由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白僵菌、酵母菌、粪肠球菌、光合菌、圆褐固氮菌、假孢菌、放线菌混合而成。
其中，粪肠球菌、解淀粉芽孢杆菌均从腐烂的秸秆和粪便混合物中提取，然后通过筛选纯化而得。
其中，秸秆由玉米杆、大麦秸秆、黄豆秸秆组成。
其中，酵母菌为假丝酵母。
其中，生物表面活性剂由假单孢菌进行紫外照射3-10min，然后进行培养，筛选、纯化，将培养的菌以葡萄糖为基质进行培养，培养温度为25-37℃，发酵时间为2-3天，然后提取分离即得。
其中，腐质酸由黄腐酸、褐腐酸和黑腐酸按质量比为1.5:1.5:1混合而成。
其中，畜禽粪便通过120℃蒸汽杀菌预处理而得。
其中，复合氨基酸由甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸混合而成。
实施例2
一种新型复合生物肥料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料预处理：将秸秆粉碎至2.5cm的小段，在1.7MPa的压力下，用蒸汽将玉米秸秆加热到155℃，维持6min，然后减至常压，秸秆粉末与水按照固液质量比1：6混合，加热至微沸状态17min；
（2）然后将步骤（1）中处理过的秸秆和水加入带有搅拌器的反应釜中，然后向反应釜中添加畜禽粪便，搅拌13min，转速为150r/min，使其充分混合；
（3）步骤（2）温度降至室温时，向反应釜中加入微生物发酵菌剂、复合氨基酸、生物表面活性剂，搅拌23min，转速为175r/min，温度保持在31℃；
（4）每隔8小时搅拌一次，转速在113r/min，进行搅拌散热，维持发酵温度在31℃，4天后加入腐质酸，进行搅拌17min；
（5）当反应釜中无臭味时，已经完全制成生物肥料，然后排出、恒温风干、制粒即得。
其中，风干温度为37℃，风速为125m/s。
其中，所述微生物发酵菌剂由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白僵菌、酵母菌、粪肠球菌、光合菌、圆褐固氮菌、假孢菌、放线菌混合而成。
其中，粪肠球菌、解淀粉芽孢杆菌均从腐烂的秸秆和粪便混合物中提取，然后通过筛选纯化而得。
其中，秸秆由大麦秸秆、黄豆秸秆、稻草组成。
其中，酵母菌为假丝酵母。
其中，生物表面活性剂由假单孢菌进行紫外照射3-10min，然后进行培养，筛选、纯化，将培养的菌以葡萄糖为基质进行培养，培养温度为25-37℃，发酵时间为2-3天，然后提取分离即得。
其中，腐质酸由黄腐酸、褐腐酸和黑腐酸按质量比为1.5:1.5:1混合而成。
其中，畜禽粪便通过120℃蒸汽杀菌预处理而得。
其中，复合氨基酸由甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸混合而成。
实施例3
一种新型复合生物肥料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原料预处理：将秸秆粉碎至3cm的小段，在4MPa的压力下，用蒸汽将玉米秸秆加热到200℃，维持9min，然后减至常压，秸秆粉末与水按照固液质量比1：6混合，加热至微沸状态30min；
（2）然后将步骤（1）中处理过的秸秆和水加入带有搅拌器的反应釜中，然后向反应釜中添加畜禽粪便，搅拌15min，转速为200r/min，使其充分混合；
（3）步骤（2）温度降至室温时，向反应釜中加入微生物发酵菌剂、复合氨基酸、生物表面活性剂，搅拌25min，转速为200r/min，温度保持在37℃；
（4）每隔8小时搅拌一次，转速在125r/min，进行搅拌散热，维持发酵温度在37℃，5天后加入腐质酸，进行搅拌20min；
（5）当反应釜中无臭味时，已经完全制成生物肥料，然后排出、恒温风干、制粒即得。
其中，风干温度为37℃，风速为150m/s。
其中，微生物发酵菌剂由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白僵菌、酵母菌、粪肠球菌、光合菌、圆褐固氮菌、假孢菌、放线菌混合而成。
其中，粪肠球菌、解淀粉芽孢杆菌均从腐烂的秸秆和粪便混合物中提取，然后通过筛选纯化而得。
其中，秸秆由稻草、花生藤、棉花秸秆组成。
其中，酵母菌为假丝酵母。
其中，生物表面活性剂由假单孢菌进行紫外照射3-10min，然后进行培养，筛选、纯化，将培养的菌以葡萄糖为基质进行培养，培养温度为25-37℃，发酵时间为2-3天，然后提取分离即得。
其中，腐质酸由黄腐酸、褐腐酸和黑腐酸按质量比为1.5:1.5:1混合而成。
其中，畜禽粪便通过120℃蒸汽杀菌预处理而得。
其中，复合氨基酸由甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸混合而成。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备新型复合生物肥料，所不同的是不加入生物表面活性剂。
对比例2
采用与实施例1相同的方法制备新型复合生物肥料，所不同的是不加入腐质酸。
对实施例1-3制得排水管道用高强度复合材料和对比例制得1-2的复合材料进行性能测试，测试结果如下表：
表1：新型复合生物肥料产品技术指标
| 有效活菌数（cfu/g） | 总养分（N+P2O5+K2O），（%） | 杂菌率（%） | 水份（%） | PH值 | 细度（%） | 发酵时长（d） | |
| 实施例1 | 0.6 | 10 | 25 | 16 | 6.6 | 90 | 6 |
| 实施例2 | 0.8 | 12 | 23 | 11 | 6.8 | 93 | 5 |
| 实施例3 | 0.9 | 13 | 24 | 13 | 7.1 | 87 | 5 |
| 对比例1 | 0.7 | 5 | 31 | 11 | 5.4 | 88 | 7 |
| 对比例2 | 0.6 | 6 | 30 | 13 | 5.9 | 92 | 7 |
表2：新型复合生物肥料无害化指标
| 粪大肠杆菌数（个/g） | 蛔虫卵死亡率（%） | 砷及其化合物（以As计），mg/kg | 铬及其化合物（以Cr计），mg/kg | 镉及其化合物（以Cd计），mg/kg | 铅及其化合物（以Pb计），mg/kg | 汞及其化合物（以Hg计），mg/kg | |
| 实施例1 | 65 | 95 | 63 | 5 | 75 | 110 | 5 |
| 实施例2 | 57 | 96 | 55 | 3 | 73 | 108 | 4 |
| 实施例3 | 55 | 98 | 49 | 4 | 72 | 105 | 2 |
| 对比例1 | 75 | 81 | 77 | 8 | 94 | 160 | 6 |
| 对比例2 | 81 | 95 | 71 | 9 | 88 | 167 | 5 |
从表1可以看出：
（1）对比实施例1-3和对比例1-2中的数据可以看出，发酵过程添加表面活性剂的生物肥料总养分明显较高，同时发酵的时间也较短，而发酵过程没有添加表面活性剂的生物肥料中总养分明显较低，是因为表面活性剂促进菌种发酵，提升发酵速度，增加降解的程度，使得大分子物质转化为小分子物质，更有利于植物吸收。
（2）对比实施例1-3和对比例1-2中的数据可以看出，添加有表面活性剂的生物肥料中有害菌种数量明显减少，有毒重金属含量也明显降低，微生物在发酵的过程中发酵旺盛，菌种繁殖速度快，能够产生很多的代谢物，其中就有抗生素，这些抗生素可以将一些有害菌种和一些虫卵杀死，同时在发酵的过程中，假丝酵母可以代谢产生表面活性剂，从而能够加快发酵速度，代谢产生的表面活性剂可以对土壤进行修复可以降低重金属的含量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）原料预处理：将秸秆粉碎至2-3cm的小段，在1.5-4MPa的压力下，用蒸汽将玉米秸秆加热到110-200℃，维持4-9min，然后减至常压，秸秆粉末与水按照固液质量比1：6混合，加热至微沸状态5-30min；
（2）然后将步骤（1）中处理过的秸秆和水加入带有搅拌器的反应釜中，然后向反应釜中添加畜禽粪便，搅拌10-15min，转速为100-200r/min，使其充分混合；
（3）步骤（2）温度降至室温时，向反应釜中加入微生物发酵菌剂、复合氨基酸、生物表面活性剂，搅拌20-25min，转速为150-200r/min，温度保持在25-37℃；
（4）每隔8小时搅拌一次，转速在100-125r/min，进行搅拌散热，维持发酵温度在25-37℃，3-5天后加入腐质酸，进行搅拌15-20min；
（5）当反应釜中无臭味时，已经完全制成生物肥料，然后排出、恒温风干、制粒即得。
2.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述风干温度为37℃，风速为100-150m/s。
3.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述微生物发酵菌剂由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、白僵菌、酵母菌、粪肠球菌、光合菌、圆褐固氮菌、假孢菌、放线菌混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述粪肠球菌、解淀粉芽孢杆菌均从腐烂的秸秆和粪便混合物中提取，然后通过筛选纯化而得。
5.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述秸秆由玉米杆、大麦秸秆、黄豆秸秆、稻草、花生藤、棉花秸秆中的一种或多种组成。
6.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述酵母菌为假丝酵母。
7.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述生物表面活性剂由假单孢菌进行紫外照射3-10min，然后进行培养，筛选、纯化，将培养的菌以葡萄糖为基质进行培养，培养温度为25-37℃，发酵时间为2-3天，然后提取分离即得。
8.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述腐质酸由黄腐酸、褐腐酸和黑腐酸按质量比为1.5:1.5:1混合而成。
9.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述畜禽粪便通过120℃蒸汽杀菌预处理而得。
10.根据权利要求1所述的一种新型复合生物肥料的制备方法，其特征在于：所述复合氨基酸由甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸混合而成。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181113 |
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