CN109825442B - 一种酵素液肥及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业生物技术领域，特别是涉及一种酵素液肥及其制备方法和用途。本发明提供一种米曲霉，其保藏编号为CGMCC No.16264，还提供一种鲁氏结合酵母，其保藏编号为CGMCC No.16260。本发明所提供的酵素液肥富含多种氨基酸和近千种小分子酸类及≥10⁴cfu·ml^‑1的活性微生物，使用后水果品质提高，土壤微生物活性增强，有利于改良土壤，同时实现了果品的劣废果、残次果的无害化处理。

Description

一种酵素液肥及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，特别是涉及一种酵素液肥及其制备方法和用途。

背景技术

我国当前化肥使用量已达到世界总量的30％，农药、化肥用量超过世界平均水平的70％，农业“超肥”现象明显，化肥用量过多，不仅导致成本增加，同时对生态环境造成了严重影响。而同时我国有机肥资源丰富，养分资源有7000多万吨，但实际利用率不足40％，充分利用有机养分资源，替代部分化肥，促进有机养分循环，推进有机无机的结合，改善土壤质量、保护生态环境，达到农业生产“减肥”“增绿”目标是目前迫切需要解决的问题。

“减量化、无害化、资源化”是目前国际公认的农业废弃物的处理原则。在人为控制条件下借助微生物的分解代谢能力将农业废弃物进行有目的的降解，从而转化为易被作物吸收利用的养分和活性物质，实现农业废弃物的资源化循环利用，这对于减少农业生产投入、改善农业环境具有十分重要的意义。根据葡萄园劣废果、残次果的性状特点，将坏果、烂果及商品残次果进行厌氧发酵，实现酵素液肥化，既能防止劣废果、残次果处置不当可能导致的病害蔓延，又可避免夏季高温条件下因劣废果、残次果弃置引发蚊蝇滋生等环境问题，同时还产生了一种具有多种功效的绿色生物肥料，是解决目前规模化葡萄园劣废果、残次果处置问题的有效手段。

据全国农业农村部统计，从2014年起葡萄栽培面积跃居世界第二，而鲜食葡萄产量从 2011年开始一直稳居世界首位，截至2016年，中国葡萄栽培面积达1214万亩，平均亩产约 1100公斤，中国已经成为世界葡萄生产大国。采摘和销售过程中产生的非商品价值劣废果和残次果，如果全部利用起来，是一座极有价值的优良生物活性肥资源库，若任其遗留于果园，弃置于垃圾堆，则会给土壤、水体增加污染负荷。因此合理有效利用这些农业废弃物，实现资源的绿色循环利用，可为农业的可持续发展，绿色、有机食品产业化创造良好条件。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种酵素液肥及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种米曲霉，其保藏编号为CGMCC No.16264。

本发明另一方面提供一种鲁氏结合酵母，其保藏编号为CGMCC No.16260。

本发明另一方面提供一种复合菌剂，包括所述的米曲霉和所述的鲁氏结合酵母。

在本发明一些实施方式中，所述米曲霉和鲁氏结合酵母的CFU的比例为1：1～1.5。

在本发明一些实施方式中，所述菌剂中米曲霉和鲁氏结合酵母的总活性为3.0×10⁹～1.0 ×10¹⁰cfu·ml^-1。

在本发明一些实施方式中，所述菌剂的溶剂为水，优选的，溶剂的质量百分比含量为 91～97％。

本发明另一方面提供一种酵素液肥化处理方法，包括：通过所述的复合菌剂，将待处理物进行发酵。

在本发明一些实施方式中，所述待处理物选自水果和/或蔬菜。

在本发明一些实施方式中，所述待处理物选自葡萄。

在本发明一些实施方式中，所述复合菌剂的用量为总发酵料质量的5～6％。

在本发明一些实施方式中，所述待处理物在溶剂存在的条件下进行发酵，所述溶剂优选为水，溶剂的用量优选为总发酵料质量的65～70％。

在本发明一些实施方式中，所述待处理物通常在碳源存在的条件下进行发酵，所述碳源优选为糖，更优选为红糖、糖蜜中的一种或多种的组合，碳源的用量优选为总发酵料质量的 6.5～7.0％。

在本发明一些实施方式中，还包括：将发酵所得产物固液分离，以提供酵素液肥，所述酵素液肥通常可以是固液分离所得的液相物。

本发明另一方面提供一种酵素液肥，由所述的处理方法制备获得。

具体实施方式

本发明发明人经过大量研究，筛选获得了两种用于酵素液肥化处理的菌株，通过所述菌株制备获得的酵素液肥富含更多的营养成分，并可以有利于改良土壤、改善果品质量，同时实现了废果、残次果的无害化处理，在此基础上完成了本发明。

本发明第一方面提供一种米曲霉，其保藏编号为CGMCC No.16264，分类名为米曲霉Asperigillus oryzae，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。

本发明第二方面提供一种鲁氏结合酵母，其保藏编号为CGMCC No.16260，分类名为鲁氏结合酵母Zygosaccharomyces rouxii，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。

本发明第三方面提供一种复合菌剂，包括本发明第一方面所提供的米曲霉和本发明第二方面提供的鲁氏结合酵母。所述复合菌剂中，所述米曲霉和鲁氏结合酵母的CFU的比例为1： 1～1.5、1：1～1.1、1：1.1～1.2、1：1.2～1.3、1：1.3～1.4、或1：1.4～1.5，菌剂中米曲霉和鲁氏结合酵母的总活性为3.0×10⁹～1.0×10¹⁰cfu·ml^-1、3.0×10⁹～5.0×10⁹cfu·ml^-1、 5.0×10⁹～7.0×10⁹cfu·ml^-1、或7.0×10⁹～1.0×10¹⁰cfu·ml^-1。

本发明所提供的复合菌剂中，通常包括溶剂，所述溶剂通常为水。复合菌剂中，溶剂的质量百分比含量约为91～97％、91～93％、93～95％、或95～97％，所述菌剂中通常还可以含有少量酵母膏、蛋白胨和葡萄糖等物质，这些物质的总含量通常不大于菌剂总重量的0.5wt％。

本发明第四方面提供一种酵素液肥化处理方法，包括：通过本发明第三方面所提供的复合菌剂，将待处理物进行发酵，以提供酵素液肥。

本发明所提供的酵素液肥化处理方法中，所述待处理物通常可以是水果、蔬菜等适合于酵素液肥化处理的物质，更具体可以是劣废、残次的水果、蔬菜等，在本发明一具体实施方式中，所述待处理物为劣废、残次的葡萄。所述待处理物通常具有一定的含糖量，复合菌剂的用量通常可以为总发酵料质量的5～6％、5～5.5％、或5.5～6％。待处理物通常经充分粉碎，以使得其可以与其他原料充分接触。

本发明所提供的酵素液肥化处理方法中，所述待处理物通常可以在溶剂存在的条件下进行发酵，所述溶剂通常为水，溶剂的用量通常可以为总发酵料质量的65～70％、65～66％、 66～67％、67～68％、68～69％、或69～70％。

本发明所提供的酵素液肥化处理方法中，所述待处理物通常可以在碳源存在的条件下进行发酵，所述碳源通常为糖，即形成糖发酵，碳源具体可以是红糖、糖蜜等中的一种或多种的组合，碳源的用量通常可以为总发酵料质量的6.5～7.0％、6.5～6.6％、6.6～6.7％、6.7～6.8％、 6.8～6.9％、或6.9～7.0％。

本发明所提供的酵素液肥化处理方法中，发酵的第一阶段通常为有氧发酵，有氧发酵过程中，通常需要将发酵物充分混合，例如，可以每天晃动发酵桶1～2次，促使原料混合，发酵均匀。有氧发酵过程中，通常会产生气体，需要注意排气，例如，发酵桶装料时至少要预留出1/5的空间，预防剧烈产气发酵阶段可能导致的液体外溢及桶体爆裂，发酵桶拧上带有单向排气阀的密封盖。发酵的第二阶段通常为厌氧发酵，当剧烈产气发酵过程结束后，可以保持厌氧发酵持续3～6个月。

本发明所提供的酵素液肥化处理方法中，还可以包括：将发酵所得产物固液分离，以提供酵素液肥，所述酵素液肥通常可以是固液分离所得的液相物。

本发明第五方面提供由第四方面所提供的酵素液肥化处理方法制备获得的酵素液肥。所述酵素液肥可以通过水果、蔬菜等制备获得，在本发明一具体实施方式中，所述酵素液肥由葡萄制备获得，即为葡萄源的酵素液肥。

本发明所提供的酵素液肥，可以本发明所得葡萄酵素液肥含有多种对植物生长有利、增强作物抗逆性的氨基酸，含有≥10⁴cfu·ml^-1的活性微生物，可作为滴灌肥、叶面肥应用，施用量通常为：每亩果蔬施用量为55～65kg，分3～4次施用；根灌时稀释45～55倍；叶面喷施时稀释95～105倍。所述酵素液肥含N、P、K总含量低，通常不高于2wt％，约为1.5％左右，可作为肥料添加剂辅助施用。

本发明所提供的酵素液肥富含多种氨基酸和近千种小分子酸类及≥10⁴cfu·ml^-1的活性微生物，使用后水果品质提高，土壤微生物活性增强，有利于改良土壤，同时实现了果品的劣废果、残次果的无害化处理。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

以质量百分比计，按如下配方，配置发酵原料：

新鲜葡萄劣废果、残次果22％；

红糖或糖蜜7％；

水70％；

发酵菌剂1％；

上述4种组分总和为100％。

发酵菌剂中，含有50％的米曲霉(Asperigillus oryzae)S1和50％的鲁氏结合酵母 (Zygosaccharomyces rouxii)JY1，两种菌株均保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别为CGMCC No.16264和CGMCC No.16260。

通过上述发酵原料，制备葡萄源酵素液肥，具体方法步骤如下：

1)将新鲜葡萄劣废果、残次果经粉碎机粉碎成果泥后，与其它原料一起投放入发酵桶(体积为50L)，发酵桶装料时至少要预留出1/5的空间，预防剧烈产气发酵阶段可能导致的液体外溢及桶体爆裂；

2)将发酵桶拧上带有单向排气阀的密封盖，便于剧烈产气阶段气体的及时排出，进行1～5 天剧烈产气发酵，期间每天人工晃动发酵桶1～2次，促使原料混合，发酵均匀；

3)当步骤2)剧烈产气发酵过程结束后，保持厌氧发酵持续3～6个月，得到酵素发酵液；

4)将步骤3)得到的酵素发酵液过滤，即可得到葡萄酵素液肥。

对所得葡萄源酵素液肥进行组分分析，液肥中的主要氨基酸成分如表1所示：

表1

利用超高效液相色谱-离子淌度-四极杆飞行时间质谱联用仪对所制备葡萄源酵素液肥成分进行了初步分析，结果显示酵素液肥中含有一千多种组分，多为小分子酸类，具体结果如表2所示：

表2 葡萄源酵素液肥中部分小分子酸

由表1、表2可知，制备获得的葡萄源酵素液肥富含多种氨基酸和近千种的小分子酸类。液肥中活性微生物含量≥10⁴cfu·ml^-1(采用梯度稀释平板培养法计数，参考GB4789.2-2016)。

实施例2

将实施例1制备获得的葡萄酵素液肥在上海葡萄产区进行试用，供试葡萄品种为巨峰，每种处理3个重复。葡萄源酵素液肥对葡萄品质的影响详见表3，葡萄源酵素液肥对葡萄园土壤养分的影响详见表4。表3、表4中，常规施肥具体为：基肥为1t·亩^-1商品有机肥(在11月份左右，葡萄采收全部结束，叶落修剪枝时施用)，坐果肥为10kg·亩^-1复合肥(N-P-K：15-15-15)、5kg·亩^-1尿素(在5月底6月初左右施用)，着色肥为10kg·亩^-1复合肥(N-P-K：15-15-15)、20kg·亩^-1硫酸钾(7月中旬左右，葡萄接近成熟期时施用)；常规施肥+叶面喷施酵素具体为：在常规施肥基础上，酵素原液稀释100倍叶面喷施，原液2L·亩^-1·次^-1, 从萌芽后期开始至果实成熟期止，每2周1次，共叶面喷施4次；常规施肥+喷施+土施具体为：在常规施肥+叶面喷施酵素的基础上，再用酵素原液稀释50倍进行根部灌溉，原液0.2L·树^-1·次^-1，从萌芽后期开始至果实成熟期止，共土施4次，每次均与叶面喷施同时进行。其它管理措施保持一致。表3中，可溶性固形物含量采用糖度折光仪直接测定；VC含量采用碘量法测定；可滴定酸含量采用氢氧化钠滴定法测定。表4中，pH值按水土比2.5:1，EC值按水土比5:1电位法测定，速效氮采用碱解氮法测定，速效P采用0.5mol/L NaHCO₃浸提—钼锑抗比色法测定，速效K采用NH₄OAc浸提—火焰光度法测定。

表3

表4

由表3和表4的数据可知，本发明所提供的葡萄源酵素液肥可增加果实中可溶性固形物、 VC含量，同时降低可滴定酸酸含量，有效提高固酸比，有效提高水果品质和口感。降低土壤 pH，提高土壤速效磷、钾含量。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

保藏编号：CGMCC No.16264

保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号

保藏日期：2018.8.15

分类命名：米曲霉Asperigillus oryzae

保藏编号：CGMCC No.16260

保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号

保藏日期：2018.8.15

分类命名：鲁氏结合酵母Zygosaccharomyces rouxii。

Claims (14)

1.一种复合菌剂，包括保藏编号为CGMCC No.16264的米曲霉(Asperigillus oryzae)和保藏编号为CGMCC No.16260的鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)；所述米曲霉(Asperigillus oryzae)和鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)的CFU的比例为1：1～1.5。

2.如权利要求1所述的复合菌剂，其特征在于，所述菌剂中米曲霉(Asperigillusoryzae)和鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)的总活性为3.0×10⁹～1.0×10¹⁰cfu·ml^-1，和/或，所述菌剂的溶剂为水。

3.如权利要求2所述的复合菌剂，其特征在于，溶剂的质量百分比含量为91～97％。

4.一种酵素液肥化处理方法，包括：通过如权利要求1～2任一权利要求所述的复合菌剂，将待处理物进行发酵，所述待处理物为葡萄。

5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述复合菌剂的用量为总发酵料质量的5～6％。

6.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述待处理物在溶剂存在的条件下进行发酵。

7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述溶剂为水。

8.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述溶剂的用量为总发酵料质量的65～70％。

9.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述待处理物在碳源存在的条件下进行发酵。

10.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述碳源为糖。

11.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述碳源为红糖、糖蜜中的一种或多种的组合。

12.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述碳源的用量为总发酵料质量的6.5～7.0％。

13.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，还包括：将发酵所得产物固液分离，以提供酵素液肥，所述酵素液肥是固液分离所得的液相物。

14.一种酵素液肥，由权利要求4～13任一权利要求所述的处理方法制备获得。