CN110204381B - 一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，本发明以黑木耳菌糠为主要原料，采用碱—酶法对其进行改性处理，借助该法处理改变菌糠表面结构，提高菌糠中纤维素的降解效率，扩大其比表面积，增强菌糠对功能菌及其芽孢数量的吸附和荷载，使其更有效地作为生物复合肥料中有益菌的载体和营养供体。通过酶对菌糠进行改性处理，释放黑木耳菌丝体生物多糖，优化菌糠营养成分，有效调节菌糠的碳氮比值，避免菌糠直接施入农田造成土壤微生物与农作物争夺氮源的现象。通过加入氧化石墨烯和垂穗披碱草可以提升菌糠转化得到的还原糖的比例，从而提升有机复合肥的营养价值。

Description

一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法

技术领域

本发明涉及有机复合肥技术领域，尤其涉及一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法。

背景技术

近年来，随着人们对农产品需求逐渐提高，土地的生产强度也在不断加强。为了提高土地单位面积的产出，施肥方式越来越转向于速效化肥，而化学肥料施用过量，肥料利用率低，约有70％的肥料被土壤固结和通过淋失迁移出土体，土壤出现板结、盐碱化等现象，甚至造成环境污染。

生物复合肥料是利用有机质、特定功能性菌株及无机元素复合而成的混合肥料。生物复合肥料不仅因其含有速效养分能够直接供给作物营养元素，还因其含有有机质能增加微生物活性，微生物在生命活动中产生的次生代谢物质如土壤酶和植物生长调节素等能提高作物对土壤中潜在肥料的利用效率、提高肥力、改良土壤结构，而特定抗逆性菌株的添加有利于减轻土壤病虫害，提高作物的产量和品质。

目前，生物复合肥料在质量控制方面存在着诸多问题。尤其是载体性能问题，载体是吸附肥料种功能菌的关键因素。生物复合肥料中的载体主要有蛭石、泥炭、草木灰等，其中以泥炭最为普遍。但泥炭作为一种天然矿产资源具有短期不可再生性，长期开采将造成生态环境的极大破坏，并且成本较高。能否找到一种既满足微生物菌剂保存要求，又能改善土壤生态环境、提供一定养分的载体，已成为生物复合肥料生产中的突出问题。这些问题直接影响着生物复合肥料的生产成本、销售价格和施用效果。

菌糠是食用菌种植的副产物，菌糠中含有大量的营养物质，是可再利用的农业资源。菌糠作为土壤的改良剂、肥料等均有较高的利用价值。此外，菌糠中含有微生物菌体蛋白、次生代谢产生的微量元素等多种水溶性养分，可作为速效有机肥使用。黑龙江省作为食用菌产业大省，每年废弃的仅黑木耳菌糠量就达168万吨以上，而菌糠实际在利用率还不足18％。传统黑木耳菌糠的主要成分为木质素、粗蛋白、粗脂肪等。但随着近几年玉米秸秆用于黑木耳栽培量的不断上升，其菌糠中培养料主要成分也发生了变化，包括：玉米芯、杂木屑、玉米秆、豆杆、稻草杆、麦麸等，这些培养料前期经过黑木耳菌丝的分解，其中的木质素得到了充分的降解，但纤维素和半纤维素等降解效果较差。这种菌糠经过简单处理还田用作肥料或直接作为功能菌吸附载体的效果并不理想，菌糠中未降解的秸秆也存在导致影响播种、破坏土壤结构、土壤酸化等情况的出现。研究人员通过发酵腐熟处理菌糠，以达到优化菌糠营养成分，改变其特性的目的。但发酵处理存在发酵条件不易控制，发酵周期长，发酵过程中容易被霉菌、细菌污染，对有益功能菌吸附、荷载水平低等问题。

本发明利用黑木耳菌糠为主要原料，借助碱-酶处理改变菌糠表面结构，降解纤维素成分中的晶格结构，提高菌糠中纤维素的降解效率，扩大其比表面积，增强菌糠对功能菌及其芽孢数量的吸附和荷载，使其更有效地作为生物复合肥料中有益菌的载体。通过纤维素酶对菌糠进行改性处理，释放黑木耳菌丝体生物多糖，优化菌糠营养成分，有效调节菌糠的C/N，避免菌糠直接施入农田造成土壤微生物与农作物争夺氮源的现象，使其更适宜作为生物复合肥料中作物的营养供体。在此基础上，依据GB18877-2009有机无机复混肥国家标准、NY525-2012农业部有机肥国家标准加入无机肥料和功能菌芽孢制备菌糠生物复合肥料，并进行田间试验对肥料效果和土壤环境进行评价。采用碱-酶法对菌糠进行改性处理，具有反应条件温和、经济合理、简单高效、环境友好等处理优势。该法能较好的调节菌糠pH值，中和菌糠中微生物分泌的有机酸，避免施用酸化土壤；能够有效克服堆肥发酵预处理方法中的发酵条件不易控制，发酵时间长，容易被杂菌污染等处理困难。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法。

本发明的技术方案如下：

一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，包括以下步骤：

步骤一：将氧化石墨烯溶解于0.1-1mol/L的碱液体中，加入菌糠，去除掉菌糠中的木质素，释放纤维素；

步骤二：加入垂穗披碱草的粉末；

步骤三：通过纤维素酶处理，使纤维素水解转化，干燥后即可得到有机复合肥。

优选的，所述的步骤一中，氧化石墨烯的浓度为0.1-0.3％，菌糠固液比为1：(10-50)，处理温度为50-100℃，处理时间为10-20h。

优选的，所述的垂穗披碱草的粉末的加入量为菌糠加入量的1-3％。

优选的，所述步骤三中，固液比为1：(20-50)，酶用量为30-60IU/g，酶解温度为45-55℃，酶解时间为60-72h。

优选的，所述的菌糠为黑木耳菌糠。

本发明的有益之处在于：本发明以黑木耳菌糠为主要原料，采用碱—酶法对其进行改性处理，借助该法处理改变菌糠表面结构，提高菌糠中纤维素的降解效率，扩大其比表面积，增强菌糠对功能菌及其芽孢数量的吸附和荷载，使其更有效地作为生物复合肥料中有益菌的载体和营养供体。通过酶对菌糠进行改性处理，释放黑木耳菌丝体生物多糖，优化菌糠营养成分，有效调节菌糠的碳氮比值，避免菌糠直接施入农田造成土壤微生物与农作物争夺氮源的现象。通过加入氧化石墨烯和垂穗披碱草可以提升菌糠转化得到的还原糖的比例，从而提升有机复合肥的营养价值。

具体实施方式

实施例1：

一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，包括以下步骤：

步骤一：将氧化石墨烯溶解于0.8mol/L的碱液体中，加入黑木耳菌糠，去除掉菌糠中的木质素，释放纤维素；

步骤二：加入垂穗披碱草的粉末；

步骤三：通过纤维素酶处理，使纤维素水解转化，干燥后即可得到有机复合肥。

所述的步骤一中，氧化石墨烯的浓度为0.15％，菌糠固液比为1：20，处理温度为70℃，处理时间为15h。

所述的垂穗披碱草的粉末的加入量为菌糠加入量的1.5％。

所述步骤三中，固液比为1：35，酶用量为40IU/g，酶解温度为52℃，酶解时间为70h。

实施例2：

一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，包括以下步骤：

步骤一：将氧化石墨烯溶解于0.1mol/L的碱液体中，加入黑木耳菌糠，去除掉菌糠中的木质素，释放纤维素；

步骤二：加入垂穗披碱草的粉末；

步骤三：通过纤维素酶处理，使纤维素水解转化，干燥后即可得到有机复合肥。

所述的步骤一中，氧化石墨烯的浓度为0.1％，菌糠固液比为1：10，处理温度为100℃，处理时间为10h。

所述的垂穗披碱草的粉末的加入量为菌糠加入量的3％。

所述步骤三中，固液比为1：20，酶用量为60IU/g，酶解温度为45℃，酶解时间为72h。

实施例3：

一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，包括以下步骤：

步骤一：将氧化石墨烯溶解于1mol/L的碱液体中，加入黑木耳菌糠，去除掉菌糠中的木质素，释放纤维素；

步骤二：加入垂穗披碱草的粉末；

步骤三：通过纤维素酶处理，使纤维素水解转化，干燥后即可得到有机复合肥。

所述的步骤一中，氧化石墨烯的浓度为0.3％，菌糠固液比为1：50，处理温度为50℃，处理时间为20h。

所述的垂穗披碱草的粉末的加入量为菌糠加入量的1％。

所述步骤三中，固液比为1：50，酶用量为30IU/g，酶解温度为55℃，酶解时间为60h。

对比例1

将实施例1中的氧化石墨烯去除，其余配比和制备方法不变。

对比例2

将实施例1中的垂穗披碱草的粉末去除，其余配比和制备方法不变。

以下对实施例1-3和对比例1-2的方法，1吨菌糠制备的有机复合肥样品中还原糖的含量检测(分别测试3个样品取平均值)，得到的具体测试结果如表1所示。

表1：实施例1-3和对比例1-2制备的有机复合肥样品的还原糖的含量；

由以上测试数据可以知道，采用本发明的改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，得到的生物有机复合肥中的还原糖的含量显著提升。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一：将氧化石墨烯溶解于0.1-1mol/L的碱液体，加入菌糠，去除掉菌糠中的木质素，释放纤维素；

步骤二：加入垂穗披碱草的粉末；

步骤三：通过纤维素酶处理，使纤维素水解转化，干燥后即可得到有机复合肥；

所述的步骤一中，氧化石墨烯的浓度为0.1-0.3％，菌糠固液比为1∶(10-50)，处理温度为50-100℃，处理时间为10-20h；

所述的垂穗披碱草的粉末的加入量为菌糠加入量的1-3％；

所述步骤三种，固液比为1∶(20-50)，酶用量为30-60IU/g，酶解温度为45-55℃，酶解时间为60-72h。

2.如权利要求1所述的改性黑木耳菌糠制备生物有机复合肥的方法，其特征在于，所述的菌糠为黑木耳菌糠。