CN112707767A - 美藤果有机肥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种美藤果有机肥,由美藤果枝蔓、美藤果壳和美藤果粕组成混合原料,经粉碎、复合微生物发酵降解、微波干燥、再次粉碎后制得;本发明以简单的、切实可行的方法,将美藤果种植与加工过程中的废弃物制作成高效营养的美藤果有机肥,生产成本低廉,既变废为宝,又减少了对环境可能造成的污染;制作工艺中通过微生物发酵降解,不产生有害物质,无二次污染;制备所得的有机肥营养丰富,易被植物吸收,可强健植物及提高植物抵御病虫害的能力,长期使用还可提高土壤保肥、蓄水能力,提高种植农作物的产量和品质。本发明工艺简单,成本低,有效实现了美藤果产业种植加工的无害化和资源化,具有良好的环境效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机肥,尤其涉及一种美藤果有机肥。
背景技术
美藤果(PlukenetiavolubilisLinneo),学名南美油藤,属大戟科美藤果属多年生木质藤本油料植物。美藤果在种植过程中需要搭架牵引美藤果主茎藤蔓生长。在主藤蔓生长过程中,侧蔓枝蔓会急剧生长,为了提高产量和预防病虫害,需要对美藤果的侧蔓枝蔓进行修剪,由此产生大量的美藤果侧蔓枝蔓废弃物。这些枝条不及时处理,将影响田间生态管理,同时也造成一定的资源浪费。
美藤果的主要用途是用美藤果仁提取美藤果油。美藤果仁是一种具有高蛋白、高不饱和脂肪酸及营养成分均衡的新型食用果仁。美藤果仁的粗脂肪质量分数为45.25 %,粗蛋白质量分数高达30.12%,膳食纤维质量分数为21%,其中油脂中的不饱和脂肪酸含量达93%,美藤果蛋白中含17 种氨基酸和7种必需氨基酸,维生素E的质量分数为190mg/100g。在美藤果油提取加工过程中,首先要对美藤果进行脱壳处理,美藤果壳约占据美藤果40%的重量份,因此,美藤果壳是美藤果油生产中主要废弃物之一,加大对美藤果壳循环利用是迫在眉睫的工作。此外,美藤果仁榨油过程中,会产生大量的美藤果粕副产物,如果不加以利用,美藤果粕也就废弃了。而美藤果粕富含蛋白质,储藏过程,极易产生霉变给仓储环境带来不利影响,是非常重要的污染源,需要及时有效处理。美藤果粕富含蛋白质、膳食纤维及矿物质等微量元素,可以用来制作饲料,但在化肥领域未见应用报道和实践案例。
美藤果修剪废弃枝蔓、美藤果加工中果壳及果粕等美藤果产业中的副产物,未被充分利用,基本处于丢弃状态,不仅浪费了资源,还给生态环境带来压力,与创造资源节约型和环境友好型社会的发展要求相冲突。目前对美藤果的大部分研究集中在美藤果种植技术、生物活性成分提取技术、功效评价等方面,而对废弃物的加工利用研究较少见。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服美藤果废弃枝蔓及副产品未能充分利用的问题,提供一种制作工艺简单、营养丰富的美藤果有机肥。
为了解决以上所述技术问题,本发明所述美藤果有机肥由美藤果枝蔓、美藤果壳和美藤果粕组成混合原料,经粉碎、复合微生物发酵、微波干燥、再次粉碎后制得;所述美藤果有机肥的制作工艺包括以下步骤:
(1)粉碎原料
将水分≤10%的美藤果枝蔓30~40份、美藤果壳20~30份和美藤果粕30~50份混合,粉碎,过80~120目筛网,得粉碎原料;所述原料份数均为重量份;
(2)复合微生物发酵
a.乳酸芽孢杆菌5~10份、纤维单胞菌20~30份、枯草芽孢杆菌5~10份和毛霉菌10~20份混合组成复合菌种,所述菌种的份数均为重量份;
b.所述复合菌种与步骤(1)所得粉碎原料以1:1000~3000的重量比混合,发酵2~3d,其间,发酵pH值为6~7、发酵温度为30~40℃、通风速率0.1~0.3L·min-1·kg-1,得发酵原料;
(3)微波干燥
所述发酵原料进行微波干燥,干燥2~5min,水分≤3%,自然冷却;
(4)再次粉碎
将微波干燥后的原料再次粉碎,原料进料量为5~15kg/min,过80~120目筛网,即得美藤果有机肥。
作为优选,本发明所述步骤(2),所述复合菌种与所述粉碎原料以1:1000的重量比混合;所述发酵pH值为7;所述发酵温度为40℃;所述通风速率为0.1L·min-1·kg-1;所述发酵时间为2d。
本发明所述美藤果有机肥,采用美藤果种植与加工过程中的废弃物为主要原料,利用微生物发酵技术对原料发酵降解,经微波干燥后得到富含小分子蛋白肽类、膳食纤维类、矿物质类等营养元素的长效有机肥。所述美藤果有机肥施到土壤里,经微生物分解后,可以源源不断的释放营养成分供植物吸收利用,一般的肥料需要1-2个月施一次,所述美藤果有机肥的肥力可达4-6个月,比普通的肥料时效长2-3倍;所述美藤果有机肥的有机质分子质量(以烘干基计)超过60%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)含量超过10%,有机质含量和总养分含量远远高出国家有机肥标准。国家标准有机质分子质量(以烘干基计)大于45%,总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)含量)≥5.0。
所述美藤果有机肥可广泛用于农业生产的各种作物,尤其适用于发展有机产业的领域,如近些年来盛行的有机茶叶、咖啡、中药材、美藤果等产业。本发明为美藤果产业的资源综合利用提供了一个新的途径,对美藤果产业综合循环开发利用具有重要意义。
本发明的有益效果:本发明以简单的、切实可行的方法,将美藤果种植与加工过程中的废弃物制作成高效营养的美藤果有机肥,生产成本低廉,既变废为宝,又减少了对环境可能造成的污染;制作工艺中通过微生物发酵降解,不产生有害物质,避免二次污染;制备所得的有机肥营养丰富,易被植物吸收,可强健植物及提高植物抵御病虫害的能力,长期使用还可提高土壤保肥、蓄水能力,提高种植农作物的产量和品质。本发明工艺简单,成本低,有效实现了美藤果产业种植加工的无害化和资源化,具有良好的环境效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所述美藤果有机肥,由美藤果枝蔓、美藤果壳和美藤果粕组成混合原料,经粉碎、复合微生物发酵、微波干燥、再次粉碎后制得;所述美藤果有机肥的制作工艺包括以下步骤:
(1)粉碎原料
将水分≤10%的美藤果枝蔓30~40份、美藤果壳20~30份和美藤果粕30~50份混合,粉碎,过80~120目筛网,得粉碎原料;所述原料份数均为重量份;
(2)复合微生物发酵
a.乳酸芽孢杆菌5~10份、纤维单胞菌20~30份、枯草芽孢杆菌5~10份和毛霉菌10~20份混合组成复合菌种,所述菌种的份数均为重量份;
b.所述复合菌种与步骤(1)所得粉碎原料以1:1000~3000的重量比混合(优选方案为1:1000);发酵2~3d(优选为2d),其间,发酵pH值为6~7(优选pH值为7)、发酵温度为30~40℃(优选40℃)、通风速率0.1~0.3L·min-1·kg-1(优选为0.1L·min-1·kg-1),得发酵原料;
(3)微波干燥
所述发酵原料进行微波干燥,干燥2~5min,水分≤3%,自然冷却;
(4)再次粉碎
将微波干燥后的原料再次粉碎,原料进料量为5~15kg/min,过80~120目筛网,即得美藤果有机肥。
实施例一:所述美藤果有机肥的主要制备工艺步骤为:
美藤果废弃物(美藤果枝蔓、美藤果壳及美藤果粕)→粉碎→微生物发酵→微波干燥→冷却→粉碎→美藤果有机肥。
下面以优选方案的实施例说明具体操作步骤:
a.美藤果枝蔓和美藤果壳在田里晒干,使其水分在10%以下即可利用,美藤果粕的水分通常在8%以下,不用特别处理即可利用。以美藤果枝蔓30份、美藤果壳20份及美藤果粕30份混合组成原料。
b.常温粉碎:在25℃~45℃下,所述混合原料进料量控制在5~15kg/min,粉碎后过80目筛网,得粉碎原料。
c.复合微生物发酵:以乳酸芽孢杆菌5份、纤维单胞菌20份、枯草芽孢杆菌5份和毛霉菌10份混合组成复合菌种,将复合菌种与所述粉碎原料以1:1000的重量比混合,调整发酵pH值为7、发酵温度40℃、通风速率0.1 L·min-1·kg-1,发酵2天。
d.隧道式微波干燥:调整干燥机的干燥功率为15~20kw,转速2~5r/min,发酵原料从一边进料,另一边出料进行隧道式干燥2~5min后,水分在3%以下即可,自然冷却。
e.二次常温粉碎:微波干燥并冷却后的原料进行二次粉碎,温度25℃、原料进料量为5kg/min,过80目筛网,即得美藤果有机肥。所得美藤果有机肥为颗粒粉末状,色泽淡黄偏暗,具有植物特殊芳香,含有大量的小分子蛋白肽(分子量为500~1000道尔顿)、膳食纤维、有机质、植物生长所需的微量元素,如钾、氮、磷等天然活性成分,具有促进植物生长所需良好营养肥料来源。
f.装袋:可将所述美藤果有机肥装袋,进行保存或施用。
通过本发明所述方法制备所得的美藤果有机肥,含有大量的小分子蛋白肽、植物生长所需的微量元素等天然活性成分,在很多方面均有良好表现:(1)促进植物生长。通过生物发酵技术,大分子的蛋白质和膳食纤维进行了降解,植物可以直接吸收利用,及时补足植物所需营养物质,缩短生长周期。以美藤果种植为例,使用普通的氮钾肥,生产周期在8-10个月开花结果,使用所述美藤果有机肥,生长4-6个月即开花结果,美藤果有机肥有力促进美藤果的植物生长。(2)强健植株、抵抗病虫害。美藤果有机肥内含有蛋白肽类物质,这些物质可以提供作物自身免疫力,抵抗不良环境和防治叶腐病;施肥后,通过改善土壤微生物菌群,使有害菌减少,减少发病率(如根结线虫等),增强了抵抗不良环境的能力,提高作物产量产值。(3)提高土壤保肥、蓄水能力。美藤果有机肥通过改善土壤的菌落组成,提高肥力,土质变得疏松,保湿蓄水功能增强,长期使用可提高土壤保肥、蓄水能力。
在本发明所述美藤果有机肥的制作工艺中,复合微生物发酵是关键步骤,复合微生物的组合选择,与混合原料的配比,以及发酵环境pH值、发酵温度、通风速率和发酵时间等的不同,均对美藤果有机肥的有机质和总养分含量产生明显影响,以下为部分对比研究的结果。
(1)在复合菌种与美藤果废弃物混合原料的比列(m/m)为1:1000、发酵pH7、发酵温度40℃、通风速率0.1 L·min-1·kg-1以及发酵时间2d的条件下,探究不同菌种组合对美藤果有机肥的有机质和总养分含量的影响,其结果见表1。
表1:不同菌种组合对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响
从表1可以发现,不同菌种组合对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响不同,单一菌种的发酵效果不如多菌种组合。基于实验基础再结合美藤果废弃物的物料特性分析,选择乳酸芽孢杆菌、纤维单胞菌、枯草芽孢杆菌和毛霉菌四种有针对性的菌种进行发酵工艺优化。
(2)在四种复合菌种、发酵pH7、发酵温度40℃、通风速率0.1 L·min-1·kg-1以及发酵时间2d的条件下,探究复合菌种与美藤果废弃物混合原料的不同比列对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响,其结果见表2。
表2:复合菌种与美藤果废弃物混合原料的不同比列对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响
从表2可以看出,复合菌种与美藤果废弃物混合原料的不同比列对美藤果有机肥的有机质和总养分含量的影响呈现先上升后下降趋势,即增大混合原料的量,美藤果有机肥的有机质和总养分含量呈先上升后下降的趋势,在复合菌种与混合原料的比列(m/m)为1:1000时,有机质和总养分含量达到最大值,因此,复合菌种与美藤果废弃物混合原料的比列在1:1000时为最佳。
(3)在复合菌种与美藤果废弃物混合原料的比列(m/m)为1:1000、发酵温度40℃、通风速率0.1 L·min-1·kg-1以及发酵时间2d的条件下,探究发酵pH对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响,其结果见表3。
表3 :发酵pH值对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响
从表3可以看出,发酵pH对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响均呈现先上升后下降趋势,在发酵pH为7时,有机质和总养分含量达到最大值,因此,发酵pH为7最佳。
(4)在复合菌种与美藤果废弃物的比列(m/m)1:1000、发酵pH7、通风速率0.1 L·min-1·kg-1以及发酵时间2d的条件下,探究发酵温度对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响,其结果见表4。
表4:发酵温度对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响
从表4可以看出,发酵温度对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响均呈现先上升后下降趋势,在发酵温度为40℃时,有机质和总养分含量达到最大值,因此,发酵温度选择40℃为佳。
(5)在复合菌种与美藤果废弃物混合原料的比列(m/m)为1:1000、发酵pH7、发酵温度40℃以及发酵时间2d的条件下,探究通风速率对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响,其结果见表5。
表5:通风速率对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响
从表5可以看出,通风速率对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响均呈现先上升后稳定趋势,在通风速率为0.1 L·min-1·kg-1时,有机质和总养分含量达到最大值,继续加大通风速率,有机质和总养分含量变化不明显,因此,通风速率为0.1 L·min-1·kg-1最佳。
(6)在复合菌种与美藤果废弃物混合原料的比列(m/m)为1:1000、发酵pH7、发酵温度40℃以及通风速率为0.1 L·min-1·kg-1的条件下,探究发酵时间对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响,其结果见表6。
表6:发酵时间对美藤果有机肥的有机质和总养分含量影响
从表6可以看出,发酵前,美藤果中有机质和总养分含量分别为20.1%和4.2%,发酵后,有机质和总养分含量急剧上升,在发酵时间为2d时,有机质和总养分含量达到最大值,继续延长发酵时间,有机质和总养分含量变化不明显,因此,从时间成本角度考虑,发酵时间为2d最佳。
综上所述,选取各参数的最佳条件,即在复合菌种与美藤果废弃物的比列(m/m)1:1000、发酵pH7、发酵温度40℃、通风速率为0.1 L·min-1·kg-1、发酵时间2d,所得到的美藤果有机肥的有机质和总养分含量分别为60.8%和10.7%,高出国家有机肥的标准(有机质含量≥45%和总养分含量>5%)。
以上仅为本发明的部分实施方式,实施例是为了更好地说明本发明的技术方案,并非对所述技术方案的限制,只要使用了以上所述技术方案,均应落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种美藤果有机肥,其特征在于,所述美藤果有机肥由美藤果枝蔓、美藤果壳和美藤果粕组成混合原料,经粉碎、复合微生物发酵、微波干燥、再次粉碎后制得;所述美藤果有机肥的制作工艺包括以下步骤:
(1)粉碎原料
将水分≤10%的美藤果枝蔓30~40份、美藤果壳20~30份和美藤果粕30~50份混合,粉碎,过80~120目筛网,得粉碎原料;所述原料份数均为重量份;
(2)复合微生物发酵
a.乳酸芽孢杆菌5~10份、纤维单胞菌20~30份、枯草芽孢杆菌5~10份和毛霉菌10~20份混合组成复合菌种,所述菌种的份数均为重量份;
b.所述复合菌种与步骤(1)所得粉碎原料以1:1000~3000的重量比混合,发酵2~3d,其间,发酵pH值为6~7、发酵温度为30~40℃、通风速率0.1~0.3L·min-1·kg-1,得发酵原料;
(3)微波干燥
所述发酵原料进行微波干燥,干燥2~5min,水分≤3%,自然冷却;
(4)再次粉碎
将微波干燥后的原料再次粉碎,原料进料量为5~15kg/min,过80~120目筛网,即得美藤果有机肥。
2.根据权利要求1所述美藤果有机肥,所述步骤(2),所述复合菌种与所述粉碎原料以1:1000的重量比混合;所述发酵pH值为7;所述发酵温度为40℃;所述通风速率为0.1L·min-1·kg-1;所述发酵时间为2d。
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