CN113912459B

CN113912459B - 一种具有生防功能的沼液矿物肥的制备方法

Info

Publication number: CN113912459B
Application number: CN202111321059.7A
Authority: CN
Inventors: 张世宏; 梁月; 于术军; 魏毅; 李凤兰; 李柱刚; 刘庆玉; 冯艳忠
Original assignee: Shenyang Jiuli Fertilizer Industry Co ltd; Shenyang Agricultural University
Current assignee: Shenyang Jiuli Fertilizer Industry Co ltd; Shenyang Agricultural University
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2041-11-09
Also published as: CN113912459A

Abstract

本发明公开了一种具有生防功能的沼液矿物肥的制备方法，其主要包括以下步骤：步骤1，制备复合微生物；步骤2，按照预设的比例向沼液中添加糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌，然后搅拌混合；步骤3，将步骤1制得的复合微生物加入步骤2制备的混合液体中，然后兼氧发酵，发酵的产物作为所述沼液矿物肥。本发明采用有益微生物降解沼液中的有机污染物，将其转化为农作物生长需要的养分或者微生物自身生长繁殖的营养，消除沼液的二次污染问题，同时与矿质元素一起，促进农作物生长，预防农作物生产过程中的病害。

Description

一种具有生防功能的沼液矿物肥的制备方法

技术领域

本发明属于废弃物处理技术领域，具体涉及一种具有生防功能的沼液矿物肥的制备方法。

背景技术

随着我国沼气事业的不断发展，沼液的排放量也越来越大。沼液属于高浓度有机废水，其中含有较多的有机物、氮、磷等污染物。如果将沼液向周围环境直接排放，必然会对环境造成严重污染。这一问题已经成为制约沼气事业健康发展和沼气工程正常运行的重要限制因子。但从另一个角度看，沼液也是一种十分重要的农业资源，若将其资源化利用，则既可以解决沼液对环境的二次污染问题，还可变废为宝，促进我国农业的可持续发展。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种具有生防功能的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

所述沼液矿物肥的制备过程包括以下步骤：

步骤1，制备复合微生物；

步骤2，按照预设的比例向沼液中添加糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌，然后搅拌混合；

步骤3，将步骤1制得的复合微生物加入步骤2制备的混合液体中，然后兼氧发酵，发酵的产物作为所述沼液矿物肥。

优选地，所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉30～50份、绿色木霉15～25份和酿酒酵母7～13份组成。

优选地，所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉38～50份、绿色木霉18～25份和酿酒酵母7～11份组成。

优选地，所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉46份、绿色木霉21份和酿酒酵母9份组成。

优选地，所述灰绿曲霉与所述绿色木霉的重量比≥2。

优选地，所述灰绿曲霉的含菌量≥4.5×10⁹cfu/mL，所述绿色木霉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，所述酿酒酵母的含菌量≥5.0×10⁹cfu/mL。

优选地，在步骤2中，每1000L所述沼液中添加糖蜜25～35kg、磷酸二氢钙30～35kg、硫酸锰3～7kg、硫酸锌8～12kg。

优选地，在步骤3中，所述复合微生物的接种量为5～10％。

优选地，在步骤3中，发酵的温度为25～30℃。

优选地，在步骤3中，兼氧发酵的时间为10～15天。

本发明采用有益微生物降解沼液中的有机污染物，将其转化为农作物生长需要的养分或者微生物自身生长繁殖的营养，消除沼液的二次污染问题，同时与矿质元素一起，促进农作物生长，预防农作物生产过程中的病害。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在下文的描述中，所涉及的方法如无特别说明，则均为本领域的常规方法。所涉及的原料如无特别说明，则均是能从公开商业途径获得的原料。

本发明的发明人根据沼液的营养特性和微生物自身代谢的特点，设计了一种具有生防功能的沼液矿物肥料的制备方法。为了实现沼液的资源化利用，发明人将灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)、绿色木霉(Trichoderma viride)和酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)复配在一起，制得一种复合微生物制剂。发明人采用该复合微生物制剂降解沼液中有机污染物，同时向沼液中添加量矿质元素，得到了一种沼液矿物肥料。采用本发明的方法，可以降解沼液中有机污染物，将其转化为农作物生长需要的养分或者微生物自身生长繁殖的营养，消除沼液的二次污染问题，同时与矿质元素一起，促进农作物生长，预防农作物生产过程中的病害，有效地实现了沼液的资源化利用。

在本发明的一种具体实施方式中，具有生防功能的沼液矿物肥的制备过程包括以下步骤：

1)制备复合微生物制剂。本发明中使用的复合微生物制剂由灰绿曲霉菌液、绿色木霉菌液和酿酒酵母菌液复配而成。复合微生物制剂中各种菌液的重量份数分别优选为：灰绿曲霉30～50份、绿色木霉15～25份和酿酒酵母7～13份。进一步优选灰绿曲霉菌液与绿色木霉菌液的重量比≥2。在复合微生物制剂中，三种单一菌液的含菌量分别优选为：灰绿曲霉的含菌量≥4.5×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥5.0×10⁹cfu/mL。三种单一菌液可以自行制备，也可以采用市售的合格产品。

2)调整沼液的营养配比。先按照预设的比例称取糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰、硫酸锌和沼液，然后将糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌添加入沼液，再搅拌混合均匀，得到混合液。由于沼液中的C/N比较低，甚至接近1/1，因而沼液自身的营养配比不适合普通微生物的生长需求，需要向沼液中添加碳源满足普通微生物的需求，从而更好地利用微生物的生长代谢活动降解沼液的污染物。本发明中的碳源可以选择糖蜜、糖浆或蔗糖中的至少一种，优选为糖蜜，进一步优选为每1000L沼液中添加糖蜜25～35kg。矿质元素的添加量优选为：每1000L沼液中添加磷酸二氢钙30～35kg、硫酸锰3～7kg、硫酸锌8～12kg。

3)发酵。先将步骤1)中的复合微生物制剂按照预定的比例接入步骤2)制得的混合液中，接种量优选为5～10％。然后将液体混合搅拌均匀，在25～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵10～15天，当发酵液中的COD≤200mg/L且氨氮含量≤50mg/L时，结束发酵。

为了使本发明的技术方案更加便于理解，以下提供实施例，用于说明本发明的具有生防功能的沼液矿物肥的制备过程。

实施例一

本实施例中具有生防功能的沼液矿物肥的制备过程包括以下步骤：

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由30kg灰绿曲霉菌液、15kg绿色木霉菌液和13kg酿酒酵母菌液复配而成。发明人自行制备了三种单菌株菌液，先分别将保藏的灰绿曲霉菌种、绿色木霉菌种和酿酒酵母菌种活化，然后分别制备成液态种子液，再分别接入相应的发酵培养基中进行高密度培养，得到三种单菌株菌液，最后将三种菌液按照比例添加在一起，制得复合微生物制剂。三种菌液的含菌量分别为：灰绿曲霉的含菌量≥4.5×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥5.0×10⁹cfu/mL。

2)调整沼液的营养配比。称取26.6kg糖蜜、28.5kg磷酸二氢钙、4.75kg硫酸锰和9.5kg硫酸锌，然后将糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌添加入950L沼液中，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1250mg/L、氨氮380mg/L、总磷115mg/L、pH7.85。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂50kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在25～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵15天，发酵液中的COD≤186mg/L、氨氮含量≤43mg/L、总磷含量≤7.2mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：灰绿曲霉的含菌量≥6.0×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥5.0×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL。

实施例二

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由38kg灰绿曲霉菌液、18kg绿色木霉菌液、11kg酿酒酵母菌液复配而成。本实施例中的三种单菌株菌液的制备过程与实施例一相同。

2)调整沼液的营养配比。称取23.25kg糖蜜、32.55kg磷酸二氢钙、5.58kg硫酸锰和8.37kg硫酸锌，然后将糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌添加入930L沼液中，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1250mg/L、氨氮380mg/L、总磷115mg/L、pH7.85。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂70kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在25～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵13天，发酵液中的COD≤190mg/L、氨氮含量≤55mg/L、总磷含量≤6.8mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：灰绿曲霉的含菌量≥6.5×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥6.0×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥1.5×10¹⁰cfu/mL。

实施例三

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由46kg灰绿曲霉菌液、21kg绿色木霉菌液、9kg酿酒酵母菌液复配而成。本实施例中的三种单菌株菌液的制备过程与实施例一相同。

2)调整沼液的营养配比。称取29.12kg糖蜜、29.12kg磷酸二氢钙、6.37kg硫酸锰和7.28kg硫酸锌，然后将糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌添加入910L沼液中，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1250mg/L、氨氮380mg/L、总磷115mg/L、pH7.85。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂90kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在25～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵12天，发酵液中的COD≤180mg/L、氨氮含量≤40mg/L、总磷含量≤6.5mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：灰绿曲霉的含菌量≥6.7×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥6.3×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥1.4×10¹⁰cfu/mL。

实施例四

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由50kg灰绿曲霉菌液、25kg绿色木霉菌液、7kg酿酒酵母菌液复配而成。本实施例中的三种单菌株菌液的制备过程与实施例一相同。

2)调整沼液的营养配比。称取31.5kg糖蜜、30.6kg磷酸二氢钙、2.7kg硫酸锰和10.8kg硫酸锌，然后将糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌添加入900L沼液中，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1250mg/L、氨氮380mg/L、总磷115mg/L、pH7.85。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂100kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在25～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵10天，发酵液中的COD≤175mg/L、氨氮含量≤36mg/L、总磷含量≤6.0mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：灰绿曲霉的含菌量≥7.0×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥6.8×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥1.7×10¹⁰cfu/mL。

对比例一

本对比例中沼液的处理过程与实施例一相似。不同之处在于复合微生物制剂中各单菌液的配比和沼液降解后的结果。

1)复合微生物制剂由30kg灰绿曲霉菌液和28kg酿酒酵母菌液复配而成。

2)发酵结果。连续发酵20天，发酵液中的COD＝550mg/L、氨氮含量＝230mg/L、总磷含量＝55mg/L。发酵至25天时，结束发酵。发酵液中的COD＝460mg/L、氨氮含量＝140mg/L、总磷含量＝42mg/L。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：灰绿曲霉的含菌量≥1.2×10⁸cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥2.3×10⁸cfu/mL。

对比例二

1)复合微生物制剂由30kg绿色木霉菌液和28kg酿酒酵母菌液复配而成。

2)发酵结果。连续发酵20天，发酵液中的COD＝500mg/L、氨氮含量＝190mg/L、总磷含量＝51mg/L。发酵至25天时，结束发酵。发酵液中的COD＝420mg/L、氨氮含量＝135mg/L、总磷含量＝38mg/L。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：绿色木霉的含菌量≥1.5×10⁸cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥3.0×10⁸cfu/mL。

对比例三

1)复合微生物制剂由27kg灰绿曲霉菌液、18kg绿色木霉菌液和13kg酿酒酵母菌液复配而成。

2)发酵结果。连续发酵20天，发酵液中的COD＝400mg/L、氨氮含量＝150mg/L、总磷含量＝45mg/L。发酵至25天时，结束发酵。发酵液中的COD＝280mg/L、氨氮含量＝105mg/L、总磷含量＝32mg/L。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：灰绿曲霉的含菌量≥2.5×10⁹cfu/mL，绿色木霉的含菌量≥2.0×10⁹cfu/mL，酿酒酵母的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL。

以上实施例和对比例的结果说明，本发明的方法能对沼液中的污染物进行降解。实施例1～4的降解效果明显，发酵后的液体水质能达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)，但对比例中的沼液处理时间长，发酵后的液体中COD≥280mg/L、氨氮含量≥105mg/L、总磷含量≥32mg/L，不符合畜禽养殖业污染物排放标准。复合微生物中的灰绿曲霉、绿色木霉和酿酒酵母之间存在协同作用，并且灰绿曲霉与绿色木霉的重量比≥2时，能对沼液中的有机污染物进行有效地降解。

为了帮助更好的理解本发明的技术方案，以下提供实施例一制备的肥料用于番茄种植的试验例，用于说明本发明制备的沼液矿物肥的应用效果。

试验例：沼液矿物肥对番茄灰霉病的防治效果及对番茄生长的影响

在黑龙江哈尔滨市选取一蔬菜大棚进行番茄种植试验，大棚土壤的前茬发生过番茄的灰霉病。试验设计6组，包括5个试验组和1个对照组，每组试验设计3个试验小区，每个试验小区面积为10m²，所有试验小区随机分布。

5个试验组施用的肥料分别为：试验组1施用实施例1制备的肥料；试验组2施用灭活的实施例1的肥料+5％的灰绿曲霉菌液(含菌量≥6.0×10⁹cfu/mL)；试验组3施用灭活的实施例1的肥料+5％的绿色木霉菌液(含菌量≥5.0×10⁹cfu/mL)；试验组4施用灭活的实施例1的肥料+5％的酿酒酵母菌液(含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL)；试验组5施用灭活的实施例1的肥料。各个单菌株菌液为实施例1中复合微生物采用的单菌株菌液。各肥料的具体施用方法为：按照每次每亩喷施2kg的量，先将各肥料用清水稀释30倍，然后喷施在番茄的植株上。对照组喷施等量的清水，其余操作与试验组相同，均采用常规的管理。

选用沈粉1号为试验品种，在4月中旬将育好的秧苗移植到大棚内，垄作，垄上双行，株距35cm，垄距1.3m。在6月初第一次喷施肥料，以后每隔10天喷施一次，共喷施4次。每次喷施肥料后的第10天调查每个小区的番茄的总果数和病果数，计算平均病果率和防治效果。自第一次收获番茄果实开始，每次单独统计各个小区的番茄产量，最后一次收获后，统计每个小区番茄的总产量，计算每组番茄的平均产量。结果见表1。

表1

表1的结果表明，所有试验组按照平均病果率的高低排列依次为：对照组、试验组5、试验组4、试验组3、试验组2和试验组1。试验组1的平均病果率比试验组2低3％。所有试验组按照平均防效的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5和对照组。试验组1的平均防效比试验组2高出18.6％。所有试验组按照平均番茄产量的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5和对照组。试验组1的平均番茄产量比试验组2高出17.0％。说明实施例1的肥料中各单菌株之间相互协同，能有效防治番茄的灰霉病，并且促进番茄的生长，提高番茄的产量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种具有生防功能的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

所述沼液矿物肥的制备过程包括以下步骤：

步骤1，制备复合微生物；

步骤2，按照预设的比例向沼液中添加糖蜜、磷酸二氢钙、硫酸锰和硫酸锌，然后搅拌混合；每1000 L所述沼液中添加糖蜜25~35 kg、磷酸二氢钙30~35 kg、硫酸锰3~7 kg、硫酸锌8~12 kg；

步骤3，将步骤1制得的复合微生物加入步骤2制备的混合液体中，然后兼氧发酵，发酵的产物作为所述沼液矿物肥；所述复合微生物的接种量为5~10%；

所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉、绿色木霉和酿酒酵母配制而成，所述灰绿曲霉与所述绿色木霉的重量比≥2，其中所述灰绿曲霉的含菌量≥4.5×10⁹ cfu/mL，所述绿色木霉的含菌量≥3.0×10⁹ cfu/mL，所述酿酒酵母的含菌量≥5.0×10⁹ cfu/mL。

2.根据权利要求1所述的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉30~50份、绿色木霉15~25份和酿酒酵母7~13份组成。

3.根据权利要求1所述的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉38~50份、绿色木霉18~25份和酿酒酵母7~11份组成。

4.根据权利要求1所述的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

所述复合微生物由按重量计的灰绿曲霉46份、绿色木霉21份和酿酒酵母9份组成。

5.根据权利要求1所述的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

在步骤3中，发酵的温度为25~30℃。

6.根据权利要求1所述的沼液矿物肥的制备方法，其特征在于：

在步骤3中，兼氧发酵的时间为10~15天。