CN114213177A - 一种菌糠生产生物有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种菌糠生产生物有机肥的方法，包括以下步骤：(1)调节菌糠的碳氮比为20‑30:1，发酵，干燥，得到材料1；(2)向材料1中加入秸秆和麸皮混合均匀，得到材料2，采用辐照法处理材料2；(3)无菌环境下，向材料2中加入无机肥料，接入液体菌种，二次发酵，干燥得到菌糠生产生物有机肥。本发明利用菌糠作为主要材料，进行配方优化，实现菌糠的价值提升；引入辐照处理技术，可以节约加热所需的能耗，并且不会对发酵袋造成损害，能大大提高发酵工艺的效率与成功率。

Description

一种菌糠生产生物有机肥的方法
技术领域
本发明属于有机肥生产领域，尤其涉及一种菌糠生产生物有机肥的方法。
背景技术
我国是世界上食用菌生产大国，2018年我国食用菌产量已经突破4000万吨，占食用菌全球总产量的80％以上，稳居世界第一。食用菌子实体采收完成后，大量栽培基质成为废弃物，这些食用菌栽培基质经微生物分解后剩余的有机固体废弃物即菌糠，菌糠也称菇渣。食用菌栽培每年产生大量菌糠，据估计，仅2018年产生的菌糠总量就达1亿吨以上，大量的菌糠作为有机废弃物，造成巨大的资源浪费和环境污染问题。
菌糠营养物质丰富，除了纤维素、半纤维素、木质素等，菌糠中含有食用菌的代谢产物，包括粗蛋白、粗脂肪、多种酶类等有机物质，还含有Ca、P、N、K等矿物质，以及数量庞大的微生物菌群，在农业生产中具有很广阔的应用前景。将菌糠进行堆沃制成有机肥是较常见的一种处理方式，但普通有机肥在农业生产中应用不够广泛，受欢迎程度不高，价值低，因此将菌糠制备成生物有机肥，能够提高功能性，使菌糠附加值大大提高。
通常的生物有机肥发酵需要特定的原料预处理和发酵设备，需要特定发酵场所，并且发酵生产场地杂乱，卫生环境难以得到保障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是生物有机肥发酵困难、场地杂乱，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种利用菌糠生产生物有机肥的方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种菌糠生产生物有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)调节菌糠的碳氮比，发酵，干燥，得到材料1；
(2)向材料1中加入秸秆和麸皮混合均匀，得到材料2，采用辐照法处理材料2，辐照剂量2-20KGy；
(3)无菌环境下，向材料2中加入无机肥料，接入液体菌种，二次发酵，干燥得到菌糠生产生物有机肥。
优选的，步骤(1)中所述菌糠的碳氮比采用的调节剂包括尿素，调节后菌糠的碳氮比为20-30:1。第一次发酵需要补充氮源，畜禽粪便生产过程容易臭味较重，难实现清洁生产，硫酸铵容易流失，选择尿素能够解决以上问题。
优选的，步骤(1)中所述发酵为在20-35℃环境下堆沃发酵30-60天，所述干燥为干燥至含水量低于15％。
优选的，步骤(2)中所述秸秆与材料1的质量比为20％以上，所述麸皮与材料1的质量比为1-5％；添加秸秆的材料2微生物生长最旺盛，添加其它碳源，如木屑粉、芦苇粉，微生物长势较差，发酵不理想，原因是秸秆粉一方面具有调节透气性作用，另一方面是木质素含量较低，糖类含量相对较高，容易被微生物降解。秸秆需要添加占材料2质量比的20％以上，低于20％，材料透气性差，微生物生长慢。
麸皮主要是用于增加材料2的氮源。
优选的，步骤(2)中所述辐照法包括采用γ射线辐照或采用电子束辐照。在现有有机肥发酵中，特别是生物有机肥的发酵，很少用到杀菌处理，基本是依靠堆沃产生的高温将部分杂菌杀灭，有个别是采用加热灭菌处理。本方案采用辐照的方法有利于提高高品质生物有机肥的发酵成功率。
优选的，步骤(2)中所述材料2装入透气无菌的密封袋中，再对其采用辐照法处理。
发酵环境必须无菌，否则容易被杂菌污染，造成发酵失败。将材料装入无菌密封袋，为发酵提供氧气，保证无菌环境，既能够保持密封，也能保证环境整洁，操作简便。
优选的，步骤(3)中所述接入液体菌种，二次发酵具体为：在无菌环境中接入5-20％的液体菌种，混合均匀，放置在20-32℃条件下发酵5-15天。
优选的，步骤(3)中所述液体菌种为木霉菌(Trichoderma)。更优选的，木霉菌液体培养4-7天再接入到辐照后的材料2，发酵效果好。
优选的，步骤(3)中所述无机肥料为1-2倍重量的0.1mol/L-0.5mol/L的HNO3、0.01mol/L-0.1mol/LK3PO4、0.01mol/L-0.1mol/LCaCl2溶液。上述材料根据菌糠以及接入菌种进行优选，采用硝酸对于木霉菌的发酵及生长效果更好。
优选的，步骤(3)中上述干燥为脱水干燥至水分低于30％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)菌糠是食用菌生产后的基质残渣，不但可以为微生物生长提供丰富且较均衡的碳氮源，而且可以作为一种缓冲体系为微生物提供比较稳定的pH环境，是一种很好的微生物培养材料。利用菌糠作为主要材料，进行配方优化，可以实现菌糠的价值提升，为菌糠这种农业废弃物的综合利用提供了新的利用途径。
(2)该菌糠二次发酵工艺采用袋装发酵工艺，即发酵过程是在密封的袋子中进行的，可以减少发酵设备的投入，对发酵场地要求也较宽松，发酵过程干净整洁，并且操作简单。
(3)在该工艺中引入辐照处理技术，该技术在处理过程中不需要加热，既可以节约加热所需的能耗，并且不会对发酵袋造成损害，能大大提高袋装发酵工艺的效率与成功率。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种利用菌糠生产生物有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)鲜菌糠用尿素调节碳氮比为25:1后，在30℃环境下堆沃发酵45天后，干燥至含水量低于15％，粉碎，称为材料1。
(2)粉碎后的材料1加入30％的干秸秆粉末和3％的麸皮后混匀，称为材料2。
(3)将材料2装入透气无菌的密封袋中，采用γ射线辐照或者采用电子束辐照，辐照剂量15KGy。
(4)辐照完成的材料2在无菌环境加入1.5倍重量的0.1mol/L-0.5mol/L的HNO3、0.01mol/L-0.1mol/LK2P3O4、0.01mol/L-0.1mol/LCaCl2溶液。
(5)完成步骤(4)得到的材料在无菌环境中接入10％的木霉菌(Trichoderma)液体菌种，反复揉搓袋子后，放置在28℃条件下发酵10天。
(6)将完成步骤(5)后的材料脱水干燥至水分低于30％。
以下表1为实施例1栽培上海青的生物试验结果，能够看出实施例1的菌糠生物有机肥具有较好的增产能力。
表1菌糠生物有机肥栽培上海青实验
施肥量(kg/m<sup>2</sup>) 产量(kg/m<sup>2</sup>) 增产幅度(％)
0 11.2
10 13.4 19
20 14.6 30
实施例2：
一种利用菌糠生产生物有机肥的方法，包括以下步骤：
(1)鲜菌糠用尿素调节碳氮比为30:1后，在35℃环境下堆沃发酵40天后，干燥至含水量低于15％，粉碎，称为材料1。
(2)粉碎后的材料1加入不低于50％的干秸秆粉末和5％的麸皮后混匀，称为材料2。
(3)将材料2装入可单面透气的密封袋子中，采用γ射线辐照或者采用电子束辐照，辐照剂量10KGy。
(4)辐照完成的材料2在无菌环境加入1.3倍重量的0.1mol/L-0.5mol/L的HNO3、0.01mol/L-0.1mol/LK2P3O4、0.01mol/L-0.1mol/LCaCl2溶液。
(5)完成步骤(4)得到的材料在无菌环境中接入7％的木霉菌(Trichoderma)液体菌种，反复揉搓袋子后，放置在30℃条件下发酵8天。
(6)将完成步骤(5)后的材料脱水干燥至水分低于30％。
以下表2为实施例2栽培甘蓝的生物试验结果，能够看出实施例2的菌糠生物有机肥具有较好的增产能力。
表2菌糠生物有机肥栽培甘蓝实验
施肥量(kg/m<sup>2</sup>) 产量(kg/m<sup>2</sup>) 增产幅度(％)
0 15.2
5 17.1 13
10 28.6 22

Claims (10)

1.一种菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调节菌糠的碳氮比，发酵，干燥，得到材料1；
(2)向材料1中加入秸秆和麸皮混合均匀，得到材料2，采用辐照法处理材料2，辐照剂量2-20KGy；
(3)无菌环境下，向材料2中加入无机肥料，接入液体菌种，二次发酵，干燥得到菌糠生产生物有机肥。
2.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(1)中所述菌糠的碳氮比采用的调节剂包括尿素，调节后菌糠的碳氮比为20-30:1。
3.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(1)中所述发酵为在20-35℃环境下堆沃发酵30-60天，所述干燥为干燥至含水量低于15％。
4.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(2)中所述秸秆占材料2的质量比20％以上，所述麸皮占材料2的质量比1-5％。
5.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(2)中所述辐照法包括采用γ射线辐照或采用电子束辐照。
6.如权利要求5所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(2)中所述材料2装入无菌透气的密封袋中，再对其采用辐照法处理。
7.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(3)中所述接入液体菌种，二次发酵具体为：在无菌环境中接入材料2质量5-20％的液体菌种，混合均匀，放置在20-32℃条件下发酵5-15天。
8.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(3)中所述液体菌种为木霉菌(Trichoderma)。
9.如权利要求1-8任一项所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(3)中所述无机肥料与材料2的质量比为1-2：1，所述无机肥料包括0.01mol/L-0.5mol/L的HNO3、0.01mol/L-0.1mol/LK3PO4、0.01mol/L-0.1mol/L CaCl2溶液。
10.如权利要求1所述的菌糠生产生物有机肥的方法，其特征在于，步骤(3)中上述干燥为脱水干燥至水分低于30％。
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