CN116283431A

CN116283431A - 一种中药渣菌肥及其制备方法

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Publication number: CN116283431A
Application number: CN202211090846.XA
Authority: CN
Inventors: 曹蕊; 陶敏; 毛玲; 周明; 刘文悦; 詹志春; 周樱
Original assignee: Sunhy Technology Hubei Co ltd; Wuhan Sunhy Biological Co ltd
Current assignee: Sunhy Technology Hubei Co ltd; Wuhan Sunhy Biological Co ltd
Priority date: 2022-09-07
Filing date: 2022-09-07
Publication date: 2023-06-23

Abstract

本发明属于微生物技术领域，具体提供了一种中药渣菌肥，以重量份数计，包括：银花连翘渣20‑35份、当归渣15‑30份、山楂渣10‑25份、干态辅料10‑35份、发酵菌剂5‑15份、复合酶制剂2‑5份。本发明提供的这种中药渣菌肥为中药渣提供了新的应用途径，相比于传统的焚烧的方式，更利于中药渣资源的合理化利用，且不会造成二次污染。本发明还提供了中药渣菌肥的制备方法，中药渣菌肥制备方法利用菌酶协同的方式处理中药废渣，加速物料分解，缩短发酵时间，促进养分转化，降低物料氮源和碳源损失，提高了有机肥的品质。

Description

一种中药渣菌肥及其制备方法

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种中药渣菌肥及其制备方法。

背景技术

肥料是植物必需的营养元素，是农业生产的物质基础之一。目前使用最多的是化肥，但化肥利用率低，且不含有机质、腐殖质，长期使用会造成土壤板结，导致农产品的产量和品质下降。

随着我国中医药事业的迅速发展，在保证不断增长的中药需求的同时，也产生了大批量的残渣。目前，中药渣排放量大、利用率低，未经处理的中药渣多作为垃圾直接焚烧或丢弃，使“资源”成为“污染源”，给环境治理带来了巨大的压力。因此，合理处理中药渣成为目前中医药行业亟待解决的问题。

中药渣大多是植物的根、茎、叶、花、实、皮等，富含大量的N、P、K等多种营养成分，重金属含量远低于作为有机肥原料的限定值，且可以改善土壤的通透性，是一种优良的有机肥原材料。好氧堆肥是实现有机废弃物资源化处理最有效的途径之一，其实质是微生物分解有机物的过程。传统的堆肥方法发酵时间长，臭气污染，且中药渣含有大量的木质素、纤维素等高分子物质，降解效果不佳。研究表明，通过添加发酵菌剂能够强化堆肥过程、提高堆肥效率和品质，但是目前缺乏针对快速分解中药渣大分子化合物效果显著的方式。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中中药渣利用率低、污染环境问题。

为此，本发明提供了一种中药渣菌肥，以重量份数计，包括：银花连翘渣20-35份、当归渣15-30份、山楂渣10-25份、干态辅料10-35份、发酵菌剂5-15份、复合酶制剂2-5份。

具体的，以质量百分比计，所述干态辅料包括8-25％麸皮、55-70％粪便、5-20％草木灰。

具体的，上述发酵菌剂包括质量比为(1-4):(0.6-3):(1.2-2.5):(0.8-1.5):(1-3)的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌。

具体的，上述发酵菌剂通过以下方法制备：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌分别接种至适宜培养基中活化，活化后的种子液接种至发酵培养基中发酵，发酵菌液离心后与已灭菌的保护剂及载体混合，通过喷雾干燥得到高浓度菌粉。种子液优选按照1-5％的接种量转入发酵培养基中发酵18-26h，喷雾干燥条件优选为进口温度100-120℃，出口温度45-60℃。

具体的，上述种子液的接种量为发酵培养基质量的1-5％。

具体的，上述保护剂包括质量比为(1-9):(2-12):(4-13)的脱脂乳粉、谷氨酸钠、β-环糊精。

具体的，上述复合酶制剂包括质量比为(2-5):(1-2):(0.2-1)的纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶。

具体的，上述纤维素酶的酶活为9000-40000U/g、所述果胶酶的酶活为7000-35000U/g、所述木聚糖酶的酶活为120000-250000U/g。

本发明还提供了上述中药渣菌肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配比称取各组分，将银花连翘渣、当归渣、山楂渣粉碎至1-4cm，干态料辅料粉碎至1-3cm，备用；

(2)将银花连翘渣、当归渣、山楂渣与干态辅料混合，调整初始水分和碳氮比；

(3)将发酵菌剂加入到银花连翘渣、当归渣、山楂渣与干态辅料的混合物中，混合均匀后堆肥发酵；堆肥开始时优选每天翻堆1-2次。

(4)发酵结束后烘干，得到中药渣菌肥。

具体的，上述步骤(2)中初始水分为45-60％，碳氮比为15-25。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明提供的这种中药渣菌肥为中药渣提供了新的应用途径，相比于传统的焚烧的方式，更利于中药渣资源的合理化利用，且不会造成二次污染。外源添加发酵菌剂可以提高堆肥的质量和成熟度，中药渣菌肥具有稳定的中药成分，为优势微生物提供养分，提高微生物的繁殖及降解活性；复合酶制剂可以将物料中微生物难以利用的纤维素、木质素等大分子物质转化为小分子，为微生物的繁殖提高更多的营养物质；此外通过添加干态辅料，可以为微生物提供碳源、氮源，并且起到调节固态料水分的作用，节省了干燥中药渣的时间和成本。

2、本发明提供的中药渣菌肥制备方法利用菌酶协同的方式处理中药废渣，加速物料分解，缩短发酵时间，促进养分转化，降低物料氮源和碳源损失，提高了有机肥的品质。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例中中药渣发酵过程中温度变化示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。

下面通过具体实施例对本发明的中药渣菌肥及其制备方法的效果进行研究。

实施例1：

本实施例研究了发酵菌剂和复合酶制剂对中药渣处理的协同效果。

实验中使用的发酵菌剂包括质量比为4:1:2:1:3的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌。发酵菌剂的制备方法为：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌分别接种至适宜培养基中活化，活化后的种子液按照2％的接种量转入含有发酵培养基的发酵罐中发酵24h，发酵菌液离心后与已灭菌的保护剂及载体混合，通过喷雾干燥得到高浓度菌粉，喷雾干燥条件为进口温度120℃，出口温度55℃。其中枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌培养基为LB，酵母菌培养基为YPD，凝结芽孢杆菌的培养基为MRS；保护剂包括质量比为6:11:9的脱脂乳粉、谷氨酸钠、β-环糊精。

复合酶制剂包括纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶，其中纤维素酶的酶活为40000U/g、果胶酶的酶活为30000U/g、木聚糖酶的酶活为210000U/g，质量比为2:1:1。

以银花连翘渣、当归渣、山楂渣为中药渣底物，根据所测得的各中药渣的水分含量，通过干态辅料(包括麸皮、干粪便、草木灰)调节发酵水分和碳氮比，采用反应器堆肥模式，发酵周期为15d。

试验分组如下：

CK组：中药渣+干态辅料(中药渣与干态辅料质量比4:1，无菌水调节水分)

T1组：中药渣+干态辅料+发酵菌剂(中药渣与干态辅料质量比4:1，发酵菌剂以堆体总体积比的1％接种添加)

T2组：中药渣+干态辅料+复合酶制剂(中药渣与干态辅料质量比4:1，复合酶制剂按照0.2％添加)

T3组：中药渣+干态辅料+发酵菌剂+复合酶制剂(中药渣与干态辅料质量比6:1，发酵菌剂以堆体总质量的1％接种添加，复合酶制剂按照0.2％添加)

记录堆体的温度及发酵前后养分的变化。

中药渣堆肥中添加发酵菌剂和酶制剂，均对物料的温度产生了影响，如图1所示，单独添加菌剂、酶制剂和菌酶协同处理不同程度的加速了堆体升温速度，其中T1组和T3组在堆肥进行的第2天就进入了高温期，最高温度分别为62.1℃、64.2℃，且高温期维持了3天以上，达到了无害化卫生要求。

如表1所示，根据C/N指标可以看出不添加菌或酶，底物在发酵结束时尚未完全腐熟，T1、T2、T3均已完全腐熟。不同处理发酵前后养分变化明显，N、P、K含量均有所增加，其中增加率最大的是T3处理，增幅分别为34.44％、38.03％、27.93％，说明菌酶协同作用可以促进氮转化，且总养分含量≥5，符合国家有机肥标准。各组分有机质的含量从最初的58.32％、58.41％、58.22％、58.31％下降到53.02％、52.26％、49.84％、47.10％，分别降低了9.09％、10.53％、14.39％、19.22％。故利用菌酶协同作用处理中药渣，加速升温进程，促进物料养分转化，为较佳处理方式。

表1：发酵前后养分变化结果

实施例2

本实施例提供了一种中药渣菌肥，以重量份数计，包括：银花连翘渣35份、当归渣20份、山楂渣25份、干态辅料15份、发酵菌剂8份、复合酶制剂3份。

其中，干态辅料以质量百分比计包含22％麸皮、70％粪便、8％草木灰。

发酵菌剂包括质量比为4:1:2:1:3的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌。发酵菌剂的制备方法为：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌分别接种至适宜培养基中活化，活化后的种子液按照2％的接种量转入含有发酵培养基的发酵罐中发酵24h，发酵菌液离心后与已灭菌的保护剂及载体混合，通过喷雾干燥得到高浓度菌粉，喷雾干燥条件为进口温度120℃，出口温度55℃。其中枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌培养基为LB，酵母菌培养基为YPD，凝结芽孢杆菌的培养基为MRS；保护剂包括质量比为6:11:9的脱脂乳粉、谷氨酸钠、β-环糊精。

复合酶制剂包括质量比为2:1:1的纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶，其中纤维素酶的酶活为40000U/g、果胶酶的酶活为30000U/g、木聚糖酶的酶活为210000U/g。

本实施例提供的上述中药渣菌肥通过以下步骤制备：

(1)将银花连翘渣、当归渣、山楂渣粉碎至2cm，干态料辅料粉碎至2cm，备用；

(2)将银花连翘渣、当归渣、山楂渣与干态辅料混合，调整初始水分为60％，碳氮比为20；

(3)将发酵菌剂加入到银花连翘渣、当归渣、山楂渣与干态辅料的混合物中，混合均匀后采用条垛式堆肥方法进行发酵；堆肥开始时每天翻堆1-2次。

(4)发酵结束后烘干，粉碎制粒，得到中药渣菌肥。

实施例3：

本实施例采用实施例2制备的中药渣菌肥进行盆栽试验，具体方法如下：

试验共3个处理，每组6个重复，选择大小、饱满度一致的半夏种子进行播种，每盆散播20粒种子，记录发芽数、株高、根长等指标。

对照组1：常规土壤

对照组2：常规土壤+1200kg/ha市售化肥

试验组：常规土壤+1200kg/ha中药渣菌肥

实验结果如表2所示，添加中药渣菌肥显著提高了种子的出芽率，促进了半夏株高增加，相比于对照组1株高增加了10.23cm；不同处理方式对半夏的地下球茎直径产生影响，其中经中药渣菌肥处理后，半夏地下直径为14.78mm，相比于对照组增加了12.48％。

表2：不同处理组对半夏形态的影响

综上所述，本发明通过采用好氧堆肥的方式处理中药废渣，将“污染物”转变为农业生产的肥料，一方面缓解环境压力，另一方面可以改善土壤的理化性质，提高农作物的产量和品质。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种中药渣菌肥，其特征在于，以重量份数计，包括：银花连翘渣20-35份、当归渣15-30份、山楂渣10-25份、干态辅料10-35份、发酵菌剂5-15份、复合酶制剂2-5份。

2.如权利要求1所述的中药渣菌肥，其特征在于：以质量百分比计，所述干态辅料包括8-25％麸皮、55-70％粪便、5-20％草木灰。

3.如权利要求1所述的中药渣菌肥，其特征在于：所述发酵菌剂包括质量比为(1-4):(0.6-3):(1.2-2.5):(0.8-1.5):(1-3)的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌。

4.如权利要求3所述的中药渣菌肥，其特征在于，所述发酵菌剂通过以下方法制备：将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酵母菌、凝结芽孢杆菌分别接种至适宜培养基中活化，活化后的种子液接种至发酵培养基中发酵，发酵菌液离心后与已灭菌的保护剂及载体混合，通过喷雾干燥得到高浓度菌粉。

5.如权利要求4所述的中药渣菌肥，其特征在于：所述种子液的接种量为发酵培养基质量的1-5％。

6.如权利要求4所述的中药渣菌肥，其特征在于：所述保护剂包括质量比为(1-9):(2-12):(4-13)的脱脂乳粉、谷氨酸钠、β-环糊精。

7.如权利要求1所述的中药渣菌肥，其特征在于：所述复合酶制剂包括质量比为(2-5):(1-2):(0.2-1)的纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶。

8.如权利要求7所述的中药渣菌肥，其特征在于：所述纤维素酶的酶活为9000-40000U/g、所述果胶酶的酶活为7000-35000U/g、所述木聚糖酶的酶活为120000-250000U/g。

9.如权利要求1-8任意一项所述中药渣菌肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)将发酵菌剂加入到银花连翘渣、当归渣、山楂渣与干态辅料的混合物中，混合均匀后堆肥发酵；

(4)发酵结束后烘干，得到中药渣菌肥。

10.如权利要求9所述中药渣菌肥的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中初始水分为45-60％，碳氮比为15-25。