CN117247295B - 一种利用糖蜜发酵液制备的有机肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用糖蜜发酵液制备成有机肥的方法，包括以下步骤：向糖蜜发酵液中加入秸秆，得到发酵原料；向所述发酵原料中接种发酵微生物，进行发酵，得到发酵产物；对所述发酵产物进行浓缩，得到含水量30‑40％的有机肥。本发明通过有效手段将糖蜜发酵液与秸秆混合作为发酵原料，并接种多种微生物进行混合发酵制备了具有土壤改善能力的有机肥，防止了环境污染，同时又产生了经济效益。本发明制备的有机肥中富含氮磷钾等主要营养元素、微量元素和一些小分子有机物，可为植物提供丰富的营养，促进植物健康生长。此外，上述肥料由于还具有丰富的微生物，因此具有十分优秀的土壤改良功能，能够使土壤疏松保水，并富含腐殖质，有利于植物根系的生长发育。
Description
技术领域
本发明属于农业种植领域，更特别地，涉及一种浓缩糖蜜发酵液及其制备方法及在肥料中的应用。
背景技术
作物在生长过程中需要大量的无机物、有机物和水。因此，要保障作物的生长和产量，需要对土地施肥。现代农业的发展正是建立在科学施肥的基础上的。
有机肥是常用的肥料，通过将生物质进行发酵等加工之后，消除其中的有害物质，并使其中的一些大分子降解成植物易吸收的小分子营养物而得到。由于具有更全面的营养，并且肥效更长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，因此，与无机肥相比，有机肥是更好的选择。
制糖厂中产生的副产品糖蜜由于富含大量可发酵糖，可用于进一步发酵生产酒精、味精、酵母和有机酸等。这些产品的生产过程中会产生大量糖蜜发酵废液，这些废液富含有机质和无机盐，直排容易污染水体，产生黑臭水。糖蜜发酵液可回收用于制作有机肥，既避免了污染环境，又产生新的经济效益。然而，由于糖蜜发酵液由于有机物含量过高，而游离的氮磷等植物需要的营养元素浓度较低，不能直接用作肥料。
因此，需要一种新的处理糖蜜发酵液的方法，以降低糖蜜中的有机物含量，并提高。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了一种利用糖蜜发酵液制备成有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向糖蜜发酵液中加入固体物料，得到发酵原料；
S2：向所述发酵原料中接种发酵微生物，进行发酵，得到发酵产物；
S3：对所述发酵产物进行浓缩，得到含水量30-40％的有机肥。
在一个具体实施方案中，S1中，所述糖蜜发酵液与所述固体物料的重量比为2-4:1。
在一个具体实施方案中，S1中，所述固体物料含有秸秆，例如小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的一种或多种组合。使用秸秆发酵不仅防止了秸秆粉碎，而且可以补充氮磷钾及微量元素，弥补糖蜜中的不足。
本发明通过有效手段将糖蜜发酵液与秸秆混合作为发酵原料，并接种多种微生物进行混合发酵制备了具有土壤改善能力的有机肥，防止了环境污染，同时又产生了经济效益。本发明制备的有机肥中富含氮磷钾等主要营养元素、微量元素和一些小分子有机物，可为植物提供丰富的营养，促进植物健康生长。此外，上述肥料由于还具有丰富的微生物，因此具有十分优秀的土壤改良功能，能够使土壤疏松保水，并富含腐殖质，有利于植物根系的生长发育。
在一个具体实施方案中，所述固体物料为秸秆与瓜篓皮的混合物，所述秸秆与瓜篓皮的重量比为8-16:1。
在制备过程中，加入瓜蒌皮进行发酵，产物中富含皂苷类化合物、黄酮类化合物和有机酸，还含有多糖和氨基酸等成分。其中，瓜皮苷是一种具有活性的皂苷类化合物，它具有抗炎、抗菌、抗氧化等功效。黄酮类化合物具有抗氧化作用。瓜蒌皮中的黄酮类化合物主要包括芦丁、槲皮素和儿茶素等。瓜蒌皮中的有机酸主要包括苹果酸、柠檬酸和酒石酸等。此外，瓜蒌皮提取物中还富含多糖和氨基酸等成分。
通过加入瓜蒌皮，不仅可提高了有机肥中的营养元素，而且可有效防治植株的病害。
在一个具体实施方案中，S1中，将所述固体物料粉碎后，过80目筛，然后加入到所述糖蜜发酵液中。
在一个具体实施方案中，S2在所述发酵微生物选自巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌和放射根瘤菌中的一种或多种组合。这些微生物可用于对秸秆和糖蜜中的有机质进行有效发酵，释放其中的营养元素。
在一个具体实施方案中，S2包括以下步骤：
S21：将所述发酵微生物中的菌分别进行活化；
S22：将活化后的菌接种至所述发酵原料中，得到发酵组合物；
S23：将所述发酵组合物在40-45℃下发酵7-10天，得到所述发酵产物。
在40-45℃下一方面可以保证高效发酵，另一方面，高温可以使水分挥发，将发酵产物进行初步浓缩。
在一个具体实施方案中，S2中，在将所述发酵微生物接种至所述发酵原料中之前，将所述发酵原料直接在30-37℃下发酵1-3天。糖蜜发酵液中本来就存在一些微生物，我们发现在接种发酵微生物之间于30-37℃下粗发酵1-3天有利于营造更好的后续发酵环境。
在一个具体实施方案中，S3中，通过减压蒸发的方法进行浓缩。
本发明还提供了通过上述方法制备得到的有机肥。
附图说明
图1为采用本发明的有机肥处理的盐碱地上种植玉米的结果统计，其中，A为萌发率统计图，B为产量统计图。
图2为本发明的有机肥对辣椒疫病的防治情况统计。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
1、有机肥的制备实施例
实施例1
通过以下方法制备有机肥：
S1：玉米秸秆粉碎后过80目筛，然后加入到糖蜜发酵液中，得到发酵原料，玉米秸秆与糖蜜发酵液的重量比为1:2；
S2：向所述发酵原料中接种发酵微生物，在40-45℃下发酵10天，得到发酵产物；所述发酵微生物为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌和放射根瘤菌。
每种菌的接种浓度为1×105细胞/g发酵原料；
S3：对所述发酵产物进行减压蒸发浓缩，得到含水量30-40％的有机肥。
实施例2
通过以下方法制备有机肥：
S1：玉米秸秆和瓜篓皮以8:1的重量比混合，粉碎后过80目筛，然后加入到糖蜜发酵液中，得到发酵原料，玉米秸秆与糖蜜发酵液的重量比为1:2.5，于30-37℃下发酵1天；
S2：向所述发酵原料中接种发酵微生物，在40-45℃下发酵10天，得到发酵产物；所述发酵微生物为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌和放射根瘤菌。
每种菌的接种浓度为1×105细胞/g发酵原料；
S3：对所述发酵产物进行减压蒸发浓缩，得到含水量30-40％的有机肥。
实施例3
通过以下方法制备有机肥：
S1：玉米秸秆和瓜篓皮以12:1的重量比混合，粉碎后过80目筛，然后加入到糖蜜发酵液中，得到发酵原料，玉米秸秆与糖蜜发酵液的重量比为1:3，于30-37℃下发酵1天；
S2：向所述发酵原料中接种发酵微生物，在40-45℃下发酵10天，得到发酵产物；所述发酵微生物为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌和放射根瘤菌。
每种菌的接种浓度为1×106细胞/g发酵原料；
S3：对所述发酵产物进行减压蒸发浓缩，得到含水量30-40％的有机肥。
实施例4
通过以下方法制备有机肥：
S1：玉米秸秆和瓜篓皮以16:1的重量比混合，粉碎后过80目筛，然后加入到糖蜜发酵液中，得到发酵原料，玉米秸秆与糖蜜发酵液的重量比为1:4，于30-37℃下发酵2天；
S2：向所述发酵原料中接种1/3的发酵发酵微生物，在40-45℃下发酵3天，然后接种剩余2/3的发酵发酵微生物。
每种菌的总接种浓度为1×106细胞/g发酵原料；
S3：对所述发酵产物进行减压蒸发浓缩，得到含水量30-40％的有机肥。
2.盐碱地的改良
待改良土地为盐碱地，以潮土和盐土为主，土壤有机质含量极为贫乏，盐碱度高，主要阴离子为Cl-、HCO3 -、SO4 2-，主要阳离子为Na+、Ca2+、K+。将实施例1-4制备的有机肥以80kg/亩均匀施用至盐碱地中，然后利用旋耕机进行旋耕，将有机肥与表层土壤均匀混合，旋耕深度为30cm。一个月后测定土壤盐碱度。结果如表1所示，经本发明的有机肥处理的土壤中离子强度大幅降低，并且腐殖质含量也比处理前提高了十倍以上。其中，实施例4的离子强度最低，已经达到适宜种植的程度，种植实验以实施例4进行。
表1处理前后土壤的主要盐离子含量统计
| Cl- | HCO3 - | SO4 2- | Na++K+ | Ca2+ | |
| 处理前 | 2.12 | 0.23 | 4.69 | 2.37 | 0.48 |
| 实施例1 | 1.02 | 0.14 | 1.35 | 0.87 | 0.37 |
| 实施例2 | 0.75 | 0.11 | 0.64 | 0.45 | 0.30 |
| 实施例3 | 0.092 | 0.053 | 0.43 | 0.20 | 0.27 |
| 实施例4 | 0.087 | 0.032 | 0.49 | 0.16 | 0.25 |
处理三个月后，在土地上种植玉米，采用条播播种，行距50cm，株距10cm。播种后进行日常田间管理，并施用本发明的有机肥。对照组种植于未处理的土地，施用化肥。种植结果如图1所示，未经处理的土地萌发率不到50％，产量每公顷只有不到3吨。而处理后并且施用实施例4的有机肥的土地种植的玉米萌发率超过90％，并且每公斤产量高达8吨以上。
3.实施例1-4的有机肥对辣椒产量的影响
于2019年在湖北的黄壤地中进行辣椒种植试验。将实施例1-4分别作为底肥，对照使用市售复混肥作为底肥。亩施用量为50kg。
5月10日将秧苗移栽至试验田后，随即浇水，保证成活。于5月29日、6月25日、7月11日追肥，三次，每次施用尿素10kg/亩。分别在6月9日、6月23日、6月27日、7月1日、7月8日、7月11日、7月15日、7月19日、7月26日共9次收获，在田间收获后即时称重，计算累计产量。结果如表2所示。
表2实施例1-4的有机肥对辣椒产量和单株重的影响
结果显示，本发明的有机肥能够有效提高辣椒产量和单株重量，并且提升效果依次提高。
4.实施例1-4的有机肥对辣椒疫病的防治情况
于2019年在湖北的黄壤地中进行辣椒种植试验。将实施例1-4分别作为底肥，对照使用市售复混肥作为底肥。亩施用量为50kg。
5月10日将秧苗移栽至试验田后，随即浇水，进行日常田间管理。两周后，向种植土中接种辣椒疫霉游动孢子，7天后统计病情指数。
结果如图2所示，使用本发明的实施例1-4的有机肥均对辣椒疫病具有一定的防治能力，尤其是实施例2-4，防治能力提升明显。可见，制备过程中加入一定量的瓜蒌皮后，得到的有机肥可大幅提高对辣椒疫病的防治。根据我们进一步的检测发现，实施例2-4制备的有机肥中富含皂苷类化合物、黄酮类化合物和有机酸，还含有多糖和氨基酸等成分。其中，瓜皮苷是一种具有活性的皂苷类化合物，它具有抗炎、抗菌、抗氧化等功效。黄酮类化合物具有抗氧化作用。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用糖蜜发酵液制备成有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向糖蜜发酵液中加入固体物料，得到发酵原料；
S2：向所述发酵原料中接种发酵微生物，进行发酵，得到发酵产物；
S3：对所述发酵产物进行浓缩，得到含水量30-40%的有机肥；
所述糖蜜发酵液与所述固体物料的重量比为2-4:1，所述固体物料为秸秆与瓜篓皮的混合物，所述秸秆与瓜篓皮的重量比为8-16:1；
S2包括以下步骤：
S21：将所述发酵微生物中的菌分别进行活化；
S22：将活化后的菌接种至所述发酵原料中，得到发酵组合物；
S23：将所述发酵组合物在40-45℃下发酵7-10天，得到所述发酵产物；
所述发酵微生物为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌和放射根瘤菌中的组合，并且巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌和放射根瘤菌的接种浓度均为1×106细胞/g发酵原料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，将所述固体物料粉碎后，过80目筛，然后加入到所述糖蜜发酵液中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，在将所述发酵微生物接种至所述发酵原料中之前，将所述发酵原料直接在30-37℃下发酵2-3天。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S3中，通过减压蒸发的方法进行浓缩。
5.一种有机肥，其特征在于，通过权利要求1-4中任一项所述的方法制备得到。
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