CN1724481A

CN1724481A - 利用废弃菇渣生产微生物活性有机肥方法

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Publication number: CN1724481A
Application number: CNA2005100086605A
Authority: CN
Inventors: 迟乃玉; 张庆芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: CN1724481B

Abstract

一种利用废弃菇渣生产微生物活性有机肥的方法，其包含以下步骤：将废弃菇渣破碎，配上粉碎的农作物秸秆或食品加工厂的下脚料，用水润湿，使物料含水约为65％～70％，接种2％～8％的产酶复合微生物菌剂后，置于发酵池中，密封，在一定温度下发酵5天～15天，发酵过程中每隔24小时换气15分钟，待微生物生物量和酶活力达到指标后，即可获得微生物活性有机肥。利用废弃菇渣生产微生物活性有机肥，既解决了废弃菇渣常规处理产生环境污染问题，同时又使资源得到了再利用，也为绿色食品和有机食品的生产解决了低成本肥料来源问题。

Description

利用废弃菇渣生产微生物活性有机肥方法

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，具体涉及一种利用食用菌生产后产生的废弃菇渣为主要原料，经人工驯化的多种有益产酶微生物作用，转化为具有微生态效应的微生物活性有机肥的方法，其应用于绿色食品和有机食品的生产。

背景技术

中国是食用菌生产大国，据中国食用菌学会不完全统计，2002年产量为876万吨，占世界鲜菇总产量70％以上。食用菌生产已成为中国农业的一个重要产业，是种植业中仅次于粮、棉、油、果、菜的第六大类产品，出口量占亚洲出口总量的80％，占全球贸易的40％(龙熹等，2003，市场导航)。但食用菌采收后产生大量废弃菇渣，年产量达7800多万吨，废弃菇渣处理是一个急待解决问题。

研究表明，废弃菇渣的主要成分为：纤维素、木质素、半纤维素、菌体蛋白、维生素、矿质元素等，按其营养组成看，无污染的废弃菇渣主要是由天然有机大分子组成的复合物。

目前废弃菇渣常见处理方法有4种：(1)直接回田作肥料，(2)食用菌二次栽培原料，(3)焚烧，(4)作为废弃物抛弃(杨自轩等，中国食用菌，2003，23(1)，35～36.江同均，食用菌，2002(5)，41)。但主要处理方法是作为废弃物抛弃和焚烧，这样即污染了环境，又造成资源浪费。

我国人口近13亿，9亿农民，6亿多亩可耕地，以30％以上土地面积和最低施肥量计算，每年需要肥料2700～3000万吨，如果按10％土地施肥量计算每年还需要肥料900～1000万吨，可见我国肥料市场的潜力是很大的。然而，近年来追求高产出而进行的掠夺性生产，促使化肥和农药的过度施用，已经造成土壤板结和农产品的严重污染，再加上农业生产周围环境(土壤和水体)污染的日益严重，创建安全食品(绿色食品和有机食品)生产环境和条件迫在眉睫(肖千明等，新农业，2002，9期，36～37)。作为农产品无公害和农业生态化的重要途径——微生物活性有机肥，已经列为绿色食品和有机食品生产专用肥之一。

我国微生物肥料的研究、生产和应用已有60多年的历史，其间经历了3次大的起伏，目前正处在第4次发展阶段。微生物肥料现阶段发展势头很好，已基本形成了微生物肥料产业，全国约有400家企业，年产量近300万吨(王素英等，中国农业大学学报，2003，8(1)：14～18)。产品种类繁多，主要包括固氮菌剂、硅酸盐菌剂、溶磷菌剂、光合菌剂、有机物料腐熟剂、农药残留降解菌剂、水体净化菌剂和土壤生物改良剂(或称生物修复剂)、复合生物肥和生物有机肥等产品。微生物肥料虽然在降低化肥使用量、提高化肥利用率和修复化肥过量使用导致环境污染方面，已取得了较好的效果。然而必须认识到目前就某个产品而言生产菌株单一，产品质量不稳定，只能满足植物生长或土壤环境的某一方面需要，而且生产成本高。因此寻找廉价的微生物肥料生产原料，赋予微生物肥料的多种活性，提高产品质量，降低生产成本，稳定应用效果仍是该行业面临并且亟需解决的问题(葛城主编，微生物肥料生产应用基础，中国农业科学出版社，2000)。

在公开号为CN 1309110A的专利申请中，公开了一种“利用畜禽粪便生产生物有机肥的方法”，但其存在以下问题：①说明书中提到使用混合微生物菌种(复合固氮菌、磷细菌、钾细菌、益生菌、纤维菌等)，但在具体实施中使用的是混合微生物菌肥，致使该发明微生物菌种不明确；②添加混合无机肥和粘合剂等成分，使生产成本提高，同时不利于土壤环境的改善和微生态环境的建立；③该案中没有说明这种方法生产的有机肥料的功能、效果和特性。

利用微生物工程和酶工程技术将废弃菇渣进行综合利用和深加工，可以将其转化为微生物活性有机肥，即解决了废弃菇渣利用问题，又避免了环境污染，同时又为绿色食品和有机食品生产提供了廉价肥料，该项技术具有广阔的开发和应用前景。目前以废弃菇渣为主要原料，配以粉碎的农作物秸秆或食品加工厂的下脚料，利用人工培养的多种有益产酶微生物的共同发酵而生产的微生物活性有机肥料的研究和产品还未见报道。该微生物活性有机肥与常规生物有机肥的区别在于：它具有高活性多种分解酶的功能和自然生长能力强的微生物复合体，可以调节作物根系周围土壤的微生态环境，增加土壤中具有活性的有益生物种类和数量，又减少根部病害发生率，促进根系生长，进而提高农产品的品质和产量，从而实现绿色食品和有机食品生产的标准。

发明内容

本发明的目的是为了将废弃菇渣作为资源二次利用；避免菇渣作为废弃物倒入沟渠或者焚烧造成的环境污染和资源浪费。本发明是利用废弃菇渣为主要原料，配以农作物秸秆或食品加工厂的下脚料，接种人工培养的多种有益产酶微生物，生产微生物活性有机肥的方法。

将食用菌采收后产生的废弃菇渣(无污染)去袋破碎，配以农作物秸秆或食品加工厂的下脚料，用食品加工厂产生的废水(或自然水)润湿，最终使物料含水大约为65％～70％，接种2％～8％的产酶复合微生物菌剂，充分搅拌，使产酶微生物和物料充分接触，其中所述的产酶复合微生物菌剂是由纤维素酶产生菌、蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、淀粉酶产生菌以及磷细菌(有机磷细菌或无机磷细菌)和钾细菌各自制备的菌剂按一定比例混合组成的。将接种后的物料置于水泥筑成的发酵池或简易的塑料围成的发酵池(发酵池大小可以根据实际生产量而定，但发酵池深度应控制在40cm～70cm以内)，塑料密封，在一定温度下发酵5天～15天，但发酵过程中每隔24小时用空气压缩机(50m³/min)换气15分钟，物料全部转化为半固体或液体时，检测微生物生物量(活菌总数≥3.0×10¹⁰CFU/g(ml))和酶活力(纤维素酶FPA活力≥320U/g；蛋白酶活力≥200U/g；脂肪酶活力≥260U/g；淀粉酶活力≥180U/g)达到指标，发酵结束，即以废弃菇渣为主要原料生产的微生物活性有机肥生产结束。此时微生物活性有机肥特征如下：N+P₂O₅+K₂O≥6.5％；pH值为6.4～7.2之间；有机质含量≥40.6％；有效活菌数≥30亿/g(ml)；外观为深褐色半流体状，无霉菌块；气味无霉味，无臭味。

本发明中使用的产酶复合微生物菌剂的菌种都来源于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，可以通过商业途径购买，它们的培养和生长条件按菌种保藏单位提供的说明进行。涉及的菌种主要是纤维素酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：3.316或3.2878等)、蛋白酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：1.230或1.265等)、脂肪酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：2.1135或2.1405等)、淀粉酶产生菌(例如，CGMCC菌种编号：1.803或1.836或1.831等)，以及磷细菌(有机磷细菌或无机磷细菌，例如，CGMCC菌种编号：1.217或1.223或1.220或1.823等)和钾细菌(例如，CGMCC菌种编号：1.910等)。将上述每一类菌种各自制备的菌剂按一定比例复合，即为本发明中使用的产酶复合微生物菌剂。

将废弃菇渣通过生物技术转化为微生物活性有机肥，既解决了废弃菇渣有效利用问题，又避免了废弃菇渣处理不当产生环境污染，同时又使资源得到了再利用，也为绿色食品和有机食品生产解决了低成本肥料来源问题。该微生物活性有机肥不仅可以调节作物根系周围土壤的微生态环境，增加土壤中具有活性的有益生物种类和数量，降解农药和化肥残留，减少根部病害发生率，促进根系生长。更重要的是该微生物活性有机肥可以使温室里种植的蔬菜(西红柿、黄瓜、西芹等)平均增产17.8％，提前成熟4.7天；可使温室里种植的水果(釉桃、大樱桃、葡萄、草莓等)平均提前上市10.6天，平均增产8.9％，而且色泽光滑红润、子实个体大；生产土壤中微生物活体数量增加1000倍以上和生物活性物质增加1890倍以上；产生了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

具体实施方式：

实施例一：

(1)、分别将蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、纤维素酶产生菌、淀粉酶产生菌以及钾细菌和磷细菌，按中国普通微生物菌种保藏管理中心提供的菌株说明进行活化、逐级扩大培养，制备成菌剂，以微生物酶活力单位(国际单位制，纤维素酶活力单位以FPA活性单位为准)为计量单位，按蛋白酶∶脂肪酶∶淀粉酶∶纤维素酶＝(0.5～0.9)∶(0.2～0.6)∶(0.3～0.6)∶(0.8～1.2)的比例，制备复合微生物液体菌剂；在上述制备的复合微生物液体菌剂的基础上，再添加2％～18％(体积比)的钾细菌菌剂和5％～15％(体积比)的磷细菌菌剂，即制备成用于本发明微生物活性有机肥发酵生产的产酶复合微生物菌剂。

(2)、将食用菌采收后产生的菇渣(无污染的)，机械或人工破碎成0.5mm×0.5mm×0.5mm左右的碎块。

(3)、配以20％～30％(重量比)农作物秸秆或食品加工厂的下脚料，用食品加工厂产生的废水(或自然水)润湿破碎的菇渣碎块，最终使物料含水大约为65％～70％。

(4)、将本实施例中的(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣碎块上(按菇渣干重的2％～3.5％接种量)，充分搅拌，使微生物和物料充分接触。

(5)、将(4)的混合物料放于水泥筑成的发酵池或简易发酵池中，发酵池深为40cm～70cm，(发酵池的长度和宽度不限，根据生产量确定)，如果是简易发酵池，发酵池底面一定用塑料薄膜铺好，防止液体渗漏，并使混合物料处于疏松状态。

(6)、再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔24小时用空气压缩机(50m³/min)换气15分钟，10～15天之后，物料全部转化为半固体或液体，经检测，微生物生物量和酶活力达到上述指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产的微生物活性有机肥的生产。

实施例二：

(1)、分别将蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、纤维素酶产生菌、淀粉酶产生菌以及钾细菌和磷细菌，按中国普通微生物菌种保藏管理中心提供的菌株说明进行活化、逐级扩大培养，制备成菌剂，以微生物酶活力单位(国际单位制，纤维素酶活力单位以FPA活性单位为准)为计量单位时，按蛋白酶∶脂肪酶∶淀粉酶∶纤维素酶＝(0.5～0.9)∶(0.2～0.6)∶(0.3～0.6)∶(0.8～1.2)的比例，制备复合微生物液体菌剂；在上述制备的复合微生物液体菌剂的基础上，再添加2％～18％(体积比)的钾细菌菌剂和5％～15％(体积比)的磷细菌菌剂，即制备成用于本发明微生物活性有机肥发酵生产的产酶复合微生物菌剂。

(4)、将本实施例中的(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣碎块上(按菇渣干重的3.5％～5.5％接种量)，充分搅拌，使微生物和物料充分接触。

(6)、再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔24小时用空气压缩机(50m³/min)换气15分钟，9～12天之后，物料全部转化为半固体或液体，经检测，微生物生物量和酶活力达到上述指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产的微生物活性有机肥的生产。

实施例三：

(4)、将本实施例中的(1)制备的产酶复合微生物菌剂接种到润湿的菇渣碎块上(按菇渣干重的5.5％～8％接种量)，充分搅拌，使微生物和物料充分接触。

(6)、再用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温，每间隔24小时用空气压缩机(50m³/min)换气15分钟，5～9天之后，物料全部转化为半固体或液体，经检测，微生物生物量和酶活力达到上述指标，即完成以废弃菇渣为主要原料生产的微生物活性有机肥的生产。

实施例四：

对实施例一、二和三方法生产的微生物活性有机肥，进行了主要理化指标检测，结果如下：

有效活菌数	N+P₂O₅+K₂O	pH值	有机质含量
有效活菌数	N+P₂O₅+K₂O	pH值	有机质含量	≥30亿/g(ml)	≥6.5％	6.4～7.2	≥40.6％

检测结果表明，本发明生产的微生物活性有机肥达到农业部颁布的肥料标准。

Claims

1.一种利用废弃菇渣生产微生物活性有机肥的方法，其包含以下步骤：

(1)分别将获自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)的蛋白酶产生菌、脂肪酶产生菌、纤维素酶产生菌、淀粉酶产生菌以及钾细菌和磷细菌，按提供的菌株说明进行活化、逐级扩大培养，制备成菌剂，以国际单位制的微生物酶活力单位为计量单位，其中纤维素酶活力单位以FPA活性单位为准，按蛋白酶∶脂肪酶∶淀粉酶∶纤维素酶＝(0.5～0.9)∶(0.2～0.6)∶(0.3～0.6)∶(0.8～1.2)的比例，再添加2％～18％体积比的钾细菌菌剂和5％～15％体积比的磷细菌菌剂，制备成用于所述微生物活性有机肥发酵生产的产酶复合微生物菌剂；

(2)将食用菌采收后产生的无污染的菇渣，机械或人工破碎成0.5mm×0.5mm×0.5mm左右的碎块；

(3)配以20％～30％重量的农作物秸秆或食品加工厂的下脚料，用食品加工厂产生的废水或自然水润湿破碎的菇渣碎块，最终使物料含水为65％～70％；

(4)将(1)中制备的产酶复合微生物菌剂按菇渣干重的2％～8％接种量接种到润湿的菇渣碎块上，充分搅拌，使微生物和物料充分接触；

(5)将(4)中的混合物料放于水泥筑成的发酵池或简易发酵池中，发酵池深为40cm～70cm；

(6)用塑料薄膜密封发酵池，在25℃～32℃下保温5天～15天，每间隔24小时用空气压缩机以50m³/min换气15分钟，即可获得所述的微生物活性有机肥。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(5)中的简易发酵池，其底部铺有塑料薄膜。

3.根据权利要求1的方法，其中步骤(6)中获得的微生物活性有机肥，其为半固体或液体，且N+P₂O₅+K₂O≥6.5％，pH值为6.4～7.2之间，有机质含量≥40.6％，微生物活菌总数≥3.0×10¹⁰CFU/g(ml)，酶活力达到纤维素酶FPA活力≥320U/g、蛋白酶活力≥200U/g、脂肪酶活力≥260U/g和淀粉酶活力≥180U/g。