TWI671277B - 一種蚓糞產製液肥及其應用 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種蚓糞產製液肥及其應用，此液肥係氣味良好且品質穩定，且可作為水產動物的飼料及水質改善劑使用。
本發明係提供一種蚓糞產製液肥及其應用，其特徵係至少包含：藉由高溫處理使所產製蚓糞液肥之緩衝容量提高，從而獲得一緩衝容量為20meq/L．pH以上的醱酵蚓糞，且該醱酵蚓糞係將蚓糞及醱酵液醱酵後製得。

Description

一種蚓糞產製液肥及其應用
本發明係關於一種蚓糞產製液肥及其應用。具體而言，該液肥係將蚓糞醱酵後以高溫處理提昇其緩衝容量至20meq/L．pH以上而產製之液肥，其特徵係氣味較良好且品質穩定，且該液肥投料於水產養殖池中，可改善水質並促進水產生物生長。
早期在農業上化學肥料大量使用，造成土地鹽鹼化，破壞土壤中生態圈，造成傷害，為改善土壤的損傷，有機堆肥與液肥在近期被大量推廣。而液肥可分為三類，分別為淋洗液肥、萃取液肥、醱酵液肥，其中淋洗液肥與萃取液肥皆係對堆肥進行淋洗與萃取，醱酵液肥係以有機材質與水混和後進行液態醱酵。
液肥在製作過程中常會接種菌種以增進液肥之功效，一般接種菌種時會接種單一菌種或少數菌種再進行萃取或醱酵，而菌種所適合的生長環境不一，因此在製作液肥時液肥的通氣量、酸鹼值、導電度、氧化還原電位、溫度係十分重要的控制條件，此等數值亦可反映出製作過程微生物的變化。
液肥在植物種植方面，具有提供生產過程中的營養、保護 作物的根群、增進微生物多樣性、對各種病害產生拮抗作用等功效。其中，以蚓糞堆肥所作之蚯蚓糞堆肥萃取液與醱酵液，使用在植物葉面噴灑與土壤施用已被證實可改善植物的健康、產量和營養品質，且可提高有益的微生物群落，改善和誘導有益的生物活性(Pant，2009)。
水產養殖及水質方面，液肥亦可作為水產動物的飼料，其中水晶蝦經濟價值高，近來養殖蔚為風潮，然而因水晶蝦對水質環境要求高，兼顧水質和營養給予係困難。
氣味及成品穩定性方面，由於製作蚓糞液肥時常充斥著一股異味，且液肥成品的氣味亦相當不穩定，因此於室溫中存放時間不長，極易變質。且蚓糞液肥製作缺乏一個標準的過程，例如醱酵設備及醱酵液材料之選用。
綜上所述，有必要提供一種蚓糞產製液肥及其應用。從而獲得一種蚓糞液肥，其係氣味良好且品質穩定，且該液肥投料於水產養殖池中，可改善水質並促進水產生物生長。
【先前技術文獻】 【非專利文獻】
Pant, A. P., Radovich, T. J. K., Hue, N. V., Talcottb, S. T. and Krenekb, K. A. 2009. Vermicompost extracts in fluence growth, mineral nutrients, phytonutrients and antioxidant activity in pak choi (Brassica rapa cv. Bonsai, Chinensis group) grown under vermicompost and chemical fertiliser. ResearchArticle. Journal of the Science of Food and Agriculture. 89. 2383-2392.
先前技術存在由蚓糞萃取液及醱酵液製成的蚓糞液肥常有異味、易變質之問題；以及，在一些先前技術中雖提議蚓糞可應用於飼料，然而此等先前技術並未確實揭露蚓糞作為飼料之實施方式及使用功效等問題。
因此，本發明之主要目的係提供一種蚓糞產製液肥，其液肥氣味良好且成品品質穩定。
本發明之另一目的係應用一種蚓糞產製液肥於水產養殖之飼料，可改善水質並促進水產生物生長。
本發明者為了解決前述課題深入研究，藉由高溫處理提昇所產製蚓糞液肥之緩衝容量，從而獲得一種蚓糞液肥，其係氣味良好且品質穩定。同時，該液肥投料於水產養殖池中，可改善水質並促進水產生物生長。
此外，本發明亦發現蚓糞液肥成品pH值於3.0~5.0之範圍內氣味係良好的，且在製程中將pH值控制在3.0以上且5.0以下之範圍內，有助於維持液肥品質穩定，氣味良好。
本發明亦發現若液肥緩衝容量為20meq/L．pH以上，其後續pH值不容易變化，液肥不易變質，氣味良好。
因此，本發明提供以下技術手段：
(1)一種蚓糞產製液肥，其特徵係其包含緩衝容量為20meq/L． pH以上的醱酵蚓糞，且該醱酵蚓糞係將蚓糞及醱酵液醱酵後製得。
(2)如前項1所記載之液肥，其中，前述液肥可作為水產動物的飼料及水質改善劑使用。
(3)如前項2所記載之液肥，其中，前述水產動物為水晶蝦。
(4)一種產製蚓糞液肥之方法，其特徵係其包含以下步驟：第一步驟：以餌料餵食蚯蚓，採集蚯蚓糞後萃取蚯蚓糞液；第二步驟：將蚯蚓糞液與醱酵液混合後醱酵；第三步驟：將醱酵產物的緩衝容量提高至20meq/L．pH以上。
(5)如申請專利範圍第4項所記載之方法，其中，前述第三步驟中係藉由加熱至沸騰的處理將緩衝容量提高至20meq/L．pH以上。
(6)如前項4所記載之方法，其中，前述方法製得液肥可作為水產動物的飼料及水質改善劑使用。
本發明所提供之液肥可改善土壤營養品質，提高有益的微生物群落，改善和誘導有益的生物活性，因此可適用於各種經濟作物、觀賞作物之種植與病害防治。
本發明所提供之液肥亦可作為水產養殖產業所使用營養劑，改善水質並提高水產生物育成率。
本發明所提供之液肥係氣味良好且品質穩定。
【圖1】表示本發明之蚓糞液肥之批次C010、C011、C012的pH值之變化圖。
【圖2】表示本發明之蚓糞液肥之批次C013、C014、C015的pH值之變化圖。
【圖3】表示本發明之蚓糞液肥的HCl/NaOH滴定數與pH值之關係圖。
【圖4】表示施用本發明之蚓糞液肥之水晶蝦的育成率之折線長條圖。
〔設備與醱酵材料〕
可用固定式接口，或止瀉帶固定的進出氣管與採樣檢測口的蓋子，但以固定式接口較佳。可用浮子流量計取代簡易氣閥，以利隨時觀測進氣量與立即控制通氣量。
醱酵材料，可選用魚粉、奶粉、糖蜜等一般用於醱酵的原料。
使用新鮮蚓糞作為後續蚓糞萃取液之材料。
〔蚯蚓糞之取得〕
蚯蚓之來源可為市售之紅蚯蚓。取一保麗龍箱，在其底部及側邊戳細小的洞。以種植香菇之太空包木屑為基質裝入保麗龍箱大約10公分高，添加水使其水含量達50%~60%(手緊握一團木屑時有水分滴出)。裝入適量的蚯蚓到保麗龍箱中，需遮光。視餌料食用情況餵食，餌料為米 糠、爛菜葉、吃剩的水果皮及殘渣。餵食直到完全看不見木屑已成黑色的團粒結構，且手握一團可成型，即可採集蚯蚓糞。
〔蚯蚓糞液肥之製備〕
液肥製作，分為兩系統一為簡易醱酵槽，一為持續監測醱酵槽。取一5L的玻璃罐，醱酵液及蚓糞萃取液以10：1之比例，配製共3.3L。其中，前述醱酵液含0.5%魚精、1%奶粉、2%糖蜜，且醱酵液係經高溫高壓滅菌(121℃蒸氣，15分鐘)。前述蚓糞萃取液為蚯蚓糞及去離子水以1：10之比例，攪拌1分鐘，以尼龍網過濾後所得者。將上述兩種液體倒入5L之玻璃罐中，將玻璃罐放置於33℃的水浴槽中，以250mL/min之通氣量曝氣醱酵，醱酵時間約18天，且醱酵過程持續進行攪拌較佳。期間測定pH，觀察味道並記錄之。
〔加熱處理〕
在製作液肥過程中，進行pH值調控，再以加熱處理提高緩衝容量。前述pH調控，可在醱酵第十天後將pH值高於5.5的液肥以1M HCl調整至5.0以下(參照圖1批次C010、C011、C012)。進一步地，亦可將醱酵第十天後的液肥，不論pH是否高於5.5，皆以添加1M HCl的方式控制於3.0以上且5.0以下之範圍內，使其pH值不超過該範圍(參照圖2批次C013、C014、C015)。
調整液肥pH值至3.0~5.0後，進行加熱處理提高緩衝容量。前述加熱處理，可直接將液肥加熱至沸騰，並於沸騰後立即停止加熱，靜置冷卻至室溫。此外，前述加熱處理，亦可於加熱前加入1M HCl，使液肥pH值為pH3.0以上且5.0以下後，加熱至沸騰，並於沸騰後 立即停止加熱，靜置冷卻至室溫。冷卻後液肥的氣味與加熱處理前液肥相比係改善，氣味良好。
〔緩衝容量測定〕
加熱處理後的液肥，以滴定法測定緩衝容量，取1M HCl及1M NaOH做為滴定液，取100毫升成品液肥作為被滴定液，滴定過程記錄每滴滴入後pH值變化，將1M HCl及1M NaOH各加入12滴(參照圖3)。並記錄滴定消耗毫升數，求出每滴平均毫升數。以下述計算公式求得液肥緩衝容量。
緩衝容量(滴/pH)×V滴(mL/滴)×N (1000mL)/(100mL)
meq：毫當量(millie equivalent)
斜率：pH變化曲線斜率
V滴：每滴HCL或NaOH的平均毫升數
L：公升
N：當量濃度
緩衝容量代表微生物生長條件中pH值的穩定程度，緩衝容量越高，液肥氣味變化越穩定。發明人發現，當醱酵後的液肥經上述處理後，若液肥緩衝容量為20以上，其後續pH值不容易變化，液肥不易變質，氣味良好。
【實施例】
以下揭示實施例，而詳細說明本發明，惟本發明係並非限 定於此等之實施例者。
〔實施例1~2及比較例1之成品製備〕
以上述實施方式製備蚯蚓糞液肥，並取其中批次C013、C014、C015為三重複，製備實施例1及實施例2之蚓糞液肥，其中，實施例1係取100mL液肥直接以黑晶爐加熱至沸騰，沸騰後即取下冷卻，靜置於室溫；實施例2係取100mL液肥調整pH值，確認pH值為pH3.0~5.0後以黑晶爐加熱至沸騰，沸騰後即取下冷卻，靜置於室溫。作為對照，比較例1係取100mL液肥成品加入1%活性碳震盪混合後，以細篩網過濾掉活性碳，靜置於室溫。
〔液肥成品之氣味評估〕
經上述處理後，評估各組液肥之氣味，結果如表1所示，其中，僅以活性碳過濾的比較例1，各液肥樣品在第五天氣味變臭，經加熱處理的實施例1，液肥樣品氣味起初較濃烈，但經過五天後氣味變化不大。經加熱處理及加熱前pH調整的實施例2，液肥樣品經過五天後氣味良好。
〔成分分析〕
對蚓糞液肥的成分進行分析，分析與液肥肥力相關的成分，即有機質、N、P、K、Ca、Mg、Mn、Fe、Cu、Zn及Na。結果如下 述表2所示。其中，實施例3是以本發明之方法製作，且存放20個月後仍氣味良好的蚓糞液肥。實施例4是以本發明之方法經加熱處理及pH調整所製作的新鮮蚓糞液肥。比較例2為製作過程中未經pH調整及加熱處理，存放20個月後氣味臭的蚓糞液肥。
同時測定其他蚓糞液肥(廠商所提供未販售之樣本)及市售一般液肥(台肥活力生技營養劑3號)的數值。又，亦將分析所得數值與先前技術Pant所著文獻中揭露的液肥的數值進行比較。
分析方法如下：”
氮分析：元素分析儀法(NIEA M403.00C)
磷：水中磷檢測法(NIEA W427.52B)
金屬元素分析：水中金屬元素萃取消化法(NIEA W312.50C)。使用儀
器為HORIBA ICP ULTIMA2
結果顯示，本發明製作的液肥(實施例3、4)，其N、P、 K、Ca含量高於先前技術Pant所著文獻中揭露的液肥的數值。且實施例3及4的有機質含量亦高於未經pH調整及加熱處理的比較例2，亦高於其他蚓糞液肥，代表本發明所製作的液肥具有較高的肥力。
〔緩衝容量對液肥氣味影響的分析〕
取上述實施方式製備的蚓糞液肥批次C013、C014、C015作為實施例5~7，藉由前述滴定法測定緩衝容量，結果如圖3所示。計算求得數值後，實施例5~7之緩衝容量分別為4.6344(meq/L．pH)、5.6302(meq/L．pH)及26.0766(meq/L．pH)。其中，緩衝容量為20(meq/L．pH)以上的實施例7氣味最良好，pH值變化亦最小。
〔水晶蝦育成率〕
使用本發明所製作的蚓糞液肥批次C015AC171023、C018AC171116、及C021AC171216，在105公升的水中育成水晶蝦，其中，各批次之蚓糞液肥施用量相同，為每35公升水添加1ml液肥，每兩天添加一次，飼育30天。作為對照的空白組則沒有施用蚓糞液肥。結果如圖4所示，施用本發明之蚓糞液之水晶蝦死亡隻數較少，育成率為96%以上，而沒有施用蚓糞液肥隻空白組之水晶蝦死亡隻數較多，育成率也較低。此外，以肉眼觀察，施用液肥之水晶蝦的生長大小較均一。
〔水蚤隻數〕
使用本發明之蚓糞液肥育成水晶蝦，育成方法同上所述，飼育30天後對水中水蚤隻數統計。實驗編號1~3為有施用蚓糞液肥，對照組則未施用蚓糞液肥。如表3所示，實驗編號1~3中水蚤隻數明顯較多，亦即有施用蚓糞液肥者，水晶蝦可有較豐富的食物，而實驗編號4水 蚤隻數明顯較少。
〔水質改善效果〕
分別使用本發明所製作的蚓糞液肥(實施例8)及市售肥料台肥活力生技營養劑3號(比較例3)、溢滿大(比較例4)飼育水晶蝦30天，空白對照組則未施予液肥。液肥施用量與前述水晶蝦育成試驗相同，並每12小時測定一次飼養環境的水中pH值，紀錄後計算pH平均值及標準偏差值。結果如表4所示，使用本發明製作的液肥飼育水晶蝦，水中pH值呈現微酸性，為水晶蝦喜好的環境pH值。同時，與使用市售肥料相比(比較例3及4)，使用本發明製作的液肥飼育水晶蝦(實施例8)，水中pH值的標準偏差較低，且該數值與對照組相比亦較低，顯示使用本發明製作的液肥飼育水晶蝦時，水中pH值變化較穩定，有改善水晶蝦飼養環境水質的效果。
【產業利用可能性】
本發明提供一種液肥、其生產方法及應用。該液肥係將蚓糞醱酵後以高溫處理提昇其緩衝容量而產製之液肥，氣味較良好且品質穩定。
同時，該液肥投料於水產養殖池中，可穩定水質並促進水產生物生長。因此本發明之優勢在於該液肥不僅可應用於植物種植與植物病害防治，亦可應用於水產養殖。本發明具產業應用性。
在此所使用的用語及說明，係用以說明本發明的實施形態所使用，但本發明並不限定於此。在本發明所揭示且敘述的特徵事項的任何均等物皆不應被排除，且在本發明所請求的範圍內的各種變形亦應被理解為係可被接受的。

Claims (5)

  1. 一種蚓糞產製液肥，其特徵係其包含緩衝容量為20meq/L．pH以上且pH值為3.0~5.0的醱酵蚓糞，且該醱酵蚓糞係將蚓糞及醱酵液醱酵後製得。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之液肥，其中，前述液肥可作為水晶蝦的飼料及水質改善劑使用，且前述水質改善係指使飼養水晶蝦之環境之pH值變化減少。
  3. 一種產製蚓糞液肥之方法，其特徵係其包含以下步驟：第一步驟：以餌料餵食蚯蚓，採集蚯蚓糞後製作蚓糞萃取液；第二步驟：將蚓糞萃取液與醱酵液混合後醱酵，在醱酵過程中將醱酵產物pH值控制於3.0~5.0之範圍內；第三步驟：將醱酵產物的緩衝容量提高至20meq/L．pH以上。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之方法，其中，前述第三步驟中係藉由加熱至沸騰的處理將緩衝容量提高至20meq/L．pH以上。
  5. 如申請專利範圍第3項所記載之方法，其中，前述方法製得液肥可作為水晶蝦的飼料及水質改善劑使用，且前述水質改善係指使飼養水晶蝦之環境之pH值變化減少。
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