專利名稱：以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農業(yè)生物肥料生產技術領域，涉及以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法。
背景技術：
為了減少化肥的使用量和化肥給環(huán)境帶來了的危害。隨著環(huán)保意識的增強，國內外都在積極發(fā)展綠色農業(yè)。歐洲的許多國家已普遍使用生物肥料，其生物肥料使用已達到農業(yè)用肥的45% 60%，美國使用生物肥料達到農業(yè)用肥的60% 70%。生物肥料，不僅能使土壤有機養(yǎng)分得到有效補充，而且能提高土壤的保肥保水能力，減少土壤板結沙化，是促進農業(yè)增產增收和提高農產品質量的有效措施，因此，開發(fā)新型高效的生物肥料是當前農業(yè)技術的發(fā)展趨勢。生物肥料不僅可補充肥源的不足，而且有可能列為綠色食品用肥進入商品市場， 成為新興的“綠色產業(yè)”，在農業(yè)生產中發(fā)揮其應有的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益。目前國際上已有70多個國家生產、應用和推廣生物肥料，我國目前也有250家企業(yè)年產約數(shù)十萬噸生物肥料應用于生產。這雖與同期化肥產量和用量不能相比，但確已開始在農業(yè)生產中發(fā)揮作用，取得了一定的經濟效益和社會效應。技術力量強的企業(yè)都有自己的菌種生產體系，產品也能到保障。但生物肥料的生產多是采用生物資源的再利用的方式，如城市垃圾的肥料化處理，農業(yè)廢棄物的再利用，工業(yè)中有機排廢物的利用的形式來生產有機肥。多數(shù)情況下是就地取材，就地生產，就地應用的方法。因此這種多元化的有機肥生產方式就需要大量的功能性穩(wěn)定的保存期長的微生物菌種。就必須建立技術和設備完善的工廠來生產各種特制微生物(菌種劑)供應于堆肥廠(場)，再對各種農牧業(yè)物料進行堆制，以加快其發(fā)酵過程，縮短堆肥的周期，同時還提高堆肥質量及成熟度。菌種得到保障，加上推廣完善的有機肥生產技術。生物肥料的質量也能得到保證。目前，我國微生物肥料加工工業(yè)十分落后，設備簡陋，工藝不完善和質量意識不強。許多微生物肥料存在許多質量問題。微生物肥料加工工業(yè)是微生物肥料產業(yè)化發(fā)展的第一線，只有加工工業(yè)得到發(fā)展，才能為市場提供大量優(yōu)質的微生物肥料。發(fā)展微生物肥料加工工業(yè)必須采用先進的生產工藝和設備及完善質量控制體系及技術力量較強的職工隊伍。從國內許多企業(yè)來看，采用標準的發(fā)酵設備生產液體接種劑一般都能達到標準規(guī)定的技術要求。但使用原有設備來生產符合質量要求的微生物復合肥，則難度很大。專用的微生物復合肥生產設備主要包括發(fā)酵設備、造粒設備及干燥設備等。只有專用設備的廣泛采用，才能促進我國微生物肥料產業(yè)化水平。目前，在農業(yè)上應用的微生物接種劑有單一菌種的接種劑和復合的微生物接種劑。在農業(yè)生產上微生物接種劑可以直接施入土壤或作為拌種劑接種于植物根際，還可以復配于各種肥料中。一般地，由微生物和各種有機質發(fā)酵或者混合制成的肥料稱為微生物肥料(又稱菌肥)，同時還有由微生物接種劑接種制成的生物有機肥或有機無機復混肥等產品。因為根據有益微生物與作物間有較強的選擇性，對環(huán)境條件也有一定的要求，所以各類接種劑都應有系列產品，才能滿足不同地區(qū)不同作物的需求。根據植物根際微生物生態(tài)研究及其應用的發(fā)展趨勢，微生物接種劑必然由單一菌種向復合菌種轉變。在這個轉變過程中，首先不再單純地追求營養(yǎng)元素供應水平的提高， 而要同時實現(xiàn)多功能，如抗病、避蟲等。M06菌種是一種傳統(tǒng)的發(fā)酵菌，可以增強作物的抗病能力，減少化學農藥的使用，而與之相比，現(xiàn)在應用的復合菌種由于發(fā)揮了互惠、協(xié)同、共生、加強或者同位作用，因此使菌種的性能進一步提高。其次復合菌種的微生物接種劑延長了功能微生物在土壤中的存活時間，微生物存活的時間越長，微生物肥料的持效期越長。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法。以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，包括配料、滅菌、發(fā)酵、造粒、 干燥、包衣步驟，所述的配料步驟是將腐熟牛糞20 70重量份，田土 20 80重量份，米糠 2 10重量份，豆粕2 10重量份，滑石粉0 5重量份混合，用生石灰調節(jié)pH值至6. 5 7. 5，加入相當于前述原料總質量30 40%的水，攪拌均勻。所述的腐熟牛糞、田土、米糠、豆粕、滑石粉、生石灰和水的用量按照發(fā)酵菌種的類型不同，采用不同的比例加入拌料罐中。所述的發(fā)酵菌種為芽孢桿菌或放線菌。所述的芽孢桿菌選自枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠胨樣芽孢桿菌或固氮類芽孢桿菌中的一種或多種；所述的放線菌選自細黃鏈霉菌和/或涇陽鏈霉菌。當所述的發(fā)酵菌種為芽孢桿菌時，所述的配料步驟采用的原料比例是腐熟牛糞 60 70重量份，田土 20 30重量份，米糠2 10重量份，豆粕2 10重量份，滑石粉 0 2重量份，用生石灰調節(jié)pH值為6. 0 6. 5，加入相當于前述原料總質量30 40Wt% 的水；當所述的發(fā)酵菌種為放線菌時，所述的配料步驟采用的原料比例是腐熟牛糞20 50重量份，田土 30 70重量份，米糠8 10重量份，豆粕2 10重量份，滑石粉為0 2 重量份，用生石灰調節(jié)PH值為7. 0 7. 5，加入相當于前述原料總質量30 32wt%的水。所述的發(fā)酵步驟中菌種的接種總量為滅菌固體培養(yǎng)基總重量的15 25wt%，發(fā)酵溫度為^ 33°C。所述的發(fā)酵步驟中當發(fā)酵菌種為芽孢桿菌時，發(fā)酵轉速為45 55r/min，發(fā)酵時間為1 2天，發(fā)酵結束抽樣檢測菌體數(shù)量，菌體數(shù)量保持在108cfu/g以上；當所述的發(fā)酵菌種為放線菌時，發(fā)酵轉速為25 35r/min，發(fā)酵時間為3 5天，發(fā)酵結束抽樣檢測菌體數(shù)量，菌體數(shù)量保持在108cfu/g以上。所述的造粒粒徑為2. 5 4. Omm ；所述的烘干步驟的烘干溫度為35 45°C，將顆粒烘干至恒重；所述的造粒步驟和烘干步驟可依次進行，也可以邊造粒邊烘干。所述的包衣步驟采用噴霧包衣，包衣液為含聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合水溶液，其中聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為2 3 1，溶劑水的質量為聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮總質量的1400 1500倍。所述的腐熟牛糞是經60 70°C堆制或加入促腐微生物充分腐熟后經粉碎的粉狀物；田土為農田中上層25 :35cm的土壤，過30目篩。
本發(fā)明所用菌種為生產微生物肥料的農業(yè)部認定的具有功能的標準菌株。每樣菌種根據其特性和培養(yǎng)要求，嚴格按照微生物學的實驗技術和農業(yè)部微生物肥料菌種要求進行菌種復壯和菌種擴繁。本發(fā)明每類菌種發(fā)酵的配料比例是經過工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的篩選方法，先采用單因子試驗找出菌種發(fā)酵的最佳氮源和最佳碳源的方法，優(yōu)化出發(fā)酵的原料成分；又通過正交試驗和正交分析找出各種原料的配比，綜合發(fā)酵的菌體數(shù)量和原料成本以及生產接種劑的活性(促生和抑菌)優(yōu)化出上述兩類微生物的發(fā)酵原料配比和發(fā)酵條件。發(fā)酵料的菌種檢測方法是根據農業(yè)部微生物肥料標準中規(guī)定的檢測方法操作。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明以腐熟牛糞為原料通過對發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵條件的優(yōu)化生產生物肥料接種劑，所得產品微生物活菌數(shù)多，菌體活性高，且菌體活性保持時間長達2-3年。(2)本發(fā)明方法所用原料來源廣泛，價格低廉，發(fā)酵條件不苛刻，易于控制，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產。(3)發(fā)酵生產過程不產生廢液，無廢液排放和環(huán)境污染問題，并能充分利用各種有機質的廢棄物，符合可持續(xù)農業(yè)的發(fā)展。(4)本發(fā)明方法生產的接種劑用途廣泛，可以直接應用于農作物，又可以作為接種劑生產各種類型的生物有機肥，有明顯增加農產品產量和品質的作用，并能預防植物病害的發(fā)生。


圖1、以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑工業(yè)方法的技術流程圖。
具體實施例方式下面結合具體的制備實施例和應用實施例，并參照數(shù)據進一步詳細地描述本發(fā)明。應理解，這些實施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在以下的實施例中，未詳細描述的各種過程和方法是本領域中公知的常規(guī)方法。實施例1枯草芽孢桿菌防病促生接種劑的生產(1)取經提純復壯的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis ；購自中國農業(yè)菌種保藏中心ACCC10167)的斜面菌種，分別接種到三角瓶中31°C，轉速為50r/min，發(fā)酵4 制成種子液，為一級菌種；一級菌種接種到液體發(fā)酵罐(常規(guī)保溫型液體發(fā)酵罐70L和250L兩種類型)中發(fā)酵48h，為二級菌種。種子液體發(fā)酵配方為牛肉膏0.3%，蛋白胨1.0%，氯化鈉0.5%，自然pH值。(2)腐熟牛糞70重量份，田土 20重量份，米糠2重量份，豆粕8重量份，用生石灰調拌料的PH值為6. 5，加入相當于前述原料總質量40%的水，攪拌均勻，通入100°C以上蒸汽，滅菌2h。(3)將(1)中的二級菌種按照(2)中滅菌固體培養(yǎng)基總重量的20wt%的接種量接入O)中的滅菌固體培養(yǎng)基中。(4)發(fā)酵溫度為31°C，轉速為50r/min，發(fā)酵2天；發(fā)酵結束抽樣檢測菌體數(shù)量，菌體數(shù)量保持在108cfu/g以上。
(5)檢驗合格菌料進行造粒，所得顆粒粒徑為2. 5-4. 0mm。(6)制造的菌種顆粒轉入烘干箱，烘干溫度為40°C，鼓風烘干至恒重。(7)在旋轉烘干箱中噴入包衣液進行噴霧包衣，包衣液為含聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合水溶液，其中聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為3 1，溶劑水的質量為聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮總質量的1500倍。包衣的顆粒在干燥的條件下，可保存菌種的活性2-3年。(8)生產的顆粒型接種劑可直接接種到植物根際，使用量為^ig/畝，能促進植物生長，改良土壤環(huán)境，預防植物土傳病害。(9)生產的顆粒型接種劑可接種到生物有機肥(即腐熟牛糞)中，一般在生物有機肥發(fā)酵到第二階段結束，含水量在30%時，開始保肥的階段使用，衡量指標是堆肥溫度下降到40°C左右。接種量為每立方米堆肥接種15-20g，攪拌均勻，堆制發(fā)酵，發(fā)酵溫度為 30-20°C，發(fā)酵時間2-5天。抽樣檢測芽孢桿菌數(shù)量在106cfu/g以上，即得功能有機肥。該技術生產的功能有機肥使用量為25-50Kg/畝，有明顯增加農產品產量和品質的作用，能改善土壤板結的環(huán)境，預防植物病害發(fā)生。(10)枯草芽孢桿菌接種劑和功能有機肥促生實驗土壤經消毒后裝花盆，每盆裝 200g田土，分別拌入4g本實施例制備的接種劑和4g功能有機肥作為底肥，移栽2 3葉期的辣椒苗，每盆4株苗，每處理9盆，3次重復，設接種劑發(fā)酵前未拌入菌種的配料和空白為對照。溫室內培養(yǎng)，25d后測量辣椒苗株高，根長，鮮重和干重，計算干重增加率。促生效果見表1。干重增加率=(處理-空白)/空白X100%。表1枯草芽孢桿菌接種劑和生產的有機肥對盆栽辣椒苗的促生效果
處理株卨(cm)根長(cm)鮮重(g/plant)干重(mg/plaiit)干重增加率(％)功能有機肥2%25.38±2.71a5.65±0.98a1.04±0.21a87.67±10.85b111.66接種劑2%5.30±0.66a1.02±0.13a99.67±10.7Qa140.63接種劑配料2%18.83±1.22b4.03±0.57b0.48±0.07b43.71±5.42c—空白對照18.74±1.29b3.89±0.50b0.46±0.07b41.42±5.08c—注同列的相同字母表示S-N-K檢驗差異不顯著(P > 0. 05)。(11)枯草芽孢桿菌接種劑和生產的有機肥防病實驗試驗設計同(10)每個設計包括對照均設接種病原菌和不接種病原菌的處理。栽苗20d后傷根法接種辣椒疫霉孢子懸液，每株接lmL，25 保濕14d后調查發(fā)病情況，計算病情指數(shù)，發(fā)病率和防治效果。辣椒疫霉病在辣椒苗上發(fā)病情況分級標準見參考文獻(毛愛軍，胡洽，耿三省.辣椒疫霉菌接種鑒定技術研究[J].北京農業(yè)科學，1998，16 O) :21- )。病情指數(shù)，發(fā)病率和防治效果按如下公式計算病情指數(shù)=[Σ (病級株數(shù)X代表數(shù)值)/(株數(shù)總和X發(fā)病最重級的代表數(shù) it)] XlOO發(fā)病率(％ )=發(fā)病株數(shù)/株數(shù)總和X 100防治效果(％)=[(對照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù))/對照區(qū)病情指數(shù)]XlOO防病效果見表2。表2枯草芽孢桿菌接種劑和生產的有機肥對辣椒疫霉病的防治效果
權利要求
1.以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，包括配料、滅菌、發(fā)酵、造粒、干燥、包衣步驟，其特征在于所述的配料步驟是將腐熟牛糞20 70重量份，田土 20 80重量份，米糠2 10重量份，豆粕2 10重量份，滑石粉0 5重量份混合，用生石灰調節(jié)pH 值至6. 5 7. 5，加入相當于前述原料總質量30 40%的水，攪拌均勻。
2.根據權利要求1所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的腐熟牛糞、田土、米糠、豆粕、滑石粉、生石灰和水的用量按照發(fā)酵菌種的類型不同，采用不同的比例加入拌料罐中。
3.根據權利要求2所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的發(fā)酵菌種為芽孢桿菌或放線菌。
4.根據權利要求3所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的芽孢桿菌選自枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠胨樣芽孢桿菌或固氮類芽孢桿菌中的一種或多種；所述的放線菌選自細黃鏈霉菌和/或涇陽鏈霉菌。
5.根據權利要求3所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于當所述的發(fā)酵菌種為芽孢桿菌時，所述的配料步驟采用的原料比例是腐熟牛糞60 70重量份，田土 20 30重量份，米糠8 10重量份，豆粕2 10重量份，滑石粉0 2重量份，用生石灰調節(jié)PH值為6.0 6. 5，加入相當于前述原料總質量30 40wt%的水；當所述的發(fā)酵菌種為放線菌時，所述的配料步驟采用的原料比例是腐熟牛糞20 50重量份， 田土 30 70重量份，米糠8 10重量份，豆粕2 10重量份，滑石粉為0 2重量份，用生石灰調節(jié)PH值為7. 0 7. 5，加入相當于前述原料總質量30 32wt%的水。
6.根據權利要求3所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的發(fā)酵步驟中菌種的接種總量為滅菌固體培養(yǎng)基總重量的15 25wt%，發(fā)酵溫度為28 33°C。
7.根據權利要求6所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的發(fā)酵步驟中當發(fā)酵菌種為芽孢桿菌時，發(fā)酵轉速為45 55r/min，發(fā)酵時間為 1 2天，發(fā)酵結束抽樣檢測菌體數(shù)量，菌體數(shù)量保持在108cfu/g以上；當所述的發(fā)酵菌種為放線菌時，發(fā)酵轉速為25 35r/min，發(fā)酵時間為3 5天，發(fā)酵結束抽樣檢測菌體數(shù)量， 菌體數(shù)量保持在108cfu/g以上。
8.根據權利要求1所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的造粒粒徑為2. 5 4. Omm ；所述的烘干步驟的烘干溫度為35 45°C，將顆粒烘干至恒重；所述的造粒步驟和烘干步驟可依次進行，也可以邊造粒邊烘干。
9.根據權利要求1所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的包衣步驟采用噴霧包衣，包衣液為含聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合水溶液，其中聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的質量比為2 3 1，溶劑水的質量為聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮總質量的1400 1500倍。
10.根據權利要求1 9中任一項所述的以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法，其特征在于所述的腐熟牛糞是經60 70°C堆制或加入促腐微生物充分腐熟后經粉碎的粉狀物；田土為農田中上層25 35cm的土壤，過30目篩。
全文摘要
本發(fā)明公開了以腐熟牛糞為原料生產生物肥料接種劑的工業(yè)方法。該方法包括配料、滅菌、發(fā)酵、造粒、干燥、包衣，所述的配料步驟是將腐熟牛糞20～70重量份，田土20～80重量份，米糠2～10重量份，豆粕2～10重量份，滑石粉0～5重量份混合，用生石灰調節(jié)pH值至6.5～7.5，加入相當于前述原料總質量30～40％的水，攪拌均勻。本發(fā)明方法所用原料來源廣泛，發(fā)酵條件不苛刻，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產。發(fā)酵生產過程不產生廢液，并能利用各種廢棄物，符合可持續(xù)農業(yè)的發(fā)展。本發(fā)明方法生產的接種劑用途廣泛，有明顯增加農產品產量和品質的作用。
文檔編號C05F17/00GK102219575SQ20111008672
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權日2011年4月7日
發(fā)明者包宜春, 閆淑珍, 陳雙林 申請人:泗洪縣瑞龍肥業(yè)有限公司