一种利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料的制作方法

文档序号:12571900阅读:765来源:国知局
本发明涉及肥料领域,具体地说,涉及一种利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料。
背景技术
:我国是一个烟草大国,种植面积和卷烟的产量均为世界第一,在卷烟生产中,每年约产生25%(90150万吨)的烟末和烟杆等废弃物,这些废弃物如果随意丢弃或焚烧,不仅造成严重的环境污染,而且也是巨大的资源浪费。有些企业采用提取烟碱、茄尼醇、植物蛋白、烟酸或烟酞胺等方法对其废弃物进行回收利用,但是这些方法都多数停留在实验阶段,未得到产业化推广;由于烟草废弃物中含有应用价值较高蛋白、多糖等生物有机成分,同时含有氮、磷、钾及微量元素等养分,将其应用于有机农业具有很高的利用价值。目前,有关于烟草废弃物利用生产有机肥料已有两项发明专利,其中一项是梅县福田肥业有限公司申请的专利(CN103351187B),公开了一种《用烟草下脚料制造肥药双效有机肥的方法》,另外一项是四川省烟草公司广元市公司(广元市烟草公司)公开的《一种利用烟草废弃物生产有机肥的方法》,两种都是涉及有机肥的制造方法,主要通过粉碎、发酵、腐熟等工序,产品符合国家NY525-2012的质量标准,有机肥的使用可增加土壤腐殖质和肥力,改良土壤板结和土壤酸性化现象,提高作物产量和品质,两专利均以较低的生产成本和简捷的生产工艺,制造出纯天然、绿色无公害的高肥力有机肥,随着有机农业的不断发展,农业对有机肥的需求迅速增加,但是单纯的有机肥料只能有效的改良土壤,改善农产品品质,却不能满足作物的生长和发育。以国家标准NY525-2012和NY798-2015为对比可以分辨出两类肥料营养成分的差异,如下表:NY525-2012项目指标有机质的质量分数(以烘干基计),%≥45总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(以烘干基计),%≥5.0水分(鲜样)的质量分数,%≤30酸碱度(pH)5.5~8.5NY/T798-2015复合微生物肥料产品技术指标要求依据微生态学与植物营养学理论,按照平衡施肥技术与测土配方技术的要求,农作物需要一种既满足了作物的养分需求,又改良土壤,缓解了土壤板结、盐碱化,同时也能改善产品品质、提高作物产量的新型肥种,也就是本技术所生产复合微生物肥料,就是以生物工程技术为手段,以烟草废弃物为主原料,对传统肥料进行改性深加工而形成的新一代高科技绿色环保肥料。复合微生物肥料是由特定微生物(固氮、溶磷、解钾类微生物)或其他经鉴定的两种或两种以上互不拮抗的微生物菌群与无机养分、有机养分、微量元素营养物质复合而成。大量的有益功能菌,一方面有效分解动植物残体,形成土壤腐殖质,提高土壤肥力;另一方面,有益微生物进人土壤后,会产生大量的次生代谢产物、胞外多糖等有机生长物质,这些产物能够加速沉积在土壤中有机物质及难溶性磷、钾等矿物质的分解放出来供作物再次吸收利用,从而提高肥料利用率,促进土壤团粒结构的形成,使土壤变得疏松,保水保肥性能增强,从而改良土壤,促进作物生长,提高产品产量。国外长期定位试验结果表明,无机肥和有机肥的配合施用可有效改善土壤理化性质;微生物菌株进人土壤后,在适宜的条件下大量繁殖,形成优势菌群,使病原微生物难以规模化繁殖,从而抑制有害菌群和病虫害,增强抗逆性。应用试验表明:用侧抱芽抱杆菌产出的复合微生物肥料连续施用两年以上,土壤中的有益放线菌数量增加了8.4倍,固氮菌增加高达39倍,肥料利用率可以提高10%-30%。另外的功能菌也分别有不同的作用:枯草芽孢杆菌(2ⅹ1010CFU/g,1ⅹ1011CFU/g):增加作物抗逆性、固氮;地衣芽孢杆菌(2ⅹ1010CFU/g,1ⅹ1011CFU/g):抗病、杀灭有害菌;解淀粉芽孢杆菌(1ⅹ1011CFU/g):预防植物病害,活化土壤养分,降解农药、化肥残留,解决连作障碍;巨大芽孢杆菌(明年生产):解磷(磷细菌),具有很好的降解土壤中有机磷的功效;胶冻样芽孢杆菌(5ⅹ109CFU/g):解钾,释放出可溶磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素;侧孢芽孢杆菌(2ⅹ1010CFU/g):促根、杀菌及降解重金属;黑曲霉、米曲霉(3ⅹ109CFU/g):生物有机肥料发酵剂,秸秆腐熟剂和畜禽粪便、有机垃圾发酵。使秸秆中的有机质成为植物生长所需的营养,提高土壤有机质,改善土壤结构。两种或以上多种复合菌相互促进、相互补充,抗土传病害效果远远大于单一菌种。有益菌群相互协同,共同作用,能使作物达到高产丰产的效果,例如:1、促进快速生长:菌群中的巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌等有益微生物在代谢过程中产生大量的植物内源酶,可明显提高作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收率。2、调节生命活动,增产增收:菌群中的胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等有益菌可促进作物根系生长,须根增多。有益微生物菌群代谢产生的植物内源酶和植物生长调节剂经由根系进入植物体内,促进叶片光合作用,调节营养元素往果实流动,膨果增产效果明显。与施用化肥相比,在等价投入的情况下可增产15%-30%。3、果实品质明显提高:菌群中的侧孢芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等可降低植物体内硝酸盐含量20%以上,能降低重金属含量,可使果实中Vc含量提高30%以上,可溶性糖提高2-4度。乳酸菌、嗜酸乳杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等可提高果实中必需氨基酸(赖氨酸和蛋氨酸)、维生素B族和不饱和脂肪酸等的含量。果实口感好,耐储藏,卖价高。4、分解有机物质和毒素,防止重茬:菌群中的米曲菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等有益微生物能加速有机物质的分解,为作物制造速效养分、提供动力,能分解连作有毒有害物质,防止重茬。5、根际环境保护屏障:菌群中的地衣芽孢杆菌等有益微生物施入土壤后,迅速繁殖成为优势菌群,控制根际营养和资源,使重茬、根腐、立枯、流胶、灰霉等病原菌丧失生存空间和条件。使植物根系细胞的细胞壁增厚,纤维化、木质化,并生成角质双硅层,形成阻止病原菌侵袭的坚固屏障。6、增强抗逆性:菌群中的地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌等有益微生物可增强土壤缓冲能力,保水保湿,增强作物抗旱、抗寒、抗涝能力;同时侧孢芽孢杆菌还可强化叶片保护膜,抵抗病原菌侵染,抗病,抗虫。根据农业部微生物肥和食用菌菌种质量监督检验测试中心公布的数据显示,截止到2016年8月30日为止,按照行业标准NY/T798-2015执行,我国已正式登记的2485个微生物肥料产品中(其中临字1086个,准字1399个),只有768个属于复合微生物肥料,其中临字368个,准字400个,在已正式登记的复合微生物肥料中,2010年之前正式登记的产品不到40个,2010年至2016年正式登记的产品达到700多个。从上面的数据可以看出,近几年来我国复合微生物肥料的生产和登记已呈现井喷式发展,而且市场广泛的示范试验和推广,并取得了显著的效果,相信随着科技的进步,人们认知的提高,复合微生物肥料一定会成为新兴的“绿色产业”,而利用烟草废弃物为原料生产的复合微生物肥是目前首创。技术实现要素:本发明的目的在于解决目前烟草废弃物在卷烟生产过程中的污染祸害问题,杜绝污染排放,变废为宝,进一步完善烟草的产业链,解决当前我国土壤现阶段急需补充有机质、大量元素和有益菌群的现状,提供一种利用烟草废弃物生产的复合微生物肥。为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料,由如下方法制成:以烟草废弃物接种发酵,翻堆腐熟,再与无机物料、有机物料混合,加上有益功能菌复合,配料,计量、检验后分装为复合微生物肥料。上述利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料,具体包括如下步骤:(1)粉碎混合:将烟草废弃物和次品黄豆破碎,制得60-80目的烟粉,按总重量添加5-10%的次品黄豆粉、10-15%的菇渣、5-8%麸皮谷壳,进入烟粉中制成混合物料;(2)接种发酵:将复合发酵菌种添加进混合物料中并搅拌均匀,添加的接种重量为0.05-0.2%,然后加烟草浸出液把物料的湿度调整到50-60%,充分搅匀,堆积成垛进行发酵;所述烟草浸出液的制备方法是:先用酒精浸泡烟草,溶出有机物后蒸馏回收酒精,剩余的即是烟草浸出液。(3)翻堆腐熟:待温度升到60℃以上,保温1-2天,然后翻堆;待物料再次升温至60℃以上,再次保温、翻堆;重复上述过程2-3次以上;直至物料不再升温;有机物料松散,深褐色、颜色均一,可见明显菌丝,有发酵味或伴有氨味时即发酵完成;(4)有机无机混合粉碎:将发酵腐熟的物料的质量指标中有机质、水分和氮磷钾含量数值进行计算,补充添加对应量的无机肥(氮磷钾源),以达到国家标准NY798-2015中的质量要求;(5)添加功能菌:根据产品功能要求和作物需求,添加一种或以上多种功能菌,配料,复合均匀;(6)检验:物料完全腐熟,外观呈棕褐色、手抓感觉松软,有烟草香甜味。按NY978—2015的化验标准,水分30%以下,pH值调节到5.5-8.5之间,有机质20%以上,N,P,K总含量8-25%以上,完全达标为合格产品。作为优选,在上述利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料中,步骤(2)所述的复合发酵菌种为芽孢杆菌、嗜热球菌、黑曲霉、米曲霉、乳酸菌和酿酒酵母组成,产品成分分析保证值:复合微生物活菌量≥50亿/克。接种量为0.05-0.2%,将之添加到废次烟末上,这些微生物依靠相互间协同作用,迅速降解物料的有机物和生物碱,并代谢出抗氧化物质,生成复杂而稳定的生态系统,增加堆肥的含氮量,抑制有害微生物的生长,缩短烟末发酵腐熟的进程。作为优选,在上述利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料中,步骤(4)所述的无机肥(氮磷钾源)是指尿素、硫酸钾、硝酸钾、硫酸铵、碳酸铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、氯化钾、氯化铵、磷肥、重过磷酸钙、磷酸二胺和含氮磷钾的复合肥,先检测有机腐熟料的氮磷钾含量,然后补充添加氮磷钾源以达到氮磷钾8-25%,添加量依据不同土质状态、不同农作物的营养需求来做产品设计。作为优选,在上述利用烟草废弃物生产的复合微生物肥料中,步骤(5)所述功能菌为解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、固氮类芽孢杆菌、圆褐固氮菌、短小芽孢杆菌、细黄链霉菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌、粉状毕赤酵母、蜡样芽孢杆菌、大豆根瘤菌、酿酒酵母、植物乳杆菌或沼泽红假单胞菌。本发明所添加的功能菌按NY978-2015的行业标准要求,成品的有益菌的含量必须大于或等于0.2亿/克,由两种或多种复合菌相互促进、相互补充,抗土传病害效果远远大于单一菌种,因此可不同生物菌剂之间的组合进行科学配比。可由市场上成熟厂家销售供应。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:1、实现了对烟草废弃物微生物的发酵再利用,避免了对环境的污染及资源的浪费,健全烟草的产业链,并变废为宝烟草废弃物开发了新的高值化利用途径。2、对烟草废弃物采用独特的整体的方法进行处理,工艺先进,建设运行维护费用较低,制备得到的复合微生物肥由经鉴定有益功能菌+有机+无机科学结合,将无机肥料的速效、有机肥料的长效、生物肥的增效融为一体,是能满足了作物的养分需求,又改良土壤结构,提高农作物产量或提升农产品品质的微生物制品。先检测有机腐熟料的氮磷钾含量,然后补充添加氮磷钾源以达到氮磷钾8-25%,添加量依据不同土质状态、不同农作物的营养需求来做产品设计,灵活而科学,实现肥效肥力最大化。3、复合微生物肥料中添加了有益的功能微生物菌,两种或多种菌复合,相互促进、相互补充,抗土传病害效果远远大于单一菌种,并可不同生物菌剂之间的组合进行科学配比。4、本技术以烟草生产中产生的烟杆烟末,以及经烟草浸出液固液分离后收集的滤渣、滤液为处理对象,利用生物菌定向发酵技术对物料进行发酵腐熟增肥处理,通过添加复合发酵菌对烟草废弃物中的重金属进行无害化处理,将烟草废弃物综合利用开发出复合微生物肥、有机水溶肥等系列生态肥料,实现环境保护和废弃物资源的高值化利用。由于项目实施所采用的设备均为国产设备,建设运行维护费用较低,加上资源化处理效果好,能够对卷烟生产过程中产生的废弃物做到100%回收利用,又能达到“零”污染排放从而实现清洁生产,因此具有很高的推广应用价值。利用本发明加工技术,生产的复合微生物肥料,在符合我国肥料行业标准NY978-2015相应指标的基础上,还可以自由调节氮磷钾营养之间的比例,科学配比不同生物菌剂之间的组合,以适应不同土壤条件和作物的要求,能满足测土配方施肥的需要,应用性很强,而且市场需求量每年递增,呈现井喷式发展,因此,本专利产品在现代肥料行业具有巨大的价值空间的。本项目以集中利用烟草废弃物为原料开发系列生态肥还田为目的,即以制作生态肥料为纽带,将烟草业和农业种植进行优化组合,做到能量多级利用、物质良性循环,进一步完善了烟草的产业链,为绿色环保农业开辟新途径。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细的描述,但它们不是对本发明的进一步限制。实施例1:1、粉碎混合:将烟草废弃物和次品黄豆破碎,制得60-80目的烟粉,按总重量添加7%的次品黄豆粉、15%的菇渣、8%麸皮谷壳,进入烟粉中制成混合物料,烟粉实际用量70%,发酵腐熟后物料指标为:有机质65%,氮2.72%,磷0.73%,钾5.46%,水分21.55%。2、接种发酵:将复合发酵菌种添加进混合物料中并搅拌均匀,添加的重量比例为复合发酵菌种:接种量为0.1%,然后加烟草浸出液把物料的湿度调整到40%,充分搅匀,堆积成垛(不要用塑料薄膜等覆盖)进行发酵。3、翻堆腐熟:待温度升到60℃以上,保温1-2天,然后翻堆;待物料再次升温至60℃以上,再次保温、翻堆。重复上述过程2-3次以上。物料不再升温,有机物料松散,深褐色、颜色均一,可见明显菌丝,有发酵味或伴有氨味时即发酵完成。4、有机无机混合粉碎:将发酵腐熟的物料的质量指标中有机质、水分和氮磷钾含量数值进行计算,补充添加了氮磷钾达到25%以上,配料比例为:烟粉发酵物料55%,磷酸一铵10%,尿素15%,硫酸钾12%,腐植酸钾8%。5、添加功能菌:根据产品功能要求和作物需求的设计,该产品是应用在砂糖橘、皇帝柑等果树上使用,目的是降低植物体内硝酸盐含量,提高果实品质,因此该产品添加解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌,电脑配料准确添加,复合均匀。经使用效果表明土质疏松、酸碱度pH值提升到6,促进根系发育,降低植物体内硝酸盐含量20%以上,可使果实中Vc含量提高30%以上,甜度提高2%,果实口感好,耐储藏,卖价高。6、检验:物料完全腐熟,外观呈棕褐色、手抓感觉松软,有烟草香甜味。按NY978—2015的化验标准,检测结果为:有机质39.83%,氮10.75%,磷5.55%,钾10.08%,水分14.53%,菌种数量解淀粉芽孢杆菌菌种数量解淀粉芽孢杆菌0.1ⅹ108CFU/g、枯草芽孢杆菌0.13ⅹ108CFU/g、胶冻样类芽孢杆菌功能菌0.06ⅹ108CFU/g,总有效菌数为0.29亿/克,完全达到国家标准NY798-2015中的质量要求。实施例2:1、粉碎混合:将烟草废弃物和次品黄豆破碎,制得60-80目的烟粉,按总重量添加5%的次品黄豆粉、15%的菇渣、5%麸皮谷壳,进入烟粉中制成混合物料,烟粉实际用量75%,发酵腐熟后物料指标为:有机质66.5%,氮2.61%,磷0.68%,钾5.72%,水分22.5%。2、接种发酵:将复合发酵菌种添加进混合物料中并搅拌均匀,添加的重量比例为复合发酵菌种:接种量为0.1%,然后加烟草浸出液把物料的湿度调整到40-50%,充分搅匀,堆积成垛(不要用塑料薄膜等覆盖)进行发酵。3、翻堆腐熟:待温度升到60℃以上,保温1-2天,然后翻堆;待物料再次升温至60℃以上,再次保温、翻堆。重复上述过程2-3次以上。物料不再升温,有机物料松散,深褐色、颜色均一,可见明显菌丝,有发酵味或伴有氨味时即发酵完成。4、有机无机混合粉碎:将发酵腐熟的物料的质量指标中有机质、水分和氮磷钾含量数值进行计算,补充添加了氮磷钾达到25%以上,配料比例为:烟粉发酵物料60%,氯化钾10%,尿素20%,磷肥3%,磷酸一铵7%。5、添加功能菌:根据产品功能要求和作物需求的设计,该产品是应用在水稻、小麦等上使用,目的是促进在代谢过程中产生大量的植物内源酶,可明显提高作物对氮、磷、钾等营养元素的吸收率。因此该产品添加巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌,电脑配料准确添加,复合均匀。6、检验:物料完全腐熟,外观呈棕褐色、手抓感觉松软,有烟草香甜味。按NY978—2015的化验标准,检测结果为:有机质47.3%,氮13.26%,磷4.60%,钾10.27%,水分15.65%,菌种数量为巨大芽孢杆菌0.2ⅹ108CFU/g、胶冻样类芽孢杆菌功能菌0.13ⅹ108CFU/g,总有效菌数为0.33亿/克,完全达到国家标准NY798-2015中的质量要求。实施例3:1、粉碎混合:将烟草废弃物和次品黄豆破碎,制得60-80目的烟粉,按总重量添加10%的次品黄豆粉、15%的菇渣、8%麸皮谷壳,进入烟粉中制成混合物料,烟粉实际用量67%,发酵腐熟后物料指标为:有机质66.9%,氮2.79%,磷0.78%,钾5.35%,水分21.39%。2、接种发酵:将复合发酵菌种添加进混合物料中并搅拌均匀,添加的重量比例为复合发酵菌种:接种量为0.1%,然后加烟草浸出液把物料的湿度调整到40-50%,充分搅匀,堆积成垛(不要用塑料薄膜等覆盖)进行发酵。3、翻堆腐熟:待温度升到60℃以上,保温1-2天,然后翻堆;待物料再次升温至60℃以上,再次保温、翻堆。重复上述过程2-3次以上。物料不再升温,有机物料松散,深褐色、颜色均一,可见明显菌丝,有发酵味或伴有氨味时即发酵完成。4、有机无机混合粉碎:将发酵腐熟的物料的质量指标中有机质、水分和氮磷钾含量数值进行计算,补充添加了氮磷钾达到25%以上,配料比例为:烟粉发酵物料65%,硫酸铵10%,尿素12%,碳酸铵3%,磷酸一铵10%。5、添加功能菌:根据产品功能要求和作物需求的设计,该产品是应用在蔬菜和瓜类等上使用,目的是增加作物抗逆性、固氮、抗病、杀灭有害菌,因此该产品添加枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌,电脑配料准确添加,复合均匀。6、检验:物料完全腐熟,外观呈棕褐色、手抓感觉松软,有烟草香甜味。按NY978—2015的化验标准,检测结果为:有机质43.49%,氮12.02%,磷4.67%,钾3.26%,水分16.200%,菌种数量为枯草芽孢杆菌0.15ⅹ108CFU/g、地衣芽孢杆菌功能菌0.18ⅹ108CFU/g,总有效菌数为0.33亿/克,完全达到国家标准NY798-2015中的质量要求。三个实施例的结果如下表:当前第1页1 2 3 
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