专利名称：一种利用有机废弃物生产的腈酯磷钾胺活性肥料的制作方法
技术领域：
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种含多种营养元素和酶原体的腈酯磷钾胺活性肥料及其生产工艺与方法。
背景技术：
众所周知，我国广大的农村，大量农业用肥都是工业化生产的无机化肥，虽然对农业增产效果显著，但由于长期单施或偏施化肥，抑制了土壤中微生物群体及其生物酶群体的生繁与积极作用，导致土壤中有机质严重减少，土壤严重板结，综合肥力下降，生态环境破坏，农作物营养失调，自身抗体减弱，产品品质低劣，食物积聚毒素，危及人畜健康。随着工农业生产迅速发展和人口增加，我国有机废弃物以年均5% -10%的速度递增。传统处理方法已不适应现代社会的要求。据统计，我国有机废弃物的年产生量已达到近60亿吨,但利用率仅为33%。目前,约30%的农作物秸杆被焚烧，约10%的秸杆长期堆放于沟渠、路边，严重污染大气与水环境。养殖场的畜禽粪便进入水体达25-30 %，直接对地下水造成污染，造成环境污染与自然生态恶化。微生物技术在有机废弃物资源化利用过程中具有关键性的作用，接种微生物菌剂可以促进有机废弃物的发酵进程，实现有机废弃物的肥料化利用，制成微生物肥料、栽培育苗基质以及饲料等系列产品，可促进有机绿色农业的发展，控制并减少农村环境污染，改善农村生态环境，增加农民收入，对实现生态经济良性循环和农业的可持续发展有重要意义。反之，农业废弃物的随意丢弃或排放，必然导致严重的环境污染，使农村生态环境恶化，制约小康社会的全面建设和农业的可持续发展。微生物处理技术是有机废弃物肥料化利用的重要手段。利用有机废弃物生产功能性活性肥料，实现自 然资源的可循环利用是无土栽培有机基质选材的方向。采用各种杂草、秸杆及畜禽废弃物配制有机栽培基质，首先要对其进行有机废弃物降解和无害化的腐熟处理，再混合配制成栽培基质。而当前对畜禽废弃物和工农业有机废弃物直接混合堆制生产有机栽培基质的研究不多，对其腐熟周期、堆温、湿度以及整个过程理化参数的变化，如pH值、全盐(EC)、全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)等了解也不多，尤其是缺乏有机基质产品质量标准和生产规范，不利于其在设施农业无土栽培中的推广应用。有机废弃物是较好的活性肥料原料，但有机废弃物中含有的一些有害物质必须经过特定的工艺处理后，才能用于作物栽培。而丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,简称AM)是丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF或AM真菌)与植物根组成的共生体系。AMF分布极为广泛，在极地、温带和热带地区都可以与绝大多数被子植物的根共生，也可以与苔藓、蕨类、裸子植物共生形成菌根。除野生植物外，大多数的农作物、果树、蔬菜、观赏植物和花卉等都能形成丛枝菌根。在自然条件下，许多植物没有菌根就很难正常生长。在许多植物上丛枝菌根都被证明能促进植物对矿质营养元素的吸收和利用，改善植物营养状况，其最显著的作用是在低磷土壤中，提高植物吸磷能力，特别是能促进植物吸收利用土壤有效性磷，提高磷肥的利用率；提高作物的产量和品质；增强植物的抗性，如抗旱性、抗病性、耐盐性等。国外市场上已经有欧美等国生产的商品AMF接种剂，其产品已广泛地应用于园艺栽培等领域。如PARR用气雾培养法生产AM菌剂。REDECKER等用隔室培养法生产AM接种剂。德国INOQ公司采用温室床栽法在多种载体基质上生产AM菌剂，年产量上百立升，是欧盟最大的菌剂生产企业。统计资料表明，从1999年到2003年，世界丛枝菌根菌剂的商品贸易量增长了 17倍(2003年接近500000L)。欧洲的菌剂生产商于2003年成立了欧盟菌根菌生产者联合会(FEMFiP)以规范产品生产和市场销售。
发明内容
本发明的目的是根据上述不足之处而研制一种腈酯磷钾胺活性肥料，它具有生物活性、生态性、全价营养性、保健性、环保性等特征。能减少农药、化肥施用量，提高肥料利用率，降低生产成本，改善生态环境，生产安全优质产品，保障人类健康，从而实现了投资少、产出大、品质优、无污染的农业生产目标。本发明的技术方案是这样实现的:一种利用有机废弃物生产的含有腈酯磷钾胺等多种植物养分的活性肥料，将发酵菌剂添加到有机废弃物中，依据发酵菌剂繁殖酶的需要选择适当的无机和有机诱导物按配比进行计量、调制、粉碎、匀质程序配制后诱导发酵菌剂发酵腐熟农业废弃物，发酵腐熟后，经物料配伍和调制而成，其特征在于，所述的有机废弃物包括动物和/或植物的残皮、残毛、残骨、残脂、残核、贝壳、蛋壳、茎叶、秸杆、糠麸、稻壳、枯饼、豆柏、木粉、果皮、杂草枯技落叶，诱导物包括碳酰胺、磷酸酐、硫酸钾、硫酸镁、三聚磷酸钠、二乙醇胺、对苯二酚、磷酸铵，发酵菌剂包括存活的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas f Iavigena)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)、豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、特异腐质霉(Humicola insolens)、洋葱伯克氏菌(Burkholderia cepacia)以及块状寡抱根霉(Rhizopus oligosporus var.tuberosus);将有机废弃物分别粉碎、灭菌控制其含水量为60-65%，按1500g-2000g/T添加诱导物，然后按照80g-120g/T添加活化培养后的发酵菌剂，控制pH5.6-6.2之间，发酵腐熟15d，期间翻动2-3次，发酵后按照质量百分比添加5% -10%的蘑菇渣、6% -10%秸杆灰和600-1000g/T丛枝菌根菌剂,其中丛枝菌根菌剂由摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(Glomusetunicatum)和地表球囊霉(Glomus versiforme)三种丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi)以质量比(W/W)计按 3:3:2 组配。(2)单体菌种活化培养:
a斜面培养基制备:称取麸皮30%，草粉20%，玉米面20%，皮膏15%，骨粉10%，月旨肪酸5%，加水适量，煮沸30min，用高速剪切磨浆机磨浆，定容至100ml，分装试管，灭菌，冷却，倾斜放置于培养箱中；
b孢子悬液制备:从活化的斜面刮几环孢子接入装有玻璃珠和无菌水的杯中，振荡，分散孢子；
c菌种培养:在无菌室将5%的孢子悬液接种于已备斜面培养基上，在30°C恒温室中培养6 7天即成；
d单体菌种固态扩大培养 :称取混合植物草粉30%、麸皮15%、枯饼5%、脂肪酸5%，骨粉5 %、硫酸钾12 %、磷酸铵4 %、磷酸酐5 %、硫酸镁2 %、三聚磷酸钠2 %、二乙醇胺3 %、碳酰胺12%等，用适量净水调和均匀，灭菌。然后将斜面菌种按扩大培养基料总量4%的比例接种调湿至45%左右后，置于30 35°C温室内培养4 5天即成；
(3)类聚扩大培养:将单体菌种固态扩大培养剂按固氮类、解磷类、解硅钾类、解纤维素及木质素类等分别等量聚合按扩大培养基料总量10%的比例接种调湿至45%左右后，置于35 38°C的温库中进行第一次扩大培养3 4天即成；
(4)融合扩大培养:将所有类聚扩大培养的菌种分别按等量称取混合，再按扩大培养基料15% 20%的比例接种调湿至30 35%后，置于35 40°C温室中进行第二次扩大培养I 2天即成；
(5)产酶发酵:根据肥料各养分含量要求选择加工好的基质(底物)料按坯料总量50 70%，加入诱导剂25 40%混合均匀，再按坯料总量5 10%的比例接种融合子菌齐U，用水调至成45 50%左右湿度的坯料，置于稳压密封的发酵罐内，在35 40°C条件下缓慢抄动，发酵I 2天即成。通过实·施本发明具体的技术指标，可以达到以下有益效果:
本发明通过添加微生物菌剂的方法,将有机废弃物发酵腐熟后,经科学复配并添加丛枝菌根菌剂制作成功能性腈酯磷钾胺活性肥料，并富含有多种有机营养物质和作物苗期生长所需的速效N、P、K及多种微量元素，不含重金属等有毒有害物质，容重较小，持水量大，透气性好；腐熟过程中温度迅速升高并维持较长的时间，利于消灭某些病原体、虫卵和杂草种子等。
具体实施例方式以下举实施例说明本发明，但是本发明并不限于下述的实施例。另外，在下述的说明中。实施例一:
以质量份计，将粉碎的有机废弃物稻壳、枯饼、豆柏的混合物8(Γ100份、诱导物5 10份调整混合料的水分为55 65% (wt), C / N质量比为23 28，pH值为7 7.5 ;将上述混合料堆成梯形堆，自顶部往下打孔，每平方米孔数10 15个，物料表面用麻袋或草帘覆盖，开始进行有氧发酵，待堆温升至50°C开始计时，发酵5 7天；当料堆温度开始下降时进行翻堆，再发酵5 7天，以后每5 7天翻堆一次，共发酵15 20天，发酵过程完成；将上述发酵好的肥料坯水分含量烘或晾至25 35% (wt)；
发酵菌剂的制备的具体步骤如下:
a.一级培养:称取麸皮30%，草粉20%，玉米面20%，皮膏15%，骨粉10%，脂肪酸5%，加水适量，煮沸30min，用高速剪切磨浆机磨浆，定容至100ml，分装试管灭菌，冷却倾斜放置于培养箱中，在无菌室将5%的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas flavigena)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)、豌豆根瘤菌(Rhizobium Ieguminosarum)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillusoryzae)、特异腐质霉(Humicola insolens)、洋葱伯克氏菌(Burkholderia cepacia)以及块状寡孢根霉(Rhizopus oligosporus var.tuberosus)孢子悬液接种于已备斜面培养基上，25-27 °C 培养 24-48h ；b.菌种培养:固态扩大培养:称取混合植物草粉30%、麸皮15%、枯饼5%、脂肪酸5 %、骨粉5 %、硫酸钾12 %、磷酸铵4%、磷酸酐5 %、硫酸镁2 %、三聚磷酸钠2 %、二乙醇胺3%、碳酰胺12%等，用适量净水调和均匀，灭菌，然后将斜面菌种按扩大培养基料总量4%的比例接种调湿至45%后，置于30°C温室内培养4 5天即成；
c.类聚扩大培养:将单体菌种固态扩大培养剂按固氮类、解磷类、解硅钾类、解纤维素及木质素类等分别等量聚合，按扩大培养基料总量10%的比例接种调湿至45%左右后，置于35 38°C的温室中进行第一次扩大培养3天即成；
d.融合扩大培养:将所有类聚扩大培养的菌种分别按等量称取混合，再按扩大培养基料20%的比例接种调湿至45%后，置于35°C温室中进行第二次扩大培养2天即成；
e.产酶发酵:根据肥料各养分含量要求，选择加工好的基质(底物)料按坯料总量70%，加入诱导剂25%混合均匀，再按坯料总量10%的比例接种融合菌体剂，用水调至成30%左右湿度的坯料，置于稳压密封的发酵罐内，在55°C条件下缓慢抄动，发酵2天即成。各菌种按照发 酵液的体积份数为:
存活的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas flavigena) 10 干酿乳杆菌(Lactobacillus casei)5
约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)2
豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)10
黑曲霉(Aspergillus niger)5
米曲霉(Aspergillus oryzae)I
特异腐质霉(Humicola insolens)0.5
洋葱伯克氏菌(Burkholderia cepacia)I
块状寡抱根霉(Rhizopus oligosporus var.tuberosus) 0.5将发酵菌剂发酵液I 5份加入到95 99份腐熟有机物中，调节水分含量60 70 %(wt), pH 6.5 7.5，充分混匀，堆成高0.4—0.6米的长条形料堆，覆盖麻袋或草帘，控制料堆的温度25 30°C，每天翻堆一次，共发酵培养5 8天，待其长满孢子后停止，晾至水分含量20 22% (wt),然后按照质量百分比添加5% -10%的蘑燕洛、6% -10%稻杆灰和600-1000g/T丛枝菌根菌剂得到腈酯磷钾胺活性肥料。其中丛枝菌根菌剂由摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(Glomusetunicatum)和地表球囊霉(Glomus versiforme)三种丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi)以质量比(W/W)计按3: 3: 2组配。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种利用动、植物残体等废弃物生产的含有腈酯磷钾胺等主要物质的活性肥料，将发酵菌剂添加到有机废弃物中，依据发酵菌剂繁殖酶的需要选择适当的无机和有机诱导物按配比进行计量、调制、粉碎、匀质程序配制后诱导发酵菌剂发酵腐熟有机废弃物，发酵腐熟后，经物料配伍和调制而成，其特征在于，所述的有机废弃物包括动物和/或植物的残皮、残毛、残骨、残脂、残核、贝壳、蛋壳、茎叶、秸杆、糠麸、稻壳、枯饼、豆柏、木粉、果皮、杂草，诱导物包括碳酰胺、磷酸酐、硫酸钾、硫酸镁、三聚磷酸钠、二乙醇胺、对苯二酹、磷酸铵，发酵菌剂包括存活的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas fIavigena)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)、豌豆根瘤菌(Rhizobium Ieguminosarum)、黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillusoryzae)、特异腐质霉(Humicola insolens)、洋葱伯克氏菌(Burkholderia cepacia)以及块状寡孢根霉(Rhizopus oligosporus var.tuberosus);将有机废弃物分别粉碎、灭菌控制其含水量为60-65%，按1500g-2000g/T添加诱导物，然后按照80g_120g/T添加活化培养后的发酵菌剂，控制PH5.6-6.2之间，发酵腐熟15d，期间翻动2-3次，发酵后按照质量百分比添加5% -10%的蘑菇渣、6% -10%秸杆灰和600-1000g/T丛枝菌根菌剂，其中丛枝菌根菌剂由摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(Glomusetunicatum)和地表球囊霉(Glomus versiforme)三种丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal fungi)以质量比(W/W)计按3:3:2组配。
2.一种如权利要求1所述利用有机废弃物生产腈酯磷钾胺活性肥料的制备方法，其特征在于，所述的发酵菌 剂的制备的具体步骤如下: a.一级培养:称取麸皮30 %，草粉20 %，玉米面20 %，皮膏15 %，骨粉10 %，脂肪酸5 %，加水适量，煮沸30min，用高速剪切磨浆机磨浆，定容至100ml，分装试管灭菌，冷却倾斜放置于培养箱中，在无菌室将5%的孢子悬液接种于已备斜面培养基上,25-27°C培养24-48h ； b.菌种培养:固态扩大培养:称取混合植物草粉30%、麸皮15%、枯饼5%、脂肪酸5 %、骨粉5 %、硫酸钾12 %、磷酸铵4 %、磷酸酐5 %、硫酸镁2 %、三聚磷酸钠2 %、二乙醇胺3%、碳酰胺12%等，用适量净水调和均匀，灭菌，然后将斜面菌种按扩大培养基料总量4%的比例接种调湿至45%左右后，置于30 35°C温室内培养4 5天即成； c.类聚扩大培养:将单体菌种固态扩大培养剂按固氮类、解磷类、解硅钾类、解纤维素及木质素类等分别等量聚合，按扩大培养基料总量10 %的比例接种调湿至45 %左右后，置于35 38°C的温室中进行第一次扩大培养3 4天即成； d.融合扩大培养:将所有类聚扩大培养的菌种分别按等量称取混合，再按扩大培养基料15% 20%的比例接种调湿至45 50%后，置于35 40°C温室中进行第二次扩大培养I 2天即成； e.产酶发酵:根据肥料各养分含量要求，选择加工好的基质(底物)料按坯料总量50 70%，加入诱导剂25 40%混合均匀，再按坯料总量5 10%的比例接种融合菌体齐U，用水调至成30%左右湿度的坯料，置于稳压密封的发酵罐内，在40 55°C条件下缓慢抄动，发酵I 2天即成。
3.—种如权利要求1或2所述利用有机废弃物生产腈酯磷钾胺活性肥料的制备方法，其特征在于:活化培养后的发酵菌剂各菌种按照发酵液的体积份数为:存活的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas fIavigena)10-15 干酷乳杆菌(Lactobacillus casei)5-8 约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)2-6 豌豆根瘤菌(Rhizobium Ieguminosarum)10-18 黑曲霉(Aspergillus niger)5-10 米曲霉(Aspergillus oryzae)1-5 特异腐质霉(Humicola insolens)0.5-1.2 洋葱伯克氏菌(Burkholderia cepacia)1-5 块状寡抱根霉(Rhizopus oligosporus var.tuberosus) 0.5-1.5 O
4.一种如权利要求1或2所述利用有机废弃物生产腈酯磷钾胺活性肥料的制备方法，其特征在于制备的步骤如下: (1)腐熟有机物的制备 以质量份计，将粉碎的有机废弃物8(Γ100份、诱导物5 10份调配混合成含水分为55 65% (wt)，C / N质量比为23 28，pH值为7 7.5 ;将上述混合料堆成梯形堆，自顶部往下打孔，每平方米孔数10 15个，物料表面用麻袋或草帘覆盖，开始进行有氧发酵，待堆温升至50°C开始计时，发酵5 7天；当料堆温度开始下降时进行翻堆，再发酵5 7天，以后每5 7天翻堆一次，共发酵15 20天，发酵过程完成；将上述发酵好的肥料坯水分含量烘或晾至25 35% (wt)； (2)将发酵菌剂发酵液I 5份加入到95 99份腐熟有机物中，调节水分含量60 70% (wt),pH 5.5 7.5，充分混匀，堆成高0.4 — 0.6米的长条形料堆，覆盖麻袋或草帘，控制料堆的温度25 30°C，每天翻堆一次，共发酵培养5 8天，待其长满孢子后停止，晾干或风干至水分含量20 22% (wt)，然后按照质量百分比添加5% -10 %的蘑菇渣、6% -10%秸杆灰和600-1000g/T丛枝菌根菌剂得到腈酯磷钾胺活性肥料。
全文摘要
一种利用有机废弃物生产的腈酯磷钾胺活性肥料，将发酵菌剂添加到有机废弃物中，依据发酵菌剂繁殖酶的需要选择适当的无机和有机诱导物按配比进行计量、调制、粉碎、匀质程序配制后诱导发酵菌剂发酵腐熟有机废弃物，发酵腐熟后，经物料配伍和调制而成。
文档编号C05F17/00GK103172416SQ20131013760
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者彭辉照 申请人:彭辉照