本发明涉及环保有机肥的发酵技术领域，具体涉及一种环保型菱角水肥的发酵工艺。
背景技术：
菱角是一种菱科，菱属。又名腰菱、水栗、菱实，味甘、凉、无毒，是一年生草本水生植物菱的果实，皮脆肉美。菱肉含淀粉24％、蛋白质3.6％、脂肪0.5％，幼果可作瓜果生食，老果可熟食或加工成菱粉，菱叶可做青饲料或绿肥。菱角一般在种植前施腐熟固态肥，鲜以水肥的形式进行生长期施灌，但是水肥更易将菱角所需营养均匀分散在水体环境中，且菱角大部分根茎悬在水中，底泥中仅存在发散根茎的老根，因而，水环境的营养程度直接决定菱角的生长状况。
甘薯渣和糖醛渣均是制糖工业废渣，可用于动物饲料、有机肥料、生物质燃料的生产中，但是采用传统堆肥技术处理甘薯渣和糖醛渣，不仅发酵速度慢，一般长达30d以上，而且发酵不彻底，难以将纤维素、果胶、木质素等大分子聚合物断裂、降解成小分子水溶性物质，因而，水肥中水溶性营养素的含量低，仍以固体残渣的形式沉降在水底。因此，如何将甘薯渣和糖醛渣快速转化成高水溶性营养素、高吸收率的水肥是现在所需要解决的技术问题。申请号为cn201610290568.0的专利，公开一种菱角播种期专用水肥，该水肥中的氧化铁和碳酸钡在水中溶解性极低，均为沉淀物，不易于吸收利用，导致菱角出现缺铁缺钡症状。申请号为cn201710227215.0的专利，公开一种提高菱角品质的复合肥，该复合肥为固态肥，且成分中磷矿粉、珍珠岩、麦饭石、硅藻土、煤矸石、蘑菇菌渣均为固体沉淀物，沉降在底泥中，导致水环境中营养物质含量极低，无法及时为菱角提供养分。
技术实现要素：
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种环保型菱角水肥的发酵工艺。
本发明的技术方案概述如下：
一种环保型菱角水肥的发酵工艺，包括以下步骤：
步骤一：将20-30份果皮、35-40份烂菜叶、50-70份甘薯渣、15-20份糖醛渣破碎至60目，并按照1：(10-18)的料液比兑入复合酶液，38℃下水解24h,得到发酵a液；
步骤二：将40-60份牲畜粪便、5-10份鸡蛋壳粉碎至30目，与120-160份水混匀后，得到发酵b液；
步骤三：将发酵a液和发酵b液放于发酵池中，并加入6-7wt％发酵促进剂和3-5wt％em菌，进行两步法发酵，第一阶段，以4-8l/min的速率通入无菌空气，温度控制在33-37℃，发酵至菌体浓度达70-150cfu/ml，第二阶段，在50-60℃厌氧环境下，发酵5-7d，得到有机水肥；
步骤四：将6-10wt％必需元素添加剂混入有机水肥中，调节ph为7.1-7.3，制得所述环保型菱角水肥。
优选的是，所述果皮包括柑橘皮、橙皮、香蕉皮的一种或多种。
优选的是，所述甘薯渣干物质中淀粉含量为40-60％、果胶含量为10-23％。
优选的是，所述复合酶液包括以下重量百分数组分：淀粉酶0.8-1％、果胶酶0.3-0.5％、纤维素酶0.6-2％、水96.5-98.3％。
优选的是，所述淀粉酶活力为2000-3000u/l。
优选的是，所述果胶酶活力为500-600u/l。
优选的是，所述纤维素酶活力为2200-2800u/l。
优选的是，所述牲畜粪便包括鸡粪、羊粪、牛粪的一种或多种。
优选的是，所述发酵促进剂包括以下重量份的组分：过氧化镁16-20份、烟酸2-8份、麦角甾醇4-12份、十二烷基酚聚氧乙烯醚40-60份。
优选的是，所述必需元素添加剂包括以下重量份的组分：磷酸二氢钾32-40份、硫酸亚铁4-6份、硫酸铜0.6-1.2份、硫酸锰0.6-3份、硼砂0.8-2份、钼酸铵0.2-1份、醋酸锌0.5-1.5份。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用淀粉酶、果胶酶、纤维素酶复配处理甘薯渣、糖醛渣和果皮等，将纤维素、果胶、木聚糖、淀粉等高分子聚合物转化为葡萄糖、半乳糖醛酸、木糖等单体水溶性成分，易于微生物发酵作用，也有利于菱角吸收利用；
(2)本发明利用发酵促进剂提高em菌和烂菜叶中的腐败菌活力，加速发酵，包括过氧化镁、烟酸、麦角甾醇、十二烷基酚聚氧乙烯醚，过氧化镁与水作用生成氢氧化镁，放出热量，氢氧化镁与二氧化碳进一步反应生成碳酸氢镁，继续释放热量，降低发酵体系控温过程所需热量，并为菱角提供镁元素，烟酸参与微生物三羧酸循环等营养物质代谢，加速有氧呼吸过程和糖类无氧分解过程，麦角甾醇和十二烷基酚聚氧乙烯醚主要是通过改变细胞膜通透性和提高膜流动性，刺激生长代谢及生物酶的分泌，进而加速发酵；
(3)本发明采用有氧和无氧的两步发酵法，第一阶段，使发酵液中微生物迅速繁殖，提高无氧发酵效率，此阶段温度控制在33-37℃，是大多数微生物的最适ph，第二阶段，温度控制50-60℃，进行中温无氧发酵，使发酵液中未转化大分子有机质进一步降解，提高水肥中水溶性营养素含量，并杀死部分病菌。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种环保型菱角水肥的发酵工艺，包括以下步骤：
步骤一：将20份橘皮、35份烂菜叶、50份甘薯渣、15份糖醛渣破碎至60目，该甘薯渣干物质中淀粉含量为40％、果胶含量为10％，并按照1：10的料液比兑入复合酶液，该复合酶液由淀粉酶0.8％、果胶酶0.3％、纤维素酶0.6％、水98.3％混配而成，其中，淀粉酶活力为2000u/l，果胶酶活力为500/l，纤维素酶活力为2200u/l，并于38℃下水解24h,得到发酵a液；
步骤二：将40份鸡粪、5份鸡蛋壳粉碎至30目，与120份水混匀后，得到发酵b液，将16份过氧化镁、2份烟酸、4份麦角甾醇、40份十二烷基酚聚氧乙烯醚混合均匀，得到发酵促进剂；
步骤三：将发酵a液和发酵b液放于发酵池中，并加入6wt％发酵促进剂和3wt％em菌，进行两步法发酵，第一阶段，以4l/min的速率通入无菌空气，温度控制在33℃，发酵至菌体浓度达70cfu/ml，第二阶段，在50℃厌氧环境下，发酵5d，得到有机水肥；
步骤四：混合32份磷酸二氢钾、4份硫酸亚铁、0.6份硫酸铜、0.6份硫酸锰、0.8份硼砂、0.2份钼酸铵、0.5份醋酸锌，得到必需元素添加剂，并称取6wt％必需元素添加剂混入有机水肥中，调节ph为7.1，制得所述环保型菱角水肥。
实施例2
发酵工艺同实施例1，区别在于：步骤一：橘皮25份、烂菜叶37份、甘薯渣60份、糖醛渣18份，甘薯渣干物质中淀粉含量为50％、果胶含量为10-23％，料液比为1：14，复合酶液各组分重量分数依次为0.9％、0.4％、1.3％、97.4％，且各酶活力依次为2500u/l、550u/l、2500u/l；步骤二：羊粪50份、鸡蛋壳7.5份、水140份，发酵促进剂各组分重量份依次为18份、5份、8份、50份；步骤三：发酵促进剂、em菌的投量分别是6.5wt％、4wt％，有氧发酵空气通量、温度、菌体浓度分别为6l/min、35℃、110cfu/ml，厌氧发酵温度、天数分别为55℃、6d；步骤四：必需元素添加剂添加量及各组分重量份分别为8wt％，36份、5份、0.9份、1.8份、1.4份、0.6份、1份，ph为7.2。
实施例3
发酵工艺同实施例1，区别在于：步骤一：香蕉皮30份、烂菜叶40份、甘薯渣70份、糖醛渣20份，甘薯渣干物质中淀粉含量为60％、果胶含量为23％，料液比为1：18，复合酶液各组分重量分数依次为1％、0.5％、2％、96.5％，且各酶活力依次为3000u/l、600u/l、2800u/l；步骤二：牛粪60份、鸡蛋壳10份、水160份，发酵促进剂各组分重量份依次为20份、8份、12份、60份；步骤三：发酵促进剂、em菌的投量分别是7wt％、5wt％，有氧发酵空气通量、温度、菌体浓度分别为8l/min、37℃、150cfu/ml，厌氧发酵温度、天数分别为60℃、7d；步骤四：必需元素添加剂添加量及各组分重量份分别为10wt％，40份、6份、1.2份、3份、2份、1份、1.5份，ph为7.3。
对比例1
与实施例1相同，区别在于，步骤一中未使用复合酶液水解处理。
对比例2
与实施例2相同，区别在于，步骤三中未添加发酵促进剂。
对比例3
与实施例3相同，区别在于，以普通厌氧发酵代替两步法发酵。
选择7块水质相同、底泥化学成分相近的水域，播种大青菱角，待菱角生长2周后，按照300kg/亩的用量施灌各实施例和各对比例，其中，未施肥菱塘作为对照例4，施灌前后，分别对水体可溶性营养素含量进行测定，计算可溶性营养素增加量，待菱角全部采收后，再次测定水体可溶性营养素含量，计算水肥的有效吸收率。
下表为各实施例和各对比例的效果分析：
由上表可知，本发明生产的水肥可明显提高菱角的产量和品质，提高水环境可溶性营养素，易于吸收利用，为菱角生长提供充足养分。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。