一种基于富营养底料的生物菌源性土壤调理剂及其制备工艺的制作方法

本发明涉及农业技术领域，具体是一种基于富营养底料的生物菌源性土壤调理剂及其制备工艺。

背景技术

植物油酯化工厂以植物油为原料生产脂肪酸酯类，其生产过程中产生的酯化底料富含脂肪类有机物，它的有机质含量达到8％以上，行业内的处理方法是将酯化底料送至专业的废水处理厂处理，但由于酯化底料的有机质含量高，cod高，经处理工厂的处理费用很高，这往往会成为影响公司产量的制约因素。

植物油工厂在植物油精炼过程中常用白土作为脱色剂，去除油脂中的色素类物质，这个过程中白土会吸附大量油脂，脱色白土中油脂的含量在20％以上，植物油厂普遍处理给有资质的工厂作为白土油的原料，但生产白土油后的废白土的处理仍然是很严峻的问题：掩埋会造成土壤的二次污染，煅烧活化能耗太高。

芽孢杆菌是一类简易的细菌,是土壤中的优势种群,其中胶冻样芽孢杆菌能分解土壤中的固态铝硅酸盐为可溶性硅，谷草芽孢杆菌具有分解土壤中的难溶性磷为可溶性磷的作用，巨大芽孢杆菌可以很好的降解土壤中的有机磷，常用来生产解磷固钾肥。

利用酯化底料和脱色白土中的有机质为培养芽孢杆菌的碳源，既可有效利用底料中的营养物质，快速扩增菌浓度，减少了酯化底料和脱色白土的有机物污染。又可分解出可溶性硅，作为生物硅肥和土壤调理剂使用，真正做到变废为宝。

目前微生物肥料及土壤调理剂的加工方式一般采用成品菌剂与无机矿物载体混合，菌体在载体上只有附着作用，不利于菌剂在土壤中的快速扩增，影响了生物菌剂的使用效果，专利cn106497574a申请公开了一种复合微生物多元素土壤调理剂的制备方法，以经过高温煅烧后去除杂质的硅钙镁粉为载体，辅以有机质、氨基酸，吸附硅酸盐细菌、枯草芽孢杆菌、em菌的混合菌剂生产土壤调节剂。专利cn106747176a申请公布了一种具有固碳能力的新型胶凝材料及其制备与使用方法，，利用多孔碳酸钙或者多孔石膏负载硅酸盐细菌，制备成硅酸盐细菌菌粉，与氢氧化钙混合制备得到胶凝材料。专利cn102174498b申请公布了一种硅酸盐细菌载体及其制备方法与它的用途，硅酸盐细菌载体是由草炭与含硅物质或草炭、含硅物质和膨润土组成。专利cn106146111a申请公布了一种微生物磷肥及其应用，将枯草芽孢杆菌、固氮菌、根瘤菌和硅酸盐细菌中任意三种菌株分别吸附于载体秸秆、腐植酸或农家肥上，再添加30％-40％磷酸一铵和10％过磷酸钙进行生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于富营养底料的生物菌源性土壤调理剂及其制备工艺，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于富营养底料的生物菌源性土壤调理剂的制备工艺，包括以下步骤：

a)液体培养基的配制；

b)发酵菌液的制备：将芽孢杆菌使用肉汤培养基进行复苏培养，培养30小时后接种到配制好的液体培养基中进行发酵，直到菌液浓度达到20-40亿/克时获得发酵菌液；

c)菌剂干粉的制备：在步骤b)制得的发酵菌液中添加微量元素液，再利用雾化喷头将菌液均匀喷涂到多孔淀粉表面，将处理后的多孔淀粉投入搅拌机进行搅拌，获得菌剂干粉；

d)土壤调理剂的制备：将步骤c)中制得的菌剂干粉接种到含油脱色白土中，加入一定比例的酯化底料、生物质秸秆、草木灰腐殖酸、菌渣、碳酸钙后堆肥处理，每10小时倒垛一次，培养40小时后挤压造粒，成品包装，获得土壤调理剂。

进一步的，b)步骤中，所述芽孢杆菌的接种量为4％，发酵温度为30-35℃，调节ph值为7-7.5，发酵培养时间为35-40小时。

本发明中采用了4％的接种量，可以有效缩短菌丝繁殖达到高峰的时间，使产物的形成提前到来，并可减少杂菌的生长机会；发酵温度控制在30-35℃，适宜的温度会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制并提高发酵的动力学特性和产物的生物合成，30-35℃的发酵温度不仅适合菌体的生长，又适合代谢产物合成的温度；调节ph值为7-7.5，菌体能在最适的ph值范围内生长，加快了发酵的速度，节省发酵时间。

进一步的，c)步骤中，所述多孔淀粉的搅拌时间为5分钟，搅拌机转速为50-60rpm；d)步骤中，所述堆肥温度为30-35℃。

本发明中选用多孔淀粉做吸附剂，与多孔无机矿物土和秸秆相比，更容易菌体生长，可以快速达到菌浓度，与白土中的杂菌竞争生长，抑制杂菌的扩增。

进一步的，所述芽孢杆菌为胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌的一种或两种。

进一步的，所述生物质秸秆为粉碎的玉米秸秆、粉碎的稻谷秸秆、粉碎的甘蔗秸秆渣、粉碎的玉米芯的一种或多种。

进一步的，所述菌渣为粉碎的蘑菇培养基、酒糟、醋糟的一种或多种。

进一步的，一种基于富营养底料的生物菌源性土壤调理剂，所述土壤调理剂各原料组分如下：以重量份计，菌剂干粉1-5份、草木灰5-10份、腐殖酸5-10份、生物质秸秆10-25份、菌渣10-20份、碳酸钙3-8份、含油脱色白土30-40份，酯化底料20-40份。

进一步的，所述菌剂干粉的原料以重量份计，包括10-15份的发酵菌液、20份的多孔淀粉和0.5-1份的微量元素液。

进一步的，所述液体培养基各原料组分如下：以重量份计，酯化底料50-60份、葡萄糖5-10份、玉米浆20-30份、k2hpo41-3份、碳酸钙5-10份、微量元素液5-10份。

进一步的，所述微量元素液的组分包括硫酸锰2％、硫酸亚铁3％、硫酸铜1％、硫酸锌2％和硫酸镁2％。

本发明不仅在液体培养基中添加了微量元素液，同时在制作菌剂干粉时也添加了微量元素液，液体培养基中的微量元素液不仅可以做为酶的组分来维持酶活性，同时还可以参与产物的生物合成，缓冲ph值；制作菌剂干粉时添加量元素液可以促进操作进程，节省时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用富含脂肪类有机质的酯化底料和脱色白土作为碳源，有效解决了酯化底料和脱色白土的后处理问题，同时满足了菌种发酵的营养需求，一举两得；本发明采用多孔淀粉为发酵菌液的吸附剂，使菌种源在堆肥过程中，可快速利用淀粉的能量进行扩增，同时淀粉又对菌种起到隔绝保护作用，降低了杂菌和游离酸对菌种的抑制作用。

本发明使用含脂肪类有机质的酯化底料和含油脱色白土为芽孢杆菌的培养基碳源，使用多孔淀粉为菌剂吸附材料生产菌剂干粉作为菌种源，接种到含油脱色白土中；同时加入酯化底料和生物质秸秆等组分，使菌种源快速扩增来进行生物菌源性土壤调理剂的生产。

本发明利用酯化底料和脱色白土中的有机质为培养芽孢杆菌的碳源，既可有效利用底料中的营养物质，快速扩增菌浓度，减少了酯化底料和脱色白土的有机物污染。又可分解出可溶性硅，作为生物硅肥和土壤调理剂使用，真正做到变废为宝。

本发明产品应用于农业生产，具有增强土壤肥力，改善土壤环境的作用，工艺步骤简单，生产周期短，获得的菌肥活力强，降低成本。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种基于富营养底料的生物菌源性土壤调理剂及其制备工艺的工艺路线。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

取酯化底料54份、葡萄糖10份、玉米浆25份、k2hpo41份、碳酸钙5份和微量元素液5份配制液体培养基；再将胶冻样芽孢杆菌使用肉汤培养基进行复苏培养，培养30小时后接种到配制好的液体培养基中，氨水调节ph为7，接种量为4％。控制发酵温度35℃，发酵培养35小时，此时发酵菌液浓度达到20亿/克；随后在发酵菌液中添加微量元素液，利用雾化喷头将菌液均匀喷涂到多孔淀粉表面，此时发酵菌液、多孔淀粉和微量元素液的质量比为10：20：1，将处理后的多孔淀粉投入搅拌机进行搅拌，50rpm搅拌5分钟，制得菌剂干粉；最后取3份制得的菌剂干粉接种到30份的含油脱色白土中，加入草木灰10份、腐殖酸5份、粉碎的玉米秸秆15份、粉碎的蘑菇培养基10份、碳酸钙3份、酯化底料20份后堆肥处理，每10小时倒垛一次，控制堆肥温度30℃，培养40小时后挤压造粒，成品包装，得到所需的土壤调理剂。

实施例2：

取酯化底料50份、葡萄糖5份、玉米浆20份、k2hpo42份、碳酸钙8份和微量元素液8份配制液体培养基；再将胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌按分别使用肉汤培养基进行复苏培养，培养30小时后分别接种到配制好的液体培养基中，氨水调节ph为7.2，接种量为4％。控制发酵温度32℃，发酵培养38小时，此时发酵菌液浓度达到30亿/克；随后将两种芽孢杆菌的发酵菌液按1:1的比例得到混合菌液，再添加微量元素液，利用雾化喷头将菌液均匀喷涂到多孔淀粉表面，此时混合菌液、多孔淀粉和微量元素液的质量比为12：20：0.8，将处理后的多孔淀粉投入搅拌机进行搅拌，55rpm搅拌5分钟，制得菌剂干粉；最后取5份制得的菌剂干粉接种到36份的含油脱色白土中，加入草木灰8份、腐殖酸8份、粉碎的稻谷秸秆20份、酒糟15份、碳酸钙5份、酯化底料30份后堆肥处理，每10小时倒垛一次，控制堆肥温度33℃，培养40小时后挤压造粒，成品包装，得到所需的土壤调理剂。

实施例3：

取酯化底料60份、葡萄糖9份、玉米浆30份、k2hpo43份、碳酸钙10份和微量元素液10份配制液体培养基；再将巨大芽孢杆菌使用肉汤培养基进行复苏培养，培养30小时后接种到配制好的液体培养基中，氨水调节ph为7.5，接种量为4％。控制发酵温度30℃，发酵培养40小时，此时发酵菌液浓度达到40亿/克；随后在发酵菌液中添加微量元素液，利用雾化喷头将菌液均匀喷涂到多孔淀粉表面，此时发酵菌液、多孔淀粉和微量元素液的质量比为15：20：0.5，将处理后的多孔淀粉投入搅拌机进行搅拌，60rpm搅拌5分钟，制得菌剂干粉；最后取5份制得的菌剂干粉接种到40份的含油脱色白土中，加入草木灰5份、腐殖酸10份、粉碎的甘蔗秸秆渣25份、醋槽20份、碳酸钙8份、酯化底料40份后堆肥处理，每10小时倒垛一次，控制堆肥温度35℃，培养40小时后挤压造粒，成品包装，得到所需的土壤调理剂。

检测实验1：

处理组：将实验1获得的土壤调理剂原液稀释后随玉米种子浇灌种植，每亩用量500ml，其余田间操作正常进行。

对照组：将玉米种子浇灌种植，其间不使用土壤调理剂，除此之外其他田间操作均与处理组一致。

测得实验结果：处理组玉米种子出苗时间早，出苗整齐，幼苗长势茁壮，比之对照组生长速度较快，且茎粗叶色深；处理组比对照组收获时间早，处理组产量与对照组产量相比，增产率为12％。

检测实验2：

处理组：将实验2获得的土壤调理剂原液稀释后随大豆种子浇灌种植，每亩用量500ml，其余田间操作正常进行。

对照组：将大豆种子浇灌种植，其间不使用土壤调理剂，除此之外其他田间操作均与处理组一致。

测得实验结果：处理组大豆种子出苗时间早，出苗整齐，幼苗长势茁壮，比之对照组生长速度较快，且茎粗叶色深，籽粒饱满；处理组比对照组收获时间早，处理组产量与对照组产量相比，增产率为15.8％。

检测实验3：

处理组：将实验3获得的土壤调理剂原液稀释后随马铃薯种子浇灌种植，每亩用量500ml，其余田间操作正常进行。

对照组：将马铃薯种子浇灌种植，其间不使用土壤调理剂，除此之外其他田间操作均与处理组一致。

测得实验结果：处理组马铃薯种子出苗时间早，出苗快，比之对照组生长速度较快；处理组比对照组收获时间早，处理组马铃薯多且大，处理组产量与对照组产量相比，增产率为19.8％。

结论：本发明产品应用于农业生产，具有增强土壤肥力，改善土壤环境的作用，工艺步骤简单，生产周期短，获得的菌肥活力强，降低成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。