一种种植白芍的药渣复合肥的制备方法及用途与流程

1.本发明涉及一种中药药渣处理及其应用的技术领域，具体涉及一种中药药渣堆肥快速发酵生产出有机复合肥的方法，及其在白芍药材种植中的应用。


背景技术：

2.中药是中华文明的一大瑰宝，中药生产经过提取加工，得到中药产品。随着中药资源的开发和利用，尤其是现代工业科技的进步，中药生产的工业化、规模化程度不断加深，发展了中药行业，产生了巨大的经济效益。然而，医药行业前100强中，以中药产业为支柱的企业约占一半，中药行业面临着严峻的环保困扰，中药药渣排放和妥善处理一直是一个很棘手的问题，对环境保护也带来了巨大的压力。因为在中药的生产过程中，会排放大量的废弃药渣，常规化的药渣处理办法是焚烧及填埋，处理成本高，处理后会排放废气及占用土地，产生二次污染。据统计，我国仅植物类药渣年排放量就高达75万吨之多。中药渣一般含有一定营养成分且含水量较高，如果不及时处理或处理不当，极易腐败，会引来蚊、蝇等，成为多种传染病的温床，对环境造成严重的污染，中药渣进行晒干后焚烧则会产生大量二氧化碳等污染物，造成大气环境的污染。所以，常规方法对中药渣的处理，造成了资源的浪费及环境的污染，耗去大量的资金。
3.白芍为唇形科药用植物，以其根及根茎入药，能够防治多种疾病。近年来对白芍的应用研究越来越深入，其用途也越来越多，需求量也越来越大，需求刺激生产也刺激采挖，连年大批量的采挖使野生资源受到严重破坏，野生资源已经濒临灭绝，现在大多进行人工栽培。
4.但是，传统根条繁殖法种植的白芍会出现很大的问题，主要表现在生长期短，不易施追肥，必须施好施足底肥，传统方法都是施用农家肥。但是，施用农家肥的，易出现病虫害多，生理性死苗、枯苗等问题，另外，因白芍是多年生植物，一般要种植3-4年才采挖，因田间管理等原因，造成土壤板结，最终造成生长量下降，根系数量、直径和长度减小，产量降低，有效成份含量降低等结果，另外，因土壤板结，采挖困难，采挖出来的白芍，多断裂或破损，质量和商品属性变差。所以，找到更好的适宜的底肥，是白芍种植方面必须解决的一大难题。
5.在中药渣制备肥料方面，已经有人做过一些探索，但是，大都面临一些问题。有的自然堆放发酵，没有对发酵菌进行选择，效果往往很差，效益较低；有的自然堆放发酵，时间特别长，难免发生二次环境污染；有的需要反复翻堆，劳动强度大，生产成本高，没有经济效益，故无法工业推广。普通的发酵方法，还有一个共同的问题，就是产生大量的氨气，使整个生产环境气味难闻，使操作工人的工作环境变得恶劣，严重损害工人的身心健康，特别是大都无法控制发酵过程中的温度和ph值，从而造成发酵不完全，最后得到的有机肥质量也无法保证，使得到的肥料的使用范围和使用效果受到限制。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种药渣的处理方法，将其变废为宝、转化成有机复合肥，解决环保问题和药渣处理的难题，并解决白芍等根茎类药材种植方面的肥料问题，提供一种降低成本，减少污染，提高经济效益和社会效益的方法。
7.本发明提供的一种种植白芍的药渣复合肥的制备方法，其技术方案步骤如下：
8.(1)复合菌悬液的配制：将黑曲霉菌、木霉菌、枯草芽孢杆菌、嗜热纤维梭菌四种微生物按1∶3∶1.5∶3.5质量比例混合均匀得复合菌；其中黑曲霉菌菌数45-55亿个/克，木霉菌菌数45-55亿个/克，枯草芽孢杆菌菌数为90-110亿个/克，嗜热纤维梭菌45-55亿个/克。按照以质量比计的复合菌∶水＝1∶45-55加入温度为25-35℃的凉白开，混合均匀，得复合菌悬液；
9.(2)玉米芯粗粉分散剂的准备：将玉米芯干燥，用粉碎机粉碎，得直径2-4
㎜
的玉米芯粗粉；
10.(3)复合菌粉的准备：将步骤(1)混合均匀的复合菌悬液喷入玉米芯粗粉中，并混合均匀，得复合菌粉；复合菌悬液与玉米芯粗粉的比例按质量比计为1∶15-25；
11.(4)复合菌粉的加入：将煎煮提取后的中药制剂药渣堆置于发酵池中，让药渣中的水分自然流出，保持药渣相对湿润，待药渣温度降到40-50℃时，用喷粉器喷入复合菌粉，一边喷一边翻动药渣，让复合菌粉与药渣混合均匀；药渣以干药材质量计算，复合菌粉的用量与干药材质量比为100∶3.5-4.5；
12.(5)控制杆的制作：取直径3-6厘米的空心不锈钢管，管长130-150厘米，管壁上均匀分布直径6-15毫米的透气圆孔，孔间距离为5-10厘米，圆孔在管上纵向均匀分布3-4排，空心不锈钢管的一端密封，另一端保留管口，管口加装一个可将管口盖严的活动塑料盖；
13.(6)发酵药渣堆的处理：将均匀混合了复合菌粉的药渣堆成高为80-100厘米，长为100-300厘米，宽为100-300厘米的发酵药渣堆，把电子ph计的探头埋入发酵药渣堆中间位置，把电子温度计的探头埋入发酵药渣堆中间位置，把控制杆以和地面呈15-55度的角度斜插入发酵药渣堆中，密封端向下，有塑料盖的一端向上并露于发酵药渣堆外，相邻的控制杆之间的间距为20-30厘米，每一堆发酵药渣堆均匀地斜插30-100根控制杆，用塑料薄膜将发酵药渣堆遮盖密封，仅将控制杆的上端露于塑料薄膜外，并将塑料盖加盖严密；
14.(7)温度控制：保持发酵药渣堆自然发酵，发酵过程中用电子温度计监控好发酵药渣堆内的温度，用电子温度计监控好发酵药渣堆内的温度，使温度保持在40-65℃之间，当发酵药渣堆内的温度高于65℃时，打开控制杆上的塑料盖，让温度下降，当发酵药渣堆内的温度低于40℃时，盖上控制杆上的塑料盖，让温度上升；
15.(8)ph值控制：用电子ph计监控好发酵药渣堆内的ph值，当发酵药渣堆内的ph值超过8的时候，打开控制杆上的塑料盖，从控制杆的管口加入浓度为0.1-0.2mol/l的稀磷酸，均匀加入，至ph值小于5.5；
16.(9)发酵完成：保持发酵药渣堆自然发酵，夏天发酵15-21天，冬天发酵22-28天，当发酵药渣堆内的温度低于40℃时，发酵即完成，拆出电子温度计、电子ph计、控制杆，将药渣翻散，摊开，晾晒，当水分为14％-18％时，即收拢装袋，得白芍种植用药渣复合肥。
17.本发明选用的中药制剂药渣为普通中药制剂煎煮后的剩余药渣。上述中药制剂药渣优选全草类或藤叶类药材为主的中药的药渣；特别优选夏桑菊颗粒药渣、银柴颗粒药渣、
益母草颗粒药渣、蒲公英颗粒药渣中的一种或几种。经煎煮后的药渣，是高温提取了部份成分以后的物质，含大量的粗纤维、少量淀粉、粗蛋白和矿物质等营养成分。
18.其中，步骤(1)优选黑曲霉菌菌数50亿个/克，木霉菌菌数50亿个/克，枯草芽孢杆菌菌数为100亿个/克，嗜热纤维梭菌50亿个/克。
19.其中，步骤(1)优选按照质量比计的复合菌∶水＝1∶50加入温度为30℃左右的凉白开。
20.其中，步骤(2)优选直径2
㎜
的玉米芯粗粉。
21.其中，步骤(3)优选复合菌悬液与玉米芯粗粉的比例按质量比计为1∶20。
22.其中，步骤(4)优选复合菌粉的用量与干药材的质量比为100∶4。
23.其中，步骤(5)优选取直径5厘米的空心不锈钢管，管长150厘米，管壁上均匀分布直径8毫米的透气圆孔，孔间距离为8厘米，圆孔在管上纵向均匀分布4排。
24.其中，步骤(6)优选控制杆以和地面呈35度的角度斜插入发酵药渣堆中，密封端向下，有塑料盖子的一端向上并留在发酵药渣堆外，控制杆的间距为30厘米，每一堆发酵药渣堆均匀地斜插50根控制杆。
25.其中，步骤(8)优选浓度为0.15mol/l的稀磷酸。
26.本发明提供一种种植白芍的药渣复合肥的制备方法，制备得到的药渣复合肥的用途是用于白芍种植。
27.上述制备得到的种植白芍的药渣复合肥的使用方法是：选择土层深厚，地下水位低，排水良好，疏松肥沃的沙壤土种植，每亩均匀撒施白芍种植用药渣复合肥1600～2000公斤，三元复合肥50～60公斤作基肥，深翻60厘米，混合均匀，耙细整平。按照常规种植白芍的方法，选形状粗大，不空心，无病虫害的芽头，分切成几块，每块留芽2～4个，剪口涂上硫磺粉末，按照常规种植方法进行种植和田间管理即可。
28.本发明的有益效果：
29.本发明提供了一种处理夏桑菊颗粒药渣及类似以全草类或藤叶类药材为主的中药的药渣的方法，解决了中药渣的处理难题，达到了资源综合利用的目的，节约了处理成本，防止了环境的污染。
30.常规的药渣发酵，一般夏天要2个月时间，冬天要3个月时间，时间太长，特别是以全草类或藤叶类药材为主的中药的药渣，因为纤维较多，发酵时间最长。本发明提供的一种处理药渣的方法，解决了以前类似处理药渣的方法中自然堆放发酵，时间特别长，难免发生二次环境污染的问题。通过选用合适的复合发酵菌，解决了自然堆放发酵，没有对发酵菌进行选择，效果很差，效益较低的问题。通过加装控制管，解决了降温和通气必须进行反复翻堆，劳动强度大，生产成本高，没有经济效益，难以工业生产和推广的问题。控制了发酵过程中的温度和ph值，从而使发酵完全，使得到的有机肥产品的质量得到了保证。制备过程中，加稀磷酸，既调节了ph值，又使最终产品的质量得到了保证。通过玉米芯粉作分散剂，使复合发酵菌与药渣的混合更加均匀，使发酵过程中发酵堆中各部分的发酵程度保持一致，能够更好的保证最终发酵肥的质量。适量加入玉米芯粉，使药渣在发酵过程中不至于太板结，改善了通透性，也使控制管控制温度和通气的作用发挥得更好。本发明提供的药渣处理方法，在ph值较高的时候通过控制管加入稀磷酸，解决了以前的方法产生大量的氨气，使整个生产环境气味难闻，使操作工人的工作环境十分恶劣的问题，既保护了环境，又保护了工人
的身心健康。
31.本发明的白芍种植用药渣复合肥使用以后，解决了白芍施足底肥的问题，解决了施用农家肥易出现病虫害，生理性死苗、枯苗等问题，最终使白芍药材的外观得到了改善，使产量提高、有效成份含量提高，经济效益和社会效益都得到了提高。其它根茎类药材的种植，如川射干、射干、丹参、玄参、桔梗等，使用本药渣复合肥，也有很好的效果。
具体实施方式
32.实施例1
33.(1)复合菌悬液的配制：将黑曲霉菌、木霉菌、枯草芽孢杆菌、嗜热纤维梭菌四种微生物按1∶3∶1.5∶3.5质量比例混合；其中黑曲霉菌菌数50亿个/克，木霉菌菌数50亿个/克，枯草芽孢杆菌菌数为100亿个/克，嗜热纤维梭菌50亿个/克；按照1∶50质量比加入温度为30℃的凉白开，混合均匀，得复合菌悬液。
34.(2)玉米芯粗粉分散剂的准备：将玉米芯干燥，用粉碎机粉碎，得直径2
㎜
的玉米芯粗粉。
35.(3)复合菌粉的准备：将复合菌悬液均匀地喷入玉米芯粗粉中，并混合均匀，得复合菌粉，复合菌悬液与玉米芯粗粉的比例按质量比计为1∶20。
36.(4)复合菌粉的加入：将煎煮提取后的夏桑菊颗粒药渣堆置于发酵池中，让药渣中的水分自然流出，保持药渣相对湿润，待药渣温度降到40-50℃时，用喷粉器喷入复合菌粉，一边喷一边翻动药渣，让复合菌粉与药渣混合均匀，药渣以干药材质量计算，复合菌粉的用量与干药材的质量比为100∶4。
37.(5)控制杆的制作：取直径5厘米的空心不锈钢管，管长150厘米，管壁上均匀分布直径8毫米的透气圆孔，孔间距离为8厘米，圆孔在管壁上纵向均匀分布4排，空心不锈钢管的一端密封，另一端保留管口，加装一个可将管口盖严的活动塑料盖。
38.(6)发酵药渣堆的处理：将均匀混合了复合菌粉的药渣堆成高为100厘米，长为200厘米，宽为200厘米的发酵药渣堆，把电子ph计的探头埋入发酵药渣堆中间位置，把电子温度计的探头埋入发酵药渣堆中间位置，把控制杆以和地面呈35度的角度斜插入发酵药渣堆中，密封端向下，有塑料盖的一端向上并露于发酵药渣堆外，相邻控制杆的间距为30厘米，每一堆发酵药渣堆均匀地斜插50根控制杆，用塑料薄膜将发酵药渣堆遮盖密封，仅将控制杆的上端露于塑料薄膜外，并将控制杆上端的塑料盖加盖严密。
39.(7)温度控制：保持发酵药渣堆自然发酵，发酵过程中用电子温度计监控好发酵药渣堆内的温度，用电子温度计监控好发酵药渣堆内的温度，使温度保持在40-65℃之间，当发酵药渣堆内的温度高于65℃时，打开控制杆上的塑料盖，让温度下降，当发酵药渣堆内的温度低于40℃时，盖上控制杆上的塑料盖，让温度上升。
40.(8)ph值控制：用电子ph计监控好发酵药渣堆内的ph值，当发酵药渣堆内的ph值超过8的时候，打开控制杆上的塑料盖，从控制杆的管口加入浓度为0.15mol/l的稀磷酸，均匀加入，至ph值小于5.5；
41.(9)发酵完成：保持发酵药渣堆自然发酵，发酵到第23天，发酵药渣堆内的温度低于40℃，发酵完成，拆出电子温度计、电子ph计、控制杆，将药渣翻散，摊开，晾晒，当水分为16％时，收拢装袋，得白芍种植用药渣复合肥。
42.实施例1取样4份，分别编号实施例1a、实施例1b、实施例1c、实施例1d。
43.对比例1
44.对比例1的制备方法与实施例1相比较，不同的是：本对比例1没有采用实施例1中步骤(1)和步骤(3)的操作；步骤(2)玉米芯粗粉分散剂的准备是直接在玉米芯粗粉中加入凉白开；步骤(4)是直接加入的不含有复合菌悬液的玉米芯粗粉浆。除上述区别，其余操作方法均与实施例1相同。对比例1与实施例1的实质区别是对比例1没有用到本发明专用的复合菌。
45.结果：对比例1一直发酵到第48天，温度才低于40℃，发酵才基本完成。
46.所以，使用本发明的复合菌发酵，能够缩短发酵时间，缩短生产周期，提高生产效率，降低生产成本。
47.对比例2
48.对比例2的制备方法与实施例1相比较，不同的是：本对比例2没有实施例1的采用实施例1中步骤(2)和步骤(3)的操作，步骤(4)复合菌粉的加入操作中加入的是步骤(1)制备的复合菌悬液，采用喷雾器喷入。除上述区别，其余操作方法均与实施例1相同。对比例2与实施例1的实质区别是对比例2没有用到本发明使用的玉米芯粗粉分散剂。
49.结果：对比例2一直发酵到第20天，温度低于40℃，发酵基本完成。
50.在发酵堆的两对角线上，距角40厘米处，各取1个样，共取4个样。每个样品分别目测检视，然后分别混合均匀，粉碎成粗粉，再目测检视。
51.对比例2取样4份，分别编号对比例2a、对比例2b、对比例2c、对比例2d。
52.表1实施例1与对比例2取样比较情况
[0053][0054][0055]
从表1可以看出，对比例2没有使用玉米芯粗粉分散剂来进一步分散发酵复合菌，会造成不同部位发酵情况不一致，从取样结果可以看出，使用了玉米芯粗粉分散剂，能够更好地保证最终产品的质量。
[0056]
对比例3
[0057]
对比例3的制备方法与实施例1相比较，不同的是：本对比例3没有采用实施例1中步骤(5)的操作，步骤(6)发酵药渣堆的处理中没有插入控制杆，步骤(7)温度监控中没有通过打开塑料盖和盖上塑料盖调节温度的操作，没有步骤(8)通过控制杆加入稀磷酸的操作。
除上述区别，其余操作方法均与实施例1相同。对比例3与实施例1的实质区别是对比例3没有用到本发明使用的控制杆，相应的也没有与控制杆有关的控制温度和控制ph值的操作。
[0058]
结果，在发酵过程中，大约从第16天起，对比例3就产生了比较刺鼻的氨气味道，几天后味道更大，同时有臭味散发出来。对比例3一直发酵到第29天，温度低于40℃，发酵基本完成。
[0059]
在发酵堆的两对角线上，距角40厘米处，各取1个样，共取4个样。每个样品分别目测检视，然后分别混合均匀，粉碎成粗粉，再比较气味，然后检测目测检视。
[0060]
对比例3取样4份，分别编号对比例3a、对比例3b、对比例3c、对比例3d。
[0061]
表2实施例1与对比例3取样比较情况
[0062][0063][0064]
从表2可以看出，对比例3没有使用控制杆，也就相应没有与控制杆有关的控制温度和控制ph值的操作。结果，对比例3不只是在发酵过程中，产生了比较刺鼻的氨气味道，同时有臭味散发出来，生产周期明显变长，操作工人的劳动环境变差，生产成本增加，而且，最终产品的质量差别很大。对比例3比实施例1，有机质质量分数(以烘干基计)低16.86％，氮(n)质量分数(以烘干基计)低17.66％，磷(p2n5)质量分数(以烘干基计)低61.6％。
[0065]
对比例4
[0066]
白芍药材的种植，选用以上实施例1、对比例1、对比例2、对比例3制备的白芍种植用药渣复合肥和普通农家肥做底肥。
[0067]
在四川省中江县集凤镇石垭子村四川逢春制药有限公司的白芍国家gap种植示范基地，选择土层深厚，地下水位低，排水良好，疏松肥沃的沙壤土1亩，开好三沟，沟宽30cm，沟深25～30cm，拣净杂草、石块等杂物。分成5份，编号为1、2、3、4、5，按照以下不同的底肥种
类分别施底肥：
[0068]
1、1号地块施实施例1制备的药渣肥。
[0069]
2、2号地块施传统农家肥。
[0070]
3、3号地块施对比例1制备的药渣肥。
[0071]
4、4号地块施对比例2制备的药渣肥。
[0072]
5、5号地块施对比例3制备的药渣肥。
[0073]
每块地分别对应撒施以上底肥350kg，三元复合肥10公斤作基肥，深翻60厘米，混合均匀，耙细整平。
[0074]
白芍的种植和管理：
[0075]
分根繁殖：秋季收获时，从芽头(也称芍头)的着生处将根全部割下作药用，选形状粗大，不空心，无病虫害的芽头，分切成几块，每块留芽2～4个，剪口涂上硫磺粉末，然后将芽头放入穴径18～22厘米，穴深10～15厘米的穴中，每穴放一个芽头，行距40～50厘米，株距30～40厘米，使根间四侧舒展，填土，使根部和土壤紧密结合，充分浇水渗后培土越冬。
[0076]
田间管理：
[0077]
中耕除草：每年中耕除草3～4次，夏季干旱时应中耕保墒，冬季结合中耕进行全面清园。
[0078]
施肥：春夏施人粪尿等速效肥，每亩500公斤，秋冬施白芍种植用药渣复合肥，每亩1000公斤，第三年和第四年3月份施入人粪尿，每亩500公斤，硫酸铵10公斤和过磷酸钙25公斤。4月份施磷酸铵，每亩15公斤。
[0079]
剪花去蕾：在白芍的花期，选择晴好天气的早晨，将初绽的花蕾从花茎基部轻轻剪下。
[0080]
病害防治：危害芍药的病虫害有灰霉病、锈病、软腐病、蛴螬、小地老虎等。灰霉病可用甲霜灵、波尔多液等防治；锈病可用粉锈宁、敌唑酮、敌力脱等防治；软腐病用农用链霉素、代森锰锌、加瑞农等防治；蛴螬、小地老虎等用甲基异柳磷、辛硫磷、呋喃丹等药剂灌根或顺垄撒施防治。
[0081]
采收加工：到第二年8月30日左右，选择晴好天气采挖白芍。在每个地块的中间，选择连续10株采挖，分别收集采挖的各地块的10株白芍，挖出全根，除去泥土，将主根和侧根剪下进行目视比对、重量称量、含量检测。结果如下：
[0082]
表3不同底肥种植的白芍10株相关指标情况统计
[0083]
[0084]
从表3可以看出，施用药渣发酵肥的，都比2号地块使用传统农家肥的产量高，最高的比最低的产量高44.4％。
[0085]
从外观看，1号地块是施用实施例1的药渣发酵肥的，外观最好，2号地块是施用传统农家肥的，因病虫害多，导致白芍根条弯曲畸形的多，外皮多损伤、颜色较暗淡；4号地块是施用对比例2的药渣发酵肥的，因为没有使用玉米芯粉，土壤比较板结，导致白芍根条弯曲畸形的多，外皮损伤较多。
[0086]
从浸出物和芍药苷含量来看，两者的情况差不多，都是1号地块施用实施例1的药渣发酵肥的，含量最高，其中，浸出物最高的比最低的高21.6％；芍药苷含量最高的比最低的高52.6％。
[0087]
总的来说，在种植的5个地块的白芍中，施用药渣发酵肥的，效果最好，产量高，外观好，商品等级高。施用药渣发酵肥的4个地块中，施用实施例1的药渣发酵肥的，效果最好，产量高，外观好，商品等级高。