利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥的制作方法
【专利摘要】本发明属于生物发酵行业发酵废液处理领域，利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥，其过滤废弃物，水解，制备发酵液以及冷冻干燥等步骤。本发明制备的复混肥具备固氮保水，肥效持久，不但能够使得农作物增产增收，还具备一定的除草功能，环保无污染。
【专利说明】
[0001] 利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥
技术领域
[0002] 本发明属于生物发酵行业发酵废液处理领域，具体涉及一种利用苏氨酸发酵废弃 物制备的肥料。
【背景技术】
[0003] 苏氨酸是一种必需的氨基酸，是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制 氨基酸，随着赖氨酸、蛋氨酸合成品在配合饲料中的广泛应用，苏氨酸逐渐成为影响畜禽生 长的主要限制性因素。苏氨酸主要用做饲料添加剂，其生产步骤为浓缩、结晶、提取菌体蛋 白，而其过程中产生的菌体蛋白和母液处理难度较大，成本较高，难以获得性价比较高的副 产品。
【申请人】之前的专利技术"一种利用苏氨酸发酵废弃物制备的肥料"采用水解菌体蛋白 的方式制备氨基酸螯合肥，但是该方法含有金属离子不适合制备菌肥。
[0004] 我国肥料的发展和应用历程，是从农家肥到使用无机肥为主要阶段，因农家肥污 染源多，运输量大，在操作上费时费力并且效果不是特别明显；而无机肥成份单一，利用率 较低，而且往往会造成土壤板结和伴随水土流失污染水源，影响生态环境。目前，市场多采 用含氮磷钾的无机复合肥等，该复合肥的肥效全面，但是也存在肥效不持久，容易流失等缺 陷;更重要的是，目前复合肥的价格较高，给农民带来较大的负担，如何降低肥料成本，提高 农民收入是现代化农业需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥， 该复混肥有效利用了氨基酸发酵废弃物，降低肥料生产成本，实现了变废为宝，而且肥料肥 效持久，兼备除草功能。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案： 利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥，其包括如下步骤： 步骤1)将生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水； 步骤2)将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中，加入5mol/L的盐 酸，以没过原料为准，在60°C温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用 氨水中和残余盐酸，控制溶液的pH为6.8-7.2; 步骤3)将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为1 X 107个/ml的菌 液，然后按照3:2:2的体积比混合，即得复合菌剂A; 步骤4)将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌分别培养至浓度为1 X108个/ml的菌液， 然后按照2:2:1的体积比混合，即得复合菌剂B; 步骤5)将小麦秸杆粉碎成小麦秸杆粉，添加到步骤2)的溶液中，搅拌均匀，静置12小 时，然后依次添加豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以 5°C/min的升温速度加热至100°C，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%(v/v)的接种 量接种复合菌剂A，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30 °C的条件发酵36小时，得到发酵液A; 步骤6)将小麦秸杆粉碎得到小麦秸杆粉，然后与麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉混合搅拌均 匀得到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1)的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至 室温，按照1〇%(v/v)的接种量种复合菌剂B，在温度为28-30°C的条件发酵36小时，得到发酵 液B; 步骤7)将发酵液A、发酵液B以及腐殖酸钾按照3-5:5-9:1-2的质量比混合，搅拌均匀， 然后冷冻干燥制备成干粉，即得。
[0007] 优选地， 所述步骤5)中，所述小麦秸杆粉、步骤2)的溶液、豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及 葡萄糖的质量比为 10-15:80-120:10-15:5-9:5-9:4-7:1-2。
[0008] 所述步骤6)中，所述小麦秸杆粉、麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉的质量比为7-10:4-7: 2_3:2 _3 〇
[0009] 所述黄绿木霉为ACCC No.32248;铜绿假单胞菌为CGMCC No.5721;所述假丝酵母 菌为ATCC No.22023。
[0010] 所述节杆菌为CGMCC No.7779,所述巨大芽孢杆菌为CGMCC No.3770,所述圆褐固 氮菌为ATCC4412。
[0011] 上述菌株均可从保藏中心或者其他商业渠道购买获得。
[0012] 本发明取得的有益效果包括以下几个方面： 本发明将发酵废弃物全部应用于肥料制备中，避免了对废液进行蒸发浓缩以及减污处 理，减少了能源浪费，提高了利用率，并且制备了肥料，一举两得;本发明直接水解废弃的菌 体蛋白作为发酵原料，提供了丰富的氯化铵以及氨基酸氮源，既可作为微生物发酵养料，也 可作为肥料使用;菌株配伍合理，采用不同菌剂不同发酵处理方式，使得不同菌剂处于最佳 的发酵条件，避免部分菌株不能在废水制备的培养液中存活;本发明通过有效利用自然存 在的农作物废弃物，结合微生物技术，使得肥料成本低廉，肥效更加持久;腐植酸钾作为养 料和载体，能够对养分释放调控功能具备保水保肥功能;本发明菌剂经过筛选和合理配伍， 使得肥料具备固氮保水，农作物增产增收，还具备一定的除草功能，环保无污染。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0014] 实施例1 利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥，其包括如下步骤： 1) 将生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物(利用生物发酵法制备苏氨酸，收集苏 氨酸后的废弃物，包括菌体蛋白、糖类以及氨氮等物质)过滤，收集菌体蛋白和废水； 2) 将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中，加入5mol/L的盐酸，以 没过原料为准，在60°C温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用氨水 中和残余盐酸，控制溶液的pH为6.8-7.2; 3) 将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为IX 107个/ml的菌液，然 后按照3: 2:2的体积比混合，即得复合菌剂A;所述黄绿木霉为ACCC No . 32248;铜绿假单胞 菌为CGMCC No.5721(可见CN103361284A);所述假丝酵母菌为ATCC No.22023; 4) 将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌分别培养至浓度为1 X108个/ml的菌液，然后 按照2 : 2 : 1的体积比混合，即得复合菌剂B ;所述节杆菌为CGMCC No . 7 7 79 (可见 CN103333837A)，所述巨大芽孢杆菌为CGMCC如.3770(可见0价02021118六），所述圆褐固氮 菌为 ATCC4412; 5) 将小麦秸杆粉碎成小麦秸杆粉，添加到步骤2)的溶液中，搅拌均匀，静置12小时，然 后依次添加豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以5°C/ min的升温速度加热至100°C，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%( v/v)的接种量接 种复合菌剂A，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30°C的条件发酵36小时，得到发酵液A;其中，小 麦秸杆粉、步骤2)的溶液、豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为10:80: 10:5:5:4:1； 6) 将小麦秸杆粉碎得到小麦秸杆粉，然后与麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉混合搅拌均匀得 到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1)的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至室 温，按照1〇%(v/v)的接种量种复合菌剂B，在温度为28-30°C的条件发酵36小时，得到发酵液 B;其中，小麦秸杆粉、麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉的质量比为7:4:2:2; 7) 将发酵液A、发酵液B、腐殖酸钾按照3:5:1的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥制 备成干粉，即得。
[0015] 实施例2 利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥，其包括如下步骤： 1) 将生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水； 2) 将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中，加入5mol/L的盐酸，以 没过原料为准，在60°C温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用氨水 中和残余盐酸，控制溶液的pH为6.8-7.2; 3) 将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为IX 107个/ml的菌液，然 后按照3: 2:2的体积比混合，即得复合菌剂A;所述黄绿木霉为ACCC No . 32248;铜绿假单胞 菌为CGMCC No.5721;所述假丝酵母菌为ATCC No.22023; 4) 将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌分别培养至浓度为1 X108个/ml的菌液，然后 按照2:2:1的体积比混合，即得复合菌剂B;所述节杆菌为CGMCC No.7779,所述巨大芽孢杆 菌为CGMCC No. 3770，所述圆褐固氮菌为ATCC4412; 5) 将小麦秸杆粉碎成小麦秸杆粉，添加到步骤2)的溶液中，搅拌均匀，静置12小时，然 后依次添加豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以5°C/ min的升温速度加热至100°C，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%( v/v)的接种量接 种复合菌剂A，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30°C的条件发酵36小时，得到发酵液A;其中，小 麦秸杆粉、步骤2)的溶液、豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为15:120: 15:9:9:7:2; 6) 将小麦秸杆粉碎得到小麦秸杆粉，然后与麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉混合搅拌均匀得 到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1)的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至室 温，按照1〇%(v/v)的接种量种复合菌剂B，在温度为28-30°C的条件发酵36小时，得到发酵液 B;其中，小麦秸杆粉、麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉的质量比为10:7:3:3; 7)将发酵液Α、发酵液Β、腐殖酸钾按照5:9:2的质量比混合，搅拌均匀，然后冷冻干燥制 备成干粉，即得。
[0016] 实施例3 本发明实施例2制备的复混肥的田间试验效果：以水稻为例。
[0017] 对照组:普通复合肥(35%尿素，35%磷酸一铵，30%氯化钾）； 试验组:普通复合肥(35%尿素，35%磷酸一铵，30%氯化钾)+实施例2制备的复混肥。
[0018] 实验方法:选试验田种植水稻，两组肥料分别处理的试验田面积均10亩地。
[0019] 对照组:普通复合肥使用量为50kg，试验组:普通复合肥使用量为40kg+10kg实施 例2制备的复混肥;种植条件完全相同，同时收获水稻，测定水稻亩产量以及增产率；同时检 测水稻穗粒数、千粒重以及空秕粒数。
[0020] 实验结果：参见表1
同样的处理条件，第二年复种小麦，实验结果:参照表2。
结论:通过表1-2比较发现，试验组水稻空秕粒数、穗粒数、千粒重以及亩产量明显高于 对照组，具备统计学意义;而且第二年的丰产效果更佳，说明菌肥效果更持久，菌群和腐殖 酸钾在土壤内起到了固氮保水增肥的效果。
[0022] 除草效果:试验组与对照组相比，施肥1个月后:藜、马齿苋、稗草、马唐、铁苋草等 杂草的数量明显减少，其中，马唐减少了68%，稗草、铁苋草减少了75%;除草效果好，可代替 或减少除草剂的使用，并且对环境无污染。
[0023] 本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书 而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 利用苏氨酸发酵废弃物制备的复混肥，其包括如下步骤： 步骤1)将生物发酵苏氨酸产生的苏氨酸发酵废弃物过滤，收集菌体蛋白和废水； 步骤2)将菌体蛋白烘干，粉碎机粉碎成粉末状，然后置于反应罐中，加入5mol/L的盐 酸，以没过原料为准，在60°C温度下搅拌水解24小时，搅拌速度为300转/min，反应终止后用 氨水中和残余盐酸，控制溶液的pH为6.8-7.2; 步骤3)将黄绿木霉、铜绿假单胞菌、假丝酵母菌分别培养至浓度为1 X 107个/ml的菌液， 然后按照3:2:2的体积比混合，即得复合菌剂A; 步骤4)将节杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌分别培养至浓度为1 X108个/ml的菌液，然 后按照2:2:1的体积比混合，即得复合菌剂B; 步骤5)将小麦秸杆粉碎成小麦秸杆粉，添加到步骤2)的溶液中，搅拌均匀，静置12小 时，然后依次添加豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖，500转/分钟搅拌3分钟，再以 5°C/min的升温速度加热至100°C，然后保温30min，自然冷却至室温，按照10%(v/v)的接种 量接种复合菌剂A，控制在pH6.8-7.2，温度为28-30 °C的条件发酵36小时，得到发酵液A; 步骤6)将小麦秸杆粉碎得到小麦秸杆粉，然后与麦麸、菜籽柏以及鱼骨粉混合搅拌均 匀得到混合料，加入占混合料两倍质量的步骤1)的废水，浸泡12小时，再煮沸15min，冷却至 室温，按照1〇%( v/v)的接种量接种复合菌剂B，在温度为28-30 °C的条件发酵36小时，得到发 酵液B; 步骤7)将发酵液A、发酵液B、腐殖酸钾按照3-5:5-9:1-2的质量比混合，搅拌均匀，然后 冷冻干燥制备成干粉，即得。2. 根据权利要求1所述的复混肥，其特征在于，所述步骤5)中，所述小麦秸杆粉、步骤2) 的溶液、豆柏、酒糟、贝壳粉、磷酸二氢钾以及葡萄糖的质量比为10-15:80-120:10-15:5-9: 5-9:4-7:卜2〇3. 根据权利要求1所述的复混肥，其特征在于，所述步骤6)中，所述小麦秸杆粉、麦麸、 菜籽柏以及鱼骨粉的质量比为7-10:4-7:2-3:2-3。4. 根据权利要求1所述的复混肥，其特征在于，所述黄绿木霉为ACCC No. 32248;铜绿假 单胞菌为061〇：如.5721;所述假丝酵母菌为41〇：如.22023。5. 根据权利要求1所述的复混肥，其特征在于，所述节杆菌为CGMCC No. 7779，所述巨大 芽孢杆菌为CGMCC No. 3770，所述圆褐固氮菌为ATCC4412。
【文档编号】C05G3/00GK106045701SQ201610396382
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】张修军, 徐淑伟, 梁晓娟, 李晓永, 张建国
【申请人】内蒙古阜丰生物科技有限公司