专利名称:利用醋糟生产的水稻育秧用基质及其生产方法
利用醋糟生产的水稻育秧用基质及其生产方法
技术领域：
本发明属于水稻育秧用基质及其制造方法，特别是一种利用醋糟生产的水稻育秧用基质及其生产方法。 背景技术：
醋糟是酿醋的主要伴生副产品，约占制醋原料的70-80%。它由经制醋发酵过的稻粒外壳和少量麸皮、米酒渣组成，有机质含量90%左右，氮素含量2. 5%左右，磷钾含量分别为O. 25%和O. I %左右，养分较丰富；然而它又是纤维素、木质素含量高， PH4. O左右的难以处理的有机废弃物。由于其数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染，成为制醋行业难以处理的一大难题。
文献I为公开号CN10163637. A、名称《一种以粉煤灰和醋糟为主要原料的基质及基质化方法》的专利申请案，其基质特征是体积百分比25-50%的粉煤灰，50-75%的醋糟为主要原料，还添加1-5的含磷肥料、0-3的含钾肥料；1_5的含氮肥料；0-10的酸性调节剂； 0-10的碱性调节剂。其基质化方法特征是将醋糟干燥至表面无水分并呈夥粒状，分别测定粉煤灰与醋糟的理化指标值，与东北草炭的理化指标值比较而确定粉煤灰与醋糟的配比量，再用酸性调节剂或碱性调节剂调节粉煤灰与醋糟混合物的酸碱度至PH4. 5-6. 5，并测定混合物的理化指标值，再次与东北草炭的理化指标值比较而参照其氮、磷、钾指标值添加含氮、磷、钾肥料，最后移至自然环境，摊铺5-10厘米厚度后种植草坪草1-2年，并在种植第一年的七月中下旬期间翻土并闷棚10-15天，就获得各项理化指标接近或高于东北草炭的基质。文献I中对醋糟的利用仅仅停留在物理方式的机械混合，纤维含量多达99%以上的醋糟并未得到真正处理，因此该申请人对醋糟的认识定位在该文献中0026段中的“醋糟是制醋过程中的下脚料，其酸性大、纤维含量高、热量低，既不能用饲料，也不能作肥料，而成为农产品加工的废弃物，在山西等醋业大省，由于醋产量较大，大量醋糟成了污染环境的一大公害。”文献I中公开的对醋糟利用的基质化方法需要“移至自然环境，摊铺5-10厘米厚度后种植草坪草1-2年，并在种植第一年的七月中下旬期间翻土并闷棚10-15天”，才能获得各项理化指标接近或高于东北草炭的基质。这样的方法显然无法实现工厂化生产，难以大批量利用醋糟，对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的一大难题意义不大。
文献2为公开号CN102138074. O、名称《以醋糟为原料的植物育苗和栽培用的基质及其制造方法》的专利申请案，其基质特征是由醋糟加营养物质鸡粪、酸度调节剂粉煤灰拌匀后再加入液体的乳酸菌、硫化线菌、酵母菌和纤维放线菌的混合体组成的发酵菌种进行堆制发酵的固体粒状物；其制造方法的特征在于用含水量达70%的醋糟，加入一定量的液体微生物、鸡粪、粉煤灰，并搅拌均匀；然后复盖塑料布等防水保温材料，进行堆制发酵。 当堆中心部分的温度达65°C以上时，翻一次堆后继续堆制；夏天堆制30-40天，冬天堆制 45-55天，当堆中的温度基本上降至与外界气温相同时，发酵过程完毕，形成了醋糟基质。文献2中醋糟基质的制造方法缺陷是复盖塑料布等不透气的防水保温材料，且进行数十天堆制发酵过程中仅仅翻堆一次，这就造成整个发酵过程主要是厌氧发酵，发酵过程完毕后形成的醋糟基质中未转化的纤维含量仍然较多，加之成品水分含量太高，无法直接商品化，必须化费可观的能量烘干后，才能作为植物育苗和无土栽培用的基质。这样的方法显然也难以实现工厂化生产而大批量利用醋糟，对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的一大难题同样意义不大。
文献1、2中醋糟基质的成分缺陷是含有粉煤灰。粉煤灰是电厂煤粉燃烧后得到的无机废弃物，其主要化学成分以二氧化硅和三氧化二铝为主，据浙江大学土壤与农业化学系汪海珍、徐建民、谢正苗、俞劲炎在1999年第4期《土壤与环境》的《粉煤灰对土壤和作物生长的影响》一文中指出“据国内外报道，粉煤灰农用投资最省、成本最低，是开发利用的重要途径，但粉煤灰中有害物质对土壤和作物生长的不利影响，也引起了人们的极大关注。 因此，如何将粉煤灰合理利用于农业上，是值得讨论的重要问题。”
传统秧盘育秧过程包括催芽、整地、破碎、调配营养土、铺营养土、撒种和覆盖等环节，工序繁杂、需要额外施肥、作业劳动强度高。
由此可见，研究设计一种无需机械破碎，也不需额外施肥，降低了劳动强度的，能使醋糟得到充分发酵腐熟的利用醋糟生产的水稻育秧用基质及其生产方法是必要的。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术的不足，研究并设计一种无需机械破碎， 也不需额外施肥，降低了劳动强度的，能使醋糟充分发酵腐熟的利用醋糟生产的水稻育秧用基质及其生产方法。本发明更深意义的目的是探索出醋糟工厂化批量处理，实现商品化生产，为处理易于造成环境污染的醋糟，解决制醋行业的难题找到一条解决环境污染、变废为宝的新途径。
本发明的目的是这样实现的一种利用醋糟生产的水稻育秧用基质，其特征是利用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品醋糟为主料加菌混合后经过一次主(有氧)发酵，在条垛中上部铺数厘米厚的、占发酵物料重量百分比10-12%的草木灰进行二次后(腐熟)发酵，得到的有机质含量不低于60%、氮磷钾总养分含量达4. 0-4. 5%、水分含量少于 20%、酸碱度pH6. 0-6. 5、可溶性离子浓度EC值2_3mS/cm、透气空隙22% -25% (V)、持水空隙44-46% (V)、发芽指数大于98%的颗粒基质。
一种利用醋糟生产权利要求
I所述的水稻育秧用基质的生产方法，包括原料准备一加菌混合一堆制发酵一成品工序，其特征是原料准备工序中选用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品含水量72-75%的原始醋糟作为原料醋糟，选用普通草木灰作为原料草木灰；加菌混合工序中加入占发酵物料重量百分比O. 1-0. 2%的发酵用菌种；堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；二次后(腐熟)发酵时在条垛中上部铺数厘米厚的、占发酵物料重量百分比10-12%的草木灰。
本发明的目的还可以采取如下的进一步措施来实现
所述的一次主发酵是指在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，将加菌混合均匀后的发酵物料堆成堆顶高I. 0-1. 2米、堆底宽2米的长条条垛，当堆内温度达 65-75°C时，夏秋季每天一次、冬春季隔天一次利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度下降到50°C以下、含水量下降至40%以下时为完成一次主发酵过程。上述加菌混合工序中加入占发酵物料重量百分比 O. 1-0. 2%的发酵菌种的是指用于对纤维含量多、酸度偏高的醋糟为主料、草木灰为辅料组成的发酵物料进行有氧发酵的能产生活力很强的水解酶的细菌、酵母菌、丝状菌、纤维分解放线菌组成的微生物群体。利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛的效果是通过加强通风和混匀分层的物料促进好氧菌对物料进行吸收、氧化、分解一方面好氧菌通过分解代谢将原料醋糟中的淀粉、纤维素、半纤维素等最终分解为二氧化碳和水，同时释放出能量；而另一方面微生物生长繁殖过程中，部分氮素被用以合成微生物细胞体及蛋白酶如纤维素酶、 蛋白质酶等，从而使发酵物料中有机氮含量得到提高。好氧性发酵微生物群产生的纤维素酶、蛋白质酶等水解酶能促进将有机物分解成微生物可以利用的小分子营养物质，进一步促进好氧微生物生长，形成更丰富的细胞蛋白，从而进一步提高发酵物料中有机氮磷的含量。
所述的二次后发酵是指在在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内将发酵物料堆成顶高I. 0-1. 2米、堆底宽2米的长条条垛，在条垛中上部铺数厘米厚的、占发酵物料重量百分比10-12%的草木灰而并不混合，降低水分散失速度使物料充分腐熟，约10天后翻堆混合发酵物料，此后每5天翻堆一次，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度不再上升，与环境温度相同时为止。在主发酵阶段微生物作用下物料PH值很快上升，加之堆温高达70°C上下，添加碱性草木灰将加剧氮素的流失，故应在后腐熟阶段当物料pH降为弱酸性而物料基本稳定时加入草木灰。
本发明在实施过程中，和实施得到的水稻育秧用基质试用于水稻育秧过程中，与已有技术相比显示出如下的优点
I、利用本发明实施得到的基质进行水稻育秧，发芽指数高且无需机械破碎，也不需额外施肥，还降低了劳动强度。对比文献I中对醋糟未进行生化处理，对比文献2中采用复盖塑料布等不透气的防水保温材料，且进行数十天堆制发酵过程中仅仅翻堆一次，主要依靠厌氧发酵，发酵过程中会产生异味、招引蚊蝇等，且发酵完毕后形成的醋糟基质，纤维素、木质素降解程度较低。本发明中醋糟经一次主(有氧)、二次后(腐熟)得到充分发酵，发酵过程中基本无异味，且纤维素、木质素等降解程度高。加之，在后腐熟阶段当物料 PH降为弱酸性而物料基本稳定时加入草木灰，而不是对比文献1、2中的粉煤灰。草木灰为植物燃烧后的灰烬，凡是植物所含的矿物质元素，草木灰中几乎都含有。其中含量最多的是钾元素，一般含钾6-12%，其中90%以上是水溶性，以碳酸盐形式存在；其次是磷，一般含1.5-3% ;还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钥等微量营养元素，等钾量施用草木灰与化学钾肥的对比试验表明草木灰肥效好于化学钾肥。因此本发明得到的水稻育秧用基质有机质含量不低于60%、氮磷钾总养分含量达4. 0-4. 5%,再加上水分含量少于20%、 酸碱度PH6. 0-6. 5、可溶性离子浓度EC值2-3mS/cm、透气空隙22% -25% (V)、持水空隙 44-46% (V),成为完全适合水稻育秧用的良好基质。经实验,发芽指数稳定超过98%,最高达120%。而且无需机械破碎，也不需额外施肥，减少了工序，还降低了劳动强度。
2、对处理数量大、纤维含量多、酸度极高，容易造成环境污染的醋糟，解决制醋行业难以处理的大难题具有重要的现实意义和社会意义。本申请人所在的江苏镇江，是我国酿造食用醋的最大生产基地，仅镇江恒顺醋业集团每年生产过程中伴生的醋糟就达数十万吨，本发明的成功实施，将含水量72-75%的原始醋糟经本发明的生产方法实施为有机质含量不低于60%、总养分含量达4. 0-4. 5%的,无需机械破碎,也不需额外施肥,减少了工序， 还降低了劳动强度的，水稻育秧用新型基质，为醋糟工厂化批量处理，实现商品化生产开辟了一条解决环境污染，变废为宝新的重要途径。
权利要求
1.一种利用醋糟生产的水稻育秧用基质，其特征是利用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品醋糟为主料加菌混合后经过一次主(有氧)发酵，在条垛中上部铺数厘米厚的、占发酵物料重量百分比10-12%的草木灰进行二次后(腐熟)发酵，得到的有机质含量不低于 60%、氮磷钾总养分含量达4. 0-4. 5%、水分含量少于20%、酸碱度pH6. 0-6. 5、可溶性离子浓度EC值2-3mS/cm、透气空隙22% -25% (V)、持水空隙44-46% (V)、发芽指数大于98% 的颗粒基质。
2.一种利用醋糟生产权利要求
I所述的水稻育秧用基质的生产方法，包括原料准备——加菌混合——堆制发酵——成品工序，其特征是——原料准备工序中选用酿造食用醋生产过程得到的伴生副产品含水量72-75%的原始作为原料醋糟，选用普通草木灰作为原料草木灰；——加菌混合工序中加入占发酵物料重量百分比O. 1-0. 2%的发酵用菌种；——堆制发酵工序由一次主(有氧)发酵、二次后(腐熟)发酵组成；——二次后(腐熟)发酵时在条垛中上部铺数厘米厚的、占发酵物料重量百分比 10-12%的草木灰。
3.根据权利要求
2所述的水稻育秧用基质的生产方法，其特征是所述的一次主发酵是指在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内，将加菌混合均匀后的发酵物料堆成堆顶高I. 0-1. 2米、堆底宽2米的长条条垛，当堆内温度达65-75°C时，夏秋季每天一次、冬春季隔天一次利用抛扬机械对发酵物料进行抛扬翻垛，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天， 直到发酵物料堆内温度开始下降、含水量下降至50%以下时为完成一次主发酵过程。
4.根据权利要求
2所述的水稻育秧用基质的生产方法，其特征是所述的二次后发酵是指在在有顶棚覆盖、有通风条件的发酵车间厂房内将发酵物料堆成顶高I. 0-1. 2米、堆底宽2米的长条条垛，在条垛中上部铺数厘米厚的、占发酵物料重量百分比10-12%的草木灰而并不混合，降低水分散失速度使物料充分腐熟，10天后再翻堆混合发酵物料，此后每5天翻堆一次，夏秋季经15-25天、冬春季经25-35天，直到发酵物料堆内温度不再上升，与环境温度相同时为止。
专利摘要
利用醋糟生产的水稻育秧用基质及其生产方法。属水稻育秧用基质及其制造方法。其特征是利用醋糟为主料经过一次有氧发酵，二次后腐熟发酵得到的有机质不低于60％、总养分达4.0-4.5％、水含量少于20％、pH6.0-6.5、可溶性离子浓度EC值2-3mS/cm、透气空隙22％-25％(V)、持水空隙44-46％(V)、发芽指数大于98％的颗粒基质。其生产方法包括原料准备——加菌混合——堆制发酵——成品工序，其特征是选用酿造食用醋生产过程得到的含水量72-75％的原始醋糟，加入0.1-0.2％的发酵用菌种；二次后腐熟发酵时在条垛中上部铺数厘米厚的、10-12％的草木灰。经试用显示了发芽指数高且无需机械破碎，也不需额外施肥，还降低了育秧劳动强度，为醋糟工厂化批量处理开辟了一条解决环境污染的重要途径。
文档编号C05F5/00GKCN102584405SQ201210063566
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月13日
发明者孙德民, 沙爱国, 王秋园, 钟志仁, 陈笃江 申请人:镇江恒欣肥料科技有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan