利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物發(fā)酵行業(yè)發(fā)酵廢液處理領(lǐng)域，利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥，其過濾廢棄物，水解，制備發(fā)酵液以及冷凍干燥等步驟。本發(fā)明制備的復(fù)混肥具備固氮保水，肥效持久，不但能夠使得農(nóng)作物增產(chǎn)增收，還具備一定的除草功能，環(huán)保無污染。
【專利說明】
[0001] 利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于生物發(fā)酵行業(yè)發(fā)酵廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄 物制備的肥料。
【背景技術(shù)】
[0003] 蘇氨酸是一種必需的氨基酸，是豬飼料的第二限制氨基酸和家禽飼料的第三限制 氨基酸，隨著賴氨酸、蛋氨酸合成品在配合飼料中的廣泛應(yīng)用，蘇氨酸逐漸成為影響畜禽生 長的主要限制性因素。蘇氨酸主要用做飼料添加劑，其生產(chǎn)步驟為濃縮、結(jié)晶、提取菌體蛋 白，而其過程中產(chǎn)生的菌體蛋白和母液處理難度較大，成本較高，難以獲得性價(jià)比較高的副 產(chǎn)品。
【申請人】之前的專利技術(shù)"一種利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的肥料"采用水解菌體蛋白 的方式制備氨基酸螯合肥，但是該方法含有金屬離子不適合制備菌肥。
[0004] 我國肥料的發(fā)展和應(yīng)用歷程，是從農(nóng)家肥到使用無機(jī)肥為主要階段，因農(nóng)家肥污 染源多，運(yùn)輸量大，在操作上費(fèi)時(shí)費(fèi)力并且效果不是特別明顯；而無機(jī)肥成份單一，利用率 較低，而且往往會(huì)造成土壤板結(jié)和伴隨水土流失污染水源，影響生態(tài)環(huán)境。目前，市場多采 用含氮磷鉀的無機(jī)復(fù)合肥等，該復(fù)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，目前復(fù)合肥的價(jià)格較高，給農(nóng)民帶來較大的負(fù)擔(dān)，如何降低肥料成本，提高 農(nóng)民收入是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥， 該復(fù)混肥有效利用了氨基酸發(fā)酵廢棄物，降低肥料生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，而且肥料肥 效持久，兼?zhèn)涑莨δ堋?br>[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥，其包括如下步驟： 步驟1)將生物發(fā)酵蘇氨酸產(chǎn)生的蘇氨酸發(fā)酵廢棄物過濾，收集菌體蛋白和廢水； 步驟2)將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽 酸，以沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用 氨水中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 步驟3)將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為1 X 107個(gè)/ml的菌 液，然后按照3:2:2的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A; 步驟4)將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為1 X108個(gè)/ml的菌液， 然后按照2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B; 步驟5)將小麥秸桿粉碎成小麥秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小 時(shí)，然后依次添加豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以 5°C/min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%(v/v)的接種 量接種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30 °C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A; 步驟6)將小麥秸桿粉碎得到小麥秸桿粉，然后與麥麩、菜籽柏以及魚骨粉混合攪拌均 勻得到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至 室溫，按照1〇%(v/v)的接種量種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵 液B; 步驟7)將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B以及腐殖酸鉀按照3-5:5-9:1-2的質(zhì)量比混合，攪拌均勻， 然后冷凍干燥制備成干粉，即得。
[0007] 優(yōu)選地， 所述步驟5)中，所述小麥秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及 葡萄糖的質(zhì)量比為 10-15:80-120:10-15:5-9:5-9:4-7:1-2。
[0008] 所述步驟6)中，所述小麥秸桿粉、麥麩、菜籽柏以及魚骨粉的質(zhì)量比為7-10:4-7: 2_3:2 _3 〇
[0009] 所述黃綠木霉為ACCC No.32248;銅綠假單胞菌為CGMCC No.5721;所述假絲酵母 菌為ATCC No.22023。
[0010] 所述節(jié)桿菌為CGMCC No.7779,所述巨大芽孢桿菌為CGMCC No.3770,所述圓褐固 氮菌為ATCC4412。
[0011] 上述菌株均可從保藏中心或者其他商業(yè)渠道購買獲得。
[0012] 本發(fā)明取得的有益效果包括以下幾個(gè)方面： 本發(fā)明將發(fā)酵廢棄物全部應(yīng)用于肥料制備中，避免了對廢液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮以及減污處 理，減少了能源浪費(fèi)，提高了利用率，并且制備了肥料，一舉兩得;本發(fā)明直接水解廢棄的菌 體蛋白作為發(fā)酵原料，提供了豐富的氯化銨以及氨基酸氮源，既可作為微生物發(fā)酵養(yǎng)料，也 可作為肥料使用;菌株配伍合理，采用不同菌劑不同發(fā)酵處理方式，使得不同菌劑處于最佳 的發(fā)酵條件，避免部分菌株不能在廢水制備的培養(yǎng)液中存活;本發(fā)明通過有效利用自然存 在的農(nóng)作物廢棄物，結(jié)合微生物技術(shù)，使得肥料成本低廉，肥效更加持久;腐植酸鉀作為養(yǎng) 料和載體，能夠?qū)︷B(yǎng)分釋放調(diào)控功能具備保水保肥功能;本發(fā)明菌劑經(jīng)過篩選和合理配伍， 使得肥料具備固氮保水，農(nóng)作物增產(chǎn)增收，還具備一定的除草功能，環(huán)保無污染。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0014] 實(shí)施例1 利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥，其包括如下步驟： 1) 將生物發(fā)酵蘇氨酸產(chǎn)生的蘇氨酸發(fā)酵廢棄物(利用生物發(fā)酵法制備蘇氨酸，收集蘇 氨酸后的廢棄物，包括菌體蛋白、糖類以及氨氮等物質(zhì))過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用氨水 中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 3) 將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為IX 107個(gè)/ml的菌液，然 后按照3: 2:2的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A;所述黃綠木霉為ACCC No . 32248;銅綠假單胞 菌為CGMCC No.5721(可見CN103361284A);所述假絲酵母菌為ATCC No.22023; 4) 將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為1 X108個(gè)/ml的菌液，然后 按照2 : 2 : 1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B ;所述節(jié)桿菌為CGMCC No . 7 7 79 (可見 CN103333837A)，所述巨大芽孢桿菌為CGMCC如.3770(可見0價(jià)02021118六），所述圓褐固氮 菌為 ATCC4412; 5) 將小麥秸桿粉碎成小麥秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小時(shí)，然 后依次添加豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以5°C/ min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%( v/v)的接種量接 種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A;其中，小 麥秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為10:80: 10:5:5:4:1； 6) 將小麥秸桿粉碎得到小麥秸桿粉，然后與麥麩、菜籽柏以及魚骨粉混合攪拌均勻得 到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照1〇%(v/v)的接種量種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液 B;其中，小麥秸桿粉、麥麩、菜籽柏以及魚骨粉的質(zhì)量比為7:4:2:2; 7) 將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B、腐殖酸鉀按照3:5:1的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后冷凍干燥制 備成干粉，即得。
[0015] 實(shí)施例2 利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥，其包括如下步驟： 1) 將生物發(fā)酵蘇氨酸產(chǎn)生的蘇氨酸發(fā)酵廢棄物過濾，收集菌體蛋白和廢水； 2) 將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽酸，以 沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用氨水 中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 3) 將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為IX 107個(gè)/ml的菌液，然 后按照3: 2:2的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A;所述黃綠木霉為ACCC No . 32248;銅綠假單胞 菌為CGMCC No.5721;所述假絲酵母菌為ATCC No.22023; 4) 將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為1 X108個(gè)/ml的菌液，然后 按照2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B;所述節(jié)桿菌為CGMCC No.7779,所述巨大芽孢桿 菌為CGMCC No. 3770，所述圓褐固氮菌為ATCC4412; 5) 將小麥秸桿粉碎成小麥秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小時(shí)，然 后依次添加豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以5°C/ min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%( v/v)的接種量接 種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A;其中，小 麥秸桿粉、步驟2)的溶液、豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為15:120: 15:9:9:7:2; 6) 將小麥秸桿粉碎得到小麥秸桿粉，然后與麥麩、菜籽柏以及魚骨粉混合攪拌均勻得 到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至室 溫，按照1〇%(v/v)的接種量種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30°C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液 B;其中，小麥秸桿粉、麥麩、菜籽柏以及魚骨粉的質(zhì)量比為10:7:3:3; 7)將發(fā)酵液Α、發(fā)酵液Β、腐殖酸鉀按照5:9:2的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后冷凍干燥制 備成干粉，即得。
[0016] 實(shí)施例3 本發(fā)明實(shí)施例2制備的復(fù)混肥的田間試驗(yàn)效果：以水稻為例。
[0017] 對照組:普通復(fù)合肥(35%尿素，35%磷酸一銨，30%氯化鉀）； 試驗(yàn)組:普通復(fù)合肥(35%尿素，35%磷酸一銨，30%氯化鉀)+實(shí)施例2制備的復(fù)混肥。
[0018] 實(shí)驗(yàn)方法:選試驗(yàn)田種植水稻，兩組肥料分別處理的試驗(yàn)田面積均10畝地。
[0019] 對照組:普通復(fù)合肥使用量為50kg，試驗(yàn)組:普通復(fù)合肥使用量為40kg+10kg實(shí)施 例2制備的復(fù)混肥;種植條件完全相同，同時(shí)收獲水稻，測定水稻畝產(chǎn)量以及增產(chǎn)率；同時(shí)檢 測水稻穗粒數(shù)、千粒重以及空秕粒數(shù)。
[0020] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：參見表1
同樣的處理?xiàng)l件，第二年復(fù)種小麥，實(shí)驗(yàn)結(jié)果:參照表2。
結(jié)論:通過表1-2比較發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組水稻空秕粒數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及畝產(chǎn)量明顯高于 對照組，具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而且第二年的豐產(chǎn)效果更佳，說明菌肥效果更持久，菌群和腐殖 酸鉀在土壤內(nèi)起到了固氮保水增肥的效果。
[0022] 除草效果:試驗(yàn)組與對照組相比，施肥1個(gè)月后:藜、馬齒莧、稗草、馬唐、鐵莧草等 雜草的數(shù)量明顯減少，其中，馬唐減少了68%，稗草、鐵莧草減少了75%;除草效果好，可代替 或減少除草劑的使用，并且對環(huán)境無污染。
[0023] 本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書 而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 利用蘇氨酸發(fā)酵廢棄物制備的復(fù)混肥，其包括如下步驟： 步驟1)將生物發(fā)酵蘇氨酸產(chǎn)生的蘇氨酸發(fā)酵廢棄物過濾，收集菌體蛋白和廢水； 步驟2)將菌體蛋白烘干，粉碎機(jī)粉碎成粉末狀，然后置于反應(yīng)罐中，加入5mol/L的鹽 酸，以沒過原料為準(zhǔn)，在60°C溫度下攪拌水解24小時(shí)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)終止后用 氨水中和殘余鹽酸，控制溶液的pH為6.8-7.2; 步驟3)將黃綠木霉、銅綠假單胞菌、假絲酵母菌分別培養(yǎng)至濃度為1 X 107個(gè)/ml的菌液， 然后按照3:2:2的體積比混合，即得復(fù)合菌劑A; 步驟4)將節(jié)桿菌、巨大芽孢桿菌、圓褐固氮菌分別培養(yǎng)至濃度為1 X108個(gè)/ml的菌液，然 后按照2:2:1的體積比混合，即得復(fù)合菌劑B; 步驟5)將小麥秸桿粉碎成小麥秸桿粉，添加到步驟2)的溶液中，攪拌均勻，靜置12小 時(shí)，然后依次添加豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖，500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3分鐘，再以 5°C/min的升溫速度加熱至100°C，然后保溫30min，自然冷卻至室溫，按照10%(v/v)的接種 量接種復(fù)合菌劑A，控制在pH6.8-7.2，溫度為28-30 °C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā)酵液A; 步驟6)將小麥秸桿粉碎得到小麥秸桿粉，然后與麥麩、菜籽柏以及魚骨粉混合攪拌均 勻得到混合料，加入占混合料兩倍質(zhì)量的步驟1)的廢水，浸泡12小時(shí)，再煮沸15min，冷卻至 室溫，按照1〇%( v/v)的接種量接種復(fù)合菌劑B，在溫度為28-30 °C的條件發(fā)酵36小時(shí)，得到發(fā) 酵液B; 步驟7)將發(fā)酵液A、發(fā)酵液B、腐殖酸鉀按照3-5:5-9:1-2的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，然后 冷凍干燥制備成干粉，即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)混肥，其特征在于，所述步驟5)中，所述小麥秸桿粉、步驟2) 的溶液、豆柏、酒糟、貝殼粉、磷酸二氫鉀以及葡萄糖的質(zhì)量比為10-15:80-120:10-15:5-9: 5-9:4-7:卜2〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)混肥，其特征在于，所述步驟6)中，所述小麥秸桿粉、麥麩、 菜籽柏以及魚骨粉的質(zhì)量比為7-10:4-7:2-3:2-3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)混肥，其特征在于，所述黃綠木霉為ACCC No. 32248;銅綠假 單胞菌為061〇：如.5721;所述假絲酵母菌為41〇：如.22023。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)混肥，其特征在于，所述節(jié)桿菌為CGMCC No. 7779，所述巨大 芽孢桿菌為CGMCC No. 3770，所述圓褐固氮菌為ATCC4412。
【文檔編號】C05G3/00GK106045701SQ201610396382
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】張修軍, 徐淑偉, 梁曉娟, 李曉永, 張建國
【申請人】內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司