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利用秸稈和濾泥生產木霉生物有機肥的方法及獲得的產品.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610003589.X

申請日:

2016.01.04

公開號:

CN105481486A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C05F 15/00申請日:20160104|||公開
IPC分類號: C05F15/00; C05F17/00 主分類號: C05F15/00
申請人: 南京農業大學
發明人: 張瑞福; 張如; 沈其榮; 崔曉雙; 李榮
地址: 211225江蘇省南京市溧水區白馬鎮國家農業科技園南京農業大學基地
優先權:
專利代理機構: 南京天華專利代理有限責任公司32218 代理人: 傅婷婷; 徐冬濤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610003589.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.01.18|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了利用秸稈和濾泥生產木霉生物有機肥的方法及獲得的產品。所用配方為作物秸稈(水稻玉米等)、濾泥、水(普通自來水)、普通有機肥;工藝流程為將秸稈和濾泥按質量比3:2~4:1混合,按含水量60%~65%加水,115℃、30min滅菌,5%~10%接種,淺盤發酵,發酵深度1~3cm,發酵溫度22℃~28℃,發酵7天,發酵后將固體發酵物與普通有機肥按質量比1:8~1:10混合成生物有機肥。所生產的肥料木霉孢子數大于2×107個/g,總氮磷鉀養分≥5%、有機質含量≥45%,促生效果好。

權利要求書

1.利用秸稈濾泥生產木霉生物有機肥的方法,其特征在于包括以下步驟:
1)制備木霉孢子液,孢子濃度1×107~9×107個/g;
2)將上述木霉孢子液接種到糖蜜培養液,進行液體發酵生產,發酵生產的條件
為:發酵溫度28℃,攪拌速度為170~180轉/分鐘,發酵時間為48~60h,使發
酵產物中生物量干重為6.0~7.0g/L;所用糖蜜培養液配制方法為,以配制1L培養
液為例:糖蜜20g、酵母粉5g、七水合硫酸亞鐵0.1g、七水合硫酸鎂1.25g、磷
酸二氫鉀4.0g、硫酸銨5.45g,定容至1000ml,115℃滅菌30min;
3)將質量比1.5~4:1的秸稈與濾泥混合,按混合物60%~65%含水量加水,
115~120℃滅菌20~30min;
4)將木霉發酵液接入上述滅菌過的秸稈、濾泥混合物中,攪拌均勻,進行固體
發酵,接種量為5%~10%,固體發酵溫度22~28℃,發酵7天后結束;發酵產物中
木霉孢子含量達到4×108個/g以上,含水量30%~40%;將固體發酵物與普通有機
肥按質量比1:8~10混合即得所述的木霉生物有機肥;所述的木霉生物有機肥中
木霉孢子數大于2×107個/g肥料干重,總氮磷鉀養分為≥5%,有機質質量比含量
≥45%。
2.根據權利要求1所述的利用秸稈濾泥生產木霉生物有機肥的方法,其特征在
于所述的木霉孢子液通過以下方法制備:將木霉接種到PDA平板上,待其長滿
整個平板,用刀片將菌絲刮下,用無菌紗布過濾,用無菌水沖洗,濾掉菌絲,制
成孢子液,孢子濃度達1×107~9×107個/g,4℃冰箱保存,接種備用。
3.根據權利要求1所述的利用秸稈濾泥生產木霉生物有機肥的方法,其特征在
于步驟2)中液體發酵時間為48~50h,發酵產物中生物量干重為6.0~6.5g/L。
4.根據權利要求1所述的利用秸稈濾泥生產木霉生物有機肥的方法,其特征在
于步驟3)中秸稈、濾泥按照質量比3~4:1混合。
5.根據權利要求1所述的利用秸稈濾泥生產木霉生物有機肥的方法,其特征在
于步驟4)中固體發酵物與普通有機肥按質量比1:9混合即得所述的木霉生物
有機肥。
6.按照權利要求1~5中任一項所述的方法制備的木霉生物有機肥。
7.權利要求6所述的木霉生物有機肥在促進大田種植物種生長中的應用。

說明書

利用秸稈和濾泥生產木霉生物有機肥的方法及獲得的產品

技術領域

本發明于農業集約化生產技術領域,涉及利用秸稈和濾泥生產木霉生物有機肥的方法及獲
得的產品。

背景技術

農業是我國的基礎產業,在國民經濟中一直占據著重要的位置。三十多年來我國糧食生產
取得了顯著的增長,其中化肥的大量使用是支撐糧食增產的重要因素,我國以占世界8%的耕
地消耗了世界30%以上的化肥。在增加糧食產量的同時,長期過量使用化肥也帶來了環境污
染、土壤板結、地力衰退、生態惡化和農產品品質下降等問題(GuoJH,LiuXJ,ZhangY,
etal.SignificantacidificationinmajorChinesecroplands[J].Science,2010,327:
1008-1010)。這種狀況若不能得到改變,一方面不利于農業資源與環境的協調發展,另一方
面造成了耕地這一基本農業生產資料的質量降低,不利于農業的可持續發展。微生物肥料因其
環境友好、資源節約、綠色安全受到關注。微生物肥料又稱生物肥料、菌肥或接種劑,是一類
以微生物生命活動及其產物導致農作物得到特定肥料效應的微生物活體制品(葛誠.微生物肥
料生產應用基礎[M].北京:中國農業科技出版社,2000,1-28.)。微生物肥料在培肥地力、
提高化肥利用率、抑制農作物對硝態氮、重金屬、農藥的吸收,凈化和修復土壤,降低農作物
病害發生,促進農作物秸稈腐熟利用,保護農田環境以及提高農作物產品品質和食品安全方面
表現了不可替代的作用,是農業生產與生態環境同步可持續發展的關鍵(張瑞福,顏春榮,張
楠,等.微生物肥料研究及其在耕地質量提升中的應用前景[J],中國農業科技導報,2013,
15(5):8-16)。

秸稈“用則利,棄則害”。當今社會,秸稈資源的開發利用,既涉及到農業生產系統中的
物質高效轉化和能量高效循環,成為循環農業的重要實現途徑,也涉及到整個農業生態系統中
的土壤肥力、水土保持、環境安全以及可再生資源高效利用等可持續發展問題,又涉及到農民
生活系統中的家居溫暖和環境清潔,逐步成為農業和農村社會經濟可持續發展的必然要求(畢
于運,秸稈資源評價與利用研究[D].中國農業科學院.2010.06.)。

在制糖生產過程中,由于混合汁所含的蛋白質、果膠質、有機酸等非糖分有機物質對煮糖
結晶不利,因此,須對混合汁進行澄清處理。即向混合汁加入氫氧化鈣、二氧化硫、磷酸等物
質,使蛋白質、果膠質、有機酸等非糖分有機物沉淀下來,沉淀物通過壓濾機或真空吸濾機或
離心分離設備而得到的濾渣,稱為濾泥,它是甘蔗制糖的大宗副產品之一。濾泥是蔗皮膜、蔗
渣、糖汁澄清劑、泥土和糖分等的混合物,富含蛋白質、脂肪、粗纖維、無氮浸出物、灰分(郭
維烈,郭慶華.用甘蔗糖廠廢料發酵強化基質蛋白[J].農牧產品開發,1996(5):29-31)。
然而,甘蔗糖廠對濾泥的生物利用程度處于較低水平,少量用作肥料,大部分廢棄(保國裕.甘
蔗糖業資源綜合利用技術經濟政策研討[J].甘蔗糖業,1993,(1):59-64)。

木霉菌是一種具有重要利用價值的拮抗性真菌,對多種植物病原菌具有拮抗作用,被定義
為一種重要的生防因子(CookRJ,BakerKF.Thenatureandpracticeofbiologicalcontrol
ofplantpathogens[J].AmericanPhytopathologicalSociety,1983:318)。近十幾年
內,國內外對木霉菌在植物病害防治方面的研究取得了大量成果,篩選出了一些高效菌株用于
生防作用、生防機制以及制劑加工的相關研究,在防治植物病害方面發揮著越來越重要的作用。
如何獲得大量的發酵產物如分生孢子、菌絲體或厚垣孢子等是木霉制劑的加工和生產關鍵技術
之一。而固體發酵是目前公認的獲得真菌孢子的最好方法之一,它不僅產量高,而且質量好。
在固體發酵中,由于菌體在濕度較低的條件下生長,因而通常得到的孢子對干旱條件更具抗性,
而且在干燥的環境中更穩定(弓愛君,孫翠霞,邱麗娜,等.Bt生物農藥[M].北京:化學
工業出版社,2006)。

發明內容

本發明的目的在于針對生產實踐中的實際問題和需求,開發研制出利用秸稈和濾泥固體發
酵研制木霉生物有機肥的配方和工藝,降低生物有機肥的生產成本,生產促生效果好、抗病能
力強的木霉生物有機肥。

本發明的目的可通過如下技術方案實現:

利用秸稈濾泥生木霉生物有機肥的方法,包括以下步驟:

1)制備木霉孢子液,孢子濃度1×107~9×107個/g;

2)將上述木霉孢子液接種到糖蜜培養液,進行液體發酵生產,發酵生產的條件為:發酵溫度
28℃,攪拌速度為170~180轉/分鐘,發酵時間為48~60h,使發酵產物中生物量干重為
6.0~7.0g/L;所用糖蜜培養液配制方法為,以配制1L培養液為例:糖蜜20g、酵母粉5g、七
水合硫酸亞鐵0.1g、七水合硫酸鎂1.25g、磷酸二氫鉀4.0g、硫酸銨5.45g,定容至1000ml,
115℃滅菌30min;

3)將質量比1.5~4:1的秸稈、濾泥混合,按60%~65%含水量加水,115℃滅菌30min;

4)將木霉發酵液接入上述滅菌過的秸稈、濾泥混合物中,攪拌均勻,在淺盤中鋪平,1~3cm,
用八層紗布封口,進行固體發酵,接種量為10%,固體發酵溫度22~28℃,發酵7天后結束;發
酵產物中木霉孢子含量達到4×108個/g以上,含水量30%~40%;將固體發酵物與普通有機肥按
質量比1:8~1:10混合即得所述的木霉生物有機肥;所述的哈茨木霉生物有機肥中哈茨木霉孢
子數大于2×107個/g,總氮磷鉀養分為≥5%、有機質質量比含量≥45%。

本發明中所述的木霉并不局限于特定來源的菌株,目前報道過的或市售的或自行篩選的對
植物病原菌具有拮抗作用得木霉均可適用于本發明。

所述的木霉孢子液通過以下方法制備:將木霉接種到PDA平板上,待其長滿整個平板,用
刀片將菌絲刮下,用無菌紗布過濾,用無菌水沖洗,濾掉菌絲,制成孢子液,孢子濃度達4×107
個/g,4℃冰箱保存,接種備用。

步驟2)中液體發酵時間優選48~50h,發酵產物中生物量干重優選6.0~6.5g/L。

步驟3)中秸稈、濾泥優選按照質量比3~4:1混合。

步驟4)中固體發酵物與普通有機肥按質量比1:9混合即得所述的木霉生物有機肥。

按照本發明所述的方法制備的木霉生物有機肥。

本發明所述的木霉生物有機肥在促進大田作物生長中的應用。

有益效果本發明提供一種利用秸稈和濾泥固體發酵木霉研制木霉生物有機肥的配方和
工藝。

使用該發明生產的木霉生物有機肥成本低于傳統生物有機肥,使用方便,促生和抗病效果
好的優點,適合田間大面積使用。本發明對于保護生態環境,保護人民的身體健康,提高農產
品的附加值具有重要的意義。

產品與目前市場上的產品相比具有如下優點:

1)本發明利用秸稈和濾泥固體發酵木霉獲得高濃度木霉孢子發酵物、再與普通有機肥混
合,研制出了木霉生物有機肥。該配方及工藝能夠大幅度增加該新型木霉生物有機肥中木霉孢
子的數量,在保證肥料效果的同時,降低了木霉生物有機肥的生產成本,生產的產品具有極強
的市場競爭力。

2)肥料中木霉孢子的含量達到2×107個/g以上,符合國家標準。該肥料保存期長,促生
效果好。

3)試驗結果表明,在底肥中施用本產品,能顯著促進作物生長。

附圖說明

圖1不同初始含水量對固體發酵木霉孢子數的影響

圖2不同秸稈與濾泥質量比對固體發酵木霉孢子數的影響

圖3不同接種量對固體發酵木霉孢子數的影響

圖4不同發酵溫度對固體發酵木霉孢子數的影響

圖5不同發酵周期對固體發酵木霉孢子數的影響

圖6不同初始pH對固體發酵木霉孢子數的影響

圖7是否攪拌對固體發酵木霉孢子數的影響

圖8不同發酵深度對固體發酵木霉孢子數的影響

圖9木霉生物有機肥促生效果圖(移栽后30天)

圖10木霉生物有機肥促生效果圖(移栽后60天)

生物材料保藏信息

SQR-T037,分類命名為哈茨木霉Trichodermaharzianum,保藏于中國微生物保藏管理委
員會普通微生物中心,保藏地址為北京市朝陽區大屯路中國科學院微生物研究所,保藏日期為
2009年9月22號,保藏編號為CGMCCNO.3308。

具體實施方式

實施例1

1、秸稈的獲得

農戶手中收購,打碎成粉沫狀。

2、濾泥的獲得

甘蔗榨糖場收購,過100目篩

3、哈次木霉菌菌劑的生產

哈茨木霉SQR-T037的菌種保藏號為CGMCCNO.3308,此處僅是以哈茨木霉SQR-T037為例
解釋本發明的具體技術方案和效果,其他來源的對植物病原菌具有拮抗作用得木霉均可適用于
本發明。

將木霉接種到PDA平板上,待其長滿整個平板,用刀片將菌絲刮下,用無菌紗布過濾,用
無菌水沖洗,濾掉菌絲,制成孢子液,孢子濃度大概4×107個/g,4℃冰箱保存,接種備用。
將上述木霉孢子液接種到糖蜜培養液,進行液體發酵生產,發酵生產的條件為:發酵溫度28℃,
攪拌速度為170~180轉/分鐘,發酵時間為48~60h,使發酵液中生物量干重為6.0~7.0g/L;
所用糖蜜培養液配制方法為,以配制1L培養液為例:糖蜜20g、酵母粉5g、七水合硫酸亞鐵
0.1g、七水合硫酸鎂1.25g、磷酸二氫鉀4.0g、硫酸銨5.45g,定容至1000ml,115℃滅菌
30min;

3、固體發酵制成木霉生物有機肥

3.1固體發酵配方及條件的獲得

利用遞進法獲得固體發酵的配方,首先用單因素試驗對固體發酵條件進行探索包括以下
條件:初始含水量、秸稈和濾泥的質量比、是否滅菌、接種量、發酵溫度、發酵周期、初始
pH、發酵中是否需攪拌、發酵深度等,然后對其中幾個影響較大的因素進行正交試驗,最終獲
得固體發酵的適宜配方及條件。所用配方為作物秸稈(水稻、玉米等)、濾泥、水(普通自來
水)、普通有機肥;工藝流程為將秸稈和濾泥按質量比4:1混合,按混合物含水量60wt%加水,
115℃、30min滅菌,10%接入木霉,淺盤發酵,發酵深度為1~3cm,發酵溫度22~28℃,發酵7
天,發酵后將固體發酵物與普通有機肥按質量比1:9混合成生物有機肥。所生產的肥料木霉
孢子數大于2×107個/g,總氮磷鉀養分≥5%、有機質含量≥45%,促生效果好,抗病能力強。

發酵完后測定各處理中的功能菌的數量,結果如圖1~8,木霉孢子含量可達到4×108個/g
以上。

3.2與有機肥混合生產成品木霉生物有機肥

所用有機肥是由江陰市聯業生物科技有限公司生產的聯業精制有機肥。

將固體發酵物與有機肥按質量比1:9混合,包裝出廠即為木霉生物有機肥;研制成的木
霉生物有機肥木霉孢子數>2×107個/g,總氮磷鉀養分≥5%、有機質含量≥45%。以上結果表
明所研制配方和工藝完全能夠最大化的發酵生產新型木霉生物有機肥,且該木霉生物有機肥符
合國家生物有機肥標準。

4、溫室試驗

促生試驗在南京農業大學資源與環境科學學院溫室里進行,供試作物為玉米,品種為京田
紫花糯,共設四個對照一個處理,處理為本發明研制的新型木霉生物有機肥(BF),對照分別
為不加任何肥料(CK)、化肥處理(CF)、普通有機肥(OF1)、普通有機肥與秸稈濾泥混合
肥(OF2)、(CF、OF1、OF2與BF等養分,OF2與BF基質相同)。每個處理5盆,每盆裝5
㎏土,肥料的添加量為1%。肥料與土充分混合均勻,常規管理。在育苗盤中育苗,待其長到
三片葉,選取均勻的幼苗移栽到盆里,每盆一株苗。移栽30天后拍照如圖9,60天后拍照如
圖10,收苗測定生長指數,結果如表一、表二。1)莖粗:與四個對照相比,本發明研制的BF
處理能夠增加植株的莖粗,表現出顯著性差異。2)葉綠素含量:與四個對照相比,本發明研
制的BF處理能夠增加植株的葉綠素含量,表現出顯著性差異。3)株高:與四個對照相比,本
發明研制的BF處理能夠增加植株的株高,表現出顯著性差異。4)根長:與四個對照相比,本
發明研制的BF處理能夠增加植株的根長,表現出顯著性差異。5)地上部鮮重和干重:與四
個對照相比,本發明研制的BF處理能夠增加植株地上部鮮重和干重,表現出顯著性差異。6)
地下部鮮重和干重:與四個對照相比,本發明研制的BF處理能夠增加植株地上部鮮重和干重,
表現出顯著性差異。

試驗結果整體表明,本發明研制的木霉生物有機肥BF能夠顯著促進植株的生長。

表一不同處理對玉米莖粗、葉綠色含量、株高、根長的影響


表二不同處理對玉米地上部鮮重、干重;地下部鮮重、干重的影響


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