專利名稱：利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種菌鉀肥的生產(chǎn)方法，具體是利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法。
目前我國糧食生產(chǎn)主要靠化肥增產(chǎn)，每年使用化肥總量占世界首位。而且氮磷鉀的施入比例嚴(yán)重失調(diào)，造成大面積土壤缺鉀。全國每年需要460萬噸鉀素肥料。而目前鉀素肥料的生產(chǎn)能力僅有100萬噸，主要是以可溶性鉀原料生產(chǎn)鉀肥。但我國是可溶性鉀資源貧乏的國家，已探明的儲量只有3．9億噸，折合氧化鉀為2．5億噸。我國的難溶鉀礦資源豐富，已探明的儲量有數(shù)百億噸，如浙江省擁有大量的明礬石含氧化鉀5-6％。貴州萬山地區(qū)擁有鉀長石儲量1億多萬噸，含氧化鉀13-14％。開發(fā)利用難溶鉀礦資源我國的科技工作者和有關(guān)的企業(yè)曾投入了大量的人力和物力，但所得到的生產(chǎn)工藝流程長，加工復(fù)雜，能耗高，提取率低，成本高，工業(yè)化生產(chǎn)難度大，同時還存在三廢污染的問題，因此限制了此類產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)。
隨著人口增加，耕地面積日益減少。大量人口所需要的農(nóng)產(chǎn)品主要是依靠增施化肥提高產(chǎn)量滿足要求。而過量的施用化肥，對土地造成大面積污染，影響人類的生存健康和農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此減少化肥的使用量，加大有機(jī)肥和生物肥的投入，是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的途徑。不僅能增加綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，而且能活化土壤，不板結(jié)、不硬化，增強(qiáng)保水保肥和通透性能，減少污染。開發(fā)利用難溶的鉀礦粉各國都在研究。一般是用硅酸鹽細(xì)菌分解難溶的鉀礦粉，但分解率低，工藝復(fù)雜。如前蘇聯(lián)專家特爾諾夫斯卡婭1958年研究，用硅酸鹽細(xì)菌連續(xù)培養(yǎng)15天。能從鉀長石中釋放出12％的氧化鉀；勃拉格達(dá)里1965年提供的資料30天內(nèi)從黑云母中能釋放51．7％K2O、51．8％Al2O3、50．3％SiO2。至今為止，利用硅酸鹽菌分解難溶鉀礦石，仍處于研究階段，均未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的程度。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用微生物固體發(fā)酵技術(shù)分解難溶鉀的化合物為可溶性鉀和混合微生物菌群組成的菌鉀肥的制造方法。以解決現(xiàn)有鉀素肥料的不足和利用硅酸細(xì)鹽菌分解難溶鉀礦石分解率低，工藝復(fù)雜不能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的難題。
本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容是，利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法，是用含有K2O、Al2O5、6SiO2的鉀長石，氧化鈣(CaO)和含有碳源氮源物質(zhì)如酵母粉、蛋白粉、油脂、玉米粉、豆餅粉、優(yōu)質(zhì)草炭、鋸末、農(nóng)副產(chǎn)品下腳料等做為固體發(fā)酵原料，其氮碳比為1∶25-35，與水菌液混合發(fā)酵，即可得菌鉀肥。其反應(yīng)式為菌鉀肥+H2O+Q(熱量)其生產(chǎn)的工藝步驟為a、菌液制備，采用解鉀的硅酸鹽細(xì)菌和蠟狀芽胞桿菌各50％經(jīng)二級三角瓶搖床振蕩培養(yǎng)48小時，轉(zhuǎn)接到發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)36小時，溫度25-36℃，作為分解難溶鉀礦粉的混合菌種。
即將硅酸鹽細(xì)菌和蠟狀芽胞桿菌的混合菌液接入500ml的三角瓶，瓶內(nèi)裝100ml培養(yǎng)液接入量為培養(yǎng)液的5-10％，在25-36℃搖床振蕩培養(yǎng)24小時后，以5-10％的接菌量轉(zhuǎn)接到2000ml的三角瓶中，在25-36℃搖床振蕩培養(yǎng)24小時，再按5-10％的接菌量轉(zhuǎn)接到發(fā)酵罐中保溫(25-36℃)，攪拌通氣培養(yǎng)36小時后備用。
b、發(fā)酵原料的制備，按重量配比將鉀長石采用三極粉碎，細(xì)度為120-200目、用量60-70％，油脂(植物油或動物油)用量5-8％，優(yōu)質(zhì)草碳粉碎至40目、用量10-15％，玉米粉細(xì)度≥80目、用量8-12％，氧化鈣細(xì)度＞120目、用量3-5％，干凈自來水25-30％(固體原料總量的25-30％)混合備用；c、發(fā)酵，將配制好的發(fā)酵原料和菌液按重量的9-9．5∶0．5-1的比例混合攪拌均勻，PH值調(diào)為7．2-8．5，堆放在發(fā)酵棚、室或發(fā)酵設(shè)備中進(jìn)行保溫，固體、敞開、通氣發(fā)酵，溫度為20-75℃，一級發(fā)酵5天，二級發(fā)酵5天，第10天取樣檢測，可溶鉀達(dá)8-10％，活菌10億個／克即為合格菌鉀肥，將發(fā)酵合格的菌鉀肥進(jìn)行降溫，粉碎包裝或造粒包裝。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于，因?yàn)樵诠腆w發(fā)酵過程中，解鉀的混合微生物屬嗜熱微生物，60℃以上時能迅速生長，發(fā)酵物質(zhì)(鉀長石、草炭有機(jī)質(zhì)、無機(jī)鹽等被分解，由于硅酸鹽菌和蠟狀芽胞桿菌在繁殖過程中需要礦質(zhì)元素鉀，而發(fā)酵料中含有大量的不溶鉀，這樣硅酸鹽菌和蠟狀芽胞桿菌便能迅速繁殖，數(shù)量劇增同時獲得可溶性鉀。實(shí)際上在整個發(fā)酵過程中，隨著時間和溫度的變化，各種微生物都起著各自不同的作用，它們能將難溶鉀的化合物轉(zhuǎn)化為可溶性鉀素肥料和硅素肥料。其中解鉀微生物的數(shù)量多可使難溶鉀礦粉的分解率達(dá)80％。施入土壤后可增加土壤中有益微生物的數(shù)量，抑制病原菌生產(chǎn)，減少植物病害，另外細(xì)菌還能產(chǎn)生生物活性物質(zhì)，刺激作物生長，代謝后的細(xì)菌體內(nèi)的鉀可直接被植物吸收。用本發(fā)明生產(chǎn)的菌鉀肥中含可溶性鉀8-10％，活的微生物超過10億個／克以上，還含有腐植酸，黃腐酸和有機(jī)質(zhì)等。其施用量為硫酸鉀的1．5倍，如每畝施硫酸鉀10kg，菌鉀肥可施15kg?？筛纳浦参锔鶢I養(yǎng)環(huán)境，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，轉(zhuǎn)化土壤中不溶性鉀等多種無機(jī)元素為水溶性營養(yǎng)元素，增加土壤和作物的鉀素來源，提高肥料利用率。微生物菌群的繁殖代謝可活化土壤，使板結(jié)的土壤變疏松，在植物根區(qū)構(gòu)筑成生物屏障，抑制病原菌繁殖，防止病害傳播。菌鉀肥安全無毒無副作用，是生態(tài)農(nóng)業(yè)和綠色環(huán)保的理想肥料，具明顯的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。另外用該方法生產(chǎn)菌鉀肥工藝流程簡單，投資少，原料來源廣，成本低，分解率高，能耗低，無污染，是增加鉀素肥料產(chǎn)量，開發(fā)利用難溶鉀資源的最佳方法。
實(shí)現(xiàn)
具體實(shí)施例方式例1，發(fā)酵原料取鉀長石細(xì)度120目60公斤，豆油5公斤，優(yōu)質(zhì)草炭細(xì)度40目15公斤，玉米粉細(xì)度80目10公斤，氧化鈣細(xì)度130目5公斤，制備好的菌液5公斤，干凈自來水20公斤，按上述工藝可制得100公斤菌鉀肥。
例2，發(fā)酵原料取鉀長石細(xì)度200目70公斤，豬油5公斤、優(yōu)質(zhì)草炭細(xì)度40目10公斤，豆餅粉細(xì)度80目8公斤，氧化鈣細(xì)度130目2公斤，制備好的菌液5公斤，可制得100公斤菌鉀肥。
權(quán)利要求
1.利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法，其特征在于該方法是用含有K2O、Al2O3、6SiO2的鉀長石，氧化鈣和含有碳源氮源物質(zhì)為固體發(fā)酵原料與水、菌液混合發(fā)酵即可制得菌鉀肥，其反應(yīng)式為菌鉀肥+H2O+Q(熱量)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法，其特征在于該方法工藝為a、菌液制備，采用解鉀的硅酸鹽細(xì)菌和蠟狀芽胞桿菌各50％經(jīng)二級三角瓶搖床振蕩培養(yǎng)48小時，轉(zhuǎn)接到發(fā)酵罐擴(kuò)大培養(yǎng)36小時，溫度25-36℃，作為分解難溶鉀礦粉的菌液備用；b、發(fā)酵原料的制備，按重量配比將鉀長石采用三極粉碎細(xì)度為120-200目60-70％，油脂5-8％，優(yōu)質(zhì)草碳粉碎至40目10-15％，玉米粉細(xì)度大于等于80目8-12％，氧化鈣細(xì)度大于120目2-5％，干凈自來水25-30％(固體原料總量的)混合備用；c、發(fā)酵，將配制好的發(fā)酵原料和菌液按重量配比9-9．5∶0．5-1混合攪拌均勻，PH值調(diào)至7．2-8．5，堆放在發(fā)酵棚、室或發(fā)酵設(shè)備中進(jìn)行保溫，固體、敞開、通氣發(fā)酵，溫度為20-75℃，一級發(fā)酵5天，二級發(fā)酵5天，第10天取樣檢測可溶鉀達(dá)8-10％，活菌10億個／克即為合格菌鉀肥，將發(fā)酵合格的菌鉀肥進(jìn)行降溫，粉碎包裝或造粒包裝即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法，其特征在于含有碳源氮源物質(zhì)可為酵母粉、蛋白粉、油脂(動、植物油)、玉米粉、豆餅粉、優(yōu)質(zhì)草炭、鋸末、濃副產(chǎn)下腳料等物質(zhì)，其氮碳的重量比為1∶25-35。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法,該方法是用含有K
文檔編號C05D1/04GK1290673SQ00123208
公開日2001年4月11日 申請日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月3日
發(fā)明者杜士偉, 杜士強(qiáng), 柯丹 申請人:杜士強(qiáng)