專利名稱：利用藻泥和腐熟雞糞研制促生有機(jī)肥的配方和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種利用藻泥和腐熟雞糞研制促生有機(jī)肥的工藝及其產(chǎn)品，屬于農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)技術(shù)，該促生有機(jī)肥富含大量的氨基酸，能夠促進(jìn)作物的生長。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，大量的生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水和廢棄物排入河流、湖泊和水庫中，排入水體的營養(yǎng)物質(zhì)不斷增加，導(dǎo)致湖泊水體的富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重。水體富營養(yǎng)化會導(dǎo)致藍(lán)藻大面積爆發(fā)性繁殖。藍(lán)藻的大量繁殖不僅會抑制其它藻類的生長，使水體的透明度下降，還會向水體排放有毒的代謝物質(zhì)，且大量的藍(lán)藻死亡后，會造成水體的溶解氧嚴(yán)重不足，產(chǎn)生惡臭，給生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威 脅。清除藍(lán)藻的方法很多，直接清除水體中藍(lán)藻，并移出水體，即打撈藍(lán)藻法，這是目前非常有效的和學(xué)術(shù)界沒有爭議的一種方法。太湖藍(lán)藻爆發(fā)后，直接打撈藍(lán)藻作為應(yīng)急措施，每天都有1000多噸藍(lán)藻水從太湖水體中打撈上來，累計約18萬噸。藍(lán)藻的打撈及打撈后的處理是現(xiàn)階段太湖治理過程中一大亟待解決的問題。但是藍(lán)藻對家畜、家禽生長有明顯不良影響，引起動物肝、腎的變性，不宜直接利用。在能源匱乏、環(huán)境污染的今天，將廢棄的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為人們可利用的化學(xué)能源，越來越成為人們關(guān)注的焦點。這樣既可以解決環(huán)境污染問題，又能夠緩解能源危機(jī)。藍(lán)藻主要有銅綠微囊藻、水華魚腥藻和變異魚腥藻等，以上3種藍(lán)藻含有豐富的營養(yǎng)成分，有專家對這幾種藻的氨基酸和脂肪酸的含量進(jìn)行了測定，并與其它藻(綠藻、隱藻、裸藻和硅藻)作了比較。發(fā)現(xiàn)三種藍(lán)藻的氨基酸含量比其它藻類都高，其中微囊藻及魚腥藻中均以亮氨酸含量最高。藍(lán)藻水華中含有植物蛋白、多糖等豐富營養(yǎng)成分，因此近年來對打撈藻泥的廢棄資源利用勢在必行。打撈藻泥的含水量在86-89%之間，藻泥干物質(zhì)全N含量為7. 5-8. 5 %，全P含量為O. 44 %，全K含量為0.5% ;有機(jī)質(zhì)含量大于70%。(I、沈銀武，劉永定，吳國樵，等.富營養(yǎng)化湖泊滇池水華藍(lán)藻的機(jī)械清除[J].水生生物學(xué)報，2004，25 (2) :131-136. 2、藍(lán)藻快速好氧堆肥的研究江南大學(xué)碩士論文2009第2頁)。但原料藍(lán)藻里面含毒素、蛋白等大分子物質(zhì)，不經(jīng)過處理會二次污染環(huán)境(氮、磷、藻毒素)，而且養(yǎng)分不能直接被植物所利用(杜靜，《太湖水華藍(lán)藻資源化技術(shù)研究》D，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008，碩士學(xué)位論文；韓志國，武寶王，鄭解生，等.淡水水體中的藍(lán)藻毒素研究進(jìn)展(綜述KJ].暨南大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2001，22 (3) :129-134 ;楊海麟，李克朗，張玲，等.藍(lán)藻資源無害化利用技術(shù)的研究[J].生物技術(shù)，2008，18 (6) :95-98)。本專利從太湖打撈藻泥富含的豐富氨基酸出發(fā)，利用該類蛋白質(zhì)資源與普通腐熟雞糞堆肥二次固體發(fā)酵香蕉促生微生物，研發(fā)出了促生有機(jī)肥。含有大量氨基酸的有機(jī)肥能夠促進(jìn)作物生長。該類有機(jī)肥施用后能產(chǎn)生多種活性物質(zhì)溶解土壤中難溶化合物以提高土壤肥力并有利于農(nóng)作物吸收養(yǎng)份。該類有機(jī)肥發(fā)揮作用的關(guān)鍵在于肥料中氨基酸的含量，因此研究不同的配方增加肥料中的氨基酸含量變得尤為重要。外源氨基酸的種類很多，如菜餅、豆餅等，但此類氨基酸成本很高，尤其是豆餅，探求和開發(fā)新型低成本氨基酸則能夠大幅度提高促生有機(jī)肥的市場競爭力。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于針對太湖打撈藻泥資源無法充分利用和氨基酸有機(jī)肥生產(chǎn)成本昂貴的問題，開發(fā)研制出一種新型富含氨基酸促生有機(jī)肥的配方及工藝，降低有機(jī)肥的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)的促生有機(jī)肥能夠顯著促進(jìn)作物的生長。技術(shù)方案下面為本發(fā)明的主要內(nèi)容一種利用藻泥和腐熟雞糞研制促生有機(jī)肥的工藝，包括將腐熟雞糞肥藻泥按干重比9. 3 0.7混合；再將腐熟雞糞肥和藻泥混合物進(jìn)行固體發(fā)酵，固體發(fā)酵過程中每天翻堆I次，使固體發(fā)酵溫度不超過50°C，發(fā)酵6天后結(jié)束，最后在溫度不超過60°C的條件下將有機(jī)肥的含水量蒸發(fā)至30%以下，包裝出廠即為成品促生有機(jī)肥料。所用腐熟后的雞糞堆肥其發(fā)芽指數(shù)為98%以上，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比含量^ 45%，有機(jī)氮質(zhì)量比含量為2-3%，含水量質(zhì)量比為25-30%。·
用上述配方工藝生產(chǎn)的促生有機(jī)肥料，全氮含量為2_3%，總氮磷鉀養(yǎng)分為5-7%、有機(jī)質(zhì)含量> 45%，游離氨基酸含量8. 4g/kg(肥料干重)，該產(chǎn)品中微囊藻毒素LR和RR的含量均低于4ug/kg。有益效果本發(fā)明提供一種利用藻泥研制富含氨基酸促生有機(jī)肥的配方及工藝。使用該發(fā)明生產(chǎn)的促生有機(jī)肥具有生產(chǎn)成本低，使用方便，促生效果好的優(yōu)點，適合經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物產(chǎn)區(qū)大面積使用。本發(fā)明對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)人民的身體健康，提聞農(nóng)廣品的附加值具有重要的意義。產(chǎn)品與目前市場上的產(chǎn)品相比具有如下優(yōu)點I)本專利利用太湖打撈藻泥和腐熟雞糞普通肥作為配方，固體發(fā)酵研制促生有機(jī)月巴，該配方及工藝能夠大幅度增加該類有機(jī)肥中氨基酸的含量，基本不增加有機(jī)肥的成本，同時通過微生物的作用，藻毒素能夠被大幅度降低，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有極強(qiáng)的市場競爭力。本發(fā)明產(chǎn)品利用藻泥為固體發(fā)酵原料，能夠降低氨基酸有機(jī)肥的原料成本。藻泥中蛋白含量可高達(dá)50%以上，氨基酸組份比較齊全。2)采用液相色譜法測定生物有機(jī)肥中藻毒素LR和RR (microcystin-LR和microcystin-RR)的含量，結(jié)果表明微囊藻毒素LR和RR的含量均低于4ug/kg(肥料干重)，而我們測得原料純藻泥中微囊藻毒素LR和RR的含量分別為3. lmg/kg (藻泥鮮重)和62. 16mg/kg(藻泥鮮重)，因此放置兩月的藻泥再利用本專利技術(shù)固體發(fā)酵后能夠?qū)⒃宥舅豅R和RR的含量降低到4ug/kg (肥料干重)以下，目前國內(nèi)外還沒有肥料中藻毒素的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅有地下水中的標(biāo)準(zhǔn)，低于lug/kg。3)肥料產(chǎn)品中含有豐富的可溶性有機(jī)碳氮和種類齊全的游離氨基酸，能給作物提供十分優(yōu)越的生長環(huán)境。試驗結(jié)果表明，在經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物苗期上上施用本產(chǎn)品后，能顯著促進(jìn)作物生長。
四

圖I不同含量藻泥研制成的促生有機(jī)肥中氨基酸的含量圖2香蕉促生盆栽效果3黃瓜促生盆栽效果圖
圖4玉米促生盆栽效果圖
五具體實施例方式I、太湖藻泥的打撈由太湖周邊打撈站免費提供，放置藻泥儲存池2個月。2、固體發(fā)酵生成促生有機(jī)肥2. I固體發(fā)酵配方的獲得將藻泥按照不同梯度與腐熟后的雞糞進(jìn)行混合堆置，堆體為5公斤(干重)。6天左右，監(jiān)測堆肥過程中溫度的變化，取5天的樣測定氨基酸含量(圖I)，結(jié)果表明，除9%含量的添加組合外，溫度呈現(xiàn)出隨著藍(lán)藻量增大而升高的趨勢，6天時溫度趨于穩(wěn)定，推測原因為9 %的添加量含水量太高，堆肥失敗。圖I表明，7 %的藍(lán)藻(干重)添加量氨基酸含量·最高。所用腐熟后的雞糞堆肥其發(fā)芽指數(shù)為98%以上，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比含量>45%，有機(jī)氮質(zhì)量比含量為2-3%，含水量質(zhì)量比為25-30%。2. 2固體大堆發(fā)酵生成促生有機(jī)肥將藻泥按照7%的添加量(干重)與腐熟后的雞糞進(jìn)行混合堆置，堆體為100公斤(干重)。6天左右，監(jiān)測堆肥過程中溫度的變化，取6天的樣測定氨基酸含量為8. 4g/kg(肥料干重)。再進(jìn)行殘留藻毒素的檢測，方法如下向IOOg肥料中加入100mL5%的乙酸，在-70和常溫下反復(fù)凍融多次后，12000r/min離心lOmin，分別取出上清液(I)和沉淀；將沉淀用100mL80%甲醇溶液震蕩提取4h，離心15min，得上清液(II);將上清液(I)與上清液(II)充分混合后得上清液(III)，將上清液(III)用稀鹽酸將PH調(diào)至3，靜置過夜后離心，棄殘渣，得上清液(IV)，將上清液(IV)用稀氨水將PH調(diào)至7后，40°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除甲醇，將剩余樣品過O. 45 μ m濾膜得藻毒素粗提液。依次用20mL100%甲醇、20mL超純水活化C18固相萃取柱(500mg/6ml)，將藻毒素粗提液通過固相萃取柱進(jìn)行富集濃縮，再分別用20mL10%以及20ml20%甲醇溶液淋洗固定相，最后用10mL80%甲醇溶液(加入O. 05%三氟乙酸)將吸附在固定相上的微囊藻毒素洗脫下來，將純化后的微囊藻毒素通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去甲醇得MCs儲備液，將儲備液冷凍干燥后，用20%甲醇定容到2ml，液體供HPLC上機(jī)檢測。采用液相色譜法測定生物有機(jī)肥中藻毒素LR和RR(microcystin-LR和microcystin-RR)的含量，結(jié)果表明微囊藻毒素LR和RR的含量均低于4ug/kg(肥料干重)，而我們測得原料純藻泥中微囊藻毒素LR和RR的含量分別為3. lmg/kg (藻泥鮮重)和62. 16mg/kg (藻泥鮮重)，因此放置兩月的藻泥再利用本專利技術(shù)固體發(fā)酵后能夠?qū)⒃宥舅豅R和RR的含量降低到4ug/kg (肥料干重)以下，目前國內(nèi)外還沒有肥料中藻毒素的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅有地下水中的標(biāo)準(zhǔn)，低于lug/kg。3、溫室促生效果試驗3. I促生有機(jī)肥在香蕉上的應(yīng)用效果促生試驗在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)海南工作站溫室里進(jìn)行，共設(shè)一個對照一個處理，處理添加本專利研制的促生有機(jī)肥(AOF)，對照為普通雞糞有機(jī)肥(0F)。每個處理30盆，每盆裝IOkg 土，肥料的添加量為2%。肥料與土充分混合均勻，常規(guī)管理。定期測定香蕉生長指標(biāo)。結(jié)果如表一、表二、表三、表四、表五、表六、表七和表八,促生有機(jī)肥的施用能夠顯著增加香蕉植株的株高、莖粗、倒三片葉面積、葉綠素含量、地上部鮮重、地上部干重、地下部鮮重和地下部干重。除葉綠素含量、莖粗和株高外，其他指標(biāo)在第10天即到達(dá)顯著性差異。表一不同有機(jī)肥對香蕉株高的影響單位·χιη
權(quán)利要求
1.一種利用藻泥和腐熟雞糞研制促生有機(jī)肥的工藝，包括 1)將腐熟雞糞肥藻泥按干重9.3 : O. 7比例混合； 2)將腐熟雞糞肥和藻泥混合物進(jìn)行固體發(fā)酵，固體發(fā)酵過程中每天翻堆I次，使固體發(fā)酵溫度不超過50°C，發(fā)酵6天后結(jié)束，最后在溫度不超過60°C的條件下將有機(jī)肥的含水量蒸發(fā)至30%以下，包裝出廠即為成品促生有機(jī)肥料； 所用腐熟后的雞糞堆肥其發(fā)芽指數(shù)為98%以上，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量比含量> 45%，有機(jī)氮質(zhì)量比含量為2-3%，含水量質(zhì)量比為25-30%。
2.權(quán)利要求I所述工藝生產(chǎn)的促生有機(jī)肥產(chǎn)品，該產(chǎn)品中微囊藻毒素LR和RR的含量均低于4ug/kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的促生有機(jī)肥產(chǎn)品，該產(chǎn)品中全氮含量為2-3%，總氮磷鉀養(yǎng)分為5-7%、有機(jī)質(zhì)含量> 45%，游離氨基酸含量8.4g/kg肥料干重。
4.權(quán)利要求2和3所述促生有機(jī)肥產(chǎn)品的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用藻泥和腐熟雞糞研制促生有機(jī)肥的工藝及其產(chǎn)品，屬于農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)技術(shù)。所用配方為腐熟雞糞普通肥(93％，重量比，下同)和太湖打撈藻泥(7％干物質(zhì))；工藝流程為將原料以上述最優(yōu)配方混合，條垛式發(fā)酵，每天翻拋1次，發(fā)酵6天。所生產(chǎn)的肥料全氮含量為2-3％，總氮磷鉀養(yǎng)分為5-7％、有機(jī)質(zhì)含量超過45％，微囊藻毒素LR和RR的含量均低于4ug/kg。富含大量的有益氨基酸，游離氨基酸含量為8.4g/kg。該促生有機(jī)肥對經(jīng)濟(jì)作物和糧食作物均具有顯著的促生作用。
文檔編號C05F15/00GK102875204SQ201210436079
公開日2013年1月16日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者沈其榮, 李 榮, 黃炎, 曹亮亮, 張苗, 施娟娟, 楊興明, 劉紅軍 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 江蘇新天地生物肥料工程中心有限公司