一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭及制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭及制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明所述利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭由海濱錦葵秸稈自助發(fā)酵產(chǎn)物、Glomus?mosseae(Nicol.&Gerd.)菌劑和爐渣（顆粒直徑≤0.3cm）構(gòu)成，三者重量百分比為5：0.05：1。其制備方法由發(fā)酵菌劑的制備,秸稈預(yù)處理,發(fā)酵秸稈,秸稈發(fā)酵,人工草炭的制備構(gòu)成。按此方法制備的人工草炭除腐殖酸外，其他主要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均高于草炭基質(zhì)，成本低，易操作，收效高,可作為育苗基質(zhì)或栽培基質(zhì)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種利用海浜錦癸結(jié)桿制備的人工早灰及制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭及制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]基質(zhì),又稱為營(yíng)養(yǎng)土,是一種介于土壤和肥料之間的具有一定營(yíng)養(yǎng)成分，有與土壤相似功能的一種產(chǎn)品，因其營(yíng)養(yǎng)成分豐富且均衡，利于種子的萌發(fā)和植物的生長(zhǎng)?；|(zhì)分為育苗基質(zhì)和栽培基質(zhì)。目前，人們廣泛使用的大多是育苗基質(zhì)，是以草炭(也稱泥炭，一種被半分解的植被，經(jīng)幾千上萬(wàn)年演變而來(lái))為主要原料，配以無(wú)機(jī)礦物質(zhì)及添加其他適宜種子發(fā)芽和植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素調(diào)配而成的。由于我國(guó)的草炭資源較為缺乏，其開(kāi)采受國(guó)家限制，開(kāi)采成本較大，故造成基質(zhì)的價(jià)格較高，國(guó)外進(jìn)口的草炭其質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)產(chǎn)的，但由于物流費(fèi)用高，其價(jià)格為國(guó)產(chǎn)的一倍以上?；|(zhì)用于育苗有著多方面的優(yōu)點(diǎn)，所以需用量很大，現(xiàn)在種植業(yè)人士均以基質(zhì)育苗。栽培基質(zhì)用于植物栽種，使用期較長(zhǎng)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求高且持續(xù)，配置難度較大。一般無(wú)土栽培所使用的栽培基質(zhì)不含養(yǎng)分，靠營(yíng)養(yǎng)液滴灌來(lái)滿足植物生長(zhǎng)需求。隨著無(wú)公害、綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的需求量不斷增加，有機(jī)生態(tài)型栽培基質(zhì)的需求量將逐漸增加。
[0003]人工草炭，是以農(nóng)作物秸桿為原料，經(jīng)多重發(fā)酵腐熟再添加一些無(wú)機(jī)礦物質(zhì)配置而成的，屬有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)。由于稻桿含有大量的養(yǎng)分資源(如N、C、P、K、S、Ca及微量兀素)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥源，因此，秸桿基質(zhì)含有植物生長(zhǎng)所需的所有營(yíng)養(yǎng)元素。秸桿基質(zhì)經(jīng)接菌可制成功能性生物有機(jī)肥，如解鉀生物有機(jī)肥，解磷生物有機(jī)肥等。
[0004]海濱錦葵(Kostelezkya virginica)系錦葵科海濱錦葵屬的多年生宿根耐鹽油料作物，集醫(yī)藥和觀賞價(jià)值于一身，具有耐鹽、耐旱、耐貧瘠等多種抗性，能在重度鹽土上正常生長(zhǎng)結(jié)實(shí)，具有相當(dāng)高的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，目前已在國(guó)內(nèi)沿海灘涂上規(guī)?；N推廣。海濱錦葵種子、塊根等作為特定`的功能器官開(kāi)發(fā)利用已取得了積極進(jìn)展，惟有秸桿被就地焚燒或廢棄。秸桿就地焚燒或廢棄所帶來(lái)的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問(wèn)題已經(jīng)成為相關(guān)管理部門(mén)和科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)。海濱錦葵秸桿中超過(guò)65%為纖維素和半纖維素，是非常優(yōu)良的生物質(zhì)資源，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化后可廣泛應(yīng)用于飼料、有機(jī)肥等方面。但是，海濱錦葵秸桿的天然結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，生物轉(zhuǎn)化效率較低，將其直接用作以上相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的難度較大，成本較高。因此，對(duì)海濱錦葵秸桿進(jìn)行有效預(yù)處理是秸桿資源化利用中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。目前普通秸桿的預(yù)處理方法有物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。物理處理法是利用高溫、超聲波、微波等物理手段都能不同程度地破壞木質(zhì)纖維的天然結(jié)構(gòu)，改變其穩(wěn)定性。但物理處理法需要專用設(shè)備，成本較高，處理過(guò)程有二次污染?；瘜W(xué)處理法是利用Na0H、H202、氨水等化學(xué)試劑對(duì)秸桿類材料進(jìn)行處理。但化學(xué)處理會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重二次污染。生物處理法是利用高效的降解菌對(duì)秸桿進(jìn)行發(fā)酵處理。生物法處理成本較低，沒(méi)有二次污染，但目前常用的生物處理法中所用微生物轉(zhuǎn)化效率較低，處理時(shí)間較長(zhǎng)，影響了生物處理法的應(yīng)用和推廣。生物處理法在海濱錦葵秸桿發(fā)酵處理方面的應(yīng)用還是個(gè)空白。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的問(wèn)題是利用海濱錦葵秸桿制備人工草炭及其制備方法。
[0006]本發(fā)明所述利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭由海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵產(chǎn)物、Glomus mosseae (Nicol.&Gerd.)菌劑和爐禮:(顆粒直徑< 0.3cm)構(gòu)成，三者重量百分比為5:0.05:1。
[0007]本發(fā)明利用無(wú)毒無(wú)污染的菌劑對(duì)海濱錦葵秸桿進(jìn)行前處理后，生物轉(zhuǎn)化率提高6倍以上，由此形成的秸桿發(fā)酵物經(jīng)接種AM真菌和添加無(wú)機(jī)礦物質(zhì)配置而成的人工草炭，屬有機(jī)生態(tài)型基質(zhì)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明使用多種市售高效降解菌，如:曲霉(AspergillusMicheli )、青霉(Penicillium expansum)、木霉(Trichoderma koningii )和墨汁鬼傘(Coprinus atramentaria)對(duì)海濱錦葵稻桿進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵稻桿接種一種AM菌劑和添加無(wú)機(jī)礦物質(zhì)可形成人工草炭。本發(fā)明所使用發(fā)酵秸桿的菌劑，主要包括重量百分?jǐn)?shù)如下的微生物組分:曲霉0.1-0.3份、青霉0.1-0.3份、木霉0.2-0.4份和墨汁鬼傘0.2-0.5份；本發(fā)明所接種的AM菌劑為北京市農(nóng)林科學(xué)院市售的Glomus mosseae (Nicol.&Gerd.)菌劑(1285個(gè)孢子/20ml，菌劑編號(hào)BGC JXOl )，接種量為每kg人工草炭IOg AM菌劑；添加無(wú)機(jī)礦物質(zhì)是爐渣，其和秸桿發(fā)酵物的重量比為1:5。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
[0010]與天然草炭比，由海濱錦葵秸桿制成的人工草炭除腐殖酸比草炭低以外，其他主要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均高于天然草炭，其中P、K含量分別是天然草炭P、K含量的5倍和2倍以上；大小空隙比顯著高于天然草炭，顯示出超強(qiáng)的透氣性能(見(jiàn)表1)。另外，人工草炭生產(chǎn)具有制作設(shè)備投資少，易制造，制作工藝簡(jiǎn)單，易操作，原料資源豐富易獲取且價(jià)格低廉，生產(chǎn)成本較低，所含營(yíng)養(yǎng)能充分滿 足經(jīng)濟(jì)植物育苗和栽培需要等優(yōu)勢(shì)，因此，利用海濱錦葵秸桿發(fā)酵制成優(yōu)質(zhì)、低成本、環(huán)保型的人工草炭，以替代天然草炭，可因地制宜、就地取材，是完全可行的，而且具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。
[0011]本發(fā)明采用的海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵菌劑是由多種微生物制成的混合菌劑。發(fā)酵秸桿是安全無(wú)毒的，發(fā)酵劑對(duì)發(fā)酵條件的適應(yīng)性強(qiáng)，溫度范圍廣，在室外溫度為15-35°C都能進(jìn)行發(fā)酵，根據(jù)溫度不同，發(fā)酵時(shí)間在20-50天。海濱錦葵秸桿經(jīng)發(fā)酵后，輕搓即碎，木質(zhì)結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，生物轉(zhuǎn)化率提高6倍及以上，可利用性能得到極大提高。本發(fā)明所接種的Glomus mosseae (Nicol.&Gerd.)是自然解中廣泛存在且能和經(jīng)濟(jì)植物形成良好共生關(guān)系的一種AM真菌，對(duì)經(jīng)濟(jì)植物磷素營(yíng)養(yǎng)的改善效應(yīng)顯著。本發(fā)明所述利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭可作為育苗基質(zhì)或栽培基質(zhì)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭的制備方法。
[0013]1.海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵產(chǎn)物的形成過(guò)程，包括如下步驟:
[0014]I)秸桿自助發(fā)酵菌劑的制備:海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵菌劑由重量百分?jǐn)?shù)如下的微生物組分:曲霉0.1-0.3份、青霉0.1-0.3份、木霉0.2-0.4份和墨汁鬼傘0.2-0.5份，把曲霉、青霉、木霉、墨汁鬼傘等斜面菌種接種在液體搖瓶中進(jìn)行培養(yǎng)，然后把液體搖瓶中的種子液再接種到液體種子罐內(nèi)培養(yǎng)，最后將液體種子罐內(nèi)的種子液接種于發(fā)酵罐進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行板框壓濾，固液分離收集菌絲體，將菌絲體用吸附劑吸附，得到干菌粉，將不同菌種按比例混合制成秸桿自助發(fā)酵菌劑備用；
[0015]2)秸桿預(yù)處理:將海濱錦葵秸桿粉碎成8-12cm長(zhǎng)的小段，粉碎的秸桿與一定量的增效劑混合，使體系含水量在60-70w/w%之間，且體系的碳/氮比為45-70 ;增效劑為尿素或硫酸銨，使用量為1- 3w/w%。
[0016]3)發(fā)酵秸桿:將2)中預(yù)處理完的秸桿料與I)秸桿自助發(fā)酵菌劑混勻，自助發(fā)酵菌劑總用量為秸桿料重量的6-10w/w% ;在發(fā)酵場(chǎng)地先鋪上一層厚度為30-50cm的混勻了自助發(fā)酵菌劑的秸桿料，然后在料堆上橫放數(shù)根竹桿，竹桿長(zhǎng)度與料堆寬度一致，竹桿放置間距為0.5m，依次再鋪上一層30-50cm添加了自助發(fā)酵菌劑的秸桿料，覆蓋塑料薄膜；
[0017]4)秸桿發(fā)酵:發(fā)酵7-10天后將竹桿全部取出，秸桿發(fā)酵過(guò)程中堆溫不高于25°C，直至秸桿輕搓即碎、顏色變黑時(shí)結(jié)束發(fā)酵。
[0018]2.人工草炭的制備:將步驟I中形成的海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵產(chǎn)物蒸汽殺菌消毒Ih,冷卻至常溫，與Glomus mosseae即Nicol.&Gerd菌劑以及碎化的爐洛，顆粒直徑≤0.3cm，蒸汽殺菌消毒lh，冷卻至常溫混勻，自助發(fā)酵產(chǎn)物、Glomus mosseae即Nicol.&Gerd.菌劑、爐渣三者的重量百分比為5:0.05:1。
[0019]表1人工草炭和天然草炭主要技術(shù)與性能指標(biāo)比較
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭，其特征是由海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵產(chǎn)物、Glomus mosseae即Nicol.&Gerd.菌劑和顆粒直徑< 0.3cm的爐禮:構(gòu)成,三者重量百分比為5:0.05:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭的制備方法，其特征是由以下步驟構(gòu)成: 1)秸桿自助發(fā)酵菌劑的制備:海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵菌劑由重量百分?jǐn)?shù)如下的微生物組分:曲霉0.1-0.3份、青霉0.1-0.3份、木霉0.2-0.4份和墨汁鬼傘0.2-0.5份，把曲霉、青霉、木霉、墨汁鬼傘等斜面菌種接種在液體搖瓶中進(jìn)行培養(yǎng)，然后把液體搖瓶中的種子液再接種到液體種子罐內(nèi)培養(yǎng)，最后將液體種子罐內(nèi)的種子液接種于發(fā)酵罐進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行板框壓濾，固液分離收集菌絲體，將菌絲體用吸附劑吸附，得到干菌粉，將不同菌種按比例混合制成秸桿自助發(fā)酵菌劑備用； 2)秸桿預(yù)處理:將海濱錦葵秸桿粉碎成8-12cm長(zhǎng)的小段，粉碎的秸桿與一定量的增效劑混合，使體系含水量在60-70w/w%之間，且體系的碳/氮比為45-70 ;增效劑為尿素或硫酸銨，使用量為1-3w/w%; 3)發(fā)酵秸桿:將2)中預(yù)處理完的秸桿料與I)秸桿自助發(fā)酵菌劑混勻，自助發(fā)酵菌劑總用量為秸桿料重量的6-10w/w% ;在發(fā)酵場(chǎng)地先鋪上一層厚度為30-50cm的混勻了自助發(fā)酵菌劑的秸桿料，然后在料堆上橫放數(shù)根竹桿，竹桿長(zhǎng)度與料堆寬度一致，竹桿放置間距為0.5m，依次再鋪上一層30-50cm添加了自助發(fā)酵菌劑的秸桿料，覆蓋塑料薄膜； 4)秸桿發(fā)酵:發(fā)酵7-10天后將竹桿全部取出，秸桿發(fā)酵過(guò)程中堆溫不高于25°C，直至秸桿輕搓即碎、顏色變黑時(shí)結(jié)束發(fā)酵； 5)人工草炭的制備:將步驟4)中形成的海濱錦葵秸桿自助發(fā)酵產(chǎn)物蒸汽殺菌消毒lh，冷卻至常溫，與Glomus mosseae即Nicol.&Gerd菌劑以及碎化的爐洛，顆粒直徑< 0.3cm,蒸汽殺菌消毒lh,冷卻至常溫混勻，自 助發(fā)酵產(chǎn)物、Glomus mosseae即Nicol.&Gerd.菌劑、爐渣三者的重量百分比為5:0.05:1。
3.權(quán)利要求1所述利用海濱錦葵秸桿制備的人工草炭作為育苗基質(zhì)或栽培基質(zhì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C05F11/02GK103771921SQ201410047235
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】宰學(xué)明, 李玉萍, 孫麗娟, 王歡, 紀(jì)易凡 申請(qǐng)人:金陵科技學(xué)院