專利名稱：一種富硅復(fù)合生物肥的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種富硅復(fù)合生物肥的制備方法，屬于生物化學(xué)領(lǐng)域。富硅復(fù)合生物肥包括以膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌為主的硅酸鹽細(xì)菌，并富有活性硅。發(fā)明人利用膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌能分解硅酸鹽礦物中硅的特性及吸附吞硅的特性，在發(fā)酵培養(yǎng)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌時(shí)，在培養(yǎng)基中加入適量經(jīng)研磨過(guò)篩的熱電廠爐渣、粉煤灰，讓其在發(fā)酵生長(zhǎng)過(guò)程中分解爐渣、粉煤灰中的非活性硅，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄?、枸溶性硅，供植物生長(zhǎng)利用。本發(fā)明探索出了膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌在富硅條件下的最佳發(fā)酵條件，該條件包括培養(yǎng)基配方，爐渣、粉煤灰加入量，發(fā)酵溫度等。該益生菌發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)過(guò)加工配制，可制成即可補(bǔ)鉀又可補(bǔ)硅的富硅復(fù)合生物肥。
背景技術(shù)：
膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌能 分解鋁硅酸鹽類的原生態(tài)礦物，使難溶性S1、K、P、等轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)供植物生長(zhǎng)利用，同時(shí)還可以產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)。以膠質(zhì)芽孢桿菌為主要成份的生物肥在缺鉀土壤上對(duì)各種農(nóng)作物表現(xiàn)出較好的增產(chǎn)效
果O硅被稱為植物生長(zhǎng)需要的第四大營(yíng)養(yǎng)元素，是水稻、甘蔗等作物健康生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素。水稻一生中所需要的硅比氮磷鉀的總和還多。我國(guó)4. 5億畝水稻土中約有一半以上缺硅，潛在硅肥需求量為每年I千萬(wàn)噸。其它禾本科作物如麥類作物、玉米、高粱等以及一些葫蘆科作物如黃瓜、西瓜、冬瓜等的需硅量也很大。為了用硅酸鹽細(xì)菌給作物補(bǔ)鉀肥的同時(shí)也補(bǔ)充硅肥，本發(fā)明人在膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中加入了含有硅酸鹽成分的熱電廠爐渣、粉煤灰，利用膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌對(duì)硅的轉(zhuǎn)化作用，獲得活性硅酸鹽成分，提高菌肥中活性硅的含量。本發(fā)明研制的富硅復(fù)合生物肥，可對(duì)作物同時(shí)補(bǔ)充鉀和硅，促進(jìn)增產(chǎn)增收，同時(shí)有效利用了當(dāng)?shù)刭Y源，變廢為寶，具有良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人利用膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌對(duì)硅酸鹽礦物中硅的分解和吸附吞硅能力，通過(guò)微生物發(fā)酵技術(shù)，把熱電廠爐渣、粉煤灰中的非活性硅轉(zhuǎn)化為活性硅，變廢為寶。富硅微生物發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)過(guò)加工，制出即可補(bǔ)充作物鉀元素又可補(bǔ)充硅元素的高效肥料。該肥料的發(fā)酵加工工藝為首創(chuàng)。采用液態(tài)發(fā)酵法培養(yǎng)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌，應(yīng)用糧油加工廠副產(chǎn)物豆柏、麩皮、玉米渣浸出液為培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了資源有效利用。在發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中，我們對(duì)培養(yǎng)基配方、爐渣及粉煤灰加入量、接種量、溫度、PH值、發(fā)酵時(shí)間等參數(shù)均進(jìn)行了優(yōu)化，每批細(xì)菌的發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)間為34小時(shí)-38小時(shí)，每2000升發(fā)酵罐可得發(fā)酵產(chǎn)物60公斤，可配制富硅復(fù)合生物肥20噸。


圖1富硅復(fù)合生物肥制備工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌發(fā)酵在研制的培養(yǎng)基中加入占培養(yǎng)基總量1% -2%的熱電廠爐渣、粉煤灰、混合、滅菌后，接種膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌，讓其在一定條件下發(fā)酵生長(zhǎng)。通過(guò)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌的分解、吸附吞硅作用把熱電廠爐渣、粉煤灰中的非活性硅轉(zhuǎn)化為活性硅。經(jīng)檢測(cè)，發(fā)酵產(chǎn)物中活性硅的含量比發(fā)酵前增加60%以上。膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌經(jīng)過(guò)以上發(fā)酵條件獲得的發(fā)酵產(chǎn)物，經(jīng)除雜、減壓蒸發(fā)后，加入載體、有機(jī)質(zhì)、粘合劑、防霉劑，混合造粒，即生產(chǎn)出富硅復(fù)合生物肥。實(shí)施例一富硅條件下膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)1、發(fā)酵培養(yǎng)基配方(按重量百分比配制)玉米渣浸出液10%、麩皮浸出液10%、豆柏粉 O. 6%，葡萄糖 O. 2%，K2HPO4 O. 2%, MgSO41. 5%, (NH4)2SO4 O. 5% g, CaCO31. 0%,FeCl3 0.02%，酵母膏0.4%。熱電廠爐渣2 %，粉煤灰2 %，剩余部分用蒸餾水補(bǔ)齊至100%。2、移種情況在2000L發(fā)酵罐加入培養(yǎng)基約1300kg，滅菌、降溫后，由2級(jí)500L發(fā)酵罐移種(菌落濕重約40kg，連培養(yǎng)基總重約400kg)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌至2000L發(fā)酵罐，補(bǔ)充培養(yǎng)基至1800L刻度。3、發(fā)酵培養(yǎng)條件 pH值控制在7. 2左右，通氣量IOmVmin,發(fā)酵溫度控制在36°C，攪拌在發(fā)酵的頭8個(gè)小時(shí)可開(kāi)啟為120轉(zhuǎn)/分，8小時(shí)后不開(kāi)攪拌，可加大通氣量在12m3/min-20m3/min。發(fā)酵時(shí)間，根據(jù)菌落生長(zhǎng)情況而定，約為36小時(shí)。發(fā)酵過(guò)程中檢驗(yàn)發(fā)酵液中可溶硅含量及菌落中的硅含量，可知發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)發(fā)酵液中含可溶硅為1600mg/L-2500mg/L，菌落中的硅含量為2% -4%。通過(guò)發(fā)酵，可有效的將非活性硅轉(zhuǎn)化為活性硅。發(fā)酵后處理及肥料加工把發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，減壓蒸發(fā)除去水分，蒸發(fā)溫度不超過(guò)38°C。處理后的發(fā)酵菌產(chǎn)物按占肥料成品總重的O. 2% -O. 5%的比例投料，其余投入粘合劑O. 1% -O. 5%,防霉劑O.1 % -O. 4%，有機(jī)質(zhì)30%，腐殖酸鉀20%，其余添加載體至100%。載體可以為硅藻土、含碘硒凹凸棒土、含腐殖質(zhì)粘土等材料。以上原料經(jīng)混合、造粒后檢驗(yàn)?zāi)z質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌活菌數(shù)和活性硅含量，達(dá)到肥科標(biāo)準(zhǔn)要求后分裝，即為成品。實(shí)施例二富硅條件下膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)1、發(fā)酵培養(yǎng)基配方(按重量百分比配制)玉米渣浸出液10%、麩皮浸出液10%、豆柏粉 O. 6%，葡萄糖 O. 2%，K2HPO4 O. 2%, MgSO41. 5%, (NH4)2SO4 O. 5% g, CaCO31. 0%,FeCl3 0.02%，酵母膏0.4%。熱電廠爐渣I %，粉煤灰I %，剩余部分用蒸餾水補(bǔ)齊至100%。2、移種情況在2000L發(fā)酵罐加入培養(yǎng)基約1300kg，滅菌、降溫后，由2級(jí)500L發(fā)酵罐移種(菌落濕重約40kg，連培養(yǎng)基總重約400kg)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌至2000L發(fā)酵罐，補(bǔ)充培養(yǎng)基至1800L刻度。3、發(fā)酵培養(yǎng)條件pH值控制在7. 5左右，通氣量10m3/min，發(fā)酵溫度控制在38°C，攪拌在發(fā)酵的頭8個(gè)小時(shí)可開(kāi)啟為120轉(zhuǎn)/分，8小時(shí)后不開(kāi)攪拌，可加大通氣量在12m3/min-20m3/min。發(fā)酵時(shí)間,根據(jù)菌落生長(zhǎng)情況而定,約為34小時(shí)左右。發(fā)酵過(guò)程中檢驗(yàn)發(fā)酵液中可溶硅含量及菌落中的硅含量，可知發(fā)酵液中含可溶硅為1500mg/L-2200mg/L，菌落中的硅含量為2% -4%。通過(guò)發(fā)酵可有效的將非活性硅，轉(zhuǎn)化為活性硅。發(fā)酵后處理及肥料加工把發(fā)酵產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，減壓蒸發(fā)除去水分，蒸發(fā)溫度不超過(guò)38°C。處理后的發(fā)酵菌產(chǎn)物按占肥料成品總重的O. 2% O. 5%的比例投料，其余投入粘合劑O. 1% O. 5%、防霉劑O. 1% O. 4%，有機(jī)質(zhì)30%，速效氮磷鉀肥2%，粉煤灰2% 5%，其余添加載體至100%。載體可以為硅藻土、含碘硒凹凸棒上、含腐殖質(zhì)粘土等材料。以上原料經(jīng)混合、造粒后檢驗(yàn)?zāi)z質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌活菌數(shù)和活性硅含量，達(dá)到肥料標(biāo)準(zhǔn)要求后分裝，即為成品。以上兩個(gè)實(shí)施例表明，在膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌的發(fā)酵培養(yǎng)基中加入含硅酸鹽成分的熱電廠爐渣、粉煤灰，利用此菌對(duì)硅的轉(zhuǎn)化作用，可獲得活性硅酸鹽成分，提高菌肥中活性硅的含量。以此法生產(chǎn)的富硅復(fù)合生物肥，經(jīng)施用后，可有效補(bǔ)充作物所需的鉀元素及硅元素，促進(jìn)作物增 產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌在富硅條件下的發(fā)酵培養(yǎng)方法。
發(fā)明人利用膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌能分解硅酸鹽礦物中硅的特性及吸附吞硅的特性，在發(fā)酵培養(yǎng)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌時(shí)，在培養(yǎng)基中加入適量經(jīng)研磨過(guò)篩的熱電廠爐渣、粉煤灰，讓其在發(fā)酵生長(zhǎng)過(guò)程中分解爐渣、粉煤灰中的非活性硅，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄?、枸溶性硅，供植物生長(zhǎng)利用。本發(fā)明探索出了膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌在富硅條件下的最佳發(fā)酵條件。
培養(yǎng)基配方玉米渣浸出液10 %、麩皮浸出液10 %，豆柏粉0. 6 %，葡萄糖0.2%，K2HPO40.2%, MgSO41. 5%, (NH4)2SO4 0. 5% g, CaCO31. 0%, FeCl3 0. 02%，酵母膏 0. 4%。爐渣I % 2%，粉煤灰I % 2%，剩余部分用蒸餾水補(bǔ)齊至100%。
發(fā)酵培養(yǎng)條件在2噸罐中經(jīng)約34小時(shí) 38小時(shí)發(fā)酵培養(yǎng)，控制pH值在7. 2-7. 5之間，控制通氣量在10m3/min 20m3/min的范圍內(nèi)，控制溫度在36°C _38°C，以菌落生長(zhǎng)時(shí)間曲線拐點(diǎn)前3小時(shí)為終點(diǎn)控制指標(biāo)，在此條件下菌落生長(zhǎng)旺盛，通過(guò)發(fā)酵可有效的將非活性硅，轉(zhuǎn)化為活性硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1生產(chǎn)的膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)物，經(jīng)除雜、減壓蒸發(fā)去水后，加入其他成分及載體、助劑，經(jīng)科學(xué)配比后，混合造粒，可生產(chǎn)出高效富硅復(fù)合生物肥。
肥料配方處理后的發(fā)酵菌產(chǎn)物按占肥料成品總重的0. 2% 0. 5%的比例投料，其余投入粘合劑0.1 % 0. 5 %、防霉劑0.1 % 0. 4 %，有機(jī)質(zhì)30 %，速效氮磷鉀肥2 % (或腐殖酸鉀20%)，粉煤灰2% 5% (視作物需硅程度加入)，其余添加載體至100%。載體可以為硅藻土、含碘硒凹凸棒上、含腐殖質(zhì)粘土等材料以上原料經(jīng)混合、造粒后檢驗(yàn)?zāi)z質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌活菌數(shù)和活性硅含量，達(dá)到肥料標(biāo)準(zhǔn)要求后分裝，即為成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種富硅復(fù)合生物肥的制備方法。富硅復(fù)合生物肥包括以膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌為主的硅酸鹽細(xì)菌，并富有活性硅及其他有效成分。發(fā)明人利用膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌能分解硅酸鹽礦物中硅及吸附吞硅的特性，在發(fā)酵培養(yǎng)膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌時(shí)，在培養(yǎng)基中加入1％～2％經(jīng)研磨過(guò)篩的熱電廠爐渣、粉煤灰，讓其在發(fā)酵生長(zhǎng)過(guò)程中分解、吸附爐渣、粉煤灰中的非活性硅，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄浴㈣廴苄怨?，供植物生長(zhǎng)利用。本發(fā)明探索出了膠質(zhì)芽孢桿菌和環(huán)狀芽孢桿菌在富硅條件下的最佳發(fā)酵條件，該條件包括培養(yǎng)基配方，爐渣、粉煤灰加入量，發(fā)酵溫度，pH值、發(fā)酵終點(diǎn)控制等。該益生菌發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)除雜、減壓蒸發(fā)去水后，加入其他成分及載體、助劑，經(jīng)科學(xué)配比后，混合造粒，可生產(chǎn)出能高效富硅復(fù)合生物肥，該肥料可給作物有效補(bǔ)充鉀元素、硅元素，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C12R1/09GK103045650SQ20111030780
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者徐波勇, 方文勝, 孫建亮, 張玉亮, 范飛飛, 王磊磊, 孫海霞, 呂勝春, 張盼盼 申請(qǐng)人:徐波勇, 方文勝, 孫建亮