一種微生物菌肥制作方法、制得的微生物菌肥及復合微生物制劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物化學領(lǐng)域，特別涉及一種微生物菌肥制作方法，其以抗生素菌渣 為基料。進一步地，還涉及由該微生物菌肥制作方法制得的微生物菌肥，該微生物菌肥可用 于土壤修復；以及一種復合微生物制劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是全球抗生素原料藥生產(chǎn)的第一大國。針對發(fā)酵法生產(chǎn)抗生素產(chǎn)生的菌渣， 大部分藥廠采用焚燒、填埋等方法處理，但這些方法均會對大氣、土壤、地下水造成不同程 度的污染，菌渣中殘留的抗生素使動植物產(chǎn)生了抗藥性，間接影響人體健康。發(fā)酵類抗生素 菌渣中含有豐富的營養(yǎng)成分與各種微量元素，干基中粗蛋白含量為30% -52%、粗脂肪含 量為2% -20%、粗纖維含量為1.85% -7. 97%，干基中還有部分鈣、鎂等微量元素，此外還 含有多種氨基酸，如天門冬氨酸、谷氨酸、纈氨酸、白氨酸等。直接焚燒、填埋會造成資源的 巨大浪費，不符合國家倡導的"循環(huán)經(jīng)濟、變廢為寶"的理念。基于目前這一現(xiàn)狀，本發(fā)明 結(jié)合微生態(tài)工程與發(fā)酵工程，從抗生素菌渣無害化及資源化再利用兩方面進行研究，利用 微生物發(fā)酵技術(shù)將抗生素菌渣轉(zhuǎn)化為微生物菌肥，主要用于治理目前土壤板結(jié)，導致土壤 肥力下降的問題。
[0003] 近年來，土壤鹽漬化、貧瘠化與土壤板結(jié)問題日益突出，加之不科學施肥、農(nóng)藥大 量殘留、化肥的不合理施用等，導致耕地質(zhì)量逐年下降。此外，隨著農(nóng)業(yè)機械化程度的提高， 農(nóng)民普遍使用旋耕耙犁地，地耕層淺，在板結(jié)的土壤下播種困難，嚴重制約產(chǎn)量的提高。土 壤板結(jié)已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要障礙之一，嚴重地區(qū)每年造成減產(chǎn)損失達10% -30%，個別 地塊甚至造成絕收或棄耕，直接影響到農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和農(nóng)民增產(chǎn)增收。
[0004] 化肥造成土壤板結(jié)的原因：化肥中只有陽離子或陰離子元素，這是植物所需要的 元素，植物單方面選擇吸收了有用的離子，造成土壤酸化或鹽堿化。土壤團粒結(jié)構(gòu)的破壞致 使土壤保水、保肥能力及通透性降低，造成土壤板結(jié)。
[0005] 土壤有機質(zhì)的含量是土壤肥力和團粒結(jié)構(gòu)的一個重要指標及重要組成部分，土壤 有機質(zhì)的分解是以微生物的活動來實現(xiàn)的。向土壤中施入微生物肥料，微生物的分泌物能 溶解土壤中的磷酸鹽，將磷素釋放出來，同時，也將鉀及微量元素陽離子釋放出來，以鍵橋 形式恢復團粒結(jié)構(gòu)，消除土壤板結(jié)。
[0006] 本發(fā)明優(yōu)選通過將抗生素菌渣中殘留的抗生素和有害微生物滅活（無害化處 理），解決目前藥廠對發(fā)酵類抗生素菌渣的難處理問題，還可將其中的有益成分充分利用轉(zhuǎn) 化為微生物菌肥，用于解決目前土壤板結(jié)、肥力下降的問題，達到土壤生態(tài)修復的目的。處 理過程中需要添加大量的富含纖維的農(nóng)業(yè)廢棄物，亦可同時解決大量秸桿的處理問題，緩 解由于焚燒秸桿造成的大氣污染問題，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目主要在于：
[0008] 提供一種以抗生素菌渣為基料的微生物菌肥制作方法，從而在利用所述菌渣和富 含植物纖維廢棄物的同時，利用復合微生物制作出高效微生物菌肥。優(yōu)選地，先對抗生素菌 渣進行無害化處理。
[0009] 優(yōu)選地，還提供一種高效微生物菌肥（如通過本發(fā)明的方法制作出的）（主要用于 土壤修復），其中所述菌肥的有效活菌總數(shù)2億/克以上，腐植酸含量25%以上，有機質(zhì)含 量30%以上。
[0010] 優(yōu)選地，還提供一種復合微生物制劑，其中所述復合微生物制劑包括：纖維素分解 菌（如產(chǎn)黃纖維單胞菌、鏈霉菌、纖維素諾卡氏菌、綠色木霉、熱纖梭菌等）、納豆芽孢桿菌、 啤酒酵母菌和植物乳桿菌中的至少一種。
[0011] 進一步地，本發(fā)明還提供一種利用高溫氣爆技術(shù)對抗生素菌渣進行無害化處理的 方法，該方法能夠去除抗生素菌渣中的抗生素殘留及有害有毒的污染微生物、無機鹽等物 質(zhì)。無害化后的菌渣與富含植物纖維廢棄物一同作為本發(fā)明復合微生物的固體發(fā)酵培養(yǎng)基 生產(chǎn)高效微生物菌肥。
[0012] 優(yōu)選地，物料中優(yōu)選使用粒度為20-80目的富含植物纖維廢棄物，從而更好地控 制物料的濕度達到30% -50%，以起到無能耗脫水的作用。
[0013] 進一步地，本發(fā)明優(yōu)化了物料中抗生素菌渣和富含植物纖維廢棄物（碳源）的配 比，優(yōu)選為抗生素菌渣45-100重量份，富含植物纖維廢棄物45-100重量份，從而更利于固 體發(fā)酵。
[0014] 優(yōu)選地，在固體發(fā)酵前對物料進行無害化處理并作為后續(xù)固體發(fā)酵的培養(yǎng)基，從 而確保固體發(fā)酵的高效進行，并有效地去除了發(fā)酵菌肥所可能產(chǎn)生的二次污染問題。
[0015] 優(yōu)選地，本發(fā)明中微生物菌種發(fā)酵培養(yǎng)基的原料以廢棄物土豆渣為主，使廢物得 到充分的利用，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)率、縮短培養(yǎng)時間。
[0016] 具體地，本發(fā)明提供一種微生物菌肥制作方法，其以抗生素菌渣為基料，采用復合 微生物對物料進行固體發(fā)酵，其中：所述物料包括富含植物纖維的廢棄物和抗生素菌渣； 所述復合微生物包括纖維素分解菌和選自納豆芽孢桿菌（Bacillus natto)、啤酒酵母菌 (Saccharomyces cereviseae)和植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum)中的至少一種； 優(yōu)選地，固體發(fā)酵前首先對物料進行無害化處理。
[0017]在進一步的實施方式中，所述纖維素分解菌可以是產(chǎn)黃纖維單胞 菌（Cellulomonas flavigena)、鏈霉菌（Streptomyces sp.)、纖維素諾卡氏菌 (Nocardiacellulans)、綠色木霉（Trichoderma viride)、熱纖梭菌（Clostridium thermocellum)中的至少一種。
[0018] 在進一步的實施方式中，所述物料中的富含植物纖維的廢棄物的重量份為45-100 份，抗生素菌渣的重量份為45-100份。
[0019] 在進一步的實施方式中，所述復合微生物在所述固體發(fā)酵起始時的生物量分別 為：所述纖維素分解菌為2-8x K^cfu/kg物料；所述納豆芽孢桿菌為l-8x 10ncfu/kg物 料；所述啤酒酵母菌為l-8x 10ncfu/kg物料；所述植物乳桿菌為l-80x 10ncfu/kg物料， 更為優(yōu)選所述植物乳桿菌2-8x 1012cfu/kg物料。
[0020] 在進一步的實施方式中，所述無害化處理為高溫汽爆滅菌。
[0021] 在進一步的實施方式中，所述高溫汽爆的條件為：溫度180°C _240°C，高壓蒸汽的 壓力 0? 8-3. 4MPa，維壓 l-8min。
[0022] 在進一步的實施方式中，在所述無害化處理后，固體發(fā)酵前，干燥所述物料，其中 優(yōu)選干燥至含水量為30-50 %。
[0023] 在進一步的實施方式中，所述抗生素菌渣為0 -內(nèi)酰胺類抗生素菌渣（如青霉素 類菌渣、頭孢菌素類菌渣）、四環(huán)素類菌渣（如四環(huán)素菌渣）、氨基糖苷類抗生素菌渣（如慶 大霉素菌渣）、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素菌渣（如紅霉素菌渣）中的至少一種。
[0024] 在進一步的實施方式中，所述物料中所述富含植物纖維的廢棄物可以是秸桿、酒 糟、果蔬渣、草粉、中藥渣、樹木、灌木、樹枝、藤蔓、樹葉、樹根、樹皮、針葉、草、魚腥草、甘草、 小麥、小麥秸、甘蔗渣、柳枝稷、芒草、玉米、玉米桿、玉米殼、玉米粒、玉米芯、蕓苔莖、大豆 莖、高粱、谷物、麥麩、廢紙、紙漿、燕麥殼中的至少一種。
[0025] 在進一步的實施方式中，所述物料中所述富含植物纖維的廢棄物的粒度為20-80 目。
[0026] 在進一步的實施方式中，所述抗生素菌渣的含水量為60% -90%。
[0027] 在進一步的實施方式中，在所述固體發(fā)酵前（如在配置物料前、無害化所述物料 前或所述固體發(fā)酵前進行）發(fā)酵所述復合微生物菌種。
[0028] 在進一步的實施方式中，所述發(fā)酵所述復合微生物菌種的方法為：首先配制培養(yǎng) 基；再分別進行各微生物菌種接種，在無菌的條件下，將各微生物菌種接種于所述培養(yǎng)基 中，在90-120rpm，溫度為25-35°C，pH為6. 5-8的條件下，搖床培養(yǎng)l-3d ;得到各菌種的發(fā) 酵液；將所得到的發(fā)酵液按發(fā)酵罐中液體培養(yǎng)基體積比的2% -10%分別接種于發(fā)酵罐中， 曝氣，在溫度為25-35°C，pH為6. 5-8的條件下進行高密度發(fā)酵培養(yǎng)3-7d，獲得各微生物 菌種的菌懸液，其中在所述各菌種的菌懸液中優(yōu)選纖維素分解菌的數(shù)量為約2-8x 107cfu/ mL、納豆芽孢桿菌的數(shù)量為約l_8x 10scfu/mL、啤酒酵母菌的數(shù)量為約l_8x 10scfu/mL、植 物乳桿菌的數(shù)量為約l_80x 10scfu/mL。
[0029] 在進一步的實施方式中，復合微生物菌種發(fā)酵過程中所述培養(yǎng)基的原料為土豆渣 培養(yǎng)基，包括：土豆渣20-100份，蒸餾水40-200份，尿素0. 4-2份，KH2P04 0 . 0 2 5-0. 12份， K2HP04 0? 1-0. 5 份。
[0030] 在進一步的實施方式中，所述固體發(fā)酵的具體方法為：取料進行固體發(fā)酵，所述 抗生素菌渣45-100重量份，所述富含植物纖維的廢棄物45-100重量份，所述纖維素分解 菌2_8x K^cfu/kg物料、所述納豆芽孢桿菌l_8x 10ncfu/kg物料、所述啤酒酵母菌l_8x 10ncfu/kg物料、所述植物乳桿菌l-80x 10ncfu/kg物料，更為優(yōu)選所述植物乳桿菌2-8x 1012cfu/kg物料；在通風條件下進行發(fā)酵，通氣量為0. 2-0. 8vvm，攪拌，曝氣，自然升溫，在 25-50°C，氧含量為5-15 %，pH值為6. 5-8的條件下發(fā)酵2-5d，得到微生物菌肥；根據(jù)需求 摻入其他微量元素，進行造?；蛘咧苯影b。
[0031] 在進一步的實施方式中，所獲得的微生物菌肥的有效活菌總數(shù)2億/克以上，腐植 酸含量25%以上，有機質(zhì)含量30%以上。
[0032] 在本發(fā)明的另一方面，本