一种赤霉素菌渣处理方法及包含赤霉素菌渣处理物的液体肥料与流程

本发明属于微生物领域，具体涉及一种赤霉素菌渣处理方法及包含赤霉素菌渣处理物的液体肥料。

背景技术：

赤霉素是一种天然的植物生长调节剂，在植物生长周期的全过程中可促进与调节种子萌发、茎的伸长、性别表达和果实形成等各种发育过程，广泛应用于农业、林业、酿酒业等，目前工业上常采用微生物发酵法获取赤霉素，在培养基接种入赤霉菌，经历一个发酵周期后形成固液混合发酵液，发酵液经过管式膜后，形成废弃物膜残液，即赤霉素菌渣。新鲜的膜残液初始状态为黄色粘稠液，其主要成分是水、微生物菌丝体、未代谢利用完的培养基、无机盐和少量赤霉素残留，干物质含量在10％左右，富含粗蛋白、多种氨基酸、核酸、脂类、大量元素和微量元素等。整个工艺过程未添加任何有毒有害的物质，因此膜残液是一种良好的有机肥源，但如果不经过腐熟处理直接将膜残液当肥料使用施入土壤中，可能造成烧根烧苗现象，残余的赤霉素还会造成作物疯长，造成一定的环境污染和经济损失。

赤霉素膜残液属于废弃资源，任意排放会对环境造成很大影响。膜残液粘度大、含水量高，长时间放置极易腐败变质，常规的固液分离设备如压榨机、离心机等难以将其中的水分离出去。目前对赤霉素膜残液常用的处理方式包括：(1)焚烧、填埋。焚烧耗费大量燃料，填埋造成二次污染。(2)喷雾干燥，虽然能彻底干燥形成干的喷粉，但其成本昂贵。喷粉含有一定的赤霉素残留，即使低价处理给有机肥料厂，其接受程度也不高。(3)板框过滤。即在膜残液中添加适量助剂，通过板框过滤后获得滤饼，滤饼经过粉碎成为滤渣，滤渣最终含微生物菌丝体、未代谢利用完的培养基、无机盐等。一般将滤渣低价处理给有机肥料厂进行堆肥制作有机肥、复混肥料、固体复合微生物肥料等。

cn201710022663.7公开了利用赤霉菌渣生产赤霉素ga3的方法，其中解决了菌渣丢弃造成的资源浪费和环境污染问题。

cn202010070863.1公开了一种赤霉素发酵菌渣的脱毒处理方法，利用水热法处理赤霉素发酵菌渣解决了赤霉素发酵菌渣难处理的问题。

cn201911331327.6公开了一种复合型菌肥及其制备方法，包括以下按重量份配比的组份：有机复合肥100-120份、复合菌剂发酵产物80-100份、复合中药提取物20-25份、营养素8-15份。其中使用赤霉素作为生长调节剂。

cn201810017258.0公开了一种赤霉素菌渣复合微生物肥料及其制备方法，该发明将板框过滤后的固体赤霉素菌渣添加辅料进行堆肥发酵，腐熟后与无机肥料、功能微生物菌剂混合制成赤霉素菌渣复合微生物肥料，但由于板框滤渣酸性或碱性较强，需要进行发酵调控，利用率较低，容易造成大量积压。同时，板框过滤存在环保、成本等诸多困扰，赤霉素膜残液并未得到很好的利用。因此亟需拓宽对膜残液的处理利用途径，实现废弃物的资源化利用，合理利用其中的营养成分并增加其附加值。

目前利用微生物发酵法处理发酵工业废弃菌渣成为一种趋势，cn201410426366.5、cn201610097783.9及cn200810008003.4分别公开了采用微生物液体发酵的模式对抗生素菌渣、红霉素菌渣、阿维菌素菌渣进行无害化处理，但在赤霉素菌渣的发酵处理以及发酵处理后作为液体肥料上未见利用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的赤霉素菌渣处理方法不环保、成本高、利用率低等问题，本发明提供了一种赤霉素发菌渣处理方法及包含赤霉素菌渣处理物的液体肥料。

本发明提供以下方案：

一种赤霉素发菌渣处理方法，包括以下步骤：将50-80％(m/m)赤霉素膜残液移至发酵罐内，加入1-10％质量的碳源、20-40％质量的水，搅拌混合均匀得到菌渣水体系，通入蒸汽灭菌后，向菌渣水体系中接入1-5％质量的微生物菌种，保持28-35℃，体系ph为5.0-6.5，罐压0.02-0.07mpa、空气流量0.5-1vvm、转速100r/min的条件发酵72-120h，得赤霉素膜残液发酵液。

其中，所述碳源为糖蜜、红糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、糊精、淀粉的一种或多种。

所述微生物菌种为酿酒酵母、面包酵母、假丝酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌中的一种或多种。

本发明还提供一种包含赤霉素菌渣处理物的液体肥料，其40-70％质量前述方法制备得到的赤霉素膜残液发酵液、10-30％质量的无机肥料、1-10％质量的生物刺激素、0.1-1％质量的助剂、余下为水。

其中，所述无机肥料为氮肥(尿素、硫酸铵)、磷肥(磷酸一铵、磷酸二铵)、钾肥(磷酸二氢钾、硝酸钾、硫酸钾、氯化钾)、镁肥(edta-mg、硫酸镁、硝酸镁、氯化镁)、钙肥(edta-ca、硝酸钙、氯化钙)、微量元素肥料中的一种或多种。

所述助剂为增稠剂、酸碱调节剂中的一种或多种。

优选地，所述的增稠剂为黄原胶，所述的酸碱调节剂为一水柠檬酸和/或乙醇胺。

所述生物刺激素为腐植酸、氨基酸、海藻酸中的一种或多种。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明的赤霉素膜残液不经过板框过滤或喷雾干燥，而是利用微生物发酵处理后制成复合微生物肥料，为目前国内赤霉素膜残液处理新工艺，与常规处理手段相比，更简便、高效、环保，解决了赤霉素膜残液废弃资源的排放及其造成的环境污染、制作成肥料能变废为宝，带来更高的经济价值，具有较大的社会意义和经济意义。

(2)本发明采用微生物发酵处理赤霉素膜残液，有效的降解了残余的赤霉素，残液中的粗蛋白被微生物部分分解为更容易被植物吸收的氨基酸、多肽等物质，不会对作物产生烧根烧苗的情况，肥料的有效性提高。

(3)赤霉素膜残液发酵液与大、中、微量元素、生物刺激素类物质复配，满足ny/t798-2015复合微生物肥料标准。有机-无机-生物结合，既有有机物的缓效性、又有无机肥的速效性、微生物的增效性，优势互补，营养更全面。

附图说明

图1本发明赤霉素菌渣处理及液体肥料的生产工艺流程图

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1(赤霉素菌渣处理方法)：

本实施例所述的赤霉素菌渣处理方法如下：将80％(m/m)赤霉素膜残液移至发酵罐内，开启搅拌，加入5％质量的葡萄糖、15％质量的水，混合均匀得到菌渣水体系，通入蒸汽灭菌后接2％质量的面包酵母菌液和1％解淀粉芽孢杆菌菌液，保持28℃，体系ph为5.5，罐压0.03mpa、空气流量为1vvm、转速100r/min的条件发酵120h，得赤霉素膜残液发酵液。经检测其中酵母菌有效活菌数2.5×10⁸个/毫升，解淀粉芽孢杆菌有效活菌数1.1×10⁸个/毫升，ga30ppm。

实施例2(赤霉素菌渣处理方法)：

本实施例所述的赤霉素菌渣处理方法如下：将70％(m/m)赤霉素膜残液移至发酵罐内，开启搅拌，加入4％质量的糖蜜、26％质量的水，混合均匀得到菌渣水体系，通入蒸汽灭菌后接入2％质量的假丝酵母菌液和1％质量的枯草芽孢杆菌菌液，保持30℃，体系ph值为6.5，罐压0.035mpa、空气流量0.5vvm、转速100r/min的条件发酵96h，得赤霉素膜残液发酵液。经检测其中酵母菌有效活菌数1.54×10⁸个/毫升，枯草芽孢杆菌1.67×10⁸个/毫升，ga30ppm。

实施例3(赤霉素菌渣处理方法)：

本实施例所述的赤霉素菌渣处理方法如下：将50％(m/m)赤霉素膜残液移至发酵罐内，开启搅拌，加入3％质量的蔗糖、32％质量的水，混合均匀得到菌渣水体系，通入蒸汽灭菌后接入菌渣水体系5％质量的啤酒酵母菌液+胶冻样芽孢杆菌菌液，保持30℃，体系ph值为6.0，罐压0.035mpa、空气流量0.5vvm、转速100r/min的条件发酵72h，得赤霉素膜残液发酵液。经检测其中酵母菌有效活菌数1.04×10⁸个/毫升，胶冻样芽孢杆菌1.13×10⁸个/毫升，ga30ppm。

实施例4：(液体肥料的制备)

本发明的液体肥料的制备：将29.0％质量的蒸馏水抽入反应釜中，然后将0.5％黄原胶缓缓地投入釜内，开启剪切泵将黄原胶水溶液剪切均匀并抽入反应釜中，开启搅拌依次将7％质量尿素、5％质量磷酸一铵、6.5％质量硝酸钾、1％质量硼酸、0.5％质量edta-zn依次加入，搅拌溶解完全。再将40％质量实施例1得到的膜残液发酵液、10％质量生化黄腐酸加入反应釜中混合搅拌均匀，最后加入0.5％质量乙醇胺，搅拌即得液体肥料。其中总有效活菌数(面包酵母菌+解淀粉芽孢杆菌)1.44×10⁸个/毫升，有机质为16.19％质量，总养分n+p2o5+k2o＝11％，符合复合微生物肥料ny/t798-2015标准要求。

实施例5：(液体肥料的制备)

本发明的液体肥料的制备：将25.9％质量的蒸馏水抽入反应釜中，将0.8％黄原胶缓缓地投入釜内。开启剪切泵将黄原胶水溶液剪切均匀。抽入反应釜中，开启搅拌依次将3％质量尿素、4.5％质量磷酸二铵、5％质量磷酸二氢钾、3.5％质量硝酸钙、4％质量硝酸镁依次加入，搅拌溶解完全。再将50％质量实施例2得到的膜残液发酵液、4％质量氨基酸、加入反应釜中混合搅拌均匀，最后加入0.2％质量乙醇胺，搅拌均匀即得液体肥料。总有效活菌数(假丝酵母菌+枯草芽孢杆菌)1.605×10⁸个/毫升，有机质15.67％质量，总养分n+p2o5+k2o＝13.5％，符合复合微生物肥料ny/t798-2015标准要求。

实施例6：(液体肥料的制备)

本发明的液体肥料的制备：将11.2％质量的蒸馏水抽入反应釜中，将1％质量黄原胶缓缓地投入釜内。将黄原胶水溶液剪切均匀。抽入反应釜中，开启搅拌依次将6.5％质量尿素、7％质量磷酸二铵、8％质量硝酸钾依次加入，搅拌溶解完全。再将60％质量实施例3得到的膜残液发酵液、6％质量海藻酸、加入反应釜中混合搅拌。最后加入0.3％质量一水柠檬酸，搅拌均匀即得液体肥料。总有效活菌数(啤酒酵母菌+胶冻样芽孢杆菌)1.302×10⁸个/毫升，有机质17.52％质量。总养分n+p2o5+k2o＝13％，符合复合微生物肥料ny/t798-2015标准要求。

由实施例1-6可以看出，通过本发明的处理方法处理后残液所含残留的赤霉素含量经检测为0，得到了完全的降解，将处理后的膜残液发酵液制成液体肥料得到富含功能微生物和有机质的肥料，符合复合微生物肥料ny/t798-2015标准要求，实现了赤霉素菌渣的无害化处理，改善在自然条件下易腐败变质、造成环境污染的理化特性。另外本发明的处理方法发酵周期较现有技术(例如cn201810017258.0的固体堆式发酵腐熟的数十天(总计43-49天))的处理周期更短(本发明72-120h)。

本发明的方法处理规模大、工艺简单、生产周期短，适用于工业化生产，可实现资源的有效利用。采用该赤霉素膜残液发酵液配制的液体肥料富含功能微生物及其代谢产物对作物具有促生、防病、改土等作用，所含有机质能为土壤根际微生物提供丰富的有机质，利于功能微生物的定殖。同时肥料还含生物刺激素类物质，能刺激作物生长、促进品质改善、促进增产等功能作用。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

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