一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑及其制備方法。所述有機物料腐熟劑包括15～30重量份的枯草芽孢桿菌菌粉，15～30重量份的酵母菌菌粉，10～20重量份的米曲霉菌粉以及10～20重量份的白淺灰鏈霉菌菌粉。所述制備方法包括海藻酶解、微生物發酵、粉劑加工及菌粉復配。本發明所述制備方法工藝簡單，而且最大限度地將海藻的優勢應用到腐熟劑的生產中，所得有機物料腐熟劑不僅富含大量對作物生長有利的海藻生物活性物質，而且可有效抑制由葡萄座腔菌引起的病害，是一種集營養、抗病、土壤修復功能于一體的功能性有機物料腐熟劑。
【專利說明】一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種有機物料腐熟劑，屬于微生物【技術領域】，具體地說，涉及一種富含 海藻活性物質的有機物料腐熟劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 土壤有機質的提升是提高耕地質量、保障農作物生產穩定的重要措施，大力實施 以秸桿、畜禽糞便等廢棄物腐熟還田為主要內容的土壤有機質提升技術，既能直接減少化 學肥料施用量、緩解農資價格上漲的壓力，又能對土壤實施有效養護、減少環境污染，對實 現現代農業的可持續發展具有十分重要的意義。
[0003] 有機物料腐熟菌劑（秸桿腐熟劑）是采用現代作物營養學、生物技術，經過特殊的 生產工藝生產的有機物料腐熟劑，是加工有機肥料的重要原料之一。但是使用傳統的腐熟 劑腐熟而成的有機肥肥效過于單一，在提高作物抗逆性、改善農產品品質等方面效果有限。
[0004] 以天然海藻為原料經特殊生化方法制成的新型肥料（海藻提取液）中含有植物 所需的大量元素，18種氨基酸，40多種中微量元素（鈣、鎂、硫、銅、鐵、錳、鋅）等，還含有 天然生長調節物質細胞分裂素、赤霉素、甘露醇、甜菜堿、多酚、海藻酸，特別富含海洋生物 所特有的海藻多糖、高度不飽和脂肪酸等，對于促進植物生長、提高作物抗逆性具有重要的 作用。而海藻加工后產生的廢渣中含有大量的粗纖維、粗蛋白、微量元素等，是一種良好的 有機肥及微生物發酵原料。因此，將海藻的優勢與腐熟劑的應用相結合，研制一種降解時間 短、分解作用穩定的功能性有機物料腐熟劑，具有很好的發展前景。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種富含海藻活性物質的有機物料腐 熟劑及其制備方法。所述有機物料腐熟劑不僅富含大量對作物生長有利的海藻生物活性物 質，而且可有效抑制由葡萄座腔菌引起的病害，是一種集營養、抗病、土壤修復功能于一身 的功能性有機物料腐熟劑產品。所述制備方法工藝簡單，成本低。
[0006] 為實現上述目的，本發明所提供的技術方案之一，是一種富含海藻活性物質的有 機物料腐熟劑，包括15?30重量份的枯草芽孢桿菌菌粉，15?30重量份的酵母菌菌粉， 10?20重量份的米曲霉菌粉以及10?20重量份的白淺灰鏈霉菌菌粉，
[0007] 所述枯草芽孢桿菌菌粉是枯草芽孢桿菌在含有海藻酶解后所得上清液的培養基 中液體發酵后，在發酵液中加入硅藻土，且發酵液與硅藻土的質量比為4:1-1: 1，然后經噴 霧干燥而得到的；
[0008] 所述酵母菌菌粉是酵母菌在含有海藻酶解所得上清液的培養基中液體發酵后，在 發酵液中加入硅藻土，且發酵液與硅藻土的質量比為然后經噴霧干燥而得到的；
[0009] 所述米曲霉菌粉是米曲霉在含有海藻酶解所得海藻渣的培養基中固態淺盤發酵， 經沸騰床干燥后粉碎而得到的；
[0010] 所述白淺灰鏈霉菌菌粉是白淺灰鏈霉菌在含有海藻酶解所得海藻渣的培養基中 固態淺盤發酵，經沸騰床干燥后粉碎而得到的。
[0011] 優選地，所述腐熟劑中有效活菌數> 1〇億/g，纖維素酶活> 300U/g，蛋白酶活 彡 200U/g。
[0012] 本發明所提供的技術方案之二，是一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑的制 備方法，包括如下步驟：
[0013] ⑴海藻酶解
[0014] 將海藻粉碎，加水稀釋后加入占海藻干重1 %?5%的復合酶制劑，在30?50°C酶 解2?6h，然后離心分離得到上清液及海藻渣；
[0015] (2)微生物發酵及粉劑加工
[0016] 取步驟（1)所得上清液，加入到枯草芽孢桿菌主發酵培養基中，液體發酵培養 20-30h后得到枯草芽孢桿菌發酵液，向發酵液中加入硅藻土，發酵液與硅藻土的質量比為 4:1-1:1，噴霧干燥，得到菌粉；
[0017] 取步驟（1)所得上清液，加入到酵母菌主發酵培養基中，液體發酵培養35-40h后 得到酵母菌發酵液，向發酵液中加入硅藻土，發酵液與硅藻土的質量比為4:1-1: 1，噴霧干 燥，得到菌粉；
[0018] 取步驟（1)所得海藻渣，加入到米曲霉固態發酵培養基中，固態淺盤發酵培養 65-75h后得到固態米曲霉基質，經過沸騰床干燥后粉碎，得到菌粉；
[0019] 取步驟（1)所得海藻渣，加入到白淺灰鏈霉菌固態發酵培養基中，固態淺盤發酵 培養65-75h后得到固態白淺灰鏈霉菌基質，經過沸騰床干燥后粉碎，得到菌粉；
[0020] (3)菌粉復配
[0021] 取步驟⑵所得四種菌粉，按照所需重量比摻混均勻后，得到腐熟劑成品。
[0022] 優選地，步驟（1)所述復合酶制劑包括海藻膠裂解酶、纖維素酶、溶脂酶、果膠酶、 蛋白酶中的一種或幾種。
[0023] 優選地，步驟（2)所述上清液與枯草芽孢桿菌或酵母菌主發酵培養基的質量比為 1:1 ;海藻渣與米曲霉或白淺灰鏈霉菌固態發酵培養基的質量比為2:1。
[0024] 優選地，所述噴霧干燥工藝為：進風溫度130?160°C，出風溫度60?75°C。
[0025] 本發明中，通過酶解工藝將海藻降解，可有效保護海藻中的生物活性物質不被破 壞，上清液經微生物發酵后進一步降解，其中的有效成分通過噴霧干燥的方式隨菌粉回收， 海藻渣經過固態發酵進一步降解后也充分回收利用，最大限度地將海藻的優勢應用到腐熟 劑的生產中。利用本發明的方法生產的腐熟劑產品在秸桿還田、畜禽糞便發酵、有機肥生產 中腐熟效果顯著。所用菌株均能耐堆肥高溫，而且功能全面。米曲霉產酶能力強，而且安全 可靠，不會引起植物病害，酵母菌具有良好的除臭功效，枯草芽孢桿菌及白淺灰鏈霉菌還具 有良好的生防功效，可抑制多種真菌性病害。使用本發明腐熟而成的有機肥在促進作物生 長、改良修復土壤、減少病蟲害發生、增強作物抗逆性等方面效果顯著。
[0026] 本發明具有的有益效果：
[0027] (1)產品中所含的海藻生物活性物質可隨腐熟后的基質進入土壤，進而被作物吸 收利用，可有效提高作物抗逆性、改善農產品品質、增產增收；
[0028] (2)本發明提供的腐熟劑制備方法工藝先進、成本低廉，產品有效活菌數> 10億/ g，纖維素酶活彡300U/g，蛋白酶活彡200U/g，遠遠高于國家標準；
[0029] (3)本發明所用菌株均為生防菌，對常見病原菌有拮抗作用，可有效抑制由葡萄座 腔菌引起的病害；
[0030] (4)使用本發明所述方法制備的腐熟劑，腐熟效果好、時間短。農作物秸桿堆腐30 天以內可完成腐熟，直接還田45天以內完成腐熟；畜禽糞便堆腐20天以內可完成腐熟；規 模越大越容易升溫腐解，在工廠化的有機肥生產中腐熟時間可縮短至10天以內。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合【具體實施方式】對本發明的技術方案作進一步的詳細說明。
[0032] 首先按照下述方法制備一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑。
[0033] 步驟一：海藻酶解
[0034] 將海藻粉碎，加水稀釋后加入占海藻干重4% (1%?5%這個范圍均可）的復合酶 制劑（復合酶制劑可以選用海藻膠裂解酶、纖維素酶、溶脂酶、果膠酶、蛋白酶中的一種或 幾種以任意質量配比制得），在30?50°C酶解2?6h，將海藻酶解成勻漿，然后使用碟式離 心機進行固液分離，獲得富含海藻活性物質的上清液與海藻渣。
[0035] 步驟二：微生物發酵
[0036] 1、枯草芽孢桿菌發酵
[0037] (1)種子液配方
[0038] 水1000重量份，蛋白胨10重量份，酵母粉5重量份，氯化鈉10重量份，pH7. 0 ;
[0039] (2)主發酵配方
[0040] 海藻上清液1000重量份，水950重量份，酵母粉5重量份，豆餅粉30重量份，玉米 粉20重量份,葡萄糖10重量份,磷酸二氫鉀2重量份,硫酸鎂1重量份,碳酸興5重量份， pH7. 5 ；
[0041] (3)發酵工藝
[0042] 采用三級發酵：實驗室種子液一100L種子罐一500L種子罐一5000L主發酵罐，工 藝設定如下：
[0043] 空消、實消：發酵罐裝液量為60%，121°C滅菌30min ;
[0044] 接種量：100L種子罐接種量5 % ;
[0045] 培養溫度：37°C ;
[0046] 攪拌轉速：100L 罐 200rpm，500L 罐 180rpm，5000L 罐 150rpm ;
[0047] 通風量：1001^罐1:0.8,5001^罐1:0.8,50001^罐0?411為1:0.8、4?1211為1:1.2、 12 ?20h 為 I: L 5、20 ?24h 為 1:1 ;
[0048] 移種時間：實驗室培養16h - 100L種子罐培養8h - 500L種子罐培養8h ;
[0049] 發酵結束時間：培養20_30h左右芽孢率可達到95%以上，此時停止發酵；
[0050] 2、酵母菌發酵
[0051] (1)種子液配方
[0052] 水1000重量份，蔗糖5重量份，酵母粉2重量份，蛋白胨2重量份，磷酸二氫鉀0. 5 重量份，pH自然。
[0053] (2)主發酵配方
[0054] 海藻上清液1000重量份,水950重量份,鹿糖10重量份,豆餅粉10重量份,酵母 粉2重量份,磷酸二氫鉀1重量份，pH自然。
[0055] (3)發酵工藝
[0056] 采用三級發酵：實驗室種子液一100L種子罐一500L種子罐一5000L主發酵罐，工 藝設定如下：
[0057] 空消、實消：發酵罐裝液量為60%，121°C滅菌30min ;
[0058] 培養溫度：30°C ;
[0059] 攪拌轉速：100L 罐 200rpm，500L 罐 180rpm，5000L 罐 150rpm ;
[0060] 通風量：100L 罐 1 :0· 5, 500L 罐 1 :0· 5, 5000L 罐 0 ?8h 為 1: 0· 5、8 ?24h 為 1:1、 24 ?36h 為 1:1. 2 ;
[0061] 移種時間：實驗室培養30h - 100L種子罐培養30h - 500L種子罐培養30h ;
[0062] 發酵結束時間：培養35_40h左右酵母出芽穩定，此時停止發酵。
[0063] 3、白淺灰鏈霉菌發酵
[0064] (1)海藻渣預處理
[0065] 取離心后的新鮮海藻渣，測定其含水量，采用補水的方式調節其含水量至 55% -60%左右；
[0066] (2)種子液配方
[0067] 水1000重量份，麥芽糊精20重量份，硫酸銨1重量份，硝酸鉀1重量份，磷酸氫二 鉀1重量份，硫酸鎂0. 5重量份，氯化鈉0. 5重量份，pH7. 5 ;
[0068] (3)固態發酵配方
[0069] 步驟（1)所得海藻漁650重量份,麥麩250重量份,稻殼60重量份,硝酸鉀2重量 份，硫酸銨2重量份,豆餅粉5重量份,磷酸氫二鉀1重量份,硫酸鎂0. 5重量份，pH7. 5,物 料要在蒸球中不停攪拌，要求濕潤但不結塊，直至呈均勻松散狀；
[0070] (4)發酵工藝
[0071] 采用實驗室種子液一100L種子罐一5m3蒸球接種混勻一淺盤發酵，工藝參數如 下：
[0072] 滅菌：種子罐裝液量60 %，蒸球裝料量50 %，121°C高壓蒸汽滅菌30min，降溫至 30°C左右時，等待接種。
[0073] 移種時間：實驗室培養48h - 100L種子罐培養48h - 5m3蒸球；
[0074] 100L種子罐工藝：培養溫度28?30°C，攪拌轉速lOOrpm，通風量0?24h為 1:0. 8、24?48h為1:1. 2,培養48h左右發酵液中含有大量菌絲，松散不成團，可接種至蒸 球中；
[0075] 淺盤發酵工藝：將IOOL罐中種子液全部轉接至滅菌后蒸球中，攪拌均勻后無菌條 件下分裝至發酵專用淺盤中，裝料厚度3?5cm，表面覆蓋六層紗布，無菌車間通風培養，培 養溫度28?32 °C。
[0076] 發酵結束時間：培養65_75h左右菌絲布滿淺盤，此時停止發酵。
[0077] 4、米曲霉發酵
[0078] (1)海藻渣預處理
[0079] 取離心后的新鮮海藻渣，測定其含水量，采用補水的方式調節其含水量至 55% -60%左右。
[0080] (2)種子液配方
[0081] 水1000重量份,豆餅粉20重量份,鹿糖10重量份,磷酸氫二鉀0. 5重量份,硫酸 鎂0.5重量份，pH自然。
[0082] (3)固態發酵配方
[0083] 步驟（1)所得海藻渣700重量份，麥麩200重量份，稻殼100重量份，玉米粉20重 量份，尿素10重量份，硫酸鎂0. 5重量份，磷酸氫二鉀0. 5重量份，pH自然，物料要在蒸球 中不停攪拌，要求濕潤但不結塊，直至呈均勻松散狀。
[0084] (4)發酵工藝
[0085] 采用實驗室種子液一100L種子罐一5m3蒸球接種混勻一淺盤發酵，工藝參數如 下：
[0086] 滅菌：種子罐裝液量60 %，蒸球裝料量50 %，121°C高壓蒸汽滅菌30min，降溫至 30°C左右時，等待接種。
[0087] 移種時間：實驗室培養24h - 100L種子罐培養24h - 5m3蒸球；
[0088] 100L種子罐工藝：培養溫度28?30°C，攪拌轉速lOOrpm，通風量0?12h為 1:0. 8、12?24h為1:1. 2,培養24h左右發酵液變粘稠，可接種至蒸球中；
[0089] 淺盤發酵工藝：將IOOL罐中種子液全部轉接至滅菌后蒸球中，攪拌均勻后無菌條 件下分裝至發酵專用淺盤中，裝料厚度3?5cm，表面覆蓋六層紗布，無菌車間通風培養，培 養溫度28?32 °C。
[0090] 發酵結束時間：培養65-75h左右氣生菌絲布滿淺盤，顏色變綠，此時停止發酵。
[0091] 步驟三：粉劑加工
[0092] 分別取步驟二所得枯草芽孢桿菌及酵母菌發酵液，加入硅藻土，發酵液與硅藻土 的質量比均為1:1(4:1-1:1均可），噴霧干燥器設定進風溫度1501：(130?1601：均可）、 出風溫度70°C (60?75°C均可），噴霧干燥后分別獲得含水量< 10%的枯草芽孢桿菌菌粉 和酵母菌菌粉；
[0093] 分別取步驟二所得米曲霉及白淺灰鏈霉菌固態基質，經過沸騰床60?75°C干燥， 水分降至10%以下即可，然后粉碎至80目，獲得米曲霉及白淺灰鏈霉菌菌粉。
[0094] 步驟四：菌粉復配
[0095] 取步驟三所得四種菌粉，摻混比例為：枯草芽孢桿菌菌粉15重量份、酵母菌菌粉 30重量份、米曲霉菌粉10重量份、白淺灰鏈霉菌菌粉20重量份，投入混料機中摻混均勻，然 后計量包裝，得實施例1富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑；
[0096] 取步驟三所得四種菌粉，摻混比例為：枯草芽孢桿菌菌粉30重量份、酵母菌菌粉 15重量份、米曲霉菌粉20重量份、白淺灰鏈霉菌菌粉10重量份，投入混料機中摻混均勻，然 后計量包裝，得實施例2富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑；
[0097] 取步驟三所得四種菌粉，摻混比例為：枯草芽孢桿菌菌粉20重量份、酵母菌菌粉 25重量份、米曲霉菌粉15重量份、白淺灰鏈霉菌菌粉15重量份，投入混料機中摻混均勻，然 后計量包裝，得實施例3富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑。
[0098] 取實施例1包裝好的產品，按照GB20287-2006的規定及相關企業標準的檢測方 法，對有機物料腐熟劑產品及部分海藻活性物質的含量進行檢測，結果如下：
[0099] 表1腐熟劑廣品指標檢測結果
[0100]
【權利要求】
1. 一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑，包括15?30重量份的枯草芽孢桿菌菌 粉，15?30重量份的酵母菌菌粉，10?20重量份的米曲霉菌粉以及10?20重量份的白 淺灰鏈霉菌菌粉，其特征在于： 所述枯草芽孢桿菌菌粉是枯草芽孢桿菌在含有海藻酶解后所得上清液的培養基中液 體發酵后，在發酵液中加入硅藻土，且發酵液與硅藻土的質量比為4:1-1: 1，然后經噴霧干 燥而制得的； 所述酵母菌菌粉是酵母菌在含有海藻酶解所得上清液的培養基中液體發酵后，在發酵 液中加入硅藻土，且發酵液與硅藻土的質量比為4:1-1:1，然后經噴霧干燥而制得的； 所述米曲霉菌粉是米曲霉在含有海藻酶解所得海藻渣的培養基中固態淺盤發酵，經沸 騰床干燥后粉碎而制得的； 所述白淺灰鏈霉菌菌粉是白淺灰鏈霉菌在含有海藻酶解所得海藻渣的培養基中固態 淺盤發酵，經沸騰床干燥后粉碎而制得的。
2. 根據權利要求1所述的一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑，其特征在于，所 述腐熟劑中有效活菌數> 10億/g，纖維素酶活> 300U/g，蛋白酶活> 200U/g。
3. -種權利要求1所述的富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 海藻酶解 將海藻粉碎，加水稀釋后加入占海藻干重1%?5%的復合酶制劑，在30?50°C酶解 2?6h，然后離心分離得到上清液及海藻渣； (2) 微生物發酵及粉劑加工 取步驟⑴所得上清液，加入到枯草芽孢桿菌主發酵培養基中，液體發酵培養 20-30h后得到枯草芽孢桿菌發酵液，向發酵液中加入硅藻土，發酵液與硅藻土的質量比為 4:1-1:1，噴霧干燥，得到菌粉； 取步驟（1)所得上清液，加入到酵母菌主發酵培養基中，液體發酵培養35-40h后得到 酵母菌發酵液，向發酵液中加入硅藻土，發酵液與硅藻土的質量比為4:1-1: 1，噴霧干燥，得 到菌粉； 取步驟（1)所得海藻渣，加入到米曲霉固態發酵培養基中，固態淺盤發酵培養65-75h 后得到固態米曲霉基質，經過沸騰床干燥后粉碎，得到菌粉； 取步驟（1)所得海藻渣，加入到白淺灰鏈霉菌固態發酵培養基中，固態淺盤發酵培養 65-75h后得到固態白淺灰鏈霉菌基質，經過沸騰床干燥后粉碎，得到菌粉； (3) 菌粉復配 取步驟（2)所得四種菌粉，按照所需重量比摻混均勻后，得到腐熟劑成品。
4. 根據權利要求2所述的一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑的制備方法，其特 征在于，步驟（1)所述復合酶制劑包括海藻膠裂解酶、纖維素酶、溶脂酶、果膠酶、蛋白酶中 的任意一種或幾種。
5. 根據權利要求2所述的一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑的制備方法，其特 征在于，步驟（2)所述上清液與枯草芽孢桿菌或酵母菌主發酵培養基的質量比為1:1 ;海藻 渣與米曲霉或白淺灰鏈霉菌固態發酵培養基的質量比為2:1。
6. 根據權利要求2所述的一種富含海藻活性物質的有機物料腐熟劑的制備方法，其特
【文檔編號】C05F11/08GK104312958SQ201410570570
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】趙宏濤, 李園園, 劉露, 鞠瑞成, 張鵬鵬, 王海鵬 申請人:青島明月藍海生物科技有限公司