一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法技术

一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，包括以下步骤：1)制备农林废弃物消化液：2)中和脱毒；3)发酵；4)水解自溶；5)整理。本发明专利技术采用廉价的农林废弃物如木屑和秸秆屑制作有机堆肥，其结合无机氮源转化为蛋白质，再利用微生物的自溶性质水解为有机肥料氨基酸，更容易被吸收。该有机肥不仅以氨基酸的形式提供氨氮，还可改善土壤微生物的生存环境，改良土壤结构，改善土壤肥力，大大提高产品品质，还可适合大量推广。还可适合大量推广。

【技术实现步骤摘要】
一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法


[0001]本专利技术涉及肥料生产
，尤其涉及一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法。

技术介绍

[0002]有机肥能有效提高化肥利用率，分解农药残留，改善作物品质，生产出无公害食品，减少因化肥施用过量而引起农产品对人体和禽兽造成的危害；另一方面，有机肥本身含有的无机、有机养分可直接提供农作物营养，有利于作物的吸收和品质的提高，增强土壤微生物的活性，加速土壤有机质的分解和矿物养分的转化，从而强化农作物根系对养分的吸收，且增强植物抗病虫害的能力。
[0003]近年来，氨基酸生物有机肥成为肥料行业里比较热门的新型肥料，在应用上有很好的表现，含有非常丰富氨氮的有机质。氨基酸有机肥作为近年推广应用的一种新型肥料，因其生产成本低，营养元素齐全，其特有的微生物能有效改良土壤环境，提高化学肥料的利用率，较为环保安全，已在农业种植领域大量使用。有机肥可以改良土壤，改善地力，使土壤恢复正常的生态平衡，含有牛粪的有机堆肥可更好的增加土壤有机质含量，形成团粒结构，提高土壤透气、保水、保肥性能，从而有利于作物根系的生长，提高和改善植物品质和产量。施用生物有机肥不但可以提供农作物生产所需的养分，而且还有具有调节土壤微生物生态、改良土壤、提高产量和品质的优点，可以提高农作物品质，提高植株抗逆性、减少土传疾病的发病率。但是，氨基酸生物有机肥成本高、制造周期长是困扰行业健康发展的关键问题，而且其对于廉价制备的研究较少。
[0004]一般来说，有机肥的发酵需要7～60天。如果是自然厌氧发酵，一般需要两个月，占地成本很高；而好氧发酵一般需要7天以上，通风用电的成本较高。因此，快速发酵是有机肥技术的一个重要发展方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，包括如下步骤：
[0008](1)制备农林废弃物消化液
[0009]将农林废弃物晒干，使含水量在30％以下，然后粉碎成粒径在1cm以下的粉末，得到屑粉；按照重量份，取农林废弃物屑粉1份加入到1～50份酸溶液中，保持温度在30～240℃，适度搅拌，处理时间为1～2000min，得消化液，其主要成分为葡萄糖、木糖。
[0010]所述农林废弃物，包括农作物秸秆、外壳、园林废弃物等，主要成分纤维素、半纤维素。
[0011]所述酸溶液为浓度0.1％～20％(w/v)的水溶液，酸的种类为25℃下酸度系数pKa
值低于
‑
1.7的酸性物质，包括但不限于氢碘酸、氢溴酸、高氯酸等中的至少一种；
[0012](2)中和脱毒
[0013]向消化液中逐步加入中和剂，边加入边翻拌，至pH值提升到5.0以上，去除影响发酵的醛类、酸类、酚类等毒性物质。
[0014]中和剂包括氨水、液氨、氨气、碳酸氢铵、尿素、碳酸铵、碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠、氧化钙、氢氧化钙中的至少一种。
[0015](3)发酵
[0016]取菌种粉1份与中和后的消化液混合，接种比例为1:5～100000，通入空气，通气量为0.1～100L
·
L
‑1溶液
·
min
‑1，25～37℃条件下发酵4～72h，得到粗蛋白溶液。
[0017]发酵罐通气量的国际单位为vvm，全式为air volume/culture volume/min，是每分钟通气量与罐体实际料液体积的比值，其中的气体体积以标准状态计，其单位是立方米/(立方米*分钟)。通气比＝通气速率(单位：立方米/分钟)/发酵液体积(单位：立方米)。
[0018]所述菌种的类型为真菌或者细菌的一种或两种以上菌种的混合菌种。特征为该菌种属于无毒益生菌，且可以利用葡萄糖或者木糖以及无机氨氮发酵产生单细胞蛋白质。真菌包括酿酒酵母(S.cerevisiae)、毕赤酵母(Pichiapastoris)、产朊假丝酵母(C.utilis)、近平滑假丝酵母(C.parapsilosis)、热带假丝酵母(C.tropicalis)、汉逊德巴利酵母(D.hansenli)、皮状丝孢酵母(T.cutaneum)、白地霉(G.candidum)和黑曲霉(A.niger)等，细菌包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、乳酸杆菌(Lactobacillus)、醋酸杆菌(Acetobacter)、棒状杆菌(Corynebacterium)、短小芽孢杆菌(Bacillus brevis)、假单胞菌(Pseudomonas)等。
[0019](4)水解自溶
[0020]调节pH值至4～6，电解质离子浓度为0.0001％～3.0％(w/v，锌、铁、铜、钠、钾、钙、镁盐电解质中的一种或一种以上)，在40～70℃较高温度条件下保持1～80h，促使菌体细胞自溶，利用溶出的蛋白酶促使单细胞蛋白水解，得到氨基酸水溶肥母液，母液中氨基氮浓度一般不低于5.0g/L。如果自身蛋白酶活力不够，也可以通过添加蛋白酶的方式促进水解，添加量为0.1～3000IU/L。
[0021](5)整理
[0022]通过过滤、离心、蒸发等手段处理母液，进一步得到氨基酸液体肥，或者氨基酸固体肥，总养分的质量分数不低于中华人民共和国农业行业标准NYT 525
‑
2021规定的水平。
[0023]相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：
[0024]1)本专利技术采用廉价的农林废弃物如木屑和秸秆屑制作有机堆肥，其结合无机氮源转化为蛋白质，再利用微生物的自溶性质水解为有机肥料氨基酸，更容易被吸收。该有机肥不仅以氨基酸的形式提供氨氮，还可改善土壤微生物的生存环境，改良土壤结构，改善土壤肥力，大大提高产品品质，还可适合大量推广。
[0025]2)利用化学催化技术，将农林废弃物中的木质纤维素迅速降解为容易被微生物利用的单糖，大大缩短了水解的时间。
[0026]3)改变周期过长的堆肥固态发酵技术，通过液态通风技术快速发酵，获得大量单细胞蛋白。
[0027]4)通过改变条件，启动微生物自溶，利用微生物自带的蛋白酶将单细胞蛋白水解
为氨基酸。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合实施例，对本专利技术做进一步详细说明。
[0029]本专利技术制备一种氨基酸微生物有机肥，包括如下步骤：
[0030](1)制备农林废弃物消化液
[0031]将农林废弃物晒干，使含水量在30％以下，然后粉碎成粒径在1cm以下的粉末，得到屑粉；按照重量份，取农林废弃物屑粉1份加入到1～50份酸溶液中，保持温度在30～240℃，适度搅拌，处理时间为1～2000min，得消化液，其主要成分为葡萄糖、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备农林废弃物消化液：将农林废弃物粉碎成粉末，得到屑粉，取屑粉加入到酸溶液中，搅拌处理，得到消化液；2)中和脱毒：向消化液中加入中和剂，边加入边翻拌，至pH值提升到≥5.0；3)发酵：将菌种粉与中和后的消化液混合，通入空气发酵，得到粗蛋白溶液；4)水解自溶：调节pH值至4～6，电解质离子的质量浓度0.0001％～3.0％，在40～70℃温度条件下保持1～80h，促使菌体细胞自溶，利用溶出的蛋白酶促使单细胞蛋白水解，得到氨基酸水溶肥母液，母液中氨基氮浓度不低于5.0g/L；如果自身蛋白酶活力不够，通过添加蛋白酶的方式促进水解，添加量为0.1～3000IU/L；5)整理：通过过滤、离心、蒸发等手段处理母液，进一步得到氨基酸液体肥或者氨基酸固体肥，总养分的质量分数≥4％。2.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，其特征在于：所述农林废弃物包括农作物秸秆、外壳、园林废弃物，主要成分为纤维素、半纤维素。3.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，其特征在于：步骤1)中，所述屑粉的粒径≤1.0cm；按重量份计，所述屑粉与酸溶液的质量比为1:1～50。4.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，其特征在于：步骤1)中，酸溶液为质量浓度0.1％～20％的水溶液，酸的种类为25℃下酸度系数pKa值≤
‑
1.7的酸性物质，包括氢碘酸、氢溴酸、高氯酸中的至少一种。5.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，其特征在于：步骤1)中，所述搅拌处理的温度为30～240℃，时间为1～2000min。6.如权利要求1所述的一种利用农林废弃物快速制备氨基酸有机肥的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，甘礼惠，曾宪海，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：