專利名稱：利用廢棄羽毛生產的香蕉專用生物有機肥的工藝及其產品的制作方法
技術領域：
本發明提供一種利用廢棄羽毛膨化粉生產的香蕉專用生物有機肥的工藝及其產品，屬于農業集約化生產技術，該生物有機肥富含大量促進香蕉生長和拮抗病原菌的功能菌，能夠促進香蕉生長，克服連作障礙。
背景技術：
隨著我國飼養業的不斷發展，廢棄的家禽羽毛越來越多，初步統計年產量已達70多萬噸，且沒有被合理地加工利用，作為豐富的蛋白資源被自白浪費，同時也造成了嚴重的環境污染，因此，對廢棄羽毛的高效加工利用勢在必行。廢棄羽毛的利用首先要將羽毛轉化為氨基酸，常見加工廢棄羽毛產生氨基酸的方法有很多水解法、化學酸堿處理法、酶解法、電解還原法等，但這幾種方法均存在諸多的缺 點，因此本研究擬采用新型羽毛膨化機膨化羽毛法生產氨基酸。膨化法具有工藝簡單，操作方便，使用安全，生產成本低，無環境污染等特點。該技術使羽毛角質蛋白中的二硫鍵和肽氫鍵徹底裂解，蛋白質的四級結構處于松散斷裂狀態，使羽毛這一不能被禽畜消化吸收的角質蛋白，變成了消化吸收率達90%以上的多種氨基酸，同時也使膨化羽毛粉得到了熟化和滅菌。生物有機肥是指特定功能微生物與主要以動植物殘體(如畜禽糞便、農作物秸桿等)為來源并經無害化處理、腐熟的有機物料復合而成的一類兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料。其本質特征是含有特定功能的、表現出一定肥料效應的微生物，這些功能微生物的生命活動是生物有機肥優于其它肥料的關鍵因素。生物有機肥施用后能產生多種活性物質溶解土壤中難溶化合物以提高土壤肥力并有利于農作物吸收養份；產生抑菌物質和生長調節因子減少作物土傳病蟲害的發生并促進作物穩健生長。生物有機肥發揮作用的關鍵在于肥料中有益微生物的數量，因此研究不同的配方和二次固體發酵工藝確保肥料中活菌數達到最高變得尤為重要。簡單將功能微生物與動植物殘體(如畜禽糞便、農作物秸桿等)為來源并經無害化處理、腐熟的有機物料進行混合堆置很難得到高質量的生物有機肥，前期研究表明在動植物殘體中加入少量外源氨基酸二次發酵功能微生物能夠顯著增加功能微生物的數量，提高肥料質量。外源氨基酸的種類很多，如菜餅、豆餅等，但此類氨基酸成本很高，尤其是豆餅，探求和開發新型低成本氨基酸則能夠大幅度提高生物有機肥的市場競爭力。本專利利用廢棄羽毛膨化成的羽毛粉氨基酸與菜餅和腐熟雞糞普通肥作為配方，二次固體發酵香蕉專用促生生防芽孢桿菌Bacillusamyloliquefaciens NJN-6,研制香蕉專用生物有機肥，該配方及工藝能夠大幅度增加該新型生物有機肥中功能微生物的數量，大幅度降低了生物有機肥的成本，生產的產品具有極強的市場競爭力。

發明內容
技術問題本發明的目的在于針對生產實踐中的實際問題和需求，開發研制出一種新型香蕉專用生物有機肥的配方及工藝，降低生物有機肥的生產成本，生產的香蕉專用生物有機肥能夠促進香蕉生長，減少連作香蕉根際土壤病原菌數量，降低香蕉發病率。技術方案下面為本發明的主要內容—種利用廢棄羽毛生產的香蕉專用生物有機肥的工藝，包括
I)將菌種保藏號為CGMCC NO. 3183的促生生防菌NJN-6接種到PDA培養液，進行液體發酵生產，發酵生產的條件為pH6. O 7. 5，發酵溫度范圍30 35°C，攪拌速度為180 300轉/分鐘，發酵中后期形成芽孢，發酵時間為48h，獲得的促生生防菌NJN-6發酵液中含菌或芽孢量> I X 101°個/ml。所用PDA培養液配制方法為，以配制IL培養基為例用200g 土豆削皮后切成小塊放到水里煮，沸騰后煮30min，經過濾后濾液中加20g普通蔗糖，定容至 1000ml, pH 值調至 7. 2-7. 4，121°C滅菌 20min。2)將腐熟雞糞肥菜柏的微生物酶解混合物羽毛膨化粉按質量比8 I I混合形成的固體有機物料用作固體發酵；3)將促生生防菌NJN-6發酵液接種入腐熟雞糞肥、菜柏的微生物酶解混合物與羽毛膨化粉混合形成的固體有機物料中進行固體發酵,每噸固體有機物料中加入菌液50L，固體發酵過程中每天翻堆I次，使固體發酵溫度不超過50°C，發酵5-7天后結束，促生生防菌含量可達到lX109CFU/g以上，最后在溫度不超過60°C的條件下將微生物有機肥的含水量蒸發至30%以下，包裝出廠即為成品香蕉專用生物有機肥。所用腐熟后的雞糞堆肥其發芽指數為98%以上，有機質質量比含量> 45%，有機氮質量比含量為2-3%。其中菜柏的微生物酶解混合物制備方法為，將保藏號為CGMCCN0. 1543的嗜麥芽寡養單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)菌株37-1發酵液加入到菜柏原料中，調節含水量55-65%和pH6. 0-7. 5，進行開放式固體發酵，待發酵溫度上升至50°C時立即開始翻堆，以后每天翻堆，使堆溫始終維持在35-50°C共5天，固體發酵開始后，堆物的pH會不斷上升，每次翻堆時用含酸液體調節含水量和PH，使它們分別維持在55-65%和6. 0-7. O,發酵終止時再用含酸液體進行噴灑，直至堆物PH調整為5. O左右，再進行低溫干燥或自然涼干，即為菜柏的微生物酶解混合物；用上述配方工藝生產的香蕉專用生物有機肥中促生生防菌NJN-6活菌數>lX109CFU/g(肥料干重)，全氮含量為3 4%，總氮磷鉀養分為6 8%、有機質含量彡45%，含水量為25-30%。專用于防治香蕉枯萎病。有益效果本發明提供一種利用廢棄羽毛膨化粉研制香蕉專用生物有機肥的配方及工藝。使用該發明生產的香蕉專用微生物有機肥具有生產成本低，使用方便，促生和抗病效果好的優點，適合香蕉種植區域大面積使用。本發明對于保護生態環境，保護人民的身體健康，提高農產品的附加值具有重要的意義。產品與目前市場上的產品相比具有如下優點I)本發明產品利用廢棄羽毛膨化粉作為固體發酵原料，能夠降低生物有機肥的原料成本。羽毛粉蛋白質含量可高達80%以上，氨基酸組分比較齊全，肥料中高效菌株的含量達到lX109CFU/g (肥料干重)以上，遠遠超過國家標準2X107CFU/g，施入土壤后能形成優勢群，并在土壤中存活下來。2)肥料產品中含有豐富的可溶性有機碳和有機氮，能給功能菌提供十分優越的生長環境，極大地提高了促生生防菌在土壤中的定殖和發揮功能的能力。
3)試驗結果表明，在香蕉連作發病土壤上施用本產品后，能顯著降低香蕉枯萎病的發病率侵染率，溫室盆栽生物防治率分別達80%以上，田間效果超過50%。
四

圖I不同含量羽毛粉與雞糞固體發酵功能微生物的數量圖2不同含量菜餅與雞糞固體發酵功能微生物的數量圖3最佳組合羽毛粉、菜餅與雞糞固體發酵功能微生物的數量圖4盆栽促生5溫室盆栽試驗香蕉發病率
五具體實施方式
·I、廢棄羽毛的膨化將屠宰場及菜場等的廢棄羽毛收回，自來水沖洗，脫水機脫水，曬干至含水量低于30%，進入自動喂料膨化機進行膨化，在進入粉碎機粉碎得到羽毛粉(自動喂料膨化機購自石家莊華隆科技有限公司)。2、功能菌菌劑的生產將菌種保藏號為CGMCC NO. 3183的促生生防菌NJN-6 (公知公用，見授權發明專利ZL200910183361.3，防除連作香蕉巴拿馬枯萎病的拮抗菌及其微生物有機肥料。)接種到PDA培養液進行液體發酵生產，發酵條件為pH6. 0-7. 5，發酵溫度范圍30_35°C，攪拌速度為180-300轉/分鐘，發酵時間為48小時，發酵液的含菌或芽孢量> 1010CFU/mL·所用PDA培養液配制方法為，以配制IL培養基為例用200g 土豆削皮后切成小塊放到水里煮，沸騰后煮30min，經過濾后濾液中加20g普通蔗糖，定容至1000ml，pH值調至7. 2-7. 4，121 °C滅菌 20min。3、固體發酵生成生物有機肥3. I固體發酵配方的獲得首先將菜柏的微生物酶解混合物和羽毛膨化粉分別以不同梯度加入腐熟雞糞堆肥中，進行固體發酵，每噸固體有機物料中加入菌液50L，固體發酵過程中每天翻堆I次，使固體發酵溫度不超過50°C，一般發酵5-7天后結束。發酵完后測定各處理中的功能菌的數量，結果如圖，表明加入10% (干重)菜柏的微生物酶解混合物的堆肥為菜柏梯度中的最佳處理，功能菌數量達到6.3X108CFU/g(干重)；加入10% (干重)羽毛粉的微生物酶解混合物的堆肥為羽毛粉梯度中的最佳處理，功能菌數量達到4. 3X 108CFU/g (干重)。3. 2固體大堆發酵生成成品有機肥根據上述配方和工藝，將腐熟后的雞糞堆肥、菜柏的微生物酶解混合物和羽毛膨化粉(自動喂料膨化機購自石家莊華隆科技有限公司)按質量比，8 I I進行均勻混合，將促生生防菌NJN-6接入混合堆，每噸固體有機物料中加入菌液50L進行固體發酵，每天翻堆I次，使固體發酵溫度不超過50°C，一般發酵5-7天后結束；設計雞糞腐熟有機肥、雞糞腐熟有機肥和羽毛膨化粉混合物(質量比，9 I)和雞糞腐熟有機肥和菜餅混合物(質量比，9 I)作為對照。發酵結束后新型生物有機肥中促生生防菌數量達到3. 5X IO9CFU/g(干重)(圖2)，超過雞糞腐熟有機肥羽毛膨化粉混合物和雞糞腐熟有機肥菜餅混合物一個數量級，超過雞糞腐熟有機肥3個數量級。其中菜柏的微生物分解混合物制備方法為(公知公用，見發明專利ZL200610086126. O, 一種農用氨基酸的生物制取方法及其肥料產品)，菌株37_1發酵液加入到菜柏原料中，調節含水量55-65%和pH6. 0-7. 5，進行開放式固體發酵，待發酵溫度上升至50°C時立即開始翻堆，以后每天翻堆，使堆溫始終維持在35-50°C共5天，固體發酵開始后，堆物的PH會不斷上升，每次翻堆時用含酸液體調節含水量和PH，使它們分別維持在55-65%和6. 0-7. O，發酵終止時再用含酸液體進行噴灑，直至堆物pH調整為5. O左右，再進行低溫干燥或自然涼干，即為菜柏的微生物分解混合物(含氨基酸的混合材料)。所用腐熟后的雞糞堆肥其發芽指數為98%以上，有機質質量比> 45%，有機氮質量比為2-3%，含水量為25-30%。研制成功的生物有機肥含有I. OX 109CFU/g以上的促生生防菌NJN-6、全氮含量為3 4% (90%以上為有機氮)，總氮磷鉀養分為6 8%、有機質含量為45%。 以上結果表明所研制配方和工藝完全能夠最大化的發酵生產新型生物有機肥，且該生物有機肥能夠完全符合國家標準。4、溫室防效試驗取連作5年發病嚴重區域香蕉種植田塊土壤過篩作為盆栽土，每盆裝10kg。設定I個處理3個對照，處理為本專利研制的新型微生物有機肥(ΝΒΙ0)。對照分為化肥對照(CK)、普通有機肥對照(OF)和香蕉專用生物有機肥對照(BIO)(見授權發明專利ZL200910183361. 3防除連作香蕉巴拿馬枯萎病的拮抗菌及其微生物有機肥料)，有機肥對照和香蕉專用生物有機肥對照的施用量同樣為2 %，肥料與病原土充分混合均勻，所有處理氮磷鉀含量一致，常規管理。每處理重復30次。定期測定香蕉生長指數，同時監測發病率。自移栽60天時發現枯萎病發病植株，隨后每天觀察植株發病情況，記錄發病率，同時測定60天時香蕉生長指數。從促生效果上來看(表I)，施用本專利研制的新型生物有機肥處理(NBIO)，能夠顯著促進香蕉生長，與化肥對照(CK)和有機肥對照(OF)相比，SPAD值、株高、莖粗、葉片數均具有顯著性差異。與香蕉專用生物有機肥(BIO)相比，SPAD值、株高、莖粗均有部分顯著性差異，葉片數具有顯著性差異。因此，從促生效果上來說本專利研制的新型生物有機肥具有優異的促生效應，生產配方和工藝可以替代原先的香蕉專用生物有機肥的配方和生產工藝。表I盆栽試驗的促生效果
權利要求
1.一種利用廢棄羽毛生產的香蕉專用生物有機肥的工藝，包括1)將菌種保藏號為CGMCCNO. 3183的促生生防菌NJN-6接種到PDA培養液，進行液體發酵生產，發酵生產的條件為ΦΗ6.0 7. 5，發酵溫度范圍30 35°C，攪拌速度為180 300轉/分鐘，發酵中后期形成芽孢，發酵時間為48h，獲得的促生生防菌NJN-6發酵液中含菌或芽孢量> IXlO10個/ml，所用PDA培養液配制方法為，以配制IL培養基為例用200g 土豆削皮后切成小塊放到水里煮，沸騰后煮30min，經過濾后濾液中加20g普通蔗糖，定容至 1000ml, pH 值調至 7. 2-7. 4，121°C滅菌 20min ；2)將腐熟雞糞肥菜柏的微生物酶解混合物羽毛膨化粉按質量比8 I I混合形成的固體有機物料用作固體發酵；其中菜柏的微生物酶解混合物制備方法為，將保藏號為CGMCCN0. 1543的嗜麥芽寡養單胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)菌株37-1發酵液加入到菜柏原料中，調節含水量55-65 %和pH6. 0-7. 5，進行開放式固體發酵，待發酵溫度上升至50°C時立即開始翻堆， 以后每天翻堆，使堆溫始終維持在35-50°C共5天，固體發酵開始后，堆物的pH會不斷上升， 每次翻堆時用含酸液體調節含水量和PH，使它們分別維持在55-65%和6. 0-7. O,發酵終止時再用含酸液體進行噴灑，直至堆物PH調整為5. 0，再進行低溫干燥或自然涼干，即為菜柏的微生物酶解混合物；所用腐熟后的雞糞堆肥其發芽指數為98%以上，有機質質量比含量 ^ 45%，有機氮質量比含量為2-3%，含水量為25-30% ；3)將促生生防菌NJN-6發酵液接種入腐熟雞糞肥、菜柏的微生物酶解混合物與羽毛膨化粉混合形成的固體有機物料中進行固體發酵，每噸固體有機物料中加入菌液50L，固體發酵過程中每天翻堆I次，使固體發酵溫度不超過50°C，發酵5-7天后結束，促生生防菌含量可達到lX109CFU/g以上，最后在溫度不超過60°C的條件下將微生物有機肥的含水量蒸發至30%以下，包裝出廠即為成品香蕉專用生物有機肥。
2.權利要求I所述工藝生產的香蕉專用生物有機肥產品，該產品中有益活菌數> I X 109CFU/g肥料干重，全氮含量質量比為3 4%，總氮磷鉀養分質量比為6 8%、有機質質量比含量> 45%。
3.權利要求2所述產品在促進香蕉生長和防控香蕉枯萎病中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種利用廢棄羽毛生產的香蕉專用生物有機肥及其工藝，屬于農業集約化生產技術。所用配方為腐熟雞糞普通肥(80％，質量比，下同)、廢棄羽毛膨化粉(10％)和菜粕的微生物酶解混合物(10％)；所用菌株為香蕉專用促生生防芽孢桿菌NJN-6；工藝流程為將原料以上述最優配方混合，5％接入促生生防菌(體積質量比，下同)，條垛式發酵，每天翻拋1次，發酵5-7天。所生產的肥料有益活菌數＞1×109CFU/g(肥料干重，下同)，全氮含量為3～4％，總氮磷鉀養分為6～8％、有機質≥45％。富含大量的有益氨基酸，促生效果好，抗病能力強。
文檔編號C05F15/00GK102924136SQ201210436390
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月1日 優先權日2012年11月1日
發明者沈其榮, 李 榮, 曹亮亮, 張苗, 施娟娟, 黃炎, 楊興明 申請人:南京農業大學, 江蘇新天地生物肥料工程中心有限公司