CN1290673A - 利用微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法,该方法是用含有K2O、Al2O3、6SiO2的钾长石,氧化钙和碳源氮源物质为固体发酵原料与水、解钾菌液混合发酵制得菌钾肥,可使难溶钾矿粉的分解率达80%,产品的微生物活菌数可达10亿个/克,具有工艺流程简单,投资少,原料来源广,价格低,能耗低,提取率高,无污染的优点。
Description
本发明涉及一种菌钾肥的生产方法，具体是利用微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法。
目前我国粮食生产主要靠化肥增产，每年使用化肥总量占世界首位。而且氮磷钾的施入比例严重失调，造成大面积土壤缺钾。全国每年需要460万吨钾素肥料。而目前钾素肥料的生产能力仅有100万吨，主要是以可溶性钾原料生产钾肥。但我国是可溶性钾资源贫乏的国家，已探明的储量只有3．9亿吨，折合氧化钾为2．5亿吨。我国的难溶钾矿资源丰富，已探明的储量有数百亿吨，如浙江省拥有大量的明矾石含氧化钾5-6％。贵州万山地区拥有钾长石储量1亿多万吨，含氧化钾13-14％。开发利用难溶钾矿资源我国的科技工作者和有关的企业曾投入了大量的人力和物力，但所得到的生产工艺流程长，加工复杂，能耗高，提取率低，成本高，工业化生产难度大，同时还存在三废污染的问题，因此限制了此类产品的开发生产。
随着人口增加，耕地面积日益减少。大量人口所需要的农产品主要是依靠增施化肥提高产量满足要求。而过量的施用化肥，对土地造成大面积污染，影响人类的生存健康和农业的持续发展。因此减少化肥的使用量，加大有机肥和生物肥的投入，是发展农业生产的途径。不仅能增加绿色农产品产量，而且能活化土壤，不板结、不硬化，增强保水保肥和通透性能，减少污染。开发利用难溶的钾矿粉各国都在研究。一般是用硅酸盐细菌分解难溶的钾矿粉，但分解率低，工艺复杂。如前苏联专家特尔诺夫斯卡娅1958年研究，用硅酸盐细菌连续培养15天。能从钾长石中释放出12％的氧化钾；勃拉格达里1965年提供的资料30天内从黑云母中能释放51．7％K2O、51．8％Al2O3、50．3％SiO2。至今为止，利用硅酸盐菌分解难溶钾矿石，仍处于研究阶段，均未达到工业化生产的程度。
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种用微生物固体发酵技术分解难溶钾的化合物为可溶性钾和混合微生物菌群组成的菌钾肥的制造方法。以解决现有钾素肥料的不足和利用硅酸细盐菌分解难溶钾矿石分解率低，工艺复杂不能进行工业化生产的难题。
本发明的主要技术内容是，利用微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法，是用含有K2O、Al2O5、6SiO2的钾长石，氧化钙(CaO)和含有碳源氮源物质如酵母粉、蛋白粉、油脂、玉米粉、豆饼粉、优质草炭、锯末、农副产品下脚料等做为固体发酵原料，其氮碳比为1∶25-35，与水菌液混合发酵，即可得菌钾肥。其反应式为： 菌钾肥+H2O+Q(热量)
其生产的工艺步骤为：
a、菌液制备，采用解钾的硅酸盐细菌和蜡状芽胞杆菌各50％经二级三角瓶摇床振荡培养48小时，转接到发酵罐扩大培养36小时，温度25-36℃，作为分解难溶钾矿粉的混合菌种。
即将硅酸盐细菌和蜡状芽胞杆菌的混合菌液接入500ml的三角瓶，瓶内装100ml培养液接入量为培养液的5-10％，在25-36℃摇床振荡培养24小时后，以5-10％的接菌量转接到2000ml的三角瓶中，在25-36℃摇床振荡培养24小时，再按5-10％的接菌量转接到发酵罐中保温(25-36℃)，搅拌通气培养36小时后备用。
b、发酵原料的制备，按重量配比将钾长石采用三极粉碎，细度为120-200目、用量60-70％，油脂(植物油或动物油)用量5-8％，优质草碳粉碎至40目、用量10-15％，玉米粉细度≥80目、用量8-12％，氧化钙细度＞120目、用量3-5％，干净自来水25-30％(固体原料总量的25-30％)混合备用；
c、发酵，将配制好的发酵原料和菌液按重量的9-9．5∶0．5-1的比例混合搅拌均匀，PH值调为7．2-8．5，堆放在发酵棚、室或发酵设备中进行保温，固体、敞开、通气发酵，温度为20-75℃，一级发酵5天，二级发酵5天，第10天取样检测，可溶钾达8-10％，活菌10亿个／克即为合格菌钾肥，将发酵合格的菌钾肥进行降温，粉碎包装或造粒包装。
本发明的技术效果在于，因为在固体发酵过程中，解钾的混合微生物属嗜热微生物，60℃以上时能迅速生长，发酵物质(钾长石、草炭有机质、无机盐等被分解，由于硅酸盐菌和蜡状芽胞杆菌在繁殖过程中需要矿质元素钾，而发酵料中含有大量的不溶钾，这样硅酸盐菌和蜡状芽胞杆菌便能迅速繁殖，数量剧增同时获得可溶性钾。实际上在整个发酵过程中，随着时间和温度的变化，各种微生物都起着各自不同的作用，它们能将难溶钾的化合物转化为可溶性钾素肥料和硅素肥料。其中解钾微生物的数量多可使难溶钾矿粉的分解率达80％。施入土壤后可增加土壤中有益微生物的数量，抑制病原菌生产，减少植物病害，另外细菌还能产生生物活性物质，刺激作物生长，代谢后的细菌体内的钾可直接被植物吸收。用本发明生产的菌钾肥中含可溶性钾8-10％，活的微生物超过10亿个／克以上，还含有腐植酸，黄腐酸和有机质等。其施用量为硫酸钾的1．5倍，如每亩施硫酸钾10kg，菌钾肥可施15kg。可改善植物根基营养环境，促进有机质分解，转化土壤中不溶性钾等多种无机元素为水溶性营养元素，增加土壤和作物的钾素来源，提高肥料利用率。微生物菌群的繁殖代谢可活化土壤，使板结的土壤变疏松，在植物根区构筑成生物屏障，抑制病原菌繁殖，防止病害传播。菌钾肥安全无毒无副作用，是生态农业和绿色环保的理想肥料，具明显的经济效益、生态效益和社会效益。另外用该方法生产菌钾肥工艺流程简单，投资少，原料来源广，成本低，分解率高，能耗低，无污染，是增加钾素肥料产量，开发利用难溶钾资源的最佳方法。
实现本发明的实施例：
例1，发酵原料取钾长石细度120目60公斤，豆油5公斤，优质草炭细度40目15公斤，玉米粉细度80目10公斤，氧化钙细度130目5公斤，制备好的菌液5公斤，干净自来水20公斤，按上述工艺可制得100公斤菌钾肥。
例2，发酵原料取钾长石细度200目70公斤，猪油5公斤、优质草炭细度40目10公斤，豆饼粉细度80目8公斤，氧化钙细度130目2公斤，制备好的菌液5公斤，可制得100公斤菌钾肥。
Claims (3)
1、利用微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法，其特征在于该方法是用含有K2O、Al2O3、6SiO2的钾长石，氧化钙和含有碳源氮源物质为固体发酵原料与水、菌液混合发酵即可制得菌钾肥，其反应式为： 菌钾肥+H2O+Q(热量)
2、根据权利要求1所述利用微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法，其特征在于该方法工艺为：
a、菌液制备，采用解钾的硅酸盐细菌和蜡状芽胞杆菌各50％经二级三角瓶摇床振荡培养48小时，转接到发酵罐扩大培养36小时，温度25-36℃，作为分解难溶钾矿粉的菌液备用；
b、发酵原料的制备，按重量配比将钾长石采用三极粉碎细度为120-200目60-70％，油脂5-8％，优质草碳粉碎至40目10-15％，玉米粉细度大于等于80目8-12％，氧化钙细度大于120目2-5％，干净自来水25-30％(固体原料总量的)混合备用；
c、发酵，将配制好的发酵原料和菌液按重量配比9-9．5∶0．5-1混合搅拌均匀，PH值调至7．2-8．5，堆放在发酵棚、室或发酵设备中进行保温，固体、敞开、通气发酵，温度为20-75℃，一级发酵5天，二级发酵5天，第10天取样检测可溶钾达8-10％，活菌10亿个／克即为合格菌钾肥，将发酵合格的菌钾肥进行降温，粉碎包装或造粒包装即可。
3、根据权利要求1所述利用微生物固体发酵分解难溶钾矿生产菌钾肥的方法，其特征在于含有碳源氮源物质可为酵母粉、蛋白粉、油脂(动、植物油)、玉米粉、豆饼粉、优质草炭、锯末、浓副产下脚料等物质，其氮碳的重量比为1∶25-35。
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