本發(fā)明涉及微生物發(fā)酵及有機(jī)肥，更具體的說是涉及一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、腐植酸是動(dòng)植物殘骸經(jīng)過長(zhǎng)期的物理、化學(xué)、生物作用而形成的復(fù)雜高分子有機(jī)物，廣泛分布于土壤、水體、泥炭、褐煤和風(fēng)化煤中。天然腐植酸主要包括土壤腐植酸、水體腐植酸和礦源腐植酸三大類。我國(guó)煤腐植酸資源豐富，以風(fēng)化煤為例，其儲(chǔ)量估計(jì)近千億噸，主要分布在新疆、內(nèi)蒙古、貴州、山西等露天煤礦分布多的地區(qū)，至今沒有得到有效利用。風(fēng)化煤中的腐植酸總含量一般在30～70％之間，最高達(dá)80％以上，因此，風(fēng)化煤成為最有希望加以開發(fā)利用的腐植酸資源之一。

2、但是，由于風(fēng)化煤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，多以鈣、鎂不溶物的形式存在，這種不經(jīng)過活化處理直接加入風(fēng)化煤，一般水溶性和生理活性很低，不易被植物吸收，直接使用效果很差，因此，必須經(jīng)過一定的活化處理，使難以被作物直接吸收的結(jié)合態(tài)腐植酸和部分游離態(tài)腐植酸轉(zhuǎn)化為水溶性腐植酸，才能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。

3、風(fēng)化煤活化方法主要有機(jī)械破碎(物理)、強(qiáng)堿液提取活化法(化學(xué))、微生物溶解法(生物)等，每種活化方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，物理活化的操作工藝簡(jiǎn)單，活化速度快，但提取條件單一，耗能高，活化程度低；化學(xué)活化的速度快，效率高，但實(shí)驗(yàn)條件復(fù)雜，需要一定溫度和時(shí)間，耗能、耗材成本高；微生物的活化質(zhì)量好，但耗時(shí)、操作繁瑣、速度慢、效率低。

4、因此，提供一種制備成本低、活性高的活化腐植酸并將其應(yīng)用于有機(jī)肥具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種微生物活化腐植酸以及由其制備的有機(jī)肥。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種微生物活化腐植酸，由以下方法制得：

4、(1)將富含腐植酸的煤原料粉碎，過40目篩后，按原料顆粒：水：碳酸氫銨：草酸銨＝20:5-7:2-4:2-3的質(zhì)量比，依次加入水混勻、再加入碳酸氫銨粉末混勻、最后加入草酸銨粉末混勻，密閉放置48-72h，并攪拌，得到a物料；

5、(2)將嗜鹽堿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和微紫青霉菌配制成總濃度為4～8×108cfu/ml的復(fù)合菌液，以3-5％的接種量與物料a混合后，在攪拌條件下，進(jìn)行有氧發(fā)酵12-24h后，再進(jìn)行厭氧發(fā)酵24-48h。

6、步驟(1)通過將煤原料粉碎后按上述比例添加水后，可在煤原料顆粒表面形成水膜，后續(xù)添加的碳酸氫銨細(xì)粉末溶于煤原材料顆粒表面的水膜中，nh4+與腐殖酸二價(jià)鹽發(fā)生離子交換反應(yīng)，生成腐殖酸銨，而被交換下來的ca2+、mg2+與草酸銨固體粉末反應(yīng)，生成草酸鈣和草酸鎂，保證ca2+、、mg2+失活而不再與腐殖酸結(jié)合，進(jìn)而可提高水溶性腐植酸的含量。

7、優(yōu)選的，步驟(1)所述富含腐植酸的煤原料為風(fēng)化煤或褐煤原料，腐植酸含量20-50％。

8、優(yōu)選的，步驟(2)所述嗜鹽堿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和微紫青霉菌的濃度比為1：3：2：2。

9、通過將嗜鹽堿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和微紫青霉菌協(xié)同發(fā)酵，并調(diào)節(jié)發(fā)酵菌株之間的濃度比，進(jìn)行有氧、無氧兩步發(fā)酵降解，可使腐植酸生物酶充分和底物結(jié)合反應(yīng)，且降解效率優(yōu)于比固體發(fā)酵降解。

10、優(yōu)選的，步驟(2)所述有氧發(fā)酵的條件為32-35℃，初始通氣比1:0.5，初始轉(zhuǎn)速180r/min，發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通過氣比使溶氧相對(duì)值保持20％-40％。

11、步驟(2)所述無氧發(fā)酵的條件為：32-35℃，以180r/min轉(zhuǎn)速每4h攪拌1min。

12、本發(fā)明的另一目的是提供上述微生物活化腐植酸在制備有機(jī)肥中的應(yīng)用。

13、本發(fā)明的另一目的是提供一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥，由以下重量份數(shù)的原料組成：禽畜干糞便40-50份、玉米秸稈20-30份、微生物活化腐植酸6-12份、草木灰5-8份、尿素5-10份、硫酸鉀1-3份、磷酸一銨3-5份。

14、具體的，該有機(jī)肥由以下方法制得：按比例稱取各原料，分別將禽畜干糞便、玉米秸稈、尿素磨碎至80目后，混勻，再加入碳酸鈣、硫酸鋅、硫酸鉀、磷酸一銨，混勻，造粒，將活化腐植酸均勻噴灑在顆粒表面，繼續(xù)造粒，干燥，即得到微生物活化腐植酸的有機(jī)肥。

15、優(yōu)選的，噴灑的速率為4～5kg/min，涂布時(shí)間為9～10min。

16、通過調(diào)整特定的噴灑速率和涂布時(shí)間可使微生物活化的腐植酸均勻涂布在肥料顆粒表面，施肥后可優(yōu)先被植物吸收促進(jìn)作物早期生長(zhǎng)。

17、優(yōu)選的，干燥為30～35℃熱風(fēng)條件下干燥至含水量1.5％～2.5％。

18、本發(fā)明的有機(jī)肥干燥條件可保持肥料表面殘存的發(fā)酵腐植酸的微生物的活性，施肥后可增加土壤微生物豐富度。

19、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明公開提供了一種微生物活化腐植酸以及由其制備的有機(jī)肥。通過利用離子交換反應(yīng)，使煤腐植酸原材料中ca2+、mg2+離子失活而不再與腐植酸結(jié)合，增加水溶性腐植酸含量；并采用特定微生物作用后，降低分子間締結(jié)度，可以使腐植酸被分解，使分子中羥基(-oh)增加，從而更多基團(tuán)暴露，得到小分子的活化腐植酸；通過將微生物活化的腐植酸與禽畜干糞便、玉米秸稈、草木灰、尿、硫酸鉀、磷酸一銨制成復(fù)合有機(jī)肥可促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高了煤腐植酸資源的利用率。

技術(shù)特征：

1.一種微生物活化腐植酸，其特征在于，所述活化腐植酸由以下方法制得：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物活化腐植酸，其特征在于，步驟(1)所述富含腐植酸的煤原料為風(fēng)化煤或褐煤原料，腐植酸含量20-50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物活化腐植酸，其特征在于，步驟(2)所述嗜鹽堿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌和微紫青霉菌的濃度比為1：3：2：2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物活化腐植酸，其特征在于，步驟(2)所述有氧發(fā)酵的條件為32-35℃，初始通氣比1:0.5，初始轉(zhuǎn)速180r/min，發(fā)酵過程中調(diào)節(jié)通過氣比使溶氧相對(duì)值保持20％-40％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物活化腐植酸，其特征在于，步驟(2)所述無氧發(fā)酵的條件為：32-35℃，以180r/min轉(zhuǎn)速每4h攪拌1min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的微生物活化腐植酸在制備有機(jī)肥中的應(yīng)用。

7.一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料組成：禽畜干糞便40-50份、玉米秸稈20-30份、微生物活化腐植酸6-12份、草木灰5-8份、尿素5-10份、硫酸鉀1-3份、磷酸一銨3-5份。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥，其特征在于，由以下方法制得：按比例稱取各原料，分別將禽畜干糞便、玉米秸稈、尿素磨碎至80目后，混勻，再加入碳酸鈣、硫酸鋅、硫酸鉀、磷酸一銨，混勻，造粒，將活化腐植酸均勻噴灑在顆粒表面，繼續(xù)造粒，干燥，即得到微生物活化腐植酸的有機(jī)肥。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥，其特征在于，所述噴灑的速率為4～5kg/min，涂布時(shí)間為9～10min。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥，其特征在于，所述干燥為30～35℃熱風(fēng)條件下干燥至含水量1.5％～2.5％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種微生物活化腐植酸的有機(jī)肥及其制備方法，屬于微生物發(fā)酵及有機(jī)肥技術(shù)領(lǐng)域。通過利用離子交換反應(yīng)，使煤腐植酸原材料中Ca2+、Mg2+離子失活而不再與腐植酸結(jié)合，增加水溶性腐植酸含量；并采用特定微生物作用后，降低分子間締結(jié)度，可以使腐植酸被分解，使分子中羥基(?OH)增加，從而更多基團(tuán)暴露，得到小分子的活化腐植酸；通過將微生物活化的腐植酸與禽畜干糞便、玉米秸稈、草木灰、尿、硫酸鉀、磷酸一銨制成復(fù)合有機(jī)肥可促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高了煤腐植酸資源的利用率。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧宏穎,郭京豪,王園圓,推玥,褚建坤,馮雙鳳,劉曉娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北科技工程職業(yè)技術(shù)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6