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【中国科学报】变废为肥,硫酸水解法“一举两得”

2017-07-30来源:中国科学报作者:党委宣传部

    木霉全元生物有机肥在宁夏压沙西瓜上比单施化肥增产28%,西瓜甜度增加20%

    近日,为进一步规范病死及病害动物和相关动物产品无害化处理操作,防止动物疫病传播扩散,保障动物产品质量安全,农业部发布了《关于印发〈病死及病害动物无害化处理技术规范〉的通知》。

    对比2013年发布的《病死动物无害化处理技术规范》,此次新增加了2项无害化处理方法:硫酸水解法和高温法,废止了发酵法。 

    其中,硫酸水解法由南京农业大学教授沈其荣带领团队经过四年多时间潜心研究获得,是一种寓无害化处理病死及病害动物和屠宰场下脚料于肥料化利用之中的崭新技术工艺。 

  

    零污染处理省成本

    硫酸水解法首先将病死畜禽动物经自动化粉碎,所有固形物和液体全部自动转入一个密闭的、盛有一定硫酸浓度的水解罐中,在100℃1.5个大气压下水解3小时变成氨基酸和脂肪及少量矿物质,而后者全部用于生产氨基酸液体肥、氨基酸有机肥、全元生物有机肥,真正实现变废为肥 

    “一头100公斤的猪,除了70公斤水以外,剩下的30公斤都是宝贝沈其荣告诉《中国科学报》记者,100公斤新鲜病死畜禽能生产出27~30公斤的氨基酸、脂肪以及少量的矿物质,通过这项技术可以将这些生物资源变成高附加值的氨基酸及其衍生肥料,而整个处理过程没有一滴废水、废气、废物排出,真正实现了零污染处理。 

    沈其荣给记者算了一笔账,“一吨病死畜禽的运输成本在200元,水解需要的浓硫酸成本为200元,再加上水电蒸汽成本100元,以及人工成本100元,合计为600元左右。一吨水解的氨基酸和脂肪可用于生产5吨芽孢杆菌类生物有机肥中的添加料,其每吨肥料中的氨基酸和脂肪成本为120元,而过去用于生产生物有机肥中的氨基酸(饼粕类蛋白)成本约为450元,每吨生物有机肥节省了330元。 

    据其介绍,过去生产芽孢杆菌类生物有机肥企业为了节省原料成本,一般不添加氨基酸及其他营养,只是把液体发酵液(芽孢)直接混到腐熟的堆肥中,就包装出售了。这种生物有机肥产品中的功能菌含量较难达到行业标准,而且功能菌与载体没有经过一个二次固体发酵阶段,这种产品施入土壤后较难获得预期效果。 

    沈其荣说,在腐熟的堆肥(pH均为8以上)中添加10%~20%的上述酸解性氨基酸和脂肪混合液后,让混合物中和反应5~7天,然后再接种芽孢杆菌发酵液进行二次固体发酵,不仅使接种的芽孢杆菌快速繁殖,远远超过生物有机肥产品行业标准,而且5~7天的中和反应杀死了一部分堆肥中的土著微生物,使生物有机肥产品中的杂菌率显著下降,田间肥效显著提高。 

  

    生产木霉全元有机肥 

    不仅如此,沈其荣团队最近还利用该酸解的氨基酸和脂肪与粉碎的作物秸秆混合后生产木霉固体菌种,攻克了传统的木霉固体菌种需要将固体材料灭菌和在灭菌空间中发酵生产的技术瓶颈,为全国推广木霉生物有机肥提供木霉固体菌种。 

    沈其荣介绍,木霉(真菌)生物量大、产生的促生物质和拮抗物质含量高、种类多,其促生和生防效果比芽孢杆菌更好,但由于木霉在液体扩繁中不能形成孢子,或形成的孢子浓度不够,还必须通过固体发酵生产木霉菌种,而固体发酵又有要固体材料的灭菌和在灭菌空间中发酵等要求,使很多企业望而却步。

    他带领上百个研究人员的团队经过几年的潜心研究,获得了一种能够在不需灭菌的固体材料和不需在灭菌空间中进行大规模发酵生产木霉固体菌种的技术工艺。通过严格控制固体材料的pH值,创造了一个让木霉快速生长、繁殖而抑制其他杂菌生长的固体发酵材料的酸度,同时筛选出最佳的木霉营养配方,创造性地建立了一种廉价的木霉固体菌种发酵专利技术工艺。

    目前已经有11家大型企业转让了该技术。在腐熟的氨基酸有机肥中,添加按照这一方法制备的1%~3%的木霉固体菌种,能使木霉生物有机肥中木霉孢子含量达到108/g以上,再在该混合物中添加5%~10%的无机养分,就能生产出木霉全元生物有机肥,其当季作物增产效果能与化肥媲美甚至更高,而农产品风味和品质显著提高。在西瓜、黄瓜、甜瓜、苦瓜、丝瓜、辣椒、茄子、番茄、豇豆、大蒜、土豆、苹果、香蕉、菠萝、莲雾等几十种经济作物上均表现出同样的效果。

    “‘木霉全元生物有机肥’可以给当季作物提供较丰富的养分和增加土壤有机质,其中的木霉菌既可以转化土壤中的养分,也能促进作物根系生长,更能发挥拮抗土传病原菌的作用;其中的活性氨基酸在促进根系生长和调控根际微生物区系方面发挥重要作用。这些都是该肥料产品增产显著的原因。”沈其荣说。

    他补充道,“木霉全元生物有机肥必将成为今后我国肥料产业中的主打产品之一,这种产品兼具增加当季作物产量和改善作物品质、抑制土壤酸化、调控土壤微生物区系、保护生态环境等多重作用,能为贯彻执行化学肥料减施增效的国策提供技术和产品支撑。”(记者 王方 通讯员 许天颖)

  


   原视频链接: http://news.sciencenet.cn/dz/dznews_photo.aspx?id=28275





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