[發明專利]利用稻草生產黃腐酸的方法

有效

• 申請號: 201110058374.5
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN102206102A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 侯勇;曾顯斌;夏中梅;朱彭玲;嚴慶海;王蘭英;陳浩
• 申請（專利權）人: 四川省蘭月農化科技開發有限責任公司;四川省農業科學院生物技術核技術研究所
• 主分類號: C05F11/02
• 分類號: C05F11/02
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 江曉萍

技術領域：

本發明與生物發酵技術有關，特別與利用生物技術綜合開發利用農業廢棄物有關，更具體地說與通過微生物復合菌群發酵稻草生產生化黃腐酸的方法有關。

背景技術

農作物秸稈是一種有機物，其中碳、氧、氫三種化學成分總和占95％以上，其余為鉀、氮、磷、硅、鈣、鎂、硫、鐵、鎂等礦質元素；有機成分以纖維素、半纖維素為主，其次是木質素、蛋白質、脂肪、灰分等。稻草主要成分為：全氮8.1克/千克，全碳426.1克/千克，碳/氮(C/N)52.6，水溶性氮2.7克/千克，水溶性碳45.7克/千克，水溶性碳/氮(C/N)16.9，半纖維素177.9克/千克，纖維素288.4克/千克，木質素61.3克/千克，二氧化硅152.3克/千克。我國每年有稻草約1.8億噸，占全國秸稈總量的25.4％，是我國第一大秸稈資源，是開發新型有機物原料的寶貴資源。目前約10～20％的稻草秸稈作草食動物飼料；20％左右直接作為燃料或生物質能源；造紙或其它工業原料不到3％，其余的大部分稻草秸稈被閑置廢棄形成新的農業垃圾或就地焚燒污染環境。

黃腐酸是一類成分較為復雜的混合物，含有大量具有生長活性的酶類、氨基酸、維生素等生理效應物質以及微量元素養分，對促進植株生長發育、健壯根系有顯著功效。也是目前發現的能最有效調節葉面氣孔開張度的生理活性物質，應用于農業生產上可協調植物葉面氣孔對蒸騰、干旱的調控效應，保持植株和土壤較多的水分過度蒸發，從而增強植物抗旱性能。目前國內外生產黃腐酸主要：①利用泥炭、褐煤以及風化煤等煤炭資源，通過化學方法降解，然后提取黃腐酸類物質。該法對環境有不利影響；②模擬天然黃腐酸生成過程，以多元酚、醌、尿素、木質素。纖維、含氮有機物等進行氧化合成黃腐酸類混合物，該法成本一般比較高；③以農副產品的下腳料如糖渣、果渣、啤酒廠廢酵母等為原料，利用生物發酵生產黃腐酸，目前該方法受原料資源本身特性差異，需要針對不同的物料篩選特定的微生物群落更有利于提高效率。

發明內容：

本發明的目的是為了提供一種能大大縮短發酵周期，大大提高發酵效率和黃腐酸收率，利于環保的利用稻草生產生化黃腐酸的方法。

本發明的目的是這樣來實現的：

本發明利用稻草生產生化黃腐酸的方法，該方法包括以下步驟：

1)配備稻草秸桿和養分：養分包括麩皮、糠皮、豆粕或花生餅、氮源，麩皮和糠皮主要提供磷、鐵、鈣、鎂、鉀等礦質養分以及維生素等微生物生長所需的生長因子，麩皮與糠皮按照2∶1比例混合；豆粕或花生餅主要提供微生物快速生長所需蛋白質、氨基酸等養分，氮源主要提供微生物快速生長所的氮素養分；

2)稻草秸桿軟化處理：機械破碎稻草至變軟，浸泡于重量百分濃度3～4％的石灰水溶液中，24～48h后撈出，軟化好的稻草質地柔軟，茶褐色，含水量60～70％(將草緊擰見水漬而不下滴)，稻草不同于其它農作物秸稈，由于水稻是典型的喜硅作物，其莖葉干物質中含SiO₂達15％～20％，水稻秸稈硅質不僅存在于硅質細胞內，而且在所有表皮細胞表面都積累有許多硅質化大分子不可溶解的晶體結構，這種硅化物晶體結構在細胞壁與半纖維素、木質素形成角質—硅—蠟層特殊屏障結構，使得稻草表皮的機械強度遠遠高于其它作物秸稈，從而構成保護稻草秸稈被生物降解的特殊屏障。因此，稻草秸稈微生物發酵前的軟化處理，破壞其“特殊屏障”是以下深度發酵制備黃腐酸的關鍵技術環節；

3)第一階段微生物發酵：經充分軟化處理的稻草秸稈，按高1～1.5米、寬1.5～2米，分三層接種堆積發酵，其中一、二層各厚30～60cm，第三層20～50cm，分別在各層之間接種發酵混合菌劑，撒施養分，每噸稻草秸稈混合菌劑用量20～100kg、養分100～200kg，各層之間養分及菌種至下而上按照重量比4～5∶3～4∶1～2分配，接種完成后將發酵堆體頂和四周稍壓實拍平，用直徑3～5cm的棍每隔50～70cm從頂部垂直向下打洞，再覆薄膜和草簾保濕保溫，當料溫上升到至少60℃時，維持24-48小時，翻堆至少2次，完成第一階段微生物發酵；

4)第二階段微生物發酵：經過第一階段的發酵所得的發酵物料基本形成固液混合物，再次接種混合發酵菌液，并補充微生物生長所必需的養分，完成第二階段固液混合物深度發酵過程，每噸固液混合物用混合發酵菌液量控制在20～50kg，養分補充量為第一階段用量的50～70％，第二階段為糖化固液混合物深度發酵；