[發明專利]一種利用煙沫生產生物肥料增效劑的方法及應用

有效

• 申請號: 201711261147.6
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108118009B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張瑞福;岳政府;王偉;劉凱鳴;浦子曄;翟欣奕;沈其榮
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;A01G22/20;A01G7/06;C05G3/00;C12R1/07
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

本發明公開了一種利用煙沫廢棄物生產生物肥料增效劑的方法及應用，該生物肥料增效劑是由煙沫廢棄物經缺氧發酵而成。本發明所述的煙沫缺氧發酵液可作為微生物肥料的增效劑使用或配施液體菌劑使用，其稀釋液在土壤中施用，可以提高促生菌根際定殖數量，促生效果好。本發明缺氧發酵煙沫生產的生物肥料增效劑富含多種有機酸，pH呈弱酸性，總有機酸含量高。本發明以煙沫廢棄物生產生物肥料增效劑的生產工藝簡單，設備要求低，成本低廉，能夠有效利用煙沫廢棄物資源。

技術領域

本發明屬于廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種利用煙沫廢棄物生產生物肥料的方法及應用。

背景技術

微生物肥料是在腐熟有機肥的基礎上加入了功能微生物，有機肥即可以為植物帶來肥效，又可以作為功能微生物進行生命活動的載體，通過微生物的生命活動及其代謝產物又可以活化土壤和肥效中難以利用的養分，進一步提高肥效。研究發現，植物與功能微生物之間存在互作關系，一方面，功能微生物為根系提供養分和促進吸收，抵抗病原微生物。另一方面，功能微生物又可以利用根系分泌物作為營養進行繁殖和代謝活動。Compant等提出功能微生物在植物根際的有效定殖是其發揮促生和生防功能的重要前提；Bais等也提出只有當功能微生物聚集到一定程度，才會發揮功效；而De Weet等發現影響功能微生物定殖的關鍵因素之一是其對根系分泌物的趨化性，根在生長的過程中會向周圍的生長基質中釋放多種化學組分，即為根系分泌物。目前，這方面研究比較深入的是叢枝菌根真菌與植物之間的互作，玉米、番茄等植物的根系分泌物中含有獨腳金內酯，Gomez-Roldan等發現獨腳金內酯會促進叢枝菌根真菌在植物根際的定殖；另外，Rudrappa等研究發現適宜劑量的L-蘋果酸可以有效的吸引根際促生菌(PGPR)的根際定殖；Munoz Aguilar等研究表明根瘤菌對部分酚類物質具有趨化反應；Liu等發現植物根系分泌物調節了黃瓜根系和根際微生物SQR9之間的互作，增強了根際定殖，用尖胞鐮刀菌(FOC)侵染黃瓜根系之后，根系分泌物中檸檬酸和延胡索酸的含量明顯提高，檸檬酸可以誘導PGPR的趨化，延胡索酸可以刺激生物膜的形成，從而提高PGPR在根際的定殖。以上研究均表明功能微生物對根系分泌物尤其是其中的有機酸類物質具有明顯的趨化作用，從而提高了功能微生物在植物根際的定殖數量。

厭氧發酵是指在無氧條件下，由兼性厭氧菌和專性厭氧菌聯合降解有機物，最終會生成二氧化碳和甲烷等氣體。依據“三階段理論”，厭氧發酵分為水解、產酸、產甲烷三個階段。水解階段，是在水解和發酵細菌的作用下，將碳水化合物、蛋白質、脂肪的大分子物質水解為單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油等小分子物質；產酸階段，是在產氫產乙酸菌作用下，將水解階段的產物進一步分解為氫、二氧化碳和乙酸；產甲烷階段，是通過兩種產甲烷菌的作用，一組是把氫和二氧化碳轉化為甲烷，一組是對乙酸脫羧產生甲烷。三者之間即相互作用又相互影響。目前有關厭氧發酵產酸研究較多的是城市污泥及餐廚垃圾等含有機質較為豐富的物質，且大部分針對產酸工藝優化的研究，蔡偉娜等指出較高的溫度不僅有利于污泥水解發酵過程中有機物的溶解，而且會極大的促進中間產物有機酸的生成，但甲烷菌的生長會受到抑制。陳興春等研究發現和堿性環境相比，在pH＝6.5時產酸更穩定，產酸量較高，但堿性條件更適合產乙酸；白杰等通過建模研究了C/N比條件對關鍵酶和產酸類型的影響；張玉靜等研究發現當pH值為6.0時,餐廚垃圾水解酸化效果最好,比其他pH值條件下產生更多的有機酸；pH值為6.0時,揮發性脂肪酸(VFA)濃度與單位揮發性物質(VS)產酸量在第68h達到最大值,分別為40.89g/L和0.328gVFA/gVS,是不控制pH值時的8倍，pH值對發酵產物組成影響顯著。需要指出的是，在產酸階段，會產生短鏈有機酸和一些小分子的醇類和酮類物質，研究表明，有機酸類物質如蘋果酸(Rudrappa et al，2007)會促進PGPR的募集，大豆根系分泌物中的黃酮類物質也會吸引有益微生物，增加定殖(Morris et al，1998)。所以，探究產酸階段產生的小分子物質對功能微生物趨化定殖影響具有重要的意義，而有關這方面的研究甚少。