專利名稱：一種利用王老吉中藥渣制備的有機肥料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農(nóng)副產(chǎn)品領域，涉及王老吉中藥渣轉(zhuǎn)化成有機肥料的技術。
技術背景中藥是中華文明的一大瑰寶。但在中藥的生產(chǎn)過程中，會排放大量的 廢棄藥渣。以前的藥渣處理辦法是焚燒及填埋，處理成本高，處理后會排 放廢氣及占用土地，產(chǎn)生二次污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開具有高效活性的有機肥料。傳統(tǒng)的農(nóng)家肥不僅數(shù)量難 以保證，且因發(fā)酵不充分，未經(jīng)高溫無害化處理，含有大量的蟲卵、雜草 種子等有害生物，養(yǎng)分含量低，難以滿足大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要。王老吉涼茶由仙草、蛋花、布渣葉、菊花、金銀花、夏枯草、甘草配 伍并經(jīng)傳統(tǒng)的蒸煮工藝制備而成，因其市場占有率高，產(chǎn)量大，所以生產(chǎn) 過程中得到的中藥渣數(shù)量巨大。因此，若將王老吉中藥渣制成有機肥料，能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益和 社會效益。現(xiàn)有技術也有用中藥渣制有機肥料的，或者需要添加豬糞、雞 糞等輔料，對生產(chǎn)廠區(qū)及周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，或者發(fā)酵周期長，操作繁瑣， 需要多次翻堆及其它發(fā)酵操作輔助，生產(chǎn)成本高。專利文獻《一種利用中藥渣制備的有機肥料》(申請?zhí)?00810132437.5，以下簡稱對比文件)描述 了一種利用中藥渣制備有機肥料的方法，但是在使用該文獻的方法且利用"王老吉中藥渣"進行實驗時卻不能得到具有好的指標參數(shù)的有機肥料。所 以有必要對"王老吉中藥渣"制備有機肥料的方法進行研究。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明以王老吉中藥渣為原料，用工業(yè)化手段生產(chǎn)高效活性有機肥料，原料來源簡單，經(jīng)高溫好氧發(fā)酵，殺滅有害生物，氮磷鉀(NPK)和有機質(zhì)含 量高而穩(wěn)定，能很好地適應農(nóng)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的需求。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種利用王老吉中藥渣制備的有機 肥料。本發(fā)明的另一個目的是提供上述利用王老吉中藥渣制備的有機肥料的 制備方法。本發(fā)明提供的一種利用王老吉中藥渣制備的有機肥料，其中，有機質(zhì) 含量在70重量％以上，氮磷鉀(NPK)總含量在4.0重量％以上。本發(fā)明所述王老吉中藥渣是王老吉中藥原料經(jīng)過傳統(tǒng)的蒸煮提取加工 技術將藥物有效成分提取出來后，剩下的植物成分。本發(fā)明提供的上述利用王老吉中藥渣制備的有機肥料的制備方法，其 中，具體地操作步驟是將王老吉中藥渣切短，按需適量加水，加入發(fā)酵 菌劑，攪拌均勻，在發(fā)酵場所鋪墊通氣板后，將王老吉中藥渣制堆，堆中 上部斜插入通氣導管并加蓋麻布或透氣塑料膜，堆放發(fā)酵，再經(jīng)過翻堆， 適當補水，晾干，水分小于20重量％時，打細粉，即得。上述制備方法中，所述的發(fā)酵菌劑的用量為王老吉中藥渣的0.01 ~ 0.1 重量％。上述制備方法中，所述的王老吉中藥渣的C/N比為20 ~ 40。 上述制備方法中，所述的發(fā)酵菌劑由白色致腐菌、霉菌、芽孢桿菌和 酵母菌混合而成。上述制備方法中，所述的發(fā)酵菌劑中各成分的體積比例為白色致腐菌2 3份、霉菌4 5份、芽孢桿菌3 4份、酵母菌1 2份。上述制備方法中，所述的白色致腐菌為糙皮側(cè)耳菌，所述霉菌為黑曲 霉或簡青霉，所述芽孢桿菌為枯草芽胞桿菌或嗜熱梭狀芽胞菌，所述酵母 菌為釀酒酵母。上述制備方法中，所述的發(fā)酵菌劑為固體，固體載體由玉米芯、麩皮 和玉米粉混合而成，且發(fā)酵菌劑與固體載體的質(zhì)量比例為1 : 1 2 : 1。上述制備方法中，所述的固體載體中各成分的質(zhì)量比例為玉米芯3 5 份、麩皮1 3份、玉米粉1 2份。優(yōu)選地，上述的制備方法具體包括以下步驟(1) 預處理先將王老吉中藥渣切短，測其C/N比，若高則加尿素，保 證C/N比在20 40;按需適量加水，保證藥渣含水量在55 ~ 65重量％; 加入發(fā)酵菌劑，攪拌均勻；然后在發(fā)酵場所鋪墊通氣板，將王老吉中藥渣 按高1.5m，寬1.5m，長大于等于2m的要求堆放，堆中上部斜插入2 3 根通氣導管并加蓋麻布或透氣塑料膜；(2) 堆放發(fā)酵堆好后的王老吉中藥渣的混合料便進入了發(fā)酵階段；每 天測溫一次，若堆溫超過75。C則翻堆；通常開始發(fā)酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆時適量補水；發(fā)酵22天即可鋪開晾干；(3) 打粉濕的王老吉中藥渣晾干至水分小于20重量％，打成細粉，即得有機肥料。本發(fā)明提供的一種將王老吉中藥渣轉(zhuǎn)化成有機肥料的制備方法，該方 法具有工業(yè)化程度高、生產(chǎn)周期短、操作簡單、發(fā)酵完全、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 等特點，而最突出的是采用經(jīng)過篩選的對王老吉中藥渣高效的特定菌種， 保證微生物在最短的時間內(nèi)迅速繁殖，物料迅速升溫，并僅需堆放和三次 翻堆(對比文件，其發(fā)酵操作需多次翻堆及靜態(tài)發(fā)酵)即可發(fā)酵完全。據(jù)試驗結(jié)果，環(huán)境溫度在25'C時，物料堆溫在36小時內(nèi)可達到65°C，僅需翻堆 3次，具有很高的發(fā)酵效率。本發(fā)明以王老吉中藥渣為原料生產(chǎn)的高效活性 有機肥料，有機質(zhì)可達70重量％以上，氮磷鉀(NPK)總量在4.0重量％以上， 且不含禽畜糞便和生活垃圾，不存在"二次污染"的問題。按生產(chǎn)成本核算， 可以500元/噸的價格出售，質(zhì)優(yōu)價廉，具有很強的市場競爭力。
具體實施方式
本發(fā)明所使用的發(fā)酵菌劑為混合菌。其篩選過程如下采集長期堆放 王老吉中藥渣的土壤及腐敗的藥材，篩選具有纖維素及木質(zhì)素降解能力的2 株白色致腐菌(丄e"f/m^sp編號Jl、 J2，其中sp代表微生物丄e"""w屬中 的某個種，下同)、IO株霉菌(其中5株曲霉，A戶/^7/wsp編號Dl、 D2、 D3、 D4、 D5; 3株毛霉，M腳r sp編號D6、 D7、 D8; 2株青霉，Pew感'訓 sp編號D9、 D10) 2株芽孢桿菌(Bac/〃w sp編號Bl、 B2)，采用三種菌 的不同組合共40個樣發(fā)酵藥渣(如Jl-D6-B2)。三種菌液態(tài)發(fā)酵至對數(shù)生長 期后期，采用1 : 1 : 1體積比例接種量添加到王老吉中藥渣中并攪拌均勻， 堆成1.5m高、1.5 m寬、2.0m長的實驗堆，另做一堆不加菌種的對照堆。結(jié)果發(fā)現(xiàn)J2-D3-B1組合菌前期升溫快，48h便升溫至55°〇以上；J2-D4-B1 組合升溫高，可達69°C; J2-D4-B2組合和J2-D10-B2組合發(fā)酵過程中高溫 維持時間長。將上述4個組合菌劑重復三次實驗均呈現(xiàn)以上特征。較好組合中的真菌孢子采用70%致死劑量的紫外線誘變，剛果紅法選 透明圈明顯變大的菌株，以CMC-Na為底物測定纖維素酶活。其中D10誘 變株(記D10-3)酶活提高2倍以上，經(jīng)斜面?zhèn)鞔?次后活力不下降，其他真 菌活力變化不明顯。其中，斜面種子培養(yǎng)a、 白色致腐菌和霉菌斜面培養(yǎng)基土豆200g，蔗糖20g，瓊脂粉15g，水1000ml，其中土 豆去皮切塊煮沸30min，紗布過濾，再加糖和瓊脂，溶化后補水至1000ml， 12rC滅菌20min。 28。C培養(yǎng)5 7天。b、 酵母菌斜面培養(yǎng)基麥芽粉3g，酵母浸出物0.1g，瓊脂粉15g，水1000ml， 12rC滅菌20min。 3(TC培養(yǎng)2天。c、 芽孢桿菌培養(yǎng)基牛肉膏3g，蛋白胨10g，氯化鈉5g，瓊脂粉15g, pH7.0 7.2。 121。C滅菌20min。 35'C培養(yǎng)1天。本發(fā)明將上述4個組合涉及到的菌株(含誘變后的菌株)和酵母菌(實驗 室保藏菌種，為釀酒酵母)按不同體積比例再搭配，并增加真菌和細菌的種類。結(jié)果表明，混合菌種按體積比例為1株白色致腐菌(編號J2，糙皮側(cè)耳菌，Pleurotusostreatus)2 3份，2株霉菌(編號D4，黑曲霉，Aspergillus niger;編號D10-3，簡青霉，Penicillium simplicissimum)總4 ~ 5份，2株芽孢桿菌(編號B1，枯草芽胞桿菌，Bacillus subtilis;編號B2，嗜熱梭狀芽胞菌，Clostridium thermocellum)總3 4份，1株酵母菌(釀酒酵母，Saccharomyces cervisiae)l ~ 2份時發(fā)酵效果好。將以上菌種分別培養(yǎng)后按上述比例混合，再按發(fā)酵菌劑與固體載體的質(zhì)量比例1 : 1 ~2 : 1加入到固體載體(3 5份的粉狀玉米芯，1 3份的麩皮，1 2份玉米粉)混合均勻，再采用40 45i:真空干燥的方法獲得中藥渣發(fā)酵菌劑。有效活菌數(shù)不低于1億/克。其中，液體三角瓶培養(yǎng)-
a、 白色致腐菌
培養(yǎng)基玉米粉60g，蔗糖10g，磷酸二氫鉀3g ，七水硫酸鎂1.5g，維生素B, 100mg，水1000 ml。其中維生素B,單獨過濾除菌加入121。C滅菌20min冷卻后的培養(yǎng)基中。28'C搖床150r/min培養(yǎng)4天。
b、 霉菌
培養(yǎng)基可溶性淀粉30g，酵母膏5g，七水硫酸鎂0.5g，硝酸鈉3g，磷酸二氫鉀lg，水1000ml， 28'C搖床150r/min培養(yǎng)3天。
c、 酵母菌
培養(yǎng)基10%麥芽汁，取粉碎干麥芽，按1 :4重量比加入蒸餾水，65°C水浴糖化4h，過濾稀釋定容后裝瓶備用。3CTC搖床180r/min培養(yǎng)l天。
d、 芽孢桿菌
培養(yǎng)基蛋白胨10g，牛肉浸膏3g，酵母浸膏10g，氯化鈉5g，蒸餾水1000 ml， pH調(diào)至7.0 ~ 7.2。 35。C搖床180r/min培養(yǎng)1天。
本發(fā)明的發(fā)酵菌劑接種量為需要發(fā)酵的王老吉中藥渣的0.01 ~ 0.1重量％，發(fā)酵升溫快，能快速降解中藥渣中的木質(zhì)纖維素，且發(fā)酵至后期基本無臭味，在環(huán)境溫度25X:時發(fā)酵周期縮短為20天左右。
本發(fā)明使用的發(fā)酵菌劑對需要發(fā)酵的王老吉中藥渣的C/N要求低，適宜范圍在20~40。即使C/N大于40，仍可發(fā)酵，但需延長發(fā)酵時間。為縮短發(fā)酵時間，只需添加尿素。
本發(fā)明使用的發(fā)酵菌劑對需要發(fā)酵的王老吉中藥渣的pH要求低，適宜范圍在pH5.5 8.5。由于王老吉中藥材經(jīng)過水提等工藝后，藥渣的pH值基本維持在7左右，所以堆肥時不需再外加其它酸堿調(diào)節(jié)物質(zhì)。
本發(fā)明的制備方法操作十分簡單，插管通氣堆放，過程中僅需翻堆3次，結(jié)束發(fā)酵，晾干、粉碎即可，大大降低勞動成本。
本發(fā)明在"王老吉中藥渣"的基礎上，使用本發(fā)明特定的"發(fā)酵菌劑"和對比文件的"菌種"在平行試驗下得到的有機肥料(分別簡稱為本發(fā)明有機肥料和對比有機肥料)的相關參數(shù)如下本發(fā)明有機肥料總養(yǎng)分氮磷鉀(NPK)為5.01重量％，有機質(zhì)含量78.8重量％;對比有機肥料總養(yǎng)分為3.93重量%，有機質(zhì)含量44.2重量％。對比有機肥料難以滿足商品有機肥料標準要求。
本發(fā)明有機肥料、對比有機肥料以及市售商品有機肥料在種子發(fā)芽系數(shù)測定上應用如下。
供試肥料本發(fā)明有機肥料；對比有機肥料；市售商品有機肥料(生產(chǎn)商廣州巿增城禾立有機肥料廠)
供試土壤黃泥土
供試作物黃瓜種子
試驗設計將實驗肥料樣品用去離子水按1 : 5(以干質(zhì)量計)浸提過夜后，過0.45pm纖維樹脂濾膜過濾，收集濾液待用。在培養(yǎng)皿內(nèi)墊1張濾紙，均勻放入10顆黃瓜種子，加入以上濾液10ml，在25'C黑暗的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7天后，計算發(fā)芽率并測定根長，然后用以下公式計算種子的發(fā)芽系數(shù)。每個樣品做3個重復，同時以去離子水做空白實驗。
發(fā)芽系數(shù)氣處理的發(fā)芽率x處理的根長)/(空白的發(fā)芽率x空白的根長)><100%
結(jié)果與分析
本發(fā)明的"王老吉中藥渣"有機肥料的發(fā)芽系數(shù)平均值為152，對比有機
肥料的發(fā)芽系數(shù)平均值為79，而市售商品有機肥料的發(fā)芽系數(shù)平均值為110。若發(fā)芽系數(shù)大于80，說明藥渣發(fā)酵完全，對種子發(fā)芽不存在毒性，數(shù)值越高，越利于種子發(fā)芽生長。
綜上所述，本發(fā)明得到的王老吉中藥渣有機肥料的肥效明顯好于對比文件得到的有機肥料，而且也優(yōu)于市售商品有機肥料。
以下結(jié)合制備實施例對本發(fā)明的有機肥料及其制備方法作進一步的說明，但是本發(fā)明不局限于實施例。
制備實施例1
本發(fā)明利用王老吉中藥渣制備有機肥料的方法，包括如下步驟預處理先將王老吉中藥渣切短，測其C/N比，添加0.8重量％尿素，保證C/N比在30左右；按需適量加水，保證藥渣含水量在60重量°/。左右；加入0.01重量％發(fā)酵菌劑(其中，各菌種及其體積比例為糙皮側(cè)耳菌3份、
簡青霉2份、黑曲霉2份、嗜熱梭狀芽胞菌2份、枯草芽胞桿菌2份、釀
酒酵母2份；固體載體與發(fā)酵菌劑的質(zhì)量比例為1 : 1;固體載體中成分質(zhì)量比例為玉米芯4份、麩皮2份、玉米粉2份)，攪拌均勻；然后在發(fā)
酵場所鋪墊通氣板，按高1.5m，寬1.5m，長2m的要求堆放，堆中上部斜 插入2根通氣導管，加蓋麻布。
堆放發(fā)酵堆好后的王老吉中藥渣的混合料便進入了發(fā)酵階段。每天 測溫一次；開始發(fā)酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆時適量 補水；發(fā)酵22天即可鋪開晾干。
打粉將濕的王老吉中藥渣晾干至水分小于20重量。/。，打成細粉，即 得有機肥料。然后包裝，檢測合格后入庫。
經(jīng)檢測，本發(fā)明的王老吉中藥渣有機肥料有機質(zhì)含量為78.8重量％; 總養(yǎng)分含量為5.01重量％。
制備實施例2
本發(fā)明利用王老吉中藥渣制備有機肥料的方法，包括如下步驟
預處理先將王老吉中藥渣切短，測其C/N比，添加0.5重量％尿素，
保證C/N比在30左右；按需適量加水，保證藥渣含水量在60%重量左右；
加入0.05重量％發(fā)酵菌劑(其中，各菌種及其體積比例為糙皮側(cè)耳菌3份、 簡青霉4份、嗜熱梭狀芽胞菌3份、釀酒酵母2份；固體載體與發(fā)酵菌劑 的質(zhì)量比例為l : 1;固體載體中成分的質(zhì)量比例為玉米芯5份、麩皮3 份、玉米粉2份)，攪拌均勻；然后在發(fā)酵場所鋪墊通氣板，按高1.5m，寬 1.5m，長2m的要求堆放，堆中上部斜插入3根通氣導管，加蓋麻布。
堆放發(fā)酵堆好后的王老吉中藥渣的混合料便進入了發(fā) 階段。每天 測溫一次；開始發(fā)酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆時適量 補水；發(fā)酵22天即可鋪開晾干。打粉將濕的王老吉中藥渣晾干至水分小于20重量％，打成細粉，即 得有機肥料。然后包裝，檢測合格后入庫。
經(jīng)檢測，本發(fā)明的王老吉中藥渣有機肥料有機質(zhì)含量為78.03重量％;
總養(yǎng)分含量為5.35重量％。 制備實施例3
本發(fā)明利用王老吉中藥渣制備有機肥料的方法，包括如下步驟 預處理先將王老吉中藥渣切短，測其C/N比，保證C/N比在30左 右；按需適量加水，保證藥渣含水量在60重量％左右；加入0.1重量％發(fā)
酵菌劑(其中，各菌種及其體積比例為糙皮側(cè)耳菌2份、簡青霉1份、黑 曲霉4份、枯草芽胞桿菌4份、釀酒酵母l份；固體載體與發(fā)酵菌劑的質(zhì) 量比例為1 : 2;固體載體中成分的質(zhì)量比例為玉米芯3份、麩皮1份、 玉米粉1份)，攪拌均勻；然后在發(fā)酵場所鋪墊通氣板，按高1.5m，寬1.5m， 長2m的要求堆放，堆中上部斜插入2根通氣導管，加蓋透氣塑料膜。
堆放發(fā)酵堆好后的王老吉中藥渣的混合料便進入了發(fā)酵階段。每天 測溫一次；開始發(fā)酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆時適量 補水；發(fā)酵22天即可鋪開晾干。
打粉將濕的王老吉中藥渣晾干至水分小于20重量％，打成細粉，即 得有機肥料。然后包裝，檢測合格后入庫。
經(jīng)檢測，本發(fā)明的王老吉中藥渣有機肥料有機質(zhì)含量為79.7重量％; 總養(yǎng)分含量為4.64重量％。
權(quán)利要求
1、一種利用王老吉中藥渣制備的有機肥料，其特征在于，有機質(zhì)含量在70重量％以上，氮磷鉀NPK總含量在4.0重量％以上。
2、 一種利用王老吉中藥渣制備有機肥料的方法，其特征在于，將王老 吉中藥渣切短，按需適量加水，加入發(fā)酵菌劑，攪拌均勻，在發(fā)酵場所鋪 墊通氣板后，將王老吉中藥渣制堆，堆中上部斜插入通氣導管并加蓋麻布 或透氣塑料膜，堆放發(fā)酵，再經(jīng)過翻堆，適當補水，晾干，水分小于20重 量％時，打成細粉，即得。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述發(fā)酵菌劑的用 量為王老吉中藥渣的0.01 ~ 0.1重量％。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的王老吉中藥 渣的C/N比為20~40。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)酵菌劑是 由白色致腐菌、霉菌、芽孢桿菌和酵母菌混合而成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)酵菌劑中 各成分的含量為按體積比例計，白色致腐菌2 3份、霉菌4 5份、芽 孢桿菌3 4份、酵母菌1 2份。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述的白色致 腐菌為糙皮側(cè)耳菌；所述霉菌為黑曲霉或簡青霉；所述芽孢桿菌為枯草芽 胞桿菌或嗜熱梭狀芽胞菌；所述酵母菌為釀酒酵母。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)酵菌劑為 固體，固體載體由玉米芯、麩皮和玉米粉混合而成，且發(fā)酵菌劑與固體載 體的質(zhì)量比例為1:1 2:1。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的固體載體中 各成分的含量為按質(zhì)量比例計，玉米芯3 5份、麩皮1 3份、玉米粉 1~2份。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1) 預處理先將王老吉中藥渣切短，加尿素調(diào)節(jié)C/N比在20 40;按 需適量加水，保證藥渣含水量在55 65重量％;加入發(fā)酵菌劑，攪拌均勻； 然后在發(fā)酵場所鋪墊通氣板，將王老吉中藥渣按高1.5m，寬1.5m，長大于 等于2m的要求堆放，堆中上部斜插入2 3根通氣導管并加蓋麻布或透氣 塑料膜；(2) 堆放發(fā)酵堆好后的王考吉中藥渣的混合料便進入了發(fā)酵階段；每 天測溫一次，若堆溫超過75"C則翻堆；開始發(fā)酵第7天翻一次后，以后每隔5天翻一次；翻堆時適量補水；發(fā)酵22天即可鋪開晾干；(3) 打粉將濕的王老吉中藥渣晾干至水分小于20重量％，打成細粉，即得有機肥料。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)副產(chǎn)品領域，涉及一種利用王老吉中藥渣制備的有機肥料及其制備方法。所述有機肥料的有機質(zhì)含量在70重量％以上，氮磷鉀(NPK)總含量在4.0重量％以上。所述制備方法包括以下步驟將王老吉中藥渣切短，按需適量加水，加入發(fā)酵菌劑，攪拌均勻，在發(fā)酵場所鋪墊通氣板后，把王老吉中藥渣制堆，堆中上部斜插入通氣導管并加蓋麻布或透氣塑料膜，堆放發(fā)酵，再經(jīng)過翻堆，適量補水，晾干，水分小于20重量％時，打成細粉，即得。產(chǎn)品滿足商品有機肥料標準。
文檔編號C05F5/00GK101628828SQ20091016616
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者羅琥捷 申請人:廣東加多寶飲料食品有限公司