一种生物有机肥及其制备方法与流程

本发明属于畜禽粪便利用，更具体地说，涉及一种生物有机肥及其制备方法。

背景技术：

1、我国是抗生素生产大国，也是抗生素使用大国，抗生素生产量和使用总量一直位居全球榜首。据专家统计，我国每年用于畜禽养殖业的抗生素原料约占每年生产总量的52％。然而，动物只能吸收利用少量的抗生素，还有约25％-75％的抗生素会残留在动物的粪便、尿液中，最终排出体外，对环境造成污染。四环素类抗生素(包括土霉素、四环素、金霉素、强力霉素等)为广谱抗生素，对绝大多数细菌有效，是我国养殖业最为广泛使用的抗生素种类之一，也是粪便中常见的残留抗生素种类。吉林省畜禽养殖场粪便中抗生素污染特征调查研究发现，大多数养殖场的畜禽粪便样品中均能检测到相应抗生素残留，其中猪粪中土霉素的含量在9.24mg/kg-24.59mg/kg，金霉素含量在7.25mg/kg-20.13mg/kg；鸡粪中土霉素的含量在7.83mg/kg-20.78mg/kg，金霉素含量在10.96mg/kg-17.02mg/kg。辽宁省畜禽养殖业抗生素排放调查结果显示，2017年辽宁省畜禽养殖业磺胺类和四环素类抗生素的消耗总量为712t，排放总量为280t。排泄物中的抗生素有39.34％进入养殖废水，60.66％进入畜禽粪便。残留在畜禽粪便中的抗生素，如果不经过有效处理，最终会进入土壤或者水体中，污染环境的同时，也会对人民群众的健康造成严重危害。畜禽粪便生产有机肥，是畜禽粪便资源化利用的重要途径，不仅可以避免粪便直接堆积和排放对环境造成的污染，还可以替代化肥使用，有利于土壤质量提升和作物增产。

2、通过堆肥处理畜禽粪便，降低粪便中残留的抗生素的含量，生产符合国家标准的有机肥，是一种经济有效的抗生素去除方法。然而，普通好氧堆肥工艺对畜禽粪便原料中抗生素的降解率有限(多数不足90％)，且各批次的去除效果差异较大。导致最终生产的有机肥中抗生素残留仍然较高，施用到农田后环境风险依然较大，有机肥产品的安全性也受到质疑。

3、针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号cn202210997832.x，公开日为2022年11月4日，该专利公开了一种高温预处理联合生物炭增强堆肥抗生素降解和重金属钝化的方法；即向畜禽粪便中加入堆肥辅料，调节含水率和碳氮比，然后进行高温预处理，使物料在1～2h内上升至80～90℃后继续维持2～4h；最后向将物料中加入生物炭，进行常规堆肥。该专利的不足之处在于：该方法需要对畜禽粪便高温加热预处理并添加生物炭，耗能较高，操作步骤繁琐，生产成本也较高。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、针对现有好氧堆肥处理对抗生素降解效果差且成本高的问题，本发明提供一种生物有机肥及其制备方法。本发明通过选用葡萄牙柠檬酸杆菌，其对四环素类抗生素具有优良降解能力，同时诱导剂和激活剂的添加进一步提升该菌株对四环素类抗生素的去除能力，从而高效去除粪便中残留的抗生素，提升有机肥的品质和安全性；整个方法制备简单，成本低，对抗生素降解效果好，克服了传统好氧堆肥处理对抗生素降解不彻底、高温预处理等方法生产成本高等缺点，具有广阔的推广价值。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、一种生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：

6、制备种子培养液：将葡萄牙柠檬酸杆菌yb04单菌落接种于液体培养基中培养得到种子培养液，所述葡萄牙柠檬酸杆菌yb04(citrobacter portucalensis yb04)于2023年4月10日保藏于湖北武汉市武昌区八一路珞珈山的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no:m 2023499；

7、制备发酵液：将种子培养液接种于发酵培养基中进行发酵，且加入诱导剂和激活剂进行培养，当菌群数量达到109cfu/ml后，停止培养，得到发酵液；

8、制备粪便发酵产物：将畜禽粪便与秸秆或将畜禽粪便与麸皮进行混合形成堆肥物料，向堆肥物料中加入发酵液进行常温发酵，得到粪便发酵产物；

9、制备生物有机肥：将粪便发酵产物进行干燥粉碎，得到生物有机肥。

10、更进一步的，在制备发酵液过程中，接入的种子培养液与发酵培养基的体积比为1％～3％；且发酵培养基包括蛋白胨5-10g，牛肉粉3-5g，酵母粉5-10g，氯化钠1-3g，无水硫酸镁0.1-0.5g，硫胺素1-3mg，柠檬酸铵0.5-1.5g，纯水1000ml。

11、更进一步的，在制备发酵液过程中，诱导剂和激活剂的具体添加量和添加方式如下：

12、当种子培养液加入至发酵培养基中进行发酵后，加入诱导剂，使得诱导剂终浓度为10-40mg/l，28-37℃恒温、150-200rpm振荡培养6-10h，至菌群数量达到107cfu/ml；所述诱导剂为牛磺酸、原卟啉、嘌呤中的一种或者多种；

13、当菌群数量达到107cfu/ml后，加入激活剂，使得激活剂终浓度为5-15mg/l，继续28-37℃恒温、150-200rpm振荡培养10-14h，至菌群数量达到109cfu/ml；所述激活剂为甲氨蝶呤、次氯酸钠或羟基硫氨中的一种或者多种。

14、更进一步的，在制备粪便发酵产物时，当畜禽粪便与秸秆或将畜禽粪便与麸皮进行混合时，调节碳氮比为(25～30)：1；含水率在50％～65％之间。

15、更进一步的，在制备粪便发酵产物时，发酵液的加入量根据堆肥物料的重量进行添加，具体发酵液的加入量为1kg堆肥物料加入5ml～10ml发酵液。

16、更进一步的，堆肥物料加入发酵液进行常温发酵时，每隔8h翻堆1次；当温度上升到50℃以上时，每隔2天翻堆1次；温度下降到50℃以下时，每隔5天翻堆1次，直至堆体温度下降至环境温度，结束堆肥。

17、一种生物有机肥，采用如上述任一项所述的生物有机肥的制备方法制备而成。

18、3、有益效果

19、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

20、本发明的生物有机肥制备方法通过选用葡萄牙柠檬酸杆菌株，其对四环素类抗生素具有优良降解能力，同时在培养过程中添加特定的诱导剂和激活剂，进一步提升了该菌株对四环素类抗生素的去除性能，从而高效去除粪便中残留的抗生素，提升有机肥的品质和安全性；该方法对设备要求低，工艺简单，成本低，对抗生素降解效果好，克服了传统好氧堆肥处理对抗生素降解不彻底、高温预处理等方法生产成本高等缺点，具有广阔的推广价值。

技术特征：

1.一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：在制备发酵液过程中，接入的种子培养液与发酵培养基的体积比为1％～3％；且发酵培养基包括蛋白胨5-10g，牛肉粉3-5g，酵母粉5-10g，氯化钠1-3g，无水硫酸镁0.1-0.5g，硫胺素1-3mg，柠檬酸铵0.5-1.5g，纯水1000ml。

3.根据权利要求2所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：在制备发酵液过程中，诱导剂和激活剂的具体添加量和添加方式如下：

4.根据权利要求1所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：在制备粪便发酵产物时，当畜禽粪便与秸秆或将畜禽粪便与麸皮进行混合时，调节碳氮比为(25～30)：1；含水率在50％～65％之间。

5.根据权利要求1或4所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：在制备粪便发酵产物时，发酵液的加入量根据堆肥物料的重量进行添加，具体发酵液的加入量为1kg堆肥物料加入5ml～10ml发酵液。

6.根据权利要求5所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：堆肥物料加入发酵液进行常温发酵时，每隔8h翻堆1次；当温度上升到50℃以上时，每隔2天翻堆1次；温度下降到50℃以下时，每隔5天翻堆1次，直至堆体温度下降至环境温度，结束堆肥。

7.一种生物有机肥，其特征在于：采用如权利要求1-6任一项所述的生物有机肥的制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开一种生物有机肥及其制备方法，属于畜禽粪便利用领域。针对现有好氧堆肥处理对抗生素降解效果差且成本高的问题，本发明提供了一种生物有机肥的制备方法，它包括将葡萄牙柠檬酸杆菌YB04单菌落接种于液体培养基中培养得到种子培养液；将种子培养液接种于发酵培养基中进行发酵，加入诱导剂和激活剂进行培养；将畜禽粪便与秸秆或将畜禽粪便与麸皮进行混合形成堆肥物料，随后向堆肥物料中加入发酵液进行常温发酵；将粪便发酵产物进行干燥粉碎，得到生物有机肥。本发明通过葡萄牙柠檬酸杆菌对四环素类抗生素进行降解，且诱导剂和激活剂的添加进一步提升该菌株对四环素类抗生素的去除能力，提升有机肥的品质和安全性；整个方法制备简单，成本低。

技术研发人员：黄胜威,潘高志,潘高尚
受保护的技术使用者：上海原本生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16