一种含γ-聚谷氨酸有机肥的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机肥的制备方法，特别涉及一种含聚谷氨酸有机肥的制备 方法，属于有机肥生产技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚谷氨酸是一种多聚氨基酸，它具有高絮凝活性，对土壤的金属离子有良好的吸 附性，可有效改善土壤的重金属污染，同时提高锌、铁等离子对作物的有效性；聚谷氨酸与 土壤结合还可以改善土壤结构，增加土壤保水、保肥性能，所以，聚谷氨酸具有促进作物根 系发达、增效、增产、改善品质的作用；将聚谷氨酸加入肥料中制备各种高效肥料越来越受 到青睐，如CN104003783A(CN201410261189)公开了一种功能性颗粒状大量元素水溶肥，其 原料组分重量份是：尿素345~350份、硝酸钾210~220份、磷酸二氢钾240~250份、硫酸 钾20~30份、磷酸一铵110~115份、硼酸11~11. 6份、EDTA螯合锌6~6. 6份、EDTA螯 合铁7~7. 7份、EDTA螯合锰3~3. 9份、七钼酸铵0. 1~0. 2份、聚谷氨酸5~10份。该肥 料具有保水、抗旱，肥料利用率高，改良、修复土壤等功能；CN103936521A(CN201410185669) 是一种新型高效复混肥料及其制备方法，该肥料组成是：生物增效剂2~5份、硫酸锌20~ 30份、硫酸镁20~30份、腐植酸15~25份、硫酸硼10~20份、硫酸锰5~15份、钼酸铵 1~4份，其中，生物增效剂组分及重量份数为：聚天冬氨酸65~85份和聚谷氨酸15~35 份；CN102515934A(CN201110349693)提供了一种y-聚谷氨酸混合肥料对沙漠进行治理的 方法：在沙土下不同深度处填埋由y-聚谷氨酸、普通复合肥及生根粉按不同比例混合的 Y-聚谷氨酸混合肥料，其中y-聚谷氨酸的添加量为1~l〇〇g/m2;同时减少灌溉水的次 数和用量，利用Y-聚谷氨酸的保水能力和吸水后形成的水凝胶的缓释作用，提高沙漠旱 生植物的成活率，同时改良沙漠土壤环境，最终达到退沙还林的效果。
[0003] 聚谷氨酸的合成方法有化学合成法和微生物发酵法。化学合成法合成的聚谷氨酸 多为a型，即由a-羧基与a-氨基缩合而成；到目前为止，微生物发酵法合成的聚谷氨酸 都为y_聚谷氨酸，即由a-氨基和y-羧基以肽键形式形成的高分子聚合物。y-聚谷 氨酸是能被生物降解的内源性物质，不易产生积蓄或毒副作用，具有良好的环境友好性和 增加作物产量的效果。据研究，Y-聚谷氨酸对小白菜、玉米、烟叶的种植与栽培同样产量 时肥料使用量减少10%以上，或在同样施肥量前提下提高作物产量10%以上。因此制备含 有y-聚谷氨酸的肥料更具有优势。目前所报道的肥料都是复配的组合物，所添加的是提 纯的聚谷氨酸，而提纯工序会大量增加成本，不利于农业生产大量使用。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种含y-聚谷氨酸有机肥的制备方法。
[0005] 发明概述：
[0006] 本发明是利用食用菌培养料废渣等发酵有机物和味精水解废渣作为培养基，经微 生物固体发酵产生Y-聚谷氨酸后，直接作为有机肥，没有分离提纯等工序，不仅减少了成 本，还提高了肥效。此外，还大量利用了工农业生产中产生的废弃物。
[0007] 术语说明：
[0008] PDA斜面培养基，是对马铃薯葡萄糖琼脂培养基的简称，配方：马铃薯200份，葡 萄糖20份，琼脂15~20份，自来水1000份。
[0009] 糠醛渣，是以玉米芯、玉米杆、稻壳、棉籽壳等为原料生产糠醛（呋喃甲醛）过程中 的废渣，作为一种生物质类废弃物含有大量的纤维素、半纤维素、木质素等。
[0010] 食用菌培养料废渣，是栽培食用菌后废弃的培养料，培养料主要成分有棉籽壳、棉 绒、玉米芯、锯末、作物秸杆、麦麸、菌丝体等。
[0011] 味精厂水解废渣，是指味精厂对谷氨酸发酵液进行谷氨酸回收过程中产生的固体 废弃物，其主要成分有菌丝体，未被微生物利用的发酵原料等；其中谷氨酸含量约为1~ 5%质量比。
[0012] 味精厂水解废液，是指味精厂对谷氨酸发酵液进行谷氨酸回收过程中产生的液体 废弃物，包括发酵清液、洗脱液等，谷氨酸含量约为〇. 8~1. 2%质量比。
[0013] y_聚谷氨酸，是微生物法合成的聚谷氨酸（水溶性多聚氨基酸），分子量分布在 lOOkDa到lOOOOkDa之间。
[0014] 发明详述：
[0015] 本发明的技术方案如下：
[0016] -种含Y-聚谷氨酸有机肥的制备方法，步骤如下：
[0017] (1)制备纳豆芽孢杆菌发酵液
[0018] a、用PDA斜面培养基将纳豆芽孢杆菌菌种活化；
[0019]b、按质量份，取葡萄糖10份，玉米淀粉5份，蛋白胨4份，酵母粉5份，硫酸镁1份， 氯化钠2份，水1000份，在0. 11兆帕压力下灭菌30分钟，制成液体培养基；将步骤a活化 后的纳豆芽孢杆菌接入液体培养基中，于28~30°C、180转/分钟的摇瓶中培养20~24 小时；得纳豆芽孢杆菌种子液；种子液菌活1X10s个/克~5X10 8个/克；
[0020] c、将步骤b制得的纳豆芽孢杆菌种子液以4~6wt%的接种量接入发酵罐培养基 中，该发酵罐培养基质量份配方为：马铃薯100份、葡萄糖8份、黄豆粉50份，氯化钠1份、 水1000份；于30~35°C条件下培养28~32小时，得纳豆芽孢杆菌发酵液；备用；
[0021] (2)制备发酵有机物
[0022]按质量份，取食用菌培养料废渣300~500份，粉碎的作物秸杆200~300份，糠 醛渣300~400份，堆置发酵30~40天，风干，得发酵有机物；备用；
[0023] (3)纳豆芽孢杆菌的固体发酵
[0024] 按质量份，取味精厂水解废渣300~500份，步骤（2)制备的发酵有机物500~ 700份，混匀，得混合物；
[0025] 取步骤（1)纳豆芽孢杆菌发酵液150~250份，接种到上述混合物中，用味精厂水 解废液50~150份调整混合物的含水量50~60wt%，混合均匀，于28~35°C条件下堆置 发酵25~40小时，中间翻堆一次，发酵结束后烘干或凉干；得本发明y-聚谷氨酸有机肥。
[0026]所述纳豆芽孢杆菌（Bacillusnatto)，优选中国工业微生物菌种保藏管理中心 (ChinaCenterofIndustrialCultureCollection英文缩写CICC)的纳豆芽抱杆菌 CICC20644、CICC20645或CICC20646。纳豆芽孢杆菌发酵液的制备可按现有技术，本发明提 供步骤（1)的方法是优选的。
[0027]根据本发明，优选的，步骤（2)食用菌培养料废渣400份，粉碎的作物秸杆250份， 糠醛渣350份，堆置发酵32天；所述作物秸杆粉碎至长度2厘米以下，食用菌培养料废渣 粉碎至颗粒粒径1厘米以下。按现有技术堆置发酵。
[0028]所述的食用菌培养料废渣是栽培杏鲍菇、平菇、白灵菇等菇类废弃的菌棒。主要成 分有棉籽壳，棉绒，玉米芯，麦麸，锯末、菌丝体等。
[0029]根据本发明，优选的，步骤（3)味精厂水解废渣350份，发酵有机物650份，纳豆芽 孢杆菌发酵液接种量180份，味精厂水解废液用量120份，温度33°C，堆置30小时。
[0030]优选的，所述味精厂水解废渣中谷氨酸的含量不低于3%质量比。
[0031] 上述制备方法中未详细限定的均按现有技术。
[0032]本发明方法制备的含y-聚谷氨酸有机肥，施用方法为：
[0033]将本发明肥料在作物种植前均匀撒施于土壤表面翻耕入土，或施于栽植穴内，与 土混合后在其上移栽幼苗。肥料用量蔬菜作物每亩500~800公斤，果树每亩300~600 公斤，粮食作物200~300公斤。
[0034]本发明的技术特点：以味精水解废渣和特制的发酵有机物为原料，以味精厂废液 作为发酵料的水分调节剂，固体培养纳豆芽孢杆菌产生Y_聚谷氨酸，取得高肥效、低成本 的含聚谷氨酸有机肥。味精厂水解废渣和废液为纳豆芽孢杆菌合成聚谷氨酸提供 了丰富的谷氨酸原料，本发明所制备的发酵有机物具有良好的疏松通气特性，它与味精厂 水解废渣以合理的比例配合，为纳豆芽孢杆菌的良好生长、繁殖提供了平衡的营养和通气 条件，所生产的肥料聚谷氨酸含量丰富，增产效果好。
[0035] 本发明的优良效果如下：
[0036] 1.充分利用资源
[0037] 味精水解废渣、废液含有丰富的谷氨酸，而谷氨酸是纳豆芽孢杆菌合成聚谷 氨酸的原料成分，本发明以此两种物质作为有机肥生产的原料，充分利用了其中所含的谷 氨酸，无需再额外添加，且y-聚谷氨酸产量高，效果好。
[0038] 2?肥料成本低
[0039]目前，含有聚谷氨酸的肥料主要是添加纯的聚谷氨酸，这无形中增加了提纯等环 节的成本，本发明利用纳豆芽孢杆菌进行固体发酵后直接作为肥料，不仅减少了提纯过程， 同时发酵过程中增加的其它营养物质一起保存在肥料中，为作物提供更加丰富的营养。
[0040] 3、固体发酵原料无需灭菌
[0041] 本发明在纳豆芽孢杆菌的固体发酵中通过加大接种量15~25wt% (其他技术一 般接种量为10%以下），使纳豆芽孢杆菌迅速成为优势菌群，省去了原料灭菌，利于大规模 生产。
[0042] 4、肥效好
[0043]本发明利用两种作物进行的田间试验显示，与应用相同的有机物原料和现有发 酵技术生产的有机肥相比，本发明肥料在大棚黄瓜的增产率为6. 5%~9. 3%，白菜增产 5. 4%~8. 3%〇
【具体实施方式】
[0044] 下面结合实施例对