專利名稱：生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法
技術領域：
本發明屬于生物發酵技術應用到羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的殺滅技術領域，具體涉及利用生物發酵殺滅進口羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法。
背景技術：
隨著我國毛紡行業的高速發展，羊毛進口呈逐年遞升態勢，特別是近年來毛紡行業更是以驚人的速度發展，我國每年的羊毛加工量已超過世界產量的50%，達到50萬噸左右，而其中進口羊毛占70%，每年我國實際羊毛加工量可能達到80萬噸左右，產生羊毛加工下腳料或廢料超過20萬噸。相關資料顯示能夠通過羊毛及其加工下腳料傳播的有害生物包括細菌、病毒、立克次氏體、真菌等致病微生物及雜草籽等。病原微生物經羊毛攜帶入境可造成國內相關動植物疫情疫病的發生和傳播，嚴重威脅國內農業生產安全，特別是畜牧產業和公共衛生事業的健康發展。雜草籽具有品種多、發芽早、生長快、壽命長和繁殖數量大等許多特點，同時能夠抗旱、耐澇和能忍受貧瘠，與農作物的競爭性特別強，給農業生產帶來極大危害。目前，進入我國的外來雜草總數已超過100多種，每年造成的直接經濟損失高達數百億元。雜草的危害主要表現在幾個方面一是危害農業生產，造成巨大經濟損失；二是危害生態系統，破壞生物多樣性；三是危害人畜健康，威脅人類安全。隨著國際貿易的發展，特別是我國毛紡行業迅猛發展以及發達國家為毛紡業為減少生產的勞動成本向我國轉移毛紡設備，使得毛紡業發展將保持長期增長態勢，這就增加了動植物疫情入境和外來物種入侵可能性。現有的羊毛下腳料處理方法主要有深埋處理或焚燒處理，一方面處理費用高昂，另一方面深埋或焚燒處理不僅占用土地，也造成了資源和能源的極大浪費。如果企業管理不善，深埋處理效果不佳，或者運輸條件達不到要求，進口羊毛加工下腳料中的致病微生物和雜草籽造成國內相關動植物疫病疫情并擴散的可能性。目前常規的有機肥制作方法，主要是經過復合菌劑發酵法，但由于有機肥制作原料不含外來病原微生物或外來生物(不涉及境外檢疫性有害生物)等，其發酵過程中最高溫度達到5(T60°C，保持2周左右時間即可使得原料腐熟，完成常規的有機肥制作過程。使用羊毛加工過程的下腳料制作有機肥，一方面由于羊毛下腳料粒徑小，比重大，不適宜直接堆肥發酵，另一方面由于一些耐熱芽孢桿菌在芽孢狀態下可耐受更高的溫度，常規發酵堆肥過程無法保證發酵溫度達到足以殺滅進境羊毛加工下腳料中包括芽孢桿菌在內的所有檢疫性有害生物。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是利用復合菌劑作用下生物發酵方法殺滅羊毛加工下腳料中致病性微生物和雜草種子，其步驟為
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I)復合菌劑的制作將玉米浸出液、蜂蜜、淀粉、牛肉浸膏、氯化鈉、蛋白胨及營養瓊脂配制成復合菌劑培養基水溶液；將真菌、放線菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、固氮菌、解磷細菌、解鉀細 菌、光合細菌9種細菌接種到復合菌劑培養基水溶液中，置室溫下培養48飛0h，使得上述9種細菌有益活菌總數大于20億/毫升，干燥后制成粉末狀復合菌劑；2)羊毛加工下腳料預處理洗毛前物理篩分出的羊毛下腳料，主要含有短羊毛屑、短羊絨、羊糞便、草桿、草籽、灰沙；理化指標為干基有機質67. Og/kg、全N 25. 0g/kg、P205 7. 2g/kg, K2O4 4. 5g/kg、pH=8. 23±1· 2、水分 15. 0±3· 7。以秸桿粉末與牛糞混合制成輔料，將羊毛加工下腳料與上述輔料混合均勻，調節水分為48飛5Wt. % (質量百分含量)，制成發酵所需基質；按照每I噸基質加入O. 5^0. 8kg步驟I)所得復合菌劑計，用翻拋機將復合菌劑與基質混合均勻；3)形成堆體處理后的下腳料送入生物發酵場地，并堆成長方形堆體，高度為1.2±0.2米，堆體之間保持0.8±0. I米的間隔；以溫度、濕度檢測儀器定時(上午8點為宜)監測堆體溫、濕度(整個發酵過程中，控制堆體濕度為48飛5Wt. %)，注意選擇堆體的前、中、后三點，同時記錄當時室內、室外溫度作參考分析；4)初期發酵堆體靜置I天后，初期發酵開始，堆體溫度迅速升高，I. 5±0. 5天內達到55±5°C，通過翻拋、通風等措施使得堆體溫度保持55±5°C的溫度5±1天，此時下腳料中大多數細菌、病毒等有害微生物被殺滅，多數雜草種子在上述溫度下逐漸變性失活，可達到對下腳料初步無害化處理的目的，但部分芽孢桿菌和硬殼類雜草種子除外；5)高溫間歇發酵接下來的發酵過程即通過復合菌劑中得高溫產熱菌的產熱作用和及時的翻拋、通風措施控制堆體溫度，最終達到將下腳料中可能存在檢疫性有害生物全部殺滅的效果；首先通過翻拋、通風措施，使得堆肥溫度下降至35±2. 7°C，保持此溫度(有資料顯示芽孢桿菌孵化為繁殖體的適宜條件，溫度35°C，濕度50%左右)，在此期間使得下腳料中可能存在的芽孢桿菌部分由芽孢狀態孵化為繁殖體，2± I天后停止翻拋，堆體在復合菌劑中高溫產熱菌的作用下溫度持續升高，并維持70±3. 3°C以上3± I天，在此過程中，已經由芽孢狀態孵化為繁殖體的部分芽孢桿菌會在70±3. 3°C的高溫環境中被殺滅，此后再通過翻拋、通風措施對高溫堆體降溫，使得堆肥溫度再次回到35±2. 7°C，并保持2±1天，此過程的目的是使得下腳料中仍可能存在芽孢桿菌由芽孢狀態轉化為繁殖體，此后再次停止翻拋、通風靜置，堆肥繼續升溫，堆肥在維持70±3. 3°C以上3± I天，如此循環至少3次，最終使得下腳料中可能存在的芽孢桿菌經多次溫度變化，逐漸由芽孢狀態多次孵化，最終均孵化為繁殖體并在70±3. 3°C溫度條件下被殺滅，硬殼類雜草種子也可以在上述反復的高低溫交替過程中變性失活或分解，堆肥周期一般為22±2天。步驟I)中所述復合菌劑培養基水溶液組成，按質量百分含量計玉米浸出液5 8%、蜂蜜3 7%、淀粉5 8%、牛肉浸膏3 7%、氯化鈉5 8%、蛋白胨15 18%、營養瓊脂44 64%，余量為水。步驟I)中真菌、放線菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌、光合細菌按質量比為2. 7 3. 3 :2. 7 3. 3 :2. 6 3. 4 :2. 6 3. 4 :3. 6 4. 4 :0. 8 I. 2 O. 8 I. 2 0. 8 I. 2 0. 8 I. 2。步驟2)中秸桿粉末與牛糞的質量比為4. 2^4. 5 :5. 5^5. 8。步驟2)中羊毛加工下腳料與輔料的質量比為2. 6^3. 4 :0. 5^1. 5。本發明有益效果本發明通過生物發酵方法，在下腳料和廢料中加入輔料和高溫復合菌劑進行堆肥發酵，并通過復合菌劑中產熱菌作用，使得堆體溫度間歇性升降，確保能夠將進境羊毛加工下腳料中的致病微生物和雜草籽殺滅的前提下，使其轉化為有機肥料重新利用，一方面達到保護我國農業生產安全，保護土地資源和環境，另一方面減少生產企業成本投入、能源消耗、化學肥料在農作物生長中使用，促進有機農業發展及資源再利用。


圖I為生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法工藝流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施對本發明作進一步詳細描述。實施例I以某洗毛企業羊毛加工下腳料處理過程為例，重點描述微生物發酵處理過程，并通過試驗檢測對下腳料中檢疫性有害生物的無害化處理效果，以及按照有機肥國家標準的相關指標對處理后下腳料進行驗證I)復合菌劑的制作以玉米浸出液I. 5mL、蜂蜜lmL、淀粉I. 5g、牛肉浸膏lg、氯化鈉I. 5g、蛋白胨5g及營養瓊脂16g加蒸餾水lOOOmL，配成復合菌劑培養基；將真菌3g、放線菌3g、酵母菌3g、枯草芽孢桿菌3g、地衣芽孢桿菌4g、固氮菌lg、解磷細菌lg、解鉀細菌lg、光合細菌Ig 9種細菌接種其中，置室溫下培養48飛0h，最終使得上述9種細菌有益活菌總數大于20億/毫升，干燥后制成粉末狀復合菌劑；2)羊毛加工下腳料預處理以秸桿粉末450Kg、牛糞550Kg混合制成輔料，將羊毛加工下腳料3000Kg與上述輔料混合均勻，調節水分質量百分含量為50Wt. %，制成發酵所需基質;按照每I噸基質加入O. 5kg步驟I)所得復合菌劑計，用翻拋機將復合菌劑與基質混合均勻；3)形成堆體處理后的下腳料送入生物發酵場地，并堆成長方形堆體，高度為I. 2米，堆體之間保持O. 8米的間隔；以溫度、濕度檢測儀器定時(上午8點為宜)監測堆體溫、濕度，注意選擇堆體的前、中、后三點，同時記錄當時室內、室外溫度作參考分析；堆體靜置I天，使得菌種活動增值；4)初期發酵堆體靜置I天后，初期發酵開始，堆體溫度迅速升高，I. 5±0. 5天內達到55±5°C，通過翻拋、通風等措施使得堆體溫度保持上述溫度5±1天，此時下腳料中大多數細菌、病毒等有害微生物被殺滅，多數雜草種子在上述溫度下逐漸變性失活，可達到對下腳料初步無害化處理的目的，但部分芽孢桿菌和硬殼類雜草種子除外；5)高溫間歇發酵初期發酵后，加強翻拋、通風等，使得堆體溫度逐漸下降，當降至35°C時，停止翻拋，使其保持35°C I天，此期可以促進下腳料中可能存在的，且尚未被初期發酵過程殺滅的芽孢桿菌由芽孢狀態孵化為繁殖體狀態，停止翻拋，堆體中在復合菌劑中高溫產熱菌的作用下溫度持續升高，并維持7(T75°C以上2天，在此過程中，已經孵化為繁殖體的部分芽孢桿菌會在7(T75°C環境中被殺滅，2天后再通過翻拋，通風等措施對高溫堆體降溫，使得堆肥溫度再次回到35°C左右，并保持2天，此過程的目的是使得下腳料中仍可能存在芽孢桿菌由芽孢狀態轉化為繁殖體，2天后堆肥繼續升溫，堆肥在維持75°C以上3天，如此循環3次，最終使得下腳料中可能存在的芽孢桿菌經多次溫度孵化，最終均孵化為繁殖體并在75°C左右的高溫條件下被殺滅，硬殼類雜草種子也可以在上述長期、反復的升降溫過程中變性失活甚至分解。高溫間歇后，使堆體長期堆放，每5天翻拋一次，經10天，完成發酵過程，整個周期約22±2天。6)檢測①通過微生物計數，雜草種子萌發試驗等分別驗證實驗過程對羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的殺滅效果。本方法對羊毛加工下腳料中93%的細菌、病毒、寄生蟲卵等具有至少89%以上的殺滅效果(大腸桿菌、沙門氏菌等常在菌群除外)，對于其中98%的雜草種子具有至少99%的滅活作用。②對照有機肥國家標準對最終的羊毛加工下腳料進行驗證，主要考核水分、大腸桿菌、腐熟度等指標。羊毛加工下腳料經上述生物發酵過程后符合有機肥國家標準，可以最為有機肥料應用于農業生產。
權利要求
1.生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其步驟為 1)復合菌劑的制作將玉米浸出液、蜂蜜、淀粉、牛肉浸膏、氯化鈉、蛋白胨、營養瓊脂配制成復合菌劑培養基水溶液； 將真菌、放線菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌、光合細菌接種到復合菌劑培養基水溶液中，置室溫下培養至有益活菌總數> 20億/毫升，干燥后制成粉末狀復合菌劑； 2)羊毛加工下腳料預處理以秸桿粉末與牛糞混合制成輔料；將羊毛加工下腳料與上述輔料混合均勻，調節水分含量為48飛5Wt. %，制成發酵所需基質； 按每I噸基質加入O. 5^0. 8kg步驟I)所得復合菌劑計，將復合菌劑與基質混合均勻； 3)形成堆體將步驟2)處理結束后的羊毛加工下腳料堆成堆體，控制堆體濕度為48 55Wt. % ； 4)初期發酵堆體靜置I.5±0. 5天后，調節堆體溫度為55±5°C，并保持此溫度5±1天; 5)高溫間歇發酵調節堆體溫度至35±2.7°C，保持此溫度2±1天；然后堆體升溫至70±3. 3°C，保持此溫度3±1天；此后再將堆體溫度調節至35±2. 7°C，并在此溫度保持2± I天，然后再讓堆體升溫至70±3. 3°C，保持此溫度3±1天；如此循環至少3次，堆體發酵結束。
2.根據權利要求I所述的生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其特征在于步驟I)中所述復合菌劑培養基水溶液組成，按質量百分含量計玉米浸出液5 8%、蜂蜜3 7%、淀粉5 8%、牛肉浸膏3 7%、氯化鈉5 8%、蛋白胨15 18%、營養瓊脂44 64%，余量為水。
3.根據權利要求I所述的生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其特征在于步驟I)中真菌、放線菌、酵母菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌、光合細菌按質量比為2. 7 3. 3 :2. 7 3. 3 :2. 6 3. 4 :2. 6 3. 4 :3. 6 4. 4 O.8 I. 2 0. 8 I. 2 0. 8 I. 2 0. 8 I. 2。
4.根據權利要求I所述的生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其特征在于步驟2)中秸桿粉末與牛糞的質量比為4. 2^4. 5 :5. 5^5. 8。
5.根據權利要求I所述的生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其特征在于步驟2)中羊毛加工下腳料與輔料的質量比為2. 6^3. 4 :0. 5^1. 5。
6.根據權利要求I所述的生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其特征在于所述步驟3)中堆體的優選高度為I. 2±0. 2米，堆體之間優選間隔為O. 8±0. I米。
7.根據I至6任意權利要求所述的生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其特征在于發酵過程中調節堆體溫度的手段為翻拋和/或通風。
全文摘要
本發明公開了一種生物發酵殺滅羊毛加工下腳料中檢疫性有害生物的方法，其步驟為1)復合菌劑的制作；2)羊毛加工下腳料預處理；3)形成堆體；4)初期發酵；5)高溫間歇發酵。本發明通過生物發酵方法，在下腳料和廢料中加入輔料和高溫復合菌劑進行堆肥發酵，并通過復合菌劑中產熱菌作用，使得堆體溫度間歇性升降，確保將進境羊毛加工下腳料中的致病微生物和雜草籽殺滅的前提下，使其轉化為有機肥料重新利用，一方面達到保護我國農業生產安全，保護土地資源和環境，另一方面減少生產企業成本投入、能源消耗、化學肥料在農作物生長中的使用，促進有機農業發展及資源再利用。
文檔編號C05F17/00GK102924142SQ201210441170
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年11月7日
發明者陳飛, 周偉偉 申請人:中華人民共和國張家港出入境檢驗檢疫局