[发明专利]微生物法CO2气肥的发生方法及设备

说明书

本发明涉及工业微生物和气体肥料领域，尤其是涉及一种微生物法CO₂气肥的发生方法及装置。

二氧化碳气肥主要应用于农林业，用以补充日光温室、塑料大棚、花室苗房等园艺设施和保护地内二氧化碳含量的不足，达到作物光合作用所需的二氧化碳浓度，促进植物光合作用，提高作物的品质和产量。目前，二氧化碳气肥的生产方法主要有：化学法、燃烧法、钢瓶释放法、干冰二氧化碳熔触法、杂草铺垫法，这些方法均存在着成本过高，运输储存不便等缺点，例如：化学法是采用碳酸氢铵溶液与硫酸反应释放二氧化碳气体，该方法硫酸的来源、运输、储存、使用都有严格的专业要求，而且经常使用还会造成土壤板结；燃烧法是利用石油、废机油等烃类物质的燃烧获取二氧化碳气体，该方法造成能源浪费，成本高，操作亦很复杂；钢瓶释放二氧化碳及干冰(固体二氧化碳)熔触法均利用成品二氧化碳，这两种方法运输及保存均不便，而且成本较高；杂草铺垫法则是将稻麦草及杂草和粪便、尿水混合，铺在保护地上，利用土壤中的微生物自然发酵，产生二氧化碳气体，这种方法不仅费工费时费原料，而且产生缓慢，产气量小。

本发明目的是克服上述现有技术的不足，提供一种利用工业微生物发酵制取二氧化碳气肥的方法，该方法成本低廉，无污染，且产气快，产气量大，能满足不同生物体进行光合作用所需的二氧化碳气体，提高农作物的品质及产量；本发明的另一目的是提供一种生产二氧化碳气肥的装置。

本发明是通过下述方案实现的：

微生物法CO₂气肥的发生方法，是以纤维质材料为原料，通过在不同阶段接入不同微生物依次进行糖化、酒精发酵、醋酸发酵及醋酸氧化，得到CO₂气肥，其特征在于上述酒精发酵为厌氧发酵、醋酸发酵和醋酸氧化为好氧发酵；

纤维质材料可以是以下几种原料的一种或其组合，加工成粉状：稻、麦草、植物秸杆、杂草、稻壳、木屑、酒糟、泥煤等；

糖化阶段加入的微生物是纤维素酶和糖化酶；

纤维素酶是饲料用纤维素酶，糖化酶是中科3.324甘薯曲霉，其加入量分别为物料重量的0.1％和0.05％；

酒精发酵阶段所用微生物为普通酒用酵母和糖化酶；

酵母和糖化酶的用量为物料重量的0.1％和0.2％；

醋酸发酵阶段所用微生物是醋酸菌并加入增氧剂；

醋酸菌为中科1.41号醋酸菌，其加入量分别为物料重量的10％，增氧剂加入1％；

醋酸氧化阶段所用微生物是纹膜醋酸杆菌菌液并加入增氧剂；

纹膜醋酸杆菌菌液和增氧剂的加入量为物料重量的10％和1％；

微生物法CO₂气肥的发生装置，包括糖化桶1、酒精发酵桶2、醋酸发酵桶3、醋酸氧化桶4及循环泵5，以上装置依次连接，其中酒精发酵桶为密闭容器，其上部有CO₂气体出口6，桶内下部有一开孔隔板7，循环泵5位于醋酸发酵桶3和醋酸氧化桶4之间，用于两桶内液体的循环。

本发明的优点如下：(1)本发明是利用微生物发酵来制取二氧化碳气肥，不会造成环境污染，对作物本身亦无危害；(2)本发明利用稻麦草、作物秸杆、杂草、稻壳、酒糟、泥煤等为原料，实现了废物利用，节约了能源，成本低廉，而且发酵本身产气量大，产气时间长；(3)本发明可根据作物品种及生长期对CO₂气肥需求量的不同进行调整，以达到植物光合作用所需的二氧化碳浓度；(4)本发明可根据棚室大小和高低，配置不同容量的发酵装置满足不同需要，(5)本发明可应用于无土栽培和有土栽培的各种设置园艺和保护地内。

下面通过附图和实施例对本发明作详细说明：

附图1为本发明一种生产设备的示意图。

实施例：先将稻麦草、作物秸杆、杂草、木屑、稻壳、酒糟、泥煤等原料粉碎成草粉，蒸煮糊化后，放置在糖化桶中，加入草粉重量的0.1％饲料用纤维素酶和0.05％中国科学院3.324甘薯曲霉菌液，进行液化、糖化反应，得到水解液，水解液通过管道流入酒精发酵桶2中，接入0.1％的酒用酵母菌拌入废料进行厌氧发酵，产物为酒精和CO₂，CO₂从孔6中逸出，酒精从挡板7上的小孔8流入酒精发酵桶2底部，并通过管路进入醋酸发酵桶3中，此时可增加增氧剂1％，亦可使用循环泵5作酒精循环，以增加酒精内的溶氧，后接入10％中国科学院1.41号醋酸菌菌液进行有氧发酵，得到的醋酸溶液转入醋酸氧化桶4内，接入10％纹膜醋酸杆菌进行有氧发酵，亦可加入1％的增氧剂，即得产物CO₂气肥；

按照上述方法，发明人在半亩温室大棚黄瓜地内作了试验，由于一茬黄瓜生长期为165天，一次装入原料500斤，可持续发酵产气30天左右，所以本试验共用草粉2000斤，分四次装入草粉糖化桶中，分别接入0.1％的纤维0.05％的甘薯曲霉、0.1％的酒用酵母、10％中国科学院1.41号醋酸药及10％纹膜醋酸杆菌，与不使用本发明的温室大棚相比，应用本发明所产生的黄瓜植株健壮、秧苗翠绿，黄瓜脆嫩甘甜，品质好，无烂秧、烂果现象，且每亩可增产30％以上。