[发明专利]一种清洁化蚯蚓培养基质及其制备方法和应用

说明书

一种清洁化蚯蚓培养基质及其制备方法和应用，选用秸秆类农业剩余物、枝叶类林业剩余物或草场割弃草料为原料，测定上述原料中木质素、总氮、总磷、总氧和灰分的含量，以木质素、总磷与灰分成分的含量为自变量，以选用蚓种30天增重重量为响应变量进行实验设计，以此为根据计算修正因子，建立修正方程对选用原料的碳氮比进行加权处理获得加权碳氮比，向原料中加入水充分搅拌，搅拌后的混合物装箱后通入压缩空气，发酵后出箱曝晒或烘干，干燥后的物料加入油水混合物中与通风环境中静置后可用于蚯蚓蚓种的培养。本发明解决了现有蚯蚓培养过程中存在的卫生安全与环境问题，实现多种农林草剩余物的资源化协同化利用。

技术领域

本发明属于发酵工程、动物养殖与环境保护领域，具体涉及一种清洁化蚯蚓培养基质及其制备方法和应用。

背景技术

随着科学技术的发展以及人们对环保健康问题的日益重视，蚯蚓的养殖与应用也受到越来越多行业的关注。目前，蚯蚓相关产业包括水产养殖业、禽畜养殖业、医疗卫生行业、食品行业、环境保护与土壤改良工程等。然而，与蚯蚓相关产业的迅速扩张升级形成鲜明对比的是蚯蚓的规模化养殖方式特别是基料制备方式仍然相对落后与粗犷。在基料制备方式上，当下产业界的做法是将秸秆与禽畜粪便、纸浆、城市垃圾、厨余垃圾、土壤以及各类污泥等原料混合堆制后添加酸味剂等化学品以制备养殖基料。该类工艺的优点是预处理工艺和配方方法都相对简单，同时原料的富营养化程度也大大降低了生产过程中对发酵工艺的要求。但是，富营养化原料带来的问题同样无法忽略。首先，以粪便、城市垃圾等为主要配料带来了卫生安全方面的隐患，尽管成熟的堆肥工艺可以抑制绝大多数的有害微生物与病毒，但是运输与生产过程中受生产条件制约操作人员往往要直接接触未腐熟生料造成感染风险；其次，富营养化的配料在堆制过程中极易产生高浓度氨气、甲烷等有害气体，同时产生的有浓烈气味的废液造成环境污染与卫生隐患；除此之外，如果配料中添加了造纸纸浆与工业污泥等工业化废料，其中的重金属往往会通过生态链的富集效应影响人类健康。特别是，随着现阶段的产业升级蚯蚓产品正逐步从工业、环境领域进入食品、医疗、保健、美容等高端消费品领域，其中的卫生健康风险也在进一步增加并越来越多的受到人们的关注。

得益于近年来化学分析、发酵工程、实验设计以及统计学算法等基础研究领域的稳步推进，研究人员能够在宏观水平上推断特定蚯蚓种类的结构性营养需求，并以总氮、总磷、灰分、木质素含量等化学成分为指标计算配方的养殖适用性。在此基础上，通过对蚯蚓培养基料的改良，促使蚯蚓相关产业特别是蚯蚓养殖业摆脱高风险的作坊生产模式，朝着集约化、绿色化的产业方向推进。

发明内容

解决的技术问题：本发明为了解决现有蚯蚓培养过程中存在的卫生安全与环境问题，提供一种清洁化蚯蚓培养基质及其制备方法，实现多种农林草剩余物的资源化协同化利用。

技术方案：一种清洁化蚯蚓培养基质的制备方法，步骤为：选用秸秆类农业剩余物、枝叶类林业剩余物或草场割弃草料为原料，测定上述原料中木质素、总氮、总磷、总氧和灰分的含量，以木质素、总磷与灰分成分的含量为自变量，以选用蚓种30天增重重量为响应变量进行实验设计，以此为根据计算修正因子，建立修正方程对选用原料的碳氮比进行加权处理获得加权碳氮比，所述修正因子的一般表达式为：(C/N)_fix＝a(1-XY)+bY+c[X/(d-Z)]，其中a、b、c和d为经验常数，依次为0.83、1.52、0.20、0.50；X、Y和Z分别为所用原料的木质素含量(wt.％)、总磷含量(wt.％)与灰分含量(wt.％)；所述修正方程为：原料实际碳氮比×(C/N)fix＝加权碳氮比；向原料中加入1.5至2倍质量的水充分搅拌，搅拌后的混合物装箱后通入压缩空气，空气流速为每分钟0.4至1L每公斤混合物，发酵30天后，出箱曝晒或烘干48至72小时，干燥后的物料加入油水混合物中与通风环境中静置3至7天后可用于蚯蚓蚓种的培养。

优选的，上述加权碳氮比为24(±8):1。

优选的，上述油水混合物的添加量为发酵后的物料干重的1.5至2倍，其中水的质量分数为99％，油脂的质量分数为1％，油酯的成分为植物油、动物脂肪以及废弃餐厨油脂中的至少两种。