[发明专利]用于水耕栽培的微生物增强的有机液体肥料的生产方法

说明书

本发明涉及无土栽培如水耕栽培或共生体系栽培的应用。更具体地，本发明涉及用于水耕栽培的微生物增强的有机液体肥料的生产方法以及用于生产该微生物增强的有机液体肥料的生物反应器系统。通过使用该生物反应器系统，该生产方法能提高生产率和提供高效的有机液体肥料。

技术领域

本公开总体上涉及用于水耕栽培的微生物增强的有机液体肥料的生产方法。

背景技术

常规的水培系统不能使用有机肥料，有机肥料会抑制植物的生长，因为水培溶液中所含的有机化合物被认为具有植物毒性(这意味着化合物对植物的生长具有毒性作用)。这是因为在常规水培系统中，有机肥料中的有机氮(蛋白质和氨基酸)无法释放到植物可利用的养分(硝酸盐和铵)中，高浓度有机化合物的积累会导致植物毒性作用。然而，从种植有机蔬菜植物和其他植物的观点出发，开发能够在水培法中使用有机肥料源的方法很重要，这被广泛认为是对环境更友好的。

为了使有机液体肥料能够直接用于水培系统而对栽培的植物没有植物毒性作用，要求微生物进行化学/生化过程以将有机液体肥料中的有机化合物改变为植物容易利用的养分。为了达到这个目的，本发明旨在设计和开发一种高生产率的生产方法和生物反应器系统，该系统可以生产用于水耕栽培的高效有机液体肥料。这要求高的微生物负载能力和高微生物功能的最佳条件，例如从有机氮中产生硝酸盐并从不溶性磷源中溶解磷酸盐。考虑到该应用，该生物反应器系统应易于制造和操作。

因此，需要一种用于水耕栽培的有机液体肥料的生产方法以消除或至少减少上述缺点和问题的方法。

发明内容

本文提供了一种用于水耕栽培的微生物增强的有机液体肥料的生产方法，包括：提供硝化生物反应器，所述硝化生物反应器包括含有硝化细菌的第一培养基溶液；向所述第一培养基溶液中添加一定量的包含有机氮的第一有机肥料，从而形成第一肥料混合物；通过硝化细菌将所述第一肥料混合物中的有机氮氧化为硝酸盐，从而形成富含硝酸盐的肥料溶液；提供溶磷生物反应器，溶磷生物反应器包括含有溶磷微生物的第二培养基溶液；向所述第二培养基溶液中添加一定量的包含不溶性磷的第二有机肥料，从而形成第二肥料混合物；通过溶磷微生物将第二肥料混合物中的不溶性磷转化为可溶性磷酸盐，从而形成富含可溶性磷酸盐的肥料溶液；将富含硝酸盐的肥料溶液和富含可溶性磷酸盐的肥料溶液混合，从而形成液体肥料混合物；以及将所述液体肥料混合物的pH调节至5.8至6.5之间的pH值，从而形成微生物增强的有机液体肥料。

在某些实施方案中，所述第一有机肥料为液体或固体形式，包括牲畜排泄物、家禽排泄物、食物副产品、畜禽产品、发酵的剩余食物、鸟粪、藻类植物或其组合，以及有机氮的浓度在5％wt至10％wt之间。

在某些实施方案中，所述有机氮包括蛋白质、氨基酸、氨或它们的组合。

在某些实施方案中，所述硝化细菌包括草酸杆菌、硝化螺旋菌、亚硝化单胞菌、丛毛单胞菌或其组合。

在某些实施方案中，所述第一肥料混合物的pH值在6至8之间，温度在20℃至30℃之间。

在某些实施方案中，该方法还包括以不同的时间间隔至少一次将一定量的所述第一有机肥料添加到所述第一肥料混合物中。

在某些实施方案中，硝化反应器还包括用于将所述第一肥料混合物的pH保持在6至8之间的pH值的pH缓冲剂和用于硝化细菌栖息和生长的生物载体。

在某些实施方案中，所述第二有机肥料为液体或固体形式，包括骨粉、鱼骨、磷矿石或其组合，并且不溶性磷的浓度在15％wt至30％wt之间。

在某些实施方案中，所述溶磷微生物包括巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌或其组合。

在某些实施方案中，第二肥料混合物的pH值在4.0至5.5之间，温度在20℃至30℃之间。

在某些实施方案中，调节所述液体肥料混合物的pH的步骤包括向所述液体肥料混合物中添加pH调节材料。