基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料及其制备方法和应用。

背景技术

甘蔗渣是甘蔗在糖厂经过榨糖以后剩余的物质，其来源集中、量大面广，是一种重要的可再生生物质资源。甘蔗渣的结构组成主要包括纤维素、半纤维素以及木质素。甘蔗渣的酶解糖化是将纤维素和半纤维素酶解成单糖，单糖再经发酵生产燃料酒精、生物柴油、酵母、医药品及其他化工原料。

现有的甘蔗渣糖化技术主要采用的酶降解或者添加发酵菌降解，采用酶降解具有降解效果差，降解不充分的缺点，而采用发酵菌糖化则不易把控发酵糖化终点，不易糖化的成分，将糖化后的甘蔗渣制成肥料，存在肥料粘性大等问题。

发明内容

针对现有技术中的甘蔗渣发酵存在的上述问题，本发明提出了一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，通过将其与牛粪和羊粪混合，再加入适量与其协同作用的生物源天然抗菌剂，实现了原料的合理组配，降解充分，将复配后的材料用作肥料或者地膜等，具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。

第一方面，本发明提出了一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣20份-50份，牛粪20份-40份，羊粪10份-30份，茶枯10份-20份，贝壳粉1份-7份，蟹壳粉5份-12份，虾壳粉3份-8份和鱼骨粉1份-10份。

本发明的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，通过将其与牛粪和羊粪混合，再加入适量以及协同作用的茶枯和生物源天然抗菌剂，实现了原料的合理组配，降解充分，将其用作肥料或者地膜等，具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。

本发明中的甘蔗渣为普通糖厂经过榨糖以后剩余的物质，牛粪和羊粪选自普通健康牛、羊的粪便，本发明对其不作具体细节限定。本发明中的茶枯是指油茶籽经榨油后的渣饼，可以自制，也可以商购，本发明对此不作特别限定。

本发明中，将茶枯与牛粪和羊粪混合使用做基肥，与生物源天然抗菌剂合理配伍，可以兼治地下害虫，如防治小象甲、蛴螬、蝼蛄等。

作为本发明优选的实施方式，所述的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，还包括如下重量份数的原料：芦荟0.1份-1份，石榴皮0.2份-1份，蕺菜0.1份-1份和艾蒿0.5份-1.5份。

通过添加具有优异的广谱抗菌性的植物源生物抗菌剂，可以对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等等起到抑制作用，同时还具有吸湿性、透气性、生物相容性、生物降解性、生物活性、螯合性以及酶固化作用等特性。

作为本发明优选的实施方式，所述的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣20份，牛粪40份，羊粪10份，茶枯10份，贝壳粉7份，蟹壳粉5份，虾壳粉8份，鱼骨粉1份，芦荟1份，石榴皮0.2份，蕺菜1份和艾蒿0.5份。

作为本发明优选的实施方式，所述的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣50份，牛粪20份，羊粪30份，茶枯20份，贝壳粉1份，蟹壳粉12份，虾壳粉3份，鱼骨粉10份，芦荟0.1份，石榴皮1份，蕺菜0.1份和艾蒿1.5份。

作为本发明优选的实施方式，所述的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣35份，牛粪30份，羊粪20份，茶枯15份，贝壳粉4份，蟹壳粉8份，虾壳粉5份，鱼骨粉5份，芦荟0.5份，石榴皮0.6份，蕺菜0.5份和艾蒿1份。

第二方面，本发明提出了一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：将甘蔗渣、牛粪与羊粪混合后，加入所述混合物重量2-5倍的水，然后在32-45℃温度、pH 6.0-8.0条件下堆沤12-20天，得到甘蔗渣发酵复合物；

S102：将所述甘蔗渣发酵复合物与剩余原料混合，然后在33-37℃温度下发酵5-8天后，得到基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料。

本发明的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，优化了发酵条件，并通过合理控制发酵过程中的温度、湿度等条件，将生物源抗菌剂与甘蔗渣发酵复合物有机地结合，协调作用，制备得到的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。

作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S101中，控制湿度为65-75％，例如65％，70％，75％及其任意组合的范围；在所述步骤S102中，控制湿度为58-63％，例如58％，60％，63％及其任意组合的范围。合适的湿度可以使发酵效果更好，最终制备的材料具有更好的降解性。

一般情况下，定期通入氧气，可以提高发酵效率。作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S101中，每隔2-4天搅拌一次；在所述步骤S102中，每隔2-3天搅拌一次。

作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S101中，控制发酵过程的碳/氮为25-45。合理的碳/氮比可以使最终的材料具有更好的营养，从而在降解时能够具有更好的生物相容性、生物降解性、生物活性等。

第三方面，本发明提出了所述的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料在地膜和肥料中的应用。

本发明的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，通过将其与牛粪和羊粪混合，再加入适量与其协同作用茶枯和的生物源天然抗菌剂，实现了原料的合理组配，降解充分，将复配后的材料用作肥料或者地膜等，具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。本发明的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，优化了发酵条件，并通过合理控制发酵过程中的温度、湿度等条件，将生物源抗菌剂与甘蔗渣发酵复合物有机地结合，协调作用，制备得到的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。

物料来源：

甘蔗渣：购自广西南宁市弘栩贸易有限公司；

牛粪、羊粪取自河北省廊坊市东湾乡某农户家养牛、羊的粪便；

茶枯：购自方圆生态科技有限公司。

实施例1

实施例1提出了一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣20份，牛粪40份，羊粪10份，茶枯10份，贝壳粉7份，蟹壳粉5份，虾壳粉8份和鱼骨粉1份。

实施例1的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：将甘蔗渣、牛粪与羊粪混合后，加入所述混合物重量2倍的水，然后在45℃温度、pH 6条件下堆沤20天，全程控制湿度为65％，每隔4天搅拌一次，控制发酵过程的碳/氮为25，得到甘蔗渣发酵复合物；

S102：将所述甘蔗渣发酵复合物与剩余原料混合，然后在37℃温度下发酵5天后，得到基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，其中，全程控制湿度为63％，每隔2天搅拌一次。

实施例2

实施例2提出了一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣50份，牛粪20份，羊粪30份，茶枯20份，贝壳粉1份，蟹壳粉12份，虾壳粉3份和鱼骨粉10份。

实施例2的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：将甘蔗渣、牛粪与羊粪混合后，加入所述混合物重量5倍的水，然后在32℃温度、pH 8条件下堆沤12天，全程控制湿度为75％，每隔2天搅拌一次，控制发酵过程的碳/氮为45，得到甘蔗渣发酵复合物；

S102：将所述甘蔗渣发酵复合物与剩余原料混合，然后在33℃温度下发酵8天后，得到基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，其中，全程控制湿度为58％，每隔3天搅拌一次。

实施例3

实施例3提出了一种基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，包括如下重量份数的原料：甘蔗渣35份，牛粪30份，羊粪20份，茶枯15份，贝壳粉4份，蟹壳粉8份，虾壳粉5份和鱼骨粉5份。

实施例3的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，包括如下步骤：

S101：将甘蔗渣、牛粪与羊粪混合后，加入所述混合物重量5倍的水，然后在32℃温度、pH 8条件下堆沤12天，全程控制湿度为75％，每隔2天搅拌一次，控制发酵过程的碳/氮为45，得到甘蔗渣发酵复合物；

S102：将所述甘蔗渣发酵复合物与剩余原料混合，然后在33℃温度下发酵8天后，得到基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，其中，全程控制湿度为58％，每隔3天搅拌一次。

实施例4

实施例4与实施例1的区别仅在于，实施例4还包括如下重量份数的原料：芦荟1份，石榴皮0.2份，蕺菜1份和艾蒿0.5份，其余方法和步骤均相同。

实施例5

实施例5与实施例1的区别仅在于，实施例5还包括如下重量份数的原料：芦荟0.1份，石榴皮1份，蕺菜0.1份和艾蒿1.5份。

实施例6

实施例6与实施例1的区别仅在于，实施例6还包括如下重量份数的原料：芦荟0.5份，石榴皮0.6份，蕺菜0.5份和艾蒿1份。

对比例1

对比例1为商购地膜。

对比例2

对比例2为商购肥料。

将上述实施例1-6用作地膜材料，与对比例的地膜或肥料进行试验，选择16亩小麦田作为实验，每2亩小麦田使用实施例或对比例的地膜或者肥料，按照80-100公斤/亩，一次性施入到小麦田，其他养护条件及病虫害的防治均相同，结果见表1。

表1各实施例和对比例的小麦田的生长情况

结果表明采用本发明实施例的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料用作地膜，小麦的长势更好，生长过程中杂草很少，亩产量高，结实率均达到90％以上，尤其是实施例4-6组的小麦明显优于其他组，其具有更强的保水保肥能力，土壤有机质含量丰富，有效的保护了土壤结构。

综上，本发明的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料，通过将其与牛粪和羊粪混合，再加入适量与其协同作用的茶枯和生物源天然抗菌剂，实现了原料的合理组配，降解充分，将其用作肥料或者地膜等，具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。本发明的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料的制备方法，优化了发酵条件，并通过合理控制发酵过程中的温度、湿度等条件，将生物源抗菌剂与甘蔗渣发酵复合物有机地结合，协调作用，制备得到的基于甘蔗渣发酵复合物的绿色覆盖基质材料具有很好的控草、增肥、保湿、杀虫的功效。

在本发明中的提到的任何数值，如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔，则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如，如果声明一种组分的量，或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90，在本说明书中它的意思是具体列举了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值，可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中，以相似方式，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。