采用微生物菌剂制取有机肥的工艺方法

****科技计划项目申报书     项目名称  采用微生物菌剂制取*有机肥的工艺方法    起止年限          20*年4月至*年6月            项目主持单位 ******（盖章） 单位地址          *****团泽凤山村              项目主持人    *    电话    *        联系人        *    电话        *        电子邮箱          *@qq.com                  申报时间      20*    年    04    月        16      日 ****科学技术局制 二O一二年 目  录 一、项目概述    2 二、国内外研究现状和发展趋势    4 三、立项的背景和意义    6 四、研究内容    11 五、 预期目标    15 六、年度分阶段计划安排    16 七、单位现有研究基础、条件和主要研究人员简况    17 八、经费概算和经费来源    20 九、项目的风险分析    21 十、有关附件    23 一、项目概述   随着我国畜牧养殖业的快速发展与养殖规模的扩大，畜禽粪便数量越来越大，给农村、农业生态环境造成的污染越来越严重，对人类生存环境和人民群众身体健康带来极大威胁，项目通过对微生物菌剂菌株组成、*发酵工艺进行研究，将畜*便转化为可以利用的有机肥料，既可以提高农产品的产量和质量，又可以减少环境污染。 项目筛选几株高温微生物菌株，经科学配伍制成一种新型的微生物菌剂，并对该菌剂应用于*堆制发酵生产有机肥。微生物发酵菌剂可加速*有机碳的分解、减少氮素损失，减少堆制过程中氨气的挥发，缩短发酵时间，提高堆肥品质。微生物菌剂经过严格选育保存，以固氮菌、解磷菌，解钾菌为菌种，酒糟废液为主要原料，*经过微生物发酵处理、翻堆及后期腐熟后，堆肥的水分含量下降至26．1％，含水量的减少有利于有机肥的后期加工。有机物通过发酵，全氮比发酵前分别提高*％；全磷提高6.5％；全钾提高6％。 项目实施完成可解决微生物菌剂制取*有机肥发酵周期长，发酵周期可缩短至15天；解决有机肥有效菌群保存时间短的问题，*有机肥保存时间可相对延长一个月；菌肥有机氮转化吸收率达到80%。 项目单位*有机肥设计年产*吨，微生物菌剂制取*有机肥现处于中试阶段，完成后处于批量生产，批量销售阶段。项目执行期15个月，项目执行期内*有机肥累计销售收入*万元，利润*万元，增加就业*人。 本项目总投资*万元，已完成投资*万元.计划新增投资* 万元,新增投资来源于企业自筹  万元，申请****科技计划项目资助  万元。 二、国内外研究现状和发展趋势 中国对菌肥的研究和应用起步较晚，上世纪50年代开始对根瘤菌、抗生菌等多种菌剂进行了全面的研究和应用，从欧美国家引进花生根瘤菌种的同时，筛选出大豆根瘤菌和紫云英根瘤菌菌株；６０年代福建、吉林、江苏等省还就自生固氮菌剂进行多点的肥效研究；７０年代开始小麦等作物根际联合固氮菌的农业应用效果的研究。现在，随着农业生产能力的提高，国内微生物肥料市场越来越活跃，多种微生物肥料涌向市场，其中以固氮解磷解钾、单菌多功能型最具代性。   世界上许多国家，如美国、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度及非洲的一些国家生产和应用豆科根瘤菌，不仅接种面积不断扩大，而且应用的豆科植物种类繁多。不少国家在经历一段时间的混乱后，逐步认识到加强根瘤菌肥料质量管理的重要性，并制定了相应的。除根瘤菌以外，许多国家在其他一些有益微生物的研究和应用方面也做了大量的工作。前苏联及东欧一些国家的科研人员进行了固氮菌肥料和磷细菌肥料的研究和应用，所用的菌种为圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌。他们和前捷克斯洛伐克、英格兰及印度的研究固氮菌的工作者证实，这类细菌能分泌生长物质和一种抗真菌的抗生素，能促进种子发芽和根的生长：20世纪70年代末和80年代初，一些国家对固氮细菌和解磷细菌进行了田间试验，结果各异，对其作用还有相当大的争议。但在固氮螺菌与禾本科作物联合共生的研究中取得了一定的进展，在许多国家作为接种剂使用。总结20年来世界上一些国家的田间试验数据表明，固氮螺菌接种在土壤和气候不同的地区可以提高作物的产量，在60%－70%的试验中可增产5%－30%。它们促进生长的主要机制是产生能促进植物生长的物质，能促进根毛的密度和长度、侧根出现的频率及根的表面积。 我国微生物菌肥生产的主要问题有： 1、生产制作和包装过程必须在严格无菌条件下进行，搬运和保存过程需要良好的条件，生产成本高且容易污染，往往成批菌肥变成废品； 2、有效保存期短，至使用时，有效活菌少； 3、菌肥微生物进入土壤后菌数迅速下降，不容易形成优势群落，菌肥有效作用时间短且应用效果不稳定； 项目单位通过应用微生物生产*有机肥，解决发酵周期长，保存时间短，有效活菌少，菌肥效果不佳等问题。 三、立项的背景和意义 （一）项目立项背景 1、发展现代农业，强化农业基础地位 20*年2月国务院办公厅下发【20*】2号文件《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》。意见指出：发展现代农业，强化农业基础地位，着力提高农业产业化水平。重点培育和引进一批农业产业化龙头企业，以农产品生产基地为依托，形成若干具有当地特色和资源优势的农业产业化示范基地。引导龙头企业与农民结成紧密的利益共同体，让农民更多地分享产业化经营成果。着力提高农民组织化程度，扶持农民专业合作社、专业服务合作社、专业技术协会等组织发展，为农民提供多种形式的生产经营服务。促进农产品加工业结构调整与升级，支持发展绿色食品和有机食品，加大特色农产品注册商标和地理标志开发保护力度，打造一批具有较强影响力的品牌。 2、发展持续农业呼唤生态环保型肥料 （1）肥料是农作物优质高产的重要技术措施： “有收、无收靠天”（指水、旱、虫等灾害，采取的措施抗灾“保”收成）；“优质、高产靠肥”，无公害种植（含绿色、有机）肥料是关键。可是当前大多数农民想到的就是化肥或农家肥。长期单施化肥破坏土壤结构，影响品质这已是不争的事实，农家肥未经无害化腐熟处理带有大量寄生虫卵、致病菌体。 （2）肥料是农业发展模式的重要标致。 传统农业——施用农家肥； 化学农业——主要施用化肥； 有机农业——排斥化肥、农药等物质； 持续农业——施用生物肥、有机肥，限量施用化肥。 （3）我国农业发展目标与肥料施用方针 国务院已明确提出农业的目标是“高产、优质、高效、安全、环保”。其中，高产是基础，没有高产解决不了日益增长的需求；优质是关键，对于蔬菜、水果来说，优质还需要达到无公害农产品标准要求，否则就不准进入市场，也就谈不上占领市场了；我国肥料施用的方针是：“有机肥与无机肥相结合，用地与养地相结合”。本项目有很大的发展空间。 3、微生物肥料的特殊功效 微生物肥料，是指一类含有活的有益微生物，其生命活动能改善作物根际养分供应、或促进作物生长提高作物产量、或改善作物品质、或防治土传病害、或降解土壤污染物质，单一或多种功能俱全的微生物活菌制剂。 微生物活菌制剂大致可分为七类，即固氮菌剂、解磷菌剂、钾细菌剂、抗生菌剂、菌根菌剂、根围促生菌剂、光合细菌剂等。微生物肥料是利用有益微生物制成的菌肥，它与化肥和有机肥不同，其本身并不直接含有作物所需的各种营养元素，而是通过有益微生物的繁殖活动固定空气中的氮素，分解土壤中作物难以利用的元素，使作物营养得到改善，其生命活动的代谢产物起到促生、抗病和改良土壤结构的作用，直接或间接促进作物增产和改善品质。 其一、从植物营养学的角度看。以“生物钾肥”为例，应用原子吸收方法测定证实了矿物晶格上的钾被“钾细菌”解离下来的证据，可溶性钾释放量在2g/Kg钾长石。利用含钾矿物进行植物栽培和接种“钾细菌”同样获得了矿石结构钾被利用的生物学间接证据。近期研究报导“钾细菌”的应用，使游离的钾元素大量进入“钾细菌”的荚膜和菌体，减少钾流失量达钾供应量的56%左右，可以认为“钾细菌”是土壤中的有效钾库。另一方面，施用“钾细菌”的土壤降低了钾离了的移动，减低了钾的渗漏，相对提高了钾的有效供应量。 其二、生长刺激作用。在目前种植业普遍存在高氮营养水平上，固氮酶被抑制并阻遏固氮酶基因的表达，微生物不再合成固氮酶，至使固氮菌肥料效应不稳定。但后来又发现许多微生物（包括固氮菌）对农作物有刺激作用，并检测出微生物能产生吲哚乙酸，赤霉素，细胞激动素和维生素等多种植物生长激素和细胞分裂素等植物生长调节物质，这些生理活性物质，可以促进植物细胞分裂和增强吸收矿物质及水分能力，并激发植物内源激素增加，从而促进了种子萌发，根系发达，植株生长和早熟开花，这是单施化肥所不具备的促生长作用。 其三、抑制病虫害作用。科学试验证明，许多土壤和根际细菌对多种农作物病菌有抑制作用，其作用实质之一是有益细菌在根际大量增殖，从数量上压制了根际病原菌的繁殖，从而减轻或防止了作物病害。另一作用是许多根际有益细菌能产生抗生素类物质，可抑制镰刀霉、腐霉、立枯丝核菌等常见作物病原菌（在实验室内可检测其抑制菌圈大小）。田间试验证明，利用微生物肥料处理粮、棉、菜等作物种了后，对防治小麦全蚀病、猝倒病、水稻纹枯病、棉花枯萎病及蔬菜根腐病都有一定防治效果。 4、微生物有机肥产业趋势 微生物有机肥克服了生物肥和有机肥的市场缺陷，弥补了化肥的功能缺陷，将生物肥和有机肥的优点集于一身，生物有机肥在增产、提高产品品质、减少化肥使用量和降低生产成本等方面发挥了重要作用，符合我国农业可持续发展和绿色食品（有机食品）生产的方向，表现出广阔的应有前景，发展生物有机肥料是当今业内的共识。 （二）项目意义 随着我国畜牧养殖业的快速发展与养殖规模的扩大，畜禽粪便数量越来越大，给农村、农业生态环境造成的污染越来越严重，对人类生存环境和人民群众身体健康带来极大威胁，并不时引起畜禽及人类传染病的流行。由于畜禽粪便中含有大量的病原微生物、寄生虫、球虫及其虫卵，在自然堆放的环境条件下，畜禽粪便不断向周围环境释放硫化氢、氨气、吲哚、硫醇等物质，造成养殖场周围环境臭气熏天，蚊蝇孳生，污水横流，污染环境，并引起疾病的传播，因此，畜禽粪便的科学利用和无害化处理意义重大。 农业的可持续发展需要保持和提高土壤肥力，保证营养元素的合理循环，项目通过使用微生物活菌制剂制取*有机肥，其本身并不直接含有作物所需的各种营养元素，而是通过有益微生物的繁殖活动固定空气中的氮素，分解土壤中作物难以利用的元素，使作物营养得到改善，其生命活动的代谢产物起到促生、抗病和改良土壤结构的作用，直接或间接促进作物增产和改善品质。促进贵州农业经济发展。 四、研究内容 （1）研究 1、菌种选择： （1）菌种适宜贵州地区发酵； （2）能在廉价原料制成的培养基上迅速生长和合成； （3）可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵； （4）菌种纯，不易变异和退化，能保证发酵生产和产品质量的稳定性； （5）菌体不是病原菌，保证安全。 2、发酵过程控制 发酵的目标是利用微生物最经济获得高附加值产品。掌握发酵工艺条件对发酵过程的影响以及微生物代谢过程的变化规律，参数的测定是进行发酵过程控制的重要依据。 （1）发酵温度控制 （2）发酵过程PH值控制 （3）发酵溶解氧控制 （4）发酵基质浓度控制 （2）技术路线 对微生物菌剂在生产*有机肥的应用上进行实验分析，建立标准的*有机肥生产工艺流程，结合有机肥厂实际情况，提出工艺规范，用于指导项目批量生产。 其工艺流程如下 成品加工 发酵产物的精制 发酵产物的提取 发酵液的预处理和分离 （三）关键技术和创新点 关键技术 固氮菌发酵：氮气是空气中的主要成分，占空气总量的五分之四。然而由于氮气分子被三条“绳索”--化学键所束缚，因此大部分植物只能“望氮兴叹”。固氮菌的本领在于它有一把“神刀”--固氮酶，可以轻易地切断束缚氮分子的化学键，把氮分子变为能被植物消化、吸收的氮原子。项目固氮菌选用根瘤菌，以*为养料通过发酵制得有机肥，当土壤中有相应的植物生长时，根瘤菌便迅速向它的根部靠拢，并从根毛弯曲处进入根部。植物的根部细胞在根瘤菌的刺激下加速分裂、膨大，形成了大大小小的“瘤子”，为根瘤菌提供了理想的活动场所，同时还供应丰富的养料，让根瘤菌生长繁殖。根瘤菌又会卖力地从空气中吸收氮气，为植物制作“氮餐”，使它们枝繁叶茂，欣欣向荣。这样，根瘤菌与植物结成了共生关系。 解磷菌发酵：解磷菌施入土壤后解磷作用的发挥与土壤中碳素的供给关系密切。解磷菌施入土壤在土壤中存活及对土壤有效磷影响的研究表明，解磷菌必须和纤维素配合使用，才能显著增加土壤有效磷含量。单独增施纤维素于土壤中虽然也可以增加土壤有效磷含量，但不如解磷菌和纤维素同时施入土壤的效果好，土壤中碳源的增加，有利于解磷菌的生存和繁殖。可见解磷菌与纤维素分解菌配合施用，可能更有利于提高解磷菌的解磷效果。另外还有报道解磷菌与根瘤菌或菌根菌配合应用，对发挥解磷功能和提高农作物的产量都具有很好的作用。 解钾菌发酵：解钾菌是从土壤中分离出的能分化铝硅酸盐和磷灰石类的矿物的细菌，能作为微生物肥料，能够分解钾长石、磷灰石等不溶性的铝硅酸盐无机矿物质，促进难溶性的钾、磷、硅、镁等难溶性营养性元素转化为可溶性养分。增加土壤中速效养分的含量，促进作物生长发育，提高产量。     解磷菌与固氮菌共存原理：当磷细菌和固氮菌同时存在于土壤中时，固氮菌的发育和固氮能力以及磷细菌芽孢的萌发和解磷能力均优于固氮菌或磷细菌单独存在于土壤的情况。磷细菌的存在增加了土壤水溶性磷含量，从而为固氮菌提供了磷素营养；固氮菌的存在不但增加了土壤的氮素含量，并且在其生命活动中合成和分泌的生理活性物质加速了磷细菌芽孢的萌发，从而加强了水溶性磷的形成过程。     微生物菌剂制取有机肥增加土壤肥力：各种营共生、自生和联合固氮的微生物肥料可以增加土壤中氮素来源，多种解磷、解钾微生物可以将土壤中难以溶解的磷、钾释放出来，转变为作物能够吸收利用的化合物，增加作物生长过程中营养物质的供应，一些可以分解作物秸秆的制|剂能够加速秸轩中纤维素和蛋白质等物质的分解，提高土壤中有机物的含量，增加土壤肥力。 项目创新点   （1）对有机肥工艺可有效解决传统加工工艺中存在的营养物质利用率低等共性关键技术问题，全氮、全磷、全钾均明显提高。   （2）缩短发酵时间，解决微生物菌剂制取有机肥周期长的问题；   （3）提高菌肥功效，解决有机肥有效菌群保存时间短的问题。 （4）组织方式 为保证项目的顺利实施，项目单位成立了专门的项目研发机构，由公司总经理*负责项目的行政领导工作，并任项目开发组组长。有机肥厂厂长*具体负责项目的技术开发，并任项目开发组副组长。项目实施有充足的组织方式保障。   5、预期目标 （1）技术指标     1、项目实施完成可解决微生物菌剂制取*有机肥发酵周期长，发酵周期可缩短至15天；     2、解决有机肥有效菌群保存时间短的问题，*有机肥保存时间可相较一般菌肥延长一个月；     3、菌肥效果有机氮转化吸收率达到80%。 （二）经济指标 1、项目实施完成达产年：可使用微生物菌剂生产*有机肥，建立年产*有机肥*吨的生产线； 2、项目执行期*个月，执行期内*有机肥可累计实现销售收入*万元，年净利润*万元； 3、项目完成达产年（项目实施后三年），企业可实现*有机肥销售收入*万元，年净利润*万元。     4、本项目新增就业*人，可解决部分应届大学生和下岗工人的再就业。 5、提升企业知名度。 六、年度分阶段计划安排 项目实施期限为*个月，实施日期由20*年4月—*年3月止，具体实施进度及阶段目标如下： 表6-1  项目实施进度表 年份 任务 20*年 *年 4-8月 9-*月 1-2月 3月 任务一 任务二 任务三 任务四 任务五 任务一：生产车间、产品库房建设完善； 任务二：设备购置及安装，新技术试产； 任务三：技术优化，生产线调试，人员、有机肥试销售； 任务四：项目总结、验收。 七、单位现有研究基础、条件和主要研究人员简况 （一）合作社现有人力资源配置 合作社现有员工20人，其中从事技术工作*人，占合作社职工总数的60%，管理工作4人，占合作社职工总数的20%，大专以上学历6人，占合作社职工总数的30%。合作社决策层是一个具有持续科技创新能力、较强市场开拓能力和较高管理水平的团队。合作社主要通过招聘、试用、竞争上岗、末位淘汰、双向选择等方式配置员工，尽量做到事适其人、人尽其才、才尽其用、人事相宜、减少内耗，最大限度的发挥人力资源的作用，促进企业持续稳定发展。 （二）研发能力及研发人员     合作社自成立以来，注重支持创新和新产品新工艺的开发，投入了大量人力财力和物力，大力开发新产品，引入市场激励机制，积极务实地开展各项研究工作，为产品的更新换代和企业的发展奠定了坚实的技术基础。     合作社设立了技术研发小组，从事研发的专业技术人员有3名，研发人员在多年的产品研发过程中形成了很好的团队合作精神。他们是一支事业心强、专业开发能力强劲的技术队伍，是一支思想活跃、工作作风扎实的科研开发队伍，有丰富的实践经验和坚实的理论知识。企业将继续按销售收入的一定比例提取技术开发费用，加强新技术、新工艺、新产品的开发与研究。 *：项目管理，专科学历，农学专业，多年从事管理工作，拥有先进的企业管理水平，新产品开发水平和质量管理水平，并对项目申报及课题研究有丰富的工作经验。 *：项目技术开发人员，专科学历，先后在多家企业担任技术管理工作，拥有多年有机肥生产管理经验，对微生物菌剂发酵制取生物肥有独特的见解。 *：项目质量管理，专科学历，该同志拥有多年企业管理工作，对微生物有机肥质量管理有丰富的工作经验。 （三）企业现有生产设施设备条件     合作社是一家以鹌鹑养殖、*有机肥生产销售等为主的农业专业合作社，合作社机构健全，人员齐备，生产管理和质量管理日趋完善。合作社设置有技术部、生产部、销售部、财务部和行政部五个主要部门，分工明确，生产管理组织健全。合作社以团结、拼搏、求实、奉献的企业精神，强化管理、重视人才、内抓质量、外抓市场，竭诚为用户服务。   合作社产品主要鹌鹑蛋、鹌鹑种、*有机肥。现有生产和办公面积  平方米，  年合作社鹌鹑蛋销售收入*  万元，鹌鹑种销售收入  万元，拥有先进鹌鹑孵化、养殖专业设备  余台（套）。 （四）企业营销能力 合作社主要采用直销与区域代理相结合的销售模式，以遵义及周边城市为主要市场。由于产品质量稳定，品质高，价格合理，产品深受用户欢迎。为了适应合作社的发展，特别是合作社*有机肥的生产，生产规模将不断扩大，将建立更加广泛，更为有效的营销网络，在上述工作的基础上，本项目产品的市场前景是广阔的，营销计划是实现是有保障的 （五）合作社资金管理能力     合作社有严格的账务管理制度，健全的财务管理机构和一批合格的财务管理人员。在资格管理上，除严格的照财务制度的有关规定执行外，为了使有限的资金发挥出最大的效益，特别是能支持合作社持续发展的能力，合作社做到了三个必保，即研发资金必保，重点原材料部件采购必保，工人工资必保，同是压缩非生产性开支，倡导艰苦创业精神。在营销管理上严格按照合格办事，货款回笼落实到人，应收款至今基本没烂账。付款方面，坚持与有实力的供应商合作，凭借供应商对合作社前景的看好，诚实守信，由于讲究信誉和方式得当，合作社在资金使用上也得到供应商的大力支持。 八、经费概算和经费来源   一、项目总投资概算 项目总投资  万元，已投入资金  万元，资金来源为企业自筹。具体投资内容如下表： 表8-1    项目投资估算表 序号 　 名    称 金额（万元） 1.1 标准化生产车间、厂房 1.2 设备购买、安装调试 1.3 勘察设计 1.4 管理费用 1.5 其他费用 1.6 预备费 1.7 外购原材料 1.8 外购燃料和动力 1.9 工资及福利 1.1 试验费、检测费 1.11 其它费用 合计 二、资金筹措方案及配套资金落实措施 项目总投资  万元，已投入资金  万元，资金来源为企业自筹。 新增投资  万元，企业自筹  万元，申请****科技计划项目  万元资助。自筹资金源于企业上年度未分配利润，资金来源可靠。 九、项目的风险分析     技术创新是一种具有探索性、创造性的技术经济活动，在技术创新过程中，不可避免的要遇到各种各样的风险，技术创新风险包括市场风险、技术风险、财务风险和政策风险等。问题不在于有无风险，关键在于了解风险的程度和有效的应对措施。   1、技术风险分析 本项目关键技术已成熟，具备生产条件。本项目在实施前，项目承担单位对*进行研究测试，获得了制备*有机肥的完整工艺条件参数，为项目顺利实施提供了坚实的基础。   2、市场风险分析 在本项目产品开发之前，项目单位作了充分详细的市场调研，全面了解了市场上有机肥的生产规模、技术水平等，结合国家的产业政策为技术创新和产品上市打下了良好的基础。在营销方面，合作社建有确保*有机肥销售的网络体系，有高效的市场营销策略，有健全的售前、售后服务体系，齐头并进，把市场风险降低到最小程度。     3、环境影响风险分析 本项目在生产*有机肥的同时，鹌鹑蛋、鹌鹑种作为合作社重要产品具有良好的环境效益。实施本项目完全符合我国生态环境发展的总要求。所以，本项目不存在环境风险。 十、有关附件 序号 附件名称 持有单位 发出单位 1 农民专业合作社 法人营业执照 2 组织机构代码证 3 税务登记证