利用丝光绿蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法

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利用丝光绿蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和\n生物蛋白的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及烟草行业和生物环保技术领域，更具体地，涉及一种利用丝光绿蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶同时获得有机肥和生物蛋白的方法。\n背景技术\n[0002] 不适用鲜烟叶是指光照不足、发育不良、病斑较多，长度达不到要求，烘烤后品质较差的底部两片烟叶（不包括两片胎叶）；发育不良、开片不好、长度小于35cm，病斑较多，烤后品质较差的一片顶叶，是低次等烟叶、上部烟叶等。不适用烟叶一旦进入烤房，不但造成烟农编烟、装炉、烘烤、分级和燃料等不必要的浪费，增加无效投入，而且会造成低次烟叶混入上中等烟，影响等级纯度和烟叶合格率。\n[0003] 根据国家烟草总局关于着力优化烟草结构、提高优质原料有效供给的精神，各烟草种植区开始在田间消化处理不适用鲜烟叶的工作，取得了较好的成效，烟叶等级结构得到改善，中上等烟产出比例得到提升，受到了对口工业企业的一致欢迎。\n[0004] 目前，各烟草种植区主要采取集中填埋堆沤的方式处理不适用鲜烟叶，但此技术处理周期较长，期间产生大量的废气、废渣和废液，后续处理较困难，严重污染当地农业生态环境和居民身心健康。因此急需寻找到一种无二次污染的生物环保技术对不适用鲜烟叶进行生物处理。\n[0005] 丝光绿蝇(Lucilia serica ta)为全变态类昆虫，属双翅目(Diptera)，丽蝇科(Calliphoridae)，绿蝇属(Lucil ia)。为住区附近及野外常见种。中国各地分布广泛，成虫活动范围极广，出入人群聚居之处，为半住区性蝇种。幼虫尸食性，主要滋生于腥臭腐败的动物质如尸体、鱼、虾、垃圾等处，也能在猪粪及动物饲料内繁殖。\n[0006] 申请号为201310060956.6的中国专利申请公开了一种家蝇处理不适用烟叶获得生物蛋白饲料的方法。将新鲜不适用烟叶粉碎至1～5mm，添加麸皮、统糠、羽毛粉和血球蛋白粉制备成培养料，接种家蝇卵，孵化出幼虫对培养料转化，直接干燥含家蝇幼虫的培养料制备成饲料。辅料的选择和添加量对生物蛋白饲料的品质起到关键的作用，该申请必须采用羽毛粉和血球蛋白粉等材料，还要求须将不适用烟叶破碎至1～5mm，工艺要求严格，需要使用专用的设备，而且耗能，实际生产应用中受到较大的限制，制备得到的生物蛋白饲料因为采用大比例的烟叶，生物蛋白饲料中有可能残留有较高的烟碱含量。\n[0007] 目前未见采用丝光绿蝇对不适用鲜烟叶进行生物处理的技术报道。\n发明内容\n[0008] 本发明要解决的技术问题是克服现有不适用鲜烟叶处置技术的不足，提供一种利用丝光绿蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶的方法。利用丝光绿蝇幼虫对不适用鲜烟叶进行生物转化，清除不适用鲜烟叶的污染。\n[0009] 本发明基于所述方法提供一种丝光绿蝇幼虫培养料配方，在处置不适用烟叶的同时产出丝光绿蝇蛆生物蛋白及优质生物有机肥，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。\n[0010] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：\n[0011] 本发明提供一种利用丝光绿蝇幼虫生物处理不适用鲜烟叶的方法，是将不适用鲜烟叶碎片与辅料搅拌均匀后配制成培养料，在所述培养料表面接入丝光绿蝇卵，孵化出丝光绿蝇幼虫对培养料进行生物转化，将不适用鲜烟叶转化为生物有机肥。\n[0012] 优选地，在所述培养料表面接入丝光绿蝇卵所述的表面指的是深度≤1cm。\n[0013] 所述不适用鲜烟叶培养料由以下质量份数的各组分组成：\n[0014] 不适用鲜烟叶（碎片）    60～85%；\n[0015] 麸皮                   0～25%；\n[0016] 糠粉                   5%；\n[0017] 锯末                   5%；\n[0018] 鱼粉                   5%。\n[0019] 优选地，所述不适用鲜烟叶培养料由以下质量份数的各组分组成：\n[0020] 不适用鲜烟叶（碎片）    65%；\n[0021] 麸皮                   20%；\n[0022] 糠粉                   5%；\n[0023] 锯末                   5%；\n[0024] 鱼粉                   5%。\n[0025] 优选地，培养料中接入丝光绿蝇卵的密度为：0.2～2g丝光绿蝇卵/kg培养料。\n[0026] 作为一种技术优化方案，培养料的厚度为6～10cm。\n[0027] 优选的，所述不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片即可。\n[0028] 具体地，本发明方法包括以下步骤：\n[0029] S1.收集不适用鲜烟叶切碎，添加辅料搅拌均匀，配制成培养料；\n[0030] S2.在S1所述培养料表面接入丝光绿蝇卵；\n[0031] S3.丝光绿蝇卵于第2天孵化成幼虫，开始生物转化培养料；\n[0032] S4.经过丝光绿蝇幼虫4～5天的取食，培养料转变为生物有机肥；丝光绿蝇幼虫老熟化蛹。\n[0033] 优选的，S1所述不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片即可。\n[0034] 优选地，S1所述辅料为麸皮、糠粉、锯末或鱼粉的一种或两种以上的混合物。\n[0035] 所述生物有机肥其鲜基为黑褐色，水分为40～60％，物料松散，无臭，烘干后检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的相应技术指标要求。\n[0036] 优选在25～35℃的温度条件下,丝光绿蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始生物转化培养料。在丝光绿蝇幼虫生长的过程中，培养料亦逐渐发酵升温。经过丝光绿蝇幼虫4～5d的取食，培养料变为黑褐色，水分降低至40～60％，因为配方更为科学合理，本发明方法转化所得的物料松散，无臭，无烟味，晾干后即为生物有机肥，不需要像现有技术一样采用热风等耗能的干燥方式进行处理。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等，均达到国家生物有机肥的相应技术指标。此时，丝光绿蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料，寻找干燥、黑暗的地方化蛹。\n[0037] 优选地，S1所述不适用鲜烟叶培养料由以下质量份数的各组分组成：\n[0038] 不适用鲜烟叶（碎片）    60～85%；\n[0039] 麸皮                   0～25%；\n[0040] 糠粉                   5%；\n[0041] 锯末                   5%；\n[0042] 鱼粉                   5%。\n[0043] 优选地，S2所述培养料中接入丝光绿蝇卵的密度为：0.2～2g丝光绿蝇卵/kg培养料。\n[0044] 作为一种技术优化方案，培养料装在容器中，培养料在容器中的厚度为：6～10cm。\n[0045] 基于本发明方法，在处置不适用烟叶的同时，不仅可以获得优质的生物有机肥，还可以获得丝光绿蝇蛆这种生物蛋白，其粗蛋白含量约为50％，不含烟碱。可在丝光绿蝇蛆老熟前1d在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥糠粉，以方便收集丝光绿蝇蛆。\n[0046] 本发明有益效果如下：\n[0047] 本领域现有技术处理不适用烟叶，要么是设计为获得混合有昆虫幼虫的混合性生物饲料，要么是只能获得昆虫的幼虫和虫粪。所以，现有技术的方案基本有两种，一种是将烟叶粉碎得很细（1～5mm），最后将家蝇蛆与养殖剩余料一起烘干制备复合生物蛋白粉，但是这种方法获得的生物蛋白粉含烟碱；另一种是需要将不适用烟叶进行匀浆处理，并混合辅料加热搅拌冷却后制成定型饲料喂养昆虫，最后获得昆虫的幼虫和虫粪。无论是将不适用烟叶粉碎至毫米级还是匀浆和加热处理，在实际操作中，可推广性受到很大的限制，粉碎及匀浆处理的成本居高不下。\n[0048] 本发明彻底改变现有技术的技术思路和培养料配方，成功利用丝光绿蝇进行生物处理不适用烟叶，在科学生物处理不适用烟叶的基础上保证丝光绿蝇的稳定成长，获得稳定、均匀的更好生长效果，丝光绿蝇蛆个体均匀，对不适用烟叶的生物处理效果也有显著的促进作用，最后分别收集纯的生物蛋白和养殖剩余料（制备有机肥）两个产品，所以本发明只需要将烟叶切碎或粉碎至2～3cm即可，合理调整辅料搭配，显著降低了外源性蛋白粉的添加比例，在单位外源性蛋白粉用量条件下相应提高不适用烟叶的相对比例，增强了生物处理能力，清除不适用鲜烟叶的污染，经实际生产证明也是有效的，至少可以显著降低粉碎的成本。进一步地，经过本发明设计，所获得的生物蛋白不含烟碱，其粗蛋白含量约为50%，应用范围更为广泛。\n[0049] 采用本发明方法每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜丝光绿蝇蛆约0.8～1.2吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。\n[0050] 本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业；本发明方法处理不适用鲜烟叶的速度较微生物堆肥快，每处理一批不适用鲜烟叶，仅需4～5天，就可以将大量的不适用鲜烟叶转化为优质生物有机肥，其养分含量达到国家生物有机肥的各项技术指标。\n[0051] 本发明占用场地少，可重复使用，不改变用地性质，处理过程耗能低，排放少；处理成本低，同时产生的生物有机肥和生物蛋白可以增加利润。\n[0052] 具体实施方式：\n[0053] 下面结合具体实施例进一步说明本发明。为方便说明，本发明实施例中使用的麸皮、糠粉（稻糠粉）及鱼粉均为饲料级，采购自普通饲料门市店，锯末为普通木器厂产出的杂木屑（晾干），含水量≤12%；麸皮过6目筛，糠粉、锯末及鱼粉过20目筛。所述鱼粉也可以采用进口秘鲁或智利鱼粉。但并不因此限定本发明，本领域技术人员也可以使用其他来源的所述辅料。\n[0054] 除非特别说明本发明实施例采用的原料、设备和方法为本领域常规使用的原料、设备和方法。\n[0055] 实施例1\n[0056] S1.利用切草机将不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加适量辅料，搅拌均匀，配制成培养料；S1所述培养料配方见表1所示：\n[0057] 表1\n[0058]\n原料名称 质量百分比（％）\n不适用鲜烟叶（碎片） 65\n麸皮 20\n糠粉 5\n锯末 5\n鱼粉 5\n[0059] S2.将培养料倒入容器中，培养料厚6cm，并在培养料表面接入适量丝光绿蝇卵，接卵密度为：0.2g丝光绿蝇卵/kg培养料；\n[0060] S3.丝光绿蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料，保证培养料的水分含量为60%左右。在第4d，在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥米糠粉，以方便收集老熟丝光绿蝇蛆。收获的丝光绿蝇蛆粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。经5d的取食，丝光绿蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料掉入较大的容器中，培养料最终变为黑褐色，物料松散，无烟味，晾干即得生物有机肥。各项指标见表2所示：\n[0061] 表2\n[0062]\n项目 实施例1有机肥 有机肥料行业标准（NY 525-2011）\n有机质的质量分数（以烘干基计），% ≥48 ≥45\n总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计），% ≥6.0 ≥5.0水分（鲜样）的质量分数，% ≤25 ≤30\n酸碱度，pH 8.0 5.5～8.5\n总砷（As）（以烘干基计），mg/kg ≤10 ≤15\n总汞（Hg）（以烘干基计），mg/kg ≤1 ≤2\n总铅（Pb）（以烘干基计），mg/kg ≤10 ≤50\n总镉（Cd）（以烘干基计），mg/kg ≤3 ≤3\n总铬（Cr）（以烘干基计），mg/kg ≤10  ≤150\n[0063] 所述生物有机肥为黑褐色，物料松散，无臭，水分含量不大于25%。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的技术指标要求。\n[0064] 经计算，本实施例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜丝光绿蝇蛆约0.8吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业。\n[0065] 实施例2\n[0066] S1.利用切草机将不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加适量辅料，搅拌均匀，配制成培养料；S1所述培养料配方见表3所示：\n[0067] 表3\n[0068]\n原料名称 质量百分比（％）\n不适用鲜烟叶（碎片） 75\n麸皮 10\n糠粉 5\n锯末 5\n鱼粉 5\n[0069] S2.将培养料倒入容器中，培养料厚8cm，并在培养料表面接入适量丝光绿蝇卵，接卵密度为：1.0g丝光绿蝇卵/kg培养料；\n[0070] S3.丝光绿蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料，保证培养料的水分含量为60%左右。在第4d，在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥米糠粉，以方便收集老熟丝光绿蝇蛆，收获的丝光绿蝇蛆粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。经5d的取食，丝光绿蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料掉入较大的容器中，培养料最终变为黑褐色，物料松散，无烟味，晾干即得生物有机肥。各项指标见表4所示：\n[0071] 表4\n[0072]\n项目 实施例2有机肥 有机肥料行业标准（NY 525-2011）\n有机质的质量分数（以烘干基计），% ≥47 ≥45\n总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计），% ≥5.6 ≥5.0水分（鲜样）的质量分数，% ≤25 ≤30\n酸碱度，pH 7.5 5.5～8.5\n总砷（As）（以烘干基计），mg/kg ≤10 ≤15\n总汞（Hg）（以烘干基计），mg/kg ≤1 ≤2\n总铅（Pb）（以烘干基计），mg/kg ≤10 ≤50\n总镉（Cd）（以烘干基计），mg/kg ≤3 ≤3\n总铬（Cr）（以烘干基计），mg/kg ≤10 ≤150\n[0073] 所述生物有机肥为黑褐色，物料松散，无臭，水分含量不大于25%。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的技术指标要求。\n[0074] 经计算，本实施例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜丝光绿蝇蛆约1.0吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业。\n[0075] 实施例3\n[0076] S1.利用切草机将不适用鲜烟叶切碎成粒径2～3cm的碎片，添加适量辅料，搅拌均匀，配制成培养料；S1所述培养料配方见表5所示：\n[0077] 表5\n[0078]\n原料名称 质量百分比（％）\n不适用鲜烟叶（碎片） 85\n麸皮 0\n糠粉 5\n锯末 5\n鱼粉 5\n[0079] S2.将培养料倒入容器中，培养料厚10cm，并在培养料表面接入适量丝光绿蝇卵，接卵密度为：2.0g丝光绿蝇卵/kg培养料；\n[0080] S3.丝光绿蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料，保证培养料的水分含量为60%左右。在第4d，在培养容器外再套一个更大的容器，并在其中撒入干燥米糠粉，以方便收集老熟丝光绿蝇蛆。经5d的取食，丝光绿蝇幼虫已达到老熟状态，纷纷爬出培养料掉入较大的容器中，收获的丝光绿蝇蛆粗蛋白含量约为50%，不含烟碱。培养料最终变为黑褐色，物料松散，无烟味，晾干即得生物有机肥。各项指标见表6所示：\n[0081] 表6\n[0082]\n项目 实施例3有机肥 有机肥料行业标准（NY 525-2011）\n有机质的质量分数（以烘干基计），% ≥46 ≥45\n总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计），% ≥5.0 ≥5.0水分（鲜样）的质量分数，% ≤25 ≤30\n酸碱度，pH 6.8 5.5～8.5\n总砷（As）（以烘干基计），mg/kg ≤10 ≤15\n总汞（Hg）（以烘干基计），mg/kg ≤1 ≤2\n总铅（Pb）（以烘干基计），mg/kg ≦10 ≦50\n总镉（Cd）（以烘干基计），mg/kg ≦3 ≦3\n总铬（Cr）（以烘干基计），mg/kg ≦10 ≦150\n[0083] 所述生物有机肥为黑褐色，物料松散，无臭，水分含量不大于25%。检测其有机质含量、总养分（N、P、K总含量）、水分和五项重金属含量等均达到国家生物有机肥的技术指标要求。\n[0084] 经计算，本实施例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜丝光绿蝇蛆约1.2吨，实现不适用鲜烟叶的高效资源化利用，变“废”为宝。本发明处理能力强，经处理后，不适用鲜烟叶容量减少60～70％；每天均可处理当天清出的不适用鲜烟叶，适用于各烟草生产企业。\n[0085] 对比例\n[0086] 将不适用鲜烟叶粉碎成粒径1～2mm的粉末，按照不适用烟叶粉末65%、麸皮20%、统糠5%、羽毛粉5%、血球蛋白粉5%配成培养料，其他参照实施例1，接入丝光绿蝇卵，丝光绿蝇卵于第2d孵化成幼虫，开始分解转化培养料。丝光绿蝇幼虫生长较缓慢，经过约6d的取食逐渐有丝光绿蝇幼虫爬出培养料掉入较大的容器中，但个体不均匀，收获的丝光绿蝇蛆粗蛋白含量约为35%。本对比例每处理10吨不适用鲜烟叶，可生产商品生物有机肥约3～4吨，鲜耐烟碱家蝇蛆约0.6～0.7吨。