CN103274780B

CN103274780B - 一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法

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Publication number: CN103274780B
Application number: CN201310201398.0A
Authority: CN
Inventors: 杨柳; 吕丹丹; 罗胜华
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: CN103274780A

Abstract

本发明涉及一种有机肥及其生产方法，特别是涉及一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法。将蒲壳粉、饼粕、过磷酸钙混合均匀、调整水分后接入微生物菌剂Ⅰ，在翻堆条件下进行好氧发酵，发酵结束后，向物料中接入微生物菌剂Ⅱ，堆置陈化，再经过干燥、粉碎、过筛和包装等得到山核桃蒲壳有机肥。该方法针对蒲壳中木质素含量高，难以分解的特点，在堆置陈化时，加入适应性强、能分解木质素和纤维素的粗毛栓菌，粗毛栓菌生长过程中的产生的漆酶、木质素过氧化物酶能够促使木质素向腐殖酸转化，同时释放出木质素包裹的纤维素；纤维素在好氧发酵过程中经过高温处理后，结构发生改变而易被微生物利用，物料腐熟更加彻底，并增加产品中腐殖酸含量。

Description

一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种有机肥及其生产方法，特别是涉及一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法。

背景技术

山核桃蒲壳是山核桃的外果皮，木质素含量高，只有少数真菌能降解木质素。山核桃蒲壳呈碱性，含有多种生物碱、黄酮、单宁类等物质，自然界中的很多微生物难以在其中存活，因此山核桃蒲壳在环境中难以降解、不易腐烂。在山核桃加工处，会产生约5倍于山核桃核果体积的蒲壳，大量的山核桃蒲壳堆积会严重影响山核桃产地的生态环境。

山核桃蒲壳的研究多集中其中的活性物质上，如生物碱、色素、胡桃醌等。而在山核桃蒲壳资源化利用方面，研究相对较少。“山核桃蒲壳污染综合治理及其效应”（王国平等，现代农业科技，2006年）建议将山核桃蒲壳作为碱性肥料、农药或细碳利用，但没有提出具体方法。中国专利公开号CN101838163A（彻底根治笋壳山核桃蒲壳污染环境的有效方法，杨军），公开日2010年9月22日，提出将厌氧发酵的酸败笋壳与山核桃蒲壳混合发酵，初步实现了山核桃蒲壳的减量化，但整个发酵过程最高仅为45～55℃，难以杀死物料中的大肠杆菌等病害菌。董明华等（一种利用山核桃外蒲壳制备生物肥料的工艺方法，中国专利公开号CN102674915A）利用生物污泥和秸秆粉与山核桃蒲壳混合，通过污泥中的微生物使物料在33～35℃下厌氧发酵8～10d，利用这种方法制备的产品腐熟不彻底，产品质量难以符合要求，产品有可能会出现烧苗现象。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法，该方法能够促进山核桃蒲壳中的木质素、纤维素的分解，提高有机肥中腐殖酸的含量。

为了实现上述目的，采用的技术方案如下：

一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

步骤①、物料混合

山核桃蒲壳粉碎成蒲壳粉，将蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙混合均匀，并加入适量水以调节混合物的水分含量；

步骤②、好氧发酵

向混合物中接入用于使山核桃蒲壳充分熟化的微生物菌剂I，在间歇翻堆条件下进行好氧发酵，微生物菌剂I中至少含有黑曲霉、嗜热侧孢霉、高温放线菌；

步骤③、堆置陈化

向好氧发酵结束后的物料接入用于使山核桃蒲壳中的木质素降解并形成腐殖酸的微生物菌剂II，进行堆置陈化，微生物菌剂II为粗毛栓菌。

山核桃蒲壳质地松软，纤维素含量超过15%，木质素含量超过40%，还含有较高的K、Ca以及Fe、Mn、Zn、Mg、Cu等微量元素。因此，蒲壳是良好的有机肥生产原料。但山核桃蒲壳中木质纤维素含量高，且绝大部分纤维素被木质素包裹，微生物难以利用高结晶度的天然纤维素，需要对木质纤维素进行预处理以改变物料性质，提高微生物对木质纤维素的利用，木质素降解后会聚合成能修复土壤的腐殖酸，提高山核桃蒲壳有机肥的质量。

本发明利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法，其有益效果表现在：

1）、针对蒲壳中木质素含量高，难以分解的特点，在堆置陈化时，加入适应性强、能分解木质素和纤维素的粗毛栓菌，粗毛栓菌生长过程中的产生的漆酶、木质素过氧化物酶能够促使木质素向腐殖酸转化，同时释放出木质素包裹的纤维素；纤维素在好氧发酵过程中经过60～70℃的高温处理后，结构发生改变而易被微生物利用，物料腐熟更加彻底，并增加产品中腐殖酸含量。

2）、粗毛栓菌产生的漆酶是一种多酚氧化酶，能够将蒲壳中的单宁、胡桃醌转化，降低了蒲壳中有毒物质含量，而残余的少量多酚类物质有利于抑制植物病害，减少作物病虫害。

3）、本发明公开的方法所生产的有机肥原料中不含重金属、激素等，制备的山核桃蒲壳有机肥可以应用于有机作物种植上，提高农产品品质。

4）、本发明公开的方法将污染环境的山核桃蒲壳转化为有机肥，解决了蒲壳的污染问题，并延长了山核桃的产业链。

作为本发明有益效果的进一步体现，本发明还可以通过下述技术方案生产出质量更加优良的有机肥。

较为完善的是，堆置陈化后还包括有干燥、粉碎和过筛工序。

进一步的，所述步骤①中蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙的重量比为50～60:40～50:3～5，所述蒲壳粉的粒径为1.0mm～1.8mm。

进一步的，所述步骤①中混合物的pH值为5.5～7.5，pH值是通过添加过磷酸钙实现的。加水调节混合物的水分含量为60～70%，因山核桃蒲壳粉吸水能力强，所以发酵原料的水分含量需稍高。所述步骤①中饼粕为菜籽饼粕、豆饼粕、花生饼粕、棉粕中的一种或多种。

进一步的，所述步骤②中微生物菌剂I的重量为混合物的0.5%，微生物菌剂I中黑曲霉、嗜热侧孢霉、高温放线菌的菌落形成单位比值为1:1.5:1，微生物菌剂I中含菌量大于0.5×10⁶个/克。所述步骤②中间歇翻堆好氧发酵工艺为：混合物和微生物菌剂I进行堆积发酵2～3天后，堆体温度升至60～70℃（微生物菌剂I的微生物生长速度快，在该温度下不易死亡）时，利用翻抛机进行翻堆，当堆体温度下降至30～40℃，好氧发酵结束，好氧发酵时间为9～12天。

进一步的，所述步骤③中接入粗毛栓菌的重量为微生物菌剂I重量的50%，所述粗毛栓菌中含菌量大于2×10⁵个/克。所述步骤③中堆置陈化工艺为：将好氧发酵结束的物料移至室内堆场，接入微生物菌剂Ⅱ，混合均匀，堆成高2m的堆体，进行堆置陈化，陈化过程不需翻堆，待长出的白色菌丝消失，陈化过程结束，陈化过程时间为12～15天。因木质素氧化分解时产热很少，因木质素分解释放出的纤维素量较少，微生物生长缓慢，堆体温度不会剧烈上升。堆置陈化初期，可以看到堆体内容有白色菌丝形成，伴有担子菌的清香，后期白色菌丝减少，直至消失。

微生物菌剂Ⅱ中的粗毛栓菌不耐高温且生长较慢，因此需要在堆置陈化阶段加入。原料中的蛋白质、多糖、半纤维素等营养物质能够被微生物利用而产生热量，升高了物料温度，纤维素在长时间高温处理后，结晶结构被破坏，未被木质素包裹的纤维素在好氧发酵阶段就可以被利用部分。堆置陈化阶段加入的粗毛栓菌可以以纤维素为能源进行生长，产生的漆酶和木质素过氧化物酶将木质素氧化降解成醌，醌聚合形成腐殖酸。木质素降解的同时释放出包裹着的纤维素。

本发明的另一个目的在于，提供一种总养分不低于5%，有机质含量不低于60%，腐殖酸含量不低于5%的有机肥，该有机肥通过上述方法生产，可广泛适用于有机作物种植上，能够显著提高农产品品质，并显著改善土壤结构，减少病虫害。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合实施例以及附图对本发明作进一步的说明。

请参阅图1，本发明利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法，其主要步骤为：山核桃蒲壳粉、饼粕、过磷酸钙混合均匀、调整水分后接入微生物菌剂Ⅰ，在翻堆条件下进行好氧发酵，发酵结束后，向物料中接入微生物菌剂Ⅱ，堆置陈化，再经过干燥、粉碎、过筛和包装等得到山核桃蒲壳有机肥。

实施例1

步骤①、物料混合

山核桃蒲壳粉碎成粒径为1.3mm～1.5mm的蒲壳粉，将蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙按照重量比为55:41:4混合均匀，混合物的pH值为6.0～6.5，并加入适量水以调节混合物的水分含量为65%；饼粕选自花生饼粕。

步骤②、好氧发酵

混合物和微生物菌剂I进行堆积（堆成高1m，宽2m的条垛）发酵2～3天后，堆体温度升至60～70℃时，利用翻抛机进行翻堆，当堆体温度下降至30～40℃，好氧发酵结束，好氧发酵时间为9～12天。

微生物菌剂I的重量为混合物（包括加入的水，下同）的0.5%，微生物菌剂I中黑曲霉、嗜热侧孢霉、高温放线菌的菌落形成单位比值为1:1.5:1，微生物菌剂I中含菌量大于0.5×10⁶个/克。

步骤③、堆置陈化

将好氧发酵结束的物料移至室内堆场，接入微生物菌剂Ⅱ，混合均匀，堆成高2m的堆体，进行堆置陈化，陈化过程不需翻堆，待长出的白色菌丝消失，陈化过程结束，陈化过程时间为12～15天，水分含量降至40%以下。

微生物菌剂II为粗毛栓菌，接入粗毛栓菌的重量为微生物菌剂I重量的50%，粗毛栓菌中含菌量大于2×10⁵个/克。

步骤④、干燥、粉碎、过筛和包装，干燥后的有机肥中水分含量为25%。

通过该实施例制备的山核桃蒲壳有机肥，总养分(氮、五氧化二磷、氧化钾等)为6%，有机质含量为65%，腐殖酸含量为7%。

实施例2

步骤①、物料混合

山核桃蒲壳粉碎成粒径为1.0mm～1.5mm的蒲壳粉，将蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙按照重量比为50:45:5混合均匀，混合物的pH值为6.0～7.0，并加入适量水以调节混合物的水分含量为60%；饼粕选自豆饼粕。

步骤②、好氧发酵

微生物菌剂I的重量为混合物的0.5%，微生物菌剂I中黑曲霉、嗜热侧孢霉、高温放线菌的菌落形成单位比值为1:1.5:1，微生物菌剂I中含菌量大于0.5×10⁶个/克。

步骤③、堆置陈化

步骤④、干燥、粉碎、过筛和包装。

通过该实施例制备的山核桃蒲壳有机肥，总养分(氮、五氧化二磷、氧化钾等)为5%，有机质含量为68%，腐殖酸含量为8%。

实施例3

步骤①、物料混合

山核桃蒲壳粉碎成粒径为1.5mm～1.8mm的蒲壳粉，将蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙按照重量比为57:40:3混合均匀，混合物的pH值为5.5～6.5，并加入适量水以调节混合物的水分含量为70%；饼粕选自菜籽饼粕。

步骤②、好氧发酵

步骤③、堆置陈化

步骤④、干燥、粉碎、过筛和包装。

通过该实施例制备的山核桃蒲壳有机肥，总养分(氮、五氧化二磷、氧化钾等)为5.5%，有机质含量为70%，腐殖酸含量为7%。

Claims

1.一种利用山核桃蒲壳生产有机肥的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

步骤①、物料混合

山核桃蒲壳粉碎成蒲壳粉，将蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙混合均匀，并加入适量水以调节混合物的水分含量；蒲壳粉、饼粕和过磷酸钙的重量比为50～60:40～50:3～5，所述蒲壳粉的粒径为1.0mm～1.8mm；混合物的pH值为5.5～7.5，加水调节混合物的水分含量为60～70％；

步骤②、好氧发酵

向混合物中接入用于使山核桃蒲壳充分熟化的微生物菌剂I，在间歇翻堆条件下进行好氧发酵，微生物菌剂I中至少含有黑曲霉、嗜热侧孢霉、高温放线菌；微生物菌剂I的重量为混合物的0.5％，微生物菌剂I中黑曲霉、嗜热侧孢霉、高温放线菌的菌落形成单位比值为1:1.5:1，微生物菌剂I中含菌量大于0.5×10⁶个/克；

间歇翻堆好氧发酵工艺为：混合物和微生物菌剂I进行堆积发酵2～3天后，堆体温度升至60～70℃时，利用翻抛机进行翻堆，当堆体温度下降至30～40℃，好氧发酵结束，好氧发酵时间为9～12天；

步骤③、堆置陈化

向好氧发酵结束后的物料接入用于使山核桃蒲壳中的木质素降解并形成腐殖酸的微生物菌剂II，进行堆置陈化，微生物菌剂II为粗毛栓菌；接入粗毛栓菌的重量为微生物菌剂I重量的50％，所述粗毛栓菌中含菌量大于2×10⁵个/克；

堆置陈化工艺为：将好氧发酵结束的物料移至室内堆场，接入微生物菌剂Ⅱ，混合均匀，堆成高2m的堆体，进行堆置陈化，陈化过程不需翻堆，待长出的白色菌丝消失，陈化过程结束，陈化过程时间为12～15天。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，堆置陈化后还包括有干燥、粉碎和过筛工序。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤①中饼粕为菜籽饼粕、豆饼粕、花生饼粕、棉粕中的一种或多种。

4.根据权利要求1～3任一项所述方法生产的有机肥，其特征在于，所述有机肥中总养分不低于5％，有机质含量不低于60％，腐殖酸含量不低于5％。