CN105294185B - 能减少农业面源污染的低温农用堆肥起温剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农用堆肥起温剂，特别是涉及一种能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法。能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，取体积比为1:1:1:1的粪产碱杆菌、α‑变形菌、短波单胞菌和诺尔曼氏极小单孢菌的发酵液混匀制成混合发酵液，再取30质量份数的混合发酵液，加入灭菌的过80目筛的9质量份数的水稻秸秆、1质量份数的麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得起温剂。发明方法获得的起温剂能在低温条件下快速启动堆肥堆生产生物有机肥，起温速度快，较快进入堆肥高温期，它能增加了土壤中的全氮、全磷及腐殖质含量，减少农业面源污染的风险，达到节能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种农用堆肥起温剂，特别是涉及一种用于农业并能快速提高堆肥温度的能减少农业面源污染的低温农用堆肥起温剂的制备方法。
背景技术
面源污染是指溶解和固体的污染物从非特定地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染，农业面源污染是指在农业生产活动中，农田中的泥沙、营养盐、农药及其它污染物等，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏，进入水体而形成的面源污染。这些污染物主要来源于农田施肥、农药、畜禽及水产养殖和农村居民生活。土壤中未被作物吸收或土壤固定的氮和磷通过人为或自然途径进入水体是引起水体污染的一个因素。与此有关的节能技术主要指有机肥施用替代化肥减少农业面源污染的风险及减少矿质资源的加工及使用等措施。
当前，在我国农业活动中，非科学的经管理念和落后的生产方式是造成农业环境面源污染的重要因素，如过量化肥的施撒、露天焚烧秸秆、禽畜粪便不做无害化处理随意堆放等，这些污染源对环境的污染，尤其对水环境的污染影响很大。而减少农业面源污染的关键在于：理念和措施，对农业废弃物实行综合利用，实现资源化处理，使得农业生产中的能量和物质流动实现良性闭合循环，具体举措如下：
第一，大力推进畜禽粪便的资源化利用，防治养殖污染。
第二，转变生产生活方式，控制农村废弃物的污染。积极推进散养户的畜禽粪便、农作物秸秆等其他污染物的资源化利用。
第三，提高化肥农药的利用率，防治流失污染。加强农业技术推广体系建设，加快推广先进实用技术，扩大测土配方施肥面积，推广高效、低毒、低残留农药，生物农药，有机肥及沼气工程技术，推广畜禽和水产的生态养殖模式等，推广科学施肥，防治重点应在化肥的减量提效上，另外把农家肥和化肥混合使用，也可提高肥效，增加农作物产量，同时又能改良土壤。
发明内容
本发明就是为了解决上述技术问题，而提供的一种能减少农业面源污染的低温农用堆肥起温剂的制备方法，采用该方法获得的起温剂能在低温条件下快速启动堆肥堆生产生物有机肥，起温速度快，较快进入堆肥高温期，在提高作物产量的同时增加了土壤中的全氮、全磷及腐殖质的含量，减少了农业面源污染，达到了节能的目的。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：
能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，它包括下述步骤：
（1）、取粪产碱杆菌、α-变形菌、短波单胞菌和诺尔曼氏极小单孢菌分别接入牛肉膏蛋白胨固体培养基中，在30℃、120r/min摇床培养12小时，得粪产碱杆菌培养液、α-变形菌培养液、短波单胞菌培养液和诺尔曼氏极小单孢菌培养液，备用；（2）分别取步骤（1）制备的α-变形菌培养液、短波单胞菌培养液和诺尔曼氏极小单孢菌培养液均以质量百分比为5%的比例分别转接到发酵培养基中，在30℃条件下、120r/min摇床培养，培养24小时，使得活菌数不少于1×108个/ml，得α-变形菌发酵液、短波单胞菌发酵液和诺尔曼氏极小单孢菌发酵液，备用；（3）取步骤（1）制备的粪产碱杆菌培养液以质量百分比为5%的比例转接到Mandels营养液内，在温度为40℃，转速110r/min，初始pH值为7.5的发酵培养液中，培养86小时，使得活菌数不少于1×108个/ml，得粪产碱杆菌发酵液，备用；（4）取步骤（2）和（3）中制备的α-变形菌发酵液、短波单胞菌发酵液、诺尔曼氏极小单孢菌发酵液、粪产碱杆菌发酵液按体积比为1:1:1:1的比例混合均匀，得混合发酵液；（5）取步骤（4）制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的9质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得起温剂。
上述的牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备方法如下：取牛肉膏 3g、氯化钠5g、蛋白胨 10g、琼脂18g、水1000ml混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25min，即得。
上述的Mandels营养液的制备方法如下：取淀粉4质量份、葡萄糖 5质量份、尿素4.5质量份、蛋白胨5质量份、磷酸二氢钾 2质量份、硫酸铵1.4质量份、七水硫酸镁0.3质量份、氯化钙 0.3质量份、七水合硫酸亚铁0.005质量份、氯化钴0.0020质量份、硫酸锰0.0016质量份、七水硫酸锌0.0014质量份、水1000质量份混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25min，即得。
上述的发酵培养基的制备方法如下：取羧甲基纤维素钠5质量份、磷酸二氢钾0.1质量份、硫酸铵 2质量份、七水硫酸镁0.5质量份、氯化钙0.01质量份、七水合硫酸亚铁0.005质量份、氯化钠0.01质量份、硫酸锰 0.0016质量份、七水硫酸锌0.0014质量份混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25分钟，即得。
由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下特点和效果：
采用该方法获得的起温剂能在低温条件下快速启动堆肥堆生产生物有机肥，起温速度快，较快进入堆肥高温期，在提高作物产量的同时增加了土壤中的全氮、全磷及腐殖质含量，减少农业面源污染，达到节能的目的。
具体实施方式
下面结合实施例和试验数据对本发明进行进一步详细描述。以下实施例仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。
下述的实施例中的百分含量如无特别说明，均为质量百分含量。
实施例1:
上述能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，它包括下述步骤：
（1）、取粪产碱杆菌、α-变形菌、短波单胞菌和诺尔曼氏极小单孢菌分别接入牛肉膏蛋白胨固体培养基中，在30℃、120r/min摇床培养12小时，得粪产碱杆菌培养液、α-变形菌培养液、短波单胞菌培养液和诺尔曼氏极小单孢菌培养液，备用；
（2）分别取步骤（1）制备的α-变形菌培养液、短波单胞菌培养液和诺尔曼氏极小单孢菌培养液均以质量百分比为5%的比例分别转接到发酵培养基中，在30℃条件下、120r/min摇床培养，培养24小时，使得活菌数不少于1×108个/ml，得α-变形菌发酵液、短波单胞菌发酵液和诺尔曼氏极小单孢菌发酵液，备用；
（3）取步骤（1）制备的粪产碱杆菌培养液以质量百分比为5%的比例转接到Mandels营养液内，在温度为40℃，转速110 r/min，初始pH值为7.5的发酵培养液中，培养86小时，使得活菌数不少于1×108个/ml，得粪产碱杆菌发酵液，备用；
（4）取步骤（2）和（3）中制备的α-变形菌发酵液、短波单胞菌发酵液、诺尔曼氏极小单孢菌发酵液、粪产碱杆菌发酵液按体积比为1:1:1:1的比例混合均匀，得混合发酵液；
（5）取步骤（4）制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的9质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得起温剂。
上述的牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备方法如下：取牛肉膏 3g、氯化钠5g、蛋白胨 10g、琼脂18g、水1000ml混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25min，即得。
上述的Mandels营养液的制备方法如下：取淀粉4质量份、葡萄糖 5质量份、尿素4.5质量份、蛋白胨5质量份、磷酸二氢钾 2质量份、硫酸铵1.4质量份、七水硫酸镁0.3质量份、氯化钙 0.3质量份、七水合硫酸亚铁0.005质量份、氯化钴0.0020质量份、硫酸锰0.0016质量份、七水硫酸锌0.0014质量份、水1000质量份混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25min，即得。
发酵培养基的制备方法如下：取羧甲基纤维素钠5质量份、磷酸二氢钾0.1质量份、硫酸铵 2质量份、七水硫酸镁0.5质量份、氯化钙0.01质量份、七水合硫酸亚铁0.005质量份、氯化钠0.01质量份、硫酸锰 0.0016质量份、七水硫酸锌0.0014质量份混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25分钟，即得。
上述牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备方法、Mandels营养液的制备方法及发酵培养基的制备方法为最佳方案，它们均可以选用常规方法制备，这不能用于限定本发明的保护范围。
应用上述实施例1制备的农用堆肥起温剂进行试验，过程及结果如下：
试验方法：准备水稻干秸秆50kg、鸡粪150kg混合均匀，使得C:N调整为30:1左右，加水使混合物料吃足水分，含水量达到60%左右，具体达到用手握有潮湿感但未有水珠滴下即可；用50L水加入实施例1制得的起温剂1.5kg溶解，用喷雾器喷在已湿透的混合物料上，把喷过药液的混合物料堆成宽2-3m，高1.5-2m左右的梯形堆垛，用铁锨轻轻拍实，表面用泥封严发酵，肥堆上部呈凹形，以利加纳天然雨水或肥堆失水时以利人工灌水；0-10摄氏度条件下经过15-25天、11-30摄氏度条件下10-14天发酵即可成优质堆肥，起温速度快，较快进入堆肥高温期。
标准：菌肥活体数0.1×108±0.01×108个/g。保存条件：通风阴凉干燥保存。保存时间10个月。肥料使用有效期不超过6个月。
应用本发明实施例1制得的农用堆肥起温剂及上述方法制得的肥料进行试验如下：
按正常耕种条件种植、施用该有机肥作底肥1.5t/亩，可在保证白菜正常产量的同时，施有机肥组（采用实施例1农用堆肥起温剂及上述方法制得的肥料）及处理组1（施化肥30kg/亩）土壤中全氮含量分别比对照组（未施肥）多33.57%，17.02%，全P含量分别比对照组多158.71%，38.06%，腐殖质含量比对照组多89.9%，而处理组1与对照组差别不明显。测定亩产发现施有机肥组为9990kg，处理1组为8702kg，对照组为7361kg。
大田作物为白菜，亩施用秸秆腐熟肥1.5t,施有机肥组及处理组1（施化肥30kg/亩）土壤中全氮含量分别比对照组（未施肥）多33.57%，17.02%，全P含量分别比对照组多158.71%，38.06%，腐殖质含量比对照组多89.9%，而处理组1与对照组差别不明显。测定亩产发现施有机肥组为9990kg，处理1组为8702kg，对照组为7361kg，可见增加了土壤中的全氮、全磷及腐殖质含量30%-150%。
试验结果：本发明实施例1方法制得的起温剂能在环境温度为0℃-10℃时起温速度快，第7天进入堆肥高温期，较对照即未使用任何起温剂的堆肥堆提前6天，腐熟速度快，而且按正常耕种条件种植、施用本项专利生产的有机肥作底肥，可在提高作物产量的同时，显著增加土壤中的全氮、全磷及腐殖质含量30%-150%。
Claims (4)
1.能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：
（1）、取粪产碱杆菌、α-变形菌、短波单胞菌和诺尔曼氏极小单孢菌分别接入牛肉膏蛋白胨固体培养基中，在30℃、120r/min摇床培养12小时，得粪产碱杆菌培养液、α-变形菌培养液、短波单胞菌培养液和诺尔曼氏极小单孢菌培养液，备用；
（2）分别取步骤（1）制备的α-变形菌培养液、短波单胞菌培养液和诺尔曼氏极小单孢菌培养液均以质量百分比为5%的比例分别转接到发酵培养基中，在30℃条件下、120r/min摇床培养，培养24小时，使得活菌数不少于1×108个/ml，得α-变形菌发酵液、短波单胞菌发酵液和诺尔曼氏极小单孢菌发酵液，备用；
（3）取步骤（1）制备的粪产碱杆菌培养液以质量百分比为5%的比例转接到Mandels营养液内，在温度为40℃，转速110r/min，初始pH值为7.5的发酵培养液中，培养86小时，使得活菌数不少于1×108个/ml，得粪产碱杆菌发酵液，备用；
（4）取步骤（2）和（3）中制备的α-变形菌发酵液、短波单胞菌发酵液、诺尔曼氏极小单孢菌发酵液、粪产碱杆菌发酵液按体积比为1:1:1:1的比例混合均匀，得混合发酵液；
（5）取步骤（4）制得的30质量份数的混合发酵液，加入灭菌并过80目筛的9质量份数的水稻秸秆、1质量份数的小麦麸皮混匀后置于30℃条件下发酵，每隔4h上下翻动一次，直至培养72h，制得起温剂。
2.根据权利要求1所述的能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，其特征在于所述牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备方法如下：取牛肉膏 3g、氯化钠5g、蛋白胨 10g、琼脂18g、水1000ml混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25min，即得。
3.根据权利要求1所述的能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，其特征在于所述Mandels营养液的制备方法如下：取淀粉4质量份、葡萄糖 5质量份、尿素4.5质量份、蛋白胨5质量份、磷酸二氢钾 2质量份、硫酸铵1.4质量份、七水硫酸镁0.3质量份、氯化钙 0.3质量份、七水合硫酸亚铁0.005质量份、氯化钴0.0020质量份、硫酸锰0.0016质量份、七水硫酸锌0.0014质量份、水1000质量份混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25min，即得。
4.根据权利要求1所述的能减少农业面源污染的农用堆肥起温剂的制备方法，其特征在于所述发酵培养基的制备方法如下：取羧甲基纤维素钠5质量份、磷酸二氢钾0.1质量份、硫酸铵 2质量份、七水硫酸镁0.5质量份、氯化钙0.01质量份、七水合硫酸亚铁0.005质量份、氯化钠0.01质量份、硫酸锰 0.0016质量份、七水硫酸锌0.0014质量份混合均匀，于0.1MPa，121℃下灭菌25分钟，即得。
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