CN106748533A - 一种奶牛粪生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

一种奶牛粪生物有机肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种奶牛粪生物有机肥，由奶牛粪、秸秆、复合菌种、复合发酵酶制备而成；本发明还公开所述有机肥的制备方法：将脱水奶牛粪和秸秆粉碎、混合均匀后渥堆，均匀喷洒复合发酵菌种和复合发酵酶，进行发酵，并定时通入氧气，检测渥堆发酵物料内部的温度，对渥堆发酵物料进行翻堆处理，发酵完成后再进行陈化，即得。本发明采用多种微生物发酵奶牛粪便生产生物有机肥料，通过微生物的发酵作用，可以杀灭病原菌、快速除臭；其次，本发明的生物有机肥中富含作物生长发育需要的营养成分，还可作为土壤调理剂，有效改善土壤结块、盐碱化的现象；本发明的奶牛粪生物有机肥腐熟快速充分，减缓了发酵时间，有利于降低生产成本，促进工业化生产。

Description

一种奶牛粪生物有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种奶牛粪生物有机肥及其制备方法。
背景技术
随着我国奶业产业化的快速发展和奶牛生产规模的扩大，奶牛养殖业在给乳品加工提供大量优质、安全原料奶，满足人们营养健康的要求，促进社会经济发展的同时，也产生了大量的有机固体废弃物和高浓度有机废水，其中奶牛粪便富含有机质和植物养分，是良好的有机肥料资源。但是大量污粪未经任何处理即随意还田，由于养分搭配不合理，造成部分养分的浪费；其次，大量养分和各种元素的污粪直接施用还会使作物徒长、倒伏、晚熟或不熟，造成减产，甚至毒害作物，特别是幼苗，出现大面积死亡；如果直接将污粪排入附近水体，对水体、土壤、大气、人体健康及生态***造成直接或间接的影响，因此，寻找科学有效的处理奶牛粪便的措施及实施畜牧业可持续发展已成为奶牛养殖业急需解决的问题。
集约化奶牛养殖场污粪的处理利用，其最大的问题是粪便的含水率高、恶臭，加之处理过程中容易发生氨氮的大量挥发损失，粪便中含有大量病原微生物与杂草种子等，均会对环境构成威胁，因此无害化、资源化和综合利用是其处理的基本方向。奶牛粪便的资源化处理，通常是将奶牛新鲜粪便使用机械或人工的方法收集起来，经过物理、化学或生物方法，按照一定的工艺流程，最大限度地保留氮、磷、钾等植物营养成分，除去有害物质或再作饲料或其他用途。目前国内常用的奶牛粪便加工处理技术与利用方法主要有以下几种：
1、干燥处理：利用燃料、太阳能及风能等对奶牛粪便进行处理，不但可以大大降低粪便的含水率，而且在一定程度上，还可以达到除臭和灭菌的效果。干燥后的奶牛粪便降低了对环境的污染，并可加工成颗粒肥料或畜禽饲料等。污粪含水率较高（≧90%）时，亦可通过机械脱水的方法使固液分离，降低污粪的含水量后，作为粗饲料或蛋白精饲料。但由于处理成本较高，且仅能脱水而不能除臭，因此，经济效益和社会效益偏低；
2、厌氧发酵生产沼气：奶牛养殖场污粪含水率较高（达85%左右），是很好的厌氧发酵沼气原料，而且沼气产生的副产品沼渣、沼液可以作为肥料，饲料及植物生长促进剂。但是沼气工程的发电率很低，且厌氧发酵周期长，占地面积大，一次性投资过大，运营管理技术难度大，脱水干燥效果差，集约化畜禽养殖场远离居民点，使沼气的利用遇到困难；
3、好氧堆肥处理：好氧堆肥是目前研究最多，应用广泛且被认为是最具前景的有机废物处理方法。好氧高温堆肥可以消除臭味，杀死病原菌、寄生虫卵及杂草种籽等使其达到无害化和稳定化。好氧堆肥最初采用堆沤的方式，在自然温度下堆腐即可腐熟。此种方法成本低，但占地面积大，处理时间长，且较易受到天气影响。同时由于翻堆次数少，导致发酵不均匀。好氧堆肥化处理可在人工控制的条件下，在一定的温度、含水率、碳氮比及通风条件下，利用自然界中微生物的发酵作用，人为地促进可降解有机物向稳定腐殖质转化的微生物学过程。好氧堆肥化技术将堆肥发酵时间由自然堆沤的100多天，缩短到目前的30-50天，甚至更短的时间内，即可达到快速腐熟。有机固体废弃物经堆腐后富含腐殖质和丰富的氮磷钾等植物营养成分，成为优质的有机肥料，是一种很好的土壤质量改良剂。同时堆肥化的发酵温度高，一般在55℃～65℃，甚至可达70℃以上，快速脱水，还可以杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种子，除臭效果好，很好地达到了无害化、资源化处理利用的目的。
发明内容
本发明旨在提供一种奶牛粪生物有机肥及其制备方法，该有机肥利用奶牛粪发酵制成，肥力高，调节改善土壤结构。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
本发明的奶牛粪生物有机肥，由以下重量份的原料制成：
奶牛粪1000-2000份、秸秆200-500份、复合发酵菌种1-3份、复合发酵酶0.5-2份；
所述的复合发酵菌种包括木霉菌群、曲霉菌群、粪肠球菌、光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、放线菌群、芽孢杆菌群、固氮菌群中的两种或两种以上的混合；
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、淀粉酶、肽酶、纤维素酶、半纤维素酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶中的两种或两种以上的混合。
所述的奶牛粪生物有机肥的制备方法包括如下步骤：
（1）预发酵物料制备：将奶牛粪干燥后粉碎，将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，即得；
（2）渥堆处理：将预发酵物料进行渥堆处理，然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒复合菌种和复合发酵酶，然后在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；
（3）发酵：发酵时间为5-10天，在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到50℃以上时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；
（4）陈化：发酵后的物料保持渥堆状态继续放置，不再通入氧气和控制温度，陈化2-5天，即得。
所述的步骤（1）中还包括预发酵物料的水分控制，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在50-70%。
所述的步骤（1）中奶牛粪的干燥方法包括以下步骤：预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为20%以下。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用多种微生物发酵奶牛粪便生产高效生物有机肥料，通过微生物的发酵作用，以脱氢的形式使奶牛粪便脱臭；堆肥发酵的温度高，还可以杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种子，除臭效果好，很好地达到了无害化、资源化处理利用的目的；
2、本发明的奶牛粪生物有机肥富含作物生长发育所需的营养成分，肥效好，同时微生物还能分泌多种代谢产物，这些物质与植物根系接触后，刺激植物生长，调节新陈代谢，提高植物的综合抗御能力，为作物提供全面营养，有助于提高农作物的抗寒、抵御病虫害的能力，显著提高农作物的产量和品质；还可作为土壤调理剂，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤透气能力，从而提高了土壤保肥、保水的能力，有效改善土壤结块、盐碱化的现象，减少因使用化肥对土壤和水源造成的污染；
3、本发明的奶牛粪生物有机肥腐熟快速充分，减缓了发酵时间，有利于降低生产成本，促进工业化生产。
本发明对奶牛粪处理方法的运用，对于农牧循环利用、生态环境保护将会起到非常重要的作用，具有较大的推广价值。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制，根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
实施例1
称取奶牛粪1000kg、秸秆200kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为20%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在50%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒1kg复合菌种和0.5kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到50℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵5天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化2天，即得。
所述的复合发酵菌种包括木霉菌群、曲霉菌群、粪肠球菌、光合菌群。
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、淀粉酶、肽酶、纤维素酶。
实施例2
称取奶牛粪1100kg、秸秆240kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为18%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在54%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒1.5kg复合菌种和0.8kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到56℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵6天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化3天，即得。
所述的复合发酵菌种包括光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、放线菌群。
所述的复合发酵酶包括肽酶、纤维素酶、半纤维素酶、麦芽糖酶、蔗糖酶。
实施例3
称取奶牛粪1200kg、秸秆280kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为15%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在57%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒1.7kg复合菌种和1kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到60℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵7天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化3天，即得。
所述的复合发酵菌种包括乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、放线菌群、芽孢杆菌群、固氮菌群。
所述的复合发酵酶包括淀粉酶、肽酶、纤维素酶、蔗糖酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶。
实施例4
称取奶牛粪1350kg、秸秆320kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为14%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在60%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒1.9kg复合菌种和1.2kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到59℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵7天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化4天，即得。
所述的复合发酵菌种包括曲霉菌群、粪肠球菌、酵母菌群、丝状菌群、芽孢杆菌群。
所述的复合发酵酶包括木质素酶、肽酶、纤维素酶、半纤维素酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶。
实施例5
称取奶牛粪1500kg、秸秆360kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为12%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在63%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒2.1kg复合菌种和1.4kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到61℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵8天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化4天，即得。
所述的复合发酵菌种包括木霉菌群、曲霉菌群、放线菌群、芽孢杆菌群、固氮菌群。
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶。
实施例6
称取奶牛粪1620kg、秸秆390kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为17%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在66%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒2.3kg复合菌种和1.6kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到62℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵8天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化5天，即得。
所述的复合发酵菌种包括粪肠球菌、光合菌群、酵母菌群、丝状菌群、芽孢杆菌群、固氮菌群。
所述的复合发酵酶包括漆酶、蛋白酶、肽酶、纤维素酶、蔗糖酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶。
实施例7
称取奶牛粪1740kg、秸秆420kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为10%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在70%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒2.5kg复合菌种和1.7kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到64℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵9天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化5天，即得。
所述的复合发酵菌种包括木霉菌群、曲霉菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、芽孢杆菌群。
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、淀粉酶、肽酶、纤维素酶、半纤维素酶、麦芽糖酶。
实施例8
称取奶牛粪1890kg、秸秆460kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为11%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在68%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒2.8kg复合菌种和1.8kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到65℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵10天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化4天，即得。
所述的复合发酵菌种包括粪肠球菌、光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、放线菌群、固氮菌群。
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、淀粉酶、半纤维素酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、过氧化氢酶。
实施例9
称取奶牛粪2000kg、秸秆500kg，预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为16%，然后将奶牛粪粉碎；将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，将预发酵物料进行渥堆处理，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在65%；然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒3kg复合菌种和2kg复合发酵酶，在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到62℃时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；发酵9天后，保持物料的渥堆状态，不再通入氧气和控制温度，陈化3天，即得。
所述的复合发酵菌种包括木霉菌群、曲霉菌群、粪肠球菌、光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、放线菌群、芽孢杆菌群、固氮菌群。
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、淀粉酶、肽酶、纤维素酶、半纤维素酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶。
实施例10
对比试验
1.1 试验材料
1.1.1施用肥料 本发明实施例1-9的奶牛粪生物有机肥。
1.1.2 试验农作物与试验处理
本发明选择辣椒、玉米、西红柿和黄瓜四种农作物做为试验作物。设试验组和对照组，每组设9个处理。试验组分别施用本发明实施例1-9的有机肥；对照组常规施肥。每个处理面积为667m2。
1.2 试验结果与分析
本发明实施例的有机肥对试验作物产量的影响结果，详见表1。
表1 试验作物产量结果
由表1可知，试验组作物的产量均明显高于对照组，辣椒增产14.2%，玉米增产32.4%，西红柿增产30.0%，黄瓜增产28.7%。说明本发明的有机肥能促进农作物生长成熟，抑制农作物有害病菌，提高农作物的产量，且用量少，减少因使用化肥对土壤和水源造成的污染，具有很好的经济效益和社会效益。

Claims (4)

1.一种奶牛粪生物有机肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
奶牛粪1000-2000份、秸秆200-500份、复合发酵菌种1-3份、复合发酵酶0.5-2份；
所述的复合发酵菌种包括木霉菌群、曲霉菌群、粪肠球菌、光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、丝状菌群、放线菌群、芽孢杆菌群、固氮菌群中的两种或两种以上的混合；
所述的复合发酵酶包括木质素酶、漆酶、蛋白酶、淀粉酶、肽酶、纤维素酶、半纤维素酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、氧化-还原酶、过氧化氢酶中的两种或两种以上的混合。
2.如权利要求1所述的奶牛粪生物有机肥，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
（1）预发酵物料制备：将奶牛粪干燥后粉碎，将秸秆粉碎，将粉碎后的奶牛粪和秸秆混合均匀，即得；
（2）渥堆处理：将预发酵物料进行渥堆处理，然后向渥堆后的发酵物料上分别均匀喷洒复合菌种和复合发酵酶，然后在发酵物料上覆盖防水材料，避免被雨淋；
（3）发酵：发酵时间为5-10天，在发酵期间定期向发酵物料中通入氧气，控制渥堆发酵物料的温度，当温度达到50℃以上时，对渥堆发酵物料进行翻堆处理；
（4）陈化：发酵后的物料保持渥堆状态继续放置，不再通入氧气和控制温度，陈化2-5天，即得。
3.如权利要求2所述的奶牛粪生物有机肥，其特征在于：所述的步骤（1）中还包括预发酵物料的水分控制，通过喷洒补充水分的方式控制其含水量在50-70%。
4.如权利要求2所述的奶牛粪生物有机肥，其特征在于：所述的步骤（1）中奶牛粪的干燥方法包括以下步骤：预搭建四壁留空的晾晒棚，将奶牛粪均匀铺在晾晒棚内进行自然晾晒，直至奶牛粪的含水量为20%以下。
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