CN107188724B - 一种生物有机菌肥的发酵工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物有机菌肥的发酵工艺，属生物有机菌肥制作技术领域。本发明是将鸡粪、烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料原料常温下进行堆积存放自然脱水，然后加入复合发酵菌种经过两次发酵、陈化处理所制得；本发明可使得鸡粪中的大肠杆菌、蛔虫虫卵以及一些传染性的病菌通过在腐熟的过程中得到灭杀，陈化处理可彻底杀死混合物料中的虫卵、有害病源体或杂草种子，使得生物菌肥的达到深度腐熟，肥效高。生产过程环保、腐熟周期短、养分流失少；通过对水稻、油麦菜和棉花等作物进行试验，产量得到大幅提高，病虫害得到有效控制。解决了采用传统发酵方法所致的腐熟度不够，不能完全杀死原料中的病原体和草籽，发酵过程污染环境且肥效低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物有机菌肥的发酵工艺，属生物有机菌肥制作技术领域。
背景技术
化学肥料含有丰富的速效性养分，合理施用化肥，能使农作物产量大幅度提高，在农业持续发展的现阶段是不可少的。但是，滥施化肥也带来了一系列负面影响：土壤中养分比例失调，土壤质量退化，封闭性变强，通透性变差，腐殖质含量降低，土壤板结，致使农田生态环境和土壤结构受到不同程度的破坏，一定程度上影响了农产品的品质和产量。而且，过多地施用化肥，会使农作物抗病虫害能力减低，导致农药大量施用，不仅增加了农业成本，而且加剧了环境质量下降以及生态环境的污染。
生物有机肥营养元素齐全，能够改良土壤，改善使用化肥造成的土壤板结，改善土壤理化性状，增强土壤保水、保肥、供肥的能力。生物有机菌肥中的有益微生物与土壤中微生物形成相互间的共生增殖关系，起到群体的协同作用，有益菌在生长繁殖过程中产生大量的代谢产物，促使有机物的分解转化，能直接或间接为作物提供多种营养和刺激性物质，促进和调控作物生长。同时，在作物根系形成优势有益菌群能抑制有害病原菌繁衍，增强作物抗逆抗病能力，降低重茬作物的病情指数，对人、畜、环境安全、无毒，是一种环保型肥料。
另一方面，随着畜禽的规模化养殖，畜禽的粪便越来越多也需要处理，如鸡粪等；目前对鸡粪等畜禽粪便制作成有机肥料传统方法主要有干燥处理法、青贮法、化学处理法、热喷处理法和发酵堆肥法等。传统的堆肥发酵，鸡粪腐熟的时间常需3～6个月，堆制腐熟过程中堆肥周围恶臭难闻，污水流淌，蚊、蝇滋生，成为农业环境中重要的污染源。与此同时，腐熟过程中氮素养分以氨气散发，从而降低了堆肥的农用价值，肥效缓慢。传统堆肥腐熟过程是一个由自然微生物参与的生理生化过程，因而研究利用外源微生物以加速鸡粪堆制发酵过程，减少养分损失，保护环境，是当前鸡粪发酵的主要课题。目前也有对鸡粪等畜禽粪便采用传统的一次发酵方法制得的，一次发酵法虽然周期短，但腐熟度不够均匀，对物料中的病源体或草籽不能完全杀死，物料品质不高、肥效低、污染环境，有机肥由于腐熟不彻底，根部施肥时还容易导致“烧苗”现象。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种生产过程环保、腐熟周期短、养分流失少、深度腐熟且肥效高；以解决采用传统发酵方法所致的腐熟度不够，不能完全杀死原料中的病原体和草籽，发酵过程污染环境且肥效低的生物有机菌肥的发酵工艺。
本发明的技术方案是：
一种生物有机菌肥的发酵工艺，其特征在于：发酵原料由下述重量份的原料构成：
鲜鸡粪10-20 烟草下脚料1-3 粮棉油加工厂下脚料1-5
发酵工艺包括以下步骤：
1）、首先将鲜鸡粪自然脱水至水分含量为60%-70%；再将烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料分别粉碎后，过10-20目筛，备用；
2）、将上述预处理过的鸡粪、烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料相互搅拌均匀混配成混合料；
3）、将混合料在常温下进行堆积存放，夏季存放时间为10-12天，冬季存放时间为28-30天，使混合料在自然条件下自然脱水，以使混配后的混合料的含水率在58%-68%之间；
4）、自然脱水完成后，按混合料: 复合发酵菌种为10:1的重量比，在混合料中加入复合发酵菌种，并搅拌均匀后，进行一次堆积发酵，堆积发酵时间为夏季13-15天，冬季为15-18天，堆积发酵期间混合料含水率控制在55%-65%之间；
5）、将一次堆积发酵完成后的混合料，按混合料: 复合发酵菌种为5:1的重量比再次加入复合发酵菌种，并搅拌均匀后转入到发酵槽中进行二次发酵，二次发酵时间为夏季8-10天，冬季10-13天，二次发酵过程中控制混合料的含水率在50%-60%之间；
6）、当发酵槽中的混合料温度达到50℃时开始翻抛，翻抛次数为每天一次，当温度达到70-75℃时，每天翻抛两次，当混合料温度不再上升并下降至70℃以下时，即告二次发酵完成；
7）、将完成二次发酵的混合料进行堆积陈化处理，陈化处理过程中每4—5天翻堆一次，陈化处理时间为10-20天；即得到生物有机菌肥的半成品，再将生物有机菌肥半成品经粉碎、筛分、计量包装后，即得生物有机菌肥成品。
所述的粮棉油加工厂下脚料为棉灰、稻壳糠、菜籽饼的其中一种。
所述的复合发酵菌种由复合发酵菌原种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比经四次混合扩种制成。
所述的复合发酵菌原种由枯草芽孢杆菌ATCC21951、巨大芽孢杆菌ATCC11561、地衣芽孢杆菌ATCC11946、苏云金芽孢杆菌ATCC29730、侧孢芽孢杆菌ATCC64、泾阳链霉菌ATCC40126和凝结芽孢杆菌ATCC7050按质量比为1:1:1:1:1:1:1混合配制而成。
所述的菌种基质料由下述重量份的原料混合制成：
鲜鸡粪10-20 烟草下脚料1-3 粮棉油加工厂下脚料1-5
菌种基质料的制备过程与上述步骤1）、步骤2）和步骤3）的制备方法相同。
复合发酵菌种的制备过程包括：
1）、首先将复合发酵菌原种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比搅拌均匀后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，一级复合发酵菌种；
2）、将一级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，二级复合发酵菌种；
3）、将二级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，三级复合发酵菌种；；
4）、将三级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，四级复合发酵菌种；即四次混合扩种后的复合发酵菌种。
本发明的有益效果在于：
本发明工艺在发酵前采用混合料的堆积处理，可将鸡粪中的大肠杆菌、蛔虫虫卵以及一些传染性的病菌通过在腐熟的过程中得到灭杀，陈化处理可彻底杀死混合物料中的虫卵、有害病源体或杂草种子，使得生物菌肥达到深度腐熟，肥效高，施肥时不会导致“烧苗”现象。通过对鲜鸡粪自然脱水的预处理，一方面采用自然脱水方法防止了鲜鸡粪中N、P、K的流失，保存了肥效，另一方面为微生物的新陈代谢和发酵过程提供了必需水份的同时避免了因水份含量过高所致发酵液漫流，从而导致肥效降低、污染环境。通过第二次发酵过程控制物料含水量在50%-60%之间，使微生物的活性最强以使混合物料增温快，缩短发酵时间。且根据发酵混合物料的温度进行翻抛处理，可起到均匀发酵、增氧、降温除臭的功效，使得混合物料达到深度腐熟，有机质含量高的效果。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
复合发酵菌种由复合发酵菌原种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比经四次混合扩种制成。复合发酵菌原种由枯草芽孢杆菌ATCC21951、巨大芽孢杆菌ATCC11561、地衣芽孢杆菌ATCC11946、苏云金芽孢杆菌ATCC29730、侧孢芽孢杆菌ATCC64、泾阳链霉菌ATCC40126和凝结芽孢杆菌ATCC7050按质量比为1:1:1:1:1:1:1混合配制而成。菌种基质料由下述重量份的原料混合制成：鲜鸡粪10-20；烟草下脚料1-3；粮棉油加工厂下脚料1-5；菌种基质料的制备过程为：首先将鲜鸡粪自然脱水至水分含量为60%-70%；再将烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料分别粉碎后，过10-20目筛，然后将上述预处理过的鸡粪、烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料相互搅拌均匀混配成菌种基质料，混配后的菌种基质料的含水量控制在58%-68%之间；再将菌种基质料堆积陈化处理后，得，菌种基质料成品；菌种基质料的堆积陈化时间为夏季10—12天，冬季28—30天。
复合发酵菌种的制备过程包括：
1）、首先将复合发酵菌原种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比搅拌均匀后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，一级复合发酵菌种；
2）、按一级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，二级复合发酵菌种；
3）、按二级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，三级复合发酵菌种；；
4）、按三级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，四级复合发酵菌种；即，复合发酵菌种成品。
具体实施例1～5列表如下：
生物有机菌肥的发酵工艺包括以下步骤：
1）、首先将鲜鸡粪自然脱水至水分含量为60%-70%；再将烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料分别粉碎后，过10-20目筛，备用；
2）、将上述预处理过的鸡粪、烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料相互搅拌均匀混配成混合料，
3）、将混合料在常温下进行堆积存放，夏季存放时间为10-12天，冬季存放时间为28-30天，使混合料在自然条件下自然脱水，以使混配后的混合料的含水率在58%-68%之间；
4）、自然脱水完成后，按混合料: 复合发酵菌种为10:1的重量比，在混合料中加入复合发酵菌种，并搅拌均匀后，进行一次堆积发酵，堆积发酵时间为夏季13-15天，冬季为15-18天，堆积发酵期间混合料含水率控制在55%-65%之间，添加复合发酵菌种的目的，一是使混合料进一步进行脱水，二是使混合料温度上升，以促进混合料发酵；
5）、将一次堆积发酵完成后的混合料，按混合料: 复合发酵菌种为5:1的重量比再次加入复合发酵菌种，并搅拌均匀后转入到发酵槽中进行二次发酵，二次发酵时间为夏季8-10天，冬季10-13天，二次发酵过程中控制混合料的含水率在50%-60%之间，
6）、当发酵槽中的混合料温度达到50℃时开始翻抛，翻抛次数为每天一次，当温度达到70-75℃时，每天翻抛两次，当混合料温度不再上升并下降至70℃以下时，即告二次发酵完成；
7）、将完成二次发酵的混合料进行堆积陈化处理，陈化处理过程中每4—5天翻堆一次，陈化处理时间为10-20天；得，生物有机菌肥半成品，将有机菌肥半成品经粉碎、筛分、计量包装后，得，生物有机菌肥成品。
所述的粮棉油加工厂下脚料为棉灰、稻壳糠、菜籽饼中的一种。
为了说明本发明生物有机菌肥的应用效果，下面分别选取水稻、油麦菜和棉花作为试验对象对本发明的应用效果进行了应用效果试验，试验结果如下：
试验一：本发明生物有机菌肥在水稻上的应用效果
选择五块土壤性状一致，肥力均匀中等的白鳝泥田，分组为对照田1、对照田2、试验田A、试验田B、试验田C，面积均为0.03亩，五组田地的土壤养分测试结果如下：pH值：6.15；有机质：22.421g/kg；全氮：1.16g/kg；全磷：0.08g/kg；全钾：23.2g/kg；碱解氮：109.6mg/kg；速效磷：7.5mg/kg；速效钾：111.8mg/kg，并对五块田地作如下施肥处理：
对照田1（0.03亩）：按50kg/亩的量施用速效生物有机菌肥；
对照田2（0.03亩）：按50kg/亩的量施用本实施例2灭菌生物有机菌肥，实施例2灭菌有机菌肥是将实施例2生物有机菌肥用150℃烘２小时进行灭菌处理；
试验田A（0.03亩）：按50kg/亩的量施用本实施例2生物有机菌肥；
试验田B（0.03亩）：按100kg/亩的量施用本实施例2生物有机菌肥；
试验田C（0.03亩）：按150kg/亩的量施用本实施例2生物有机菌肥；
五块田地所施用的水稻供试品种均为深两优5814，五组试验田地均做如下处理：4月30日播种，6月2日插秧，株距20.3cm，行距27.3cm，合计密度为每亩1. 21万蔸。6月2日整田后分别按上述施肥处理五块田地，7月2日晒田。在水稻全生育期防治螟虫4次，稻飞虱防治5次，穗期综合症防治一次。9月15日对照田1、对照田2、试验田A、试验田B、试验田C分别取10株进行室内考种。9月16日分别将对照田1、对照田2、试验田A、试验田B、试验田C水稻进行收割、单打、扬净、晒干计产。
不同处理对水稻产量影响结果如下：
表一：不同施肥处理对水稻产量影响
施用本发明生物有机菌肥可有效提高水稻的有效穗及提高水稻产量。
试验二：本发明生物有机菌肥在油麦菜上的应用效果
选择四块土壤性状一致，肥力均匀中等的田地，分组为对照田1、对照田2、试验田A、试验田B，面积均为20m2，并对四块田地作如下施肥处理：
对照田1（20m2）：按50kg/亩的量施用速效生物有机菌肥；
对照田2（20m2）：按50kg/亩的量施用本实施例2灭菌生物有机菌肥，实施例2灭菌有机菌肥是将实施例2生物有机菌肥用150℃烘２小时进行灭菌处理；
试验田A（20m2）：按50kg/亩的量施用本实施例2的生物有机菌肥；
试验田B（20m2）：按100kg/亩的量施用本实施例2的生物有机菌肥；
对照田1、对照田2、试验田A、试验田B均做如下处理：2016年4月8日划出四块试验田地，按上述施肥处理四块田地后进行耙地，种子经清水浸泡2个小时后，催芽1天，4月9日播种，播种量为1g/m2，播种后喷水，盖遮阳网。4月15日出苗后去除遮阳网，4月15日观察出两片真叶，施肥对出苗无影响。生育期内共进行病害防治3次，其它管理措施与大田管理相同。
不同施肥处理对油麦菜品质及产量影响结果如下：
表二：不同施肥处理对油麦菜品质及产量的影响
施用本发明生物有机菌肥可以促进油麦菜的生长，提高油麦菜的产量，提高了油麦菜对氮磷钾的吸收，增加了植株的维生素Ｃ的含量，降低了亚硝酸盐的含量，提高了作物的品质。
试验三：本发明生物有机菌肥在棉花上的应用效果
选择六块土壤性状一致，肥力均匀中等的潮土田，分组为对照
田1、对照田2、试验田A、试验田B、试验田C，试验田D。六组田地的土壤养分测试结果如下：有机质1.98%,碱解氮154.4mg/kg,有效磷10.9mg/kg,速效钾109.0mg/kg，面积均为30m2，并对六块田地作如下施肥处理：
对照田1（30m2）：按50kg/亩的量速效生物有机菌肥；
对照田2（30m2）：按50kg/亩的量施用本实施例2灭菌生物有机菌肥，实施例2灭菌有机菌肥是将实施例2生物有机菌肥用150℃烘２小时进行灭菌处理；
试验田A（30m2）：按50kg/亩的量施用本实施例2的生物有机菌肥；
试验田B（30m2）：按50kg/亩的量施用本实施例2的生物有机菌肥；
试验田C（30m2）：按100kg/亩的量施用本实施例2的生物有机菌肥；
试验田D（30m2）：按200kg/亩的量施用本实施例2的生物有机菌肥；
六块试验田均做如下田间实施处理： 2016年5月14日整地、划区，分别按上述施肥处理六块田地，六块试验田棉花均于2016年5月14日移栽，每块试验田均定植66株（折合1467株/亩）。六块试验田于2016年8月30日开始收花，并于2016年11月12日拔棉秆。
表三：不同施肥处理对棉花产量及黄萎病的影响结果如下：
施用本发明生物有机菌肥有效提高棉花的产量，降低棉花黄萎病的病株率。
Claims (1)
1.一种生物有机菌肥的发酵工艺，其特征在于：发酵原料由下述重量份的原料构成：
鲜鸡粪10-20， 烟草下脚料1-3， 粮棉油加工厂下脚料1-5；
所述的粮棉油加工厂下脚料为棉灰、稻壳糠、菜籽饼的其中一种；
发酵工艺包括以下步骤：
1）、首先将鲜鸡粪自然脱水至水分含量为60%-70%；再将烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料分别粉碎后，过10-20目筛，备用；
2）、将上述预处理过的鸡粪、烟草下脚料和粮棉油加工厂下脚料相互搅拌均匀混配成混合料；
3）、将混合料在常温下进行堆积存放，夏季存放时间为10-12天，冬季存放时间为28-30天，使混合料在自然条件下自然脱水，以使混配后的混合料的含水率在58%-68%之间；
4）、自然脱水完成后，按混合料:复合发酵菌种为10:1的重量比，在混合料中加入复合发酵菌种，并搅拌均匀后，进行一次堆积发酵，堆积发酵时间为夏季13-15天，冬季为15-18天，堆积发酵期间混合料含水率控制在55%-65%之间；
所述的复合发酵菌种由复合发酵菌原种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比经四次混合扩种制成；
所述的复合发酵菌原种由枯草芽孢杆菌ATCC21951、巨大芽孢杆菌ATCC11561、地衣芽孢杆菌ATCC11946、苏云金芽孢杆菌ATCC29730、侧孢芽孢杆菌ATCC64、泾阳链霉菌ATCC40126和凝结芽孢杆菌ATCC7050按质量比为1:1:1:1:1:1:1混合配制而成；
所述的菌种基质料由下述重量份的原料混合制成：
鲜鸡粪10-20 烟草下脚料1-3 粮棉油加工厂下脚料1-5
菌种基质料的制备过程与上述的步骤1）、步骤2）和步骤3）的制备方法相同；
所述的复合发酵菌种的制备过程包括：
（1）、首先将复合发酵菌原种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比搅拌均匀后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天堆积存放温度为50-70℃；得，一级复合发酵菌种；
（2）、将一级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，二级复合发酵菌种；
（3）、将二级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，三级复合发酵菌种；
（4）、将三级复合发酵菌种、菌种基质料、稻壳糠按1:5:1的质量比再次进行混合；然后堆积存放，以使微生物繁殖，堆积存放时间为1-2天，堆积存放温度为50-70℃；得，四级复合发酵菌种；即四次混合扩种后的复合发酵菌种；
5）、将一次堆积发酵完成后的混合料，按混合料:复合发酵菌种为5:1的重量比再次加入复合发酵菌种，并搅拌均匀后转入到发酵槽中进行二次发酵，二次发酵时间为夏季8-10天，冬季10-13天，二次发酵过程中控制混合料的含水率在50%-60%之间；
6）、当发酵槽中的混合料温度达到50℃时开始翻抛，翻抛次数为每天一次，当温度达到70-75℃时，每天翻抛两次，当混合料温度不再上升并下降至70℃以下时，即告二次发酵完成；
7）、将完成二次发酵的混合料进行堆积陈化处理，陈化处理过程中每4—5天翻堆一次，陈化处理时间为10-20天；即得到生物有机菌肥的半成品，再将生物有机菌肥半成品经粉碎、筛分、计量包装后，即得生物有机菌肥成品。
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