CN107473884A - 一种低污染型猪粪有机肥的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，包括以下方面：（1）初发酵，向猪粪中加入混合菌剂，进行预发酵处理；（2）高压灭菌，将预发酵猪粪置于远红外加热设备中进行高压灭菌处理；（3）降解发酵，分别向灭菌猪粪中加入肥料发酵剂和EM菌剂，进行有氧和无氧发酵培养；（4）底肥制作，向降解发酵猪粪中加入添加成分，进行厌氧发酵5‑6天；（5）真空包装,将猪粪有机底肥烘干至水分含量5%‑8%，进行低温冷藏后真空包装使用。本发明方法所制得的猪粪有机底肥，具有无臭味、营养丰富、植物吸收率高，并且底肥中抗生素含量和病菌少，可提高植物生长、产量及抗氧化性、抗病虫害能力。

Description

一种低污染型猪粪有机肥的制作方法

技术领域

本发明属于有机肥料加工技术领域，具体涉及一种低污染型猪粪有机肥的制作方法。

背景技术

随着我国经济水平的不断提升，人民生活水平的不断提高，对猪肉制品的需求量逐年在增大，在增加猪养殖规模的同时，也在不断加大对环境的破坏；据统计数据显示1头猪平均每天产生猪粪为20-24kg，由于猪粪中含水量高、不易运输、处理难度大、臭味重等特点，养殖场大量的猪粪积累对周围环境造成严重的破坏，造成周边居民生活环境下降、地下水资源污染以及病菌传播等问题。而从利用角度考虑，猪粪为经初步消化产物，其中含有丰富的蛋白质、纤维素、氮、磷、钾以及其他微量元素成分，并且还含有丰富的生物酶和植物性有机酸、生物碱等成分，经发酵处理后作为有机肥料，可为植物生长提供丰富营养成分，提高植物生长速度和产量，并且猪粪质地疏松可改善土壤酸碱化、提高土壤保湿保水性能，是优良的有机肥料。但是，猪粪作为有机肥料使用也存在较大污染问题，猪粪中含有大量的氮、硫等成分，所形成氨气和硫化氢气体具有较大的污染性和刺激性味道；饲料中纤维素成分经猪消化道消化后并未完全消化降解，致使猪粪中含有大量的纤维素和半纤维素成分，在土壤中不能被植物直接利用，并且在猪养殖中大量使用抗生素类药物和饲料，在猪粪中有大量的残留，抗生素类成分降解速度慢、污染严重，并且通过植物吸收造成在人体内的集聚，对人体健康造成伤害；另外，猪粪中还有大量的病原体和病菌、寄生虫等，未经加工处理后使用会造成疾病传播，环境污染加剧。

发明内容

本发明针对现有的问题：猪粪处理方面，猪养殖业的发展造成猪粪大量的积累，猪粪中含水量高、处理难度大、臭味重等特点，会对周围环境、地下水源造成破坏，并引发疾病传播。猪粪肥料污染问题，猪粪中含有大量的氮、硫等成分，所形成氨气和硫化氢气体具有较大的污染性和刺激性味道；猪粪中含有大量的纤维素和半纤维素成分，不能为植物所直接利用，并且猪粪中含有较多抗生素成分，会通过生物链对人体造成伤害；另外，猪粪中还有大量的病原体和病菌、寄生虫等，未经加工处理后使用会造成疾病传播，环境污染加剧。为解决上述问题，本发明提供了一种低污染型猪粪有机肥的制作方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低污染型猪粪有机肥的制作方法，包括以下步骤：

（1）初发酵：向猪粪中加入混合菌剂，可对猪粪中的氮、硫成分进行固化，增加发酵箱内氧气含量可提高圆褐固氮菌和硫化菌的固化效果和速率，降低猪粪中氨气和硫化氢的产生，在30-35℃发酵箱内进行有氧发酵，并通入发酵箱容积5%-7%的氧气，发酵时间14-16h，然后加入石灰水进行化学处理，制得初发酵猪粪；

（2）高压灭菌：将初发酵猪粪置于远红外加热设备中进行高压灭菌处理，温度123-126℃，先在0.2-0.3MPa压强下加热35-40min，再在0.4-0.5MPa压强下加热22-25min，再将温度升至150-153℃加热3-4min，制得灭菌猪粪；远红外加热时产生的高能量、强穿透力的光照波段，可有效杀死病菌和寄生虫卵，而通过不断增加灭菌压强，产生的高渗透压破坏病菌细胞，可提高对嗜热菌的杀死率；

（3）降解发酵：向灭菌猪粪中加入水和肥料发酵剂，混合均匀后在29-33℃下进行发酵，发酵时间为6-7天，分别在第1、3、5、6天时各翻料1次，高温灭菌后向猪粪中加入EM菌剂，混合均匀在25-30℃温度进行厌氧发酵，先抽取空气至真空度为50%-60%，发酵1-2天，然后抽取空气至真空度为90%-100%，发酵3-4天，制得降解发酵猪粪；通过肥料发酵剂和EM菌的发酵作用，可降解猪粪中的蛋白质、纤维素和半纤维素等成分，利用植物的吸收利用，同时可对猪粪中的抗生素类物质进行有效的降解作用，产生无毒、无污染的产物，微生物对抗生素类的降解具有高效、安全的特点；

（4）底肥制作：向降解发酵猪粪中加入其质量30%-36%的添加成分，搅拌混合后厌氧发酵5-6天，制得猪粪有机底肥；添加成分可提高猪粪肥料中氨基酸、维生素、矿物质以及植物类激素、有机酸的含量，可增加对植物的营养供应和提高植物生长速度、对环境的适应能力；

（5）真空包装：将猪粪有机底肥烘干至水分含量5%-8%，进行低温冷藏后真空包装使用，可降低猪粪中微生物的代谢水平，促使其处于休眠状态，能够保持肥料中较多的微生物含量。

步骤（1）所述的化学处理，其石灰水加入量为猪粪质量的3%-4%，反应温度为43-46℃，时间20-24min。

步骤（1）所述的混合菌剂，其中圆褐固氮菌：硫化细菌质量配比为2:3。

步骤（2）所述的远红外加热设备，其加载电压为220V，功率为2-3kW。

步骤（3）所述的水，其加入量为猪粪质量的20%-25%；所述的肥料发酵剂，其加入量为猪粪质量的5%-6%；所述的EM菌剂，其加入量为猪粪的4%-5%。

步骤（4）所述的添加成分，其配制方法为：

按照质量称取大豆粕27-29份、豆壳14-17份、松针粉9-12份、竹叶7-10份、茭瓜叶6-8份、白菖5-8份、冬瓜4-6份、芦苇3-5份，将原料混合后经粉化处理，并在104-108℃高温蒸锅中蒸煮40-50min，冷却后制得添加成分。

步骤（5）所述的低温冷藏，其温度为-7--4℃，冷藏时间为7-9h。

本发明相比现有技术具有以下优点：初发酵方法，向猪粪中加入圆褐固氮菌和硫化菌，其可对猪粪中的氮、硫成分进行固化，增加发酵箱内氧气含量可提高圆褐固氮菌和硫化菌的固化效果和速率，降低猪粪中氨气和硫化氢的产生，加入石灰水后可对猪粪中的氨气和硫化氢进行吸附处理，降低猪粪的异味。高压灭菌方法，将猪粪置于远红外加热设备中进行灭菌，其产生的高温可对病原体及病菌起到杀死作用，并且其产生的高能量、强穿透力的光照波段，可有效杀死病菌和寄生虫卵；而通过不断增加灭菌压强，产生的高渗透压破坏病菌细胞，可提高对嗜热菌的杀死率，并且光照和加热条件可对猪粪中的抗生素类成分进行降解。降解发酵方法，通过肥料发酵剂的有氧发酵和EM菌的无氧发酵，可对猪粪中的纤维素和半纤维素、蛋白质等成分进行降解，提高植物利用率，并且可对猪粪中的内酰胺类、四环素类、氨基糖苷类和磺胺类抗生素进行降解作用，形成无毒、无污染产物，极大的降低了抗生素对环境和人体的破坏，微生物对抗生素的降解作用具有安全、高效特点；而在发酵中通过翻料和不断提高真空度，可提高猪粪中微生物的繁殖速度，并能提高对抗生素的降解作用。底肥制作，向猪粪中加入30%-36%的添加成分，通过使用添加成分可提高猪粪肥料中氨基酸、维生素、矿物质以及植物类激素、有机酸的含量，可增加对植物的营养供应和提高植物生长速度、对环境的适应能力。真空包装，将猪粪有机底肥在低温下储藏，可降低猪粪中微生物的代谢水平，促使其处于休眠状态，能够保持肥料中较多的微生物含量。

具体实施方式

实施例1：

一种低污染型猪粪有机肥的制作方法，包括以下步骤：

（1）初发酵：向猪粪中加入混合菌剂，可对猪粪中的氮、硫成分进行固化，增加发酵箱内氧气含量可提高圆褐固氮菌和硫化菌的固化效果和速率，降低猪粪中氨气和硫化氢的产生，在31℃发酵箱内进行有氧发酵，并通入发酵箱容积5.4%的氧气，发酵时间14.5h，然后加入石灰水进行化学处理，制得初发酵猪粪；

（2）高压灭菌：将初发酵猪粪置于远红外加热设备中进行高压灭菌处理，温度124℃，先在0.23MPa压强下加热36min，再在0.43MPa压强下加热23min，再将温度升至151℃加热3min，制得灭菌猪粪；产生的高能量、强穿透力的光照波段，可有效杀死病菌和寄生虫卵，而通过不断增加灭菌压强，产生的高渗透压破坏病菌细胞，可提高对嗜热菌的杀死率；

（3）降解发酵：向灭菌猪粪中加入水和肥料发酵剂，混合均匀后在30℃下进行发酵，发酵时间为6天，分别在第1、3、5、6天时各翻料1次，高温灭菌后向猪粪中加入EM菌剂，混合均匀在26℃温度进行厌氧发酵，先抽取空气至真空度为53%，发酵2天，然后抽取空气至真空度为94%，发酵3天，制得降解发酵猪粪；通过肥料发酵剂和EM菌的发酵作用，可降解猪粪中的蛋白质、纤维素和半纤维素等成分，利用植物的吸收利用，同时可对猪粪中的抗生素类物质进行有效的降解作用，产生无毒、无污染的产物，微生物对抗生素类的降解具有高效、安全的特点；

（4）底肥制作：向降解发酵猪粪中加入其质量32%的添加成分，搅拌混合后厌氧发酵5天，制得猪粪有机底肥；添加成分可提高猪粪肥料中氨基酸、维生素、矿物质以及植物类激素、有机酸的含量，可增加对植物的营养供应和提高植物生长速度、对环境的适应能力；

（5）真空包装：将猪粪有机底肥烘干至水分含量5.7%，进行低温冷藏后真空包装使用，可降低猪粪中微生物的代谢水平，促使其处于休眠状态，能够保持肥料中较多的微生物含量。

步骤（1）所述的化学处理，其石灰水加入量为猪粪质量的3.2%，反应温度为44℃，时间21min。

步骤（1）所述的混合菌剂，其中圆褐固氮菌：硫化细菌质量配比为2:3。

步骤（2）所述的远红外加热设备，其加载电压为220V，功率为2kW。

步骤（3）所述的水，其加入量为猪粪质量的22%；所述的肥料发酵剂，其加入量为猪粪质量的5.2%；所述的EM菌剂，其加入量为猪粪的4.4%。

步骤（4）所述的添加成分，其配制方法为：

按照质量称取大豆粕27.5份、豆壳15份、松针粉10份、竹叶7.5份、茭瓜叶6.8份、白菖5.6份、冬瓜4.5份、芦苇3.2份，将原料混合均匀后经粉化处理，并在105℃高温蒸锅中蒸煮43min，冷却后制得添加成分。

步骤（5）所述的低温冷藏，其温度为-6.5℃，冷藏时间为7.5h。

实施例2：

（1）初发酵：向猪粪中加入混合菌剂，可对猪粪中的氮、硫成分进行固化，增加发酵箱内氧气含量可提高圆褐固氮菌和硫化菌的固化效果和速率，降低猪粪中氨气和硫化氢的产生，在34℃发酵箱内进行有氧发酵，并通入发酵箱容积6.5%的氧气，发酵时间15h，然后加入石灰水进行化学处理，制得初发酵猪粪；

（2）高压灭菌：将初发酵猪粪置于远红外加热设备中进行高压灭菌处理，温度125℃，先在0.28MPa压强下加热38min，再在0.47MPa压强下加热24min，再将温度升至152℃加热4min，制得灭菌猪粪；产生的高能量、强穿透力的光照波段，可有效杀死病菌和寄生虫卵，而通过不断增加灭菌压强，产生的高渗透压破坏病菌细胞，可提高对嗜热菌的杀死率；

（3）降解发酵：向灭菌猪粪中加入水和肥料发酵剂，混合均匀后在32℃下进行发酵，发酵时间为7天，分别在第1、3、5、6天时各翻料1次，高温灭菌后向猪粪中加入EM菌剂，混合均匀在29℃温度进行厌氧发酵，先抽取空气至真空度为58%，发酵1天，然后抽取空气至真空度为98%，发酵4天，制得降解发酵猪粪；通过肥料发酵剂和EM菌的发酵作用，可降解猪粪中的蛋白质、纤维素和半纤维素等成分，利用植物的吸收利用，同时可对猪粪中的抗生素类物质进行有效的降解作用，产生无毒、无污染的产物，微生物对抗生素类的降解具有高效、安全的特点；

（4）底肥制作：向降解发酵猪粪中加入其质量35%的添加成分，搅拌混合后厌氧发酵6天，制得猪粪有机底肥；添加成分可提高猪粪肥料中氨基酸、维生素、矿物质以及植物类激素、有机酸的含量，可增加对植物的营养供应和提高植物生长速度、对环境的适应能力；

（5）真空包装：将猪粪有机底肥烘干至水分含量7.2%，进行低温冷藏后真空包装使用，可降低猪粪中微生物的代谢水平，促使其处于休眠状态，能够保持肥料中较多的微生物含量。

步骤（1）所述的化学处理，其石灰水加入量为猪粪质量的3.9%，反应温度为45℃，时间23min。

步骤（1）所述的混合菌剂，其中圆褐固氮菌：硫化细菌质量配比为2:3。

步骤（2）所述的远红外加热设备，其加载电压为220V，功率为3kW。

步骤（3）所述的水，其加入量为猪粪质量的24%；所述的肥料发酵剂，其加入量为猪粪质量的5.8%；所述的EM菌剂，其加入量为猪粪的4.7%。

步骤（4）所述的添加成分，其配制方法为：

按照质量称取大豆粕28.6份、豆壳16份、松针粉11份、竹叶9份、茭瓜叶7.6份、白菖6.3份、冬瓜5.5份、芦苇4.5份，将原料混合均匀后经粉化处理，并在107℃高温蒸锅中蒸煮48min，冷却后制得添加成分。

步骤（5）所述的低温冷藏，其温度为-5℃，冷藏时间为9h。

对比1：

本对比1与实施例1比较，未进行步骤（1）中加入氧气，其他步骤与实施例1相同。

对比2：

本对比2与实施例1比较，未进行步骤（2）高压灭菌，其他步骤与实施例1相同。

对比3：

本对比3与实施例2比较，步骤（3）中只进行肥料发酵剂发酵，其他步骤与实施例2相同。

对比4：

本对比4与实施例2比较，步骤（3）中只进行EM菌发酵，其他步骤与实施例2相同。

对比5：

本对比5与实施例2比较，未进行步骤（4）中添加成分使用，其他步骤与实施例2相同。

对照组：

对照组对猪粪进行固液分离、烘干后直接使用，未使用初发酵、高压灭菌、降解发酵、底肥制作。

将实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5及对照组所制得猪粪有机底肥用于草莓种植，每亩施肥量为360-400kg，统计猪粪有机底肥中抗生素含量、以及草莓病虫害率、保存时间（纸箱保存）、草莓甜度、亩产产量进行比较。

实验数据1：猪粪有机底肥抗生素含量及草莓病虫害率

项目	抗生素含量mg/100g	病虫害率%
			实施例1	0.37	0.63%
实施例2	0.34	0.58%
			对比1	0.35	0.80%
对比2	1.19	0.97%
			对比3	1.78	1.13%
对比4	1.65	1.10%
			对比5	0.93	1.04%
对照组	4.53	2.67%

实验数据2：草莓种植情况

项目	亩产产量kg	保存时间h	草莓甜度%
				实施例1	2643	76	17.30%
实施例2	2637	74	16.90%
				对比1	2605	74	17.10%
对比2	2632	71	17.50%
				对比3	2565	67	15.20%
对比4	2562	67	14.80%
				对比5	2583	68	16.00%
对照组	2410	48	12.60%

综合结果：本发明方法所制得的猪粪有机底肥，具有无臭味、营养丰富、植物吸收率高，并底肥中抗生素含量和病菌少，可提高植物生长、产量及抗氧化性、抗病虫害能力。使用高温灭菌方法，可降低抗生素含量为0.82mg/100g，病虫害率降低0.34%；使用肥料发酵剂和EM菌发酵，可提高草莓产量72kg、75kg，抗生素含量降低1.44mg/100g、1.31mg/100g，病虫害率降低0.55%、0.52%，草莓甜度提升1.7%、2.1%，保存时间提高8天、7天；而使用添加成分，可提高产量54kg，病虫害率降低0.46%，保存时间提高6天，甜度提高0.9%。

Claims (7)

1.一种低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）初发酵：向猪粪中加入混合菌剂，在30-35℃发酵箱内进行有氧发酵，并通入发酵箱容积5%-7%的氧气，发酵时间14-16h，然后加入石灰水进行化学处理，制得初发酵猪粪；

（2）高压灭菌：将初发酵猪粪置于远红外加热设备中进行高压灭菌处理，温度123-126℃，先在0.2-0.3MPa压强下加热35-40min，再在0.4-0.5MPa压强下加热22-25min，再将温度升至150-153℃加热3-4min，制得灭菌猪粪；

（3）降解发酵：向灭菌猪粪中加入水和肥料发酵剂，混合均匀后在29-33℃下进行发酵，发酵时间为6-7天，分别在第1、3、5、6天时各翻料1次，高温灭菌后向猪粪中加入EM菌剂，混合均匀在25-30℃温度进行厌氧发酵，先抽取空气至真空度为50%-60%，发酵1-2天，然后抽取空气至真空度为90%-100%，发酵3-4天，制得降解发酵猪粪；

（4）底肥制作：向降解发酵猪粪中加入其质量30%-36%的添加成分，搅拌混合后厌氧发酵5-6天，制得猪粪有机底肥；

（5）真空包装：将猪粪有机底肥烘干至水分含量5%-8%，进行低温冷藏后真空包装使用。

2.如权利要求1所述低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，步骤（1）所述的化学处理，其石灰水加入量为猪粪质量的3%-4%，反应温度为43-46℃，时间20-24min。

3.如权利要求1所述低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，步骤（1）所述的混合菌剂，其中圆褐固氮菌：硫化细菌质量配比为2:3。

4.如权利要求1所述低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，步骤（2）所述的远红外加热设备，其加载电压为220V，功率为2-3kW。

5.如权利要求1所述低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，步骤（3）所述的水，其加入量为猪粪质量的20%-25%；所述的肥料发酵剂，其加入量为猪粪质量的5%-6%；所述的EM菌剂，其加入量为猪粪的4%-5%。

6.如权利要求1所述低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，步骤（4）所述的添加成分，其配制方法为：

按照质量称取大豆粕27-29份、豆壳14-17份、松针粉9-12份、竹叶7-10份、茭瓜叶6-8份、白菖5-8份、冬瓜4-6份、芦苇3-5份，将原料混合后经粉化处理，并在104-108℃高温蒸锅中蒸煮40-50min，冷却后制得添加成分。

7.如权利要求1所述低污染型猪粪有机肥的制作方法，其特征在于，步骤（5）所述的低温冷藏，其温度为-7--4℃，冷藏时间为7-9h。