CN108516905A

CN108516905A - 一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法

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Publication number: CN108516905A
Application number: CN201810746700.3A
Authority: CN
Inventors: 付彦峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2018-09-11

Abstract

本发明公开了一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，包括以下步骤：农作物废弃物的预处理；巨菌草与杨柳枝叶的酶解；农作物废弃物、畜禽养殖粪便和酶解产物的发酵；有机肥的制备。本发明将农作物废弃物与畜禽养殖粪便混合发酵制备有机肥，有效避免单一原料的局限性，相比单一原料发酵而言，发酵启动速度更快，发酵时间短、综合成本更低；巨菌草与杨柳枝叶能够提供植物生长促进剂和生根剂。此外，本发明制备的有机肥能显著增加土壤有机质及磷、钾等营养元素的含量，提高养分转化率及产品中有益微生物数量，促进土壤修复，培肥地力，可减少化肥使用量，同时增强作物的抗病性，改善作物品质，减少投入，提高产量，促进增收。

Description

一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法

技术领域

本发明属于微生物发酵肥料技术领域，具体涉及一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，农业现代化水平日趋提高，各种特色养殖业、种植业在全国各地蓬勃兴起，不但丰富了日益扩大的市场需求，而且大大带动了广大农民收入水平的提高。农作物种植、肉牛、奶牛养殖等农牧业在部分省市地区已形成相对完备的产业结构，形成了从种、养到产后初加工、产品深加工、高附加值产品提取、国内国际贸易等的一整套产业体系。

然而值得注意的是，我国农村地区仍然存在着能源结构不合理、环保问题日益严峻等问题，需要予以足够重视和解决。随着农作物种植面积的增加，种植技术的提高，农作物种植带来的副产品如玉米秸秆、大豆秸秆等日益增加，由于木质纤维素含量较高，质地较为坚韧，含水率较高，往往被废弃在田间地头、晒干烧掉、在房前屋后、棚头路边堆起来或扔垃圾坑里，有的甚至扔到河道里，上述处理方法都会造成对环境的污染和病原菌的传播，点火焚烧则污染大气，随意堆放则容易滋生病虫害，成为病原物赖以生存的寄主、病害的重要传播源，再加上秸秆数量巨大，缺乏有效的快速处理方式；禽畜养殖产生的动物粪便，虽然可以直接施用肥田、或者经好氧堆肥生产肥料，但是也存在露天散发异味、孳生蚊蝇、污染生活环境等问题。

利用农业益生菌将农业废弃物和养殖粪便厌氧发酵生产有机肥，不但可以有效消纳农业废弃物、养殖粪便等固体废弃物，而且还能生产高效、绿色的优质有机肥，具有十分显著的经济和环境效益。

发明内容

本发明提供的一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，解决了现有技术中农业废弃物数量巨大，缺乏有效的快速处理方式，禽畜养殖产生的动物粪便虽然可以直接施用肥田、或者经好氧堆肥生产肥料，但是存在露天散发异味、孳生蚊蝇、污染生活环境的问题。

本发明提供了一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，包括以下步骤：

步骤1，将农作物废弃物粉碎，得到农作物废弃物料渣；

步骤2，将巨菌草与杨柳枝叶按照5：1的质量比混合后粉碎，得到营养料渣；往营养料渣中加入相当于营养料渣重量5倍的醋酸/醋酸钠缓冲溶液浸泡60min，然后往其中加入相当于营养料渣重量1％的复合酶，于40-60℃下酶解5-8h，酶解完毕得到酶解产物；

其中，所述复合酶由蛋白酶、纤维素酶和木聚糖酶按照1：2：1的质量比混合配制而成；

步骤3，将步骤1中农业废弃物料渣、步骤2中酶解产物、畜禽养殖粪便、发酵菌剂按照100-150：20-30：30-50：1的质量比混合均匀，得到混合发酵料；往混合发酵料中加水，使其含水率为50-60％后再置于50-60℃下发酵10-12天，发酵完毕后将发酵产物干燥至含水率≤10％，然后粉碎，过40目筛，备用；

其中，所述发酵菌剂由枯草芽孢杆菌发酵菌液、白腐菌发酵菌液、苏云金芽孢杆菌发酵菌液按照3：2：1的质量比混合而成；

所述发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×10⁹-1.0×10¹¹cfu/mL；

步骤4，将所述发酵产物、草木灰、碳酸氢铵、过磷酸钙按照80-100：5-10：3-5：1的质量比混合均匀，即得到所述有机肥。

优选的，所述农作物废弃物为稻壳、花生壳、稻草、秸秆、锯末、树叶、木屑、杂草中的一种或几种。

优选的，所述步骤1中农作物废弃物料渣为3-5cm的段状物。

优选的，所述步骤2中营养料渣为0.5-1cm的段状物。

优选的，所述畜禽养殖粪便为鲜鸡粪、鲜猪粪、鲜牛粪、鲜羊粪、鲜马粪中的一种或几种。

优选的，所述蛋白酶活力、所述纤维素酶活力、所述木聚糖酶活力均为6000-7000U/mL。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明加入巨菌草、杨柳枝叶与农作物废弃物、畜禽养殖粪便共同发酵，巨菌草含有丰富的粗蛋白和粗脂肪，能够提高有机肥的肥力，更为关键的是，巨菌草是一种生长能力非常强的植物，实验中发现，巨菌草提取物中含有促进植物生长的物质，能促进植物快速生长；杨柳枝提取物中含有促进植物生根的物质，二者配合使用，可以促进植物快速生根、生长。

2)本发明利用枯草芽孢杆菌、白腐菌、苏云金芽孢杆菌的混合发酵菌液作为发酵菌剂，三者配合使用能够高效的对原料进行发酵，此外，苏云金芽孢杆菌一般作为杀虫杀菌剂使用，在本发明体系中，苏云金芽孢杆菌能够促进枯草芽孢杆菌、白腐菌对粗蛋白、粗脂肪、粗纤维的降解，使原料迅速发酵成有机肥，同时，苏云金芽孢杆菌存留在体系中能够起到杀虫杀菌的作用。

3)本发明将农作物废弃物与畜禽养殖粪便两种原料混合发酵制备生物有机肥，可有效避免单一原料的局限性，相比农作物废弃物或畜禽养殖粪便单一原料发酵而言，发酵启动速度更快，发酵时间短、发酵进程更稳定、综合成本更低。

4)本发明制备出的生物有机肥能显著增加土壤有机质及磷、钾等营养元素的含量，提高养分转化率及产品中有益微生物数量，促进土壤修复，培肥地力，可减少化肥使用量，同时增强作物的抗病性，改善作物品质，减少投入，提高产量，促进增收。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

下述实施例中所用枯草芽孢杆菌、白腐菌和苏云金芽孢杆菌菌种均为在微生物菌种保藏管理中心可购买到的现有菌种，不涉及新菌种的开发，只涉及这几种现有菌株的应用。并且，下述实施例中所用的枯草芽孢杆菌具体为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC 11089的菌株；白腐菌为白腐菌T42，具体为中国典型培养物保藏中心保藏编号为CCTCC NO.M2012252的菌株；苏云金芽孢杆菌为苏云金芽孢杆菌BtR05，具体为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏编号为CGMCC NO.2823的菌株。

实施例中枯草芽孢杆菌发酵菌液、白腐菌发酵菌液、苏云金芽孢杆菌发酵菌液均是采用常规方法培养得到的，且下述各实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例1

一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，具体按照如下步骤制备：

步骤1，将农作物废弃物粉碎成3-5cm的段状物，得到农作物废弃物料渣；

步骤2，将巨菌草与杨柳枝叶按照5：1的质量比混合后粉碎成0.5-1cm的段状物，得到营养料渣；往营养料渣中加入相当于营养料渣重量5倍的醋酸/醋酸钠缓冲溶液浸泡60min，然后往其中加入相当于营养料渣重量1％的复合酶，于40℃下酶解8h，酶解完毕得到酶解产物；

其中，复合酶由蛋白酶、纤维素酶和木聚糖酶按照1：2：1的质量比混合配制而成；

步骤3，将步骤1中农业废弃物料渣、步骤2中酶解产物、畜禽养殖粪便、发酵菌剂按照100：30：50：1的质量比混合均匀，得到混合发酵料；往混合发酵料中加水，使其含水率为50％后再置于60℃下发酵10天，发酵完毕后将发酵产物干燥至含水率为5％，然后粉碎，过40目筛，备用；

其中，发酵菌剂由枯草芽孢杆菌发酵菌液、白腐菌发酵菌液、苏云金芽孢杆菌发酵菌液按照3：2：1的质量比混合而成；

发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×10⁹-1.0×10¹¹cfu/mL；

步骤4，将发酵产物、草木灰、碳酸氢铵、过磷酸钙按照80：10：5：1的质量比混合均匀，即得到有机肥。

实施例2

步骤2，将巨菌草与杨柳枝叶按照5：1的质量比混合后粉碎成0.5-1cm的段状物，得到营养料渣；往营养料渣中加入相当于营养料渣重量5倍的醋酸/醋酸钠缓冲溶液浸泡60min，然后往其中加入相当于营养料渣重量1％的复合酶，于50℃下酶解6h，酶解完毕得到酶解产物；

步骤3，将步骤1中农业废弃物料渣、步骤2中酶解产物、畜禽养殖粪便、发酵菌剂按照150：20：30：1的质量比混合均匀，得到混合发酵料；往混合发酵料中加水，使其含水率为55％后再置于55℃下发酵11天，发酵完毕后将发酵产物干燥至含水率为8％，然后粉碎，过40目筛，备用；

发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×10⁹-1.0×10¹¹cfu/mL；

步骤4，将发酵产物、草木灰、碳酸氢铵、过磷酸钙按照100：5：3：1的质量比混合均匀，即得到所述有机肥。

实施例3

步骤2，将巨菌草与杨柳枝叶按照5：1的质量比混合后粉碎成0.5-1cm的段状物，得到营养料渣；往营养料渣中加入相当于营养料渣重量5倍的醋酸/醋酸钠缓冲溶液浸泡60min，然后往其中加入相当于营养料渣重量1％的复合酶，于60℃下酶解5h，酶解完毕得到酶解产物；

步骤3，将步骤1中农业废弃物料渣、步骤2中酶解产物、畜禽养殖粪便、发酵菌剂按照120：25：40：1的质量比混合均匀，得到混合发酵料；往混合发酵料中加水，使其含水率为60％后再置于50℃下发酵12天，发酵完毕后将发酵产物干燥至含水率为10％，然后粉碎，过40目筛，备用；

发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×10⁹-1.0×10¹¹cfu/mL；

步骤4，将发酵产物、草木灰、碳酸氢铵、过磷酸钙按照90：8：4：1的质量比混合均匀，即得到有机肥。

需要说明的是，农作物废弃物为稻壳、花生壳、稻草、秸秆、锯末、树叶、木屑、杂草中的一种或几种；

畜禽养殖粪便为鲜鸡粪、鲜猪粪、鲜牛粪、鲜羊粪、鲜马粪中的一种或几种。

进一步需要说明的是，蛋白酶活力、纤维素酶活力、木聚糖酶活力均为6000-7000U/mL。

为了进一步说明效果，本发明还设置了对比例，具体如下。

对比例1

步骤2，将步骤1中农业废弃物料渣、畜禽养殖粪便、发酵菌剂按照120：40：1的质量比混合均匀，得到混合发酵料；往混合发酵料中加水，使其含水率为60％后再置于50℃下发酵12天，发酵完毕后将发酵产物干燥至含水率为10％，然后粉碎，过40目筛，备用；

发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×10⁹-1.0×10¹¹cfu/mL；

步骤3，将发酵产物、草木灰、碳酸氢铵、过磷酸钙按照90：8：4：1的质量比混合均匀，即得到有机肥。

下面结合实施例1-3和对比例1制备出的有机肥在玉米种植中的应用来对本发明的效果做进一步的说明，具体试验过程及结果如下。

实验对象：50亩玉米种植地，分成五组，每组10亩，其中三组为试验组，分别施用实施例1-3制备出的有机肥；一组为对照组，施用对比例1制备出的有机肥，最后一组为常规对照组，施用常规肥料。

实验方法：在同一无干扰条件下进行实验，在同一季节种植相同面积的玉米，同时进行施肥，且实施例1-3和对比例1制备出的有机肥作为基肥施用，对照组施用普通农家肥作为基肥。

实验过程中分别采集施加前以及玉米收获后的耕层土壤，分析其基本的理化数值，具体结果见表1。

表1施加前后土壤理化性质

从表1可以看出，在玉米种植地土壤上实施例1-3的有机肥后，土壤的理化性质得到了很大的改变，不仅土壤中营养元素的含量大量增加，肥力大大提高，而且还降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度。实施例1-3的有机肥在发酵的时候补充了营养物质巨菌草和杨柳枝叶，不仅在发酵阶段提供了足够的N以降低C/N，维持微生物正常生长，并且剩余的大量氮、磷、钾元素还会遗留在发酵得到的有机肥中，能够满足土壤微生物和作物生长的需要。

对比例1中有机肥是采用常规的农业废弃物和养殖粪便发酵出来的，没有添加巨菌草和杨柳枝叶，因此其营养成分不及实施例1-3的丰富，对土壤理化性能的改善效果也不及实施例1-3的好。

常规对照组施用的是普通农家肥，其营养成分基本和对比例1相当，因此其对土壤理化性能的改善效果也是有限的。

种植玉米前，结合整地，一次性在五组玉米种植试验田上分别沟施或穴施

实施例1-3、对比例1的有机肥以及常规农家肥后开始播种玉米，其中，播种的玉米品种为郑单958，有机肥的施加量均为50kg/亩，在玉米生长的过程中不再施加其它肥料和农药，在玉米生长过程中记录其病害发生率，待玉米收获后记录其产量，具体结果见表2。

表2玉米病害发生率和产量

项目	病害发生率(％)	玉米产量(kg/hm²)
			实施例1	0.5	686.8
实施例2	0.8	682.3
			实施例3	0.3	669.4
对比例1	3.5	601.3
			常规对照组	4.3	578.5

从表2可以看出，施用实施例1的有机肥种植玉米后，相对于施用普通农家肥种植的玉米来说，玉米的产量提高了18.72％；施用实施例2的有机肥种植玉米后，相对于施用普通农家肥种植的玉米来说，玉米的产量提高了17.94％，施用实施例3的有机肥种植玉米后，相对于施用普通农家肥种植的玉米来说，玉米的产量提高了15.71％；施用对比例1的有机肥种植玉米后，相对于施用普通农家肥种植的玉米来说，玉米的产量提高了3.94％，和常规对照组产量基本相当。

实施例1-3的有机肥料中因为添加有巨菌草，因此其营养成分非常丰富，能够满足玉米不同生长阶段的需求；杨柳枝中含有促进玉米生根发芽的物质，能够提高玉米的生根发芽率，实验中发现，施用实施例1-3的有机肥后，玉米的发芽率基本达到95％以上，而施用对比例1和常规对照组的有机肥后，玉米发芽率仅在85％左右，从而使玉米的产量受到影响。

此外，实施例1-3的有机肥中还含有苏云金芽孢杆菌，苏云金芽孢杆菌一般作为杀虫杀菌剂使用，在本发明体系中，苏云金芽孢杆菌能够促进枯草芽孢杆菌、白腐菌对粗蛋白、粗脂肪、粗纤维的降解，使原料迅速发酵成有机肥，同时，苏云金芽孢杆菌存留在体系中能够起到杀虫杀菌的作用，能够抑制玉米生长过程中的病害。

由此可见，本发明的有机肥不仅能够改善土壤理化性质，提高土壤肥力，进而提高作物产量，还能够控制玉米生长过程中的病害发生率。

需要说明的是，本发明说明书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例1-3相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将农作物废弃物粉碎，得到农作物废弃物料渣；

所述发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×10⁹-1.0×10¹¹cfu/mL；

2.根据权利要求1所述的利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，所述农作物废弃物为稻壳、花生壳、稻草、秸秆、锯末、树叶、木屑、杂草中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，所述步骤1中农作物废弃物料渣为3-5cm的段状物。

4.根据权利要求1所述的利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，所述步骤2中营养料渣为0.5-1cm的段状物。

5.根据权利要求1所述的利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，所述畜禽养殖粪便为鲜鸡粪、鲜猪粪、鲜牛粪、鲜羊粪、鲜马粪中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的利用农牧业废弃物制备有机肥的方法，其特征在于，所述蛋白酶活力、所述纤维素酶活力、所述木聚糖酶活力均为6000-7000U/mL。