CN112174740A - 一种以畜禽粪便为原料的有机肥液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以畜禽粪便为原料的有机肥液及其制备方法，该有机肥液按重量份计包括以下原料：畜禽粪便150‑200份、尿素50‑60份、农业废弃物50‑60份、工业废弃物30‑40份、草木灰20‑30份、沼液20‑30份、微生物菌剂10‑15份、组合酶剂4‑6份。本发明采用畜禽粪便为主要原料，配以农业废弃物和工业废弃物，变废为宝，并添加尿素、沼液等调理剂，通过微生物菌剂以及组合酶剂的作用，快速发酵成高质量的有机肥液，该有机肥液具有无污染、速效、长效等特点。在制备过程中采用有氧发酵‑无氧发酵‑有氧发酵相结合的发酵方式，降低了工程成本且制备出了高质量的有机肥液。

Description

一种以畜禽粪便为原料的有机肥液及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机肥技术领域，更具体的说是涉及一种以畜禽粪便为原料的有机肥液及其制备方法。

背景技术

随着我国畜牧业集约化程度的不断提高，畜牧业养殖规模化日益递增。随之而来的负面影响就是畜禽粪便量逐年增加。由于畜禽粪便堆放及粪便冲洗管理不当，大量污染物质进入水体，畜禽粪便进入水体流失率高达25％～30％，COD排放接近工业废水COD排放总量，N、P流失量大于化肥流失量，是农村面源污染的主要原因之一。如果这些畜禽粪便不能及时处理，将会严重污染周围环境及水源，对生态环境造成严重影响，因此畜牧业产生的粪便已成为制约养殖企业深度发展的重要因素之一。此外，大量的农业废弃物如秸秆、豆粕、枝条等和工业废弃物如蘑菇菌渣、海带渣、磷柠檬酸渣、木薯渣、糖醛渣等也大量堆积，造成浪费。

目前，虽然部分利用畜禽粪便、农业废弃物和工业废弃物等制作有机肥，但是可能存在一定数量的重金属、农药、饲料添加剂、抗生素等有害物质。当其施入土壤后，这些有害物质也随之带入土壤和环境中，会对环境产生负面的影响。此外，虽然有机肥的成分种类较多，但是每种养分的含量相对较少，利用率低，并且病菌较多。

因此，如何提供一种以畜禽粪便为原料的有机肥液及其制备方法是本领域技术人员需要解决的问题

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种以畜禽粪便为原料的有机肥液及其制备方法，采用畜禽粪便为主要原料，配以农业废弃物和工业废弃物，变废为宝，并添加尿素、沼液等调理剂，通过微生物菌剂以及组合酶剂的作用，快速发酵成高质量的有机肥液，该有机肥液具有无污染、速效、长效等特点的畜禽粪便有机肥液。在制备过程中原料有氧发酵-无氧发酵-有氧发酵相结合的发酵方式，降低了工程成本且制备出高质量的有机肥液。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，所述有机肥液按重量份计包括以下原料：畜禽粪便150-200份、尿素50-60份、农业废弃物50-60份、工业废弃物30-40份、草木灰20-30份、沼液20-30份、微生物菌剂10-15份、组合酶剂4-6份。

优选地，所述有机肥液按重量份计包括以下原料：畜禽粪便180份、尿素55份、农业废弃物55份、工业废弃物35份、草木灰25份、沼液25份、微生物菌剂12份、组合酶剂5份。

优选地，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、根瘤菌、硅酸盐细菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母、侧孢短芽孢杆菌、细黄链霉菌、无机磷细菌、固氮菌、黑曲霉、米曲霉的混合物。

采用上述技术方案的技术效果：该设计采用多种好氧发酵菌和兼性发酵菌种，这些菌种在生长过程会分泌多种能够降解有机质(包括蛋白质、纤维素、半纤维素、脂质等)、并提高作物抗虫害能力的酶，硅酸盐细菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等细菌的前期降解，结合黑曲霉、米曲霉的后续酶解，再加上所述组合酶剂的联合作用，具有发酵快，发酵好的优点，既能高温发酵，又能低温发酵，大大缩短制作时间，降低成本。

优选地，所述微生物菌剂的有效活菌数不小于1.2亿/g。

优选地，所述组合酶剂为纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶的以任意比例组成的混合物。

采用上述技术方案的技术效果是：上述组合酶剂能将发酵原料的成分水解成为微生物培养的营养物质，增加营养，促进发酵进程，提高原料利用率，能提高发酵过程中原料的利用率，与微生物菌剂配合使用，缩短发酵周期，提高产品品质，降低生产成本。

优选地，所述纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶的质量比为(2-3)：(2-5)：(2-5)：(5-7)：(0.5-1)：(0.5-1)。

优选地，所述农业废弃物为秸秆、豆粕、棉粕、杂草、落叶和果实外壳中的一种或多种的混合物。

优选地，所述工业废弃物为蘑菇菌渣、海带渣、磷柠檬酸渣、木薯渣、糖醛渣、氨基酸腐植酸、油渣、贝壳粉、酒糟、醋糟、木薯渣的糖渣中的一种或多种的混合物。

本发明还提供上述以畜禽粪便为原料的有机肥液的制备方法，S1、将畜禽粪便和农业废弃物粉碎并干燥后，与微生物菌剂、组合酶剂按所需比例混合，经先进行第一次有氧发酵，完成后加入草木灰和工业废弃物，再接着进行厌氧发酵后，再进行第二有氧发酵，最终降解得到液化物；

S2、向液化物中按比例加入沼液和尿素，配制成混合物，超声处理混合物，经砂滤，得到有机肥液。

采用上述技术方案的技术效果：先进行有氧发酵，分解大部分的有机物，再进行厌氧发酵有利于半纤维素和纤维素的分解，破坏内部结构，再进行有氧发酵，将未分解的木质素和较难分解的有机物全部分解变成有机酸，转换成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，相互结合的工艺方法，具有降低工程成本，制备出有机肥具有优良的肥效。

优选地，在步骤S1中，所述第一次有氧发酵和第二次有氧发酵的操作均为：在pH为6-8，温度为40-60℃，氧气浓度不低于10％，含水量为50-60％的条件下，进行有氧发酵2-3天；

所述厌氧发酵的操作为：密封在温度为30-50℃，无氧条件下，进行厌氧发酵7-10天。

采用上述技术方案的技术效果：当含水率低于50％时，微生物在水中提取营养物质的能力降低，有机物分解缓慢；当水分低于15％时，微生物活动几乎停止；当含水率高于60％时，水就会充满物料颗粒间的间隙，堵塞空气通道，影响有机物的降解效果。

优选地，在步骤S2中，仅砂滤后的滤渣再次投入发酵室继续发酵。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，具有如下有益效果：

(1)本发明采用畜禽粪便为主要原料，配以农业废弃物和工业废弃物，变废为宝，并添加尿素、沼液等调理剂，通过微生物菌剂以及组合酶剂的作用，快速发酵成高质量的有机肥液，该有机肥液具有无污染、速效、长效等特点的畜禽粪便有机肥液。

(2)本发明在有机肥液的制备过程中，先进行有氧发酵，分解大部分的有机物，再进行厌氧发酵有利于半纤维素和纤维素的分解，破坏内部结构，再进行有氧发酵，将未分解的木质素和较难分解的有机物全部分解变成有机酸，转换成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，相互结合的工艺方法，具有降低工程成本，制备出有机肥具有优良的肥效。简言之，本发明采用有氧发酵-无氧发酵-有氧发酵相结合的发酵方式，降低了工程成本且制备出高质量的有机肥液。

(3)本发明不仅解决了畜禽粪便对环境的污染问题，而且获得的有机肥液贮存、运输都方便，施肥容易；本发明施于土壤中能增加土壤中的有机质，使根部有足够的氧气，强化吸收能力，促进植物快速生长，提高作物产量，平均增产率达60％-400％以上，作物不同增产的幅度也不同，已见蕃茄、咖啡、葡萄、茶叶、豆类、辣椒、棉花的增产量达4倍以上；与化肥比较，节省70％以上的购买肥料费用，同时也减少化肥对土地的伤害。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例中，纤维素酶的酶活力为2000-3000U/g，脂肪酶的酶活力为2000-5000U/g，蔗糖酶的酶活力为2000-5000U/g，果胶酶的酶活力为2000-5000U/g，过氧化氢酶的酶活力为5000-7000U/g，土壤蛋白酶的酶活力为500-1000U/g，土壤磷酸酶的酶活力为500-1000U/g。

实施例1

本实施例公开了一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，有机肥液按重量kg计包括以下原料：畜禽粪便150kg、尿素50kg、农业废弃物60kg、工业废弃物40kg、草木灰30kg、沼液30kg、微生物菌剂10kg、组合酶剂6kg。

其中，农业废弃物为秸秆、豆粕、棉粕、杂草、落叶和果实外壳的以任意比例组成的混合物。工业废弃物为蘑菇菌渣、海带渣、磷柠檬酸渣、木薯渣、糖醛渣、氨基酸腐植酸、油渣、贝壳粉、酒糟、醋糟、木薯渣的糖渣的以任意比例组成的混合物。

微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、根瘤菌、硅酸盐细菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母、侧孢短芽孢杆菌、细黄链霉菌、无机磷细菌、固氮菌、黑曲霉、米曲霉的混合物，微生物菌剂的有效活菌数为1.5亿/g。组合酶剂为纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶，且纤维素酶的用量为2000U/g，脂肪酶的用量为5000U/g，蔗糖酶的用量为5000U/g，果胶酶的用量为2000U/g，过氧化氢酶的用量为7000U/g，土壤蛋白酶的用量为1000U/g，土壤磷酸酶的用量为500U/g。

本实施例还提供上述以畜禽粪便为原料的有机肥液的制备方法，包括以下步骤：

S1、将畜禽粪便和农业废弃物粉碎并干燥后，投入发酵室中，与微生物菌剂、组合酶剂按所需比例混合，经先在pH为6，温度为40℃，氧气浓度为30％，含水量为60％的条件下，有氧发酵2天，完成后加入草木灰和工业废弃物，再接着进行厌氧发酵，在温度为30℃的条件下，密闭发酵7天后，再在pH为6，温度为40℃，氧气浓度为30％，含水量为60％的条件下，有氧发酵3天，最终降解得到液化物；

S2、将液化物输送至配料调配箱中，按比例加入沼液和尿素，配制成混合物，并在功率为500W的条件下超声处理1小时，混合物超声处理完成后，经砂滤，得到有机肥液。

上述实施例所述生物有机肥中，N∶P∶K＝14.5∶3.8∶5.0，有效菌数≥1.2亿/g，可溶性有机质含量为24％，pH值6.5，有效期≥18个月。

实施例2

本实施例公开了一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，有机肥液按重量kg计包括以下原料：畜禽粪便200kg、尿素60kg、农业废弃物60kg、工业废弃物30kg、草木灰20kg、沼液20kg、微生物菌剂15kg、组合酶剂4kg。

其中，农业废弃物为秸秆、豆粕、棉粕、杂草、落叶和果实外壳的等比例混合物。工业废弃物为蘑菇菌渣、海带渣、磷柠檬酸渣、木薯渣、糖醛渣、氨基酸腐植酸、油渣、贝壳粉、酒糟、醋糟、木薯渣的糖渣的等比例混合物。

微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、根瘤菌、硅酸盐细菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母、侧孢短芽孢杆菌、细黄链霉菌、无机磷细菌、固氮菌、黑曲霉、米曲霉的混合物，微生物菌剂的有效活菌数为1.3亿/g。

组合酶剂为纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶，纤维素酶的用量为3000U/g，脂肪酶的用量为2000U/g，蔗糖酶的用量为2000U/g，果胶酶的用量为7000U/g，过氧化氢酶的用量为5000U/g，土壤蛋白酶的用量为500U/g，土壤磷酸酶的用量为1000U/g。

本实施例还提供上述以畜禽粪便为原料的有机肥液的制备方法，包括以下步骤：

S1、将畜禽粪便和农业废弃物粉碎并干燥后，投入发酵室中，与微生物菌剂、组合酶剂按所需比例混合，经先在pH为8，温度为60℃，氧气浓度为10％，含水量为50％的条件下，有氧发酵3天，完成后加入草木灰和工业废弃物，再接着进行厌氧发酵，在温度为50℃，密闭发酵10天后，再在pH为8，温度为60℃，氧气浓度为10％，含水量为50％的条件下，有氧发酵2天，最终降解得到液化物；

S2、将液化物输送至配料调配箱中，按比例加入沼液和尿素，配制成混合物，并在功率为400W的条件下超声处理3小时，混合物超声处理完成后，经砂滤，得到有机肥液。

上述实施例所述生物有机肥中，N∶P∶K＝14.5∶3.5∶6.2，有效菌数≥1.2亿/g，可溶性有机质含量为22％，pH值8.0，有效期≥18个月。

实施例3

本实施例公开了一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，有机肥液按重量kg计包括以下原料：畜禽粪便180kg、尿素55kg、农业废弃物55kg、工业废弃物35kg、草木灰25kg、沼液25kg、微生物菌剂12kg、组合酶剂5kg。农业废弃物为秸秆、豆粕、棉粕、杂草、落叶和果实外壳中的以任意比例组成的混合物。

工业废弃物为蘑菇菌渣、海带渣、磷柠檬酸渣、木薯渣、糖醛渣、氨基酸腐植酸、油渣、贝壳粉、酒糟、醋糟、木薯渣的糖渣中的以任意比例组成的混合物。

微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、根瘤菌、硅酸盐细菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母、侧孢短芽孢杆菌、细黄链霉菌、无机磷细菌、固氮菌、黑曲霉、米曲霉的混合物，微生物菌剂的有效活菌数为1.4亿/g。

组合酶剂为纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶，纤维素酶的用量为2500U/g，脂肪酶的用量为2500U/g，蔗糖酶的用量为3000U/g，果胶酶的用量为3000U/g，过氧化氢酶的用量为6000U/g，土壤蛋白酶的用量为6000U/g，土壤磷酸酶的用量为6000U/g。

本实施例还提供上述以畜禽粪便为原料的有机肥液的制备方法，包括以下步骤：

S1、将畜禽粪便和农业废弃物粉碎并干燥后，投入发酵室中，与微生物菌剂、组合酶剂按所需比例混合，经先在pH为7，温度为50℃，氧气浓度为20％，含水量为55％的条件下，有氧发酵3天，完成后加入草木灰和工业废弃物，再接着进行厌氧发酵，在温度为40℃，密闭发酵8天后，再在pH为7，温度为50℃，氧气浓度为20％，含水量为55％的条件下，有氧发酵2天，最终降解得到液化物；

S2、将液化物输送至配料调配箱中，按比例加入沼液和尿素，配制成混合物，并在功率为450W的条件下超声处理2小时，混合物超声处理完成后，经砂滤，得到有机肥液。

上述实施例所述生物有机肥中，N∶P∶K＝14.5∶3.7∶5.8，有效菌数≥1.2亿/g，可溶性有机质含量为25％，pH值7.5，有效期≥18个月。

对比例1

与实施例3的原料和制备方法基本相同，不同之处仅在于，没有添加微生物菌剂。

上述对比例所述有机肥液中，有效菌数≥0.02亿/g，可溶性有机质含量为10％。

对比例2

与实施例3的原料和制备方法基本相同，不同之处仅在于，没有添加组合酶剂。

上述对比例所述有机肥液中，有效菌数≥0.8亿/g，可溶性有机质含量为12％。

通过实施例3以及对比例1和对比例2的有机肥液中成分检测可知，与对比例1和对比例2相比，实施例3中有机质含量明显增加，由于对比例1未添加微生物菌剂，导致原料发酵不充分，进而有机质含量大大降低，由于对比例文件2未添加组合酶剂，虽然有一定的发酵效果，但明显原料的利用率不高，有机质含量相对较低。

采用本发明生产出的有机肥液重金属含量低于《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)，比较结果如下：

由上表数据可知，本发明以畜禽粪便为主要原料，利用多种微生物菌剂，并结合组合酶剂，达到无害化、处理稳定化、资源化的要求。后续肥料生产过程根据土壤特征、农作物的营养特性和栽培技术特性增加其他腐殖酸、各种微量元素，做出具有针对性的有机液体肥料。有肥料的指标按照质量(kg)含量计算可分为N+P₂O₅+K₂O≥4％；有机质≥35％、腐殖酸≥10％，PH7-7.5，并可以根据实际量进行调节，如采取4％≤N+P₂O₅+K₂O≤9％，35％≤有机质≤45％，10％≤腐殖酸≤20％，PH7-7.5。

本发明的产品为黄褐色液体，内含十数种优良微生物、中、短键胺基酸、酵素水解蛋白、强力蛋白酶、氮、磷、钾(总量＜15％)硼、锰、锌、镁(总量＜4％)钙、铁、铜等等巨量、次量、微量及十多种必要营养元素。

本发明产品的使用方法：适合在大田、果园及保护地大棚等使用。每亩地使用有机肥液10kg，使用时与水混合，其与水的重量比例为1：50，施肥方法可采用人工喷洒或滴灌。

在蚌埠市郊区的1亩番茄保护地大棚内，使用实施例3制备的有机肥液体10kg，与水按照1:50的比例混合，均匀地喷洒在作物根部及其周围土壤并观察番茄的生长。另按照传统施农家肥方式施在相邻的1亩番茄保护地大棚内，并观察番茄的生长。

上述对比试验结果如下：

由上述数据可知，本发明施于土壤中能增加土壤中的有机质，使根部有足够的氧气，强化吸收能力，促进植物快速生长，提高作物产量，蕃茄的增产量达4倍。

综上所述，本发明采用畜禽粪便为主要原料，配以农业废弃物和工业废弃物，变废为宝，并添加尿素、沼液等调理剂，通过微生物菌剂以及组合酶剂的作用，快速发酵成高质量的有机肥液，该有机肥液具有无污染、速效、长效等特点的畜禽粪便有机肥液。

本发明不仅解决了畜禽粪便对环境的污染问题，而且获得的有机肥液贮存、运输都方便，施肥容易；本发明施于土壤中能增加土壤中的有机质，使根部有足够的氧气，强化吸收能力，促进植物快速生长，提高作物产量，平均增产率达60％-400％以上，作物不同增产的幅度也不同，已见蕃茄、咖啡、葡萄、茶叶、豆类、辣椒、棉花的增产量达4倍以上；与化肥比较，节省70％以上的购买肥料费用，同时也减少化肥对土地的伤害。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述有机肥液按重量份计包括以下原料：畜禽粪便150-200份、尿素50-60份、农业废弃物50-60份、工业废弃物30-40份、草木灰20-30份、沼液20-30份、微生物菌剂10-15份、组合酶剂4-6份。

2.根据权利要求1所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述有机肥液按重量份计包括以下原料：畜禽粪便180份、尿素55份、农业废弃物55份、工业废弃物35份、草木灰25份、沼液25份、微生物菌剂12份、组合酶剂5份。

3.根据权利要求1或2所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、根瘤菌、硅酸盐细菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母、侧孢短芽孢杆菌、细黄链霉菌、无机磷细菌、固氮菌、黑曲霉、米曲霉的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述微生物菌剂的有效活菌数不小于1.2亿/g。

5.根据权利要求1或2所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述组合酶剂为纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶的以任意比例组成的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述纤维素酶、脂肪酶、蔗糖酶、果胶酶、过氧化氢酶、土壤蛋白酶、土壤磷酸酶的质量比为(2-3)：(2-5)：(2-5)：(5-7)：(0.5-1)：(0.5-1)。

7.根据权利要求1或2所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述农业废弃物为秸秆、豆粕、棉粕、杂草、落叶和果实外壳中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液，其特征在于，所述工业废弃物为蘑菇菌渣、海带渣、磷柠檬酸渣、木薯渣、糖醛渣、氨基酸腐植酸、油渣、贝壳粉、酒糟、醋糟、木薯渣的糖渣中的一种或多种的混合物。

9.一种权利要求1-8任一项所述的以畜禽粪便为原料的有机肥液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将畜禽粪便和农业废弃物粉碎并干燥后，与微生物菌剂、组合酶剂按所需比例混合，经先进行第一次有氧发酵，完成后加入草木灰和工业废弃物，再接着进行厌氧发酵后，再进行第二有氧发酵，最终降解得到液化物；

S2、向液化物中按比例加入沼液和尿素，配制成混合物，超声处理混合物后，经砂滤，得到有机肥液。

10.根据权利要求9所述的一种以畜禽粪便为原料的有机肥液的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述第一次有氧发酵和第二次有氧发酵的操作均为：在pH为6-8，温度为40-60℃，氧气浓度不低于10％，含水量为50-60％的条件下，进行有氧发酵2-3天；

所述厌氧发酵的操作为：密封在温度为30-50℃，无氧条件下，进行厌氧发酵7-10天。