CN112645746A - 一种动物粪污秸秆生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动物粪污秸秆生物有机肥及其制备方法，该肥料由动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和益生菌液组成的原料制备而成。各原料组分以重量计为：动物粪尿液60‑70份、秸秆30‑40份、秸秆腐熟剂0.2‑0.3份和益生菌液0.1‑0.2份。该方法包括以下步骤：将地衣芽孢杆菌、干酪乳杆菌和酿酒酵母混合得到益生菌液，将枯草芽孢杆菌、米曲霉和产朊假丝酵母混合得到秸秆腐熟剂；将各原料组分混合得到混合物料；物料初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵90‑120天，当物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，获得生物有机肥。本发明能将动物粪尿液和秸秆转化为有机肥料，施用本发明可促进作物生长，提高作物产量。

Description

一种动物粪污秸秆生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种动物粪污秸秆生物有机肥及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，国内市场对动物产品的需求不断增加，推进了动物养殖业的快速发展，大批规模化、产业化养殖场、养殖企业成长迅速。但是，动物在生长过程中会产生大量的粪尿液等废弃物，在这些废弃物中存在大量的有机物，直接排放这些废弃物会造成资源的浪费和严重的环境污染问题。因而，如何有效处理这些废弃物，减少环境污染成为养殖场和养殖企业面临的难题。

另外，种植业为人们提供丰富的粮食、蔬菜等农产品的同时，每年都生成大量的秸秆。由于秸秆中含有大量的有机物，如果不能有效处理就会造成资源的浪费和环境污染，如秸秆焚烧产生的烟气会污染空气。

因此，将动物粪尿液和秸秆转化为作物生长需要的有机肥，对于动物粪尿液和秸秆的资源化利用和改善土壤肥力意义重大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种动物粪污秸秆生物有机肥及其制备方法，将动物粪尿液和秸秆通过发酵转化为有机肥料，实现动物粪尿液和秸秆的资源化处理，减轻环境污染。

一方面，本发明提供一种动物粪污秸秆生物有机肥，其由动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液组成的原料制备而成。

优选地，所述动物粪污秸秆生物有机肥是通过将所述原料混合均匀，然后在高于4℃的温度下兼氧发酵90-120天制备而成的，所述动物粪污秸秆生物有机肥中的粪大肠菌群数≤50。

优选地，所述原料由按重量计的所述动物粪尿液60-70份、所述秸秆30-40份、所述秸秆腐熟剂0.2-0.3份和所述复合益生菌液0.1-0.2份组成。

优选地，所述原料由按重量计的所述动物粪尿液60份、所述秸秆33份、所述秸秆腐熟剂0.23份和所述复合益生菌液0.1份组成。

优选地，所述原料由按重量计的所述动物粪尿液63份、所述秸秆30份、所述秸秆腐熟剂0.2份和所述复合益生菌液0.14份组成。

优选地，所述原料由按重量计的所述动物粪尿液67份、所述秸秆40份、所述秸秆腐熟剂0.3份和所述复合益生菌液0.18份组成。

优选地，所述原料由按重量计的所述动物粪尿液70份、所述秸秆37份、所述秸秆腐熟剂0.26份和所述复合益生菌液0.2份组成。

优选地，所述复合益生菌液包括地衣芽孢杆菌、干酪乳杆菌和酿酒酵母，所述秸秆腐熟剂包括枯草芽孢杆菌、米曲霉和产朊假丝酵母。

优选地，所述地衣芽孢杆菌的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，所述干酪乳杆菌的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，所述酿酒酵母的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL，所述枯草芽孢杆菌的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，所述米曲霉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，所述产朊假丝酵母的含菌量≥3.0×10⁹cfu/g。

另一方面，本发明还提供上述动物粪污秸秆生物有机肥的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂，将地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合得到所述复合益生菌液，将枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合得到所述秸秆腐熟剂；

步骤2，制备混合物料，将动物粪尿液、秸秆、所述秸秆腐熟剂和所述复合益生菌液混合均匀得到混合物料；

步骤3，发酵，物料初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵90-120天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为所述动物粪污秸秆生物有机肥。

本发明的动物粪污秸秆生物有机肥能将动物粪尿液和秸秆通过发酵转化为有机肥料，实现动物粪尿液和秸秆的资源化，减轻环境污染，施用本发明的动物粪污秸秆生物有机肥可促进作物生长，提高作物产量。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在下文的描述中，所涉及的方法如无特别说明，则均为本领域的常规方法。所涉及的原料如无特别说明，则均是能从公开商业途径获得的原料。

本发明将动物粪尿液与秸秆混合后，采用益生菌和秸秆腐熟剂发酵制成动物粪污秸秆生物有机肥(为了表述方便，以下简称生物有机肥)。将动物粪尿液和秸秆通过发酵转化为有机肥料，实现动物粪尿液和秸秆的资源化，减轻环境污染，施用本发明的生物有机肥可促进作物生长，提高作物产量。

在本发明的一个具体实施方式中，生物有机肥采用动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液组成的原料制备而成。其具体制备过程包括：步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂；步骤2，制备混合物料；步骤3，将混合物料发酵。

在制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂的步骤1，一方面，选取地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)菌液、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)菌液和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌液，然后将三种菌液按照重量计的配比关系进行复配获得复合益生菌液，优选地衣芽孢杆菌菌液25-40份、干酪乳杆菌菌液30-45份和酿酒酵母菌液25-35份。其中，地衣芽孢杆菌菌液的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，干酪乳杆菌菌液的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，酿酒酵母菌液的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL。三种菌液可以自行制备，分别将地衣芽孢杆菌、干酪乳杆菌和酿酒酵母在相应的液体培养基中进行高密度发酵培养获得菌液。

另一方面，选取枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌粉、米曲霉(Aspergillusoryzae)菌粉和产朊假丝酵母(Candida utilis)菌粉，然后将三种菌粉按照重量计的配比关系进行复配获得秸秆腐熟剂，优选枯草芽孢杆菌菌粉25-35份、米曲霉菌粉30-40份和产朊假丝酵母菌粉20-30份。其中，枯草芽孢杆菌菌粉的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，米曲霉菌粉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌粉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL。三种菌粉可以自行制备。一方面，分别将枯草芽孢杆菌和产朊假丝酵母在相应的液体培养基中发酵培养获得菌液，然后从发酵培养物中分离菌体并干燥浓缩制成单菌株固态菌粉。另一方面，将米曲霉在相应的固体培养基中发酵获得固态培养物，然后将固态培养物干燥、粉碎制成单菌株固态菌粉。

在制备混合物料的步骤2，按照预定的重量配比称取各种原料组分，然后将各原料混合、搅拌均匀。原料中各组分的重量配比分别优选：动物粪尿液60-70份、秸秆30-40份、秸秆腐熟剂0.2-0.3份和复合益生菌液0.1-0.2份。其中的秸秆优选长度3cm-5cm的颗粒。

在将混合物料发酵步骤3，混合物料的初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵90-120天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为生物有机肥。

为了帮助更好地理解本发明的技术方案，以下提供实施例，用于说明本发明的生物有机肥及其制备过程。

实施例一

本实施例的生物有机肥的原料包括按重量计的动物粪尿液60份、秸秆33份、秸秆腐熟剂0.23份和复合益生菌液0.1份。其中的复合益生菌液由地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合而成，按重量计的三种菌液的份数分别是地衣芽孢杆菌菌液25份、干酪乳杆菌菌液40份和酿酒酵母菌液35份。三种菌液的含菌量分别为：地衣芽孢杆菌菌液的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，干酪乳杆菌菌液的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，酿酒酵母菌液的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL。其中的秸秆腐熟剂由枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合而成，按重量计的三种菌粉的份数分别是枯草芽孢杆菌菌粉25份、米曲霉菌粉36份和产朊假丝酵母菌粉27份。三种菌粉的含菌量分别为：枯草芽孢杆菌菌粉的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，米曲霉菌粉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌粉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL。

该生物有机肥通过以下步骤制备而成。

步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂，将地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合均匀得到复合益生菌液；将枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合均匀得到秸秆腐熟剂。

步骤2，混合原料制备混合物料，将动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液添加在一起搅拌、混合均匀。

步骤3，发酵，物料的初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵90天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为生物有机肥1。

实施例二

本实施例的生物有机肥的原料包括按重量计的动物粪尿液63份、秸秆30份、秸秆腐熟剂0.2份和复合益生菌液0.14份。其中的复合益生菌液由地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合而成，按重量计的三种菌液的份数分别是地衣芽孢杆菌菌液30份、干酪乳杆菌菌液45份和酿酒酵母菌液29份。三种菌液的含菌量分别为：地衣芽孢杆菌菌液的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，干酪乳杆菌菌液的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，酿酒酵母菌液的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL。其中的秸秆腐熟剂由枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合而成，按重量计的三种菌粉的份数分别是枯草芽孢杆菌菌粉29份、米曲霉菌粉40份和产朊假丝酵母菌粉23份。三种菌粉的含菌量分别为：枯草芽孢杆菌菌粉的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，米曲霉菌粉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌粉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL。

该生物有机肥通过以下步骤制备而成。

步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂，将地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合均匀得到复合益生菌液；将枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合均匀得到秸秆腐熟剂。

步骤2，混合原料制备混合物料，将动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液添加在一起搅拌、混合均匀。

步骤3，发酵，物料的初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵100天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为生物有机肥2。

实施例三

本实施例的生物有机肥的原料包括按重量计的动物粪尿液67份、秸秆40份、秸秆腐熟剂0.3份和复合益生菌液0.18份。其中的复合益生菌液由地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合而成，按重量计的三种菌液的份数分别是地衣芽孢杆菌菌液35份、干酪乳杆菌菌液37份和酿酒酵母菌液25份。三种菌液的含菌量分别为：地衣芽孢杆菌菌液的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，干酪乳杆菌菌液的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，酿酒酵母菌液的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL。其中的秸秆腐熟剂由枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合而成，按重量计的三种菌粉的份数分别是枯草芽孢杆菌菌粉35份、米曲霉菌粉33份和产朊假丝酵母菌粉20份。三种菌粉的含菌量分别为：枯草芽孢杆菌菌粉的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，米曲霉菌粉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌粉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL。

该生物有机肥通过以下步骤制备而成。

步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂，将地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合均匀得到复合益生菌液；将枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合均匀得到秸秆腐熟剂。

步骤2，混合原料制备混合物料，将动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液添加在一起搅拌、混合均匀。

步骤3，发酵，物料的初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵110天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为生物有机肥3。

实施例四

本实施例的生物有机肥的原料包括按重量计的动物粪尿液70份、秸秆37份、秸秆腐熟剂0.26份和复合益生菌液0.2份。其中的复合益生菌液由地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合而成，按重量计的三种菌液的份数分别是地衣芽孢杆菌菌液40份、干酪乳杆菌菌液30份和酿酒酵母菌液27份。三种菌液的含菌量分别为：地衣芽孢杆菌菌液的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，干酪乳杆菌菌液的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，酿酒酵母菌液的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL。其中的秸秆腐熟剂由枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合而成，按重量计的三种菌粉的份数分别是枯草芽孢杆菌菌粉33份、米曲霉菌粉30份和产朊假丝酵母菌粉30份。三种菌粉的含菌量分别为：枯草芽孢杆菌菌粉的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，米曲霉菌粉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，产朊假丝酵母菌粉的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL。

该生物有机肥通过以下步骤制备而成。

步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂，将地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合均匀得到复合益生菌液；将枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合均匀得到秸秆腐熟剂。

步骤2，混合原料制备混合物料，将动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液添加在一起搅拌、混合均匀。

步骤3，发酵，物料的初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵120天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为生物有机肥4。

为了帮助更好的理解本发明的技术方案，以下提供一个水稻种植的试验例，用于说明本发明的应用效果。

试验例一：生物有机肥对水稻生长的影响

在大庆市大同区进行水稻种植试验，选取同一田块，田间土壤的基本理化性状为pH值7.46，耕作层土壤有机质含量26.5g/kg，速效磷量28mg/kg，速效钾量185mg/kg，碱解氮量126mg/kg。试验设计5组，包括4个试验组和1个对照组，每组试验设计3个试验小区，每个试验小区面积为20m²，所有试验小区均随机分布。

本试验种植品种选用龙稻28号，在4月上旬采用钵体盘育苗，5月中旬人工插秧，5株苗/穴、株距10cm，行距30cm。对照组按照常规施肥，施用尿素180kg/hm²、磷酸二铵120kg/hm²和硫酸钾75kg/hm²，氮肥按基肥:蘖肥:穗肥＝4:3:3施入，钾肥按基肥:穗肥＝1:1施入，磷肥全部作为基肥施入。试验组施用尿素90kg/hm²、磷酸二铵60kg/hm²和硫酸钾37.5kg/hm²，施入方式与对照组相同，同时施用本发明制备的生物有机肥作为基肥，施肥量为1500kg/hm²。各小区采用同样的常规管理，10月上旬收获。

在水稻收获前，每个小区随机连续取10株进行室内考种，计算各组的平均株高、平均有效穗数、平均每穗实粒数、平均千粒重；在水稻收获后，统计每个小区的产量，计算每组的平均小区产量。结果见表1。

表1

由表1数据可以看出，施用生物有机肥的4组水稻在株高、有效穗数、每穗实粒数、千粒重、小区产量五个性状上均明显高于对照组。由此说明，上述制备的生物有机肥1-生物有机肥4均能明显促进水稻的生长，提高水稻的产量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种动物粪污秸秆生物有机肥，其由动物粪尿液、秸秆、秸秆腐熟剂和复合益生菌液组成的原料制备而成。

2.根据权利要求1所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述动物粪污秸秆生物有机肥是通过将所述原料混合均匀，然后在高于4℃的温度下兼氧发酵90-120天制备而成的，所述动物粪污秸秆生物有机肥中的粪大肠菌群数≤50。

3.根据权利要求1所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述原料由按重量计的所述动物粪尿液60-70份、所述秸秆30-40份、所述秸秆腐熟剂0.2-0.3份和所述复合益生菌液0.1-0.2份组成。

4.根据权利要求3所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述原料由按重量计的所述动物粪尿液60份、所述秸秆33份、所述秸秆腐熟剂0.23份和所述复合益生菌液0.1份组成。

5.根据权利要求3所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述原料由按重量计的所述动物粪尿液63份、所述秸秆30份、所述秸秆腐熟剂0.2份和所述复合益生菌液0.14份组成。

6.根据权利要求3所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述原料由按重量计的所述动物粪尿液67份、所述秸秆40份、所述秸秆腐熟剂0.3份和所述复合益生菌液0.18份组成。

7.根据权利要求3所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述原料由按重量计的所述动物粪尿液70份、所述秸秆37份、所述秸秆腐熟剂0.26份和所述复合益生菌液0.2份组成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述复合益生菌液包括地衣芽孢杆菌、干酪乳杆菌和酿酒酵母，所述秸秆腐熟剂包括枯草芽孢杆菌、米曲霉和产朊假丝酵母。

9.根据权利要求8所述的动物粪污秸秆生物有机肥，其特征在于：所述地衣芽孢杆菌的含菌量≥1.0×10¹⁰cfu/mL，所述干酪乳杆菌的含菌量≥5.0×10¹¹cfu/mL，所述酿酒酵母的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL，所述枯草芽孢杆菌的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/g，所述米曲霉的含菌量≥4.0×10⁹cfu/g，所述产朊假丝酵母的含菌量≥3.0×10⁹cfu/g。

10.一种动物粪污秸秆生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

步骤1，制备复合益生菌液和秸秆腐熟剂，将地衣芽孢杆菌菌液、干酪乳杆菌菌液和酿酒酵母菌液混合得到所述复合益生菌液，将枯草芽孢杆菌菌粉、米曲霉菌粉和产朊假丝酵母菌粉混合得到所述秸秆腐熟剂；

步骤2，制备混合物料，将动物粪尿液、秸秆、所述秸秆腐熟剂和所述复合益生菌液混合均匀得到混合物料；

步骤3，发酵，物料初始pH自然，在高于4℃的温度下兼氧发酵90-120天，当发酵物料中的粪大肠菌群数≤50时结束发酵，发酵后的产物作为所述动物粪污秸秆生物有机肥。