CN101096324A - 生物有机肥料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明技术以多种优质有机物为原料，通过对其C/N、C/P、pH、水分的科学调配，并在腐熟过程中结合翻堆通氧，可加速腐熟过程，促进有机物料分解及养份转化。有机原料经一次发酵达到腐熟及无害化要求后，再接种一定比例的特定微生物菌剂，通过发酵塔进行二次发酵，从而可大大增加有机肥的有益微生物数量及代谢产物，使有机肥的功能更加全面、突出，实现了有机肥与微生物肥的功效相补，明显提高了生物有机肥的应用效果，较好的解决了传统有机肥活性低、用量大、肥效慢及二次污染问题。

Description

生物有机肥料及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种生物有机肥料及其制造方法。生物有机肥是农用微生物产品中的一个新品种，根据中华人民共和国农业部2005年1月4日发布的NY884-2004行业标准产品定义，它是指特定功能微生物与主要以动植物残体为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼有微生物肥料和有机肥料效应的肥料。
【背景技术】
有机肥料作为传统的农业生产资料，在促进农业生产发展中发挥了极其重要的作用，但有机肥料积制手段落后，由于方法不科学、手段不先进，“三低三大”现象突出，即形成的有机肥养份低体积大、无害化程度低污染大、积造有机肥劳动效益低强度大。采用传统工艺生产的有机肥中虽也含有微生物，但其种群杂、数量少，施用后很难在土壤中形成竞争优势，所以显效慢、不稳定。本发明采用微生物二次发酵技术，利用经腐熟发酵无害化处理的有机原料作为微生物菌剂定向扩繁的培养基，使特定微生物大量增殖，从而形成富含有益微生物及活性物质的生物有机肥，此类产品施用后，能很快在土壤中形成优势种群，对作物起到良好作用，且用量少、效果明显、稳定、不会产生二次污染。同时采用发酵塔设备，可确保二次发酵工艺要求，且具有占地面积小、自动化程度高的特点。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种生物有机肥料的生产方法。
本发明另外一个目的是提供一种生物有机肥料。
[技术方案]
本发明涉及一种生物有机肥的生产方法，该方法是以多种优质有机物为原料，先经好氧堆肥一次发酵，达到腐熟及无害化要求后，再采用发酵塔并添加具有特定功能的链霉菌菌剂进行二次发酵，通过定向扩繁增加产品有效活菌数量及代谢产物，采用本发明方法生产的生物有机肥产品具有机肥和微生物肥的双重功效，是种植无公害食品、绿色食品、有机食品的新型环保肥料。
人们知道，畜禽粪的分解不仅能提供给作物氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素，还能供给作物铁、锰、硼、锌、铜、钼等微量元素，但这些畜禽粪可能带有某些病菌、虫卵和杂草种子；酒糟是酿酒工业的副产品，含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、有机酸和氨基酸，同时还含有多种微量元素、维生素等。本发明将利用这些原料含有的有益元素和成分制造出生物有机肥。
本发明是按照如下方式实现的：
本发明涉及一种生物有机肥的制造方法，其特征在于该方法按下述步骤进行：
(1)原料调配：
将40-80重量份畜禽粪、2-15重量份无机物、10-20重量份膨松剂加水充分混合得到畜禽粪类原料，其中水含量以所述畜禽粪类原料总重量计是50-60％、C/N比是25-30、C/P比是75-100，pH是7.5-8。
将50-80重量份酒糟、7-10重量份石灰、2-15重量份无机物加水充分混合得到酒糟类原料，其中水含量以所述酒糟类原料总重量计是50-60％、C/N比是25-30、C/P比是75-100，pH是7.5-8。
在本发明的意义上，无机物应该理解是含有氮磷等营养元素的无机物。所述的无机物是一种或多种选自磷矿粉、白磷肥、过磷酸钙、钙镁磷肥、尿素、硫铵或磷酸铵的无机物。
优选地，所述的无机物是一种或多种选自磷矿粉、过磷酸钙、钙镁磷肥、尿素、硫铵或磷酸铵的无机物。
更优选地，所述的无机物是一种或多种选自过磷酸钙、尿素、硫铵或磷酸铵的无机物。
在本发明的意义上，膨松剂应该理解是在肥料制备过程中使物料膨松的物质。所述的膨松剂是一种或多种选自花生壳、秸秆、谷壳、草炭或食用菌渣的膨松剂。
优选地，所述的膨松剂是一种或多种选自花生壳、谷壳、草炭或食用菌渣的膨松剂。
更优选地，所述的膨松剂是一种或多种选自花生壳、谷壳或草炭的膨松剂。
(2)有机物腐熟：
上述步骤(1)的畜禽粪或酒糟类原料进行堆积腐熟，在该过程中采用人工或机械翻堆，以达到氧气浓度＞5％，温度在60℃以下。
上述步骤(1)的畜禽粪或酒糟类原料可以采用通常的堆肥技术进行堆积腐熟。
优选地，采用槽式条垛或地面条垛方式并结合翻堆进行堆积腐熟。
更优选地，采用槽式条垛方式并结合翻堆进行堆积腐熟。
采用堆积腐熟所述原料堆积层高0.7-1.5米，在环境温度高于25℃下堆积腐熟10-15天。
在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.2-0.8。
优选地，在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.3-0.6。
更优选地，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.3-0.5。
上述步骤(1)的畜禽粪或酒糟类原料进行堆积腐熟后，其中的粪大肠菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％。
(3)步骤(2)的物料接种链霉菌微生物菌剂进行二次发酵：
a、把3-20重量份的链霉菌菌剂添加到100重量份在步骤(2)所得到的物料中，其中控制水含量达到以所述的物料总重量计40-50％；
b、把步骤(a)得到的物料从多层自动翻板发酵塔的塔顶送到其塔中，让这种物料在该塔第一层中进行二次发酵，控制物料层厚度20-50cm，在培养温度25-32℃下发酵1-3天，然后将这种发酵物料翻转到第二层，在该层发酵一天后再接着每天往下翻转一层，这样发酵3-6天后就得到所述的生物有机肥。
本发明中使用的链霉菌菌剂是根据本申请人的发明专利ZL00124616.X技术制备的所述微生物肥料。该肥料使用的是菌株链霉菌(Streptomyces sp.)DW999(中国典型培养物保藏中心，专利培养物受理登记号CCTCC No.M200022)。
本发明中使用的多层自动翻板发酵塔是采用本申请人的专利技术(专利号ZL03235516.5)生产的发酵设备。
本发明还涉及采用上述方法制造的生物有机肥。该生物有机肥含有0.5-5亿个/克以上链霉菌分生孢子，有效活菌数超过农业部部颁行业标准(0.2亿/克)5倍以上，有机质≥25重量％，同时腐熟无害化处理过的有机肥经链霉菌二次发酵形成生物有机肥，富含多种发酵代谢产物，主要是玉米素、吲哚乙酸、赤霉素(每克含量≥30微克)，从而提高了本发明生物有机肥的生物活性及速效性。
本发明生物有机肥的使用方法描述如下。
本发明生物有机肥应用于育苗时，可以将15-20重量％这种生物有机肥与营养土(即苗床土)充分混合均匀即可。
本发明生物有机肥应用于基肥时，施用量是每亩100-200公斤这种生物有机肥，可以采用穴施、沟施后栽苗或播种。
本发明生物有机肥应用于追肥时，施用量是每亩200-300公斤这种生物有机肥，可以采用在种植行开侧沟施用。
[有益效果]
本发明的生物有机肥具有非常明显的如下效果：缓苗快、成活率高、根系发达、粗壮；茎叶生长旺盛、果实饱满、果型均匀、品质提高、且耐贮存；提早成熟、延长采收期、产量提高；土传病害减少。
通过下面实施例更进一步说明本发明，而这些实施例并不限制本发明的保护范围。
【具体实施方式】
实施例1制备本发明的生物有机肥
(1)原料调配：
将45重量份牛粪、2.5重量份过磷酸钙、12重量份花生壳粉加水充分混合得到本发明所述的畜禽粪类原料，其中水含量以所述畜禽粪类原料总重量计是56％、C/N比是30、C/P比是85，pH是7.5。
(2)有机物腐熟：
将上述步骤(1)的原料混合，进行堆积腐熟，在该过程中采用人工翻堆，以达到氧气浓度＞5％，温度在60℃以下；在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.3，粪大肠菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％；
(3)往在上述步骤(2)得到的物料接种链霉菌微生物菌剂(根据ZL00124616.X技术制备)进行二次发酵：
a、把8重量份的所述链霉菌菌剂添加到100重量份在步骤(2)所得到的物料中，其中控制水含量达到以所述的物料总重量计45％；
b、把步骤(a)得到的物料从多层自动翻板发酵塔的塔顶送到其塔中，让这种物料在该塔第一层中进行二次发酵，控制物料层厚度25cm，在培养温度26±1℃下发酵2天，然后将这种发酵物料翻转到第二层，在该层发酵一天后再接着每天往下翻转一层，这样发酵6天后就得到所述的生物有机肥。
该实施例制备得到的生物有机肥含有2.1亿个/克以上链霉菌分生孢子，有机质是30重量％。
在浙江温州市使用该实施例制备的生物有机肥进行了芹菜栽培试验，其试验方法为常规的试验方法。
一、研究本发明生物有机肥对芹菜生长期的影响：
通过对芹菜移栽后观察，起苗时间处理比对照提早4天。为了了解本发明生物有机肥对芹菜生长的影响，分三期对芹菜的茎粗(底部直径)等指标进行测试，每处理10株，结果取平均值。具体结果见表1。
表1本发明的生物有机肥对芹菜生长期的影响
时间   株高(cm)   茎粗(cm)   有效茎数(根/丛)     最大叶(长×宽cm)   叶子数(片/丛)    单株重(kg)
5.10   处理   44.0   0.62     10.6     6.5×7.5     48.0     0.100
  CK   34.0   0.48     8.2     6.0×6.5     42.0     0.052
5.25   处理   53.0   0.90     12.2     7.7×7.8     59.6     0.178
  CK   47.4   0.65     8.8     6.8×7.1     51.6     0.138
6.10   处理   61.6   1.67     15.2     7.9×7.9     75.0     0.288
  CK   58.5   1.41     9.4     7.1×7.6     58.2     0.174
从表1的结果可以看出，本发明生物有机肥对芹菜的生长起促进作用，所测的几个指标处理都明显高于对照。但在不同的生长期影响各有不同，对生长前期的影响：株高、茎粗、单株重差别明显，处理比对照分别高29％、29％和92％；对生长中期的影响：茎粗影响较大，处理比对照高38.5％；而到了生长后期，对有效茎数和单株重影响明显，处理比对照分别高62％和66％，对有效茎数的影响说明后期营养供给处理比对照充足。
二、研究本发明生物有机肥对芹菜产量和效益的影响，其结果见表2。
表2本发明生物有机肥对芹菜
产量和效益的影响
    产量(kg/667m2)     产值(元/667m2)     化肥成本(元/667m2)
    处理     3972     4369     160
    CK     3289     3618     102
表2结果表明，使用本发明的生物有机肥对芹菜的产量影响较大，与对照比较，增产683kg/667m2。肥料成本，处理比对照高58元/667m2，其他生产成本基本相同，按当时1.1元/kg售价算，处理每667m2可增收690元。
三、研究本发明生物有机肥对芹菜品质的影响，结果见表3。
表3本发明生物有机肥对芹菜品质的影响
    NO3 -(mg/kg)     Vc(mg/100g)
    处理     1306     5.11
    对照     1409     4.47
从表3的结果可以看出，使用本发明的生物有机肥可提高芹菜中维C含量，处理比对照高14.3％，同时还可降低芹菜中硝酸盐含量。
实施例2制备本发明的生物有机肥
(1)原料调配：
将70重量份猪粪、3.5重量份钙镁磷肥、14重量份谷壳加水充分混合得到本发明所述的畜禽粪类原料，其中水含量以所述畜禽粪类原料总重量计是54％、C/N比是31、C/P比是83，pH是7.6。
(2)有机物腐熟：
将上述步骤(1)的原料混合，进行堆积腐熟，在该过程中采用人工翻堆，以达到氧气浓度＞5％，温度在60℃以下；在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.4，粪大肠菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％；
(3)往在上述步骤(2)得到的物料接种链霉菌微生物菌剂(根据ZL00124616.X技术制备)进行二次发酵：
a、把12重量份的所述链霉菌菌剂添加到100重量份在步骤(2)所得到的物料中，其中控制水含量达到以所述的物料总重量计47％；
b、把步骤(a)得到的物料从多层自动翻板发酵塔的塔顶送到其塔中，让这种物料在该塔第一层中进行二次发酵，控制物料层厚度40cm，在培养温度31±1℃下发酵1天，然后将这种发酵物料翻转到第二层，在该层发酵一天后再接着每天往下翻转一层，这样发酵5天后就得到所述的生物有机肥。
该实施例制备得到的生物有机肥含有2.8亿个/克链霉菌分生孢子，有机质是32重量％。
在山东苍山县使用该实施例制备的生物有机肥进行了辣椒品种(苏椒5号)栽培试验，其试验方法为常规的试验方法。试验结果列于表4.
表4本发明生物有机肥对辣椒生长的影响
处理 果长(cm)   果横径(cm)   座果率(％) 鲜果重(g)    小区产量(kg)   增产率(％)
  对照   10.0   3.9    84.7     44.9     372.3     24.2
  本发明的生物有机肥 10.4 4.1 95.2 46.2 462.4
从表4的结果可以看出，本发明生物有机肥对辣椒的生长起促进作用，所测的几个指标处理都明显高于对照，增产率达到24.2％。
实施例3制备本发明的生物有机肥
(1)原料调配：
将70重量份酱香型白酒酒糟、4重量份石灰、6重量份硫酸铵、2重量份钙镁磷肥加水充分混合得到本发明所述的酒糟类原料，其中水含量以所述酒糟类原料总重量计是60％、C/N比是25、C/P比是95，pH是7.6。
(2)有机物腐熟：
将上述步骤(1)的原料混合，进行堆积腐熟，在该过程中采用机械翻堆，以达到氧气浓度＞5％，温度在60℃以下；在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.5，粪大肠菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％；
(3)往在上述步骤(2)得到的物料接种链霉菌微生物菌剂(根据ZL00124616.X技术制备)进行二次发酵：
a、把18重量份的所述链霉菌菌剂添加到100重量份在步骤(2)所得到的物料中，其中控制水含量达到以所述的物料总重量计48％；
b、把步骤(a)得到的物料从多层自动翻板发酵塔的塔顶送到其塔中，让这种物料在该塔第一层中进行二次发酵，控制物料层厚度35cm，在培养温度28±1℃下发酵1天，然后将这种发酵物料翻转到第二层，在该层发酵一天后再接着每天往下翻转一层，这样发酵6天后就得到所述的生物有机肥。
该实施例制备得到的生物有机肥含有3.8亿个/克链霉菌分生孢子，有机质是31重量％。
在山东文登使用该实施例制备的生物有机肥进行了西红柿栽培试验，其试验方法为常规的试验方法。
施用本发明生物有机肥可有效提高西红柿的抗病性：在定植后40天和60天调查，处理田发生叶霉病的病株率为1.2％，而对照田则达到5.7％；处理田发生脐腐病的病株率为1.4％，而对照田则为7.1％；处理田发生晚疫病的病株率为1.8％，而对照田则为6.7％，这些结果充分说明本发明生物有机肥对西红柿常见病害有明显的抑制作用。
实施例4制备本发明的生物有机肥
(1)原料调配：
将78重量份浓香型白酒酒糟、5重量份石灰、2.5重量份钙镁磷肥加水充分混合得到本发明所述的酒糟类原料，其中水含量以所述酒糟类原料总重量计是58％、C/N比是25、C/P比是85，pH是8.0；
(2)有机物腐熟：
将上述步骤(1)的原料混合，进行堆积腐熟，在该过程中采用机械翻堆，以达到氧气浓度＞5％，温度在60℃以下；在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.6，粪大肠菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％；
(3)往在上述步骤(2)得到的物料接种链霉菌微生物菌剂(根据ZL00124616.X技术制备)进行二次发酵：
a、把16重量份的所述链霉菌菌剂添加到100重量份在步骤(2)所得到的物料中，其中控制水含量达到以所述的物料总重量计46％；
b、把步骤(a)得到的物料从多层自动翻板发酵塔的塔顶送到其塔中，让这种物料在该塔第一层中进行二次发酵，控制物料层厚度50cm，在培养温度30±1℃下发酵3天，然后将这种发酵物料翻转到第二层，在该层发酵一天后再接着每天往下翻转一层，这样发酵4天后就得到所述的生物有机肥。
该实施例制备得到的生物有机肥含有4.5亿个/克以上链霉菌分生孢子，有机质是35重量％。
使用该实施例制备的生物有机肥进行了西瓜栽培试验，其试验方法为常规的试验方法。
研究了该生物有机肥对西瓜品质的影响
在江苏东台，施用本发明生物有机肥产品后，西瓜中心糖达到12.3度，而对照达到11.4度，因此本发明生物有机肥可使糖提高7.8％；而西瓜边糖达到9.4度，对照达到8.6度，这样本发明生物有机肥可使糖提高9.3％；施用本发明生物有机肥的西瓜皮厚是0.25cm，对照是0.27cm，施用本发明生物有机肥的西瓜皮厚可减少7.4％。
本申请人还在浙江瑞安市进行了该生物有机肥对西瓜品质的影响。具体西瓜品质的试验结果列于表5中。
表5本发明生物有机肥对西瓜品质的影响
Figure A20061008666200121
由表5的结果可以看出，本发明生物有机肥对西瓜品质的影响是非常明显的，所测定的几个质量指标处理都明显优于对照。

Claims (7)

1、一种生物有机肥的制造方法，其特征在于该方法按下述步骤进行：
(1)原料调配：
将40-80重量份畜禽粪、2-15重量份无机物、10-20重量份膨松剂加水充分混合得到畜禽粪类原料，其中水含量以所述畜禽粪类原料总重量计是50-60％、C/N比是25-30、C/P比是75-100，pH是7.5-8，
将50-80重量份酒糟、7-10重量份石灰、2-15重量份无机物加水充分混合得到酒糟类原料，其中水含量以所述酒糟类原料总重量计是50-60％、C/N比是25-30、C/P比是75-100，pH是7.5-8；
(2)有机物腐熟：
上述步骤(1)的畜禽粪或酒糟类原料进行堆积腐熟，在该过程中采用人工或机械翻堆，以达到氧气浓度＞5％，温度在60℃以下；在有氧发酵腐熟结束后，这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.2-0.8，粪大肠菌群数≤100个/g，蛔虫卵死亡率≥95％；
(3)步骤(2)的物料接种链霉菌微生物菌剂进行二次发酵：
a、把3-20重量份的链霉菌菌剂添加到100重量份在步骤(2)所得到的物料中，其中控制水含量达到以所述的物料总重量计40-50％；
b、把步骤(a)得到的物料从多层自动翻板发酵塔的塔顶送到其塔中，让这种物料在该塔第一层中进行二次发酵，控制物料层厚度20-50cm，在培养温度25-32℃下发酵1-3天，然后将这种发酵物料翻转到第二层，在该层发酵一天后再接着每天往下翻转一层，这样发酵3-6天后就得到所述的生物有机肥。
2、根据权利要求1所述的生物有机肥制造方法，其特征在于这种腐熟后物料的C/N比与腐熟前物料的C/N比的比是0.3-0.6。
3、根据权利要求1所述的生物有机肥制造方法，其特征在于所述的堆积腐熟是采用槽式条垛或地面条垛方式并结合翻堆进行的。
4、根据权利要求1所述的生物有机肥制造方法，其特征在于所述原料堆积层高0.7-1.5米，在环境温度高于25℃下堆积腐熟10-15天。
5、根据权利要求1所述的生物有机肥制造方法，其特征在于所述的无机物是一种或多种选自磷矿粉、白磷肥、过磷酸钙、钙镁磷肥、尿素、硫铵或磷酸铵的无机物。
6、根据权利要求1所述的生物有机肥制造方法，其特征在于所述的膨松剂是一种或多种选自花生壳、秸秆、谷壳、草炭或食用菌渣的膨松剂。
7、根据权利要求1-6中任一权利要求所述方法制造的生物有机肥，其特征在于该肥料含有0.5-5亿个/克以上链霉菌分生孢子，有机质≥25重量％，还含有玉米素、赤霉素、吲哚乙酸(每克含量≥30微克)促植物生长的物质。
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