CN101786911A - 生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂 - Google Patents
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Abstract
生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，由25％多种微生物菌剂、23％多种生物酶制剂、30～35％微生物营养剂、5％丝光沸石、8％白云石、3％黄腐酸钾和剩余为水分组成。本发明提供一种促进生物有机肥高质高量生产的微生物和酶复合生物制剂，采用纯天然菌种和酶复合而成，集合了菌剂和酶制剂的优点，具有生物催化剂和生物降解作用，在堆肥上的应用加快了有机质的降解速度、使堆肥材料在很短的时间(24小时)内升温，消除了生物有机肥原料在堆肥过程引起的臭味强烈、蚊蝇孳生等情况，降低了大量污染气体的排放，并杀灭了原料内杂草种子、病原菌和虫卵，提高堆肥产品的有机质含量；提高作物抗病虫能力，改变化肥造成的土壤退化问题。
Description
技术领域
本发明涉及微生物和酶复合的生物制剂，特别涉及一种促进生物有机肥高质高量生产的微生物和酶粉状复合生物制剂。
背景技术
随着我国农业的发展，发展节约化、可持续化农业越来越被政府和社会所重视。从2006年开始，国家逐步加大对有机肥施用的扶持力度，就拿土壤有机质提升项目补贴来说，国家的财政补贴资金从2006年在6个省试点的0.17亿元增加到2009年对20个省补贴的3亿元，技术推广内容也从单纯的秸秆还田扩大到秸秆还田、绿肥种植以及商品有机肥上来。由此可见国家大力推进增施有机肥的决心。
过去几十年中，由于粮食增产的压力，我国不得不提高农业用地的复种指数，这使农田在不同程度上变得贫瘠，其中一个重要指标就是土壤中的有机碳含量减少。目前，我国农田表层土壤的有机碳含量普遍比欧美国家低约30％，急需有机碳“滋养”。农田的碳补充最有效的方法为增施有机肥，减少化肥施用量，因此生物有机肥是未来农业肥料发展的新方向。有机肥生产原料来源丰富，不仅可以废物资源二次利用，还可以改善国内土壤污染、退化、土壤板结和肥力下降等问题。我国每年产生的大量有机垃圾、生活污泥、农副产品加工产业废弃物、农业秸秆废弃物和畜禽粪便等带来了大量的环境难题，而用废物资源利用化技术生产生物有机肥是符合环境保护要求和农业可持续发展的方针。
目前国内市场上用于有机肥生产发酵的产品种类很多，它们大多为菌剂，产品成分为单一、功效不明显，它们的主要缺陷如下：
1、菌剂的成分主要是几种常用菌种，成分单一，只含有微生物和载体，功效单一；
2、菌剂添加后在生产过程中，生物有机肥发酵时间长，发酵时间18天～27天，前期还得加辅料激活菌种，操作复杂，生产效率有待提高；
3、菌剂添加后在生产过程中，生物有机肥原料内杂草种子、病原菌和虫卵杀灭率较低，直接影响了生物有机肥的产品质量；
4、菌剂添加后在生产过程中，腐熟度不完全，生物有机肥产品有机质含量低、有益活菌含量少、杂菌率高。
随着生物有机肥的种类增加、技术的改革，需要功效全面的生物有机肥发酵产品来推动生物有机肥产业的发展，提高生物有机肥的质量和产量。
发明内容
为弥补上述不足之处，本发明提供一种集合了传统菌剂和酶制剂的优点，把微生物和酶复合制成了一种生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂。
本发明生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，包含多种微生物菌剂、多种生物酶制剂、微生物营养剂、丝光沸石、白云石和黄腐酸钾，其重量比例为：多种微生物菌剂：25％、多种生物酶制剂：23％；微生物营养剂：30～35％；丝光沸石：5％、白云石：8％；黄腐酸钾：3％；其余为水分。
所述多种微生物菌剂包括丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum、牛粪枝孢Cladosporium atercorarium、刺毛壳Chaetomium spinosum、印度毛壳Chaetomium indicum地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis、巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium、芽孢杆菌Bacillus sp、普通高温放线菌Thermoactinomyces vulgaris、黄孢平革菌Phanerchaetechrysosporium、黑曲霉Aspergillus niger、马杜拉放线菌Actinomadura sp、纤维素链霉菌Streptomyces cellulose、链霉菌Streptomyces sp、肉桂褐链霉菌Streptomycescinnamofuscus、变黑轮枝菌Verticilium nigrescens、嗜热脂肪地芽孢杆菌Geobacillusstearothermophilus、土芽孢杆菌Geobacillus sp、嗜热毁丝霉Myceliophthorathermophila；其组成为按顺序重量比3∶1.5∶2∶1∶1.5∶1∶2∶1.5∶1∶1∶2∶1∶1∶1∶1∶2∶1∶2。
所述多种生物酶制剂包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、胰脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和葡聚糖酶；其组成为按顺序重量比2∶1.5∶2∶1∶1.5∶1∶2∶1.5。
所述微生物营养剂包含甘薯粉、腐植土、泥炭、麦麸、维生素C、维生素B1、豆粉饼、谷糠；其组成为顺序重量比15∶15∶10∶15∶2∶3∶20∶20。
所述复合生物制剂的制备步骤如下：
1、多种微生物菌种和多种生物酶选用：
本发明所述的多种生物酶为市场上购买，配方中的各种微生物原菌种均从中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)引进，确保了个菌种的存活和质量。
2、菌种的分别发酵生产
根据上述的18种菌种生物习性分别进行培养、发酵生产。
3、多种微生物菌剂菌剂的复配
对各种发酵好的微生物进行活菌检验，按照各种微生物菌种重量比例混合制得复合菌剂。
4、多种生物酶制剂的复配
多种生物酶制剂(符合合国家轻工业标准)，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、胰脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和葡聚糖酶按顺序重量比为2∶1.5∶2∶1∶1.5∶1∶2∶1.5混合制得酶制剂。
5、微生物营养剂的制备
把甘薯粉、腐植土、泥炭、麦麸、维生素C、维生素B1、豆粉饼、谷糠按顺序质量比15∶15∶10∶15∶2∶3∶20∶20混合，混合均匀后粉碎、过筛制得微生物营养剂。
6、复合生物制剂
把多种微生物菌剂和微生物营养剂先混合，然后和多种生物酶制剂、丝光沸石、白云石和黄腐酸钾按成分重量比为：多种微生物菌剂：25％、多种生物酶制剂：23％；微生物营养剂：30~35％；丝光沸石：5％、白云石：8％；黄腐酸钾：3％；其余为水分混合，低温干燥后粉碎过100目筛，抽样检测(平板计数法)使生物制剂中含有效活菌数为20~30亿个/克，即得微生物和酶粉状复合生物制剂。
本发明生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂的优点在于：
1、本发明的复合生物制剂，成百倍提高了有机肥原料的腐熟效果；比传统菌剂发酵速度提高数百倍；适应范围广泛，如可用于生活垃圾、畜禽粪便、农业废弃物、生活污泥和农副产品残渣等原料发酵有机肥；用法多样，可以用于有机肥发酵，农家肥添加和土壤直接施用；独特天然配方，具备效果优、效益好、效用强、用途广和绿色无污染的特征；其物理状态为固体粉末状，储藏、运输和施用，有效降低了产品附加成本。
2、本发明的复合生物制剂，不同微生物菌种的配合形成了优势菌群，使得生产的有机肥有益活菌数增加，抑制了其他有害菌的生长，降低了杂菌率；酶的复合应用提高了其发酵速度，分解大的有机物为更利于微生物分解分子，缩短了发酵时间，提高了发酵效率；微生物营养剂的使用保持了微生物在使用中快速激活，为微生物提供了必须得营养物质和繁殖环境，为微生物指数性生长提供了保障。
3、本发明的复合生物制剂在有机肥上应用，升温迅速，避免了低温状态有害菌的生长；发酵温度高，杀灭的杂菌效果好；微生物和酶的共同作用使得微生物处理效果好、速度快、发酵完全。以上特点使得产品成分中有益菌群数量高、杂菌率低、肥料成熟度高、降低了有机肥生产能耗、提高生产效率、等使生产的有机肥产品价格低廉、品质好和有机质含量高
4、本发明的复合生物制剂既处理了畜禽粪便，避免产生二次污染，使有机垃圾、农业废弃物、生活污泥达到无害化，稳定化，资源化的效果，不但为环境得到了治理改善，又为绿色农业的可持续发展提供了保障。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂作更详尽的说明。
一、多种微生物菌种和多种生物酶选用：
1)多种微生物菌剂包括丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum、牛粪枝孢Cladosporium atercorarium、刺毛壳Chaetomium spinosum、印度毛壳Chaetomium indicum地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis、巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium、芽孢杆菌Bacillus sp、普通高温放线菌Thermoactinomyces vulgaris、黄孢平革菌Phanerchaetechrysosporium、黑曲霉Aspergillus niger、马杜拉放线菌Actinomadura sp、纤维素链霉菌Streptomyces cellulose、链霉菌Streptomyces sp、肉桂褐链霉菌Streptomycescinnamofuscus、变黑轮枝菌Verticilium nigrescens、嗜热脂肪地芽孢杆菌Geobacillusstearothermophilus、土芽孢杆菌Geobacillus sp、嗜热毁丝霉Myceliophthorathermophila。
2)多种生物酶制剂包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、胰脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和葡聚糖酶。
本发明中所用的多种生物酶为市场上可以购买得到，配方中的各种微生物原菌种均从中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)引进，确保了个菌种的存活和质量。
二、多种微生物菌剂的制备：
根据上述的18种菌种按生物习性分别进行培养、发酵生产。
1)斜面种子培养
多种微生物菌剂菌种分别单个进行斜面培养，培养28～35小时，然后分别加入到无菌水中(试管)，震荡30分钟，待均匀以后用血球计数板计数，使每支试管中各种菌的菌数均为1×108个\ml如不足，则一方面可以加大接菌量，另一方面可以加长培养时间)，检验无杂菌后得到菌悬液。
2)一级种子培养
各种菌种的菌悬液各取1ml的菌悬液分别放入250ml三角瓶中，每只三角瓶放入培养液，摇床(180转/分钟)30℃培养30～38小时，用血球计数法计数，每种菌剂中菌数含量达1×108个/ml，检验无杂菌后得到菌种种子液；
3)二级种子培养
分别取菌种种子液放入500ml三角瓶中，接菌量为10％，分别培养，摇床(转数180转/分钟)30℃培养18～25小时，PH值为6.0～7.5，菌数达到7～9×109个/ml，检验无杂菌后得微生物菌液。
4)发酵培养
分别取微生物菌液接种入发酵罐，接菌量为10％，在发酵罐中扩大培养，30℃培养18～24小时，通气搅拌培养，发酵液中活菌数达到5～8×1010个/ml，检验后保证无杂菌，即得各种多种微生物菌液。
5)菌剂复配
把获得的18种微生物类菌液按照各种微生物菌种按顺序重量比例3∶1.5∶2∶1∶1.5∶1∶2∶1.5∶1∶1∶2∶1∶1∶1∶1∶2∶1∶2混合，活菌检验合格后得多种微生物菌剂。
三、生物制剂的制备：
1)多种生物酶制剂的制备
选取多种生物酶制剂(符合合国家轻工业标准)，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、胰脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和葡聚糖酶，选取粉状酶制剂产品，按顺序重量比为2∶1.5∶2∶1∶1.5∶1∶2∶1.5混合制得酶制剂。
2)微生物营养剂的制备
把甘薯粉、腐植土、泥炭、麦麸、维生素C、维生素B1、豆粉饼、谷糠分别粉碎，过100目筛，按顺序重量比15∶15∶10∶15∶2∶3∶20∶20混合，混合均匀后制得微生物营养剂。
3)复合生物制剂
把多种微生物菌剂和微生物营养剂先混合，然后和多种生物酶制剂、丝光沸石、白云石和黄腐酸钾混合，低温干燥后粉碎过100目筛，抽样检测(平板计数法)使生物制剂中含有效活菌数为20~30亿个\克，即得微生物和酶粉状复合生物制剂。粉状复合生物制剂的成分重量比为：多种微生物菌剂：25％、多种生物酶制剂：23％；微生物营养剂：30~35％；丝光沸石：5％、白云石：8％；黄腐酸钾：3％；其余为水分。
四、复合生物制剂在生物有机肥生产上的应用：
1)复合生物制剂的添加
用有机垃圾、生活污泥、农副产品加工产业废弃物、农业秸秆废弃物和畜禽粪便等为堆肥原料时，调节堆肥原料的理化状态为含水率在45～55％、物料颗粒直径12～60mm、碳氮比25∶1～30∶1、调节物料PH值6.5～8.0。
上述物料调节完成后，在堆肥发酵前期加入复合生物制剂，以粉末状使用时，产品必须与堆肥原料充分混合，搅拌均匀再开始发酵；复合生物制剂以液体形式使用(预先用清水配制成10％的溶液)，可用简单喷洒器分布在物料堆上。用量每100公斤物料加入粉状复合生物制剂15克。本发明的生物制剂施用简单方便，不需要像菌剂那样预先激活和添加微生物营养物质。
2)升温阶段
发酵前期温度上升较慢，目前市场上菌剂加入的发酵前期，物料发酵时升温到50℃以上最快的是8～10天，杂菌繁殖集中在这一阶段，是造成有机肥杂菌率高的原因之一。发酵可在生物制剂的作用下，酶先开始把大分子物质切为小分子状态，微生物利用更加方便、分解快速，繁殖旺盛，在1～2天内可以迅速升温至50℃以上进入高温阶段；
3)高温阶段
通常菌剂的使用从堆积发酵开始，须20小时肥堆温度才能迅速地升高到55℃，3-4天内堆温可达到最高值70℃，上升到70℃以上时，大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。此时，产生的热量减少，堆温自动下降。当堆温降至70℃以下时，处于休眠状态的嗜热性微生物又重新活动，继续分解难分解的有机物，热量又增加，堆温就处于一个自然调节的、延续较久的高温期，需持续9～11天。
复合生物制剂的加入，可使温度在24小时内上升的65℃，并保持65℃左右温度下微生物高效持续分解原料，温度不会上升到70℃抑制微生物活性，缩短了高温发酵时间为3天，大大减少了发酵时间，这是其它发酵菌剂无法相比的。而且高温对于发酵的快速腐熟起到重要作用，在此阶段中发酵提高腐殖质的形成和积累，并通过高温能有效杀灭了虫卵、寄生虫、孢子和病原菌，大幅度降低了生物有机肥的杂菌率，提高了有机肥有益菌含量和有机质含量。
4)降温阶段
在高温阶段末期，只剩下部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质，对残留较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且趋于稳定化，此时发酵进入腐熟阶段。目前市场上菌剂因前两阶段分解不彻底，这阶段需要4～6天完成腐熟，而且部分原料还得进行二次发酵。
复合生物制剂在前两阶段分解的较彻底，这一阶段可在1～2天内迅速完成。而且腐熟度远高于普通使用菌剂发酵的生物有机肥。
五、复合生物制剂对生物有机肥质量的影响
经垃圾处理厂采用堆肥技术处理的生活垃圾中含有大量的有机质。如生活垃圾中有丰富的氮、磷、钾，所测定最低值为含氮量为2367mg\kg.，速效氮369mg\kg，总磷1652mg\kg，，总钾24664mg\kg，速效钾达9783mg\kg。说明生活垃圾蕴藏着巨大的能量，有人称生活垃圾为“可再生的第二矿藏”已得到证实。复合生物制剂在生活垃圾堆肥发酵生产有机肥效果明显。
复合生物制剂发酵生产的有机肥质量测定表
六、生物制剂直接施于农田的实验
该生物制剂在各地区进行了多品种的农田直接施用的种植实验，能明显的促进农作物的生长，增强农作物的抗干旱、抗倒伏、抗病虫害的能力，保证在农作物生长的各个时期肥力充足，改善作物品质，同时克服了单施化肥造成的土壤板结、地力下降、农作物体内残留有害物增多等不利因素，从而达到增产增收目的。
经过大量的大田种值实验的表明：本生物制剂在玉米上的应用，最高增产幅度达21.7％，投入产出比为1∶10～35，使玉米早出苗、拔节、抽穗期、成熟期提前，具有抗旱、抗倒伏等优良效果：
冬小麦的种植实验表明，可使苗齐、苗壮、增加分蘖数，提高抗旱能力，特别对预防全蚀病效果明显，防效达96％以上，提高产量11～13％。黄瓜、薯类、芹菜的种植实验表明，均有增产效果，同时亦表现出抗倒伏，抗病、抗旱等效果。
但实验也证明，上述复合生物制剂只有在有机质丰富的土地上才有明显的效果，其原因是只有在这种条件下，复合生物制剂中的各种有益菌才有可能大量的繁殖，分解有机物、活化营养元素而产生大量的各种适应农作物生长的养分，建议和农家肥混合施用。
七、复合生物制剂生产的生物有机肥在农业上的应用：
此种生物制剂发酵生产的生物有机肥施用于室内的小麦种植实验效果如表：
室内的小麦种植实验效果 单位：(cm)
| 肥料种类 | 叶宽(cm) | 株高(cm) | 重复次数(cm) | 温度(℃) | 水分(％) |
| 本制剂生物有机肥 | 1.78 | 49.20 | 3 | 15-20 | 70 |
| 微生物有机肥 | 1.69 | 42.31 | 3 | 15-20 | 70 |
| 小麦专用有机肥 | 1.58 | 42.00 | 3 | 15-20 | 70 |
| 农家肥 | 1.60 | 41.22 | 3 | 15-20 | 70 |
| 化肥 | 1.42 | 36.07 | 3 | 15-20 | 70 |
| 不施肥土壤 | 1.01 | 31.02 | 3 | 15-20 | 70 |
从上面可以看出，含多种微生物和生物酶复合生物制剂发酵生产的生物有机肥比其他生物有机肥效果好。生物有机肥的质量对小麦的发芽率、小麦的长势、小麦百粒种都有影响。实验证明，该生物制剂生产的生物有机肥效果最好，试验的小麦发芽率高、株高、叶宽、茎围等最好，且抽穗整齐无拖后现象，百粒重也最大。
除种植小麦外，我们在实验室内还种植了水萝卜，效果也和种植小麦效果一致。复合生物制剂生产的生物有机肥不仅促进作物生长，还能增强作物抗病能力。
综上所述，本发明所涉及的复合生物制剂采用纯天然菌种和酶复合而成，具有生物催化剂和生物降解作用，使堆肥材料在很短的时间内升温，克服了常规堆肥中出现的堆肥必须在3天～4天的时间后才可升到50℃的缺点。这样不但可以缩短堆肥时间，避免了“死角”产生，从根本上去除了臭味，而且可以提高堆肥产品的有机质含量，得到优质的有机肥。可广泛应用于垃圾处理厂、农副产品加工场、污水处理厂和养殖场等，因为它无需再添加其它的辅助设备和设施，在物料堆肥之前可直接均匀地喷洒。由于使用了该产品，加快了有机质转化的微生物学过程，堆肥周期大大缩短，而且臭味基本得到去除。对农作物增产增收效果显著，并且提高了农作物品质；可使有机垃圾、生活污泥、农副产品加工产业废弃物、农业秸秆废弃物和畜禽粪便等污染物变废为宝，获得生态改善和经济发展上的双赢。
Claims (5)
1.一种生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，其特征在于：所述复合生物制剂包含多种微生物菌剂、多种生物酶制剂、微生物营养剂、丝光沸石、白云石和黄腐酸钾，其配方重量比例如下：
多种微生物菌剂：25％；
多种生物酶制剂：23％；
微生物营养剂： 30～35％；
丝光沸石： 5％；
白云石： 8％；
黄腐酸钾： 3％；
水： 添至100％。
2.根据权利要求1所述的生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，其特征在于：所述多种微生物菌剂组分按重量比包括：
丙酮丁醇梭菌 3份；
牛粪枝孢 1.5份；
刺毛壳 2份；
印度毛壳 1份；
地衣芽胞杆菌 1.5份；
巨大芽孢杆菌 1份；
芽孢杆菌 2份；
普通高温放线菌 1.5份；
黄孢平革菌 1份；
黑曲霉 1份；
马杜拉放线菌 2份；
纤维素链霉菌 1份；
链霉菌 1份；
肉桂褐链霉菌 1份；
变黑轮枝菌 1份；
嗜热脂肪地芽孢杆菌2份；
土芽孢杆菌 1份；
嗜热毁丝霉 2份。
3.根据权利要求2所述的生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，其特征在于：所述多种生物酶制剂组分按重量比包括：
纤维素酶 2份；
半纤维素酶 1.5份；
果胶酶 2份；
脂肪酶 1份；
胰脂肪酶 1.5份；
蛋白酶 1份；
淀粉酶 2份；
葡聚糖酶 1.5份。
4.根据权利要求3所述的生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，其特征在于：所述微生物营养剂组分按重量比包含：
甘薯粉 15份；
腐植土 15份；
泥炭 10份；
麦麸 15份；
维生素C 2份；
维生素B1 3份；
豆粉饼 20份；
谷糠 20份。
5.根据权利要求4所述的生物有机肥用微生物和酶粉状复合生物制剂，其特征在于：所述复合生物制剂的制备步骤如下：
1)按配方要求购买选用所述微生物菌种和生物酶；
2)根据所述18种菌种生物习性分别进行培养、发酵生产菌种；
3)对各种发酵好的微生物进行活菌检验，按照所述多种微生物菌剂组分比例混合制得多种微生物菌剂；
4)按所述多种生物酶制剂组分比例配制多种生物酶制剂；
5)按所述微生物营养剂组分比例配制微生物营养剂；
6)按所述复合生物制剂配方比例配制复合生物制剂，低温干燥后粉碎过100目筛，活菌检验合格得复合生物制剂。
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