CN101798243B - 微生物有机无机复合肥的制作使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的微生物有机无机复合肥的制作使用方法属于发酵堆肥的技术领域。用切碎的作物秸秆、鸡粪、人畜粪尿和土作复合肥原料，用食用酱或米糠酱混合玉米面或米糠作菌种和菌种饲料，堆积发酵形堆肥；再翻倒添加食用酵母菌、糖和化肥，混合均匀铺宽堆积，继续发酵，当堆肥内部呈现白色球状菌丝块再翻倒和干燥制得复合肥。使用量为每公顷3～5吨。本发明使用作物秸秆利用了天然的或周边的微生物进行堆肥，过程简单，成本低肥效高，一般农民都可实施；制得的微生物有机无机复合肥既可以增强地力，又容易被作物吸收，利用率要比化肥高得多，所以既可节约买化肥的钱，又可经营有机农业。

Description

微生物有机无机复合肥的制作使用方法

技术领域

本发明秸秆还田微生物有机无机复合肥的制作使用方法，属于发酵堆肥的技术领域。

技术背景

农作物秸秆是地球上第一大农村可再生资源，我国数量居世界首位。据统计我国每年大约产生6.2亿吨秸秆，其中30％用作农用燃料，25％作饲料，6％～7％直接还田，2％～3％作为副业生产原料，还剩下35％近2.2亿吨秸秆未被合理利用。不少地区的农民习惯采取最简单的处理方法焚烧。这不仅浪费大量的生物资源，还严重影响环境，所以已引起社会广泛关注。

不少农业技术人员业已对秸秆还田发酵肥的制造原理，生产方法以及使用方法等进行了大量的研室，并发表了很多论文、专利。其中专利CN102700324A是关于有机发酵肥的生产设备，专利CN10162139A是有关发酵肥的工厂化生产的自动化生产线。这些专利的确重视了秸秆还田有机肥，并把它大型生产化，为避免烦杂的人工劳动提供了很好的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提倡让农民自己掌握好有机发酵肥的制作原理，关键技术及简便顺其自然的制造方法，而且农民自己灵活施用，既能节约钱又能经营有机农业，促进秸秆还田工作，从而达到增强地力，加快我国农业的兴旺发达的目的。

农作物秸秆含有大量的有机质氮、磷、钾和微量元素，是农业生产的重要有机肥源之一，有机质成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、氨基酸和单宁等。把秸秆通过发酵添加部分化肥成分，做成微生物有机无机复合肥施用，正如表1所示的可以增强地力优点之外，因作物对复合肥吸收利用率要比化肥高得多，所以可以节省化肥氮磷钾总量50％的以上的肥料量。而且既可节约买化肥的钱，又可经营有机农业，这将给农业战线带来一场大变革。

表1，地力组成要素和改良法的相关性

注：○密切相关，△部分相关，×无相关。

众所周知，秸秆堆肥发酵有机肥是在人工操作控制条件下，通过微生物的作用，将有机大分子物质分解转化为作物能够吸收利用的小分子物质，也就是有机质的矿质化、腐殖化和无害化的过程。

制造堆肥发酵有机肥的原材料，主要包括畜禽粪便、人粪尿、作物秸秆、杂草、落叶、糠麸、渣糟、饼粕等有机物料，再添加化肥等无机材料。堆肥发酵有机肥的各种原材料的有机物碳氮比(C/N比)由表2给出。

表2，部分原料有机物碳氮比(C/N比)

种类	鱼骨	油菜仔渣	鸡粪	豆腐渣	人粪	猪粪	米糠	羊粪	牛粪	树叶	稻草	稻壳	玉米秆	麦秆	锯末
																C/N比	6	8	9	11	12	16	19	25	26	30	60	75	90	100	250

自然界的微生物分布很广，堆肥是靠微生物中的有益菌完成。所以，本发明采取直接投入自然界中及周边的有益菌进行堆肥化，其方法可采用两种。其一为充分供给有益菌种的同时供给养分以及繁殖条件(水、空气、温度、pH等条件)，如在自然界中可直接采集的阔叶树落下的叶和落叶土(这里表面有丝状曲霉菌)，米糠(主要是饲料，可以用包米面代替)以及鸡粪(不仅有各种有益菌，又是养分供给)等材料同堆肥料(作物秸秆、人畜粪尿等)混合堆积发酵。其二为利用已完成堆肥化的成熟堆肥部分和新堆肥混合，也就是优良的有益菌带进到新堆肥中，既容易又顺利完成发酵堆肥化。

表3，发酵有关微生物繁殖和适宜条件

菌名	温度℃	活跃温度℃	pH值	水分％	空气要求
						丝状(曲霉)菌	15～40	33～38	7.0～8.0	20～80	喜欢
纳豆(芽孢杆)菌	30～65	40～45	6.6～7.4	20～80	喜欢
						乳酸菌	15～40	30～45	4.5～5.0	没有不行	不喜欢
酵母菌	15～40	26～27	4.0～4.5	喜欢多水	大幅适应
						放线菌	30～65	40～55	7.0～8.0	20～80	喜欢

下面分三个阶段说明堆肥与微生物关系：

第1阶段：糖化作用(丝状菌发酵过渡到纳豆菌发酵)

把原料堆积后2～3天堆肥中心部发热升温，到7天左右可达40℃左右，是丝状菌活跃时期，到40℃附近发育好的菌体内制造出各种酵素往体外分泌，主要有淀粉酶、庶糖酶、转化酶等，把淀粉分解转化成葡萄糖。中心部温度上升到50℃以上时，丝状菌活动迟钝而继而代之纳豆菌活跃。这时不要翻倒搅拌，因为糖化作用需要高温70℃，才能糖化到糊化阶段，才算糖化充分，而且微生物容易利用糊化的糖做饲料及能量源。这可能损失部分有机质，但为了消灭病源菌，丝状病毒等，还是值得的，也有利于纤维素、木质素等的分解。所以，对温度要注意控制好。堆肥中部温度到70℃要维持一天，然后翻倒搅拌，高2米堆积不变，这时容易缺水，可以补充水，观察手握肥松开仍保持成型状态就可以。到20多天温度从70℃开始下降，糖化最适宜温度为50℃～65℃，这时丝状菌大部分已死去或处于冻眠状态，但它们分泌的酶仍起作用。如果看到堆肥表面在出现棉毛状菌丝体块时，第一阶段糖化作用完成。

第2阶段：蛋白质、半纤维素、纤维素分解作用(从纳豆菌发酵过渡到乳酸菌发酵工程阶段)

温度从70℃翻倒搅拌后温度降下来，糖化作用结束，到50℃时纳豆菌活跃。这时大概堆积过了25天左右，进入蛋白质、纤维分解阶段。纳豆菌具有各种酵素(酶)，可分解蛋白质成氨基酸，把纤维可分解成小分子可溶性碳水化合物和有机酸以及也可分解油脂等，分解蛋白质时也可制造粘性物，对土壤团粒化做贡献。所以纳豆菌不仅菌种多，而且起着很多有益作用，在农业上其应用范围很广范。纳豆菌最适宜温度为40～45℃，pH＝6.6～7.4，堆肥中心温度为45℃左右，已有丰富的糖和氨基酸可作为饲料乳酸菌急缴增殖，到此阶段，过1～2天堆积表面的棉毛状白菌体块消失，用铁锹把堆积表面混合，能感觉到很松散，没有湿气的感觉，并内部开始呈现暗褐色、很分散，并能闻到酱油的味道，到这时温度较稳定在45℃。这时可以进行翻倒搅拌，并把原先2米高变成1米堆积，中心温到30℃即进入第三阶段。

第3阶段：合成氨基酸，分解木质素和合成酸阶段(从乳酸菌发酵过渡到酵母菌、放线菌发酵阶段)。

乳酸菌最适宜温度为30～45℃大量分泌乳酸，pH值成酸性，纳豆菌死灭，杂菌也难浸入，到30℃时酵母菌活跃，适宜繁殖温度为26～27℃，pH＝4.0～4.5。因为无机肥在有机肥化时作用力最强的是酵母，所以我们要靠酵母菌来有机化或者消除化肥的副作用，所以，要添加酵母菌(为了方便用食品酵母，水100L加1kg糖，100g酵母菌，溶解后散到堆肥中过1～2天后，加化肥，化肥为硫酸铵，过磷酸钙和硫酸钾，对1吨各加30kg，这是旱田肥，如果水田肥则可利用氯化铵、过磷酸钙和氯化钾各30kg均匀，散在堆肥料中混合。过1～2天之后由于酵母菌的活跃堆肥表面又开始出现白色丝状块和海棉状的细菌丝出现。因为加入化肥很可能温度又要上升，容易回到第二阶段。所以，这时再次翻倒搅拌降温，且把堆肥积成50cm高，堆肥堆积保持20～30℃温度。堆积肥内部呈现白色球状菌丝块，再翻倒，进行干燥，且混合黑和白的地方。这时被生成的酸，酵母菌和乳酸菌都要死掉，剩下的放线菌增殖，而在利用堆肥时就成为杀菌、制菌力强大的极好的肥料，好的堆肥表现为：颗粒直径小于1.3mm，pH值＝6.0～7.8之间，没有臭味，颜色深棕到黑色，有效养分比发酵前提高30％，没有杂草种子及害虫卵、污染物浓度(如重金属)低于国家标准，而且在一定时间内放置没有发热比较稳定。野外制堆的堆肥从颜色、气味和表面看有无白色菌丝密布等直观去判断。使用量为每公顷3～5吨。可以采用农村施用农家肥的方式进行施肥。

本发明的技术方案是：

一种秸秆还田，微生物有机无机复合肥料的制造技术，是直接利用自然界或者身边的微生物发酵堆肥化制造。

首先，把可用的原材料选好。这里按着秸秆还田要求，可利用的料为玉米、小麦、稻草等作物秸秆和鸡、猪、牛粪和人粪尿等，根据选好的材料和使用量(重量)以及含氮百分数要计算好堆肥的碳氮比(C/N)，调至40∶1，再加上化肥(总量为复合肥原料的7.5～10％)就可到C/N＝25∶1左右，符合C/N＝20～30∶1要求。本体系不用调节符合pH＝7～8要求，这些都完成之后可开始堆肥化。

先把作物秸秆全部粉碎成1-3cm，进行秸秆、鸡粪与人和/或畜粪尿混合，同时喷水调节水分60～70％，而且秸秆充分湿透，然后接菌种。本发明堆肥的特点是接菌种是直接投入自然界的天然菌种或者身边的菌种，而且这些菌种和饲料一起混合到堆肥料中。这个开始堆肥化菌是丝状曲霉菌，它主要负责糖化给其它后来微生物提供饲料糖和能量源，所以也叫种子菌或者起步菌，没有它的作用后来的微生物无法繁殖，从此看出它的重要性。这种菌在自然界分布很广，如竹林里，在冬天落下的阔叶树叶子和叶地表面，肉眼直接看出白丝状菌丝，把这些用纸箱采集土一起拿回之后，上面放上米饭团，加上醋，就可以看到饭粒表面集中丝状菌，白块菌丝可用糖液在35～40℃集中培养，过几天可得到丝状菌液。或者可利用我们身边的食用大酱(或米糠大酱)加包米面混合发酵等许多种方法。接种后把料压实后堆积发酵，发酵的控制主要有水分，翻倒搅拌满足菌的氧气要求，而且随时观察温度，温度只能控制堆肥中心部，所以为了发酵均匀最好随时翻倒搅拌等。发酵一般在北方一个月左右在南方半个月完成，以顺其自然的方式进行。

具体的可实施的技术方案是：

一种微生物有机无机复合肥的制作使用方法，用切碎的作物秸秆、鸡粪、人畜粪尿和土作复合肥原料，按重量比作物秸秆∶鸡粪∶人和/或畜粪尿∶土＝6∶1.5～2.5∶0.5～1.5∶1混合，加水使秸秆均匀湿透，再按1吨复合肥原料用0.5～1kg酱(食用酱或者米糠酱)混合1～5kg玉米面或米糠溶解于100L水中喷入复合肥原料中，然后堆积成1.5～2.0米高，覆盖好堆闷发酵，形成堆肥；堆肥中心温度到68～70℃维持1～2天，然后翻倒搅拌，再堆积成1.2～1.8米高，控制中心温度在50℃～65℃，看到堆肥表面在出现棉毛状菌丝体块时，第一阶段糖化作用完成；

在堆肥中心温度为40～45℃、pH＝6.6～7.4条件下堆积20～25天，在堆肥表面的棉毛状白菌体块消失进行翻倒搅拌，将堆积高度变成0.9～1.1米，堆肥中心温度降到35～30℃时第二阶段发酵工程阶段完成；

按1吨复合肥原料添加食用酵母菌100～150g和糖1kg混合溶解于100L的水中，喷撒于堆肥中；过2～4天添加化肥，按1吨复合肥原料加入硫酸铵或氯化铵(水田用)、过磷酸钙、硫酸钾或氯化钾(水田用)各25～30kg，翻倒混合均匀后以40～65cm高度铺宽堆积，保持堆肥中心温度20～30℃继续发酵，当堆肥内部呈现白色球状菌丝块，再翻倒和干燥，制得微生物有机无机复合肥；

施用量为每公顷3～5吨。

另外，通过不同微生物的不同饲料加入到堆肥料中发酵，可制造出可抑制病源菌的放线菌肥和纳豆菌肥料以及可溶解过去化肥残留下的Ca、Fe、AL固定磷以及可溶解土壤中的硅酸盐以及解脱钾的功能肥料。下面列举几种具体的功能复合肥。

在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量5％的粉碎的螃蟹壳和虾壳发酵，制备起抑制或减少病源菌和甲虫类有害作用的复合肥。

在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量5～10％的黄豆面发酵，制备具有抑制和减少由纤维表皮的病源菌和虫类毒害作用的复合肥。

在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量10～15％的酒粕，制造具有溶解土壤固定磷作用的复合肥。

在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量10～20％的芦苇或/和竹的根部土壤，制造具有溶解破坏硅酸盐晶体、作物吸收硅和脱出的钾功能的肥料。

本发明方法制作微生物有机无机复合肥，使用作物秸杆利用了天然的或周边的微生物进行堆肥，过程简单，成本低肥效高，一般农民都可实施；制得的微生物有机无机复合肥既可以增强地力，又容易被作物吸收，利用率要比化肥高得多，所以既可节约买化肥的钱，又可经营有机农业，这也许给农业战线带来一场大变革。

具体实施方式

下面结合实际例子进一步说明本发明

实施例1：关于微生物有机无机复合肥的生产

按重量计，6份切碎的玉米秸秆(也可以是麦杆、稻杆等)，2份鸡粪，1份猪粪(或/和人粪尿)以及1份土的比例混合，同时加水(喷水)至上述的复合肥原料重量的60～70％，使秸秆全部均匀温透，接着加菌是按1吨料用0.5kg食用酱(或者米糠酱)混合1kg包米面(或者米糠)溶解于100L水里喷入堆肥料中，然后堆积成2米高，3～4米宽的园型或者锥型，并踩实后用塑料、草泥或其它能遮蔽风雨和太阳紫外线的方式覆盖好堆闷发酵。发酵过程已上述堆肥与微生物关系中说明。堆肥到近一个月堆肥中心温度降下来已过第一阶段、第二阶段，之后堆肥中心部温快降到30℃时要按1吨料添加食用酵母菌100g，糖1kg，混合溶解于100L的水中，喷撒于堆肥料中，然后过1～2天加入硫酸铵(水田可用氯化铵)、过磷酸钙、硫酸钾(水田可用氯化铵)各30公斤(3％)翻倒搅拌混合均匀之后以50cm高度，铺宽堆积，保持20～30℃温度继续发酵，到堆肥内部出现白色球状菌丝块体(放线菌丝)就再翻倒搅拌，然后可直接使用。

实施例2：关于抑制表皮由几丁质组成的土壤病虫害堆肥——放线菌堆肥

制造过程同实施例1，但在堆肥料中混合加入5％重量的粉碎好的螃蟹壳和虾壳，使得土壤中大量繁殖放线菌，溶解吸取土壤病源菌和甲虫类的表皮几丁质，成为抑制或减少病源菌和甲虫类的有害作用肥料。

实施例3：关于抑制表皮由纤维组成的土壤病虫害堆肥——纳豆菌堆肥

制造过程同实施例1，但在堆肥料中混合加入粉碎好的大豆(黄豆)即黄豆面5～10％，使得具有强力分解蛋白和纤维的纳豆菌大量繁殖，分解吸收纤维质，成为从而抑制和减少由纤维表皮的病源菌和虫类的毒害作用肥料。

实施例4：关于溶解钙、铁、铝固定磷的黑曲霉菌肥

制造过程同实施例1，但在堆肥中混合加入10～15％酒粕，使大量繁殖黑曲霉菌(A.Spergillus·niger)和所分泌的草酸，柠檬酸溶解土壤固定磷，制得作物吸收的肥料。

实施例5：关于溶解土壤中的硅酸盐钾的肥料

制造过程同实施例1，但在堆肥料中混合加入10～20％的芦苇或竹林竹根部土壤一起堆肥化，使得土壤芽孢杆菌(B.edapHicus)大量繁殖而分泌草酸，柠檬酸，从而溶解破坏硅酸盐晶体，成为作物可吸收硅和钾的功能肥料。

Claims (6)

1.一种微生物有机无机复合肥的制作方法，用切碎的作物秸秆、鸡粪、人畜粪尿和土作复合肥原料，按重量比作物秸秆∶鸡粪∶人畜粪尿∶土＝6∶1.5～2.5∶0.5～1.5∶1混合，加水使秸秆均匀湿透，再按1吨复合肥原料用0.5～1kg酱混合1～5kg玉米面或米糠溶解于100L水中喷入复合肥原料中，然后堆积成1.5～2.0米高，覆盖好堆闷发酵，形成堆肥；堆肥中心温度到68～70℃维持1～2天，然后翻倒搅拌，再堆积成1.2～1.8米高，控制中心温度在50℃～65℃，看到堆肥表面在出现棉毛状菌丝体块时，第一阶段糖化作用完成；

在堆肥中心温度为40～45℃、pH＝6.6～7.4条件下堆积20～25天，在堆肥表面的棉毛状白菌体块消失进行翻倒搅拌，将堆积高度变成0.9～1.1米，堆肥中心温度降到35～30℃时第二阶段发酵工程阶段完成；

按1吨复合肥原料添加食用酵母菌100～150g和糖1kg混合溶解于100L的水中，喷撒于堆肥中；过2～4天添加化肥，按1吨复合肥原料加入硫酸铵或氯化铵、过磷酸钙、硫酸钾或氯化钾各25～30kg，翻倒混合均匀后以40～65cm高度铺宽堆积，保持堆肥中心温度20～30℃继续发酵，当堆肥内部呈现白色球状菌丝块，再翻倒和干燥，制得微生物有机无机复合肥。

2.按着权利要求1所述的微生物有机无机复合肥的制作方法，其特征在于，在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量5％的粉碎的螃蟹壳和虾壳发酵，制备起抑制或减少病源菌和甲虫类有害作用的复合肥。

3.按着权利要求1所述的微生物有机无机复合肥的制作方法，其特征在于，在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量5～10％的黄豆面发酵，制备具有抑制和减少由纤维表皮的病源菌和虫类毒害作用的复合肥。

4.按着权利要求1所述的微生物有机无机复合肥的制作方法，其特征在于，在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量10～15％的酒粕，制造具有溶解土壤固定磷作用的复合肥。

5.按着权利要求1所述的微生物有机无机复合肥的制作方法，其特征在于，在复合肥原料或堆肥中混合加入复合肥原料重量10～20％的芦苇或/和竹的根部土壤，制造具有溶解破坏硅酸盐晶体、作物吸收硅和脱出的钾功能的肥料。

6.一种微生物有机无机复合肥的使用方法，用切碎的作物秸秆、鸡粪、人畜粪尿和土作复合肥原料，按重量比作物秸秆∶鸡粪∶人畜粪尿∶土＝6∶1.5～2.5∶0.5～1.5∶1混合，加水使秸秆均匀湿透，再按1吨复合肥原料用0.5～1kg酱混合1～5kg玉米面或米糠溶解于100L水中喷入复合肥原料中，然后堆积成1.5～2.0米高，覆盖好堆闷发酵，形成堆肥；堆肥中心温度到68～70℃维持1～2天，然后翻倒搅拌，再堆积成1.2～1.8米高，控制中心温度在50℃～65℃，看到堆肥表面在出现棉毛状菌丝体块时，第一阶段糖化作用完成；

在堆肥中心温度为40～45℃、pH＝6.6～7.4条件下堆积20～25天，在堆肥表面的棉毛状白菌体块消失进行翻倒搅拌，将堆积高度变成0.9～1.1米，堆肥中心温度降到35～30℃时第二阶段发酵工程阶段完成；

按1吨复合肥原料添加食用酵母菌100～150g和糖1kg混合溶解于100L的水中，喷撒于堆肥中；过2～4天添加化肥，按1吨复合肥原料加入硫酸铵或氯化铵、过磷酸钙、硫酸钾或氯化钾各25～30kg，翻倒混合均匀后以40～65cm高度铺宽堆积，保持堆肥中心温度20～30℃继续发酵，当堆肥内部呈现白色球状菌丝块，再翻倒和干燥，制得微生物有机无机复合肥；

施用量为每公顷3～5吨。