CN102391026B - 一种促进棉花秸秆腐解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农作物秸秆利用的领域，具体的说是一种促进棉花秸秆腐解的方法。将干燥的棉花秸秆粉碎成细小颗粒，并将EM菌液按每吨棉花秸秆200-300ml的比例喷洒其上，待用；调节喷洒菌液后的棉花秸秆碳氮比为25∶1-30∶1，然后调节棉花秸秆含水量达65-70％，待用；将上述棉花秸秆进行堆置，并分层添加相当于棉花秸秆重量0.4-0.5％的秸秆腐熟剂，待用；将上述处理后的棉花秸秆在厌氧条件下密封堆放发酵，直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。本发明为一种棉花秸秆腐解的技术模式，其为棉秆腐解提供了适宜的营养环境，同时添加了微生物菌剂，提高了腐解效率，增加了腐熟物中营养物质的含量。

Description

一种促进棉花秸秆腐解的方法

技术领域

本发明涉及农作物秸秆利用的领域，具体的说是一种促进棉花秸秆腐解的方法。

背景技术

棉花是重要的经济作物，截止到2005年，我国已超越美国跃居世界第一产棉大国。棉花产量的增长也同时意味着棉秆的大量产生。有关数据表明，我国每年的农作物秸秆产量达7亿多吨。在我国目前条件下，棉秆的利用率为54.8％，大部分的棉秆被焚烧，致使大量悬浮颗粒散布于空气中，影响空气质量；焚烧产生的浓烟弥漫于高速公路周围，使公路关闭，严重影响人们的日常生活和生产。

棉花作为一种耐盐碱经济作物，广泛种植于我国北方的东部滨海，西北内陆等土壤盐渍化较为严重的地区，该地区土壤有机物质较为缺乏，长年施入化学肥料，使该地区土壤盐化碱化程度愈为严重。棉秆中含有丰富的有机碳及其他营养元素，当季直接还田是当地农民经常采用的一种改良土壤肥力的方法。但因为棉秆较为致密，木质化程度高等特点，其在土壤中的腐解转化非常缓慢，常常需要经过几年时间才能腐解完全，在此长时间的转化过程中，大量营养物质流失，同时残存的棉秆对土壤耕作、播种、地膜覆盖等均造成了不利影响，加之未经腐熟的新鲜秸秆含有较多致病微生物，为作物病害的发生埋下隐患。以上几点成为制约当地秸秆还田的“瓶颈”。

研究表明，堆肥不仅能在微生物作用下通过高温发酵使其中的病原菌无害化，使有机物腐殖化、营养物质稳定化，而且可以加工为复混肥料。目前关于棉秆腐解尚欠简单有效的技术，造成棉秆资源的浪费。

发明内容

本发明目的在于，提供一种促进棉花秸秆腐解的方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

一种促进棉花秸秆腐解的方法：

1)将干燥的棉花秸秆粉碎成细小颗粒，并将稀释的EM菌液按每吨棉花秸秆200-300ml喷洒其上，待用；

2)调节步骤1)喷洒菌液后的棉花秸秆的碳氮比为25∶1-30∶1，然后调节棉花秸秆含水量达65-70％，待用；

3)将上述棉花秸秆堆置，并按相当于棉花秸秆重量的0.4-0.5％添加秸秆腐熟剂，待用；

4)将上述处理后的棉花秸秆在厌氧条件下密封堆放发酵，直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。

所述干燥后含水量8.5％的棉花秸秆，粉碎至2-3mm的细小颗粒。所述稀释的EM菌液是将菌液与水按体积比1∶100-1∶80的比例稀释。所述步骤2)调节棉花秸秆的碳氮比采用尿素为氮源，尿素的添加量为棉花秸秆重量的0.86-1.50％。所述尿素与水按1∶10-1∶20的重量比溶解，而后均匀喷洒于棉秆上；所述尿素含N量为46.4％。所述堆置是将棉花秸秆粉碎物分四层堆置，自下而上的层重比例为4∶2∶2∶2或3∶3∶2∶2。所述堆置层中添加秸秆腐熟剂，即在堆置层的层与层间、最上层添加秸秆腐熟剂，添加比例为各层棉花秸秆重量的0.4-0.5％。所述将上述处理后的棉花秸秆在厌氧条件下密封堆放发酵2-3天，当堆腐物温度达到60-65℃时，进行翻堆，降温后再密封发酵，之后每隔一天翻一次，直到第四次后，再每隔四至五天翻堆一次，直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。

本发明所具有的优点：

本发明提供了一种针对棉花秸秆的腐解技术，其为棉秆腐解提供了适宜的营养环境，同时添加了微生物菌剂，提高了腐解效率，增加了腐熟物中营养物质的含量。

另外，本发明针对棉花秸秆木质素含量高，难以腐解的特点，涉及选用合适的粉碎细度、碳氮比、腐解剂及菌群用量、堆积层数、翻堆次数等技术措施，使棉秆在较短时间内达到腐熟的效果，提高了生产效率，降低了经营成本。采用本发明的方法，堆体温度提升快，温度高，持续时间长，第3天便达到66℃，在第3-14天时段内温度一直维持在55℃以上，堆腐结束后，腐熟物蛔虫卵死亡率达100％，堆体周围无苍蝇孳生，达到了中华人民共和国国家标准《粪便无害化卫生标准》(GB7959-1987)中的高温堆肥卫生标准。同时，本发明减少了棉秆腐解时间，缩短了微生物的活动周期，降低了堆体营养物质的无谓消耗及流失。本发明摒弃了常规堆腐所需的人、畜粪尿，避免了堆腐过程中不快气体的产生，具有较好的环保效应。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图通过实例对本发明进行详细介绍。

实施例1

以腐解100kg棉秆为例。

1)将干棉秆用专用机械粉碎至2-3mm颗粒物。棉秆木质化程度严重，为使棉秆易于粉碎，务必保证棉秆干燥(含水量8.5％左右，干基计)。

2)EM菌液的用量：该菌群包含放线菌、双歧菌、乳酸菌、芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌等菌种，有益菌数≥10亿个细胞/毫升(该菌液购自安徽广宇生物技术有限公司)。EM菌液按200ml/t加入，将20mlEM菌液加入到2kg水中，搅拌均匀，均匀喷洒至棉秆上。

3)调节棉秆碳氮比为25∶1，将1.5kg尿素(含N 46.4％)与水按1∶10的重量比溶解，均匀喷洒于棉秆上。

4)调节棉秆含水量达65％。

5)棉秆粉碎物分四层堆制，自下而上的层重比例为4∶2∶2∶2，即分别为40kg、20kg、20kg、20kg。

6)在层与层之间、最上层均匀添加秸秆腐熟剂(该剂购自安徽广宇生物技术有限公司)，秸秆腐熟剂按棉秆层重的0.4％加入，自下而上的添加比例为4∶2∶2∶2，即分别为0.16kg、0.08kg、0.08kg、0.08kg。

7)用塑料布将混合物料密封堆放，在厌氧条件下发酵2-3天，堆腐物中出现白色菌丝，并散发出较浓的酒曲香味。当堆腐物温度达到65℃时，进行第一次翻堆，降温后再密封发酵，以免破坏有效物质，之后每隔一天翻一次，直到第四次后，每隔四至五天翻堆一次。直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕(参见图1)。

实施例2

与实施例1不同之处在于：调节棉秆C/N为30∶1。

1)将干棉秆用专用机械粉碎至2-3mm颗粒物。棉秆木质化程度严重，为使棉秆易于粉碎，务必保证棉秆干燥(含水量8.5％左右，干基计)。

2)EM菌液的用量：该菌群包含放线菌、双歧菌、乳酸菌、芽孢杆菌、光合细菌、酵母菌等菌种，有益菌数≥10亿个细胞/毫升(该菌液购自安徽广宇生物技术有限公司)。EM菌液按200ml/t加入，将20mlEM菌液加入到2kg水中，搅拌均匀，均匀喷洒至棉秆上。

3)调节棉秆碳氮比为30∶1，将0.87kg尿素与水按1∶10的重量比溶解，均匀喷洒于棉秆上。

4)调节棉秆含水量达65％。

5)棉秆粉碎物分四层堆制，自下而上的层重比例为4∶2∶2∶2，即分别为40kg、20kg、20kg、20kg。

6)在层与层之间、最上层均匀添加秸秆腐熟剂，秸秆腐熟剂按棉秆层重的0.4％加入，自下而上的添加比例为4∶2∶2∶2，即分别为0.16kg、0.08kg、0.08kg、0.08kg。

7)用塑料布将混合物料密封堆放，在厌氧条件下发酵2-3天，堆腐物中出现白色菌丝，并散发出较浓的酒曲香味。当堆腐物温度达到65℃时，进行第一次翻堆，降温后再密封发酵，以免破坏有效物质，之后每隔一天翻一次，直到第四次后，每隔四至五天翻堆一次。直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。

实施例3

与实施例1不同之处在于：未添加EM菌液和秸秆腐熟剂，为对比试验。

1)将干棉秆用专用机械粉碎至2-3mm颗粒物。棉秆木质化程度严重，为使棉秆易于粉碎，务必保证棉秆干燥(含水量8.5％左右，干基计)。

2)调节棉秆碳氮比为25∶1，将1.5kg尿素(含N 46.4％)与水按1∶10的重量比溶解，均匀喷洒于棉秆上。

3)调节棉秆含水量达65％。

4)棉秆粉碎物分四层堆制，自下而上的层重比例为4∶2∶2∶2，即分别为40kg、20kg、20kg、20kg。

5)用塑料布将混合物料密封堆放，在厌氧条件下发酵2-3天，堆腐物中出现白色菌丝，并散发出较浓的酒曲香味。当堆腐物温度达到65℃时，进行第一次翻堆，降温后再密封发酵，以免破坏有效物质，之后每隔一天翻一次，直到第四次后，每隔四至五天翻堆一次。直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。

实施例4

与实施例1不同之处在于：调节棉秆C/N为30∶1，未添加EM菌液和秸

秆腐熟剂，为对比试验。

1)将干棉秆用专用机械粉碎至2-3mm颗粒物。棉秆木质化程度严重，为使棉秆易于粉碎，务必保证棉秆干燥(含水量8.5％左右，干基计)。

2)调节棉秆碳氮比为30∶1，将0.87kg尿素与水按1∶10的重量比溶解，均匀喷洒于棉秆上。

3)调节棉秆含水量达65％。

4)棉秆粉碎物分四层堆制，自下而上的层重比例为4∶2∶2∶2，即分别为40kg、20kg、20kg、20kg。

5)用塑料布将混合物料密封堆放，在厌氧条件下发酵2-3天，堆腐物中出现白色菌丝，并散发出较浓的酒曲香味。当堆腐物温度达到65℃时，进行第一次翻堆，降温后再密封发酵，以免破坏有效物质，之后每隔一天翻一次，直到第四次后，每隔四至五天翻堆一次。直至堆腐物颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。

各试验处理相关指标的测定结果，将参照表1的相关标准进行比对，判断其是否腐熟。

表1堆肥腐熟度主要指标及其临界值

注：CEC：阳离子交换量；C/N：碳氮比；T值：T＝(终点C/N)/(初始C/N)；GI：发芽指数，下同。

表2第12周各试验堆腐物料理化性质

注：小写字母表示显著性水平为0.05，即P＜0.05水平；大写字母表示显著性水平为0.01，即P＜0.01水平。TC：总碳；TN：总氮；TP：总磷。

经12周的堆积腐解，按本发明实施例1方法腐解的棉秆最先腐熟完成，此时各试验处理物料的理化性质见表2，参照相关的腐熟标准(表1)，分析结果如下：

(1)理化指标：pH、CEC、C/N、T值，本发明实施例1与其它试验处理差异达极显著水平(P＜0.01)，其中C/N作为腐熟度的重要指标，在四个试验处理中，仅本发明实施例1达到相关标准。

(2)营养指标∶氮(N)、磷(P)均为作物生长的必需营养元素，具有举足轻重的作用，本发明实施例1腐熟物中的氮磷含量均较其它处理有所增加，其中本发明实施例1的磷含量与其它试验处理差异达极显著水平(P＜0.01)。

(3)生物学指标：植物生长试验是评价堆肥腐熟度的最终和最具说服力的方法；发芽指数试验表明，本发明实施1例相对其它处理达到较好的腐熟效果，试验2、3、4虽然GI＞50％，但均小于本发明实施例1的106.3％，说明本发明实施例1的腐熟效果在本试验范围内为最佳，本发明实施例1与其它试验处理差异达极显著水平(P＜0.01)。

综上所述，本发明实施例1相比其它试验处理最先达到相关的腐熟标准，其它试验处理均未完全达到标准。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种促进棉花秸秆腐解的方法，其特征在于：

1)将干燥的棉花秸秆粉碎成细小颗粒，并将稀释的EM菌液按每吨棉花秸秆200-300ml喷洒其上，待用；

2)调节步骤1)喷洒菌液后的棉花秸秆的碳氮比为25：1-30：1，然后调节棉花秸秆含水量达65-70％，待用；

3)将上述棉花秸秆堆置，并按相当于棉花秸秆重量的0.4-0.5％添加秸秆腐熟剂，待用；

4)将上述处理后的棉花秸秆在厌氧条件下密封堆放发酵，直至堆腐物料颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕；

所述稀释的EM菌液是将菌液与水按体积比1：100-1：80的比例稀释；

所述步骤2)调节棉花秸秆的碳氮比采用尿素为氮源，尿素的添加量为棉花秸秆重量的0.86-1.50％；

所述堆置是将棉花秸秆粉碎物分四层堆置，自下而上的层重比例为4：2：2：2或3：3：2：2；

所述步骤3)添加秸秆腐熟剂，即在堆置层的层与层间、最上层添加秸秆腐熟剂，添加比例为各层棉花秸秆重量的0.4-0.5％。

2.按权利要求1所述的促进棉花秸秆腐解的方法，其特征在于：所述干燥的棉花秸秆粉碎成细小颗粒，即干燥后含水量8.5％的棉花秸秆，粉碎至2-3mm的细小颗粒。

3.按权利要求1所述的促进棉花秸秆腐解的方法，其特征在于：所述尿素与水按1：10-1：20的重量比溶解，而后均匀喷洒于棉花秸秆上；所述尿素含N量为46.4％。

4.按权利要求1所述的促进棉花秸秆腐解的方法，其特征在于：步骤4)将上述处理后的棉花秸秆在厌氧条件下密封堆放发酵2-3天，当堆腐物料温度达到60-65℃时，进行翻堆，降温后再密封发酵，之后每隔一天翻一次，直到第四次后，再每隔四至五天翻堆一次，直至堆腐物料颜色变为黑褐色、略有霉味，无臭味，堆腐物料呈疏松的团粒结构，即腐熟完毕。

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