CN102898189A - 一种利用畜禽粪便生产功能型生物有机基肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用畜禽粪便生产功能型生物有机基肥的方法，其特点是以猪粪、鸡粪及腐殖质等原料为基础，通过调整最佳碳氮比，采用深池连续高温好氧动态发酵工艺，在腐熟过程中加入促进物料分解、腐熟兼具除臭功能的腐熟菌剂，在物料腐熟后加入功能菌，生产优质功能型生物有机肥。本发明的优点是建立高效腐解技术和好氧发酵技术体系，缩短畜、禽粪便处理时间，提高生产效率；各功能菌之间互不拮抗，互惠共生。各种微生物可在不同温区生长繁殖，相互发挥效力，从根本上保障了发酵效果，同时有效去除粪便臭味，7-10天即可使畜、禽粪废弃物快速腐熟。

Description

一种利用畜禽粪便生产功能型生物有机基肥的方法

技术领域

本发明涉及一种利用畜禽粪便生产功能型生物有机肥产品生产方法，属于绿色新型肥料领域。

背景技术

我国人多地少，长久以来的石化农业模式形成了“化肥过量使用-土壤肥力下降-加大化肥用量”的恶性循环怪圈，由于长期过量施用化肥，土壤有机质投入不足，导致土壤碳氮比失衡，恶化了土壤微生物的生存环境，化肥转化率低下，农业面源污染严重。

而在种养业每年产生的30多亿吨畜、禽粪便和7亿多吨农作物秸秆中，前者无害化处理不到30％，后者大量焚烧或废弃，科学利用率不足20％。一些地方的畜、禽粪便污染负荷已占到农村和农业面积污染负荷的35％，并且成为地表水域污染的重要来源。

30多亿吨畜、禽粪便如经微生物技术无害化处理，相当于标准化肥2100万吨，还可提供有机质约4500万吨，同时消除了病菌、虫卵等有害生物，使环境得到改善和净化。

畜、禽粪便的资源化处理发展趋势

当前，畜、禽粪便的资源化处理方式主要是沼气发电和有机肥加工两大方向。传统人工堆肥已不适应现代农业的发展，工厂化利用畜、禽粪便加工商品有机肥，已成为国家鼓励发展的高新技术产业。传统就地简单堆肥的技术缺陷：就地简单堆肥不能满足规模化养殖处理大量粪便的需要；不能保证农业生产对有机肥的要求；不能满足当代农民对劳动条件的要求；对环境造成一定污染。

1.1开发环境友好型生物肥料产品，是发展绿色农业、有机农业、缓解农业面源污染的迫切需要

利用微生物肥料，能够解决纯有机肥使用过程中转化慢、利用率低的弊端，不仅可以增加产量，提高品质，还能减少化肥施用量，缓解农业面源污染。尤其是在人类面临能源危机、资源紧缺、环境污染等压力下，为了我国农业的可持续发展，应用微生物肥料是一条必由之路。

目前全国无公害农产品、绿色食品、有机农产品“三品”，年种植面积超过4.5亿亩，约占全国耕地总面积的25％左右，作为含活体菌的生物肥料市场供给能力与需求缺口较大，项目产品具有广阔的市场前景。

1.2生物有机肥的生产应用现状

与普通有机肥相比，生物有机肥生产的技术含量相对较高，除了在腐熟过程中要加入促进有机物料腐熟、分解的生物菌剂，以实现定向腐熟、除臭等目的外，在产品中还需加入具有特定功能的微生物，以提升产品的作用效果。目前，我国从管理上将生物有机肥纳入微生物肥料范畴，实施比有机肥更为严格的管理措施，以促进生物有机肥的健康发展。

1.2.1企业数量及生产规模

生物有机肥在短短的几年间得到了快速的发展。目前在农业部获得产品登记证的生产企业达120多家，年产量200万t以上，已具备一定的生产规模，正在成为农资产品市场的一个新亮点。这些企业的生产起点也较高，年设计生产能力多是中型(2万～3万t)，或是大型企业(3万～5万t)，也有部分超大型(5万t以上)生产企业，主要是利用附近养殖场的畜、禽粪便或农作物秸秆等作为原材料，同时也包括一些发酵工业的下脚料、生活垃圾等。但据凋查了解，这些企业的实际生产能力还远远没有达到设计生产能力.主要原因是产品的市场销售存在比较大的困难。

1.2.2生产工艺和技术

在农业部获得登记的生物有机肥生产企业，基本上以从事微生物肥料生产为主，这些企业利用原有的菌剂生产技术，通过购买一些必要的发酵设备，开始了生物有机肥的生产。在发酵生产工艺上，多采用槽式堆置发酵法，其他的发酵方法。如平地堆置发酵法、发酵槽发酵法、密封仓式发酵法、塔式发酵法等在生产中也得到了应用。在发酵、腐熟过程中物料的水分、C/N比、温度等的调节及腐熟剂的使用是生产工艺的关键，特别是菌剂的应用直接影响着物料发酵的周期及腐熟程度。经过腐熟的物料基本实现了产品的无害化，从而也有利于后处理过程中所加入功能菌的存活。在发酵物料的后处理方面，大多数企业加入功能菌剂进行复配、定形，产品剂型以粉剂为主。此外，有1/3的产品在后处理过程中采用了造粒技术，多数以圆盘造粒为主，但也有采用滚筒造粒或挤压造粒的。颗粒产品克服了粉剂产品外观差、层次低的缺点，提高了产品的商品性，但同时也提高了企业的生产成本，并对有效菌的存活产生了一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用畜禽粪便生产功能型生物有机基肥的方法，以猪粪、鸡粪及腐殖质等原料为基础，通过调整最佳碳氮比，采用深池连续高温好氧动态发酵工艺，集成先进技术与设备，生产优质功能型生物有机肥。在人类面临能源危机、资源紧缺、环境污染等压力下，为了我国农业的可持续发展，应用微生物肥料是一条必由之路。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是，

(1)选用畜禽粪便均可，

(2)辅料：各类作物秸秆，将秸秆粉碎，作底肥秸秆长度为5～8毫米，育苗肥秸秆长度3毫米左右，任何秸秆都要干燥，能吸取粪便中的水分，

其对现有技术的贡献是，采用深池发酵，借助翻抛机进行翻堆、移堆，

一是在腐熟过程中加入促进物料分解、腐熟兼具除臭功能的腐熟菌剂，其由复合菌系组成，所述的复合菌系是光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、青霉、木霉、根霉之一种，也可以是几种的混合物；

其中粪便∶辅料的配比是3∶1，每处理1.3方左右的发酵物用发酵基菌种50～200克

二是在物料腐熟后加入功能菌，所述的功能菌是固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌、乳酸菌、假单胞菌、芽孢杆菌、放线菌的组合物。

本发明的积极效果在于，通过现代生物技术应用和新生产方法的开发，实施对畜、禽粪便和农作物秸秆等农业废弃物的生物腐解过程，是化害为利，变废为宝的资源化利用方式，生产功能型生物有机肥，一方面可以减少废弃物对环境的污染，从根本上改善生态环境，促进农业可持续发展，另一方面开发生产的生物有机肥的推广应用，可以培肥地力，提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状，增强土壤蓄水保肥能力，并为无公害绿色农产品的发展奠定良好的基础，加速循环农业体系的建设，加快农业增效农民增收的步伐。

最佳原料配方及混料给料方式确立；高效复合菌剂降解、除臭效果；高效翻抛模式及参数控制；二次堆腐条件控制。

本产品为多功能生物有机肥，具有肥药双效及绿色环保的两大特点。产品技术指标：有机质大于45％，腐殖酸大于15％；有益菌大于0.5亿/g；总养分大于8％，微量元素大于5％；富含多种刺激作物生长、提高抗病性的有机活性成分。

应用复合菌剂高温快速发酵降解畜、禽粪便、后期添加高效功能微生物；根据不同地区、不同作物及不同土壤肥力状况，调配出各种专有肥；采用改进的低温烘干技术，能使功能微生物保持其应有的活力，延长其存活期。

建立高效腐解技术和好氧发酵技术体系，发酵时接种高效分解菌，缩短畜、禽粪便处理时间，提高生产效率；调配成各功能菌之间互不拮抗，互惠共生。使各种微生物可在不同温区生长繁殖，相互发挥效力，从根本上保障了发酵效果，同时有效去除粪便臭味，7-10天即可使畜、禽粪废弃物快速腐熟。

采用高效微生物腐解技术和先进工艺，利用好氧、高温快速腐熟，实现畜禽粪便的无害化和养分稳定化，为功能性生物有机肥的生产提供优质原料；

采用配方施肥原理和技术，研制各类作物不同生育期所需专用配方，使产品营养配方更为平衡有效；

采用高效功能性微生物复合菌剂的生产和添加，以达到抑制、促生、活化养分，改良土壤，调整根区微生态平衡等作用；优化沼气发酵参数，建立养殖加工最佳用气模式。

1.生物有机肥的作用效果和机理

生物有机肥集生物肥和有机肥优点于一体，既有利于农产品增产增收，又可培肥土壤、改善土壤微生态系统、减少无机肥料用量，改善农产品品质。

1.2提高作物产量，改善作物品质

生物有机肥克服了化肥养分单一、供肥不平衡的缺点，注重生物、有机、无机相结合的养分互动互补作用，施用后既可提高作物产量，也可有效改善作物品质。提高农产品的安全性。生物有机肥营养物质释放缓慢，以氮素营养而言多以NH4+或氨基酸形式供给植物，进入植物细胞后无需消耗大量能量和植物光合作用产物。

1.3改善土壤理化性质，提高土壤肥力

土壤有机质含量是土壤肥力的物质基础，是衡量土壤肥力的一项重要指标。我国耕地土壤有机质含量偏低，平均仅为1.8％，与欧美等发达国家的地力水平差距较大。施用生物有机肥不仅能补充被消耗的有机肥料，而且还能不断提高土壤有机质含量。如在烟草的种植中应用生物有机肥，就可使土壤的有机质含量得到增加。此外，据路克尉等人研究，施用生物有机肥后，土壤容重较对照降低12.5％，毛管孔隙度增加9.8％，可以明显改善土壤结构，提高土壤保水保肥和通气能力。同时，速效磷、速效钾、全氮、全磷和有机质含量分别比对照高出47.8％、77.1％、35.7％、65.0％和75.8％。相关研究还证明，有机质经微生物分解后，可缩合成新的腐殖质。它能与土壤中的黏土及钙离子结合，形成有机无机复合体，促进土壤中水稳性团粒结构的形成，从而可以协调土壤中水、肥、气、热的矛盾，改善土壤结构，使土壤疏松、耕性变好。

1.4调节微生物区系，改善土壤微生态系统

腐熟的有机肥中一般含有酵母菌、乳酸菌、纤维素分解菌等有益微生物，而加有功能菌的生物有机肥还可能含有固氮菌、硅酸盐细菌、溶磷菌、光合细菌及假单胞菌等一些有益菌。这些微生物除了具有产生大量活性物质的能力外，有的还具有固氮、溶磷、解钾的能力，有的具有抑制植物根际病原菌的能力，有的则具有改善土壤微生态环境的能力。此外.生物有机肥施人土壤后能够调节土壤中微生物的区系组成，使土壤中的微生态系统结构发生改变。例如，果园施用生物有机肥后，根区土壤细菌、真菌和放线茵数量显著增加，其中细菌占绝对优势。这是因为当有新鲜有机物质进入土壤后，为微生物提供了新的能源，使微生物在种群数量上发生较大的改变。另一方面，生物有机肥本身也带人大量有活性的微生物，在某种程度上讲，生物有机肥的施入起到了接种微生物的作用。

1.5活化难溶化合物，提高土壤向作物提供营养的水平

一般情况下，生物有机肥料中添加有固氮微生物，该类微生物可通过其中固氮酶的作用.将空气中的N2还原为可被作物吸收利用的NH3。虽然微生物的固氮效率因土壤条件的不同而有较大差异，但生物有机肥中微生物固氮作用的存在无疑成为未来为作物提供氮素营养的一条重要途径。此外，生物有机肥中还添加了一定数量的溶磷微生物和硅酸盐细菌，施入土壤后经增殖并与其他土壤微生物协同作用，可分解土壤中某些原次生矿物，并同时将这些矿物所固定的磷、钾等养分释放出来，把无效态磷、钾转化成可供作物吸收利用的有效态养分，直接被作物吸收利用，提高土壤供肥能力。

1.6改善土壤生态，减少植物病虫害的发生

生物有机肥具有改善土壤生态环境及改变土壤微生物区系的作用，在减少作物病虫害发生方面发挥着更为重要的作用。这是因为在生物有机肥中含有多种特效菌，在微生物的生长繁殖过程中，能分泌出多种抗生素及植物生长激素，不但能抑制植物病原微生物的活动，起到防治植物病害的作用，而且能刺激作物生长，使其根系发达，促进叶绿素、蛋白质和核酸的合成，提高作物的抗逆性。例如，据蔡燕飞等研究，利用畜牧业废弃物资源研制的生物有机肥对番茄青枯病有明显的控制作用：在连作地对照地块番茄青枯病发生率100％的情况下，腐熟的生物有机肥处理番茄平均发病率仅46％，方差分析表明，施生物有机肥显著地降低了番茄青枯病发生率。

生物有机肥从产品的生产到田间应用的各个环节上还存在许多问题，尤其在产品技术含量上要有质的提升。微生物是产品的技术核心，因此首先要做好菌剂的筛选、研究工作。这包括2个方面的内容：一是腐熟菌剂的应用.要朝着复合菌剂的筛选方向发展，达到加快物料分解、腐熟、除臭等目的；二是功能菌剂的复配，要研究保证它在物料中存活及功能正常发挥的方法与工艺。其次，对生产工艺进行优化，做好各种物料的配比，确定发酵的各项工艺参数，并解决产品造粒过程对有效菌的影响，在技术上要有所创新。第三，产品的质量要有保证，不但企业要加强质检条件的建没，而且市场的监管部门也要具有相应的检测能力，从不同的环节对产品的质量进行把关。最后，做好产品田间应用效果研究，使产出的优质农产品真正实现优质优价，引导农民加大在绿色食品、有机食品上的投入，并逐渐扩大生物有机肥在其他种植作物上的应用。

1.7现代农业迫切需要有机肥料安全供应体系和科学用肥体系支撑

目前，农民主要以生粪直接还田，或者粪便田头自然堆放，不仅对环境造成严重污染，而且粪肥转化率低，并携带大量病菌和虫卵，使化肥、农药用量居高不下，严重制约了农产品有机化的规模发展。

为了支撑现代有机农业生产需要，项目以土壤改良为中心，制订高于现有国家标准的生物有机肥料产品标准，生产的生物有机肥，能提升有机农产品品质和产量；减轻重茬病害、土传病害的发生，减少农药的投入，增加土壤的团粒结构。

畜、禽粪便用生物技术加工成有机肥、生物肥料项目已列入国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中，是国家扶持的朝阳产业，属高新技术产业。本生产方法按照绿色种植、健康养殖与畜、禽粪便无害化处理、资源化利用的现代循环农业产业链发展思路，利用周边猪粪、鸡粪建设生产，进行本生产方法所述“一种利用畜禽粪便生产功能型有机肥”，实现养殖业粪污无害化处理与资源化利用，为发展绿色苹果、樱桃、蔬菜、中草药等特色农业栽培提供高效优质生物有机肥，突出高效快速无害化、生物有机肥功能化及国家级有机食品基地农业标准化施肥技术体系建立的特色，通过生物处理等技术，研发适应于果树、蔬菜和粮食生产的功能型生物有机肥配方；确立规模化养殖场畜、禽粪便快速腐熟的标准化固态发酵技术参数，优化有机肥生产工艺，实现功能性生物有机肥生产的产业化；在优化产品安全性及肥效基础上，提出优质高产的功能型生物有机肥规范化施肥技术体系。同其它农业项目相比，具有明显的高技术、高投入、高回报，低能耗环保的特点，其经济效益、社会效益和环境效益显著。是符合都市型现代农业可持续发展的战略需要，市场前景广阔。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

技术依据：

畜、禽粪便生物有机肥生产技术，在发酵生产工艺上，涉及到的行业共性技术有：槽式堆置发酵法，平地堆置发酵法、发酵槽发酵法、密封仓式发酵法、塔式发酵法等在生产中也得到了应用。在微生物菌种选用方面，一般有2个环节涉及到微生物的使用：一是在腐熟过程中加入促进物料分解、腐熟兼具除臭功能的腐熟菌剂，其多由复合菌系组成，常见菌种有光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、青霉、木霉、根霉等；二是在物料腐熟后加入的功能菌，一般以固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌、乳酸菌、假单胞菌、芽孢杆菌、放线菌等为主，在产品中发挥特定的肥料效应。

本生产方法以规模化、集约化畜、禽粪便无害化处理为重点，资源化利用为方向，应用复合菌剂高温快速发酵降解畜、禽粪便、后期添加高效功能微生物；根据不同地区、不同作物及不同土壤肥力状况，调配出各种专有肥；采用改进的低温烘干技术，能使功能微生物保持其应有的活力，延长其存活期。采用高效功能性微生物复合菌剂的生产和添加，以达到抑制、促生、活化养分，改良土壤，调整根区微生态平衡等作用。能够解决纯有机肥使用过程中转化慢、利用率低的弊端，不仅可以增加产量，提高品质，还能减少化肥施用量，缓解农业面源污染。能够从根本上解决长久以来的石化农业模式形成了“化肥过量使用-土壤肥力下降-加大化肥用量”的恶性循环怪圈。

本发明具体生产过程可以如下：它是选择

(1)人、畜禽粪便均可，

(2)辅料：各类作物秸秆，将秸秆粉碎，作底肥秸秆长度为5～8毫米，育苗肥秸秆长度3毫米左右，任何秸秆都要干燥，能吸取粪便中的水分，

采用长方形发酵池起端，之后借助翻抛机进行翻堆、移堆。翻抛机在纵、横向行走机构的运送下，垂直提料机构将物料从池内提起，经水平输送机构运送一定距离后撒落池中，使物料在池内有规律、等距离的渐进式后移，每天从发酵池尾端将发酵完的物料运走，将发酵池前端腾出的空间(一天的处理量)补充新的发酵物料，从而形成了一种连续的发酵过程。

一是在腐熟过程中加入促进物料分解、腐熟兼具除臭功能的腐熟菌剂，其由复合菌系组成，所述的复合菌系是光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、青霉、木霉、根霉之一种，也可以是几种的混合物；

其中粪便∶辅料的配比是3∶1，每处理1.3方左右的发酵物用发酵基菌种50～200克

二是在物料腐熟后加入功能菌，所述的功能菌是固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌、乳酸菌、假单胞菌、芽孢杆菌、放线菌。

功能型生物有机肥产品种类列举

巴戟天专用功能有机肥：在巴戟天的种植中应用生物有机肥，生物有机肥营养物质释放缓慢，以氮素营养而言多以NH4+或氨基酸形式供给植物，进入植物细胞后无需消耗大量能量和植物光合作用产物.如糖分和有机酸等，直接参与植物细胞物质的合成，故植物生长快，积累的糖分等物质多，巴戟天质量好，且很少有硝酸盐等有害物质污染。巴戟天的有效成分甲基异茜草素-1-甲醚、醇溶性糖及多糖含量均有不同程度的增加。

番茄专用功能有机肥：利用畜牧业废弃物资源研制的生物有机肥对番茄青枯病有明显的控制作用：在连作地对照地块番茄青枯病发生率100％的情况下，腐熟的生物有机肥处理番茄平均发病率仅46％，方差分析表明，施生物有机肥显著地降低了番茄青枯病发生率。

Claims (1)

1.一种利用畜禽粪便生产功能型生物有机基肥的方法，它是

(1)选用畜禽粪便均可，

(2)辅料：各类作物秸秆，将秸秆粉碎，作底肥秸秆长度为5～8毫米，育苗肥秸秆长度3毫米左右，任何秸秆都要干燥，能吸取粪便中的水分，

其特征在于，采用深池发酵，借助翻抛机进行翻堆、移堆，

在腐熟过程中加入促进物料分解、腐熟兼具除臭功能的腐熟菌剂，其由复合菌系组成，所述的复合菌系是光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌、青霉、木霉、根霉之一种，也可以是几种的混合物；

其中粪便∶辅料的配比是3∶1，每处理1.3方左右的发酵物用发酵基菌种50-200克

在物料腐熟后加入功能菌，所述的功能菌是固氮菌、溶磷菌、硅酸盐细菌、乳酸菌、假单胞菌、芽孢杆菌、放线菌的组合物。