CN103351188A

CN103351188A - 以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法

Info

Publication number: CN103351188A
Application number: CN2013102219818A
Authority: CN
Inventors: 魏荣华; 杨浩深
Original assignee: SUZHOU RONGJI ECOLOGICAL BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU RONGJI ECOLOGICAL BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-08-14
Also published as: CN103351188B

Abstract

本发明公开一种以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于：（1）分别筛选、分离、提纯、复壮和培养沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌，然后将各菌种移种工业发酵罐发酵；（2）按比例取各菌种培养液后混合、用吸附载体吸附并在低于28℃的温度下干燥成含水率30%以下的复合菌剂；（3）将复合菌剂接种至发酵载体，洒水至含水率为55%-65%后堆垛发酵，堆垛内的发酵温度为58-72℃,每两天均匀翻堆一次，经25-35天即得纯秸秆发酵的有机料肥料。本发明能促进秸秆有效回收利用、提高作物防病能力、改良土壤结构、提高产品质量。

Description

以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法

技术领域

本发明属于农业肥料领域，具体涉及一种以纯秸秆为原料，利用微生物发酵获得的有机料肥料及其制备方法。

背景技术

在我国，每年秸秆总产量约为8亿吨，居世界首位，以前主要用作饲料或者经焚烧处理，随着秸秆禁烧管理和秸秆资源综合利用日益受到社会各界的广泛关注，人们呼吁一种更合理回收使用农作物秸秆的方式，但大部分秸秆没有合理的去处，我国环境问题面临艰巨的挑战。

虽然肥料是一切农林作物种植的重要资源，但长期过量使用化肥易造成土壤有益微生物的缺损、土壤板结、生产力低下、环境污染、危及人类的生存环境。现在尚无直接将纯秸秆用作农业肥料的先例，因为秸秆粉密度较低，撒种后种子会随田水漂浮，翻耕在土壤中自然腐熟的时间很长，会造成种子不着床，从而引起产量减产甚至绝产。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于公开一种以纯秸秆为原料，利用微生物发酵获得的有机料肥料，有效回收利用农作秸秆，无污染，无排放，既有多种有益微生物，又有丰富的有机质，及植物生长所必须养分。

本发明的另一个目的在于提供一种以纯秸秆为原料的有机料肥的制备方法，工艺简单，周期短。

为实现上述目的本发明采用的技术方案如下：

以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，是将沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌分别移种工业发酵罐发酵后按比例混合,用吸附载体进行吸附，然后将获得的复合活菌粉剂接种至发酵载体（一种或数种秸秆粉状物），堆垛发酵，堆垛内的发酵温度为58-72℃,每两天均匀翻堆一次，经25-35天即成。

具体包括以下步骤：

以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于：

（1）分别筛选、分离、提纯、复壮和培养沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌，然后将各菌种移种工业发酵罐发酵；沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌的发酵条件是：沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙；培养基温度为25-35℃,培养时间为24-36小时；

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙。培养基温度为56-64℃,培养时间为36-60小时；

绿色木霉菌培养基成分为6%玉米秸秆粉，2%玉米粉，0.1%磷酸氢二钾，0.3%硝酸铵，0.05%硫酸镁，0.001%硫酸亚铁，1%可溶性淀粉。培养基温度为25-30℃，培养时间为96-168小时。

各菌种以原菌种与培养基的重量比为1:10000的比例接种至发酵罐扩容培养。

（2）按比例取各菌种培养液后混合、用吸附载体吸附并在低于28℃的温度下干燥成含水率30%以下的复合菌剂；

所述的沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌的培养液按照0.8-1.2：0.8-1.2：0.8-1.2：0.8-1.2的重量比混合；混合后的菌剂总量与吸附载体的重量比是1:2-1:3。

（3）将复合菌剂接种至发酵载体，洒水至含水率为55%-65%后堆垛发酵，堆垛内的发酵温度为58-72℃,每两天均匀翻堆一次，经25-35天即得纯秸秆发酵的有机料肥料。发酵载体在进行发酵步骤之前消毒；复合菌剂与发酵载体的接种重量比例为1：1000-5000。

步骤（2）中的吸附载体、步骤（3）中的发酵载体均为玉米、大豆、稻、油菜、小麦、薯藤类之任一种或多种农作物秸秆粉的混合物，粒度为30-80目。

本发明所采用的各菌种的功能：沟诺卡氏菌能固定大气氮；巨大芽孢杆菌能解磷解钾，在秸秆本身的拥有的氮磷钾含量的前提下额外产生植物所需的养分；绿色木霉菌能产生纤维素酶半纤维素酶、木质素酶；植物乳酸菌能产生乳酸菌，配合绿色木霉菌，加速降解秸秆腐化；嗜热脂肪地衣芽孢杆菌比一般的高温菌升温更快，持续时间更长，起到加速氧化的功能，以上几种菌在不产生拮抗的同时相互配合，相互作用，达到将纯秸秆腐化成有机肥的成果。

本发明具有以下特点：（1）以农作物纯秸秆为原料，实现了农作物秸秆的无害化回收，解决了无法回收有秸秆从而所引起的环境问题；（2）本发明获得的肥料比纯秸秆密度大，解决了秸秆粉密度低，种子不着床的问题；（3）所得肥料含有丰富的有机质，养分完善，肥效持久，能刺激细胞分裂膨大，调节酶促反应过程，增强光合作用，促进种子发芽，提高出苗率、座果率，抑制衰老，防止落花落果，使用后每亩经济效益提高明显；(4)所得肥料能分泌出多种植物生长物质，如氨基酸、维生素等植物营养素，并抑制病原菌的入侵，减少土传疾病，提高作物的抗逆性及抗病能力；（5）所得肥料含有有益活菌制剂，能在根区土壤繁殖，形成有利于作物生长的优势菌群，恢复土壤原有的生态平衡，能提高土壤的氮素水平，还可以改善土壤的物理性状，增加土壤团粒结构，使土壤疏松，减少板结，有利于保水、保肥、通气和促进植物根系发育，使种植生态系统能够进行高效的良性循环。促进植物增产增收；（6）所得肥料能有效降解和氧化土壤中残留农药、硫化氢和胺类等有毒化合物，对土壤起一定的降解作用，从而避免或减少上述毒素在农作物中的积累。农作物使用该产品后口味、色泽都变好，可减少化肥、农药用量，或不使用化肥，达到有机农产品或绿色农产品的要求。

附图说明

图1为实施例1垛堆发酵温度曲线图；

图2为实施例2垛堆发酵温度曲线图。

具体实验方式

实施例1

以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，包括以下步骤：

（1）分别筛选、分离、提纯、复壮和培养沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌，然后将各种菌分别接种进工业发酵罐后发酵。发酵条件分别是：沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙，培养基温度为35℃,培养时间为24小时。嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙。培养基温度为64℃,培养时间为36小时。绿色木霉菌培养基成分为6%玉米秸秆粉，2%玉米粉，0.1%磷酸氢二钾，0.3%硝酸铵，0.05%硫酸镁，0.001%硫酸亚铁，1%可溶性淀粉。培养基温度为25℃，培养时间为168小时。各菌种以原菌种与培养基的重量比为1:10000的比例接种至发酵罐扩容培养。

（2）取各种菌种培养液（以下取培养液时采用体积单位升为单位，因为该菌种培养液中含有的各盐类、蛋白等为少量，大部分成分是水，密度基本接近于水的密度，因此可以根据培养基的体积和水的密度可以轻易获得培养液的重量，而且各菌种的培养基仅需含有必要的盐、蛋白、糖分即可，无需各组份的总含量为100%，关于该内容在生物学中也有相关记载！）：沟诺卡氏菌30L、巨大芽孢杆菌30L、植物乳杆菌30L、嗜热地衣芽孢杆菌30L、绿色木霉菌30L混合后，用消毒后的50目玉米秸秆粉450公斤进行吸附，再在低于28℃的温度下干燥到含水率28%后获得复合活菌粉剂520公斤。

（3）将复合活菌粉剂1公斤接种至2吨玉米秸秆粉中，将复合活菌粉剂和玉米秸秆粉混合均匀。洒水至含水率为60%,垛堆发酵，堆成高为1.5米，底宽1.5米的长条梯形状或三角形状堆垛。每两天均匀翻堆一次，经27天后制成一种利用微生物技术使用纯秸秆发酵的有机料肥料。

测定堆料中心的温度变化反映了堆体内微生物活性的变化，能很好的反映堆肥过程所达到的状态。从图1中可看出秸秆堆肥温度上升的均较快，堆肥3天后仓库东区试验点都达到了50度。在第7天超过了70度，之后一直在77～60之间徘徊。直到第24天温度下降到50度以下。维持在60度以上达到了19天。表明秸秆腐熟状态良好，在施肥后不会引起烧苗等情况；

表1为实施例1所得肥料在发酵前后有机肥指标变化及国家标准对照表，从表1中看出在添加菌剂进行发酵后的有机肥各项指标均达到NY525—2012标准。

表1：实施例1的肥料在发酵前后有机肥指标变化及国家标准对照表

实施例2

以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，包括以下步骤：

（1）分别筛选、分离、提纯、复壮和培养沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌，然后将各种菌分别接种种进工业发酵罐后发酵。发酵条件分别是：沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙；培养基温度为25℃,培养时间为36小时；嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙。培养基温度为56℃,培养时间为60小时；绿色木霉菌培养基成分为6%玉米秸秆粉，2%玉米粉，0.1%磷酸氢二钾，0.3%硝酸铵，0.05%硫酸镁，0.001%硫酸亚铁，1%可溶性淀粉。培养基温度为25℃，培养时间为168小时。各菌种以原菌种与培养基的重量比为1:10000的比例接种至发酵罐扩容培养。

（2）取各种菌种培养液，沟诺卡氏菌24L、巨大芽孢杆菌36L、植物乳杆菌24L、嗜热地衣芽孢杆菌24L、绿色木霉菌36L混合后，用消毒后的80目玉米秸秆粉576公斤进行吸附，再在低于28℃的温度下干燥到含水率28%后获得复合活菌粉剂650公斤。

（3）将复合活菌粉剂1公斤接种至3吨稻草秸秆粉中，将复合活菌粉剂和玉米秸秆粉混合均匀。洒水至含水率为65%,垛堆发酵，堆成高为1米，底宽2米的长条梯形状或三角形状堆垛。每两天均匀翻堆一次，经28天后制成一种利用微生物技术使用纯秸秆发酵的有机料肥料。

测定堆料中心的温度变化反映了堆体内微生物活性的变化，能很好的反映堆肥过程所达到的状态。从图2中可看出秸秆堆肥温度上升的均较快，堆肥在第4天后达到了50度。第8天达到最高78度。之后一直在60～78度间徘徊。直到最后一天温度才下降到50度以下。维持在60度以上达到18天。表明秸秆腐熟状态良好，在施肥后不会引起烧苗等情况；

表2为实施例2所得肥料在发酵前后有机肥指标变化及国家标准对照表，从表2中看出在添加菌剂进行发酵后的有机肥各项指标均达到NY525—2012标准。

表2：实施例2的肥料在发酵前后有机肥指标变化及国家标准对照表

实施例3肥效试验

试验时间：2012年9月3日至2012年9月24日。试验地点设在吴江市平望镇顾扇村华安农场；供试土壤为黑杂土，pH7.5，有机质32.1g/kg，全氮1.23g/kg，有效磷12.2mg/kg，速效钾125mg/kg。供试肥料为实施实例一所得的纯秸秆有机肥，供试作物为小白菜，品种为华冠青梗菜。

实验组的设置：

实验组1：空白对照组。不施用任何肥料，产量为基础地力产量；

实验组2：常规肥料对照组。按当地常规施肥量折算成化肥施用，不施用其他肥料。用量为总养分≥45%复合肥，50kg/亩；

实验组3：本发明所得纯秸秆有机肥实验组，按当地常规施肥量折算成纯秸秆有机肥施用，不施用其它肥料。用量为800公斤/亩作基肥施入。

每个实验组重复设置3组，随机区组设计，小区面积16.2m²(2.7×6米)。

试验田按照当地常规模式栽培，9月3日耕翻整地，9月4日移栽，株距为20×25cm，采用喷灌方式保证水份供应，病虫害防治采用同等量和品种常规模式使用，9月24日人工收获净菜上市销售。

通过对不同处理小白菜生物学性状的考察，实验组3采用纯秸秆有机肥处理，株高、绿叶数、最大叶长、宽、单株鲜重分别比常规肥料对照组增1.1cm、1.2张、0.4cm、0.6cm、10.3g，比空白对照组增5.0cm、0.9张、4.6cm、2.7cm、55.7g，详见表3：

表3不同实验组对青蒜生物学性状的影响

9月24日，试验小区小白菜收获，分别对各个处理收获净菜进行计产，各小区产量表见表4。从表4中可以看出，纯秸秆有机肥产量最高，亩产量分别比空白对照、常规施肥两个处理增产270公斤、126.1公斤，增产率分别为15.7%、6.8%。

表2不同实验组对青蒜产量结果的影响

试验结果表明：本发明生产的纯秸秆有机肥能改善青蒜生物性状，增加绿叶数，叶片长宽也有所增大，产量达1985.7kg/亩，比空白对照、常规施肥分别增产15.7%、6.8%，增产效果显著。

实施例4

除了以下内容之外，均与实施例1相同：步骤（2）取沟诺卡氏菌12L、巨大芽孢杆菌22.5L、植物乳杆菌12L、嗜热地衣芽孢杆菌22.5L、绿色木霉菌12L混合后，用消毒后的50目玉米秸秆粉162公斤进行吸附，再在低于28℃的温度下干燥到含水率28%后获得复合活菌粉剂230公斤。

（3）将复合活菌粉剂1公斤接种至1吨玉米秸秆粉中，将复合活菌粉剂和玉米秸秆粉混合均匀。洒水至含水率为60%,垛堆发酵，堆成高为1.5米，底宽1.5米的长条梯形状或三角形状堆垛。每两天均匀翻堆一次，经27天后制成一种利用微生物技术使用纯秸秆发酵的有机料肥料。

实施例5

除了以下内容之外，均与实施例1相同：步骤（2）取沟诺卡氏菌30L、巨大芽孢杆菌20L、植物乳杆菌30L、嗜热地衣芽孢杆菌20L、绿色木霉菌30L混合后，用消毒后的50目玉米秸秆粉260公斤进行吸附，再在低于28℃的温度下干燥到含水率28%后获得复合活菌粉剂320公斤。

（4）将复合活菌粉剂1公斤接种至5吨玉米秸秆粉中，将复合活菌粉剂和玉米秸秆粉混合均匀。洒水至含水率为60%,垛堆发酵，堆成高为1.5米，底宽1.5米的长条梯形状或三角形状堆垛。每两天均匀翻堆一次，经27天后制成一种利用微生物技术使用纯秸秆发酵的有机料肥料。

上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims

1. 以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于：

（1）分别筛选、分离、提纯、复壮和培养沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌，然后将各原菌种移种工业发酵罐发酵；

（3）将复合菌剂接种至发酵载体，洒水至含水率为55%-65%后堆垛发酵，堆垛内的发酵温度为58-72℃,每两天均匀翻堆一次，经25-35天即得纯秸秆发酵的有机料肥料。

2.根据权利要求1所述的以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于步骤（2）中的吸附载体、步骤（3）中的发酵载体均为玉米、大豆、稻、油菜、小麦、薯藤类之任一种或多种农作物秸秆粉的混合物，粒度为30-80目。

3.根据权利要求1所述的以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌的发酵条件是：沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙；培养基温度为25-35℃,培养时间为24-36小时；

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.5%酵母膏，0.5%蛋白胨，5%红糖，0.1%吐温-80，0.05%氯化钠，0.05%磷酸氢二钾，0.05%硫酸镁，0.05%碳酸钙;

培养基温度为56-64℃,培养时间为36-60小时；

绿色木霉菌培养基成分为6%玉米秸秆粉，2%玉米粉，0.1%磷酸氢二钾，0.3%硝酸铵，0.05%硫酸镁，0.001%硫酸亚铁，1%可溶性淀粉;

培养基温度为25-30℃，培养时间为96-168小时;

将各菌种以原菌种与培养基的重量比为1:10000的比例接种至发酵罐扩容培养。

4.根据权利要求1所述的以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的沟诺卡氏菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌、嗜热地衣芽孢杆菌、绿色木霉菌的培养液按照0.8-1.2：0.8-1.2：0.8-1.2：0.8-1.2的重量比混合；混合后的菌剂总量与吸附载体的重量比是1:2-1:3。

5.根据权利要求1所述的以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于步骤（3）所述的发酵载体在进行发酵步骤之前消毒。

6.根据权利要求1所述的以纯秸秆为原料的农用有机肥的制备方法，其特征在于步骤（3）复合菌剂与发酵载体的接种重量比例为1：1000-5000。