CN103524163A - 循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法，其特征在于：秸秆经铡碎、润湿、元素比调节、酸碱度调节后加入生物活性剂发酵工艺，并在发酵工艺中采用高压压制原料使之形成规则小块状以及二次循环发酵方法，彻底分解有机质以及杀灭病原菌和寄生虫卵。本发明技术方案具有原料利用率高、肥料肥效强的优点。

Description

循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，尤其涉及循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法。 

背景技术

定西市位于甘肃省中部，北与兰州、白银市相连，东与平凉、天水市毗邻，南与陇南市接壤，西与甘南州、临夏州交界。定西地处黄土高原区边绿地带和西秦岭末端，海拔高度在1640～3900米之间，年降水量350～500毫米，无霜期100-160天。充足的日光照和大幅度的昼夜温差气候条件为薯类、豆类作物的种植提供天然养分，本地区所产薯类、豆类淀粉含量高，果实圆润硕大，是我国马铃薯种植基地。 

随着惠农政策的深入推进，定西市马铃薯及豆类作物种植面积不断扩大，相应农作物秸秆产量也逐渐加大，农作物秸秆不能合理利用，大量秸秆堆积不仅造成农田污染，而且造成资源浪费。据统计，豆类秸秆年产量5.1682万吨，薯类秸秆年产量147.7871万吨。 

然而，目前本地区农作物秸秆利用为原始、传统的方法，既用作燃料、牛、羊等家畜粗饲料以及草制品编织等，导致秸秆综合利用附加值低，秸秆综合利用未形成规模优势，还处于初级阶段，利用较单一，未能形成规模化、产业化，在秸秆综合利用上还存在着秸秆综合利用率低、浪费严重等现象。 

基于上述秸秆利用造成的养分流失、资源浪费等问题，秸秆利用形成一种新型的循环利用方式，即为秸秆生态有机肥，解决了传统秸秆利用存在的缺陷， 并形成了规模化利用优势，然而，现有秸秆生态有机肥生产工艺粗糙，秸秆养分利用率低，采用的发酵工艺，即为秸秆料与发酵菌种简单混合，一方面造成发酵菌种利用不足，另一方面造成发酵菌种资源浪费，增加一定的投资成本。CN10193269A专利号文件公开了一种秸秆肥，其制肥工艺粗糙，原料与发酵菌种简单混合制肥。本发明基于所述的本地区秸秆利用存在的问题以及丰富的秸秆原料资源，提出循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法，一方面解决秸秆堆放污染问题，另一方面解决传统秸秆利用率不足的缺陷，而且解决现有秸秆生态有机肥加工制作资源利用不充分，发酵菌种浪费的弊端。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法，采用发酵菌种循环利用技术，解决现有发酵方法存在的菌种浪费，发酵不均衡的弊端。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。 

一种秸秆生态有机肥，其特征在于：所述的秸秆生态有机肥配方（重量份数）如下： 

所述的秸秆有机质为大豆秸秆、黄豆秸秆、绿豆秸秆以及马铃薯藤秸作物有机质；所述的肥效增强质是牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪经发酵制成。 

生物活性剂（有效活菌数（cfu）n）≥0.40亿/克（毫升）。 

作为优选，本发明秸秆生态有机肥为粉剂。 

所述的秸秆生态有机肥的制肥工艺如下： 

1、秸秆粉碎及循环式发酵 

（1）秸秆铡碎：秸秆进入铡草机切成2～3厘米的碎段； 

（2）碎段润湿：将铡碎的秸秆用水润湿，加水量为秸秆湿重的50～65%； 

（3）秸秆元素比调节：将润湿的秸秆加黒按复合肥与尿素调节N、P、K元素比例，黒按复合肥与尿素添加比例为3:1，其中，所述的尿素中Ｎ的有效含量46%，所述的黒铵复合肥中的Ｎ有效含量5%，Ｐ的有效含量12.5%，K的有效含量4%； 

（4）秸秆酸碱度调节：在步骤（3）的物料中采用草木灰调节PH值6.5～8.0； 

（5）加入生物菌剂发酵：将生物活性剂与调酸碱度后的物料混合均匀，进行一次腐熟发酵，使秸秆中的纤维素等物质初步分解，其特征在于：物料与生物活性剂混合均匀后采用高压压制，形成规则的小块状，转入发酵池发酵至85℃～95℃，然后送入破碎机粉碎至1～2厘米碎段，翻动搅拌后再高温压制成规则的小块状，转入发酵池发酵至85～95℃，使秸秆中的纤维素等物质彻底分解，最后破碎机破碎造粒，过筛后即可； 

2、肥效增强质的制备 

牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪混合均匀并摊晾风干，使其含水量约50～60%，加入草木灰调节PH值6.5～8.0，添加生物活性菌剂发酵腐熟，其特征在于：所述添加生物活性剂的家畜粪，采用高压压制成规则小块，持续发酵3～5天，发酵结束后整块干燥除水，至其含水量小于等于5～8%后，破碎机粉碎造粒，过筛后 即可； 

3、秸秆生态有机肥加工成品 

所述的秸秆有机质粉与肥效增强质粉采用高效混合器进行机械混合，混合均匀后再过筛，计量包装。 

发明原理：在有氧条件下微生物迅速繁殖，快速分解秸秆中的有机质，在高温微生物作用下，有机质氧化分解产生生物热。并通过85～95℃的高温杀死病原菌、虫卵，经过矿质化和腐质化过程，释放出氮、磷、钾以及微量元素等有效养分，进行物质交换。本发明采用高压压制原料使之形成规则小块，是因为规则的小块物料结合紧密，实现高效保温聚热的目的；采用二次发酵方案，使有机质分解彻底完全，而且使病原菌、寄生虫卵全部杀灭，进一步提高原料利用率和附加值。本发明利用生物化学工业，对有机原料进行分解，同时杀灭病原菌、寄生虫卵。 

与现有秸秆肥相比，本发明循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法具有如下优点： 

（1）本发明秸秆生态有机肥具有肥效强、肥效持久的优点，而且采用天然生态秸秆原料，肥料与土壤形成疏松的团粒结构，改善土壤坚实板结的不良性状。 

（2）秸秆和肥效增强质在制作工艺中，采用高压压制使之形成规则的小块状，以高效保温聚热的方式分解有机质并杀死病原菌以及寄生虫卵，使生态原料利用率大大提高，肥料肥效增强。 

（3）采用二次循环发酵工艺，使有机质分解彻底，寄生虫卵和病原菌完全杀灭，提高原料利用率，增加肥效以及肥效持久性。 

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案，下面结合具体实例进一步说明。 

实施例1 

备料：以生产1000kg秸秆生态有机肥为基准，尿素（含氮量46%）50kg、黒按复合肥100kg、秸秆有机质600kg、肥效增强质25kg、生物活性剂20kg。 

备料后采用如下技术步骤制肥： 

1、秸秆粉碎及循环式发酵 

（1）秸秆铡碎：秸秆进入铡草机切成2～3厘米的碎段； 

（2）碎段润湿：将铡碎的秸秆用水润湿，加水量为秸秆湿重的50～65%； 

（3）秸秆元素比调节：将润湿的秸秆加黒按复合肥与尿素调节N、P、K元素比例，黒按复合肥与尿素添加比例为3:1，其中，所述的尿素中Ｎ的有效含量46%，所述的黒铵复合肥中的Ｎ有效含量5%、Ｐ的有效含量12.5%，K的有效含量4%,； 

（4）秸秆酸碱度调节：在步骤（3）的物料中采用草木灰调节PH值6.5～8.0； 

（5）加入生物菌剂发酵：将生物活性剂与调酸碱度后的物料混合均匀，进行一次腐熟发酵，使秸秆中的纤维素等物质初步分解，其特征在于：物料与生物活性剂混合均匀后采用高压压制，形成规则的小块状，转入发酵池发酵至85℃～95℃，然后送入破碎机粉碎至1～2厘米碎段，翻动搅拌后再高温压制成规则的小块状，转入发酵池发酵至85～95℃，使秸秆中的纤维素等物质彻底分解，最后破碎机破碎造粒，过筛； 

2、肥效增强质的制备 

牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪混合均匀并摊晾风干，使其含水量约50～60%，加入草木灰调节PH值6.5～8.0，添加生物活性菌剂发酵腐熟，其特征在于：所述 添加生物活性剂的家畜粪，采用高压压制成规则小块，持续发酵3～5天，发酵结束后整块干燥除水，至其含水量小于等于5～8%后，破碎机粉碎造粒，过筛； 

3、秸秆生态有机肥加工成品 

所述的秸秆有机质粉与肥效增强质粉采用高效混合器进行机械混合，混合均匀后再过筛，计量包装。 

为了验证本发明秸秆生态有机肥的肥效，下面作以分析： 

氮元素对植物生长的影响作用：氮是植物生长的必需养分，它是每个活细胞的组成部分，也是叶绿素的组成成分，叶绿素a和叶绿素b都是含氮化合物，绿色植物进行光合作用，使光能转变为化学能，把无机物（二氧化碳和水）转变为有机物（葡萄糖）是借助于叶绿素的作用，氮还是植物体内维生素和能量系统的组成部分，当氮素充足时，植物可合成较多的蛋白质，促进细胞的分裂和增长，因此植物叶面积增长快，能有更多的叶面积用来进行光合作用。在苗期，一般植物缺氮往往表现为生长缓慢，植株矮小，叶片薄而小，叶色缺绿发黄；禾本科作物则表现为分孽少；生长后期严重缺氮时，则表现为穗短小，籽粒不饱满。 

施用本发明秸秆生态有机肥后植物症状表现：施肥后，植物生长健壮，叶色嫩绿鲜亮，生长量增加。 

结果分析：本发明秸秆生态有机肥的氮含量趋于适量饱和状态，即N含量为12%～15%，在充分补充氮元素的的同时又避免了施肥过量导致贪青晚熟的现象。 

磷元素对植物生长的影响作用：磷在植物体中的含量仅次于氮和钾，磷在植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大等过程，促进早期根系的形成和生长，提高植物适应外界环境条件的能力，有助 于植物耐过冬天的严寒；能提高许多水果、蔬菜和粮食作物的品质；增强一些植物的抗病性，抗旱和抗寒能力；促熟作用，对收获和作物品质是重要的。但是用磷过量会使植物晚熟结实率下降。 

施用本发明秸秆生态有机肥后植物症状表现：施肥后，作物长势良好，根茎健壮，果实硕大饱满，抗性增强。 

结果分析：本发明秸秆生态有机肥的磷含量趋于适量饱和状态，即磷（P₂O₅）含量为5%～8%，达到最优磷用量配比。 

钾对作物生长的影响作用：钾是植物的主要营养元素，促进光合作用，提高植物对氮的吸收和利用，并很快转化为蛋白质，还能促进植物经济用水。在钾供应充足时，作物能有效地利用水分，并保持在体内，减少水分的蒸腾作用。还有助于作物的抗逆性，钾的重要生理作用之一是增强细胞对环境条件的调节作用，钾能增强植物对各种不良状况的忍受能力，如干旱、低温、含盐量、病虫危害、倒伏等。植物缺钾则会导致植物沿叶缘的灼伤状，首先从下部的老叶片开始，逐步向上部叶片扩展，并且有斑点产生；缺钾植物生长缓慢，根系发育差，茎杆脆弱，常出现倒伏，种子和果实小且干皱，植株对病害的抗性低。具有明显的抗伏倒性，可以增加果实类、蔬菜类作物口感。 

施用本发明秸秆生态有机肥后植物症状表现：施肥后，作物长势良好，茎叶繁茂优秀，呈翠绿状，果实硕大饱满圆润，口感甜美醇厚，作物的抗病能力有明显提高。 

结果分析：本发明秸秆生态有机肥的钾（K₂O）含量趋于适量饱和状态，即磷（P₂O₅）含量为6%～10%，达到最优磷用量配比。 

本发明秸秆生态有机肥不仅适用于农作物，对果树、蔬菜以及盆栽等植物也有良好的作用。 

Claims (4)

1.循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法，其特征在于：工艺步骤如下：

（1）秸秆粉碎及循环式发酵

①秸秆铡碎：秸秆进入铡草机切成2～3厘米的碎段；

②碎段润湿：将铡碎的秸秆用水润湿，加水量为秸秆湿重的50～65%；

③秸秆元素比调节：将润湿的秸秆加黒按复合肥与尿素调节N、P、K元素比例，黒按复合肥与尿素添加比例为3:1，其中，所述的尿素中Ｎ的有效含量46%，所述的黒铵复合肥中的Ｎ有效含量5%，Ｐ的有效含量12.5%，K的有效含量4%；

④秸秆酸碱度调节：在步骤③的物料中采用草木灰调节PH值6.5～8.0；

⑤加入生物菌剂发酵：将生物活性剂与调酸碱度后的物料混合均匀，进行一次腐熟发酵，使秸秆中的纤维素等物质初步分解，其特征在于：物料与生物活性剂混合均匀后采用高压压制，形成规则的小块状，转入发酵池发酵至85℃～95℃，然后送入破碎机粉碎至1～2厘米碎段，翻动搅拌后再高温压制成规则的小块状，转入发酵池发酵至85～95℃，使秸秆中的纤维素等物质彻底分解，最后破碎机破碎造粒，过筛后即可；

（2）肥效增强质的制备

牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪混合均匀并摊晾风干，使其含水量约50～60%，加入草木灰调节PH值6.5～8.0，添加生物活性菌剂发酵腐熟，其特征在于：所述添加生物活性剂的家畜粪，采用高压压制成规则小块，持续发酵3～5天，发酵结束后整块干燥除水，至其含水量小于等于5～8%后，破碎机粉碎造粒，过筛后即可；

（3）秸秆生态有机肥加工成品

所述的秸秆有机质粉与肥效增强质粉采用高效混合器进行机械混合，混合均匀后再过筛，计量包装。

2.根据权利要求1所述的循环式生物菌种发酵生产秸秆生态有机肥的方法制作的一种秸秆生态有机肥，其特征在于：该秸秆生态有机肥包括如下组分：

3.如权利要求2所述的一种秸秆生态有机肥，其特征在于：所述的秸秆有机质为大豆秸秆、黄豆秸秆、绿豆秸秆以及马铃薯藤秸作物有机质。

4.如权利要求2所述的一种秸秆生态有机肥，其特征在于：所述的肥效增强质是牛粪、鸡粪、猪粪、羊粪经发酵制成。