CN103626529B - 一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法 - Google Patents

一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法 Download PDF

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Abstract

一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法，它涉及一种制备有机肥的方法。本发明是要解决目前的微生物接种剂发酵对纤维含量高的牛粪制备有机肥过程中升温慢、纤维素降解率低、腐熟程度不高和发酵周期长的技术问题。本发明的方法如下：一、制备冻干菌粉末；二、制备发酵奶牛粪有机肥。本发明的发酵奶牛粪制备有机肥的方法可加快奶牛粪发酵的升温速度、延长高温时间、提高纤维素降解和有机肥产品的腐熟度，缩短发酵周期，从而提高奶牛粪发酵效率和有机肥质量。本发明应用于制备有机肥。

Description

一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法
技术领域
本发明涉及一种制备有机肥的方法。
背景技术
随着我国规模化奶业的迅速发展.奶牛养殖产生的大量固体废弃物和有机废水已成为一些地区特别是大中城市郊区的主要污染源之一。统计结果显示.我国每年畜禽粪便排放总量达到19亿吨，其中奶牛粪便约为2.5亿吨，而且相对集中。大量的奶牛粪便和污水不仅影响到奶牛业的可持续发展，还导致农村环境严重污染从而危害人类健康。牛粪含有机质14.5%、氮（N）0.30%～0.45%、磷（P2O5）0.15%～0.25%、钾（K2O）0.10%～0.15%，与其他家畜相比牛粪中有机质和养分含量在各种家畜中最低，同时质地细密，纤维含量高，含水较多，分解慢，发热量低，属迟效性肥料。目前国内外粪便处理措施都倾向于制备有机肥，其工艺主要有直接干燥、自然堆肥和微生物接种剂发酵等。微生物接种剂发酵是在堆肥的基础上通过添加功能微生物，利用有益微生物的迅速繁殖代替土著微生物、调节堆肥菌群结构、提高有益微生物活性、通过各菌种之间相互协同作用形成复杂而稳定的生态系统。微生物接种剂发酵能够快速分解粪便和秸秆等有机物料从而产生热能，使有机物料温度迅速升高，抑制或杀死病菌和虫卵等有害生物，提高腐熟程度，制备真正意义上的生物有机肥。微生物菌种组合的合理选择是影响有机肥制备效果的关键，目前国内外利用微生物发酵家畜粪便制备有机肥的菌种很多，但主要针对猪、禽等非反刍动物粪便处理效果明显，对纤维含量高的牛粪制备有机肥过程中存在升温慢、纤维素降解率低、腐熟程度不高和发酵周期长的问题。
发明内容
本发明是要解决目前的微生物接种剂发酵对纤维含量高的牛粪制备有机肥过程中升温慢、纤维素降解率低、腐熟程度不高和发酵周期长的技术问题，从而提供一种发酵奶牛粪制备有机肥的制备方法。
本发明的一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法是按以下步骤进行：
一、将圆酵毛壳(Chaetomium torulosum)、白地霉(Geotrichum candidum)、长刺毛壳(Chaetomium dolichotrichum)、康宁木霉(Trichoderma koningii)和绿色木霉(Trichodermaviride)共5株菌株分别制备5株各自的母发酵剂，然后分别制备5株各自的生产发酵剂，最后分别制备5株各自的冻干菌粉末；步骤一所述的圆酵毛壳的保藏号为CGMCCNo.3.3617，白地霉保藏号为CGMCC No.2.1062，长刺毛壳保藏号为CGMCC No.3.3616，康宁木霉保藏号为CGMCC No.3.4033，绿色木霉保藏号为CGMCC No.3.3744；
二、按重量份数称取步骤一制备的圆酵毛壳冻干菌粉末5份～7份、白地霉冻干菌粉末4份～6份、长刺毛壳冻干菌粉末3份～5份、康宁木霉冻干菌粉末3份～5份和绿色木霉冻干菌粉末2份～3份，充分混匀后，得到复合发酵剂，将复合发酵剂与红糖一起放入到温水中溶解，然后在常温下静置10h～14h，得到复合发酵剂溶液，用喷雾器或喷壶将复合发酵剂溶液均匀喷洒到有机物料中，均匀搅拌，常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12天后即可得到发酵奶牛粪有机肥；步骤二所述的复合发酵剂与温水的质量比为1:（20～22）；步骤二所述的复合发酵剂与红糖的质量比为1:（0.2～0.4）；步骤二所述的复合发酵剂与有机物料的质量比为1:（18000～20000）；步骤二所述的温水的温度为30℃～35℃；步骤二所述的有机物料按重量百分比由70%的新鲜牛粪、15%的秸秆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣和2%的沸石粉组成。
本发明的优点：本发明的发酵奶牛粪制备有机肥的方法可加快奶牛粪发酵的升温速度50%～60%、延长高温时间25%～30%、提高纤维素降解和有机肥产品的腐熟度，缩短发酵周期50%～60%，从而提高奶牛粪发酵效率和有机肥质量。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式中一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法是按以下步骤进行：
一、将圆酵毛壳(Chaetomium torulosum)、白地霉(Geotrichum candidum)、长刺毛壳(Chaetomium dolichotrichum)、康宁木霉(Trichoderma koningii)和绿色木霉(Trichodermaviride)共5株菌株分别制备5株各自的母发酵剂，然后分别制备5株各自的生产发酵剂，最后分别制备5株各自的冻干菌粉末；
二、按重量份数称取步骤一制备的圆酵毛壳冻干菌粉末5份～7份、白地霉冻干菌粉末4份～6份、长刺毛壳冻干菌粉末3份～5份、康宁木霉冻干菌粉末3份～5份和绿色木霉冻干菌粉末2份～3份，充分混匀后，得到复合发酵剂，将复合发酵剂与红糖一起放入到温水中溶解，然后在常温下静置10h～14h，得到复合发酵剂溶液，用喷雾器或喷壶将复合发酵剂溶液均匀喷洒到有机物料中，均匀搅拌，常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12天后即可得到发酵奶牛粪有机肥；步骤二所述的复合发酵剂与温水的质量比为1:（20～22）；步骤二所述的复合发酵剂与红糖的质量比为1:（0.2～0.4）；步骤二所述的复合发酵剂与有机物料的质量比为1:（18000～20000）；步骤二所述的温水的温度为30℃～35℃；步骤二所述的有机物料按重量百分比由70%的新鲜牛粪、15%的秸秆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣和2%的沸石粉组成。
步骤一所述的圆酵毛壳的保藏号为CGMCC No.3.3617，白地霉保藏号为CGMCCNo.2.1062，长刺毛壳保藏号为CGMCC No.3.3616，康宁木霉保藏号为CGMCC No.3.4033，绿色木霉保藏号为CGMCC No.3.3744；本发明所述的5株株菌均购自中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC）。
本发明的优点：本发明的发酵奶牛粪制备有机肥的方法可加快奶牛粪发酵的升温速度50%～60%、延长高温时间25%～30%、提高纤维素降解和有机肥产品的腐熟度，缩短发酵周期50%～60%，从而提高奶牛粪发酵效率和有机肥质量。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述的制备5株各自的母发酵剂的方法为：将4份相同的PDA培养基和1份麦芽汁液体培养基分别在121℃的温度下进行灭菌20min，然后冷却至温度为30℃，得到5份灭菌后的培养基，将圆酵毛壳、长刺毛壳、康宁木霉和绿色木霉4株菌株分别接种到4份灭菌后的PDA培养基中，将1株白地霉菌株接种到1份灭菌后的麦芽汁液体培养基中，最后将5份培养基在温度为28℃摇床培养24h，得到5株母发酵剂。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一所述的制备5株各自的生产发酵剂的方法为：向脱脂奶乳浊液中加入液态甘油、低聚木糖和葡萄糖，在温度为121℃的条件下灭菌20min再冷却至温度为30℃，得到混合发酵剂，最后将混合发酵剂分别接种5株各自的母发酵剂，在温度为28℃的条件下摇床培养48h，得到5株各自的生产发酵剂；所述的脱脂奶乳浊液的质量分数为10%，液态甘油与脱脂奶乳浊液的质量比为1:50，低聚木糖与脱脂奶乳浊液的质量比为1:100，葡萄糖与脱脂奶乳浊液的质量比为1:100，混合发酵剂与5株各自的母发酵剂的体积比为1:50。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一所述的制备5株各自的冻干菌粉末的方法为：分别将5株各自的生产发酵剂在无菌条件下导入玻璃安瓶中，加盖瓶塞后进行速冻处理，得到冻结后的发酵剂，将冻结后的发酵剂转移到冻干机进行冷冻干燥，得到5株各自的冻干菌种粉末。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二所述的有机物料中的秸秆为玉米秸、豆秸、水稻秸或麦秸中的任意一种。其它与具体实施方式一至四之一相同。
采用下述试验验证本发明效果：
试验一：在奶牛场进行效果对比试验，分别设置试验组和对照组，对照组为常规自然堆肥发酵，试验组采用本发明的发酵奶牛粪制备有机肥的方法，具体步骤如下：
一、将圆酵毛壳(Chaetomium torulosum)、白地霉(Geotrichum candidum)、长刺毛壳(Chaetomium dolichotrichum)、康宁木霉(Trichoderma koningii)和绿色木霉(Trichodermaviride)共5株菌株分别制备5株各自的母发酵剂，然后分别制备5株各自的生产发酵剂，最后分别制备5株各自的冻干菌粉末；步骤一所述的圆酵毛壳的保藏号为CGMCCNo.3.3617，白地霉保藏号为CGMCC No.2.1062，长刺毛壳保藏号为CGMCC No.3.3616，康宁木霉保藏号为CGMCC No.3.4033，绿色木霉保藏号为CGMCC No.3.3744；
二、按重量份数称取步骤一制备的圆酵毛壳冻干菌粉末6份、白地霉冻干菌粉末5份、长刺毛壳冻干菌粉末4份、康宁木霉冻干菌粉末4份和绿色木霉冻干菌粉末3份、充分混匀后，得到复合发酵剂，将复合发酵剂与红糖一起放入到温水中溶解，然后在常温下静置12h，得到复合发酵剂溶液，用喷雾器或喷壶将复合发酵剂溶液均匀喷洒到有机物料中，均匀搅拌，常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12天后即可得到发酵奶牛粪有机肥；步骤二所述的复合发酵剂与温水的质量比为1:21；步骤二所述的复合发酵剂与红糖的质量比为1:0.3；步骤二所述的复合发酵剂与有机物料的质量比为1:19000；步骤二所述的温水的温度为35℃；步骤二所述的有机物料按重量百分比由70%的新鲜牛粪、15%的秸秆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣好2%的沸石粉组成，秸秆为玉米秸。
步骤一所述的制备5株各自的母发酵剂的方法为：将4份相同的PDA培养基和1份麦芽汁液体培养基分别在121℃的温度下进行灭菌20min，然后冷却至温度为30℃，得到5份灭菌后的培养基，将圆酵毛壳、长刺毛壳、康宁木霉和绿色木霉4株菌株分别接种到4份灭菌后的PDA培养基中，将1株白地霉菌株接种到1份灭菌后的麦芽汁液体培养基中，最后将5份培养基在温度为28℃摇床培养24h，得到5株母发酵剂。
步骤一所述的制备5株各自的生产发酵剂的方法为：向脱脂奶乳浊液中加入液态甘油、低聚木糖和葡萄糖，在温度为121℃的条件下灭菌20min再冷却至温度为30℃，得到混合发酵剂，最后将混合发酵剂分别接种5株各自的母发酵剂，在温度为28℃的条件下摇床培养48h，得到5株各自的生产发酵剂；所述的脱脂奶乳浊液的质量分数为10%，液态甘油与脱脂奶乳浊液的质量比为1:50，低聚木糖与脱脂奶乳浊液的质量比为1:100，葡萄糖与脱脂奶乳浊液的质量比为1:100，混合发酵剂与5株各自的母发酵剂的体积比为1:50。
步骤一所述的制备5株各自的冻干菌粉末的方法为：分别将5株各自的生产发酵剂在无菌条件下导入玻璃安瓶中，加盖瓶塞后进行速冻处理，得到冻结后的发酵剂，将冻结后的发酵剂转移到冻干机进行冷冻干燥，得到5株各自的冻干菌种粉末。
两组数据分析结果如下：
1、试验组于发酵第4天到达高温阶段（>50℃），较对照组提前3天；试验组第7天堆温达到最高值，平均为70.4℃，较对照组提前5天且显著高于最高发酵温度62.7℃；试验组高温持续8天，较对照组延长2天。结果表明本方法能够快速提高有机物料的发酵温度，而且高温发酵时间维持长，使有机物料快速充分熟化，进而加快堆肥发酵速度，缩短发酵了堆肥时间。
2、纤维素降解率方面，试验组于发酵第12天堆肥中纤维素降解率为72.8%，对照组为45.2%,处理组较对照组提高61.1%，差异均达到显著水平（P＜0.05）。该试验结果表明，本方法处理可显著提高纤维素的降解，进而促进有机物料快速充分熟化。
3、试验组于发酵第12天堆肥的发芽指数为85.6%，而对照组堆肥进行到第28天时，发芽指数为85.2%，试验组较对照组提前16天。种子发芽指数（GI）是判断堆肥毒性和腐熟度的重要参数，理论上认为当发芽指数达到85%时，可认为堆肥已没有植物毒性或者说堆肥已经腐熟。该试验结果表明，本方法处理有机物料可以加快堆肥的腐熟度，缩短了堆肥时间。

Claims (1)

1.一种发酵奶牛粪制备有机肥的方法，其特征在于发酵奶牛粪制备有机肥的方法是按以下步骤进行：
一、将圆酵毛壳(Chaetomium torulosum)、白地霉(Geotrichum candidum)、长刺毛壳(Chaetomium dolichotrichum)、康宁木霉(Trichoderma koningii)和绿色木霉(Trichoderma viride)共5株菌株分别制备5株各自的母发酵剂，然后分别制备5株各自的生产发酵剂，最后分别制备5株各自的冻干菌粉末；步骤一所述的圆酵毛壳的保藏号为CGMCC No.3.3617，白地霉保藏号为CGMCC No.2.1062，长刺毛壳保藏号为CGMCC No.3.3616，康宁木霉保藏号为CGMCC No.3.4033，绿色木霉保藏号为CGMCC No.3.3744；
二、按重量份数称取步骤一制备的圆酵毛壳冻干菌粉末6份、白地霉冻干菌粉末5份、长刺毛壳冻干菌粉末4份、康宁木霉冻干菌粉末4份和绿色木霉冻干菌粉末3份、充分混匀后，得到复合发酵剂，将复合发酵剂与红糖一起放入到温水中溶解，然后在常温下静置12h，得到复合发酵剂溶液，用喷雾器或喷壶将复合发酵剂溶液均匀喷洒到有机物料中，均匀搅拌，常温下堆积发酵，每隔3天翻堆一次，发酵12天后即可得到发酵奶牛粪有机肥；步骤二所述的复合发酵剂与温水的质量比为1:21；步骤二所述的复合发酵剂与红糖的质量比为1:0.3；步骤二所述的复合发酵剂与有机物料的质量比为1:19000；步骤二所述的温水的温度为35℃；步骤二所述的有机物料按重量百分比由70％的新鲜牛粪、15％的秸秆、8％的草炭、2.5％的甜菜渣、2.5％的豆腐渣好2％的沸石粉组成，秸秆为玉米秸；
步骤一所述的制备5株各自的母发酵剂的方法为：将4份相同的PDA培养基和1份麦芽汁液体培养基分别在121℃的温度下进行灭菌20min，然后冷却至温度为30℃，得到5份灭菌后的培养基，将圆酵毛壳、长刺毛壳、康宁木霉和绿色木霉4株菌株分别接种到4份灭菌后的PDA培养基中，将1株白地霉菌株接种到1份灭菌后的麦芽汁液体培养基中，最后将5份培养基在温度为28℃摇床培养24h，得到5株母发酵剂；
步骤一所述的制备5株各自的生产发酵剂的方法为：向脱脂奶乳浊液中加入液态甘油、低聚木糖和葡萄糖，在温度为121℃的条件下灭菌20min再冷却至温度为30℃，得到混合发酵剂，最后将混合发酵剂分别接种5株各自的母发酵剂，在温度为28℃的条件下摇床培养48h，得到5株各自的生产发酵剂；所述的脱脂奶乳浊液的质量分数为10％，液态甘油与脱脂奶乳浊液的质量比为1:50，低聚木糖与脱脂奶乳浊液的质量比为1:100，葡萄糖与脱脂奶乳浊液的质量比为1:100，混合发酵剂与5株各自的母发酵剂的体积比为1:50；
步骤一所述的制备5株各自的冻干菌粉末的方法为：分别将5株各自的生产发酵剂在无菌条件下导入玻璃安瓶中，加盖瓶塞后进行速冻处理，得到冻结后的发酵剂，将冻结后的发酵剂转移到冻干机进行冷冻干燥，得到5株各自的冻干菌种粉末。
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