CN104230418B - 一种利用牛粪发酵制备有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用牛粪发酵制备有机肥的方法，其通过在新鲜牛粪中加入吸水树脂，利用吸水树脂的吸水作用来吸收新鲜牛粪中的水分，进而将牛粪含水量调整至发酵需要的含水量，一方面能够省去新鲜牛粪的前期干燥过程，一方面所述肥料施用于田间后，由于吸水树脂的存在，还能够起到保水、保墒作用，这有利于作物的生长，进而提高作物产；另外，本发明选用特定的发酵菌剂，使牛粪发酵腐熟彻底，利于作物对养分的吸收。

Description

一种利用牛粪发酵制备有机肥的方法

技术领域

本发明涉及肥料领域，具体涉及一种利用牛粪发酵制备有机肥的方法。

背景技术

随着我国规模化畜禽养殖业的不断发展，畜禽粪便的产生量也在不断增加，大量的畜禽粪便在产生后如不进行无害化处理，不仅会产生恶臭气体，造成严重的环境污染，还会滋生蚊虫并导致病原菌的广泛传播，威胁人类的身体健康。

由于新鲜牛粪的含水量较高，通常无法直接进行处理。目前，主要的处理方式有两种：一种处理方式为将牛粪干燥或者自然风干，之后进行粉碎，进而发酵处理。这种方法一方面由于事先必须将牛粪进行干燥处理，势必造成资源浪费，而且干燥过程中会散发大量恶臭气体，污染环境；另一方面，由于发酵过程中本身需要一定的湿度，该方法在前期干燥去除牛粪中的大量水分，而后续发酵过程中还需人工添加水分，这种工艺显然有一定的缺陷。另一种处理方式为将新鲜牛粪与作物秸秆等进行混合，进而发酵，然而，这种方法容易造成秸秆腐熟不彻底，农田施用后可能引发二次腐熟，发生烧苗现象，因此也会给农业生产带来风险。

例如，CN102795907A公开了一种牛粪生产有机复合肥的方法，其步骤为：先将收集起来的牛粪进行晾干或者使用设备进行烘干，进而将晾干或者烘干的牛粪进行成堆发酵，之后将所得到发酵好的牛粪进行破碎、筛分、制粒即得。

CN103626603A公开了一种牛粪为主料的有机肥的制造方法，其原料为牛粪与锯末的混合物，动物内脏粉，草木灰，腐殖酸，磷矿粉，稻壳，海藻粉，贝壳粉，珍珠岩，促腐剂，地肤子，松针，雷公藤，百部，肉桂，丁香，大蒜粉，膨润土；主要步骤包括原料发酵、中药原料液制备、肥料原料与中药原料混合、造粒等步骤。

CN103449864A公开了一种牛粪堆肥发酵制备有机肥的方法，其原料包括牛粪、植物秸秆粉、泡桐锯末、蛋壳粉、糠醛渣、花生壳粉、火山灰、椰壳活性炭、腐熟促进剂等，通过将所述物料进行初步发酵，二次发酵后，烘干或凉晒至一定含水量，再加入草木灰、大蒜油、桉叶油、硅酸钠、苦艾叶粉、楝树叶粉、樟脑粉等，经过造粒，烘干，得到有机肥料。

鉴于现有牛粪发酵处理存在的上述各种缺陷，因此，存在改进的牛粪发酵制备有机肥的处理复方法的需求。本发明的发明人经过长期摸索，发现在新鲜牛粪中加入吸水树脂，通过吸水树脂的吸水作用来吸收新鲜牛粪中的水分，这一方面能够省去新鲜牛粪的前期干燥过程，另一方面，吸水树脂施用于田间后还能够起到保水、保墒作用。正是基于该改进，本发明人完成了本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中牛粪发酵的缺点，提供一种改进的利用牛粪发酵制备有机肥的方法。

为解决上述问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种利用牛粪发酵制备有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：称取一定量新鲜牛粪，向其中加入吸水树脂，并混合均匀，然后静置12-24小时；其中，吸水树脂的加入量为使得牛粪的含水量在60-70%之间；

步骤二：之后，向步骤一得到的物料中加入发酵菌剂，并混合均匀；其中以新鲜牛粪的重量计，发酵菌剂的加入量为0.001-2%；

步骤三：将步骤二得到的物料置于厌氧发酵槽，进行厌氧发酵，发酵温度保持在45-65℃，发酵时间为20-30天；

步骤四：将发酵完成后，将发酵物料取出，放置至常温，然后进行粉碎，包装，即得。

在本发明所述的方法中，通过在新鲜牛粪中加入吸水树脂，利用吸水树脂的吸水作用来吸收新鲜牛粪中的水分，进而将牛粪含水量调整至发酵需要的含水量，其一方面能够省去新鲜牛粪的前期干燥过程，另一方面所述肥料施用于田间后，由于吸水树脂的存在，还能够起到保水、保墒作用，这有利于作物的生长，进而提高作物产量。

在本发明优选的实施方式中，所述吸水树脂为聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、聚丙烯酰胺中的一种或多种，优选聚丙烯酸钾、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、聚丙烯酰胺中的一种或多种；更优选为聚丙烯酸钾与聚丙烯酰胺的混合物，其中二者的重量比为2：1至1：2。

另外，为使得牛粪的含水量在60-70%之间，以新鲜牛粪的重量计，所述吸水树脂的加入量通常为0.1-20%，优选1-15%，更优选2-10%。

在本发明优选的实施方式中，所述所述发酵菌剂为梭状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌、酵母菌、乳酸菌中的一种或多种，优选梭状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌中的一种或多种。更优选的，所述发酵菌剂为梭状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌，其重量比为1：3：2：1。

另外，优选的，以新鲜牛粪的重量计，所述发酵菌剂的加入量为0.05-1%，更优选0.2-0.8%。

上述发酵菌剂能够有效的将牛粪中的物料降解为作物可吸收的成分，尤其当选择梭状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌以1：3：2：1的重量比混合时，其对新鲜牛粪的降解最为彻底，进而得到的有机肥料也最有利于作物吸收。

在本发明优选的实施方式中，优选在步骤三中发酵温度保持在55-60℃，发酵时间为24-26天。

本发明的另一方面涉及一种由上述方法制备得到的有机肥。

本发明的另一方面涉及由上述方法方法制备得到的有机肥的用途，例如增加作物产量的用途。其中所述有机肥的施用量为50-300 kg/亩，优选150-250 kg/亩。所述作物可以为大田作物或蔬菜，例如玉米、小麦、番茄、黄瓜、茄子等。例如可以使作物或蔬菜增产大于5%，优选大于8%，例如8-15%。

本发明所用的吸水树脂均为市售的，可以很容易从市场上购得，例如可以购自南通科力吸水树脂有限公司、广州博峰化工科技有限公司、上海开平树脂有限公司等，其数均分子量可以为5,000-20,000。本发明所用的发酵菌剂均为市售的，可以很容易从市场上购得，例如可以购自河南省沃宝生物科技有限公司、潍坊真农酵素菌有限公司、郑州百益宝生物技术有限公司等，发酵菌剂的效价可以为1,000-100,000IU/mg。

本发明的有益效果表现在：

1）本发明在牛粪发酵中，通过吸水树脂的吸水作用来吸收新鲜牛粪中的水分，这一方面能够省去新鲜牛粪的前期干燥过程，另一方面，吸水树脂施用于田间后还能够起到保水、保墒作用；

2）本发明的发酵菌剂能够有效的将牛粪中的物料降解为作物可吸收的成分；

3）通过本发明方法制得的有机肥，能够改善土壤物理结构，明显促进作物增产增收。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

下述实施例所用吸水树脂均购自南通科力吸水树脂有限公司，吸水树脂的数均分子量约为8,000；所用发酵菌剂均购自郑州百益宝生物技术有限公司，效价约20,000IU/mg。

（一）有机肥制备

实施例1

称取新鲜牛粪500 kg，向其中加入聚丙烯酸钾15 kg、聚丙烯酰胺15kg，并混合均匀，然后静置24小时，测定牛粪的含水量约为65%。之后，向上述牛粪中加入梭状芽孢杆菌粉0.5 kg、枯草芽孢杆菌粉1.5 kg、酵母菌粉1 kg和乳酸菌粉0.5 kg，并混合均匀。然后，将得到的混合物料置于厌氧发酵槽，进行厌氧发酵，发酵温度为60℃，发酵时间为25天。发酵完成后，将发酵物料取出，晾置常温，之后进行粉碎，包装，即得本发明有机肥。

实施例2

称取新鲜牛粪500 kg，向其中加入聚丙烯酸钾35 kg、淀粉-丙烯酸接枝共聚物15 kg，并混合均匀，然后静置12小时，测定牛粪的含水量约为60%。之后，向上述牛粪中加入胶质芽孢杆菌0.5 kg、枯草芽孢杆菌0.2 kg和乳酸菌粉0.3 kg，并混合均匀。然后，将得到的混合物料置于厌氧发酵槽，进行厌氧发酵，发酵温度为50℃，发酵时间为30天。发酵完成后，将发酵物料取出，晾置常温，之后进行粉碎，包装，即得本发明有机肥。

实施例3

称取新鲜牛粪500 kg，向其中加入聚丙烯酸钠5 kg、聚丙烯酰胺10 kg，并混合均匀，然后静置20小时，测定牛粪的含水量约为68%。之后，向上述牛粪中加入巨大芽孢杆菌2 kg、枯草芽孢杆菌2 kg、沼泽红假单胞杆菌2 kg，并混合均匀。然后，将得到的混合物料置于厌氧发酵槽，进行厌氧发酵，发酵温度为55℃，发酵时间为22天。发酵完成后，将发酵物料取出，晾置常温，之后进行粉碎，包装，即得本发明有机肥。

实施例4

称取新鲜牛粪500 kg，向其中加入聚丙烯酸钾70 kg，并混合均匀，然后静置14小时，测定牛粪的含水量约为60%。之后，向上述牛粪中加入枯草芽孢杆菌2 kg、蜡样芽孢杆菌1 kg、酵母菌1 kg，并混合均匀。然后，将得到的混合物料置于厌氧发酵槽，进行厌氧发酵，发酵温度为45℃，发酵时间为28天。发酵完成后，将发酵物料取出，晾置常温，之后进行粉碎，包装，即得本发明有机肥。

对比例 1

取新鲜牛粪500 kg，置于平地上摊平，使其自然干燥。然后将牛粪粉碎至粉末。将牛粪粉末边加入厌氧发酵槽边均匀喷洒适量水分，使得最终牛粪粉末的含水量保持在60%左右，之后进行厌氧发酵，发酵温度为50℃，发酵时间为25天。发酵完成后，将发酵物料取出，晾置常温，即得对照有机肥。

对比例 2

取新鲜牛粪500 kg、经粉碎的玉米秸秆120 kg，将二者混合均匀。之后进行堆肥发酵，发酵时间为25天。发酵完成后，将物料摊平，晾置常温，即得对照有机肥。

（二）田间应用

试验例1 玉米田应用

选取平整的地块，划分出7个区域，每区域为一个处理，区域面积约0.5亩。对于各处理，分别按照表1的方案进行施肥，其中各处理随机排列。之后对土地进行翻耕，种植玉米（品种：先玉335）。待玉米长至拔节期时进行追肥，追肥用肥为磷酸二氢铵，折合用量为30 kg/亩。其余时期进行正常田间管理。在玉米收获期，分别计算各处理的玉米产量，结果示于下表1。

表1 玉米产量比较

处理编号	施肥情况**	折合亩产(kg)
			1	尿素(60)+实施例1有机肥(120)	785
2	尿素(60)+实施例2有机肥(120)	775
			3	尿素(60)+实施例3有机肥(120)	770
4	尿素(60)+实施例4有机肥(120)	765
			5	尿素(60)+对比例1有机肥(120	695
6	尿素(60)+对比例2有机肥(120)	705
			7	尿素(80)	655

**：括号中为折合亩施肥量，单位kg

由表1的结果不难看出，相对于常规发酵方法得到的有机肥，施用本发明发酵方法制备得到的有机肥时，能够明显增加玉米产量。另外，与仅施用无机肥时相比，增产作用更加明显。

试验例2 黄瓜田应用

选取平整的地块，划分出21个小区，小区面积约50平方米。对于各小区，分别按照表2处理编号进行施肥，每处理3次重复，各小区随机排列。之后对土地进行翻耕，种植黄瓜（品种：鲁蔬21号）。之后进行正常田间管理，在黄瓜收获期，分别计算各处理的黄瓜产量，结果示于下表2。

表2 黄瓜产量比较

处理编号	施肥情况**	折合亩产(kg)
			1	尿素(50)+实施例1有机肥(100)	7650
2	尿素(50)+实施例2有机肥(100)	7500
			3	尿素(50)+实施例3有机肥(100)	7480
4	尿素(50)+实施例4有机肥(100)	7440
			5	尿素(50)+对比例1有机肥(100	6920
6	尿素(50)+对比例2有机肥(100)	6870
			7	尿素(60)	6150

**：括号中为折合亩施肥量，单位kg

由表2的结果不难看出，相对于常规发酵方法得到的有机肥，施用本发明发酵方法制备得到的有机肥时，能够明显增加黄瓜产量。另外，与仅施用无机肥时相比，增产作用更加明显。

本发明已经通过具体的实施例进行了描述。本领域技术人员可以借鉴本发明的内容适当改变原料、工艺条件等环节来实现相应的其它目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种利用牛粪发酵制备有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：称取新鲜牛粪，向其中加入吸水树脂，并混合均匀，然后静置12-24小时；其中，吸水树脂的加入量为使得牛粪的含水量在60-70%之间；

步骤二：之后，向步骤一得到的物料中加入发酵菌剂，并混合均匀；其中以新鲜牛粪的重量计，发酵菌剂的加入量为0.001-2%；所述发酵菌剂为梭状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、沼泽红假单胞杆菌、酵母菌、乳酸菌中的一种或多种；

步骤三：将步骤二得到的物料置于厌氧发酵槽，进行厌氧发酵，发酵温度保持在45-65℃，发酵时间为20-30天；

步骤四：将发酵完成后，将发酵物料取出，放置至常温，然后进行粉碎、包装，即得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水树脂为聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钠、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、聚丙烯酰胺中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸水树脂为聚丙烯酸钾与聚丙烯酰胺的混合物，二者的重量比为2：1至1：2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以新鲜牛粪的重量计，所述发酵菌剂的加入量为0.05-1%。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述发酵菌剂为梭状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌，其重量比为1：3：2：1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中发酵温度保持在55-60℃，发酵时间为24-26天。

7.一种由权利要求1所述方法制备得到的有机肥。

8.一种权利要求1所述方法制备得到的有机肥用于增加大田作物或蔬菜产量的用途。