CN104261911A - 一种以植物残体为原料制备有机肥的方法 - Google Patents

一种以植物残体为原料制备有机肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，包括以下步骤：原料破碎成20mm以下，将碎料与动物粪便或无机肥搅拌混合，控制混合后物料C/N比为15～35：1，pH6～9；加水，使步骤(2)混合后的物料中水分含量在55～70wt％；加入第一复合微生物菌剂，进行发酵；一次发酵后堆料温度升至50℃以上，喷洒水分散的第二复合微生物菌剂，进行二次发酵。本发明以植物残体堆腐(堆肥)是一个微生物群落演替的生物学过程，通过接入外源复合微生物菌剂，以期促进农业废弃物进行高效分解；且分别在堆肥的不同阶段添加不同的复合微生物菌剂，并加入了少量的添加剂(动物粪便、尿素、硝酸铵等)，不仅提高了堆肥速度，而且切实提高了产物有机肥的品质。

Description

一种以植物残体为原料制备有机肥的方法
技术领域
本发明涉及一种有机肥生产方法，具体涉及一种以物残体为原料制备有机肥的方法，属于生物肥料领域。
背景技术
有机肥，指以各种动物废弃物(包括动物粪便、动物加工废弃物)和植物残体(饼肥类、作物秸秆、落叶、枯枝、草炭等)，采用物理、化学、生物或三者兼有的处理技术，经过一定的加工工艺(包括但不限于堆制、高温、厌氧等)，消除其中的有害物质(病原菌、病虫卵害、杂草种籽等)达到无害化标准而形成的一类肥料。
目前，我国国内大多数优质的有机肥料堆肥达到无害化指标的发酵时间一般为45～60天，周期长，不能彻底杀死有害病菌，成本高，而且堆制过程中堆肥周围还有相当大的异味，污水流淌，蚊、蝇滋生，严重污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以物残体为原料快速制备有机肥的方法，克服现有技术中有机肥料堆肥发酵时间长、周期长，不能彻底杀死有害病菌，成本高，容易造成环境污染的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种以物残体为原料制备有机肥的方法，包括以下步骤：
步骤(1)原料破碎，将植物残体破碎至成20mm以下的碎料；
步骤(2)将碎料与动物粪便或无机肥搅拌混合，控制混合后物料C/N比为15～35：1，pH6～9；
步骤(3)加水，使步骤(2)混合后的物料中水分含量在55～70wt％；
步骤(4)以搅拌或喷洒的方式向步骤(3)处理后的物料中加入第一复合微生物菌剂，其中所述第一复合微生物菌剂的添加量是原料的0.05～5wt％；
步骤(5)采用常规的发酵仓堆腐、条垛式堆肥或静态堆肥方法进行一次发酵，发酵时间为1～5天；
步骤(6)一次发酵后堆料温度升至50℃以上，将第二复合微生物菌剂用水分散，均匀喷洒在堆料上，翻料后进行二次发酵，其中所述第二复合微生物菌剂的添加量是原料的0.05～5wt％；
步骤(7)二次发酵1～2天内堆料温度迅速升至50～75℃，维持5～15天，其间每2～5天翻堆一次，料温开始下降为发酵终点，此时堆肥体积比一次发酵前堆肥体积塌陷1/3～1/2。
本发明的有益效果是：以植物残体堆腐(堆肥)是一个微生物群落演替的生物学过程，通过接入外源复合微生物菌剂，以期促进农业废弃物进行高效分解。在堆肥过程微生物种群具有一定的变化规律。且分别在堆肥的不同阶段添加不同种类的复合微生物菌剂，并加入了少量的添加剂(动物粪便、尿素、硝酸铵等)，不仅提高了堆肥速度，而且切实提高了产物有机肥的品质。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述第一复合微生物菌剂中的微生物原料的数量比例为：拟康氏木霉：枯草芽孢杆菌：微单胞杆菌：链霉菌：热带假丝酵母：诺卡氏菌：白腐菌：普通纤维弧菌：克雷伯氏菌：土壤杆菌：根霉：乳酸菌：根瘤菌为2～5：5～10：1～3：2～4：6～10：4～8：5～10：3～7：2～4：4～9：4～7：2～7：2～5。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述第二复合微生物菌剂中微生物原料的数量比例为：巨大芽孢杆菌：短芽孢杆菌：侧孢芽孢杆菌：微单胞杆菌：高温放线菌：普通纤维弧菌：白腐菌：嗜热毛壳菌：根瘤菌：诺卡氏菌：小单胞菌：荧光假单胞杆菌：乳酸菌：链霉菌：酵母菌为5～9：4～8：2～7：2～5：6～12：5～10：5～7：6～9：2～6：3～8：2～4：4～9：2～7：2～75：2～7。
采用上述进一步的有益效果是：显著缩短发酵时间，够缩短堆肥时间，且无毒、无害、无异味，对环境无污染，同时能够保存养分，提高肥料中的有机质含量，从而提高肥料品质。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述无机肥包括尿素及硝酸铵。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述原料包括农作物秸秆、果树枝叶及枯草中任一种或几种混合。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述农作物秸秆包括小麦、水稻、玉米、花生、芝麻或大豆秸秆；所述果树枝叶包括苹果树、梨树及桃树枝叶。
本发明与现有技术相比本发明具有以下优点：
1、生产成本低，产品质量高。本方法根据有机肥发酵过程温度及原料成分的变化，设计了两种复合微生物菌剂，分别在发酵初期和中期添加，其中第一复合微生物菌剂中主要是常温菌，具有较强的纤维素分解能力和固氮作用，发酵初期加入，可提高原料中纤维质的分解利用率，减少其他辅料的加入(实施过程中辅料用量仅为秸秆的1～3％)，降低生产成本；第二复合微生物菌剂主要是多种高温菌的复合，适应二次发酵高温条件，加快了原料的腐化降解，所得产品有机质含量高。
2、堆肥时间短，生产效率高。本方法根据不同生产时期的特点设计适宜的复合微生物菌剂，缩短了发酵时间，与不加入菌剂或加入酵素菌进行生产相比，可以有效减少发酵时间5～10天。大大节约了生产时间，提高了发酵效率。同时二次发酵时间的缩短，使生产过程中翻料次数减少，相应地水、电、汽的使用量有所减少，也节约了能源成本；生产工人的工作时间减少，节约了劳动力成本。
3、不需要特殊设备，现有厂房及设备均可满足要求。本发明采用常规的生产设备及场地均可正常进行，不需额外添加设备或进行厂房改造，适合现有有机肥生产企业使用。
4、产品肥效高，适用面广，本发明方法生产的有机肥，有机质含量和养分含量都较高，可以为作物提供充分的营养；通过加入生物复合菌起到拮抗有害病原微生物的生长、发展；枯草芽孢杆菌、固氮菌等能促进植物根系及植株生长，增强了植物的抗病性，从而间接地减少病害发生。
5、大幅度地减少了致使土壤板结、团粒结构被破坏的化肥的使用，加之土壤生物活性的逐渐提高，土壤团粒结构逐渐优化。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
小麦秸秆100kg碎至15mm以下的碎料，加入猪粪及尿素，控制混合后物料C/N比为15：1，喷水至水分含量70％，加入原料量1wt％的第一复合微生物菌剂，混合均匀，堆腐发酵1～3天，料温升至55℃。将原料量1.5wt％的第二复合微生物菌剂用水分散，均匀喷洒至堆料上，24h内料温升至60℃，之后在60～70℃维持5天，期间每2天翻堆一次。7天后料温开始下降，适度摊晾后得到有机肥成品，物料全部呈黑色或黑褐色，用手握之柔软有弹性，干后容易破碎，略有香味或发酵味。
所述第一复合微生物菌剂中的微生物原料的数量比例为：拟康氏木霉：枯草芽孢杆菌：微单胞杆菌：链霉菌：热带假丝酵母：诺卡氏菌：白腐菌：普通纤维弧菌：克雷伯氏菌：土壤杆菌：根霉：乳酸菌：根瘤菌为2：5：1：2：6：4：5：3：2：4：4：2：2。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述第二复合微生物菌剂中微生物原料的数量比例为：巨大芽孢杆菌：短芽孢杆菌：侧孢芽孢杆菌：微单胞杆菌：高温放线菌：普通纤维弧菌：白腐菌：嗜热毛壳菌：根瘤菌：诺卡氏菌：小单胞菌：荧光假单胞杆菌：乳酸菌：链霉菌：酵母菌为5：4：2：2：6：5：5：6：2：3：2：4：2：2：2。
本发明实施例1得到的生物有机肥各项指标测定如下：得到的有机肥各项指标如下：有机质(以干基计)≥30％，有效活菌数(cfu)≥0.6亿/g；水分≤20％；pH值6.2～7.5；腐殖酸≥10％；粪大肠菌群数≤80个/g(mL)；蛔虫卵死亡率≥98％。
该方法生产的有机肥产品符合有机肥料国家行业标准(NY525～2012)和中华人民共和国农业行业标准(NY 884～2004，生物有机肥)。
实施例2
玉米秸秆100kg碎至20mm以下的碎料，加入猪粪及硝酸铵，控制混合后物料C/N比为35：1，喷水至水分含量60％，加入原料量2.5wt％的第一复合微生物菌剂，混合均匀，堆腐发酵3天，料温升至55℃。将原料量2.5wt％的第二复合微生物菌剂用水分散，均匀喷洒至堆料上，24h内料温升至60℃，之后在60～70℃维持5天，期间每2天翻堆一次。10天后料温开始下降，适度摊晾后得到有机肥成品，物料全部呈黑色或黑褐色，用手握之柔软有弹性，干后容易破碎，略有香味或发酵味。
所述第一复合微生物菌剂中的微生物原料的数量比例为：拟康氏木霉：枯草芽孢杆菌：微单胞杆菌：链霉菌：热带假丝酵母：诺卡氏菌：白腐菌：普通纤维弧菌：克雷伯氏菌：土壤杆菌：根霉：乳酸菌：根瘤菌为4：4：2：3：7：6：8：5：3：5：4：7：3。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述第二复合微生物菌剂中微生物原料的数量比例为：巨大芽孢杆菌：短芽孢杆菌：侧孢芽孢杆菌：微单胞杆菌：高温放线菌：普通纤维弧菌：白腐菌：嗜热毛壳菌：根瘤菌：诺卡氏菌：小单胞菌：荧光假单胞杆菌：乳酸菌：链霉菌：酵母菌为7：6：4：4：10：8：6：6：5：6：3：7：6：50：5。
本发明实施例2得到的生物有机肥各项指标测定如下：有机质(以干基计)≥45％，有效活菌数(cfu)≥0.6亿/g；水分≤20％；pH值6.2～7.5；腐殖酸≥10％；粪大肠菌群数≤80个/g(mL)；蛔虫卵死亡率≥98％。
该方法生产的有机肥产品符合有机肥料国家行业标准(NY525～2012)和中华人民共和国农业行业标准(NY 884～2004，生物有机肥)。
实施例3
玉米秸秆粉100kg碎至20mm以下的碎料，及猪粪及硝酸铵，控制混合后物料C/N比为20：1，喷水至水分含量65％，加入原料量0.05wt％的第一复合微生物菌剂，混合均匀，堆腐发酵1～3天，料温升至55℃。将原料量5wt％的第二复合微生物菌剂用水分散，均匀喷洒至堆料上，24h内料温升至60℃，之后在60～70℃维持10天，期间每3天翻堆一次。5天后料温开始下降，适度摊晾后得到有机肥成品，物料全部呈黑色或黑褐色，用手握之柔软有弹性，干后容易破碎，略有香味或发酵味。
所述第一复合微生物菌剂中的微生物原料的数量比例为：拟康氏木霉：枯草芽孢杆菌：微单胞杆菌：链霉菌：热带假丝酵母：诺卡氏菌：白腐菌：普通纤维弧菌：克雷伯氏菌：土壤杆菌：根霉：乳酸菌：根瘤菌为5：10：3：4：10：8：10：7：4：9：7：7：5。
如上所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，进一步，所述第二复合微生物菌剂中微生物原料的数量比例为：巨大芽孢杆菌：短芽孢杆菌：侧孢芽孢杆菌：微单胞杆菌：高温放线菌：普通纤维弧菌：白腐菌：嗜热毛壳菌：根瘤菌：诺卡氏菌：小单胞菌：荧光假单胞杆菌：乳酸菌：链霉菌：酵母菌为9：8：7：5：12：10：7：9：6：8：4：9：7：75：7。
本发明实施例3得到的生物有机肥各项指标测定如下：有机质(以干基计)≥45％，有效活菌数(cfu)≥0.6亿/g；水分≤20％；pH值6.2～7.5；腐殖酸≥10％；粪大肠菌群数≤80个/g(mL)；蛔虫卵死亡率≥98％。
该方法生产的有机肥产品符合有机肥料国家行业标准(NY525～2012)和中华人民共和国农业行业标准(NY 884～2004，生物有机肥)。
本发明实施过程中使用的菌种均为土壤和农作物秸秆堆制发酵腐熟物中的菌种群落，这样的有益菌群落随着本发明实施得到的有机肥的成批施入农田，土壤生物活性会逐渐提高。
本发明生产的有机肥，肥效十分显著，2013年采用实施例1、实施例2及实施例3在山东省烟台市栖霞县、福山区等地试验表明，使用本发明生产的有机肥后，土壤中有机质含量显著增加，各种农作物产量明显提高。如玉米平均增产8～12％、小麦平均增产10～15％、苹果平均增产10～20％、蔬菜平均增产10～20％、其他马铃薯、瓜果等作物也平均增产在10～16％之间，农产品质量安全水平普遍达到绿色食品要求，让当地接受试验的农民尝到了增产增收增效的甜头。且大幅度地减少了致使土壤板结、团粒结构被破坏的化肥的使用，加之土壤生物活性的逐渐提高，土壤团粒结构逐渐优化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)原料破碎，将植物残体破碎至成20mm以下的碎料；
步骤(2)将碎料与动物粪便或无机肥搅拌混合，控制混合后物料C/N比为15～35：1，pH6～9；
步骤(3)加水，使步骤(2)混合后的物料中水分含量在55～70wt％；
步骤(4)以搅拌或喷洒的方式向步骤(3)处理后的物料中加入第一复合微生物菌剂，其中所述第一复合微生物菌剂的添加量为原料的0.05～5wt％；
步骤(5)采用常规的发酵仓堆腐、条垛式堆肥或静态堆肥方法进行一次发酵，发酵时间为1～5天；
步骤(6)一次发酵后堆料温度升至50℃以上，将第二复合微生物菌剂用水分散，均匀喷洒在堆料上，翻料后进行二次发酵，其中所述第二复合微生物菌剂的添加量为原料的0.05～5wt％；
步骤(7)二次发酵1～2天内堆料温度迅速升至50～75℃，维持5～15天，其间每2～5天翻堆一次，料温开始下降为发酵终点，此时堆肥体积比一次发酵前堆肥体积塌陷1/3～1/2。
2.根据权利要求1所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，其特征在于，所述第一复合微生物菌剂中的微生物原料的数量比例为：拟康氏木霉：枯草芽孢杆菌：微单胞杆菌：链霉菌：热带假丝酵母：诺卡氏菌：白腐菌：普通纤维弧菌：克雷伯氏菌：土壤杆菌：根霉：乳酸菌：根瘤菌为2～5：5～10：1～3：2～4：6～10：4～8：5～10：3～7：2～4：4～9：4～7：2～7：2～5。
3.根据权利要求1所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，其特征在于，所述第二复合微生物菌剂中微生物原料的数量比例为：巨大芽孢杆菌：短芽孢杆菌：侧孢芽孢杆菌：微单胞杆菌：高温放线菌：普通纤维弧菌：白腐菌：嗜热毛壳菌：根瘤菌：诺卡氏菌：小单胞菌：荧光假单胞杆菌：乳酸菌：链霉菌：酵母菌为5～9：4～8：2～7：2～5：6～12：5～10：5～7：6～9：2～6：3～8：2～4：4～9：2～7：2～75：2～7。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种以植物残体为原料制备有机肥的方法，其特征在于，所述无机肥包括尿素及硝酸铵。
5.根据权利要求1至3任一项所述一种发酵废水和农业废弃物生产生物有机肥，其特征在于，所述原料包括农作物秸秆、果树枝叶及枯草中任一种或几种混合。
6.根据权利要求5所述一种发酵废水和农业废弃物生产生物有机肥，其特征在于，所述农作物秸秆包括小麦、水稻、玉米、花生、芝麻或大豆秸秆；所述果树枝叶包括苹果树、梨树及桃树枝叶。
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