CN105175051A

CN105175051A - 一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法

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Publication number: CN105175051A
Application number: CN201510499993.6A
Authority: CN
Inventors: 何永群; 何妤婷; 韦彩会; 王瑾; 韦家华; 黄志诚; 何铁光; 张野; 李忠义; 李婷婷; 曾向阳
Original assignee: Agricultural Resource and Environment Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Agricultural Resource and Environment Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明提供一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法，包括以下几个步骤：步骤A:猪粪预处理后加入鸡粪、发酵菌剂、除臭菌剂；用尿素或硫酸铵调节C/N比在25-30：1，采用过磷酸钙调节pH值至5.5-8.5，水分含量保持在50-60%；物料发酵腐熟经粉碎过筛，然后添加功能微生物菌剂；步骤B:利用堆肥发酵进行发酵。本发明的有益效果是：1、所制备的生物有机肥显著提高西瓜、香蕉等作物的产量与经济效益；2、所制备的生物有机肥有效改善土壤理化及生物性质，3、提高农产品的品质，4、促进农牧业循环经济的发展。

Description

一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明属于农牧业有机废弃物资源循环利用技术领域，具体涉及一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法。

背景技术

猪粮安天下，生猪生产在我国农业经济中占重要的地位，占第一产业及畜牧业比重高，是稳定市场“菜篮子”的主要力量。2014年全国生猪养殖47592万头，广西作为生猪养殖大省，达2466.6万头，目前，在全国年出栏生猪超过200万头的4个大县中，广西博白县位列第二。

生猪业发展对生态环境的影响日益突出。根据统计，每头生猪年排放粪便2.0-2.5吨，全国猪粪每年排放量95000-120000万吨，广西达5000-6100万吨。猪粪有恶臭，病原微生物、寄生虫等会对土壤和水质造成污染以及寄生虫病和人畜共患病的蔓延；随着养猪场数量的增加和养殖规模的扩大，集约化养殖形成猪粪的大力排放造成了严重的生态环境的污染，如广西的九州江流域、南流江流域成为生猪(畜禽)规模养殖禁养区和限养区。

从上个世纪以来，我国农业施肥长期以单一化肥施用为主，而且使用量逐年增加，据统计，我国化肥使用量从2010年的4150万吨增至2010年的6619万吨，增加50％。化肥的大力施用已造成农业、林业的土壤理化性状恶化，表现为耕层变浅、板结、有机质含量低、土壤酸化；化肥的利用率低，我国化肥的利用率约35％，(其中氮肥30％-35％、磷肥10％-20％、钾肥30％-50％)；施肥的产投比逐年降低，农产品品质降低等问题。因此，如何利用农牧业有机废弃物研制、开发生物有机肥的应用推广，既显著提高农作物产量、经济效益和产品品质，同时又改善农业土壤理化性状、提高土壤肥力，是目前我国现代农牧业可持续生产发展急需解决的重要问题。

由于猪粪的任意置放或排放，既污染生态环境，又浪费农牧业有机物资源。经检测，猪粪含有丰富的有机质、蛋白质及氮、磷、钾等矿质营养元素，尤其是有机质含量达到80-90％，重金属含量完全符合生物有机肥生产要求，见附表1、2。因此，猪粪是可以作为研制生物有机肥的上好原料，经过微生物发酵技术处理，研制开发成生物有机肥产品的应用推广，可以有效逐年降低化肥的使用，减轻化肥施用造成的环境污染，提高农作物产量及经济效益，改善土壤理化性状，保护农业生态环境、实现农牧业资源的循环利用，推动我国农牧业向生态、绿色、可持续方向发展。其中，猪粪的养分含量及重金属检测结果如表1和2所示：

表1猪粪的养分含量

表2猪粪的重金属含量

发明内容

本发明提供一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法，包括以下几个步骤：

步骤A:猪粪预处理后加入鸡粪、发酵菌剂、除臭菌剂；用尿素或硫酸铵调节C/N比在25-30：1，采用过磷酸钙调节pH值至5.5-8.5，水分含量保持在50-60％；物料发酵腐熟经粉碎过筛，然后添加功能微生物菌剂；

步骤B:利用堆肥发酵进行发酵。

优选的，猪粪预处理后加入物料总重量的5-15％鸡粪，发酵菌剂占物料总重量的0.2-0.3％；除臭菌剂占物料总重量的0.1-0.2％，尿素或硫酸铵占物料总重量0.5-1.0％；功能微生物菌剂占物料总重量的0.1-0.2％。

优选的，过磷酸钙占物料总重量1.0-1.5％；筛分采用60-80目。

优选的，发酵菌为重量百分比的25-35％粪肠球菌、25-35％绿色木霉、30-40％枯草芽孢杆菌。

优选的，除臭菌按重量百分比，为：15-25％的黑曲霉，25-35％的枯草芽孢杆菌，35-45％的粪肠球菌。

优选的，所述功能微生物菌剂采用枯草芽孢杆菌。

优选的，所述步骤B中，利用铲车翻堆，料堆高1.5米-3.0米,宽3.0米-4.0米；利用拖拉机刀耙式翻堆，料堆高0.8米-1.0米,宽1.0米-1.2米；利用翻堆机的槽式发酵，料堆高0.8米-1.0米,宽1.0米。

优选的，堆肥发酵开始的一个月，4-6天翻堆一次，以提供氧气、散热和使物料发酵均匀；当有机物料发酵温度上升到60℃以上，保持48小时后开始翻堆；但当温度超过70℃时，须立即翻堆。其中，翻堆时务必均匀彻底，以便充分腐熟，视物料腐熟程度和温度确定翻堆次数。

优选的，有机物料发酵温度为50-60℃，温度为55-65℃时维持7-10天，将病原菌、虫卵等杀死。

优选的，发酵周期为40-60天达到完全腐熟。

优选的，猪粪水分含量在60％以内；鸡粪垫料的杂质含量在20％以内，水分控制在60％以内。

本发明的有益效果是：1、所制备的生物有机肥显著提高西瓜、香蕉等作物的产量与经济效益；2、所制备的生物有机肥有效改善土壤理化及生物性质，3、提高农产品的品质，4、促进农牧业循环经济的发展。

本发明所选用的猪粪来自广西的养猪企业，因排放严重污染环境的影响，基本不需用款购买。发酵菌、除臭菌购自于广西北海群林生物工程有限公司，黑曲霉(Aspergillusniger)粉状，有效活菌数为5×108cfu/g，绿色木霉(Trichodermaviride)粉状，有效活菌数为5×108cfu/g，枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)粉状，有效活菌数为20×108cfu/g。粪肠球菌【拉丁名】Enterococcusfaecalis粉状，有效活菌数为5×108cfu/g。功能菌枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)-Accc10169，购自于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物管理中心，有效活菌数为20×108cfu/g。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1

如图1所示，一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：原料的组份为：猪粪,猪粪预处理后加入物料总重量的5％鸡粪，0.2％的发酵菌剂，0.1％除臭菌剂；发酵菌为重量百分比的25％粪肠球菌、25％绿色木霉、30％枯草芽孢杆菌；除臭菌为重量百分比的15％的黑曲霉，25％的枯草芽孢杆菌，35％的粪肠球菌。用物料总重量0.5％的尿素或硫酸铵调节C/N比在25-30：1。再用物料总重量1.0％的过磷酸钙调节pH值至5.5。水分含量保持在50％。在物料发酵腐熟经粉碎过60目筛后，然后添加物料总重量的0.1％的枯草芽孢杆菌。

步骤(2)：发酵物料的堆放：利用铲车翻堆，料堆高1.5米,宽3.0米，利用铲车翻堆，效率更高，成本低；

步骤(3)：堆肥发酵开始的一个月，4天翻堆一次；当有机物料发酵温度上升到65℃时，仅保持48小时须开始翻堆；但当温度超过70℃时，须立即翻堆。

步骤(4)：发酵中如发现物料过干，在翻堆时应及时喷洒水分，水分含量控制在50％-60％；

步骤(5)：有机物料发酵温度在55℃，温度为55℃时维持7天-10天，将病原菌、虫卵等杀死。

步骤(6)：发酵周期为40天达到完全腐熟。摊晾至干燥后，粉碎过60目筛，然后添加物料总重量的0.1％功能微生物菌剂(枯草芽孢杆菌)。根据国家农业部(NY884－2012)标准进行生物活菌数、有机质、氮磷钾、水分、PH值、相关重金属、回虫死亡率、粪大肠菌群数的检测，进而获得生物有机肥产品。

实施例2

一种以木薯皮为原料的生物有机肥及其制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：原料的组份为：猪粪,猪粪预处理后加入物料总重量的15％鸡粪，0.3％的发酵菌剂，0.2％除臭菌剂；发酵菌为重量百分比的35％粪肠球菌、35％绿色木霉、40％枯草芽孢杆菌；除臭菌为重量百分比的25％的黑曲霉，35％的枯草芽孢杆菌，45％的粪肠球菌。用物料总重量1.0％的尿素或硫酸铵调节C/N比在25-30：1。再用物料总重量1.5％的过磷酸钙调节pH值至8.5。水分含量保持在60％。在物料发酵腐熟经粉碎过80目筛后，然后添加物料总重量的0.2％的枯草芽孢杆菌。

步骤(2)：发酵物料的堆放：利用铲车翻堆，料堆高3.0米,宽4.0米，利用铲车翻堆，效率更高，成本低；

步骤(3)：堆肥发酵开始的一个月，6天翻堆一次；当有机物料发酵温度上升到70℃时，仅保持48小时须开始翻堆；但当温度超过70℃时，须立即翻堆。

步骤(5)：有机物料发酵温度在65℃，温度为65℃时维持7天-10天，将病原菌、虫卵等杀死。

步骤(6)：发酵周期为60天达到完全腐熟。摊晾至干燥后，粉碎过80目筛，然后添加物料总重量的0.2％功能微生物菌剂(枯草芽孢杆菌)。根据国家农业部(NY884－2012)标准进行生物活菌数、有机质、氮磷钾、水分、PH值、相关重金属、回虫死亡率、粪大肠菌群数的检测，进而获得生物有机肥产品。

实施例3

对实施例1和2制备的生物有机肥进行处理，准确称量25kg/包、或50kg/包，放入盖有生产日期和检验员的产品合格证后，进行缝包操作,将包装好的成品入库保存。

本发明方法制备的生物有机肥的理化性状经检测，质量符合国家农业部生物有机肥料《NY884-2012》标准要求，见表3。

表3以猪粪为原料研制的生物有机肥理化性状测定结果

实施例4

本发明的生物有机肥料田间应用效果：(在西瓜栽培上的应用)

试验地点：试验设在南宁市西乡塘区双定镇义平村东边队邓翠珍农户家耕地，供试土壤为第四纪赤红壤，土壤基本农化性质：pH4.65、有机质12.70g/kg、全N0.087g/kg、全P0.063g/kg、全K0.457g/kg、速效N63mg/kg、速效P27.3mg/kg，速效K187mg/kg。

供试材料：供试西瓜品种为“黑美人”，砧木品种为本地瓠瓜；供试肥料是本发明利用猪粪研制的生物有机肥料(生物活菌数≥0.20(cfu)，亿/g、N+P₂O₅+K₂O≥5％、有机质≥40％，由广西农业科学院农业资源与环境研究所与广西玖伍生物科技公司合作开发)；高浓度复合肥，为国内知名品牌(N15+P₂O₅15+K₂O15＝45％)。肥料施用量以所有处理均按N+P₂O₅+K₂O总养分45kg/亩计。

试验设计：试验设计2个处理，三次重复，每小区面积0.05。

处理1：本发明的生物有机300kg/亩+高浓度复合肥(N15+P₂O₅15+K₂O15＝45％)66.7kg/亩。

处理2：农民习惯用施肥，施高浓度复合肥(N15+P₂O₅15+K₂O15＝45％)100kg/亩。

试验方法：2015年1月2日播种，1月27日嫁接，2月22日移植至大田，种植密度为1800株/hm2，每区2行，每行3株。生物有机肥、复合肥作为基肥均一次性施入，各处理的田间管理均一致。

生物有机肥对西瓜产量及经济效益的影响：

本发明的生物有机肥显著提高了西瓜的产量及经济效益，试验结果显示，处理1比农民习惯施肥的处理2产量提高23.00％，经济效益每公顷增加8727.75元，见表4、5：充分说明生物有机肥的施用为西瓜高产稳产的生长发育提供充足、全面、平衡、稳定、持续的养分供应条件，提高了肥料施用的利用率。

表4以猪粪为原料研制的生物有机肥对西瓜产量的影响

表5以猪粪为原料研制的生物有机肥对西瓜经济效益的影响

注：西瓜价格为1600元/吨，肥料价格，生物有机肥800元/吨，高浓度复合肥价格4500元/吨。

生物有机肥对西瓜主要经济性状及糖分含量的影响：经济性状及糖分调查结果，处理1的单瓜重、每公顷的西瓜个数等都比处理2显著增加，提高了西瓜的的含糖量，见表6。阐明了施用生物有机肥，促进生物、有机、无机营养的互助互动效能，提高了西瓜对肥料养分的利用率与西瓜的光合效率，加强了西瓜植株体内营养物质的输送和积累，从而促进了西瓜的生殖生长，改善了西瓜的品质。

表6生物有机肥对西瓜主要经济性状及糖分含量的影响

生物有机肥对土壤理化、生物性状的影响：二季相同的施肥小区试验结果表明，施用本发明的生物有机肥处理1，一方面，生物有机肥中的有益微生物与土壤微生物形成共生繁殖关系，加快有益生物菌大量繁殖，促进群体协同作用，有益生物菌在大量繁殖过程中产生大量的代谢产物，增加土壤有机质的积累与有机营养的转化；同时，生物有机肥的施用增加了土壤有机质的含量，为植物提供氮、磷、钾营养与微量元素来源和土壤微生物的生命活动增加能源，有机质中的腐殖酸可以促进土壤团粒结构的形成，增加土壤孔隙度，降低土壤容重，提高土壤胶体阳离子的代换量和土壤的保水保肥能力。处理1的土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质、含水量、总空隙度分别比处理2提高9.12％、5.00％、2.00％、8.30％、8.99％、6.92％，而土壤容重则降低5.70％；在西瓜膨大期，细菌总数是处理2的3.07倍，真菌约为6.22倍，放线菌约为2.53倍。因此，通过生物有机肥的施用，可有效改善土壤的理化与生物性状，提升地力。见表7、8。

表7以猪粪为原料研制的生物有机肥对土壤理化性质的影响

表8以猪粪为原料研制的生物有机肥对土壤微生物数量的影响(个/克.土)

实施例5

生物有机肥在田间应用效果：(在香蕉的应用)

试验地点：南宁市西乡塘区金陵镇林屋村。供试土壤为第四纪红土发育的红泥土，基础土壤的有机质25.36g/kg，速效氮76g/kg，速效磷12g/kg，速效钾65g/kg，PH6.0。

供试材料：供试香蕉品种为威廉斯；。供试肥料是本发明利用猪粪研制的生物有机肥料(生物活菌数≥0.20(cfu)，亿/g、N+P₂O₅+K₂O≥5％、有机质≥40％，由广西农业科学院农业资源与环境研究所与广西田玖伍生物科技公司合作)；高浓度复合肥为国内知名品牌(N15+P₂O₅15+K₂O15＝45％)。

试验设计：试验设计3个处理，三次重复。施肥量按每个处理同等N+P₂O₅+K₂O总量1.8kg/株计。

处理1：施用本发明的生物有机36公斤/株；

处理2：施用本发明的生物有机:16公斤/株+高浓度复合肥(N15+P₂O₅15+K₂O15＝45％)2.2公斤/株。

处理3：农民习惯用施肥，施高浓度复合肥(N15+P₂O₅15+K₂O15＝45％)4公斤/株。

试验方法：生物有机肥在香蕉抽蕾前施用完毕，其中作基肥的4公斤/株，追肥每隔10—15天施一次；高浓度复合肥施肥分抽蕾前占总量80％，抽蕾后占20％。追肥每隔10—15天施一次。撒施后淋水。整个试验不准施用其它肥料，田间管理严格一致。供试每小区种植面积0.05亩，每小区种植5株，每亩植100株，每公顷1500株；2014年3月8日种植，2015年2月12日收获。

生物有机肥对香蕉产量及经济效益的影响：

本发明利用猪粪研制生物有机肥的施用，充分发挥生物、有机、无机肥料相互促进、相互补充的养分供应效应，利于香蕉高产生长发育，显著提高了香蕉的增产增收效果，在同等氮磷钾总养分的施用条件下，与农民习惯施用高浓度复合肥的产量3相比，处理1、处理2香蕉分别增产14.25％，15.69％，方差分析结果，产量差异达到了极显著水平；分别增收3330.00元/公顷、14460.00元/公顷，详见表9、10。全施用生物有机肥的处理1香蕉如果以有机产品的价格计算，经济效益更加显著。

表9以猪粪为原料研制的生物有机肥对香蕉产量的影响

表10以猪粪为原料研制的生物有机肥对香蕉经济效益的影响

注：香蕉价格为3000元/吨，肥料价格，生物有机肥800元/吨，高浓度复合肥价格4500元/吨。

生物有机复混肥对香蕉品质的影响：香蕉的可溶性固形物、可溶性糖、维生素C是构成香蕉品质的重要因素，直接影响香蕉的商品价值和市场价格。通过施用生物有机复混肥的技术，为香蕉高产生长发育提供速效、长效营养的同时，生物有机肥料营养物质释放缓慢，香蕉吸收的氮营养主要以NH₄ ⁺或氨基酸形态，无需消耗大量能量进行植物光合作用的产物，直接参与植物营养物质的合成，利于香蕉营养物质的积累，改善了香蕉产品品质。试验表明：与农民习惯施用高浓度复合肥的产量3相比，处理1、处理2的香蕉可溶性固形物提高8.49％、5.66％，可溶糖提高8.20％、6.56％，维生素C增加5.0mg/kg,4.2mg/kg。详见表11。

表11以猪粪为原料研制的生物有机肥对香蕉品质的影响

由表1至表11可知：

1、所制备的生物有机肥显著提高了西瓜、香蕉的产量与经济效益：西瓜施用生物有机肥的处理1产量比高浓度复合肥的处理2产量提高23.00％，增收8727.75元/公顷；香蕉施用生物有机肥的处理1、处理2比高浓度复合肥的处理3产量分别提高14.25％、15.69％，分别增收3330.00元/公顷、14460.00元/公顷。

2、所制备的生物有机肥显著改善土壤理化及生物性质：分析结果表明，施用本发明利用猪粪研制的生物有机肥显著提高了土壤速效养分(N、P、K)及有机质、水分含量和孔隙度，降低了土壤容重，增加了土壤细菌、真菌、放线菌数量。与农民习惯施用高浓度复合肥的处理2相比，土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质、含水量、总空隙度分别提高提高9.12％、5.00％、2.00％、8.30％、8.99％、6.92％，而土壤容重则降低5.70％。在西瓜膨大期，细菌总数是处理2的3.07倍，真菌约为6.22倍，放线菌约为2.53倍。生物有机肥的施用可有效改善土壤的理化生物性状，培育地力。

3、所制备的生物有机肥可促进农牧业循环经济的发展：本发明利用猪粪研制成生物有机肥产品，不仅解决了畜牧业排泄物对环境的污染问题，实现了畜牧业排泄物的资源化循环利用；同时减轻了化肥的过量使用对农业环境的污染。有利于生态农牧业的建设，促进农牧业朝资源节约型、循环经济与环境友好型方向发展。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种以猪粪为原料的生物有机肥及其制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤A:猪粪预处理后加入鸡粪、发酵菌剂、除臭菌剂；用尿素或硫酸铵调节C/N比在25-30：1，采用过磷酸钙调节pH值至5.5-8.5，水分含量保持在50-60%；物料发酵腐熟经粉碎过筛，然后添加功能微生物菌剂；

步骤B:利用堆肥发酵进行发酵。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，猪粪预处理后加入物料总重量的5-15%鸡粪，发酵菌剂占物料总重量的0.2-0.3%；除臭菌剂占物料总重量的0.1-0.2%，尿素或硫酸铵占物料总重量0.5-1.0%；功能微生物菌剂占物料总重量的0.1-0.2%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，过磷酸钙占物料总重量1.0-1.5%；筛分采用60-80目。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵菌为重量百分比的25-35%粪肠球菌、25-35%绿色木霉、30-40%枯草芽孢杆菌。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，除臭菌按重量百分比，为：15-25%的黑曲霉，25-35%的枯草芽孢杆菌，35-45%的粪肠球菌。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功能微生物菌剂采用枯草芽孢杆菌。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，利用铲车翻堆，料堆高1.5米-3.0米,宽3.0米-4.0米；利用拖拉机刀耙式翻堆，料堆高0.8米-1.0米,宽1.0米-1.2米；利用翻堆机的槽式发酵，料堆高0.8米-1.0米,宽1.0米。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，堆肥发酵开始的一个月，4-6天翻堆一次，以提供氧气、散热和使物料发酵均匀；当有机物料发酵温度上升到60℃以上，保持48小时后开始翻堆；但当温度超过70℃时，须立即翻堆。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，有机物料发酵温度为50-60℃，温度为55-65℃时维持7-10天；发酵周期为40-60天达到完全腐熟。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所得到的生物有机肥原料中，猪粪水分含量在60%以内；鸡粪垫料的杂质含量在20%以内，水分控制在60%以内。