CN105315093B

CN105315093B - 利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法

Info

Publication number: CN105315093B
Application number: CN201510726846.8A
Authority: CN
Inventors: 冯玉杰; 赵桂红; 于艳玲; 李冬梅; 李梓木
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2035-10-30
Also published as: CN105315093A

Abstract

本发明公开了一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法。包括以下步骤：将果蔬垃圾切碎后，按红糖、果蔬垃圾、烟草废弃物、水的质量比为1：3：0.1～0.3：10的比例混合；密封发酵3个月以上，发酵第一个月内需要每天排气并把浮在液面上的果蔬摇晃进发酵液内，使其浸泡在发酵液中充分发酵，制成发酵酵素；将烟草废弃物堆肥物料进行预热处理，温度为20‑30℃；将得到的发酵酵素加入到预热后的烟草废弃物堆肥物料后进行发酵；堆肥过程中每3‑5天翻堆一次，堆肥时间3‑4周，得到有机肥。本发明具有运行成本低、处理量大、腐熟快、效率高的优点。

Description

利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法

技术领域

本发明属于有机肥领域，尤其涉及一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法。

背景技术

我国烟草的种植面积和产量均居世界首位，而我国烤烟产量则占到全部烟草产量的90％以上。烤烟叶收购后的复烤过程中，产生大量霉烂、劣次烟叶及废弃烟梗。目前，处置这些烟叶复烤厂烟草废弃物的主要方式是直接焚烧和卫生填埋。但是，直接焚烧和填埋处理均给环境带来了严重污染。因此，如何合理处置复烤厂烟草废弃物已成为非常紧迫的任务。

烟草废弃物中含有丰富的有机质和氮、磷、钾、镁、硅等元素，其中，氮、钾元素含量高于普通作物秸秆，适宜作为生产有机肥的原料。烟草中的烟碱是杀虫剂生产原料，烟碱类杀虫剂占全球农药总量的15％-20％。我国农村传统上即使用烟草水或烟草粉作“土农药”，以烟草废弃物为原料生产有机肥，具有一定的杀虫效果。堆肥与其他处理方法如填埋、焚烧相比，具有建设投资少、运行费用低、无二次污染等优点，而且发酵后产品可作为肥料施用农田，适合于我国农业大国的国情。

好氧堆肥是利用有机固体废弃物中好氧菌进行高温发酵，堆肥温度在50℃以上维持至少5天以上，高温杀灭病原菌、寄生虫卵、杂草种子，使有机物得到降解并最终转化为稳定的腐殖质的过程。但在冬季尤其在我国北方低温地区，影响堆肥技术大规模推广应用的一大瓶颈是由于环境温度极低(10℃-零下30℃)，堆肥厂的运行始终存在堆体温度低，特别是堆肥温度无法达到国家规定的堆肥标准问题。

由于烟草废弃物是一年的10月-次年的4月产生，如果堆肥厂在冬季低温地区无法实现好氧堆肥，则这一技术的应用将受到极大限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种运行成本低、处理量大、腐熟快、效率高的，利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法。

一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，包括以下步骤：

(1)将果蔬垃圾切碎后，按红糖、果蔬垃圾、烟草废弃物、水的质量比为1：3：0.1～0.3：10的比例混合；

(2)密封发酵3个月以上，发酵第一个月内需要每天排气并把浮在液面上的果蔬摇晃进发酵液内，使其浸泡在发酵液中充分发酵，制成发酵酵素；

(3)将烟草废弃物堆肥物料进行预热处理，温度为20-30℃；

(4)将得到的发酵酵素加入到预热后的烟草废弃物堆肥物料后进行发酵；

(5)堆肥过程中每3-5天翻堆一次，堆肥时间3-4周，得到有机肥。

本发明是一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，还可以包括：

1、烟草废弃物堆肥物料是通过以下方法制得：

将烟草废弃物和堆肥调理剂按质量为70-90％：10-30％比例进行混合；

破碎至1-4cm后，得到烟草废弃物堆肥物料。

2、烟草废弃物包括霉烂及次等烟叶、烟杆、烟梗和烟末中的一种或几种。

3、堆肥调理剂包括菠萝皮、土豆皮、橘皮和香蕉皮中的一种或几种；土豆皮：菠萝皮或橘皮的质量比例为2-3：1，香蕉皮：菠萝皮或橘皮的质量比例为2-3：1。

4、步骤(4)中发酵酵素的用量为烟草废弃物堆肥物料质量的0.2-1％。

5、步骤(4)中发酵时调节堆肥含水率为50％-65％。

有益效果：

本发明解决了在寒区环境温度较低情况下烟草废弃物堆体升温难且慢而致其难以达到及保持堆肥高温阶段的问题，本发明仅仅对堆肥原料进行预热处理，预热后无需再加热，使得再寒区环境温度较低情况下，即使在一年的10月-次年的4月，也可以利用烟草废弃物进行堆肥。

本发明实现了寒区低温条件下的烟草废弃物堆肥，解决了复烤厂废弃烟叶(梗)处理困难问题，避免了废弃烟叶(梗)的填埋和焚烧处理造成的环境的污染问题，有效地对废弃烟叶(梗)进行了资源转化利用。

本发明采用的自制发酵酵素经过烟草基质驯化，提高了堆肥原料的耐受性，可高效、快速分解发酵烟草废弃物。因此大大减少的堆肥时间，提高堆肥效率。通过调节发酵酵素加入到烟草废弃物堆肥物料中的用量，可以使得到的有机肥中有效成份含量增加。

本发明采用的自制发酵酵素，由于含有多种活性糖，制成的有机肥，能够促进植株健壮，增强抗病性和耐寒性。

本发明方法具有操作简单、运行成本低、处理量大、腐熟快、效率高的特点，对充分利用寒区烟草废弃物资源、减少环境污染具有重要现实意义。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

实施例一：一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，包括以下步骤：(1)将果蔬垃圾切碎后，按红糖、果蔬垃圾、烟草废弃物、水的质量比为1：3：0.1：10的比例混合；

(3)将烟草废弃物和堆肥调理剂按质量为70％：30％比例进行混合；破碎至1-4cm后，得到烟草废弃物堆肥物料；

(4)将烟草废弃物堆肥物料进行预热处理，温度为20℃；

(5)将得到的发酵酵素加入到预热后的堆肥物料中进行发酵，调节堆肥含水率为65％，其中发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料的质量比为0.2％：99.8％；

(6)堆肥过程中每3天翻堆一次，堆肥时间26天，得到有机肥。

实施例二：一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，包括以下步骤：

(1)将果蔬垃圾切碎后，按红糖、果蔬垃圾、烟草废弃物、水的质量比为1：3：0.2：10的比例混合；

(3)将烟草废弃物和堆肥调理剂按质量为80％：20％比例进行混合；破碎至1-4cm后，得到烟草废弃物堆肥物料；

(4)将烟草废弃物堆肥物料进行预热处理，温度为26℃；

(5)将得到的发酵酵素加入到预热后的堆肥物料中进行发酵，调节堆肥含水率为60％，发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料的质量比为0.6％：99.4％；

(6)堆肥过程中每3天翻堆一次，堆肥时间26天，得到有机肥。

实施例三：一种利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，包括以下步骤：

(1)将果蔬垃圾切碎后，按红糖、果蔬垃圾、烟草废弃物、水的质量比为1：3：0.3：10的比例混合；

(3)将烟草废弃物和堆肥调理剂按质量为90％：10％比例进行混合；破碎至1-4cm后，得到烟草废弃物堆肥物料；

(4)将烟草废弃物堆肥物料进行预热处理，温度为30℃；

(5)将得到的发酵酵素加入到预热后的堆肥物料中进行发酵，调节堆肥含水率为50％％，发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料的质量比为1％：99％；

(6)堆肥过程中每3天翻堆一次，堆肥时间四周，得到有机肥。

实施例四：和实施例一～实施例三相同，区别在于：烟草废弃物包括霉烂及次等烟叶、烟杆、烟梗、烟末中的一种或几种。

实施例五：和实施例一～实施例四相同，区别在于：堆肥调理剂包括菠萝皮、土豆皮、橘皮、香蕉皮中的一种或几种；土豆皮：菠萝皮或橘皮的质量比例为2-3：1，香蕉皮：菠萝皮或橘皮的质量比例为2-3：1。

实施例六：和实施例一～实施例五相同，区别在于：果蔬垃圾包括香蕉、苹果、橘子、西瓜、香瓜、葡萄、梨、西红柿、茄子、黄瓜、豆角、白菜、油菜、菠菜、芹菜中的一种或几种。

实施例七：和实施例一～实施例六相同，区别在于：果蔬垃圾包括常见的果蔬垃圾，但不包括辣椒、菲菜、蒜、姜、葱垃圾。所述的预热处理是利用烟叶复烤厂烤烟叶工段的余热将混合物料预热到20-30℃。

实施例八：和实施例一～实施例七相同，区别在于：烟草废弃物堆肥物料中烟草废弃物和堆肥调理剂的质量关系为：

Y＝0.05X²-9X+415

70≤X≤90

10≤Y≤30

其中，X为烟草废弃物的质量，Y为堆肥调理剂的质量。优选参数X＝70、Y＝30，X＝80、Y＝15，X＝90、Y＝10；

对优选参数进行三组试验，得到如表 1有机肥的成份表：

表 1烟草废弃物和堆肥调理剂的含量不同制成的有机肥成份表

可得当烟草废弃物堆肥物料中烟草废弃物和堆肥调理剂的质量比为80：15时，有机肥的发酵效果最好，得到的有机肥的养份最高。

实施例九：和实施例一～实施例八相同，区别在于：发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料的质量关系为：

Z＝1.67M²-332.996M+16599.934

M＝X+Y

0.2≤Z≤1

99≤M≤99.8

其中，M为烟草废弃物堆肥物料的质量，Z为发酵酵素的质量，X为烟草废弃物的质量，Y为堆肥调理剂的质量。优选参数M＝99.8、Z＝0.2，M＝99.4、Z＝0.6，M＝99、Z＝1。

通过调节发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料的质量比，可以直接影响烟草废弃物堆肥物料发酵混合物的碳氮比，适当的碳氮比可以促进微生物的生长，进而影响得到的有机肥中有机质和养份的含量的比例，最终影响植物的成长。

对优选参数进行三组试验，得到如表 2有机肥的成份表：

表 2发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料含量不同时有机肥的成份表

通过实验，可得当发酵酵素与烟草废弃物堆肥物料的质量为99.4：0.6时，发酵酵素中的有益微生物，可促进烟草废弃物堆肥物料的发酵，大大减少的堆肥时间，提高堆肥效率，增加有机肥中养份(N、P₂O₅、K₂O)的含量，并且能够提高堆肥原料的耐受性。

实施例十：和实施例一～实施例九相同，区别在于：还包括步骤(7)：发酵过程结束后晾晒堆肥物料，晾晒后物料分装或干燥造粒，发酵后的堆肥物料含水率保持在10-20％。

实施例十一：和实施例一～实施例十相同，区别在于：在步骤(5)中将发酵酵素、堆肥发酵菌剂和堆肥促进剂用水稀释后加入到预热后的混合物料中，堆制在发酵仓内，用薄膜进行覆盖后进行发酵，调节含水率为55％-65％。步骤(6)中前10天内每2-3天翻料一次，其后每5天翻料一次，堆肥3-4周。

堆肥促进剂为烷基多糖苷、鼠李糖酯、葡萄糖中的一种或几种，堆肥促进剂的用量为堆肥物料质量的0.01-0.05％。

堆肥发酵菌剂为烟草废弃物发酵用专用菌剂，堆肥发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、里氏木霉、嗜热放线菌、嗜热芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种。堆肥发酵菌剂的用量为堆肥物料质量的0.1-0.5％。

发酵酵素的用量为堆肥物料质量的0.1-0.5％。

实验：

试验一：分别按照实施例一～实施例三进行三组试验，发酵过程结束后晾晒堆肥物料，采集有机肥的成份，如表 3所示。

表 3本发明实施例1～实施例三得到的有机肥成份表

通过表 3可知，本发明制成的有机肥均符合国家标准，并且采用本发明的方法制成的有机肥的有机质含量大于50％，总养分大于5％，明显能够提高有机肥的性能。

Claims

1.利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(2)密封发酵3个月以上，发酵第一个月内需要每天排气并把浮在液面上的果蔬摇晃进发酵液内，使其浸泡在发酵液中充分发酵，制成发酵酵素肥；

(3)将烟草废弃物堆肥物料进行预热处理，温度为20-30℃；

(4)将得到的发酵酵素肥加入到预热后的烟草废弃物堆肥物料后进行发酵；

2.根据权利要求1所述的利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，其特征在于：所述的烟草废弃物堆肥物料是通过以下方法制得：

破碎至1-4cm后，得到烟草废弃物堆肥物料。

3.根据权利要求2所述的利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，其特征在于：所述的烟草废弃物包括霉烂及次等烟叶、烟杆、烟梗和烟末中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，其特征在于：所述的堆肥调理剂包括菠萝皮、土豆皮、橘皮和香蕉皮中的一种或几种；土豆皮：菠萝皮或橘皮的质量比例为2-3：1，香蕉皮：菠萝皮或橘皮的质量比例为2-3：1。

5.根据权利要求1所述的利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中发酵酵素肥的用量为烟草废弃物堆肥物料质量的0.2-1％。

6.根据权利要求1所述的利用发酵酵素快速制备寒区烟草废弃物有机肥的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中发酵时调节堆肥含水率为50％-65％。