CN105948872A

CN105948872A - 一种生物有机肥及其制备方法

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Publication number: CN105948872A
Application number: CN201610475111.7A
Authority: CN
Inventors: 王玉红; 孙婷; 刘燕; 徐生; 徐丽萍; 程雅梅; 梁晓辉; 窦培冲; 黄红英; 李信冬
Original assignee: NANJING NINGLIANG BIOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Nanjing Ning grain biological fertilizer Co., Ltd.; Yizheng cultivated land quality management station
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2016-09-21

Abstract

本发明公开一种生物有机肥及其制备方法，该生物有机肥是由过磷酸钙、食用菌渣、畜禽粪便混合后腐熟获得的基料、娄彻氏链霉菌扩繁物料、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合扩繁物料以质量比2:1:1混合获得；本发明获得的生物有机肥营养丰富有效菌数量高，有机质含量≥40%，有效活菌数≥1.5×10⁸ cfu/g，能够显著改善农作物品质、提高农作物产量，该生物有机肥以养殖场粪便和废弃的菌渣为原料，有效缓解了环境压力，同时为农业生产提供了优质低价投入品，有利于促进生态农业、循环农业的发展。

Description

一种生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种生物有机肥的制备方法，属于生物有机肥料领域。

技术背景

近年来，随着我国食用菌产业迅速发展，同时也产生了大量的废弃物食用菌渣，然而如何对菌渣进行环保有效的处理却一直没有得到很好的解决，通常菌渣都是被随意丢弃，这不但造成病菌积聚、害虫孳生、栽培环境恶化，另外经日晒雨淋，对水体生态环境也产生严重的污染。

我国是全球畜禽养殖第一大国，每年畜禽粪便产生量达30亿吨以上，由于资金不足和技术落后等原因，我国畜禽粪便有效处置率不到30%，大量畜禽粪便未经任何处理随意排放或不经无害化处理直接施入农田，给我国农田生态环境带来了巨大压力，也给公众健康带来威胁。

事实上食用菌渣和畜禽粪便中均含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素,是重要的有机质肥源之一，若将其用作肥料不仅可以缓解随意弃置带来的巨大环境压力，还可以提升土壤有机质含量，防止土壤板结，改善土壤理化性状，从而提高农产品品质。因此将菌渣和畜禽粪便用于生物有机肥的生产对农田生态系统化的稳定以及实现农业的可持续发展有着重要的意义。

生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料，生物有机肥除了具备有机肥的功效外，还含有具有特定功能的微生物，这是此类产品的本质特征，目前生物有机肥的高效养分供给、促生防病和改善农产品品质功能已经被越来越多的的田间试验所证明。

发明内容

本发明目的在于提供一种生物有机肥及其制备方法，为农业生产提供优质低价投入品，并解决食用菌渣、畜禽粪便处理难等问题。

本发明所述的生物有机肥，其功能菌为娄彻氏链霉菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，本发明通过以下技术方案实现：

一种生物有机肥，将过磷酸钙、食用菌渣、畜禽粪便按照质量比3:62~70:27~35混合后腐熟获得基料；取25%的基料对娄彻氏链霉菌进行固态发酵，获得扩繁物料，其中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g；取25%的基料对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌进行固态发酵，获得混合扩繁物料，其中枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子总量≥3.5×10⁸cfu/g；将扩繁物料、混合扩繁物料与剩余的基料进行混合，即获得生物有机肥。

进一步，本发明所述生物有机肥中，所述畜禽粪便为鸡粪、鸭粪、鹅粪或猪粪中的一种或多种；所述的食用菌渣为金针菇菌渣。

进一步，本发明所述生物有机肥中，娄彻氏链霉菌孢子、枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子总量不低于1.5×10⁸ cfu/g，有机质含量不低于40%。

本发明所述生物有机肥的制备方法，具体步骤如下：

a）腐熟将过磷酸钙、食用菌渣和畜禽粪便按照3:62~70:27~35的质量比混合均匀，调节水分含量为60~65%，进行条垛式发酵；其中条垛底宽1.5-2 m，高度1.2-1.5 m，每3天翻堆一次，30天后结束发酵；将发酵产物过筛（孔径1.2×1.2cm），调节水分含量50~55%，第二次进行条垛式发酵，其中条垛底宽1.5 m，高度1.2 m，发酵第3天翻堆一次，7天后结束发酵，将二次发酵产物过筛（孔径1.2×1.2cm）得到基料，备用；

b）功能菌发酵扩繁取25%的基料对娄彻氏链霉菌进行固态发酵，获得扩繁物料备用，扩繁物料中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g；

取25%的基料对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌进行固态发酵，获得混合扩繁物料备用，混合扩繁物料中枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子总量≥3.5×10⁸ cfu/g；

c）复配将扩繁物料、混合扩繁物料与步骤a）获得的基料按照质量比1:1:2进行混合，低温烘干至含水率低于20%，即获得所述生物有机肥，其中娄彻氏链霉菌孢子、枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子的总菌含量不低于1.5×10⁸cfu/g，有机质含量不低于40%。

进一步，本发明所述生物有机肥的制备方法中，步骤b）中所述对娄彻氏链霉菌进行固态发酵是指：将含菌量≥5×10⁸ cfu/g娄彻氏链霉菌的液态菌种按30~60 L/吨的质量比接入到基料中，调节含水量40~50%， pH=7.0，建立条垛进行菌种的固态发酵扩繁；其中条垛底宽1.5-2 m，高度30~50 cm，第3天翻堆一次，发酵温度不超过55℃，7天结束发酵，即获得娄彻氏链霉菌的扩繁物料，扩繁物料中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g；

所述对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌进行固态发酵是指：将枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的液态菌种，其总含菌量≥5×10⁸ cfu/g，按质量比1:1的比例混合后，按30~60 L/吨的比例接种到基料中，按照20~30 L/吨的比例添加液体氨基酸，调节pH=7.0，含水率50~55%，建立条垛进行菌种固态发酵扩繁；其中条垛宽1.5~2 m，高40~50 cm，第3天时翻堆一次，6天后结束发酵，即获得枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合扩繁物料，此时混合扩繁物料中枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子总量≥3.5×10⁸ cfu/g。

进一步，本发明所述生物有机肥的制备方法中，所述娄彻氏链霉菌的液态菌种是由娄彻氏链霉菌的斜面菌种通过发酵罐液态发酵工艺发酵获得；所述枯草芽孢杆菌的液态菌种是由枯草芽孢杆菌的斜面菌种通过发酵罐液态发酵工艺发酵获得；所述地衣芽孢杆菌的液态菌种是由地衣芽孢杆菌的斜面菌种通过发酵罐液态发酵工艺发酵获得。

进一步，本发明所述生物有机肥的制备方法中，所述低温烘干是指烘干温度为不高于50℃。

本发明的有益效果体现在：

（1）本发明获得的生物有机肥营养丰富有效菌数量高，经测定有效活菌数≥1.5×10⁸cfu/g（农业行业标准NY 884-2012规定为≥0.2×10⁸ cfu/g），其余指标均达到行业标准（NY884-2012）要求。

（2）本发明采用条垛式固态发酵工艺扩繁功能菌，所得菌种在肥料中适应性好，存活能力强，经测定180 d后有效活菌数不低于0.9×10⁸ cfu/g，保证了产品质量。

（3）本发明所提供的生物有机肥对黄瓜生长具有明显的促进作用，能够显著改善黄瓜品质、提高黄瓜产量，试验表明施用所述生物有机肥后黄瓜亩产量比施用纯化肥对照提高8.2%，比施用灭菌生物有机肥提高5.6%。

（4）本发明提供的生物有机肥以养殖场粪便和废弃的菌渣为原料，有效缓解了环境压力，同时为农业生产提供了优质低价投入品，有利于促进生态农业、循环农业的发展。

具体实施方式

以下实施例中使用的

娄彻氏链霉菌由江苏省农业科学院张金金于2009年在南京分离获得，由江苏省农业科学院提供；

枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌由南京宁粮生物工程有限公司李信冬于2009年在南京分离获得，保藏于本公司实验室；

液态氨基酸：购自江苏汉菱肥业有限责任公司。

实施例1

1、制备基料

1）一次发酵。将食用菌渣、鸡粪、过磷酸钙按照质量份27:70:3的比例混合均匀，C/N约为30:1，水分调至65%，进行条垛式发酵，其中条垛底宽1.5 m，高度1.2 m，当温度高于65℃时及时翻堆，30天后结束发酵。

2）二次发酵。将一次堆肥产物过筛（孔径1.2×1.2cm），调节水分55%，建立条垛进行二次发酵，其中条垛底宽1.5 m，高度1.2 m，发酵第3天翻堆一次，7天后结束发酵。将发酵产物过筛得到腐熟有机物料，即为基料。

2 、液态菌种的制备

1）娄彻氏链霉菌液态菌种的制备

将斜面菌种通过传统的液态发酵工艺发酵至培养液中细胞浓度≥5×10⁸cfu/g即得，其中培养基为玉米粉 5%、KH₂PO₄ 0.1%、KNO₃ 0.1%、MgSO₄ 0.03%、NaCl 0.01%、FeSO₄0.001%、pH 7.5，发酵温度28℃，搅拌转速170-200r/min。

2）枯草芽孢杆菌液态菌种的制备

将斜面菌种通过传统的液态发酵工艺发酵至培养液中细胞浓度≥5×10⁸cfu/g即得，其中培养基为蛋白胨10%、酵母粉3%、NaCl 0.5%、pH 7.5，发酵温度30℃，搅拌转速200 r/min。

3）地衣芽孢杆菌菌种制备：

将斜面菌种通过传统的液态发酵工艺发酵至培养液中细胞浓度≥5×10⁸cfu/g即得，其中培养基为蛋白胨10%、酵母粉3%、NaCl 0.5%、pH 7.5，发酵温度37℃，搅拌转速200 r/min。

3、菌种发酵扩繁

1）娄彻氏链霉菌的扩繁

将娄彻氏链霉菌液态菌种按60 L/吨的比例接入到步骤1得到腐熟有机物料中，调节水分50%，建立条垛进行菌种固态扩繁，其中条垛底宽1.5 m，高度50 cm，3天翻堆一次，控制温度不超过55℃，一周后结束发酵，获得娄彻氏链霉菌扩繁物料此时物料中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g。

2）枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的扩繁

将枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌液态菌种按质量比1:1的比例混合，按60 L/吨的比例接种到步骤1获得的腐熟有机物料中，按照30 L/吨的比例添加液体氨基酸（在实际操作中，可以根据具体情况，在20-30L/吨的范围内添加），调节pH中性，水分55%，建立条垛进行菌种固态扩繁，其中条垛宽1.2 m，高40 cm，第3天时翻堆一次，6天后结束发酵，获得枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合扩繁物料，此时物料中功能菌（即枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌）总数量≥3.5×10⁸ cfu/g。

4、物料复配

将步骤1中获得的基料、步骤2获得的娄彻氏链霉菌扩繁物料、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合扩繁物料按照质量比2:1:1的比例混合，50℃下烘干至水分低于20%，即得生物有机肥。

经测定（按照NY 884-2012标准要求进行）所得生物有机肥有机质含量42.7%，有效活菌数1.8×10⁸ cfu/g，N+P₂O₅+K₂O≥6%（N:P₂O₅:K₂O=3:1:2），其余指标达到NY884-2012要求。

实施例2

1、制备基料

1）一次发酵。将食用菌渣、猪粪、过磷酸钙按照质量份35:62:3的比例混合均匀，C/N约为25:1，水分调至60%，进行条垛式发酵，其中条垛底宽2.0 m，高度1.5 m，每三天翻堆一次，30后结束发酵。

2）二次发酵。将一次堆肥产物过筛，调节水分50%，建立条垛进行二次发酵，其中条垛底宽1.5 m，高度1.2 m，发酵第3天翻堆一次，7天后结束发酵。将发酵产物过筛得到腐熟有机物料。

2、液态菌种的制备（方法同实施例1）

3、菌种扩繁

1）娄彻氏链霉菌的发酵扩繁

将娄彻氏链霉菌液态菌种按50 L/吨的比例接入到步骤1得到的腐熟有机物料中，调节含水量45%，建立条垛进行菌种扩繁，其中条垛底宽2.0 m，高度0.4 m，3天翻堆一次，控制温度不超过55℃，一周后结束发酵，获得娄彻氏链霉菌扩繁物料，此时物料中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g。

2）枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的发酵扩繁

将地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌液态菌种按质量比1:1的比例混合，按50 L/吨的比例接种到步骤1获得的腐熟有机物料中，按照20L/吨的比例添加液体氨基酸，调节pH中性，水分50%，建立条垛进行菌种固态扩繁，其中条垛宽1.5 m，高50 cm，第3天时翻堆一次，6天后结束发酵，获得枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合扩繁物料，此时物料中功能菌总数量≥3.5×10⁸ cfu/g。

4、将步骤1中获得的基料、步骤2获得的娄彻氏链霉菌扩繁物料、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌混合扩繁物料按照质量比2:1:1的比例混合，50℃下烘干至水分低于20%，即得生物有机肥。

经测定所得生物有机肥有机质含量41.9%，有效活菌数≥1.5×10⁸ cfu/g，其余指标达到NY884-2012要求。

实施例3 生物有机肥在黄瓜种植上的应用

整个试验在温室中进行，黄瓜品种为津优32号，试验共设3组处理：

CK：施用纯化肥，分别为尿素、过磷酸钙、硫酸钾，使养分含量与处理2相同，其中N 6kg，P₂O₅ 2kg，K₂O 4kg。

处理1：施用实施例1获得的生物有机肥，用量200 kg/亩；

处理2：施用灭活的生物有机肥，称取和处理1等量的生物有机肥，121℃、20min灭菌后施用。

上述肥料均按基肥施入，在开花结果期对三组试验进行追肥，每次施尿素10kg/亩，其余管理措施均一致。

黄瓜种植行距60 cm，株距25 cm，小区试验，每个小区33 m²，每组试验3次重复，各试验组除施肥情况不同外，其余管理一致，收获时测定黄瓜株高、茎粗、果实纵径、果实横茎、果实维生素C含量，各指标取每次收获时测定的平均值，最后计算累计产量，结果如表1-3所示：

表1 不同处理对黄瓜生长性状的影响

试验组	株高/cm	茎粗/cm	果实纵茎/cm	果实横茎/cm
					CK	220.87±4.10c	0.77±0.02c	26.5±0.98c	2.67±0.04c
处理1	249.33±1.98a	0.91±0.02a	33.0±0.21a	3.08±0.08a
					处理2	238.37±3.11b	0.84±0.01b	31.0±0.42b	2.81±0.03b

注：不同字母表示在0.05水平上差异显著，下同。

表2 不同处理对黄瓜品质的影响

试验组	维生素C含量/mg·kg^-1	可溶性糖%	游离氨基酸mg/kg
				CK	73.7±1.32c	2.13±0.07c	184.0±4.88c
处理1	92.3±0.80a	2.6±0.06a	248.3±2.98a
				处理2	86.5±0.74b	2.40±0.06b	232.6±2.80b

表3 不同处理对黄瓜产量的影响

试验组	小区累计产量/kg	折合亩产量/kg
			CK	237.3±3.89b	4797.0±78.6b
处理1	256.8±3.86a	5191.1±77.9a
			处理2	243.2±3.63b	4915.6±73.5b

由表1-3可见，施用生物有机肥（处理1）后，黄瓜植株的生长性状、黄瓜品质均由显著改善，同时产量也显著增加，其中与CK相比，处理1的维生素C含量、可溶性糖、游离氨基酸分别提高了25.3%、22.0%、34.9%，与处理2相比，处理1的维生素C含量、可溶性糖、游离氨基酸分别提高了6.7%、8.3%、6.7%，处理1的亩产量比CK、处理2分别提高8.2%、5.6%。

Claims

1.一种生物有机肥，其特征在于，将过磷酸钙、食用菌渣、畜禽粪便按照质量比3:62~70:27~35混合后腐熟获得基料，备用；

利用所述基料对娄彻氏链霉菌进行固态发酵，获得扩繁物料，其中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g；

利用所述基料对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的等量混合菌进行固态发酵，获得混合扩繁物料，混合扩繁物料中混合菌的孢子总量≥3.5×10⁸ cfu/g；

将扩繁物料、混合扩繁物料与所述基料按质量比1:1:2混合，即获得生物有机肥。

2.根据权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述的畜禽粪便为鸡粪、鸭粪、鹅粪或猪粪中的一种或多种；

所述的食用菌渣为金针菇菌渣。

3.根据权利要求1或2所述的生物有机肥，其特征在于，生物有机肥中娄彻氏链霉菌孢子、枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子总量不低于1.5×10⁸ cfu/g），有机质含量不低于40%。

4.一种如权利要求1所述生物有机肥的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

a）腐熟将过磷酸钙、食用菌渣和畜禽粪便按照3:62~70:27~35的质量比混合均匀，调节水分含量为60~65%，条垛式发酵30天，将腐熟发酵产物过筛后获得基料备用；

b）发酵扩繁取步骤a的基料对娄彻氏链霉菌进行固态发酵，获得扩繁物料备用，扩繁物料中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸ cfu/g；

取步骤a的基料对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的等量混合菌进行固态发酵，获得混合扩繁物料备用，混合扩繁物料中混合菌孢杆菌孢子总量≥3.5×10⁸ cfu/g；

c）复配将扩繁物料、混合扩繁物料与步骤a）获得的基料按质量比1:1:2进行混合，低温烘干至含水率低于20%，即获得所述生物有机肥，其中娄彻氏链霉菌孢子、枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子的总菌含量不低于1.5×10⁸cfu/g，有机质含量不低于40%。

5.根据权利要求4所述生物有机肥的制备方法，其特征在于：步骤b）中所述对娄彻氏链霉菌进行固态发酵是指：将含菌量≥5×10⁸ cfu/g娄彻氏链霉菌的液态菌种按30~60 L/吨的质量比接入到所述基料中，调节含水量40~50%， pH=7.0，建立条垛进行菌种的固态发酵扩繁；其中条垛底宽1.5-2 m，高度30~50cm，第3天翻堆一次，发酵温度不超过55℃，7天结束发酵，即获得娄彻氏链霉菌的扩繁物料，扩繁物料中娄彻氏链霉菌孢子数量≥3.5×10⁸cfu/g；

所述对枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等量混合菌进行固态发酵是指：将枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等量混合菌的液态混合菌种，其总含菌量≥5×10⁸ cfu/g，按30~60 L/吨的比例接种到基料中，添加20~30 L/吨液体氨基酸，调节pH=7.0，含水率50~55%，建立条垛进行菌种固态发酵扩繁；其中条垛宽1.5~2 m，高40~50 cm，第3天时翻堆一次，6天后结束发酵，即获得枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的混合扩繁物料，此时混合扩繁物料中枯草芽孢杆菌孢子和地衣芽孢杆菌孢子总量≥3.5×10⁸ cfu/g。

6.根据权利要求5所述生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述娄彻氏链霉菌的液态菌种是由娄彻氏链霉菌的斜面菌种通过液态深层发酵获得；所述枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌等量混合菌的液态菌种是由枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的斜面菌种分别通过液态深层发酵后，按照1：1的质量比混合获得。

7.根据权利要求4-6之一所述生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述低温烘干是指烘干温度为不高于50℃。