CN106467419A

CN106467419A - 一种生物有机肥的制备方法

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Publication number: CN106467419A
Application number: CN201610812131.9A
Authority: CN
Inventors: 张梁; 顾正华; 丁重阳; 李由然; 李赢; 石贵阳
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2016-09-08
Publication date: 2017-03-01

Abstract

本发明涉及一种生物有机肥的制备方法，将禽畜粪便、秸秆混匀之后拌入微生物菌剂，堆置发酵，至彻底腐熟之后进行干燥、造粒，从而得到生物有机肥成品。其中所使用的微生物菌剂由微生物单菌粉及辅料组成，微生物单菌粉包括地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M 2015273、黑曲霉、酿酒酵母。所得生物有机肥产品有效期长达12个月以上，远超过现行生物有机肥标准NY 884‑2012所规定的不低于6个月；有机肥生产厂家可以在需求淡季进行制备、仓储来满足旺季需求，不需要在短时间内满负荷甚至超负荷运转，有利于平稳生产。

Description

一种生物有机肥的制备方法

技术领域

本发明涉及一种生物有机肥的制备方法，其在制备过程中使用了由多种菌株复配而成的微生物菌剂，属于微生物应用技术领域。

背景技术

随着我国种植业、畜牧业的快速发展，农业废弃物(农作物秸秆、畜禽粪便等)产生量越来越大。国内秸秆每年产生量不低于7亿吨，仅有部分被用作动物饲料、食用菌栽培、燃料酒精、建材等原料，大部分就地焚烧，既造成火灾隐患、又污染空气环境。2008年规模化养殖业畜禽粪便量已达7.76亿吨，生猪粪便占49.6％。畜禽粪便中有相当数量的含氮物质，极易被腐败菌分解产生恶臭味，不仅污染环境，而且臭气所含的氨气和硫化氢等有害气体还能严重危害畜禽的健康和生长。由于技术及产业化滞后等原因，中国农业废弃物利用率仅34％，大部分仅被粗放低效利用或搁置暴露在外甚至直接排入环境中，导致环境污染问题日趋严重。

农业废弃物(农作物秸秆、畜禽粪便等)蕴含丰富的有机质、蛋白质等有机养分和氮、磷、钾及微量元素等无机养分，可制成有机肥用于作物种植，在增产增收的同时，减少化肥、农药的使用量。传统堆肥是把农作物秸秆、畜禽粪便混合后，在自然状态下发酵，从而得到有机肥。一般来说，周期长达半年以上，且过程中长时间散发恶臭气味，影响周边环境；由于自然发酵不彻底，有机肥中往往有病害虫卵、杂草种子等残留，对后期应用产生不良影响。

使用微生物菌剂制作生物有机肥，可加速有机肥腐熟过程、提高过程温度、减少营养物质损失、彻底灭杀有害微生物和杂草种子，微生物菌剂在生物有机肥制作中起着重要作用。ZL201210035793.1公布了一种由肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种、胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉、细黄链霉菌制成的生物有机肥。ZL201310315492.9公布了一种利用巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌制备的具有解磷、解钾功能的生物有机肥。ZL201410011311.8公布了一种微生物发酵功能性有机复合肥及其生产方法，涉及微生物布氏乳杆菌Lactobacillus buchneri CICC 6004、蜡状芽孢杆菌Bacillus cereusACCC10117、面包活性干酵母Saccharomyces cerevisiae CICC1905和粘质沙雷氏Serratia marcescent ACCC 10119。ZL200910220547.1公布了由酿酒酵母菌、粉状毕赤酵母菌、枯草芽孢杆菌、腊样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、植物乳杆菌制备的生物有机肥。ZL201110415781.7公布了由巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌制备微生物肥料的方法。

事实上，生物有机肥的施用具有很强的季节性，种植户会在短时间内施用大量生物有机肥以改良土质、促进增产。生物有机肥生产厂家必须有充足的货源才能满足市场需求。传统做法是，厂家提前满负荷甚至超负荷运转、在短时间内生产出足够数量的产品。但这种满负荷甚至超负荷状态不利于企业制定生产计划，更不利于生产设备正常检修及保养，极易发生安全事故。如何解决生物有机肥需求与生产之间的矛盾，成为一个现实问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的旨在提供一种生物有机肥的制备方法，所制作的生物有机肥产品有效期长达12个月以上，远超过现行生物有机肥标准NY884-2012所规定的不低于6个月；有机肥生产厂家可以在需求淡季进行制备、仓储来满足旺季需求，不需要在短时间内满负荷甚至超负荷运转，有利于平稳生产。

本发明的技术方案如下所述：

本发明提供了一种生物有机肥的制备方法，其步骤如下：

(1)称取畜禽粪便和秸秆，混合均匀，控制C/N比为20-30:1(当C不足时，用秸秆补充，当N不足时，用尿素补充)，控制水分含量为60％-70％；

(2)将微生物菌剂拌入步骤(1)混合后的物料中，堆置发酵，每24hr翻堆1次；

(3)当堆肥内部温度达到55℃以上时进入高温期，该高温期持续6-10天；

(4)随后温度缓慢下降，当温度下降达到40℃之后，继续堆置5-7天，此时，生物有机肥已经彻底腐熟；

(5)将腐熟好的生物有机肥干燥、造粒，得到成品。

所述微生物菌剂由微生物单菌粉及辅料制成，所述微生物单菌粉包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、黑曲霉和酿酒酵母。

优选地，所述微生物单菌粉是地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M 2015273、黑曲霉和酿酒酵母。

其中，地衣芽孢杆菌ZSDG-10(Bacillus licheniformis ZSDG-10)CCTCC NO：M2016202为本发明人筛选得到的一株产纤维素酶的枯草芽孢杆菌，该菌株已于2016年4月18日保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏号是CCTCC NO：M 2016202。

所述枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202的筛选：从江苏无锡某水稻田采集土样1g，加入99ml无菌生理盐水中，于37℃在摇床振荡10min，摇床转速150rpm；吸取1ml液体加入以CMC(羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的液体培养基中，于37℃、150rpm的条件下继续振荡培养；24hr后，吸取1ml液体加入以CMC(羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的液体培养基中，于37℃、150rpm的条件下继续振荡培养24hr；24hr后，吸取1ml液体加入以CMC(羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的液体培养基中，于37℃、150rpm的条件下继续振荡培养24hr。如此反复三次进行富集培养。最后，取培养液梯度稀释后，涂布于以CMC(羧甲基纤维素钠)为唯一碳源的平板培养基，并于37℃下培养48hr。根据平板培养基上菌落所产生的透明圈大小，筛选出一株能较好利用CMC的菌株，透明圈越大说明菌株产纤维素酶的能力越强。

液体培养基组成(g/L)：CMC 5，酵母膏0.5，蛋白胨0.5，KH₂PO₄0.1。

平板培养基组成(g/L)：CMC 5，酵母膏0.5，蛋白胨0.5，KH₂PO₄ 0.1，琼脂30；1％浓度的刚果红水溶液2mL，刚果红水溶液为市售产品。

结合菌落形态、生理生化鉴定、16s rDNA鉴定，可鉴定上述菌株为地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis。

所述枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202产纤维素酶能力的测定：

产纤维素酶测试培养基(g/L)：麦芽糖40，蛋白胨10，NaCl 5，K₂HPO₄ 2。微生物培养条件：装液量15mL/250mL三角瓶，摇床控温37℃，转速180rpm，培养时间48hr。用CMC法(吴文韬、鞠美庭、刘金鹏等，一株纤维素降解菌的分离、鉴定及对玉米秸秆的降解特性。微生物学通报，2013，40(4)：712-719)测定纤维素酶活。经测定，地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202发酵液的酶活为98.5U/mL。

所述枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M 2015273的单菌粉采购自泰州绿圣元生物科技有限公司；黑曲霉单菌粉采购自山东长泰生物科技有限公司，酿酒酵母采购自安琪酵母股份有限公司；辅料包括石粉、麦麸、葡萄糖、硫酸钠等，均为市售，辅料起分散单菌粉、使其分布更加均匀的作用。

所述微生物菌剂中，各微生物含量如下：地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202 10-20亿cfu/g、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443 10-20亿cfu/g、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M2015273 5-10亿cfu/g、黑曲霉5-10亿cfu/g、酿酒酵母5-10亿cfu/g。

优选地，所述微生物菌剂中，各微生物含量为：地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 201620215亿cfu/g、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443 15亿cfu/g、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M2015273 7亿cfu/g、黑曲霉7亿cfu/g、酿酒酵母7亿cfu/g。

较优选地，所述步骤(1)中C/N比为25:1，水分含量为63％-65％。

更优选地，所述步骤(2)中微生物菌剂的添加量以混合物料重量计是0.4％-0.5％。

本发明有益的技术效果在于：

(1)微生物秸秆腐熟剂中所选用的各种微生物均属于农业部微生物饲料添加剂目录内的品种，生物安全性好；

(2)各菌株之间的互补性强，通过相互的协同作用共同促进生物有机肥的制作；

(3)经过干燥后，商品有机肥中的微生物以芽孢、孢子状态存在，抗逆性强，易于保存，产品有效期12个月以上，利于运输、储存和使用。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

取500kg畜禽粪便、400kg秸秆，混合均匀，控制C/N比25:1(C不足，用秸秆补充；N不足，用尿素补充)，控制水分含量在65％。将4kg微生物菌剂拌入上述物料中，堆置发酵，每24hr翻堆1次。第4天，堆肥内部温度55℃以上，高温期可持续8天左右；随后温度缓慢下降；当温度下降到40℃后，再堆置7天，即可完成生物有机肥的彻底腐熟。整个制作周期在18天左右。将腐熟好的生物有机肥进行干燥、造粒，得到商品生物有机肥。

所述的微生物菌剂中，各微生物含量如下：地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202 10亿cfu/g、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443 10亿cfu/g、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M2015273 5亿cfu/g、黑曲霉5亿cfu/g、酿酒酵母5亿cfu/g。

实施例2-9采用同实施例1相同的方法制备生物有机肥，不同之处在于微生物菌剂中各菌株的含量不同，具体见表1。

表1实施例1-9微生物菌剂中各菌株的含量(单位：亿cfu/g)

根据《生物有机肥》(NY 884-2012)对上述实施例1-9中制备得到的成品进行质量检测，结果如下表2所示。

表2实施例1-9生物有机肥的质量检测结果

所制备的生物有机肥，产品质量符合相应标准，且都有着较长的有效期。

以上已经详细描述了本发明的实施方案，对于本领域技术人员来说，很显然可以做出很多改进和变化而不背离本发明的基本精神，所有这些改进和变化都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下各步骤：

(1)称取畜禽粪便和秸秆，混合均匀，控制C/N比为20-30:1，控制水分含量为60％-70％；

(2)将微生物菌剂拌入步骤(1)混合后的物料中，堆置发酵，定期翻堆；

(5)将腐熟好的生物有机肥干燥、造粒，得到成品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微生物菌剂由微生物单菌粉及辅料制成，所述微生物单菌粉包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、黑曲霉和酿酒酵母；所述辅料包括石粉、麦麸、葡萄糖、硫酸钠中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微生物单菌粉中的地衣芽孢杆菌为一株高产纤维素酶的菌株，已于2016年4月18日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号是CCTCC No.M 2016202。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微生物单菌粉是地衣芽孢杆菌CCTCCNo.M 2016202、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M 2015273、黑曲霉和酿酒酵母。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述微生物菌剂中，各微生物含量如下：地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202 10-20亿cfu/g、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443 10-20亿cfu/g、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M 20152735-10亿cfu/g、黑曲霉5-10亿cfu/g、酿酒酵母5-10亿cfu/g。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述微生物菌剂中，各微生物含量优选为：地衣芽孢杆菌CCTCC No.M 2016202 15亿cfu/g、枯草芽孢杆菌CCTCC No.M 2011443 15亿cfu/g、凝结芽孢杆菌CCTCC No.M 2015273 7亿cfu/g、黑曲霉7亿cfu/g、酿酒酵母7亿cfu/g。

7.根据上述权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中C/N比优选为25:1。

8.根据上述权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中水分含量优选为63％-65％。

9.根据上述权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中微生物菌剂的添加量以混合物料重量计是0.4％-0.5％。

10.根据上述权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中定期翻堆是每24hr翻堆1次。