CN106542933A - 一种发酵床废弃垫料制备有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发酵床废弃垫料堆肥发酵制备有机肥的方法，属于有机肥料技术领域。本发明的方法将是将麦饭石、草木灰、接种剂和发酵床废弃垫料混合均匀，得物料；调节物料水分含量为60‑65wt%，进行好氧发酵；当温度达到50℃时，温度维持在50‑65℃继续发酵一周；然后进行翻堆，温度维持在35‑45℃继续发酵；当水分不高于30wt%且持续3天温度不高于40℃，发酵完成；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成。相对于没有添加草木灰的发酵底料，在接种剂相同、发酵条件相同的情况下，添加草木灰的发酵底料发酵制备有机肥所需发酵时间更短、原料分解充分、所制备的有机肥的品质更好。

Description

一种发酵床废弃垫料制备有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种发酵床废弃垫料堆肥发酵制备有机肥的方法，属于有机肥料技术领域。

背景技术

随着养殖业生产规模不断扩大，由此产生了大量的畜禽粪便排泄物，养殖污染问题成为人们关注的焦点。发酵床养殖技术是近年来国外引进的新型养殖技术，该技术的使用既节约人力资源，又节约水电和土地资源，由此带来的经济效益显而易见。然而，发酵床在其使用过程中，其垫料具有一定的使用寿命，我国从20世纪90年代末开始发酵床试点以来，产生了大量已达到使用年限的废弃垫料，若不合理利用，又会成为新的污染物质，因此，如何“变废为宝”成为我们亟待解决的问题。堆肥是发酵床废弃垫料资源化处理的一种有效途径，废弃垫料可在发酵菌作用下，经过高温杀菌消毒，发酵腐熟后变为优质有机肥，保证发酵床养殖生态循环的完整性，形成以“农作物秸秆、果树枝条——发酵床养猪——垫料废弃物生产有机肥——农作物（果蔬）种植”为链条的循环经济生态模式。

发明内容

本发明的目的在于：以发酵床废弃垫料为主要原料，通过添加辅料、选择特定的复合发酵菌，以发酵制备高品质有机质肥的方法；同时具有耗时短、原料分解充分、所制备有机肥异味少等优点。

本发明中，所述发酵床废弃垫料是指采用发酵床养殖的畜牧养殖过程中从发酵床上收集的废弃物。发酵床废弃垫料的主要成分是锯末、木屑、秸杆、统糠粉、谷壳、棉籽壳粉、棉杆粗粉、花生壳粗粉等含粗纤维高的物质中一种或几种混合物，动物粪便，以及复合微生物菌种。所述麦饭石，麦饭石是一种天然保健药石，具有吸附作用，可吸附有害的重金属和细菌等，而且还可调节pH值至中性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种发酵床废弃垫料制备有机肥的方法，包括以下步骤：

1）将12-15份麦饭石、13-15份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料混合均匀，得物料；所述份为重量份；

2）调节物料水分含量为60-65wt%，进行好氧发酵；当温度达到50℃时，温度维持在50-65℃继续发酵一周；然后进行翻堆，温度维持在35-45℃继续发酵；当水分不高于30wt%且持续3天温度不高于40℃，发酵完成；

所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成。

本发明的特殊之处在于，第一、发酵底料的组成，第二、接种剂的选择。具体来说，在发酵床废弃垫料的基础上添加有麦饭石和草木灰；本发明实验研究发现：相对于没有添加草木灰的发酵底料，在接种剂相同、发酵条件相同的情况下，添加草木灰的发酵底料发酵制备有机肥所需发酵时间更短、原料分解充分（可被作物直接吸收利用的氮磷钾等养分含量更高）、所制备的有机肥的品质更好（有机质含量更高、有效活菌数更多、水分含量更少、粪大肠菌群数更少、蛔虫死亡率更高）。作为本领域技术人员公知的是：“草木灰的主要成分是碳酸钾（K₂CO₃），相对分子质量为138。草木灰肥料因草木灰为植物燃烧后的灰烬，所以是凡植物所含的矿质元素，草木灰中几乎都含有。其中含量最多的是钾元素，一般含钾6～12%，其中90%以上是水溶性，以碳酸盐形式存在；其次是磷，一般含1.5～3%；还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素。在等钾量施用草木灰时，肥效好于化学钾肥。草木灰不能与有机农家肥（人粪尿、厩肥、堆沤肥等）、与铵态氮肥混合施用，以免造成氮素挥发损失；也不能与磷肥混合施用，以免造成磷素固定，降低磷肥的肥效。目前已知草木灰的作用：促进种子发芽、促进生根、防止落叶、改善果蔬品质、抑制病虫害、提高果树抗旱性、抗病、抗虫能力、具有很强的杀灭病原菌及病毒的作用。”由此可见，草木灰与发酵床废弃垫料混合发酵后起到了缩短发酵时间、促进原料分解以及提高有机肥质量等非常规作用。草木灰在本发明中之所以能起到上述非常规作用，原因可能是草木灰可以中和腐熟过程中产生的有机酸，调节酸碱度，提高微生物的活性，从而加快腐熟进程。

本发明选择“EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25组成”作为接种剂。EM菌是有效微生物菌群的英文缩写，由光合细菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌等10个属80余种微生物复合而成；枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌属的一种，可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚；纳豆芽孢杆菌是一种需氧的非致病菌，能分解淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等消化酶，促进淀粉、蛋白质、脂肪、维生素等的分解。这三种菌以50:25:25组合，不仅发酵时间短，而且杀菌效果更全面。原因可能是在该比例时，微生物活性最高，数量最大。

上述方法，优选的，物料由15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料混合而成。

本发明所述的利用发酵床废弃垫料加入菌剂进行高温发酵，是在有氧条件下，通过微生物的作用，使废弃垫料中残留的畜禽粪便和秸秆等可降解的有机物通过发酵、腐熟等过程，不断被降解和稳定，利用有机质分解产生的生物热杀死虫卵等；不但生成大量可被植物吸收的有效态氮、磷、钾等化合物，而且又可合成新的高分子化合物腐殖质；接种剂中含有吸收、分解臭味和有害物质的细菌、真菌等；最后，堆肥达到腐熟，发酵床废弃垫料变成无毒无害的优质有机肥。发酵床废弃垫料发酵是无害化处理的主要环节，有机物分解产生的高温可杀死堆体中的病原菌和杂草种子等，有机物经过矿质化、腐殖化和无害化，生成大量易被农作物吸收利用的氮、磷、钾等化合物。物料经过25~30天发酵腐熟，腐熟后的堆肥呈褐色，表面有白色和灰白色菌丝附着，不再吸引蚊蝇，基本无臭味，堆肥产品呈现疏松的团粒结构；有机质含量≥25%，pH5.5-8.5，水分≤30%，粪大肠菌群数≤100个/克，蛔虫死亡率≥95%，有效活菌数≥3.5亿/克。

据本领域技术公知，影响堆肥发酵的主要影响因素有：

1.碳氮比(C/N)：C/N是影响堆体发酵速度的重要因素，一般在(20~30)：1时发酵过程最快。若C/N过低(低于20：1)，微生物生长会因能量不足而受到抑制，导致分解缓慢且不彻底；C/N过高，微生物则需要经过多次生命循环，氧化掉过量的碳，直至达到合适的C/N进行新陈代谢。由于畜禽粪便富含氮，C/N较低，需添加高C/N的添加剂如麦麸、锯末等进行调节。

2.水分：水分是堆肥过程的一个重要参数，主要作用是溶解有机物，微生物生命活动需要吸收水分维持正常的新陈代谢，水分蒸发带走热量，起到调节堆肥温度的作用。适宜的含水率一般为60%-65%，水少发酵慢，水多则通气差，还会导致“腐败菌”工作而产生臭味。若堆体含水率较低，一般用粪水、污泥、湿的畜禽粪便调节含水率；若堆体水分含量过高，可加入粉碎的农作物秸秆、锯末等调节。

3.温度：温度是堆肥进程的宏观反应，也是影响微生物活动和产品最终品质的重要因素。堆肥初期，堆体温度一般与环境温度接近，经过中温菌1~2d的作用，使堆体温度升高，达到50~65℃，一般维持一周左右高温期以杀死病菌、虫卵和草籽等，达到无害化指标，最后温度降低，以利于养分转化和腐殖质的形成。温度过低会延长堆肥达到腐熟的时间，温度过高(＞70℃)则会抑制微生物的活动，过度消耗有机质，并造成氨挥发，影响堆肥质量。

4.酸碱度(pH值)：pH值是影响微生物生长的重要因素之一，对微生物活动和氮的保存有重要影响。pH值过高或过低都会影响堆肥的顺利进行，有机固体废弃物堆肥过程的适宜pH值在6.5~7.5，因为这是微生物生长代谢最适合的酸碱度。pH值过低或过高，降解速度都会降低，且pH值过高时，氨态氮会大量挥发，增加氮损失，可添加秸秆、稻壳等辅料调节。

5.通风：通风供氧是好氧堆肥的关键因素之一，它为微生物生长提供氧气，并且排放堆积层中微生物呼吸释放的CO2，通气量的大小直接影响微生物的活动和有机物的分解速度。堆体中氧含量在8%~18%之间较为合适。低于8%会导致厌氧发酵而产生恶臭，高于18%则会使堆体冷却，导致病原菌的大量存活。一般可采用翻堆、鼓风、强制通风、被动通风等措施增加堆体中氧气含量。

本发明的有益效果：

(1)利用发酵床废弃垫料生产的有机肥含有植物生长所需的多种营养成分和有益微生物。(2)有机质含量高，施于土壤后，可改善土壤结构和土壤理化性状。(3)其中的有益菌通过拮抗、竞争和寄生三种方式作用于病原菌，有效抑制土壤病原菌传播和发生，减少地下病虫害，抑制虫卵生长，提高作物的防病抗病能力。(4)活化土壤养分，增加有效养分含量，从而提高肥料利用率。

具体实施方式

发明结合济南市长清区马山镇养殖场利用发酵床废弃垫料制备有机肥作进一步说明

实施例1

1）将15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为28天。

实施例2

1）将12份麦饭石、15份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为27天。

实施例3

1）将15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在65wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为27天。

对比例1

1）将15份麦饭石、10份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，5天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为31天。

对比例2

1）将10份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为28天。

对比例3

1）将15份麦饭石、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，5天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为34天。

对比例4

1）将15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂为EM菌；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为30天。

对比例5

1）将15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂为枯草芽孢杆菌；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为31天。

对比例6

1）将15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂为纳豆芽孢杆菌；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为29天。

对比例7

1）将15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料充分搅拌混合均匀，得物料；所述份为重量份；所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照1:1:1的活菌数比例组成；

2）调节物料水分含量在60wt%，堆制成长条垛进行好氧发酵，3天后温度达到50℃，维持温度50-65℃继续发酵1周；

3）进行翻堆，开始二次发酵，温度维持在40℃左右，之后每3天翻堆一次，直至水分30wt%、温度35℃，堆肥达到腐熟；即获得有机肥；发酵周期为30天。

对实施例、对比例制备的有机肥进行检测结果如表1所示

表1

	颜色	气味	形态	有机质含量%	pH	有效活菌数（亿/克）	粪大肠菌群数（个/克）	蛔虫死亡率％
									实施例1	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	57%	7.1	3.7	51	98
实施例2	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	55%	7.0	3.6	55	97
									实施例3	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	55%	7.1	3.6	54	97
对比例1	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	49%	6.9	3.0	65	98
									对比例2	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	55%	6.8	2.9	63	97
对比例3	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	42%	7.3	2.3	84	96
									对比例4	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	54%	7.2	2.4	70	96
对比例5	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	56%	6.8	2.4	66	97
									对比例6	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	54%	7.2	2.3	69	97
对比例7	深褐色	无臭味	疏松的团粒结构	55%	7.1	2.5	69	98

Claims (3)

1.一种发酵床废弃垫料制备有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将12-15份麦饭石、13-15份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料混合均匀，得物料；所述份为重量份；

2）调节物料水分含量为60-65wt%，进行好氧发酵；当温度达到50℃时，温度维持在50-65℃继续发酵一周；然后进行翻堆，温度维持在35-45℃继续发酵；当水分不高于30wt%且持续3天温度不高于40℃，发酵完成；

所述接种剂由EM菌、枯草芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌按照50:25:25的活菌数比例组成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，物料由15份麦饭石、13份草木灰、2份接种剂和70份发酵床废弃垫料混合而成。

3.一种采用权利要求1或2所述方法制备的有机肥。