CN106888834A - 一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法。通过将农业废弃物在设施大棚中添加生物发酵菌种进行生物发酵，对保护地西瓜增施二氧化碳气肥，彻底解决目前设施栽培中二氧化碳严重亏缺问题。利用发酵残渣添加复合微生物菌剂在田间二次发酵直接堆制生物有机肥料，解决设施栽培大棚土壤严重退化和连作障碍等问题。本发明将农业废弃物通过合理的碳素循环，使之既能解决有机废弃物对生态环境的污染，又可解决保护地西瓜栽培中C02严重亏缺和土壤恶化等生产实际问题，使污染源变成了宝贵的资源，实现了农业生产无公害化、污染排放最小化、废弃物资源化，将对我国设施农业的可持续发展乃至社会主义新农村建设起到重要作用。
Description
技术领域
本发明属于农业废弃物循环利用技术领域，特别涉及一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法。
背景技术
西瓜又名水瓜、寒瓜、夏瓜，为葫芦科植物西瓜的果实，因是在汉代从西域引入，故称“西瓜”。作为时令尝鲜型水果，西瓜上市期早晚，是决定其经济效益的主要因素之一：上市时间早，销售价格高，就能获得好的经济效益；上市日期晚，恰逢西瓜集中上市，必然难以卖出好的价格、获取可观的收益。为了让西瓜提前上市，广大瓜农一般采用在春季电热或者火炕育苗，再移栽入设施大棚或塑料小拱棚内进行保护地栽培。近年来随着人民生活水平的提高以及西瓜优质高效安全栽培技术的发展，早春保护地西瓜栽培已成为许多地区促进经济发展，增加农民收入的主要途径。
在我国早春保护地西瓜大面积发展的同时，其存在的缺陷及不足也日益暴露出来。一是设施大棚内二氧化碳严重不足，严重影响了西瓜的生长。众所周知，二氧化碳（CO2）是植物进行光合作用的主要原料，但由于保护设施的密闭环境，使大棚内外的气体交换受到限制，西瓜白天光合作用吸收CO2，使大棚内CO2浓度急剧下降，最低时可降至100毫克/升左右，大棚内CO2浓度严重不足，而使西瓜光合作用因CO2的缺乏受到抑制，从而影响农作物的生长发育和最终产量。同时，为了追求片面的经济效益，种植户在设施大棚内每年只种植西瓜，使土壤病菌逐年增多，土传病害年年加重，农药使用量逐年加大。加之棚室条件下无天然降水，土壤水通过蒸腾作用向地表运动，大量盐份随水分迁移至表土形成盐霜，致使表土盐碱化和土壤结构的日益恶化，常发生死苗现象，这也是造成大棚连作障碍的主要原因之一。
另一方面，目前我国已成为世界上农业废弃物产生量最大的国家之一，据报道，我国各类农作物秸秆的年总产生量达8亿吨以上，其中稻草2.3亿吨，玉米秸秆2.7亿吨，豆类和秋杂粮秸秆1亿吨，花生和薯类藤蔓、甜菜叶等1亿吨。我国一年的家畜粪便尿排放量约有20.4亿吨。然而，随着畜牧业的迅速发展和劳动力价格的提高，现代农民很不愿意施用有机肥。目前处理秸秆的最简便办法是在田里直接焚烧。在焚烧季节，曾多次发生因满天烟雾导致航班无法着陆和高速公路被迫关闭事件，既白白浪费了大量宝贵资源，又给环境带来了严重污染。因此秸秆出路已成为政府部门急需解决的一大难题。许多养殖场畜禽粪便堆积如山，对周围的环境和水体造成了严重污染，对人畜健康带来了严重威胁。特别是随着种植、养殖业不断发展以及农业生产水平和农民生活水平的提高，对原来用作燃料和肥料的农业废弃物的利用越来越少，农业废弃物越来越多。
做好农业废弃物的合理利用，一方面可以治理废弃物对农业环境的污染，另一方面可以变废为宝，让废弃物作为资源发展循环农业，将会成为农业与农村持续发展的基础乃至社会主义新农村建设的重要环节。
发明内容
本发明的目的是提供一种投资少，成本低，操作简单易行，回收利用彻底的一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步奏：
a.利用农业废弃物发酵为设施大棚增施二氧化碳气肥：
1)、选用农作物秸秆和畜禽粪便作为发酵基质，其用量按每立方米大棚农作物干秸秆 0.2～0.4 kg，畜禽粪便 0.3～0.6 kg，使基质的 C/N比为 30/1；
2)、将农作物秸秆切成 10cm 左右长度，经多次反复洒水和塑料薄膜覆盖使稻草吸水至含水量60%～70%左右；
3)、先取少量上述含水量60%～70%左右的农作物秸秆和畜禽粪便按步奏1)中的比例混合均匀，测试基质的 pH值和含水量，并将其用调节剂加水调节至pH 6.5、含水量70%，得出调节剂和水的添加比例；
4)、将上述含水量60%～70%左右的农作物秸秆铺在简易发酵筒内，厚度10cm，称量其重量，并按步奏3)中的添加比例取畜禽粪便与调节剂和水，混合成稀糊状，均匀浇洒一层，以能够盖严秸秆为好；
5)、按发酵基质重量的0.3～0.6%比例均匀洒入生物发酵菌种，然后再在上面铺厚度10cm的湿秸秆和浇畜禽粪便与调节剂和水混合液、洒入菌种，如此反复铺至发酵池上口下部5cm；
6)、插入温度计，每桶2支，观察发酵后第二天或第三天，发酵基质温度上升至50°C以上，简易发酵筒上面有热气冒出，发酵料高度开始下降，开始在大棚内释放二氧化碳；
7)、发酵3周左右后，温度开始下降至30°C以下时，从简易发酵筒底部取出部分发酵残渣，再加入新的湿秸秆和畜禽粪便与调节剂和水混合液、菌种，维持大棚内的二氧化碳浓度至少在800ul/L。
b.利用发酵残渣接种复合微生物菌剂二次发酵制备生防有机肥：
1)将分别吸附有侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌的固体微生物菌剂按1：1：1：1的重量比混合均匀，形成复合微生物菌剂。
2) 在每100公斤a-7步骤得出的发酵残渣中加入50～20Og的上述复合微生物菌剂的比例，搅拌均匀后制成堆肥原料：
3)将制成的堆肥原料在气温5～15℃时，堆肥时间为25～30天；气温15～25℃ 时，堆肥时间为13～15天：气温25～30℃时，堆肥时间为5～8天；气温30℃以上时，堆肥时间为3～4天，湿度40～100%，制成生防有机肥。
所述的生物发酵菌种中有效活菌数≥2亿个/克，pH值为5.5～8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维分解菌等。
所述的调节剂为木醋液，pH值为2.5～3.5，密度为0.8～2.0g/cm³，有机酸含量为7～13%，酚类化合物含量为8～12%。
所述的固体微生物菌剂的制备方法为：分别对侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamy
loliquefaciens)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)进行纯培养，获得四种独立的液体纯培养物；将所述的各液体纯培养物分别与过60目筛的沸石混合，各液体纯培养物与沸石的体积／重量比均为20～30%；将混合后的混合物自然风干或30℃烘干后过40目筛，即获得四种分别吸附不同芽孢细菌的固体微生物菌剂，每个固体微生物菌剂中的含菌量不低于3×l09CFU/g。
本发明通过将农业废弃物在设施大棚中添加生物发酵菌种进行生物发酵，对早春保护地西瓜增施二氧化碳，彻底解决目前设施栽培中二氧化碳严重亏缺问题。利用发酵残渣添加复合微生物菌剂在田间二次发酵直接堆制生物有机肥料，解决设施栽培大棚土壤严重退化和连作障碍等问题。本发明将目前对生态环境造成严重污染的农业废弃物通过合理的碳素循环，使之既能解决有机废弃物对生态环境的污染，又可解决设施栽培中C02严重亏缺和土壤恶化等生产实际问题，使污染源变成了宝贵的资源，实现了农业生产无公害化、污染排放最小化、废弃物资源化，将对我国设施农业的可持续发展乃至社会主义新农村建设起到重要作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
（一）、利用农业废弃物发酵为设施大棚增施二氧化碳气肥：
选用农作物秸秆和畜禽粪便作为发酵基质，按大棚体积计算，按每立方米大棚农作物干秸秆 0.2～O.4 kg，畜禽粪便 0.3～O.6 kg，使基质的 C/N比为 30/1。将农作物秸秆切成 10cm 左右长度，经多次反复洒水和塑料薄膜覆盖使稻草吸水至含水量60%～70%左右。先取7
kg吸水后的农作物秸秆和鲜猪粪5kg或鲜禽粪3kg混合均匀，测试基质的 pH值和含水量，并将其用木醋液加水调节至pH 6.5、含水量70%，得出木醋液和水的添加比例。将含水量60%～70%左右的农作物秸秆铺在简易发酵筒内，厚度10cm，称量其重量，按上面的添加比例取鲜猪粪或鲜禽粪与木醋液和水，混合成稀糊状，均匀浇洒一层，以能够盖严秸秆为好。按发酵基质重量的0.3～0.6%比例洒入生物发酵菌种（购自北京京圃园生物工程有限公司，有效活菌数≥2亿个/克，pH值为5.5～8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维分解菌等），然后再在上面铺厚度10cm的湿秸秆和浇畜禽粪便与调节剂和水混合液、洒入菌种，如此反复铺至发酵池上口下部5cm。插入温度计，每桶2支，观察发酵后第二天，发酵基质温度上升至50°C以上，简易发酵筒上面有热气冒出，发酵料高度开始下降，开始在大棚内获释二氧化碳。发酵3周左右后，温度开始下降至30°C以下时，从简易发酵装置底部取出部分发酵残渣，再加入新的湿秸秆和畜禽粪便与木醋液和水混合液、菌种，维持大棚内的二氧化碳浓度至少在 800ul/L。
（二）、利用发酵残渣接种复合微生物菌剂二次发酵制备生防有机肥：
分别对侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)、地衣芽孢杆菌（Bacillus
licheniformis）解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamy loliquefaciens)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)进行纯培养，获得四种独立的液体纯培养物；将所述的各液体纯培养物分别与过60目筛的沸石混合，各液体纯培养物与沸石的体积／重量比均为20～30%；将混合后的混合物自然风干或30℃烘干后过40目筛，即获得四种分别吸附不同芽孢细菌的固体微生物菌剂，每个固体微生物菌剂中的含菌量不低于3×l09CFU/g。将分别吸附有侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌的固体微生物菌剂按1：1：1：1的重量比混合均匀，形成复合微生物菌剂。然后在每100公斤发酵残渣中加入50～200g的上述复合微生物菌剂的比例，搅拌均匀后制成堆肥原料。将制成的堆肥原料在气温5～15℃时，堆肥时间为25～30天；气温15～25℃ 时，堆肥时间为13～15天：气温25～30℃时，堆肥时间为5～8天；气温30℃以上时，堆肥时间为3～4天，湿度40～100%，制成生防有机肥。
Claims (4)
1.一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.利用农业废弃物发酵为设施大棚增施二氧化碳气肥：
1)、选用农作物秸秆和畜禽粪便作为发酵基质，其用量按每立方米大棚农作物干秸秆 0.2～0.4 kg，畜禽粪便 0.3～0.6 kg，使基质的 C/N比为 30/1；
2)、将农作物秸秆切成 10cm 左右长度，经多次反复洒水和塑料薄膜覆盖使稻草吸水至含水量60%～70%左右；
3)、先取少量上述含水量60%～70%左右的农作物秸秆和畜禽粪便按步奏1)中的比例混合均匀，测试基质的 pH值和含水量，并将其用调节剂加水调节至pH 6.5、含水量70%，得出调节剂和水的添加比例；
4)、将上述含水量60%～70%左右的农作物秸秆铺在简易发酵筒内，厚度10cm，称量其重量，并按步奏3)中的添加比例取畜禽粪便与调节剂和水，混合成稀糊状，均匀浇洒一层，以能够盖严秸秆为好；
5)、按发酵基质重量的0.3～0.6%比例均匀洒入生物发酵菌种，然后再在上面铺厚度10cm的湿秸秆和浇畜禽粪便与调节剂和水混合液、洒入菌剂，如此反复铺至发酵池上口下部5cm；
6)、插入温度计，每桶2支，观察发酵后第二天或第三天，发酵基质温度上升至50°C以上，简易发酵筒上面有热气冒出，发酵料高度开始下降，开始在大棚内释放二氧化碳；
7)、发酵3周左右后，温度开始下降至30°C以下时，从简易发酵筒底部取出部分发酵残渣，再加入新的湿秸秆和畜禽粪便与调节剂和水混合液、菌种，维持大棚内的二氧化碳浓度至少在800ul/L；
b.利用发酵残渣接种复合微生物菌剂二次发酵制备生防有机肥：
1)将分别吸附有侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌的固体微生物菌剂按1：1：1：1的重量比混合均匀，形成复合微生物菌剂；
2) 在每100公斤a-7步骤得出的发酵残渣中加入50～20Og的上述复合微生物菌剂的比例，搅拌均匀后制成堆肥原料：
3)将制成的堆肥原料在气温5～15℃时，堆肥时间为25～30天；气温15～25℃ 时，堆肥时间为13～15天：气温25～30℃时，堆肥时间为5～8天；气温30℃以上时，堆肥时间为3～4天，湿度40～100%，制成生防有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法，其特征在于：所述的生物发酵菌种中有效活菌数≥2亿个/克，pH值为5.5～8.5，有效活菌含有放线菌、嗜热菌、白腐菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、纤维分解菌等。
3.根据权利要求1所述的一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法，其特征在于，所述的调节剂为木醋液，pH值为2.5～3.5，密度为0.8～2.0g/cm³，有机酸含量为7～13%，酚类化合物含量为8～12%。
4.根据权利要求1所述的一种农业废弃物资源化及其发酵产物综合利用方法，其特征在于：所述固体微生物菌剂的制备方法为：分别对侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamy loliquefaciens)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)进行纯培养，获得四种独立的液体纯培养物；将所述的各液体纯培养物分别与过60目筛的沸石混合，各液体纯培养物与沸石的体积／重量比均为20～30%；将混合后的混合物自然风干或30℃烘干后过40目筛，即获得四种分别吸附不同芽孢细菌的固体微生物菌剂，每个固体微生物菌剂中的含菌量不低于3×l09CFU/g。
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