CN107188751A - 适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业肥料加工技术领域，提供了一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法，有机酵素包括60～70％的酦酵菌及30～40％的玉米淀粉与米糠混合物。利用微生物于生长、活动、繁殖等过程中，对有机废弃物与生物残体及动物排泄物等资材进行酦酵分解作用，将有机废弃物资材投入快速酦酵机反应槽内粉碎后并调整适当的碳氮比(C/N)、含水量与空气供给量，再添加有机肥快速酦酵酵素，并藉由反应槽内的酦酵温度变化(40℃至95℃)条件下，促进微生物反应，缩短腐熟时间(48小时内)，而且可消灭有机废弃物与生物残体及动物排泄物等资材原料中的病菌、寄生虫与有害微生物，同时提升酦酵菌的活性，以进行快速酦酵，腐熟有机质，形成有机肥。
Description
技术领域
本发明涉及农业肥料加工技术领域，尤其涉及一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法。
背景技术
根据环保单位统计，我们每天所制造的大量垃圾当中，超过50％以上是厨余、农业及畜产之有机废弃物，它们不但没有被充分再利用，严重浪费资源，还造成臭味四处飘散。
大量的厨余、农业及畜产之有机废弃物，若没有妥善处理，不但占用空间、影响环境卫生、降低生活质量，若任其弃置或焚烧，还会造成水质、土壤与空气的二次污染；如果能将这些尚有利用价值的有机废弃物资材经由堆肥化处理之后再回归农田土壤，不但可以解决废弃物问题，而且可以增加地力。
传统的好氧高温堆肥制作从有机废弃物堆积到腐熟，微生物的生化过程比较复杂，根据堆肥过程中温度的变化，可将其分为中温期、高温期、腐熟期三个阶段，好氧高温堆肥制作过程中，温度的升高是由于好氧微生物(细菌、真菌、酵母菌和放线菌等)在分解有机物过程中所释放出的热量造成的。其内部微生物菌落由于环境的改变，不断进行着自我调整，发生生态位的分离，实现群落的演替。
中温期～堆肥初期，堆层基本呈中温，嗜温性微生物(中温放线菌、蘑菇菌等)较为活跃，并利用堆肥中可溶性有机物质(单糖、脂肪和碳水化合物)旺盛繁殖。它们在转换和利用化学能的过程中，有一部分变成热能，由于堆料有良好的保温作用，温度不断上升。随着温度上升，嗜温菌更为活跃，并大量繁殖，这样又导致更多的有机物降解和释放出更多的能量。
高温期～当堆肥温度上升到45℃以上时，即进入第二阶段(高温期)。此时，嗜温性微生物受到控制甚至死亡，取而代之的是一系列嗜温性微生物(真菌、放线菌等)。堆肥中残留的新形成的可溶性有机物质继续分解转化，复杂的和一些难分解的有机化合物(半纤维素、纤维素、蛋白质和木质素等)也开始被逐渐分解，腐植质开始形成，堆肥物质进入稳定状态。
腐熟期～在此阶段，中温微生物又开始活跃起来，重新成为优势菌，对残余较难分解的有机物作进一步分解，腐植质不断增多，且稳定化。当温度下降并稳定在40℃左右时，堆肥基本达到稳定。堆肥进入腐熟阶段，降温后，需氧量大大减含水量也降低，物料间隙率增大，氧扩散能力强，此时只需自然通风。
在堆肥化处理的过程中，有机碳被微生物呼吸代谢因而降低碳氮比(C/N)，产生的热可使堆肥温度达到摄氏70℃以上，能消灭病菌、虫卵及杂草种子。但是大部分有机资材若直接施入土壤中，分解时会产生有毒物质、消耗氧气，造成土壤还原状态；而且传统堆肥法的堆肥腐熟时间长达两个月，在堆制过程中，堆肥周遭恶臭难闻、污水流淌、蚊蝇孳生，成为农业环境中极大的污染源。
传统的好氧高温堆肥制作从有机废弃物堆积到腐熟，一般传统有机堆肥至少需要60天以上，所需时间较长。
因此，如何缩短堆肥时间，使有机废弃物快速腐熟，是现代生活中亟待解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法，利用本发明的有机酵素处理有机废弃物，从原料至制成有机肥在48小时之内完成，大大地缩短了有机物料堆的腐熟时间；可充分再利用有机废弃物，节约资源；能将富含有机质之废弃物约减量至35％～12％左右，而其减量后的物质也可作为改善土质的有机肥，且处理过程不会造成二次公害；无论使用材料性质如何，制成的有机肥都有宜人气味；成品的氮素含量较一般有机肥高出很多，但却没有氨化现象。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素，所述有机酵素包括60～70％的酦酵菌及 30～40％的玉米淀粉与米糠混合物，所述酦酵菌包括铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉、解脂假丝酵母、褐球固氮菌、康宁木霉、粪肥纤维单胞菌、黄孢原毛平革菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌、溶磷菌及嗜热高温放线菌。
一种如上述的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素的使用方法，包括以下步骤：A、将物料堆置入快速酦酵机的反应槽中粉碎并调拌均匀，其中，所述物料堆为有机废弃物、生物残体及动物排泄物中的一种或多种；B、调整所述步骤A中粉碎后的物料堆的碳氮比、含水量及空气供给量；C、而后向反应槽中添加所述有机酵素，添加量为反应槽中物料堆总质量的 0.2％；D、待反应槽中物料堆达到腐熟程度后，通气并搅拌。
所述步骤B中调整碳氮比为20～30∶1。
所述步骤B中调整含水量为60～65％。
所述快速酦酵机的反应槽内设置有热源。
有益效果：
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明的一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法，利用本发明的有机酵素处理有机废弃物，从原料至制成有机肥在48小时之内完成，大大地缩短了有机物料堆的腐熟时间；可充分再利用有机废弃物，节约资源；能将富含有机质之废弃物约减量至35％～ 12％左右，而其减量后的物质也可作为改善土质的有机肥，且处理过程不会造成二次公害；无论使用材料性质如何，制成的有机肥都有宜人气味；成品的氮素含量较一般有机肥高出很多，但却没有氨化现象。
2、本发明的一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法，其步骤B中调整碳氮比为20～30∶1，过高或过低的碳氮比都会导致菌种营养不良。
3、本发明的一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法，其步骤B中调整含水量为60～65％，能保证功能菌种正常繁殖，水分太多或太少均不利于酦酵，水分太少微生物酦酵慢，水分太多升温慢，而且通气不良，形成局部厌氧环境，促使滋生另一种很不利的微生物～腐败菌种，腐败菌种会产生臭味。
4、本发明的一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素及其使用方法，其快速酦酵机的反应槽内设置有热源，可调整快速酦酵机反应槽内的温度，加快发酵速度。
附图说明
图1为根据本发明之快速酦酵反应机内温度变化与时间在24小时内变化之关系图。
图2为根据本发明之快速酦酵反应机内温度变化与时间在48小时内变化之关系图。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例详细的说明，说明如下：
一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素，作为本发明的改进，有机酵素包括60～70％的酦酵菌及30～40％的玉米淀粉与米糠混合物，酦酵菌包括铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉、解脂假丝酵母、褐球固氮菌、康宁木霉、粪肥纤维单胞菌、黄孢原毛平革菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌、溶磷菌及嗜热高温放线菌。
本发明的有机肥快速酦酵酵素具有下列特点：
(一)体积缩小约30％至70％，因资材不同而有很大差别。
(二)无论使用材料性质如何，制成的有机肥都有宜人气味。
(三)有些成品的氮素含量较一般有机肥高出很多，但却没有氨化现象。
(四)多数成品颜色是褐色的。
(五)制成的有机肥酸咸度因使用材料不同而有很大差异。
(六)从原料至制成有机肥在48小时之间完成，而一般传统有机堆肥至少需要60天以上。
利用本发明的快速酦酵有机酵素处理有机废弃物，没有卫生掩埋法的二次公害问题产生，亦无焚化法高处理成本问题，且能将富含有机质之废弃物约减量至35％～12％左右，而其减量后的物质亦可作为改善土质的有机肥，且处理过程不会造成二次公害。
一种如上述的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素的使用方法，作为本发明的改进，包括以下步骤：A、将物料堆置入快速酦酵机的反应槽中粉碎并调拌均匀，其中，物料堆为有机废弃物、生物残体及动物排泄物中的一种或多种；B、调整步骤A中粉碎后的物料堆的碳氮比、含水量及空气供给量；C、而后向反应槽中添加有机酵素，添加量为反应槽中物料堆总质量的0.2％；D、待反应槽中物料堆达到腐熟程度后，通气并搅拌。
本发明的快速酦酵有机酵素来处理有机废物时，能跳过中温阶段，利用高温好气性的快速酦酵有机酵素介质直接进入高温阶段，并缩短腐熟阶段时间，故能在48小时之间达到快速腐熟；而在堆肥化处理过程中，若将碳氮比(C/N)大的堆肥材料直接施用于土壤中，在分解初期会造成土壤中某些养分有效性暂时下降，尤其是氮素影响最大，这些资材经腐熟后再施用，可减少有害因素，避免抑制作物生长。
以下为本发明一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素处理法与自然堆肥处理法制作差异表：
快速酦酵有机酵素一般都有启动温度要求，酵素菌中的功能菌种在温度40℃以上时生长繁殖最快，低于这个温度区间，易处于不活泼状态或半休眠状态，5℃以下将处于休眠状态， 0℃以下功能微生物菌种将处于完全休眠状态，无法正常工作；所以在低于最活泼状态的温度区间(低于10℃至15℃)时，一般可采取人工升温，设法使环境温度达到40℃以上，有利于让微生物打破休眠状态，进入快速繁殖期，尽快为酦酵床工作，这种人工升温称之启动。
启动之后，菌种会经过一个短期适应期，然后呈几何级数快速繁殖(理想状态下，24小时之后可达272)，在酦酵繁殖过程中将会放出大量热能及代谢产物，使环境温度持续升高，微生物菌种利用自身产生的热量又能加快繁殖，这样就可形成良性循环。
本发明一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素能够达到酦酵作用，靠的是其中的功能菌种与快速酦酵机反应槽温度的调整。
作为本发明更进一步的改进，步骤B中调整碳氮比为20～30∶1。这些菌种适合生活在碳氮比(C/N)为20～30∶1的环境当中，这时的营养结构最好，我们在物料配比中就要尽量满足这个比例，过高或过低的碳氮比(C/N)都会导致营养不良。
如果酦酵的物料是纯粹的畜禽粪便，正常情况下碳氮比(C/N)一般小于20，应该加入适量稻壳、锯木屑等碳氮比(C/N)高的物料。但实际上，养殖场经常在物料中自觉或不自觉的加入一些锯木屑，或者饲料中混有一些纤维类物料，使鸡粪已不是纯粹的鸡粪，导致碳氮比(C/N)基本接近30∶1的数值。所以在其他条件，如水分含量基本合适的情况下，含一定量杂质的鸡粪反而不需要再添加别的辅料即可正常酦酵。其中水稻杆或玉米杆等条状物料应该切碎或粉碎，调拌均匀即可，如成品肥料是要对外销售，就应考虑到产品的看相，水稻杆或玉米杆更应该粉碎，如产品自用，则物料细度要求可宽松一些。
如果酦酵的物料是树皮、木屑、花生壳、稻壳等粗纤维含量很高者，则应加入鸡粪、粪便水等氮源，以调整其营养结构。
本发明一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素，可用稀释法来稀释快速酦酵酵素菌，方法是采用质量较好的米糠及玉米淀粉，米糠的营养和通气性均良好，可先将快速酦酵酵素菌与米糠的混合物(比例1∶3～5左右)喷少量水稍匀湿(但水分不能太多，否则成团，反而不利于播撒)，再将其均匀播撒入物料堆中。鸡粪、猪粪等新鲜粪便酦酵，因粪便本身营养较好，稀释用料要求不高，而对于锯木屑、树皮等粗纤维含量高、较难酦酵的物料或时间太长的陈旧鸡粪、猪粪，则可多加米糠稀释(按1∶10)以改善菌种酦酵启动营养的办法促进酦酵更快更好地进行。
采用本发明一种适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素制作有机肥时，步骤B中调整含水量为60～65％。酦酵物料的水分保持在60％至65％，这样才能让功能菌种正常繁殖，简单的判断办法为是用手紧抓一把物料，指缝见水不滴水为大致合宜标准，见不到水为太干，往下滴水为太湿。水分太多或太少均不利于酦酵，水分太少微生物酦酵慢，水分太多升温慢，而且通气不良，形成局部厌氧环境，促使另一种很不利的微生物～腐败菌种滋生，产生臭味。
本发明的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素酦酵物料时，其酦酵节奏在一定范围内可人为控制，若要加快酦酵时，可分别或综合采用：提高启动温度、改善营养结构、改善通气、增加快速酦酵机反应槽中转轴翻倒次数等措施。还可向其中加入适量已经酦酵好的物料，能够达到以料带料、以老带新、促进酦酵的目的。
要减慢或结束酦酵时，可采用相反措施，鸡粪、猪粪等畜禽粪便酦酵较快，此后温度会逐步下降到40℃至50℃以下，这时酦酵已进行到七～八成，其表现为颜色变深或已呈黑色、黑褐色、无任何原臭味并有淡淡氨香味、芳香味、泥土味，此时就可从快速酦酵机泄出物料，摊开物料堆开始降温，进入下一工序。
快速酦酵机的反应槽内设置有热源，本发明快速酦酵技术采用适于40℃以上生长之微生物菌，并由快速酦酵机反应槽中外加热源，使处理温度快速提升至55℃至95℃约48小时之间，反应完成。
调整快速酦酵机反应槽的温度，当物料堆为果菜残渣、家庭厨余、葡萄渣梗、酒糟、酒泥、小区厨余、动物性粪便、落叶枯枝、等有机废弃物或动物排泄物时，如图1所示。
第一阶段在前1小时内将温度由25℃提升至40℃，于40℃保持4小时。第二阶段将温度提升至65℃，于65℃保持8小时。第三阶段将温度提升至80℃，于80℃保持4小时。第四阶段将温度提升至95℃，于95℃保持4小时。第五阶段将温度降至45℃，于45℃保持3 小时，并通气搅拌。
调整快速酦酵机反应槽的温度，当物料堆为生物性污泥、屠宰下脚料、猪毛、鸡毛、鸭毛、鹅毛、鱼虾下脚料等生物残渣时，如第图2所示。
第一阶段在前1小时内将温度由25℃提升至40℃，于40℃保持6小时。第二阶段将温度提升至65℃，于65℃保持16小时。第三阶段将温度提升至80℃，于80℃保持12小时。第四阶段将温度提升至95℃，于95℃保持8小时。第五阶段将温度降至45℃，于45℃保持 5小时，并通气搅拌。
根据本发明方法使用鸡粪、叶菜类、猪肉鸡肉下脚料等废弃物在48小时内所产生的堆肥质量，如表一所示。
表一、根据本发明所生产出来的有机肥质量分析
| 项次 | 成分 | 鸡粪肥 | 菜肥 | 肉肥 | 综合肥 |
| 1 | 水分％ | 10.8 | 13.4 | 10.2 | 12.0 |
| 2 | pH(1∶5) | 6.69 | 6.08 | 5.62 | 6.54 |
| 3 | EC(1∶5) | 2.64 | 3.29 | 1.35 | 3.25 |
| 4 | OM％＊ | 72.2 | 75.6 | 86.8 | 70.0 |
| 5 | OM％＊＊ | 78.2 | 74.5 | 87.9 | 82.1 |
| 6 | 全氮(％) | 3.41 | 2.06 | 3.62 | 2.92 |
| 7 | 全磷(％) | 0.55 | 0.38 | 1.32 | 1.22 |
| 8 | 全钾(％) | 2.24 | 1.90 | 0.70 | 2.40 |
| 9 | 全钙(％) | 6.97 | 2.20 | 0.67 | 6.34 |
| 10 | 全镁(％) | 0.498 | 0.267 | 0.093 | 0.482 |
| 11 | 铜(ppm)＊＊＊ | 4.85 | 3.07 | 1.10 | 5.83 |
| 12 | 锌(ppm)＊＊＊ | 170 | 140 | 48 | 187 |
注：1.项次4至12分析值系以干基含量计算，为3重复之平均。
2.菜肥为叶、菜类废弃物，肉肥为猪肉、鸡肉下脚料。
＊：实行干式灰化法 ＊＊：实行湿式灰化法
＊＊＊：为0.1N HCl抽出
根据本发明方法针对不同有机废弃物做快速酦酵处理，在48小时内所生产出来的堆肥质量，如表二所示。
表二、根据本发明针对不同有机废弃物做快速酦酵处理所生产出来的堆肥质量分析
根据本发明方法之鸡毛、鸭毛堆肥试验在48小时内的物理性质变化，如表三所示。表三、鸡毛、鸭毛堆肥试验在48小时内的物理性质变化
根据本发明方法之鸡粪、猪粪堆肥试验在24小时内的物理性质变化，如表四所示。
表四、鸡粪、猪粪堆肥试验在24小时内的物理性质变化
| ＊测试一 | 0小时 | 12小时 | 24小时 | 减少量％ |
| 体积(L) | 95.1 | 77.6 | 65.4 | 31.2 |
| 重量(Kg) | 70.2 | - | 32.5 | 53.7 |
| 温度(℃) | - | 65 | 95 | - |
| 含水量(％) | 48.2 | 25.6 | 46.7 | |
| ＊测试二 | 0小时 | 12小时 | 24小时 | 减少量％ |
| 体积(L) | 123.8 | 108.5 | 87.4 | 29.4 |
| 重量(Kg) | 97.6 | - | 56.5 | 42.1 |
| 温度(℃) | - | 65 | 95 | - |
| 含水量(％) | 56.3 | - | 28.7 | 49.0 |
由前述表一至表四之数据可知有机废弃物与生物残体及动物排泄物等资材原料经由本发明有机肥快速酦酵有机酵素，可于48小时之间并藉由快速酦酵机反应槽内温度变化(40℃至 95℃)条件下，促进微生物反应，缩短腐熟时间，达到腐熟的程度。相较一般的堆肥则需要较长的时间来腐熟，因此两者差异甚巨。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (5)
1.一种适用于铁皮石斛栽培的快速酸酵有机酵素，其特征在于，所述有机酵素包括60～70％的酸酵菌及30～40％的玉米淀粉与米糠混合物，所述酸酵菌包括铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉、解脂假丝酵母、褐球固氮菌、康宁木霉、粪肥纤维单胞菌、黄孢原毛平革菌、放线菌、酵母菌、乳酸菌、溶磷菌及嗜热高温放线菌。
2.一种如权利要求1中所述的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将物料堆置入快速酦酵机的反应槽中粉碎并调拌均匀，其中，所述物料堆为有机废弃物、生物残体及动物排泄物中的一种或多种；
B、调整所述步骤A中粉碎后的物料堆的碳氮比、含水量及空气供给量；
C、而后向反应槽中添加所述有机酵素，添加量为反应槽中物料堆总质量的0.2％；
D、待反应槽中物料堆达到腐熟程度后，通气并搅拌。
3.根据权利要求2中所述的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素的使用方法，其特征在于，所述步骤B中调整碳氮比为20～30∶1。
4.根据权利要求2中所述的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素的使用方法，其特征在于，所述步骤B中调整含水量为60～65％。
5.根据权利要求2中所述的适用于铁皮石斛栽培的快速酦酵有机酵素的使用方法，其特征在于，所述快速酦酵机的反应槽内设置有热源。
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|---|---|---|---|---|
| CN109293451A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-01 | 上海玄圃实业有限公司 | 一种用于栽培铁皮石斛的有机酵素肥料及其制作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1482108A (zh) * | 2002-09-10 | 2004-03-17 | 杨涵茹 | 高速堆肥发酵方法及其所使用的a-t酵素组合物 |
| CN103664256A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 杨涵茹 | 使用at-18酵素组合物的高速堆肥方法 |
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