CN107365207A - 一种固态生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态生物有机肥及其制备方法，包括以下重量份的原料：腐化后的农作物秸秆300～500份、N‑P‑K三元复合肥10～20份、风化煤5～15份、黏土5～15份、稻壳20～30份、麦麸30～60份和水50～100份。以上各物质协同作用，使得本发明公开的固态生物有机肥具有克服土传病原菌累积、补充土壤有机质，优化土壤的团粒结构的作用，保证土壤的保水、排水、透气性，使农作物根系发达，植株茁壮，既环保又增产。

Description

一种固态生物有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种固态生物有机肥及其制备方法。
背景技术
我国作为农业大国，农作物作物秸秆资源丰富，数量巨大，种类多样，据数据统计，每年的作物秸秆产出量7亿吨以上，其中稻草2.3亿吨，玉米秸秆2.2亿吨，豆类薯类等3亿吨，占世界总秸秆量的30％左右。
由于秸秆在短期内不易腐解，导致秸秆资源长期没有得到合理的开发，除少量用于垫圈、喂养牲畜、部分用于堆沤肥外，大部分都作为生活燃料烧掉了，在种植业为主的地区，作物秸秆已经成为生产中的障碍。所以，焚烧秸秆遍及广大乡村，由此引起环境污染与有机资源的严重浪费。
目前农业种植长期使用农药和大量使用化肥，造成了土壤有机质含量逐年降低，致使土壤的板结、酸化、线虫危害严重，单一品种的种植又造成连作障碍，粮食种植产生大量的秸秆由于没有有效的处理方式，普遍丢弃或者焚烧造成巨大的环境污染。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种固态生物有机肥及其制备方法，其原料中采用经微生物腐化之后的秸秆，在实现资源循环利用情况下，达到保护土壤、增产丰收的目的。
本发明采取的技术方案为：
一种固态生物有机肥，包括以下重量份的原料，腐化后的农作物秸秆300～500份、N-P-K三元复合肥10～20份、风化煤5～15份、黏土5～15份、稻壳20～30份、麦麸30～60份和水50～100份。
所述风化煤、黏土、稻壳的粒径均粉碎50～100目，便于固态生物有机肥的造粒成型。
所述N-P-K三元复合肥中为15-15-15氮磷钾三元复合肥。
所述腐化后的农作物秸秆的制备方法为：
a.配制微生物组合菌剂；
b.将微生物组合菌剂与20～50倍水混合，活化2～3天；
c.将秸秆粉碎，掺入麦麸、豆粕、N肥、P肥和K肥后，调整体系含水量为40～55％；
d.在发酵池中将步骤c处理后的秸秆压实，均匀洒上经步骤b活化后的微生物组合菌剂，25～32℃密封发酵4～6天即可。
所述步骤c中，每吨秸秆中掺入50～100kg麦麸、35～70kg豆粕、10～20kg N肥、10～20kg P肥和10～20kg K肥。
所述微生物组合菌剂包括以下重量份的菌种原料：
所述微生物组合菌剂的配制方法为：
(a-1)分别将康宁木酶、嗜酸乳杆菌、产朊假丝酵母菌、黄孢原毛平革菌、乳酸片球菌、谷氨酸发酵菌、哈茨木霉菌、淡紫拟青霉菌分别接种于液体培养基中25～30℃培养熟化10～15小时；
(a-2)将步骤(a-1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至康宁木酶、嗜酸乳杆菌、谷氨酸发酵菌和淡紫拟青霉菌的菌数均为2～10×1010cfu/g，其他菌种原料的菌数均为6～10×108cfu/g；
(a-3)将步骤(a-2)量产培养后的菌种按配方量混合，25～32℃交叉拮抗培养48～72小时，制得秸秆发酵用微生物组合菌剂。
所述步骤(a-1)中，液体培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖5.0％，氨基酸3.0％，牛肉膏2.0％，磷酸二氢钾1.5％，氯化钠0.5％，其余为蒸馏水，pH为6.8。
所述步骤(a-2)中，发酵培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：牛肉膏30％、蛋白胨5.0％、葡萄糖7.0％、吐温80 0.5％、磷酸二氢钾1.0％、蔗糖30％、其余为蒸馏水，pH为7.0。菌种与发酵罐中的培养基的质量之比为1:15～30。
所述步骤(a-3)中，交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖0.5％，蛋白胨5.0％，尿素3.5％，吐温80 0.5％，P2O5 0.3％g/L，KH2PO4 1.5％，氯化钠0.8％，碳酸钙0.5％，硫酸铵0.2％，硫酸镁0.6％，其余为蒸馏水，pH为7.2；混合菌种的接种量为交叉拮抗培养基总重量的5～10％。
本发明还提供了所述的固态生物有机肥的制备方法，将配方量各原料混合，调整体系含水量为10～15％，经造粒后得到固态生物有机肥。所述含水量的设置有助于维持有机肥中的微生物的活性。
本发明提供的固态生物有机肥配方中，腐化后的植物秸秆在经微生物发酵腐化的同时，能够繁殖大量有益微生物并以发酵后的秸秆为载体增加土壤的透气和保肥效果，以恢复土壤生态平衡、抑制病虫害，促进植物生长；N-P-K三元复合肥、稻壳和麦麸一方面可以为土壤提供肥料另一方面可以为有益微生物繁殖提供养分；风化煤具有的大孔径可以增加土壤的透气性，有助于固态生物有机肥中有益微生物的繁殖生长；黏土的加入一方面利于固态生物有机肥的造粒成型，另一方面可提高土壤的保水性。
以上各物质协同作用，使得本发明公开的固态生物有机肥具有克服土传病原菌累积、补充土壤有机质，优化土壤的团粒结构的作用，保证土壤的保水、排水、透气性，使农作物根系发达，植株茁壮，既环保又增产。
本发明公开的秸秆腐化所使用的微生物组合菌剂，是经过发明人反复验证不断筛选得到的菌剂组合，将多种能够高效产生木质素酶、纤维素酶、半纤维素酶的多种功能菌株分开培养熟化之后，再经交叉拮抗培养得到能够快速发酵秸秆的微生物菌剂组合，该菌剂组合的各菌种之间具有良好的协同效应，能够高效发酵分解多种农作物秸秆，比如小麦秸秆、大豆秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆等。
本发明公开的固态生物有机肥在使用时可与传统化肥按照1：1～1.5的比例施用于土壤，在保证农作物丰产丰收的同时，补充土壤有机质，修复土壤环境。
具体实施方式
本发明中涉及的各菌种均可从市场上的销售厂家直接购买得到，所述谷氨酸发酵菌为谷氨酸棒杆菌。
下面结合实施例1～2对本发明进行详细说明。
实施例1
一种固态生物有机肥，包括以下重量份的原料，腐化后的农作物秸秆320份、15-15-15氮磷钾三元复合肥14份、风化煤8份、黏土8份、稻壳25份、麦麸35份和水50份。将配方量各原料混合，调整体系含水量为10％，经造粒后即可得到固态生物有机肥。
所述腐化后的农作物秸秆的制备方法为：
a.配制微生物组合菌剂；
(a-1)分别将康宁木酶、嗜酸乳杆菌、产朊假丝酵母菌、黄孢原毛平革菌、乳酸片球菌、谷氨酸发酵菌、哈茨木霉菌、淡紫拟青霉菌分别接种于液体培养基中25℃培养熟化15小时；所述液体培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖5.0％，氨基酸3.0％，牛肉膏2.0％，磷酸二氢钾1.5％，氯化钠0.5％，其余为蒸馏水，pH为6.8；
(a-2)将步骤(a-1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至康宁木酶、嗜酸乳杆菌、谷氨酸发酵菌和淡紫拟青霉菌的菌数均为5×1010cfu/g，其他菌种原料的菌数均为6×108cfu/g；所述发酵培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：牛肉膏30％、蛋白胨5.0％、葡萄糖7.0％、吐温80 0.5％、磷酸二氢钾1.0％、蔗糖30％、其余为蒸馏水，pH为7.0。菌种与发酵罐中的培养基的质量之比为1:15；
(a-3)将步骤(a-2)量产培养后的菌种按20重量份康宁木酶、20重量份嗜酸乳杆菌、15重量份产朊假丝酵母菌、8重量份黄孢原毛平革菌、20重量份乳酸片球菌、12重量份谷氨酸发酵菌、10重量份哈茨木霉菌、8重量份淡紫拟青霉菌混合，25℃交叉拮抗培养72小时，制得秸秆发酵用微生物组合菌剂；所述交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖0.5％，蛋白胨5.0％，尿素3.5％，吐温80 0.5％，P2O5 0.3％g/L，KH2PO41.5％，氯化钠0.8％，碳酸钙0.5％，硫酸铵0.2％，硫酸镁0.6％，其余为蒸馏水，pH为7.2。混合菌种的接种量为交叉拮抗培养基总重量的5％。
b.将微生物组合菌剂与20～50倍水混合，活化2～3天；
c.将秸秆粉碎，掺入麦麸、豆粕、N肥、P肥和K肥后，调整体系含水量为45％；每吨秸秆中掺入65kg麦麸、70kg豆粕、10kg N肥、20kg P肥和10kg K肥；
d.在发酵池中将步骤c处理后的秸秆压实，均匀洒上经步骤b活化后的微生物组合菌剂，25℃密封发酵6天即可。
腐化后秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素的含量较腐化之前分别下降了50％、57％、48％。
将本实施例得到的固态生物有机肥与15-15-15氮磷钾三元复合肥按质量比1：1作为种植小麦的底肥，施用量为50kg/亩作为实验组，以单独使用15-15-15氮磷钾三元复合肥作为种植小麦的底肥，用量为50kg/亩作为对照组，其他种植条件均相同，在小麦丰收之后计算实验组和对照组的小麦产量，发现，实验组较对照组增产7.9％，且实验组的小麦生长期间无倒伏，且病虫害较对照组少。
实施例2
一种固态生物有机肥，包括以下重量份的原料，腐化后的农作物秸秆480份、15-15-15氮磷钾三元复合肥20份、风化煤13份、黏土13份、稻壳30份、麦麸60份和水100份。将配方量各原料混合，调整体系含水量为10～15％，经造粒后即可得到固态生物有机肥。
所述腐化后的农作物秸秆的制备方法为：
a.配制微生物组合菌剂；
(a-1)分别将康宁木酶、嗜酸乳杆菌、产朊假丝酵母菌、黄孢原毛平革菌、乳酸片球菌、谷氨酸发酵菌、哈茨木霉菌、淡紫拟青霉菌分别接种于液体培养基中30℃培养熟化10小时；所述液体培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖5.0％，氨基酸3.0％，牛肉膏2.0％，磷酸二氢钾1.5％，氯化钠0.5％，其余为蒸馏水，pH为6.8；
(a-2)将步骤(a-1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至康宁木酶、嗜酸乳杆菌、谷氨酸发酵菌和淡紫拟青霉菌的菌数均为10×1010cfu/g，其他菌种原料的菌数均为10×108cfu/g；所述发酵培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：牛肉膏30％、蛋白胨5.0％、葡萄糖7.0％、吐温80 0.5％、磷酸二氢钾1.0％、蔗糖30％、其余为蒸馏水，pH为7.0。菌种与发酵罐中的培养基的质量之比为1:25；
(a-3)将步骤(a-2)量产培养后的菌种按25重量份康宁木酶、20重量份嗜酸乳杆菌、18重量份产朊假丝酵母菌、10重量份黄孢原毛平革菌、25重量份乳酸片球菌、16重量份谷氨酸发酵菌、14重量份哈茨木霉菌、12重量份淡紫拟青霉菌混合，32℃交叉拮抗培养48小时，制得秸秆发酵用微生物组合菌剂。所述交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖0.5％，蛋白胨5.0％，尿素3.5％，吐温80 0.5％，P2O5 0.3％g/L，KH2PO4 1.5％，氯化钠0.8％，碳酸钙0.5％，硫酸铵0.2％，硫酸镁0.6％，其余为蒸馏水，pH为7.2。混合菌种的接种量为交叉拮抗培养基总重量的10％。
b.将微生物组合菌剂与50倍水混合，活化3天；
c.将秸秆粉碎，掺入麦麸、豆粕、N肥、P肥和K肥后，调整体系含水量为55％；每吨秸秆中掺入100kg麦麸、35kg豆粕、18kg N肥、10kg P肥和10kg K肥；
d.在发酵池中将步骤c处理后的秸秆压实，均匀洒上经步骤b活化后的微生物组合菌剂，32℃密封发酵4天即可。
腐化后秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素的含量较腐化之前分别下降了48％、55％、44％。
将本实施例得到的固态生物有机肥与15-15-15氮磷钾三元复合肥按质量比1：1.5作为种植玉米的底肥，施用量为60kg/亩作为实验组，以单独使用15-15-15氮磷钾三元复合肥作为种植玉米的底肥，用量为60kg/亩作为对照组，其他种植条件均相同，在玉米丰收之后计算实验组和对照组的玉米产量，发现，实验组较对照组增产15.0％。
上述参照实施例对一种固态生物有机肥及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固态生物有机肥，其特征在于，包括以下重量份的原料，腐化后的农作物秸秆300～500份、N-P-K三元复合肥10～20份、风化煤5～15份、黏土5～15份、稻壳20～30份、麦麸30～60份和水50～100份。
2.根据权利要求1所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述腐化后的农作物秸秆的制备方法为：
a.配制微生物组合菌剂；
b.将微生物组合菌剂与20～50倍水混合，活化2～3天；
c.将秸秆粉碎，掺入麦麸、豆粕、N肥、P肥和K肥后，调整体系含水量为40～55％；
d.在发酵池中将步骤c处理后的秸秆压实，均匀洒上经步骤b活化后的微生物组合菌剂，25～32℃密封发酵4～6天即可。
3.根据权利要求2所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述步骤c中，每吨秸秆中掺入50～100kg麦麸、35～70kg豆粕、10～20kg N肥、10～20kg P肥和10～20kg K肥。
4.根据权利要求2所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述微生物组合菌剂包括以下重量份的菌种原料：
5.根据权利要求4所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述微生物组合菌剂的配制方法为：
(a-1)分别将康宁木酶、嗜酸乳杆菌、产朊假丝酵母菌、黄孢原毛平革菌、乳酸片球菌、谷氨酸发酵菌、哈茨木霉菌、淡紫拟青霉菌分别接种于液体培养基中25～30℃培养熟化10～15小时；
(a-2)将步骤(a-1)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至康宁木酶、嗜酸乳杆菌、谷氨酸发酵菌和淡紫拟青霉菌的菌数均为2～10×1010cfu/g，其他菌种原料的菌数均为6～10×108cfu/g；
(a-3)将步骤(a-2)量产培养后的菌种按配方量混合，25～32℃交叉拮抗培养48～72小时，制得秸秆发酵用微生物组合菌剂。
6.根据权利要求5所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述步骤(a-1)中，液体培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖5.0％，氨基酸3.0％，牛肉膏2.0％，磷酸二氢钾1.5％，氯化钠0.5％，其余为蒸馏水，pH为6.8。
7.根据权利要求5或6所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述步骤(a-2)中，发酵培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：牛肉膏30％、蛋白胨5.0％、葡萄糖7.0％、吐温80 0.5％、磷酸二氢钾1.0％、蔗糖30％、其余为蒸馏水，pH为7.0。
8.根据权利要求5或6所述的固态生物有机肥，其特征在于，所述步骤(a-3)中，交叉拮抗培养基为每升培养基中含有的成分及重量百分比如下：葡萄糖0.5％，蛋白胨5.0％，尿素3.5％，吐温80 0.5％，P2O5 0.3％g/L，KH2PO4 1.5％，氯化钠0.8％，碳酸钙0.5％，硫酸铵0.2％，硫酸镁0.6％，其余为蒸馏水，pH为7.2。
9.根据权利要求1所述的固态生物有机肥的制备方法，其特征在于，将配方量各原料混合，调整体系含水量为10～15％，经造粒后得到固态生物有机肥。
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