CN107974409A - 一种堆肥发酵菌种的制作和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种堆肥发酵菌种的制作方法，收集环境中的微生物，接入以大米浸出液、糖、牛奶、无机盐、麸皮、米糠、堆肥原料碎屑等为主要成分的选择性培养基，定向筛选扩繁得到适宜堆肥用的复合菌种，将农作物秸秆、蔬菜尾菜、畜禽粪便和餐厨垃圾等堆肥原料建成梯形体料堆，调整至适宜的含水量，均匀接入堆肥发酵菌种，经数次翻堆进行有氧发酵后，堆肥原料变得松软，体积变小，不能明显看出原料形态，呈中性或弱碱性，无臭味，即完成堆肥。该方法明显缩短堆肥时间，加快堆肥原料腐熟，且发酵反应更加彻底。
Description
技术领域
本发明涉及堆肥发酵领域，特别是涉及一种堆肥发酵菌种的制作和使用方法。
背景技术
我国是一个农业大国，农业生产过程中产生的农作物秸秆、蔬菜尾菜、畜禽粪便等废弃物数量巨大，种类繁多。这些废弃物除富含碳水化合物外，还含有氮、磷、钾及钙、镁、硅等植物生长必需或有益的元素。将其肥料化利用，归还农田，不仅可起到改良土壤、增加土壤养分等作用，还可以减少环境污染，是推进农业清洁生产的重要技术途径。
农业废弃物肥料化利用主要包括堆肥还田、原位生物反应堆还田和生产有机肥还田等方法。堆肥还田相比其他方法，对原料的种类、含水量等没有太严格的要求，工艺较简单，有一定的成本优势，应用更广泛。目前，我国的堆肥模式正处在传统土法堆肥逐渐衰退和工厂化堆肥刚刚起步阶段。工厂化堆肥要求农业废弃物和堆肥使用者均高度集中，但很多地方农业生产的特点正与之相悖，规模小、布局分散、运输成本高等现状成为制约工厂化堆肥发展的瓶颈。因此，在农村振兴发展土法堆肥仍有重要的现实意义。
传统土法堆肥主要靠老堆肥的粪底、腐殖土、淤泥等自然材料中所带的微生物进行发酵，菌种初次接种的生物量不足，且分解有机物的能力也不强，堆肥时间长，产生大量NH3、H2S、胺类、醛类等挥发性物质，肥效损失大，废气、污水、残渣等造成二次污染的风险较高。要在农村振兴发展土法堆肥，就很有必要对传统土法堆肥进行改良，尤其是改良堆肥用的菌种，研发成本低廉、快捷高效、适宜农村小规模堆肥的发酵菌种及配套使用方法。
发明内容
本发明提出一种堆肥发酵菌种的制作和使用方法，收集扩繁环境中的微生物，接入以堆肥原料碎屑为主要成分的选择性培养基，定向筛选扩繁得到适宜堆肥用的复合菌种，将堆肥原料建成梯形体料堆，调整至适宜的含水量，均匀接入堆肥发酵菌种，经过有氧发酵和翻堆再发酵后，当堆肥原料变的松软，不能明显看出成分，中性或弱酸性，只有泥土气味时，即完成堆肥。
本发明的技术方案是这样实现的：
1、制作堆肥发酵菌种。
(1)收集环境中微生物的液体菌种。
将大米和水混合后装入开口容器，置于常温环境中一段时间，过滤，收集滤液，再将滤液与牛奶混合后，置于常温环境中一段时间，去掉表层奶酪，加入适量水，即得到环境中微生物的液体菌种；
(2)定向筛选扩繁得到适宜堆肥用的复合菌种。
用堆肥原料碎屑、麦麸、糖、无机盐、水等制成选择性培养基，接入步骤(1)中所述环境中微生物的液体菌种，常温振荡培养一段时间，即得到适宜堆肥用的复合菌种。
2、堆肥。
(1)建堆与接种。将堆肥原料建成梯形体料堆，具体尺寸可视场地情况而定，加入水调整至适宜的含水量，在料堆顶部压出一条沟槽，按照比例将菌种均匀喷洒至料堆。
(2)发酵。料堆接种后用油布覆盖，四周用泥土封闭，顶部沟槽处用重物压实，使料堆保持“M”形，持续发酵一段时间，定期测量并记录温度。
(3)翻堆。在堆肥发酵过程中，料堆逐步塌陷，为防止空气通透效率降低，当料堆塌陷至一定程度时，需揭开油布，均匀翻堆，加水重新调整至适宜的含水量，然后再次建堆，继续发酵。
(4)还田。当堆肥原料变的松软，不能明显看出成分，中性或弱酸性，只有泥土气味时，即完成堆肥，可根据实际需要将堆肥产物直接施入农田。
本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：
1、成本低廉，操作简单。
本发明提供的堆肥发酵菌种制作方法，所用到的大米、牛奶、堆肥原料碎屑等材料寻常可见，整个过程中也不需要使用专用设施和设备，成本非常低廉。本发明提供的堆肥发酵菌种使用方法，对场地、设施和设备等没有特别要求，只需将堆肥原料集中到一处建堆即可，料堆的规模可根据原料多少决定，一般每100平米能容纳堆肥原料2～3吨，可使用装载机等机械完成建堆、翻堆等工作，场地和人工等方面的费用不高。从菌种制作到完成堆肥的全部工艺流程中只用到最简单的微生物学原理，方法简单明了，不需要很专业的技能就能完成，方便各种文化程度的农民使用。
2、高效快捷，肥效优异。
向料堆中接入堆肥发酵菌种，可迅速提高料堆中发酵菌的生物量，及早进入发酵过程，加速堆肥原料的腐熟，缩短堆肥时间，抑制厌氧菌的生长，减少NH3、H2S、胺类、醛类等挥发性物质的产生，减轻臭味，降低养分的损失。由于料堆中发酵菌的生物量足够多，在氧气充足的情况下，有氧发酵占主导，能快速提高料堆内部温度，高温可杀灭料堆中的虫、虫卵、草籽等有害生物，在堆肥还田后还可大量增加土壤中有益菌群的数量，抑制大部分植物病原微生物繁殖，从而堵住作物病虫害发生的源头。此外，有氧发酵的堆肥腐熟彻底，不仅利于作物吸收养分，还能够降低化学投入品残留的风险，且性质稳定，可避免还田后继续发酵造成烧苗和从土壤中夺取养分。
3、适用性强，便于推广。
本发明中，来源于自然环境的微生物经以堆肥原料碎屑为主要成分的选择性培养基定向筛选扩繁，可以得到分解堆肥原料能力很强的堆肥发酵菌种。利用此方法，可以针对不同的堆肥原料，快速、有效、廉价地制作出相对专用的堆肥发酵菌种，能在很大程度上破解堆肥原料种类、含水量等方面的局限性，适应农村堆肥原料多样性的现实情况。此外，本发明原理和方法简明，易学易用,实际应用中也不需要投入专用设施和设备，成本不高，非常适宜农村小规模堆肥使用。
具体实施方式
下面对本发明方法具体举例说明：
本发明是一种堆肥发酵菌种的制作和使用方法，以马铃薯秸秆堆肥为例，具体方法如下：
1、制作堆肥发酵菌种。
(1)收集环境中微生物的液体菌种。
将250g大米和500ml水混合后装入广口瓶中，瓶口用两层纱布包裹，置于25℃环境中2～3d后，过滤，收集滤液，再将滤液与500ml牛奶混匀后，置于25℃环境中2～3d后，去掉表层奶酪，加入等体积双蒸水，即得到环境中微生物的液体菌种；
(2)定向筛选扩繁得到适宜堆肥用的复合菌种。
取一只容量100L的塑料大桶，向其中放入250g蔗糖、500g红糖、250g蜂蜜和70g粗盐，再将7.5kg马铃薯秸秆碎屑、1kg骨粉、1kg麦麸装入麻布包扎紧后放入其中，接入2L步骤(1)中所制的液体菌种，加入双蒸水定容至100L，置于25℃环境中振荡培养4～5d，过滤，收集滤液，即得到适宜堆肥用的复合菌种。
2、堆肥。
(1)建堆与接种。将马铃薯秸秆与畜禽粪便按10:1的重量比混合建成梯形体料堆，具体尺寸可视场地情况而定，加入水调整含水量至60～70％，在料堆顶部沿长轴方向压出一条沟槽，沟槽深度为料堆高度的1/3，按照1kg菌种接种10m3秸秆的比例，将菌种均匀喷洒至料堆。
(2)发酵。料堆接种后用油布覆盖，四周用泥土封闭，顶部沟槽处用重物压实，使料堆保持“M”形，每隔3d测量并记录一次料堆内30cm处的温度，发酵过程中要保证料堆内部温度在60～70℃的时间不少于7d。
(3)翻堆。发酵45d后，当料堆塌陷至原来的2/3时，为防止空气通透效率降低，需揭开油布，用铲车均匀翻堆，加水重新调整含水量至60～70％，然后再次建堆，用油布覆盖料堆，用泥土封闭四周，继续发酵。
(4)还田。发酵2～3个月后，当堆肥原料变的松软，不能明显看出马铃薯秸秆，pH值6～7，只有泥土气味的时候，即完成堆肥，可根据实际需要将堆肥产物直接施入农田。
当然，上述说明并非是对发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种堆肥发酵菌种的制作方法，其特征在于：制作堆肥菌种液体培养基，收集环境中的微生物，经扩繁培养，得到适宜堆肥用的复合菌种，包括如下步骤：
(1)收集环境微生物，
将大米和水混合后装入开口容器，置于20-28℃环境中静置，过滤掉大米，收集滤液，将滤液与牛奶混合后，置于20-28℃环境中静置，去掉表层奶酪，加入适量水稀释，得到大米牛奶混合液；
(2)扩繁培养获得适宜堆肥用的复合菌种，
向上述大米牛奶混合液中加入糖和盐，加水稀释，得到稀释液；
将剁碎的绿色植物与粉碎的动物蛋白物质和植物蛋白物质混合均匀，装入密实编织袋，制成“大料包”，将其投入上述稀释液中浸泡，并定期在稀释液中摇动“大料包”，
经过一段时间的摇动培养后，取出“大料包”，剩余的液体部分即为制成的堆肥发酵菌种。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于：制作堆肥菌种液体培养基的主要成分为大米浸出液、糖、牛奶、无机盐、麸皮、米糠、青草碎屑中的一种或多种。
3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于：所述糖为蔗糖、红糖、蜂蜜和糖蜜中几种的混合物；盐为无机盐或海水；所述绿色植物为青草、牧草、绿色蔬菜、马铃薯秸秆、小麦秸秆等农作物秸秆；所述动物蛋白包括骨粉、鱼粉、羽毛粉；所述植物蛋白包括麦麸、米糠、豆粉等。
4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将大米与水按1:10重量比装入开口容器中，容器口用两层纱布包裹，置于20-25℃环境中静置2～3d后，过滤，收集滤液，再将滤液与牛奶按1:2的体积比混匀，置于20-25℃环境中2～3d后，去掉表层奶酪，向混合液加入等体积双蒸水，得到大米牛奶混合液，注入100L大桶中，收集得到环境微生物初繁菌种；
(2)向大桶中依次加入250g蔗糖、2升海水、2升环境微生物初繁菌种，再加入2升糖蜜，搅匀；
(3)把7.5kg左右青草或其他绿色植物剁细，加入1kg骨粉和1kg麸皮，装入麻布包或尼龙网包扎紧，做成“大料包”，投入大桶中，向大桶注满双蒸水；
(4)将大桶置于20-28℃环境中，在大桶中上下移动或晃动“大料包”，经过7-10d后，取出“大料包”，即得到适宜堆肥用的发酵菌种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于：所述糖蜜以红糖和蜂蜜以2:1的质量比混合后兑水调制而成。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述骨粉为鱼骨粉。
7.一种堆肥发酵菌种的使用方法，其特征在于：在堆肥过程中使用权利要求1-5任一项所述的制备方法制备的堆肥发酵菌种，包括如下步骤：
(1)建堆与接种；将堆肥原料加水调整至适宜的含水量，然后将堆肥原料建成梯形体料堆，在料堆顶部压出一条沟槽，建堆过程中按比例将上述发酵菌种均匀喷洒至堆料；
(2)发酵；料堆接种后用油布覆盖，四周用泥土封闭，顶部沟槽处用重物压实，使料堆保持“M”形，持续发酵一段时间，定期测量并记录温度；
(3)翻堆；在堆料发酵过程中，料堆逐步塌陷；发酵过程料堆温度持续升高，当温度停止升高或缓慢升高时，揭开油布，进行均匀翻堆，边翻堆边补充水分至适宜的含水量，然后再次建堆，继续发酵；
(4)还田；经过数次翻堆后，料堆温度不再升高，堆肥原料变得松软，含水量降低，不能明显看出原料形态，呈中性或弱碱性，有发酵醇香气味时，发酵反应结束，开堆晾晒，即完成堆肥。
8.如权利要求6所述的使用方法，其特征在于：适宜的含水量是指用手抓一把堆料，握紧时手指缝开始滴水，即为适宜含水量。
9.如权利要求6所述的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)建堆与接种；将堆肥原料建成梯形体料堆，具体尺寸可视场地情况而定，调整含水量至60％左右，在料堆顶部沿纵向压出一条沟槽，深度一般为0.5m左右，按照1kg菌种接种10m3堆肥料的比例，将菌种均匀喷洒至料堆；
(2)发酵；料堆接种后用油布覆盖，四周用泥土封闭，顶部沟槽处用重物压实，使料堆保持“M”形，每隔3d测量并记录一次料堆内60cm处的温度，发酵过程中要保证料堆内部温度在60～70℃的时间不少于7d；
(3)翻堆；在堆料发酵过程中，料堆逐步塌陷，料堆温度持续升高，当温度停止升高或缓慢升高时，揭开油布，进行均匀翻堆，边翻堆边补水至55-65％含水量；然后再次建堆，继续发酵；经过6-8周，翻堆3-4次即可完成堆肥；
(4)还田；当堆肥原料变得松软，不能明显看出堆肥原料成分，pH值6～8，有发酵醇香气味时，即完成堆肥。
10.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，上述步骤(4)还田中，可将堆肥直接施入农田或加工成有机肥。
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