CN110668861A - 一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法 - Google Patents

一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法 Download PDF

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胡廉成
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Abstract

本发明涉及肥料加工技术领域，且公开了一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，按以下步骤制备而成：S1、称取堆肥所需的堆肥原料；S2、复合菌剂制备；S3、混匀堆肥。免除了传统水生植物堆肥的机械脱水或自然脱水等环节，减少了工作量和场地，同时兼具对水草的资源化利用，使得收割后的水草作为堆肥原料，减少水草的后续处理工作量及经济成本，并避免其二次污染；所用堆肥原料为农业生产废弃物，实现了废弃物循环利用。制得的有机肥肥效好，有机质含量(干重)达到45％以上，总养分(干重)达到5％以上，水分(鲜重)30％以下，蛔虫卵和粪大肠杆菌的那个有害生物的杀灭率均达到95％以上，重金属(以烘干基计)含量均低于限量标准，符合有机肥料国家标准(NY525‑2012)。

Description

一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法
技术领域
本发明涉及肥料加工技术领域，具体为一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法。
背景技术
随着我国畜牧业的迅速发展，畜禽粪污对环境造成的污染越来越严重。一般养牛场主要通过厌氧发酵和堆肥发酵等方式来进行无害化处理，由于厌氧发酵受装置的容量限制，不适合规模较大的养殖场采用。由于牛粪中水分含量在80％以上，这就影响了牛粪的透气性和牛粪中自然发酵菌的活性温度，使牛粪发酵周期延长。国内目前牛粪堆肥发酵时大多采用添加秸杆、稻壳等方法来吸收水分和增加透气性，这种方法稻壳、秸杆腐熟不彻底，施于农田易造成二次腐熟烧苗现象。
绿狐尾藻已被广泛应用在污染水体净化和修复工程，植物收割是水质净化系统管理和维护的重要环节，大量绿狐尾藻收割后如何处置，成为亟待解决的问题。新鲜收割的水草含水率高(90％)，若直接堆置，内部易形成厌氧环境散发臭味，同时有大量渗滤液流出易滋生蚊蝇。目前大部分水草被视作城市垃圾进行填埋处理，占用大量土地造成资源的浪费。绿狐尾藻含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素，适宜作为堆肥原料。好氧堆肥有很强的物质转化能力，堆肥过程稳定、便于控制，将其用于堆肥具有明显的优势。
生物质炭是生物质在缺氧环境中，经高温热裂解生成的固态产物，具有含碳量高、比表面积大、疏松多孔等特性。因此，生物质炭可作为高性能吸附材料、土壤改良剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等。研究表明，生物质炭的添加可提高堆肥过程中氮的利用率，增强微生物活性，加快堆肥进程，减少氮素损失。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，具备成本低、水生植物生物质和农业废弃物牛粪资源综合利用、氮素固定率高、肥效好等优点，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，按以下步骤制备而成：
S1、称取堆肥所需的堆肥原料：所述堆肥原料由新鲜绿狐尾藻、牛粪、稻草、锯木屑和废弃生物质碳组成，所述绿狐尾藻、牛粪、稻草、锯木屑和废弃生物质炭的添加比例分别为30％～70％、12％～52％、5％、10％、3％；
S2、复合菌剂制备：分别取浓度为1×108_cfu/mL的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母和绿色木霉孢子悬浮液按体积比1：0.5：0.6：0.8混匀制得堆肥用微生物复合菌剂；
S3、混匀堆肥：将所述原料接种步骤S2，所述微生物复合菌剂后混合均匀形成堆肥堆体，移至堆肥场所，并在堆肥堆体中设置温度监测装置，定期采用翻堆机械对混合物料进行好氧发酵翻堆，直至形成堆肥半成品，接着将所述堆肥半成品进行二次发酵翻堆，直至混合物料腐熟为有机肥成品，其中，所述好氧发酵翻堆为频率3～4d/次，发酵时间为9～16d，所述二次发酵翻堆频率为7～9d/次，发酵时间为21～36d。
优选的，所述堆肥原料总含水率为60～70％，物料碳氮比为25：1～30：1。
优选的，所述新鲜绿狐尾藻为机械破碎至长度4～5cm的物料，所述稻草为机械破碎至长度2～4cm的物料，所述锯木屑和废质生物质炭粒径为1～2mm。
优选的，所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌菌液的制备方法具体为，将枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌接种于LB液体培养基，37℃震荡培养48h，获得对应的菌液；所述LB液体培养基组分为胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCl为10g、蒸馏水1000mL，整体pH为7.0。
优选的，所述酿酒酵母菌菌液的制备方法具体为，将酿酒酵母接种于PD培养基，30℃震荡培养48h，获得对应的菌液；所述PD液体培养基配方为胰蛋白胨20g、酵母提取物10g、葡萄糖20g、蒸馏水1000mL，整体pH为4.5～5.0。
优选的，所述绿色木霉孢子悬浮液的制备方法具体为，将绿色木霉接种于固体培养基A，30℃培养4d，刮取孢子置于无菌水混合均匀，获得对应的悬浮液；所述固体培养基A配方为蔗糖10g、玉米粉12g、NH4NO3为2g、大豆粕5g、MgSO4·7H2O为1g、KH2PO4为3g。
优选的，所述微生物复合菌剂添加量为5～10L/t。
优选的，所述堆肥堆体宽度为1.5～2m，高度为1.2～1.5m。
优选的，所述的翻堆机械为铲车。
本发明具备以下有益效果：
1、该利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，通过首次利用绿狐尾藻直接破碎后堆肥，免除了传统水生植物堆肥的机械脱水或自然脱水等环节，减少了工作量和场地，同时兼具对水草的资源化利用，使得收割后的水草应用于堆肥原料，减少水草的后续处理工作量,并避免其二次污染。
2、该利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，通过所用堆肥原料为农业生产废弃物，实现了废弃物循环利用，制得的有机肥肥效好，有机质含量(干重)达到45％以上，总养分(干重)达到5％以上，水分(鲜重)30％以下，蛔虫卵和粪大肠杆菌的那个有害生物的杀灭率均达到95％以上，重金属(以烘干基计)含量均低于限量标准，符合有机肥料国家标准(NY525-2012)。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，按以下步骤制备而成：
S1、称取堆肥所需的堆肥原料：所述堆肥原料由新鲜绿狐尾藻、牛粪、稻草、锯木屑和废弃生物质碳组成，所述绿狐尾藻、牛粪、稻草、锯木屑和废弃生物质炭的添加比例分别为30％～70％、12％～52％、5％、10％、3％；
S2、复合菌剂制备：分别取浓度为1×108cfu/mL的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母和绿色木霉孢子悬浮液按体积比1：0.5：0.6：0.8混匀制得堆肥用微生物复合菌剂；
S3、混匀堆肥：将所述原料接种步骤S2，所述微生物复合菌剂后混合均匀形成堆肥堆体，移至堆肥场所，并在堆肥堆体中设置温度监测装置，定期采用翻堆机械对混合物料进行好氧发酵翻堆，直至形成堆肥半成品，接着将所述堆肥半成品进行二次发酵翻堆，直至混合物料腐熟为有机肥成品，其中，所述好氧发酵翻堆为频率3～4d/次，发酵时间为9～12d，所述二次发酵翻堆频率为7～9d/次，发酵时间为21～27d。
其中，所述堆肥原料总含水率为60～70％，物料碳氮比为25：1～30：1。
其中，所述新鲜绿狐尾藻为机械破碎至长度4～5cm的物料，所述稻草为机械破碎至长度2～4cm的物料，所述锯木屑和废质生物质炭粒径为1～2mm。
其中，所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌菌液的制备方法具体为，将枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌接种于LB液体培养基，37℃震荡培养48h，获得对应的菌液；所述LB液体培养基组分为胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCl10g、蒸馏水1000mL，整体pH为7.0。
其中，所述酿酒酵母菌菌液的制备方法具体为，将酿酒酵母接种于PD培养基，30℃震荡培养48h，获得对应的菌液；所述PD液体培养基配方为胰蛋白胨20g、酵母提取物10g、葡萄糖20g、蒸馏水1000mL，整体pH为4.5～5.0。
其中，所述绿色木霉孢子悬浮液的制备方法具体为，将绿色木霉接种于固体培养基A，30℃培养4_d，刮取孢子置于无菌水混合均匀，获得对应的悬浮液；所述固体培养基A配方为蔗糖10g、玉米粉12g、NH4NO3为2g，所述NH4NO3为硝酸铵、大豆粕5g、MgSO4·7H2O为1g，MgSO4·7H2O为七水硫酸镁、KH2PO4为3g，所述KH2PO4为磷酸二氢钾。
其中，所述微生物复合菌剂添加量为5～10L/t。
其中，所述堆肥堆体宽度为1.5～2m，高度为1.2～1.5m。
其中，所述的翻堆机械为铲车。
田间试验：
1、试验材料与方法
1.1试验地点：长沙县金井镇中国科学院长沙农业环境观测研究站循环农业试验地，样地土壤为沙质壤土。
1.2试验时间：2019年5月～2019年8月。
1.3供试作物：供试作物为秋葵。
1.4供试肥料：有机肥、畜禽粪肥、尿素。
1.5试验设计：共设三个处理，每个试验样方8_m2，每个样方8棵，采取随机抽样方法，样方土壤、光照等基本条件一致。
具体处理如下：
处理一：CK，不施用任何肥料；处理二：常规施肥：即每亩施畜禽粪肥800_kg，尿素20_kg，其中粪肥作基肥，尿素作追肥；处理三：本发明的有机肥800_kg，尿素20_kg，其中有机肥作基肥，尿素作追肥。追肥时间为开花结果初期，穴施后浇透水。
2、试验结果与分析
2.1不同处理对秋葵生长性状的影响
施用本发明的有机肥能改善秋葵的生长性状，提高秋葵的产量(下见表一)，与对照相比，有机肥可有效促进秋葵生长，提高株高和单株果数。
处理 株高(m) 单棵果数(个) 增产量(kg/亩) 增产率(％)
CK 1.18 26.4 ----- -----
处理二 1.26 32.3 ----- -----
处理三 1.41 35.4 133.9 9.60
表一：有机肥对秋葵生长性状的影响
从不同处理的结果来看，施用本发明提供的有机肥，平均株高可分别提高23_cm、15_cm，单株果数分别增加9个、3.1个，平均亩产量增加133.9kg；增产率为9.60％，使用本发明制备的有机肥，可以明显的将秋葵的产量提升，从而增加秋葵高度、果数的增长，从而使得同等大小的土地，产出的果数得到进一步的提升，增加土地产出的经济效益，具有良好的推广应用前景。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：按以下步骤制备而成：
S1、称取堆肥所需的堆肥原料：所述堆肥原料由新鲜绿狐尾藻、牛粪、稻草、锯木屑和废弃生物质碳组成，所述绿狐尾藻、牛粪、稻草、锯木屑和废弃生物质炭的添加比例分别为30％～70％、12％～52％、5％、10％、3％；
S2、复合菌剂制备：分别取浓度为1×108cfu/mL的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母和绿色木霉孢子悬浮液按体积比1：0.5：0.6：0.8混匀制得堆肥用微生物复合菌剂；
S3、混匀堆肥：将所述原料接种步骤S2，所述微生物复合菌剂后混合均匀形成堆肥堆体，移至堆肥场所，并在堆肥堆体中设置温度监测装置，定期采用翻堆机械对混合物料进行好氧发酵翻堆，直至形成堆肥半成品，接着将所述堆肥半成品进行二次发酵翻堆，直至混合物料腐熟为有机肥成品，其中，所述好氧发酵翻堆为频率3～4d/次，发酵时间为9～12d，所述二次发酵翻堆频率为7～9d/次，发酵时间为21～27d。
2.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述堆肥原料总含水率为60～70％，物料碳氮比为25：1～30：1。
3.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述新鲜绿狐尾藻为机械破碎至长度4～5cm的物料，所述稻草为机械破碎至长度2～4cm的物料，所述锯木屑和废质生物质炭粒径为1～2mm。
4.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌菌液的制备方法具体为，将枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌接种于LB液体培养基，37℃震荡培养48h，获得对应的菌液；所述LB液体培养基组分为胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCl为10g、蒸馏水1000mL，整体pH为7.0。
5.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述酿酒酵母菌菌液的制备方法具体为，将酿酒酵母接种于PD培养基，30℃震荡培养48h，获得对应的菌液；所述PD液体培养基配方为胰蛋白胨20g、酵母提取物10g、葡萄糖20g、蒸馏水1000mL，整体pH为4.5～5.0。
6.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述绿色木霉孢子悬浮液的制备方法具体为，将绿色木霉接种于固体培养基A，30℃培养4d，刮取孢子置于无菌水混合均匀，获得对应的悬浮液；所述固体培养基A配方为蔗糖10g、玉米粉12g、NH4NO3为2g、大豆粕5g、MgSO4·7H2O为1g、KH2PO4为3g。
7.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述微生物复合菌剂添加量为5～10L/t。
8.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述堆肥堆体宽度为1.5～2m，高度为1.2～1.5m。
9.根据权利要求1所述的一种利用绿狐尾藻对牛粪堆肥的方法，其特征在于：所述的翻堆机械为铲车。
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