CN110668877A - 一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥及其制备方法 - Google Patents

一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，由包括如下原料制备得到：含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物，电解锰渣，动物性来源废物，农副加工业产生的有机废物，厨余垃圾，能够产生分解纤维素和木质素酶的菌株，复合发酵菌，光合菌，活性炭，蛭石，贝壳粉，腐殖酸，氮肥，钾肥，磷肥。该有机肥合理的利用各种废弃物，通过多级发酵，充分利用含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物，同时利用微生物发酵同化作用将矿物元素与生物分子有机的结合在一起，既能够提供作物所需的各种元素特别是中微量元素，又能够根据作物需要缓慢释放营养元素，避免烧根烧苗的现象。

Description

一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓 释有机肥及其制备方法
技术领域
本发明属于有机微生物菌肥生产领域，尤其是涉及一电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥及其制备方法。
背景技术
电解锰渣是碳酸锰矿经硫酸法浸取制备电解锰液后产生的一种固体废弃物。针对电解锰工业生产过程中所产生的大量电解锰渣，不仅占用土地，而且可能污染环境等突出问题，充分发挥电解锰渣氮素相对丰富，且含有硒、硼、锰、铁、钾、有机质、氨态氮等营养元素的特点，研究电解锰渣潜在的肥料资源化利用价值，变废为宝，降低农业施锰肥的成本，提高作物产量，改善作物品质，减少环境污染，实现工业废料的资源化综合循环利用，维护生态安全，促进环境友好协调发展。
目前，电解锰渣在农业上的应用方式主要是将电解锰渣与有机肥或无机肥简单的混合，为了提高作物生长发育效率，往往在作物的生长发育周期范围内多次施肥，但在施肥过程中，由于肥料自身结构、成份、作物对营养成分的吸收能力等诸多因素，往往导致施加的肥料不足以充分有效的发挥肥效，从而导致大量的肥料浪费，增加施肥作业的成本和劳动强度的同时，易导致因过量使用肥料而造成植物根系受损，即烧苗、烧根现象，反而不利于作物的生长。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种既能够提供作物所需的中微量元素，又能够缓慢释放营养元素，避免烧根烧苗的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，该有机肥由包括如下重量份数的原料制备得到：含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物30-90份，电解锰渣1-50份，动物性来源废物0-20份，农副加工业产生的有机废物0-20份，厨余垃圾0-20份，能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株0.01-0.1份，复合发酵菌0.01-0.1份，光合菌0.01-0.02份，固氮菌0.01-0.02份，活性炭1-5份，蛭石1-2份，贝壳粉1-5份，腐殖酸1-15份，氮肥0-20份，钾肥0-20份，磷肥0-10份。
优选的，所述含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物为作物秸秆、棉籽壳、树叶、树枝、木渣、干草、杂草、草渣中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、小米秸秆、花生秧、豆秧、瓜秧、辣椒秧、红薯秧、山药秧中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述动物性来源废物为禽畜垫料和/或排泄物；
所述农副加工业产生的有机废物为稻糠、麦糠、甘蔗渣、糖渣、豆粕、棉粕、茶饼或屠宰废弃物中的一种或两种以上。
所述禽畜为牛、羊、猪、兔子、鸡、鸭、鹅或鸽子中的一种或两种以上。
优选的，所述能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株为白腐霉菌、木霉菌、曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、链格孢霉菌、烟曲霉菌、拟盘多毛孢菌、三角菌、头孢菌、侧耳菌中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述复合发酵菌为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌胶、侧芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌、双歧杆菌、哈茨木霉中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供了上述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，该方法包括如下步骤：
A、培养筛选耐受锰和高氨氮的菌株
用PH＝3-7的醋酸缓冲液或纯水制备电解锰渣浸提液，用浸提液或者硫酸锰溶液配置3种不同Mn2+浓度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到低浓度的培养基上进行培养；从低浓度培养基上选取菌落接种到中间浓度的培养基上，再从中间浓度培养基选取菌落接种到高浓度的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株；
B、一次发酵
将所述步骤A筛选出的菌种与部分的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物充分混合，然后加入1-10重量份的电解锰渣，混合均匀，进行发酵；电解锰渣中含有大量硫酸铵可以作为氮源促进这些真菌的生长，这些真菌的组织成分特别是他们的细胞壁能够与锰等金属元素结合，通过一次发酵扩增菌体，同时这些菌体分泌产生大量的木质素酶和纤维素酶，为下一步的发酵提供条件；
C、二次发酵
(1)向一次发酵后的产物中继续加入剩余的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物、动物性来源废物、农副加工业产生的有机废物以及厨余垃圾和剩余的电解锰渣，翻拌均匀；之后再加入活性炭、蛭石和复合发酵菌，翻拌均匀，进行发酵；一次发酵扩增的真菌在生长的同时与锰元素有机结合，快速分解代谢木质素和纤维素，代谢产物可以被复合发酵菌充分利用；复合酵菌通过有氧发酵产生大量的热，进一步产生多种氨基酸以及生物活性物质，促进作物生长；
(2)当发酵堆中心温度达到60℃，翻堆并继续发酵；之后，每隔1-3天，翻一次堆，直至发酵堆中心温度大于60℃，时间大于7天；因为一次发酵所接种的产木质素和纤维素酶的菌种有可能是作物的条件致病菌，通过复合发酵菌有氧发酵，绝大部分致病真菌被高温或发酵代谢物灭活，一次发酵过程中可能产生的有机毒素如黄曲霉素、呕吐毒素(DON)也在有氧发酵过程中被充分降解(大于98％)；此发酵过程持续高温除了可以有效的杀灭一些可能对作物产生病害的杂菌，包括真菌和细菌，还可以杀灭杂草种子和虫卵；
D、三次发酵
当发酵堆中心温度下降至40℃以下，在发酵堆喷洒光合菌和固氮菌，并翻堆继续发酵1-10天；
E、配制有机肥
当发酵堆中心温度下降至35℃以下，加入腐殖酸、贝壳粉、氮肥、钾肥和磷肥，翻堆拌匀，通过平衡大量元素，中微量元素满足作物需要。
优选的，所述步骤A的具体步骤为：
(1)用1000ml醋酸缓冲液或纯水浸提200g电解锰渣，转速100rpm摇床24小时，10G离心后得到上清液为高浓度浸提液，Mn2+质量浓度范围为1-5％；
(2)用浸提液或者硫酸锰溶液配置Mn2+的质量浓度为0.05％、0.25％、1％浓度梯度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到0.05％的培养基上进行培养，从0.05％的培养基上选取菌落接种到0.25％的培养基上，再从0.25％的培养基上选取菌落接种到1％的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株。
优选的，在所述一次发酵中，环境温度0-50度，物料湿度在30-70％，，一次发酵时间1-30天；在所述二次发酵中，环境温度0-50度，物料湿度在30-70％；二次发酵过程需要14-60天，期间可以通过加水来调整发酵堆的含水量。
优选的，在所述步骤E配制有机肥之前，发酵堆的含水率小于30％。
相对于现有技术，本发明所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥具有以下优势：
(1)本发明所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥合理利用了电解锰渣和一些生物质废弃物，变废为宝，降低农业肥的成本，实现工业废料及生物质废弃物的资源化综合循环利用，维护生态安全。
(2)本发明所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥中添加了筛选的能够耐受高浓度Mn2+并且高效分解纤维素和木质素的菌株，如白腐霉菌、木霉菌、曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、链格孢霉菌、烟曲霉、拟盘多毛孢菌、三角菌、头孢菌、侧耳菌等，这些真菌可以高效的分解代谢废弃物中的纤维素和木质素，为二次发酵提供很好的代谢物。菌体在生长过程中还能与矿渣中的金属离子发生生物结合，包括富集、结合、螯合、吸附等作用，比如菌体细胞壁的分子就可以与金属离子结合，减少了有机肥中游离态的金属离子，避免烧苗现象的发生；
(3)本发明所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥中还添加了复合发酵菌如枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌胶囊、乳酸菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌、植物乳杆菌、光合菌、固氮菌，由于第一次发酵产生了大量的木质素和纤维素酶、糖、醇等发酵代谢物，促进新加入的复合发酵菌快速且更充分利用各种有机废弃物，有氧发酵过程产生大量的热；而一次发酵所接种的产木质素和纤维素酶的菌种有可能是作物的条件致病菌，通过复合发酵菌有氧发酵，绝大部分致病真菌被高温或发酵代谢物灭活，极少部分没有被灭活的致病菌也会因为微生物的拮抗作用不会对作物产生危害，就像人体也存在很多的致病菌但是并不会使人发病。一次发酵过程中可能产生的有机毒素如黄曲霉素、呕吐毒素(DON)也在复合高温有氧发酵过程中被充分降解(大于98％)；
此发酵过程持续高温除了可以有效的杀灭一些可能对作物产生病害的杂菌，包括真菌和细菌，还可以杀灭杂草种子和虫卵；二次发酵过程还可以产生大量的氨基酸和其他的生物代谢物。二次复合发酵菌可以充分利用生物质废弃物及其代谢物，而且在复合发酵的过程中，温度会达到60℃以上，第一次发酵的霉菌会在此温度下被杀死；一次发酵过程中可能会产生一些毒素，而二次复合发酵过程能够充分降解这些毒素，避免这些毒素对人畜作物和环境产生危害。并且二次发酵过程中大量的金属元素还会参与到微生物的生长代谢过程中，金属离子与生物分子形成配合体或鳌合体或复合物，在使用该有机肥的过程中，菌体会逐渐自溶破裂，生物分子与土壤成分形成复合体，由此实现中微量元素的缓释效果。作物通过一系列机制，根据生长需要吸收其中的有益元素，例如根系会分泌有机酸或糖醇促进部分元素溶解吸收。同时，这些细菌发酵过程中产生的还原环境能够实现离子价态的转变，比如将高价态的不能被植物利用的Mn4+转变成能够利用的低价态的Mn2+，六价铬离子转变为三价铬离子，减低金属离子的毒性，提高电解锰渣中的必需元素的利用度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为实施例1与对比例1的Mn离子溶出曲线图；
图2为实施例2与对比例2的Mn离子溶出曲线图；
图3为实施例3与对比例3的Mn离子溶出曲线图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，该有机肥由包括如下重量份数的原料制备得到：
含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物60份：玉米秸秆、棉籽壳、草渣、木渣，
电解锰渣30份，
动物性来源废物10份：牛、羊、猪、鸡的垫料和粪便，
农副加工业产生的有机废物0-20份：稻糠、甘蔗渣、豆粕、棉粕、茶饼和屠宰废弃物，
能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株0.05份：白腐霉菌、木霉菌、曲美菌、镰刀霉菌、青霉菌、头孢菌、侧耳菌，
复合发酵菌0.1份：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌胶、侧芽孢杆菌、乳酸菌、嗜热链球菌、放线菌、哈茨木霉，
光合菌0.01份，
固氮菌0.01份，
活性炭3份，
贝壳粉2份，
腐殖酸10份，
氮肥10份，
钾肥10份，
磷肥5份。
上述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，该方法包括如下步骤：
A、培养筛选耐受锰和高氨氮的菌株
(1)用1000ml醋酸缓冲液或纯水浸提200g电解锰渣，转速100rpm摇床24小时，10G离心后得到上清液为高浓度浸提液，Mn2+质量浓度范围为1-5％；
(2)用浸提液或者硫酸锰溶液配置Mn2+浓度为0.1％、0.25％、1％浓度梯度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到0.1％的培养基上进行培养，从0.05％的培养基上选取菌落接种到0.25％的培养基上，再从0.25％的培养基上选取菌落接种到1％的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株；
B、一次发酵
将所述步骤A筛选出的菌株与一半的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物充分混合，然后加入1-10重量份的电解锰渣，混合均匀，物料湿度30-70％，环境温度0-50度，发酵1-30天；
电解锰渣中含有大量硫酸铵可以作为氮源促进这些真菌的生长，这些真菌的组织成分特别是他们的细胞壁能够与锰等金属元素结合，通过一次发酵扩增菌体，同时这些菌体分泌产生大量的木质素酶和纤维素酶，为下一步的发酵提供条件；
C、二次发酵
(1)向一次发酵后的产物中继续加入剩余的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物、动物性来源废物、农副加工业产生的有机废物和剩余的电解锰渣，翻拌均匀；再加入活性炭、蛭石和复合发酵菌，翻拌均匀，物料湿度30-70％，进行发酵；
一次发酵扩增的真菌在生长的同时与锰元素有机结合，快速分解代谢木质素和纤维素，代谢产物可以被复合发酵菌充分利用；复合发酵菌通过有氧发酵产生大量的热，进一步产生多种氨基酸以及生物活性物质，促进作物生长；
(2)当发酵堆中心温度达到60℃，翻堆并继续发酵；之后，每隔1-3天，翻一次堆，直至发酵堆中心温度大于60℃，时间大于7天，含水量为30％-60％，此过程需要14-60天；
由于第一次发酵产生了大量的木质素和纤维素酶、糖、醇等发酵代谢物，促进新加入的复合发酵菌快速且更充分利用这些原料，有氧发酵过程产生大量的热。而一次发酵所接种的产木质素和纤维素酶的菌种有可能是作物的条件致病菌，通过复合发酵菌有氧发酵，绝大部分致病真菌被高温或发酵代谢物灭活，一次发酵过程中可能产生的有机毒素如黄曲霉素、呕吐毒素(DON)也在复合高温有氧发酵过程中被充分降解(大于98％)；
此发酵过程持续高温除了可以有效的杀灭一些可能对作物产生病害的杂菌，包括真菌和细菌，还可以杀灭杂草种子和虫卵；二次发酵过程还可以产生大量的氨基酸和其他的生物代谢物；
D、三次发酵
当发酵堆中心温度下降至40℃以下，在发酵堆表面喷洒光合菌和固氮菌，并翻堆继续发酵1-10天；
E、配制有机肥
当发酵堆中心温度下降至35℃以下，发酵堆的含水率小于30％，入腐殖酸、贝壳粉、氮肥、钾肥和磷肥，翻堆拌匀，通过平衡大量元素，中微量元素满足作物需要。
实施例2
一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，该有机肥由包括如下重量份数的原料制备得到：
含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物30份：玉米秸秆、小麦秸秆、花生秧、草渣、木渣、棉籽壳，
电解锰渣5份，
动物性来源废物1份：猪、鸡的垫料和粪便，
农副加工业产生的有机废物20份：稻糠、甘蔗渣、豆粕、棉粕、茶饼和屠宰废弃物，
厨余垃圾5份，
能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株0.01份：白腐霉菌、木霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、烟曲霉菌，
复合发酵菌0.01份：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌胶囊、乳酸菌、嗜热链球菌、酵母菌、双歧杆菌，
光合菌0.01份，
固氮菌0.01份，
活性炭1份，
蛭石2份，
贝壳粉1份，
腐殖酸5份，
氮肥5份，
钾肥10份，
磷肥5份。
上述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，该方法包括如下步骤：
A、培养筛选耐受锰离子的菌株
(1)用1000ml醋酸缓冲液或纯水浸提200g电解锰渣，转速100rpm摇床24小时，10G离心后得到上清液为高浓度浸提液，Mn2+质量浓度范围为1-5％；
(2)用浸提液或者硫酸锰溶液配置Mn2+的质量浓度为0.1％、0.25％、0.1％浓度梯度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到0.05％的培养基上进行培养，从0.1％的培养基上选取菌落接种到0.25％的培养基上，再从0.25％的培养基上选取菌落接种到0.1％的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株；
B、一次发酵
将所述步骤A筛选出的菌株与一半的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物充分混合，然后加入1-10重量份的电解锰渣，混合均匀，物料湿度30-70％，环境温度0-50度，发酵1-30天；
电解锰渣中含有大量硫酸铵可以作为氮源促进这些真菌的生长，这些真菌的组织成分特别是他们的细胞壁能够与锰等金属元素结合，通过一次发酵扩增菌体，同时这些菌体分泌产生大量的木质素酶和纤维素酶，为下一步的发酵提供条件；
C、二次发酵
(1)向一次发酵后的产物中继续加入剩余的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物、动物性来源废物、农副加工业产生的有机废物、厨余垃圾和剩余的电解锰渣，翻拌均匀；再加入活性炭、蛭石和复合发酵菌，物料湿度30-70％，环境温度0-50度，进行发酵；
一次发酵扩增的真菌在生长的同时与锰元素有机结合，快速分解代谢木质素和纤维素，代谢产物可以被复合发酵菌充分利用；复合发酵菌通过有氧发酵产生大量的热，进一步产生多种氨基酸以及生物活性物质，促进作物生长；
(2)当发酵堆中心温度达到60℃，翻堆并继续发酵；之后，每隔1-3天，翻一次堆，直至发酵堆中心温度大于60℃，发酵时间大于7天，含水量为30％-60％，此过程需要14-60天；
由于第一次发酵产生了大量的木质素和纤维素酶、糖、醇等发酵代谢物，促进新加入的复合发酵菌快速且更充分利用这些原料，有氧发酵过程产生大量的热。而一次发酵所接种的产木质素和纤维素酶的菌种有可能是作物的条件致病菌，通过复合发酵菌有氧发酵，绝大部分致病真菌被高温或发酵代谢物灭活，一次发酵过程中可能产生的有机毒素如黄曲霉素、呕吐毒素(DON)也在复合高温有氧发酵过程中被充分降解(大于98％)；
此发酵过程持续高温除了可以有效的杀灭一些可能对作物产生病害的杂菌，包括真菌和细菌，还可以杀灭杂草种子和虫卵；二次发酵过程还可以产生大量的氨基酸和其他的生物代谢物；
D、三次发酵
当发酵堆中心温度下降至40℃以下，在发酵堆表面喷洒光合菌和固氮菌，并翻堆继续发酵1-10天；
E、配制有机肥
当发酵堆中心温度下降至35℃以下，发酵堆的含水率小于30％，入腐殖酸、贝壳粉、氮肥、钾肥和磷肥，翻堆拌匀，通过平衡大量元素，中微量元素满足作物需要。
实施例3
一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，该有机肥由包括如下重量份数的原料制备得到：
含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物90份：玉米秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、豆秧、花生秧、草渣、木渣、树枝，
电解锰渣50份，
农副加工业产生的有机废物10份：稻糠、麦糠、甘蔗渣、豆粕、棉粕、茶饼和屠宰废弃物，
厨余垃圾20份，
能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株0.08份：曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、头孢菌，
复合发酵菌0.06份：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌胶囊、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌，
光合菌0.02份，
固氮菌0.02份，
活性炭5份，
蛭石1.5份，
贝壳粉5份，
腐殖酸3份，
氮肥20份，
钾肥5份，
磷肥10份。
上述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，该方法包括如下步骤：
A、培养筛选耐受锰和高氨氮的菌株
(1)用1000ml醋酸缓冲液或纯水浸提200g电解锰渣，转速100rpm摇床24小时，10G离心10钟后得到上清液为高浓度浸提液，Mn2+质量浓度范围为1-5％；
(2)用浸提液或者硫酸锰溶液配置Mn2+的质量浓度为0.05％、0.25％、0.1％浓度梯度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到0.05％的培养基上进行培养，从0.05％的培养基上选取菌落接种到0.25％的培养基上，再从0.25％的培养基上选取菌落接种到0.1％的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株；
B、一次发酵
将所述步骤A筛选出的菌株与一半的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物充分混合，然后加入1-10重量份的电解锰渣，混合均匀，物料湿度30-70％，环境温度0-50度，发酵1-30天；
电解锰渣中含有大量硫酸铵可以作为氮源促进这些真菌的生长，这些真菌的组织成分特别是他们的细胞壁能够与锰等金属元素结合，通过一次发酵扩增菌体，同时这些菌体分泌产生大量的木质素酶和纤维素酶，为下一步的发酵提供条件；
C、二次发酵
(1)向一次发酵后的产物中继续加入剩余的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物、农副加工业产生的有机废物、厨余垃圾和剩余的电解锰渣，翻拌均匀；再加入活性炭、蛭石和复合发酵菌，翻拌均匀，物料湿度30-70％，环境温度0-50度，进行发酵；
一次发酵扩增的真菌在生长的同时与锰元素有机结合，快速分解代谢木质素和纤维素，代谢产物可以被复合发酵菌充分利用；复合发酵菌通过有氧发酵产生大量的热，进一步产生多种氨基酸以及生物活性物质，促进作物生长；
(2)当发酵堆中心温度达到60℃，翻堆并继续发酵；之后，每隔1-3天，翻一次堆，直至发酵堆中心温度大于60℃，发酵时间大于7天，含水量为30％-60％，此过程需要14-60天；
由于第一次发酵产生了大量的木质素和纤维素酶、糖、醇等发酵代谢物，促进新加入的复合发酵菌快速且更充分利用这些原料，有氧发酵过程产生大量的热。而一次发酵所接种的产木质素和纤维素酶的菌种有可能是作物的条件致病菌，通过复合发酵菌有氧发酵，绝大部分致病真菌被高温或发酵代谢物灭活，一次发酵过程中可能产生的有机毒素如黄曲霉素、呕吐毒素(DON)也在复合高温有氧发酵过程中被充分降解(大于98％)；
此发酵过程持续高温除了可以有效的杀灭一些可能对作物产生病害的杂菌，包括真菌和细菌，还可以杀灭杂草种子和虫卵；二次发酵过程还可以产生大量的氨基酸和其他的生物代谢物；
D、三次发酵
当发酵堆中心温度下降至40℃以下，在发酵堆表面喷洒光合菌和固氮菌，并翻堆继续发酵1-10天；
E、配制有机肥
当发酵堆中心温度下降至35℃以下，发酵堆的含水率小于30％，入腐殖酸、贝壳粉、氮肥、钾肥和磷肥，翻堆拌匀，通过平衡大量元素，中微量元素满足作物需要。
试验：
1、离子浸出试验
分别取10g实施例1-3所制备的有机肥，并分别按实施例1-3的物料比例配置成对比例1-3，取10g，分别加入到100ml纯水中做离子浸出试验。
转速100rpm，每隔3小时10G离心10分钟取上清，余下物料继续混匀浸提，连续取样4次，用时12小时，样品用电耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)定量锰离子浓度，绘制溶出浓度曲线图1-3。
从图1-3看出该有机肥中Mn离子的溶出速率比普通化肥慢很多，说明该有机肥能够缓慢释放中微量元素，能够有效避免烧苗现象。
2、效果验证试验
使用实施例1-3所制备的有机肥按100kg/667m2的比例配制育苗基质，并按照每平方种植300颗莴笋种子，10天后观察。
对照组使用普通有机肥100kg/667m2+氮磷钾复合肥20kg/667m2配制育苗基质，并按照每平方种植300颗莴笋种子，10天后观察。
结果：
使用实施例1-3制备的有机肥培育的种子发芽率更高，出苗整齐，存活率高，且出苗更壮，根系更发达健壮，且比对照组同时期种植的植株生长更迅速。
使用对照组配制的有机肥培育的种子的苗期到1个月时出现烂根病，大面积死亡，几乎无存活的幼苗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，其特征在于：该有机肥由包括如下重量份数的原料制备得到：含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物30-90份，电解锰渣1-50份，动物性来源废物0-20份，农副加工业产生的有机废物0-20份，厨余垃圾0-20份，能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株0.01-0.1份，复合发酵菌0.01-0.1份，光合菌0.01-0.02份，固氮菌0.01-0.02份，活性炭0-5份，蛭石0-3份，贝壳粉0-5份，腐殖酸1-15份，氮肥0-20份，钾肥0-20份，磷肥0-10份。
2.根据权利要求1所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，其特征在于：所述含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物为作物秸秆、棉籽壳、树叶、树枝、木渣、干草、杂草、草渣中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求2所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，其特征在于：所述作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、小米秸秆、花生秧、豆秧、瓜秧、辣椒秧、红薯秧、山药秧中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，其特征在于：所述动物性来源废物为禽畜垫料和/或排泄物；所述农副加工业产生的有机废物为稻糠、麦糠、甘蔗渣、糖渣、豆粕、棉粕、茶饼或屠宰废弃物中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，其特征在于：所述能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株为白腐霉菌、木霉菌、曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、链格孢霉菌、烟曲霉、拟盘多毛孢菌、三角菌、头孢菌、侧耳菌中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥，其特征在于：所述复合发酵菌为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌胶、侧芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌、双歧杆菌、哈茨木霉中的一种或两种以上的混合物。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
A、培养筛选耐受Mn2+离子的菌株
用PH＝3-7的醋酸缓冲液或纯水制备电解锰渣浸提液，用浸提液或者硫酸锰溶液配置3种不同Mn2+浓度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到低浓度的培养基上进行培养；从低浓度培养基上选取菌落接种到中间浓度的培养基上，再从中间浓度培养基选取菌落接种到高浓度的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株；
B、一次发酵
将所述步骤A筛选出的菌种与部分的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物充分混合，然后加入1-10重量份的电解锰渣，混合均匀，进行发酵；
C、二次发酵
(1)向一次发酵后的产物中继续加入剩余的含有木质素和纤维素的植物性来源有机废物、动物性来源废物、农副加工业产生的有机废物以及厨余垃圾和剩余的电解锰渣，翻拌均匀；之后再加入活性炭、蛭石和复合发酵菌，翻拌均匀，进行发酵；
(2)当发酵堆中心温度达到60℃，翻堆并继续发酵；之后，每隔1-3天，翻一次堆，发酵堆中心温度大于60℃，时间大于7天；
D、三次发酵
当发酵堆中心温度下降至40℃以下，在发酵堆喷洒光合菌和固氮菌，并翻堆继续发酵1-10天；
E、配制有机肥
当发酵堆中心温度下降至35℃以下，加入腐殖酸、贝壳粉、氮肥、钾肥和磷肥，翻堆拌匀。
8.根据权利要求7所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，其特征在于：所述步骤A的具体步骤为：
(1)用1000ml醋酸缓冲液或纯水浸提200g电解锰渣，转速100rpm摇床24小时，10G离心后得到上清液为高浓度浸提液，Mn2+质量浓度范围为1-5％；
(2)用浸提液或者硫酸锰溶液配置Mn2+的质量浓度为0.05％、0.25％、1％浓度梯度的纤维素培养基，先将能够产生分解纤维素和木质素的酶的菌株接种到0.05％的培养基上进行培养，从0.05％的培养基上选取菌落接种到0.25％的培养基上，再从0.25％的培养基上选取菌落接种到1％的培养基上，生长大而快的菌落就是耐受高浓度Mn2+离子的菌株。
9.根据权利要求7所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，其特征在于：在所述一次发酵中，环境温度0-50度，物料湿度在10-70％，一次发酵时间1-30天；在所述二次发酵中，环境温度0-50度，物料湿度在10-70％，；二次发酵过程需要14-60天。
10.根据权利要求7所述的电解锰渣与生物质废弃物多级复合发酵的中微量元素缓释有机肥的制备方法，其特征在于：在所述步骤E配制有机肥之前，发酵堆的含水率小于30％。
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