CN110845258A - 一种环保型生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型生物有机肥，按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠50～70％、微生物复合菌剂0.1～0.5％、红糖0.05～0.3％、尿素0.5～2.5％、填料12～18％、腐殖酸2～6％、余量为水。本发明还涉及环保型生物有机肥的制备方法。本发明原材料为当地废弃黑木耳段，能减少当地环境污染。产品中未添加任何畜禽粪便，无其他潜在污染物存在。产品有机质含量高于国家标准，拥有较好的疏松性和保水性，使用后可增加土壤有机质含量，能有效缓解土壤板结，提高土壤抗旱能力。产品中有大量益生菌和腐殖酸存在，主要菌群为乳酸菌和放线菌，施用到土壤后能有效提高土壤益生菌群含量，促进作物生长，减少病虫害发生。

Description

一种环保型生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种环保型生物有机肥及其制备方法。

背景技术

我国是一个农业大国，虽然各种农业废弃生物质资源十分丰富、产量大，但是由于农业集约化程度低，导致其产地分散、再利用效率低。大部分的农业废弃生物质资源不能得到妥善处理，在浪费了大量资源的同时，还造成了严重的环境污染。此外化肥的大量生产和使用危害着生态环境平衡和人类健康，人类不得不寻找有效的化学肥料代替品。所以从节约资源、环境保护、农产品安全等方面考虑，如何采用恰当的技术路线和方案、以现代农业工程技术手段大规模地利用和转化农业固体有机废弃物资源，将其变废为宝，是我国有机农业当前迫切需要解决的问题之一。

废菌糠是食用菌生产后的剩余废料，由于我国食用菌总产量和总出口量已跃居世界第一，每年产生的菌糠至少有400万吨。处理菌糠的传统方法是丢弃或燃烧，这不但造成资源浪费，同时还导致霉菌和害虫滋生，增加空气中有害孢子和害虫的数量，污染环境。

作为农业废弃生物质资源的一种，其有机质含量高、各种速效养分齐全，并且含有多种植物生长促进物质，是极具潜力的生物肥料资源。早在上个世纪七十年代，人们就开始了将菌糠再利用的研究，但是总体来说仍未受到足够的重视。而且，现有的废菌糠的再利用效率不高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种环保型生物有机肥，添加尿素、微生物和腐殖酸等，使制得的有机肥肥效好、废菌糠的再利用效率高。

本发明的具体技术方案如下：

一种环保型生物有机肥，按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠50～ 70％、微生物复合菌剂0.1～0.5％、红糖0.05～0.3％、尿素0.5～2.5％、填料12～ 18％、腐殖酸2～6％、余量为水。

本发明中废木耳菌糠是生物有机肥的基质，微生物复合菌剂能够使得菌糠快速发酵，减少发酵周期；尿素、红糖等主要为微生物复合菌剂提供初期发酵的养分；腐殖酸能够提高有机肥的有机质含量，同时使得发酵之后的有机肥能够具备改良土壤，提高作物抗逆能力等。

在不降低有机质含量的前提下增加发酵之后有机肥的可塑性和比重，优选的，所述填料由煤泥炭和其他填料组成，煤泥炭和其他填料的质量比为8～12:5。

优选的，所述填料的粒径为500目～1000目。

本发明还涉及所述环保型生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将微生物复合菌剂、红糖、尿素、废木耳菌糠混匀，加水并调节其含水量；

(2)将步骤(1)得到的物质于发酵池中发酵，发酵过程中进行翻抛、使之充分腐熟；

(3)将腐熟后的物料加入填料、腐殖酸，然后调节pH值，粉碎，得到环保型生物有机肥。

优选的，步骤(1)中，加水并调节其含水量至60～70％；在该水分含量条件下能保持一定的通透性、同时还能为发酵微生物提供足够的水分。

优选的，步骤(2)中，发酵过程中当物质温度达到60～65℃时进行第一次翻抛，以后每隔2～3天翻抛一次、当物质水分低于20％时停止翻抛。翻抛的目的在于增加堆肥的通气性、散发发酵热能以及将外面未发酵的部分内翻，使之充分腐熟。当物料稀松，没有臭味，物料呈黑褐色，温度开始降至常温，表面有白色菌丝时腐熟完成。

优选的，步骤(3)中，调节pH值至5.5-8.5。

本发明和现有技术相比，具有如下优势：

1、原材料为当地废弃黑木耳段，易于获取，并且能减少当地环境污染。

2、产品中未添加任何畜禽粪便，无其他潜在污染物存在，产品绿色环保。

3、产品有机质含量高于国家标准，拥有较好的疏松性和保水性，使用后可增加土壤有机质含量，能有效缓解土壤板结，提高土壤抗旱能力。

4、产品中有大量益生菌和腐殖酸存在，主要菌群为乳酸菌和放线菌，施用到土壤后能有效提高土壤益生菌群含量，促进作物生长，减少病虫害发生。

附图说明

图1为氮肥减施处理对叶绿素含量的影响图；

图2为氮肥减施处理对还原型维生素C含量的影响图；

图3为氮肥减施处理对可溶性糖含量的影响图。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步说明本发明，本发明未提及部分均为现有技术。

本发明所述的微生物复合菌剂由吉林农大提供。

本发明所述的填料为本领域内常见的填料，在此不再详述。

本发明实施例中填料的粒径为500目～1000目。

本发明实施例中的废木耳菌糠采用如下方法获取：收购废弃木耳菌段，将废弃木耳菌段中菌糠和塑料袋分离，得到废木耳菌糠。

实施例1

一种环保型生物有机肥，按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠60％、微生物复合菌剂0.2％、红糖0.1％、尿素1％、凹凸棒土5％、煤泥炭10％腐殖酸4％、余量为水。

上述环保型生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将微生物复合菌剂、红糖、尿素、废木耳菌糠混匀，加水并调节其含水量至60～70％；

(2)将步骤(1)得到的物质于发酵池中发酵，发酵池规格为2.0m×1.5m×100m，发酵过程中当物质温度达到60～65℃时进行第一次翻抛，以后每隔2～3天翻抛一次、当物质水分低于20％时停止翻抛；观察物料，当物料稀松，没有臭味，物料呈黑褐色，温度开始降至常温，表面有白色菌丝时腐熟完成；

(3)将腐熟后的物料加入填料、腐殖酸，然后调节pH值至5.5-8.5，粉碎，得到环保型生物有机肥。

实施例2

一种环保型生物有机肥，按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠50％、微生物复合菌剂0.5％、红糖0.05％、尿素2.5％、白土5％、煤泥炭8％、腐殖酸 6％、余量为水。

上述环保型生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将微生物复合菌剂、红糖、尿素、废木耳菌糠混匀，加水并调节其含水量至60～70％；

(2)将步骤(1)得到的物质于发酵池中发酵，发酵池规格为2.0m×1.5m×100m，发酵过程中当物质温度达到60～65℃时进行第一次翻抛，以后每隔2～3天翻抛一次、当物质水分低于20％时停止翻抛；观察物料，当物料稀松，没有臭味，物料呈黑褐色，温度开始降至常温，表面有白色菌丝时腐熟完成；

(3)将腐熟后的物料加入填料、腐殖酸，然后调节pH值至5.5-8.5，粉碎，得到环保型生物有机肥。

实施例3

一种环保型生物有机肥，按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠70％、微生物复合菌剂0.1％、红糖0.3％、尿素0.5％、滑石粉18％、腐殖酸2％、余量为水。

上述环保型生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将微生物复合菌剂、红糖、尿素、废木耳菌糠混匀，加水并调节其含水量至60～70％；

(2)将步骤(1)得到的物质于发酵池中发酵，发酵池规格为2.0m×1.5m×100m，发酵过程中当物质温度达到60～65℃时进行第一次翻抛，以后每隔2～3天翻抛一次、当物质水分低于20％时停止翻抛；观察物料，当物料稀松，没有臭味，物料呈黑褐色，温度开始降至常温，表面有白色菌丝时腐熟完成；

(3)将腐熟后的物料加入填料、腐殖酸，然后调节pH值至5.5-8.5，粉碎，得到环保型生物有机肥。

实施例4

一种环保型生物有机肥，按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠65％、微生物复合菌剂0.3％、红糖0.15％、尿素2％、凹凸棒土14％、腐殖酸5％、余量为水。

上述环保型生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：

(1)将微生物复合菌剂、红糖、尿素、废木耳菌糠混匀，加水并调节其含水量至60～70％；

(2)将步骤(1)得到的物质于发酵池中发酵，发酵池规格为2.0m×1.5m×100m，发酵过程中当物质温度达到60～65℃时进行第一次翻抛，以后每隔2～3天翻抛一次、当物质水分低于20％时停止翻抛；观察物料，当物料稀松，没有臭味，物料呈黑褐色，温度开始降至常温，表面有白色菌丝时腐熟完成；

(3)将腐熟后的物料加入填料、腐殖酸，然后调节pH值至5.5-8.5，粉碎，得到环保型生物有机肥。

本发明环保型生物有机肥对小白菜的作用效果研究

小白菜俗称不结球白菜，富含抗过敏的多种维生素以及钾、硒等有利于身体健康的物质，小白菜不仅有利于预防心血管疾病，而且还能健脾利尿，促进吸收。是我国普遍种植的蔬菜。据统计，小白菜的种植量在长江中下游大城市中占蔬菜总量的30％～40％。本章通过对小白菜成熟期的叶绿素、还原型维生素C、可溶性蛋白质、硝酸盐、根系活力及小白菜生长指标、产量进行测定，探讨黑木耳菌糠发酵后制成有机肥、有机无机复混肥的应用效果，旨在为黑木耳菌糠的开发利用提供技术保障和理论基础。

1.1材料与方法

1.1.1试验地点与材料

试验于2019年9月20日～2019年10月21日在吉林省长春市吉林农业大学农博园13号门附近现代日光温室大棚内进行，供试土壤类型为黑土。采自吉林农业大学农业科学试验站，新鲜土样经风干磨细去除残茬，过筛2mm保存备用。供试土壤的理化性质为：全氮1.03g/kg，碱解氮121.74mg/kg，有效磷18.2mg/kg，速效钾80.72mg/kg，有机质23.59g/kg，pH 6.51。

供试小白菜为吉林春雨种业有限公司的“杂交小白菜”。

供试肥料尿素产自中化山东肥业有限公司，全氮≥46.0％

粒状重过磷酸钙产自云南云天化股份有限公司，全磷(P2O5)≥46.0％

硫酸钾产自石家庄和合化工化肥有限公司，全钾(K2O)≥50％

以下所称的有机肥是指本发明实施例1制得的环保型生物有机肥。

1.1.2试验设计

盆栽所用的器皿为自制长方形木箱，每个木箱长50cm、宽40cm、高30cm，装土30kg，肥料施入土壤表层以下8～10cm处，一次性施肥。在调节含水量至20％后，每个木箱均匀地撒80粒小白菜种子，再覆盖一层0.5cm的细土，在小白菜出苗的第7天、10天、12天进行定苗处理，定苗时确保每个木箱小白菜苗的数量为25株。前期每两天浇一次水，后期每一天浇一次水，每次浇水量为500 ml。同时保持相同的田间管理。

有机肥对小白菜生长发育影响

本部分共设7个处理，每个处理重复三次。CK为对照组(CK)不施任何肥料；处理2(F)为施用纯化肥(农业一般生产用量)；处理3为在施用化肥的同时施用有机肥；处理4为减少氮肥25％的施用量，同时施用有机肥；处理5 为减少氮肥50％的施用量，同时施用有机肥；处理6为减少氮肥75％的施用量，同时施用有机肥；处理7为减少氮肥100％的施用量，同时施用有机肥；所有处理除了空白不施任何肥料外，其它各处理的磷、钾施用量相同，具体施肥量见表 1-1。

表1-1 氮肥减施处理小白菜的施肥量

1.1.3测量指标与方法

1.1.3.1小白菜生长指标的测定

在小白菜生长31天时收获，每个处理随机选取10株长势相同的小白菜，用千分之一天平测量产量，然后计算每株白菜的地上部分鲜重、干重，地下部分鲜重、干重。每个小区选5株用直尺和游标卡尺测定小白菜的叶片数、株高、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长、根长。根系活力的测定：采用TTC法。

1.1.3.2小白菜品质指标的测定

每个处理随机抽取小白菜5株，将地下部分减掉然后用研钵捣碎磨成匀浆用于测定营养品质。还原型维生素C的测定：采用碘酸钾滴定法；可溶性糖含量的测定：采用蒽酮试剂法；可溶性蛋白质含量的测定：采用考马斯亮蓝染色法；粗纤维含量的测定：采用酸性洗涤剂法。叶绿素含量的测定：采用丙酮乙醇混合液法；详细参照曹健康《果蔬采后生理生化实验指导》、鲍士旦主编的《土壤农化分析》第三版。硝酸盐的测定：采用紫外分光光度法。

1.1.3.3土壤理化性质的测定

小白菜收获后，按照四分法取一定盆栽土壤风干、过筛，用于土壤理化性质的分析。其中全氮的测定：采用浓硫酸-混合催化剂消煮凯氏定氮法；碱解氮：碱解扩散法；有效磷：采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法；速效钾：采用火焰光度法；有机质：采用重铬酸钾容量法；pH值：采用pH计法。详细参照鲍士旦主编的《土壤农化分析》第三版。

1.1.4数据处理

采用Excel2007进行数据的计算、绘图，DPSv7.05软件进行方差分析，平均值之间的比较采用新复极差法。

1.2结果与分析

1.2.1不同施肥处理对小白菜生长指标的影响

1.2.1.1不同施肥处理对小白菜株高、茎粗等指标的影响

由表1-2可以看出，50％N+OF的叶片数最多为5.67，CK最少为5.13，但各处理之间均没有达到显著性差异，说明不施肥、施化肥、有机肥+化肥对小白菜的叶片数影响不大。对于小白菜的叶长、叶宽来说，F+OF叶长最大为11.05cm， CK最小为6.8cm；F+OF叶宽最大为6.31cm，CK最小为4.15cm；F+OF叶柄长最大为6.91cm，0％N+OF叶柄长最小为5.4cm；F+OF、75％N+OF、50％N+OF、 25％N+OF、0％N+OF相比较，可以看出小白菜的叶长、叶宽、叶柄长随着氮肥的减施逐渐下降。则表明增加氮肥的施入量可以提高小白菜的叶长、叶宽。F与 75％N+OF叶长、叶宽、叶柄长相比较说明增加有机肥3000kg/hm2施入量可以减少一般农业生产用量25％的氮肥施用量。所有处理叶长、叶宽均与CK有显著性差异，说明适当施肥可以提高小白菜的叶长、叶宽。

小白菜的株高F+OF最大为25.85cm，CK最小为18.72cm；茎粗F+OF最大为3.91cm，CK最小为2.56cm；F+OF株高大于F说明在氮肥施用量不变的情况下，增施有机肥可以增加小白菜的株高。所有处理均与CK均达到显著性差异，说明适当的施肥可以增加小白菜的茎粗。

表1-2 氮肥减施处理对小白菜株高、茎粗等指标的影响

注：表中大写字母表示1％极显著水平，小写字母表示5％显著水平。以下同。

1.2.1.2不同施肥处理对小白菜产量和根长的影响

由表1-3可以看出，F+OF和75％N+OF的根长相对于0％N+OF、50％N+OF、 25％N+OF均达到极显著水平，说明在有机肥施肥量不变的情况下，增加氮肥的施入量可以增加小白菜根长。F+OF相对于CK根长增长率达到100％以上。F+OF 的根长大于F达到极显著水平，说明在氮肥施用量不变的情况下，增施有机肥可以增加小白菜的根长。

F+OF、75％N+OF、50％OIF、25％N+OF、0％N+OF与CK相比，小白菜的地上部分重增长了16.5％～162％，说明增加氮肥的施入量可以明显增加小白菜的地上部分重，小白菜的地下部分重所有处理均与CK相比较均达到显著水平，说明适当施肥可以增加小白菜的地下部分重。

表1-3 氮肥减施处理对小白菜产量和根长的影响

小白菜的产量F+OF＞75％N+OF＞F＞25％N+OF＞50％N+OF＞0％N+OF ＞CK，所有处理与CK相比增长了74.5％～159％，75％N+OF与F相比较，75％ N+OF大于F，但差异性不明显，说明增加有机肥3000kg/hm²的施入量可以减少一般农业生产用量25％的氮肥施用量。0％N+OF与CK相比较，0％N+OF产量增长了74.5％且差异极显著，说明不施氮肥+有机肥配施与不施肥相比可以显著增加小白菜产量。

1.2.2不同施肥处理对小白菜品质的影响

1.2.2.1不同施肥处理对小白菜叶绿素含量的影响

叶绿素含量是反应小白菜光合作用的一个重要生理指标，叶绿素含量的增加有助于小白菜的生长发育，提高其产量。由图1可以看出，F+OF叶绿素含量最高，CK处理叶绿素含量最低。F+OF叶绿素含量大于F，两者差异达到显著水平，说明在氮肥施肥量不变的情况下，增施有机肥可以增加小白菜叶绿素含量。F+OF、 75％N+OF、50％OIF、25％N+OF、0％N+OF相比较可以看出增加氮肥的施入量可以增加小白菜的叶绿素含量。

1.2.2.2不同施肥处理对小白菜还原型维生素C含量的影响

还原型维生素C，是人类营养学中最重要的维生素之一，人体缺乏还原型维生素C容易出现坏血病，近年来，研究发现还原型维生素C可以增强抗肿瘤能力。对人类健康具有重要有意义。由图2可以看出小白菜的还原型维生素C含量0％N+OF最高，不施肥处理小白菜的维生素C含量最低，F+OF、75％N+OF、50％OIF、25％N+OF、0％N+OF相比较，在有机肥施肥量一定的情况下，减施氮肥能够增加小白菜还原型维生素C的含量。虽然F+OF还原型维生素C的含量大于F但差异没有达到显著水平，说明氮肥施肥量不变的情况下，增施有机肥不能显著提高小白菜的还原型维生素C的含量。所有处理还原型维生素C的含量都大于不施肥处理且差异均达到显著水平，说明施一定量的肥料可以提高小白菜维生素C的含量。

1.2.2.3不同施肥处理对小白菜可溶性糖含量的影响

小白菜可溶性糖主要是指能够溶于乙醇或者溶于水的寡聚糖和单糖。小白菜可溶性糖含量的高低与小白菜的成熟度、品质息息相关。糖也是小白菜组织中重要的能量贮藏物质，糖为小白菜呼吸作用提供主要的能量。由图3可以看出，除 25％N+OF、0％N+OF外其它处理虽有差别但差异性没有达到显著水平，0％ N+OF与CK相比较，0％N+OF可以提高小白菜的可溶性糖含量。0％N+OF、25％ N+OF与F+OF、75％N+OF、50％N+OF相比较，说明有机肥施肥量不变的情况下，减少一定氮肥的施入量可以增加小白菜可溶性糖含量。

1.2.3不同施肥处理对土壤理化性质的影响

由表1-4可以看出，土壤的全氮与种植前相比除了CK、F略有下降外，其它处理全氮均有不能程度的上升，F+OF上升幅度最大，比种植前上升了8.1％。土壤的碱解氮与种植前相比，对照组不施肥处理有明显下降外，其它处理碱解氮的含量均有不同程度的增加。F+OF上升的幅度最大，比种植前上升了10.1％， 0％N+OF增加幅度最小，比种植前上升了1.4％。

土壤的有效磷含量除了CK外，其它处理均比种植前有大幅度上升，其中25％N+OF上升幅度最大，在整个磷肥的施肥过程中说明小白菜施磷肥量过大，不但造成了磷肥的浪费，而且增强了环境潜在的污染性。土壤的速效钾含量除了不施肥处理有下降外，其它处理均有不同程度的上升，其中50％N+OF上升的幅度最大，比种植前上升了18.1％，也不同程度造成了钾肥的浪费。

CK、F土壤有机质含量有所下降，其它处理均有所上升，但差异与种植前均没达到显著水平。从趋势上来看，施同一水平的有机质含量的肥料，处理间均没差异。土壤的pH值，F、F+OF与种植前有小幅度下降，其它均有不同程度的上升，其中不施肥处理pH值上升幅度最大，达到显著水平。

表1-4 氮肥减施处理对土壤理化性质的影响

1.3结论

经研究表明，本发明制得的环保型生物有机肥+化肥能够明显提高小白菜叶绿素含量。这是由于有机肥能够改善小白菜的生长环境，有利于小白菜的生长。

研究表明施用有机肥能够提高小白菜产量，改善小白菜营养品质。本研究表明，施用黑木耳菌糠有机肥能够显著提高小白菜叶长、叶宽、株高、茎粗、还原型维生素含量。有机肥对小白菜可溶性蛋白质的含量影响不大。同时对于小白菜的产量来说，增加有机肥3000kg/hm²的施入量可以减少氮肥25％的施入量。所有有机肥+化肥处理与不施肥处理相比产量增加了74.5％～159％。本发明制得的环保型生物有机肥与化肥配施可以增加小白菜的产量。

通过对小白菜叶绿素、产量与品质的比较，可以初步认为黑木耳菌糠发酵制成有机肥对于小白菜实现优质、高产、低污染作用效果显著。黑木耳菌糠有机肥可以在实际生产中应用。

Claims (7)

1.一种环保型生物有机肥，其特征在于按照质量分数计包括如下物质：废木耳菌糠50～70％、微生物复合菌剂0.1～0.5％、红糖0.05～0.3％、尿素0.5～2.5％、填料12～18％、腐殖酸2～6％、余量为水。

2.根据权利要求1所述的环保型生物有机肥，其特征在于，所述填料由煤泥炭和其他填料组成，煤泥炭和其他填料的质量比为8～12:5。

3.根据权利要求1或2所述的环保型生物有机肥，其特征在于，所述填料的粒径为500目～1000目。

4.权利要求1或2或3所述的环保型生物有机肥的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将微生物复合菌剂、红糖、尿素、废木耳菌糠混匀，加水并调节其含水量；

(2)将步骤(1)得到的物质于发酵池中发酵，发酵过程中进行翻抛、使之充分腐熟；

(3)将腐熟后的物料加入填料、腐殖酸，然后调节pH值，粉碎，得到环保型生物有机肥。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，加水并调节其含水量至60～70％。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，发酵过程中当物质温度达到60～65℃时进行第一次翻抛，以后每隔2～3天翻抛一次、当物质水分低于20％时停止翻抛。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，调节pH值至5.5-8.5。

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