CN112321363A - 一种含畜禽粪便的生物肥料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含畜禽粪便的生物肥料，包括以下重量份的原料：畜禽粪便50‑70份、秸秆30‑50份、豆粕20‑30份、中药渣10‑20份、粘结剂5‑8份和生物菌剂1‑3份；其中，生物菌剂由解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合制得。制备方法：(1)称取各原料；(2)将秸秆、豆粕和中药渣粉碎，过筛，得到物料A；(3)将物料A、畜禽粪便和生物菌剂混合，加水搅拌均匀，发酵，得到物料B；(4)将物料B和粘结剂混合，搅拌均匀，造粒烘干，即得。本发明利用生物菌剂将畜禽粪便和秸秆等有机物进行堆肥化利用，显著提高了生物有机肥的养分水平以及有益微生物的存活率、数量和活性，元素配比合理且可以广泛施用。

Description

一种含畜禽粪便的生物肥料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，更具体的说是涉及一种含畜禽粪便的生物肥料及其制备方法和应用。

背景技术

生物肥料又称微生物肥料、接种剂或菌肥(bacterial manure)等，是指以微生物的生命活动为核心，使农作物获得特定的肥料效应的一类肥料制品。微生物在农业上的作用已逐渐被人们所认识，国际上已有70多个国家生产、应用和推广生物肥料，我国也有250家企业年产约数十万吨生物肥料应用于生产，这虽与同期化肥产量和用量不能相比，但确已开始在农业生产中发挥作用，取得了一定的经济效益和社会效应，随着相关研究的深入和市场需求的不断扩大，生物肥料生产已显现出规模化工业生产模式。

目前，由于我国长期大量施用化肥，使单位化肥量的增产量下降，因此有效合理施用化肥，提高化肥利用率已成为一个重要课题。因此，增加有机肥、生物肥料的施用不再是权宜之计，而是降低农民投入，提高产品品质、减少环境污染，取得较大的经济、社会和生态效益的一项有效措施。

但是，现有的生物肥料大多含有少量或不含氮磷钾，不能长时间供应作物的营养。而且，由于生物肥料由活菌构成，通常忌阳光直射和与农药混施，对土壤温度、湿度、酸碱度、有机质含量等环境条件的要求亦较为严格，从而限制了生物肥料的快速发展。

因此，如何提供一种元素配比合理且可以广泛施用的生物肥料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含畜禽粪便的生物肥料及其制备方法和应用，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含畜禽粪便的生物肥料，包括以下重量份的原料：畜禽粪便50-70份、秸秆30-50份、豆粕20-30份、中药渣10-20份、粘结剂5-8份和生物菌剂1-3份；其中，生物菌剂由解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌以(2-5)：(1-3)：(1-2)的重量比混合制得。

本发明的有益效果在于，利用生物菌剂将畜禽粪便和秸秆等有机物进行堆肥化利用，显著提高了生物有机肥的养分水平以及有益微生物的存活率、数量和活性，元素配比合理且可以广泛施用。其中，解淀粉芽孢杆菌可产生多种α－淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶，以及一系列能够抑制真菌和细菌活性的代谢物；巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌能分解畜禽粪便和秸秆等有机物中的蛋白，产生蛋白酶，为解淀粉芽孢杆菌提供增殖所需的营养物质，同时灭杀有害病菌。

进一步，上述畜禽粪便为猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪和鸭粪中的至少一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，经过生物菌剂堆肥处理后的畜禽粪便中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等养分，同时也能供给作物所需的钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，满足作物生长过程中对多种养分的需要。

进一步，上述秸秆为稻草、小麦秸秆、玉米秸秆和杂草中的至少一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，经过生物菌剂堆肥处理后的秸秆中所含的有机质及磷、钾等元素成为植物生长所需的营养，并产生大量有益微生物，微生物在分解秸秆时，可产生多种有机酸，有机酸对土壤矿质成分有一定的溶解能力，可活化土壤中的营养元素，促进营养元素的有效化，减少作物缺素症的发生，并且能够改良土壤的理化性质，提高土壤有机质，有效培火爆农资招商网肥耕地地力，刺激作物生长发育，改善作物品质，还对土传病害有一定的防治作用。

进一步，上述中药渣为苦参药渣、白术药渣、连翘药渣、丹皮药渣和麦芽药渣中的至少一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，中药经过煎煮提取之后会残留大量药渣，药渣中通常还会残留一部分营养成本和有机物质，主要包括蛋白质、氨基酸、纤维、脂肪等营养物质和氮、铁、磷、锌、铬等微量元素，有利于提高生物肥料的的长效性和利用率。

进一步，上述粘结剂为凹凸棒土、天然石膏、脱硫石膏和硅藻土中的至少一种。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明粘结剂既具有表面活性而引起的化学结合作用，又具有物理缠结的能力，增加物料的结合力，从而制得大小均匀、表面光滑的生物肥料颗粒。

一种含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按上述含畜禽粪便的生物肥料的重量份数称取各原料；

(2)将秸秆、豆粕和中药渣粉碎，过筛，得到物料A；

(3)将物料A、畜禽粪便和生物菌剂混合，加水搅拌均匀，25-35℃发酵5-7天，得到物料B；

(4)将物料B和粘结剂混合，搅拌均匀，造粒烘干，即得含畜禽粪便的生物肥料。

进一步，上述步骤(2)中，过筛的筛网目数为200-300目。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过粉碎过筛，将秸秆、豆粕和中药渣制成较小颗粒，方便混合搅拌和堆肥发酵处理的进行。

进一步，上述步骤(3)中，加水至含水量为40％-60％；搅拌的速度为100-200r/min，时间为20-30min。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过加水搅拌控制堆体含水量为40％-60％，一方面，水能够溶解有机物，参与微生物的新陈代谢，因为在堆肥过程中，微生物需要从周围环境中不断摄取水分以维持其正常的生长代谢，微生物体内及流动状态水是其进行生化反应的介质，微生物只能摄取其生存必须的溶解性养料；②水分蒸发时带走热量，调节堆肥温度。而且，对于好氧堆肥工艺而言，如果含水率过高，超过60％，会造成堆肥物料被紧缩或其内部游离空隙被水膜充填，使游离空隙率降低而影响空气的扩散，并使有机物供氧不足而出现厌氧状态，形成发臭的中间产物(硫化氢、硫醇、氨等)产生恶臭和因硫化物而导致堆料腐败发黑；但若物料中的水分低于40％，就不能满足微生物的生长需要，限制微生物的运动及代谢，使堆料中心部位达不到适宜的高温，有机物难以分解，从而降低反应速率；当含水率低于30％时，微生物在水中摄取营养物质的能力降低，微生物繁殖慢，有机物分解过程进展相当缓慢。

进一步，上述步骤(4)中，搅拌的速度为200-300r/min，时间为30-50min；烘干的温度为60-70℃，烘干至含水率为5％以下。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过将生物肥料进行造粒烘干，使用时就会吸水而膨胀成粉末状，这样增加了生物肥料与土壤的接触面积，有利于农作物更好的吸收养分，从而促进了农作物的生长。

本发明还请求保护一种上述含畜禽粪便的生物肥料在种植小麦和玉米中的应用，施肥量为60-80kg/亩。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用的生物菌剂不仅具有发酵畜禽粪便和秸秆等有机物的作用，而且这些微生物菌群在施入土壤中可以继续繁殖，和土壤中的菌种共存，具有保护植株，杀灭害虫的效果；

2、在处理中药药渣时先将药渣进行处理，将其转化成生物有机肥料，将肥料应用于中药种植业基地，实现了中药行业与中药种植业的合作，实现了从中药种植到提取中药再到制成有机肥料的良性循环，既可以避免中药药渣的浪费，还可以促进中药种植业的发展；

3、本发明生物肥料不仅含有较高的氮磷钾养分水平，还含有多种生物活性物质和有益功能微生物，生物肥料的施用可以显著促进土壤中养分释放，增强土壤肥力和植物抗逆性，提高农作物的产量和品质。

具体实施方式

下面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。

以下实施例中，解淀粉芽孢杆菌，活菌数为2000亿CFU/g，购自山东五福生生态工程有限公司；

巨大芽孢杆菌，活菌数≥200亿CFU/g，购自广州市微元生物科技有限公司，货号为WYYL-JDYBJ-200；

枯草芽孢杆菌，活菌数为200亿CFU/g，购自上海地天生物科技有限公司。

实施例1

含畜禽粪便的生物肥料，包括以下重量份的原料：猪粪50kg、稻草30kg、豆粕20kg、苦参药渣10kg、凹凸棒土5kg、解淀粉芽孢杆菌0.5kg、巨大芽孢杆菌0.3kg和枯草芽孢杆菌0.2kg；

含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按上述含畜禽粪便的生物肥料的重量份数称取各原料；

(2)将稻草、豆粕和苦参药渣粉碎，过200目筛，得到物料A；

(3)将物料A、猪粪、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合，加水至含水量为40％，然后以100r/min的速度搅拌20min至混合均匀，25℃发酵5天，得到物料B；

(4)将物料B和凹凸棒土混合，以200r/min的速度搅拌30min至混合均匀，造粒后60℃烘干至含水率为5％，即得含畜禽粪便的生物肥料。

实施例2

含畜禽粪便的生物肥料，包括以下重量份的原料：牛粪70kg、小麦秸秆50kg、豆粕30kg、白术药渣20kg、天然石膏8kg、解淀粉芽孢杆菌1.2kg、巨大芽孢杆菌1.2kg和枯草芽孢杆菌0.6kg；

含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按上述含畜禽粪便的生物肥料的重量份数称取各原料；

(2)将小麦秸秆、豆粕和白术药渣粉碎，过300目筛，得到物料A；

(3)将物料A、牛粪、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合，加水至含水量为60％，然后以200r/min的速度搅拌30min至混合均匀，35℃发酵7天，得到物料B；

(4)将物料B和天然石膏混合，以300r/min的速度搅拌50min至混合均匀，造粒后70℃烘干至含水率为4％，即得含畜禽粪便的生物肥料。

实施例3

含畜禽粪便的生物肥料，包括以下重量份的原料：鸡粪60kg、玉米秸秆40kg、豆粕25kg、连翘药渣15kg、脱硫石膏6kg、解淀粉芽孢杆菌1.0kg、巨大芽孢杆菌0.5kg和枯草芽孢杆菌0.5kg；

含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按上述含畜禽粪便的生物肥料的重量份数称取各原料；

(2)将玉米秸秆、豆粕和连翘药渣粉碎，过250目筛，得到物料A；

(3)将物料A、鸡粪、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合，加水至含水量为50％，然后以150r/min的速度搅拌25min至混合均匀，30℃发酵6天，得到物料B；

(4)将物料B和脱硫石膏混合，以250r/min的速度搅拌40min至混合均匀，造粒后65℃烘干至含水率为3％，即得含畜禽粪便的生物肥料。

性能测试

1、各取实施例1-3制得的生物肥料，按照NY 884-2012《生物有机肥》的试验方法和要求，分别进行有效活菌数、有机质、水分、pH值、粪大肠菌群数和蛔虫卵死亡率的测定。测定结果如表1所示。

表1实施例1-3生物肥料的性能测定结果

测定项目	测定指标(颗粒)	实施例1	实施例2	实施例3
					有效活菌数(cfu)，亿/g	≥0.20	0.85	0.88	0.95
有机质(以干基计)，％	≥25.0	42.6	43.2	45.8
					水分，％	≤15.0	5	4	3
pH值	5.5-8.5	6.5	6.8	7.2
					粪大肠菌群数，个/g	≤100	12	15	8
蛔虫卵死亡率，％	≥95	98	98	99

由表1可知，本发明实施例1-3制得的生物肥料的各项指标均符合NY884-2012《生物有机肥》的相应要求。其中，实施例3为最佳实施例。

2、小麦田间试验

选取河南省郑州市的一块小麦试验田，平均分为两块，记为常规施肥区和试验施肥区，小麦品种选择百农207，待小麦成熟后分别统计小麦的穗粒数、千粒重和产量，并计算增产率。统计结果如表2所示。

其中，常规施肥区的具体施肥方法为：当地常规施肥，采用阶段施肥方法，分别为底肥、缓秧肥、蘖肥、穗肥，计4次施肥，施肥量及方式与当地农业生产一致；试验施肥区的具体施肥方法为：每亩施实施例3制得的生物肥料80kg，以底肥形式一次性施入，其后不再追施其他肥料。

表2常规施肥区和试验施肥区小麦统计结果

测定指标	穗粒数(粒)	千粒重(g)	产量(kg/亩)
				常规施肥区	26	35.36	453.22
试验施肥区	36	46.58	548.74
				增产率(％)	38.46	31.73	21.08

由表2可知，试验施肥区小麦的穗粒数、千粒重和产量均优于常规施肥区，其中，穗粒数增产38.46％，千粒重增产31.73％，产量增产21.08％。

以上试验说明，本发明生物肥料不仅含有较高的氮磷钾养分水平，还含有多种生物活性物质和有益功能微生物，生物肥料的施用可以显著促进土壤中养分释放，增强土壤肥力和植物抗逆性，提高农作物的产量和品质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种含畜禽粪便的生物肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：畜禽粪便50-70份、秸秆30-50份、豆粕20-30份、中药渣10-20份、粘结剂5-8份和生物菌剂1-3份；

所述生物菌剂由解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌以(2-5)：(1-3)：(1-2)的重量比混合制得。

2.根据权利要求1所述的一种含畜禽粪便的生物肥料，其特征在于，所述畜禽粪便为猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪和鸭粪中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种含畜禽粪便的生物肥料，其特征在于，所述秸秆为稻草、小麦秸秆、玉米秸秆和杂草中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种含畜禽粪便的生物肥料，其特征在于，所述中药渣为苦参药渣、白术药渣、连翘药渣、丹皮药渣和麦芽药渣中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种含畜禽粪便的生物肥料，其特征在于，所述粘结剂为凹凸棒土、天然石膏、脱硫石膏和硅藻土中的至少一种。

6.一种含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)按权利要求1-5任一项所述含畜禽粪便的生物肥料的重量份数称取各原料；

(2)将秸秆、豆粕和中药渣粉碎，过筛，得到物料A；

(3)将物料A、畜禽粪便和生物菌剂混合，加水搅拌均匀，25-35℃发酵5-7天，得到物料B；

(4)将物料B和粘结剂混合，搅拌均匀，造粒烘干，即得所述含畜禽粪便的生物肥料。

7.根据权利要求6所述的一种含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述过筛的筛网目数为200-300目。

8.根据权利要求6所述的一种含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述加水至含水量为40％-60％；所述搅拌的速度为100-200r/min，时间为20-30min。

9.根据权利要求6所述的一种含畜禽粪便的生物肥料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述搅拌的速度为200-300r/min，时间为30-50min；所述烘干的温度为60-70℃，烘干至含水率为5％以下。

10.一种如权利要求1-5任一项所述含畜禽粪便的生物肥料在种植小麦和玉米中的应用，其特征在于，所述含畜禽粪便的生物肥料的施肥量为60-80kg/亩。