CN112939698A - 生物有机肥的分子膜发酵方法 - Google Patents

生物有机肥的分子膜发酵方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物有机肥的分子膜发酵方法，其具体步骤为将发酵原料畜禽粪污和碳类有机废弃物进行破碎处理；有机发酵菌、红糖、水混匀制备成菌剂，喷洒入上述发酵原料中；再推入发酵槽堆成堆，覆盖分子膜进行发酵；发酵15‑25天达到无臭状态，即发酵腐熟完全。生物有机肥中无致病病原菌，虫卵，杂草籽等病虫草害，确保分子膜发酵有机肥施用后不会污染土壤，生长杂草，给作物带来病菌和虫害。发酵过程产生的氨、硫化氢等含有养分的物质充分保留在堆肥中。发酵原料碳类有机废弃物中有机质充分有效矿物质化，转化为腐殖酸，确保发酵成作物能利用，对土壤有用的有机质。

Description

生物有机肥的分子膜发酵方法
技术领域
本发明属于农业技术领域，涉及生物有机肥的分子膜发酵方法。
背景技术
生物有机肥是指具有特定功能的微生物与主要以动植物残体(畜禽粪便、农作物秸秆、中药药渣等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥是在堆肥的基础上，向腐熟物料中添加功能性微生物菌剂进行二次发酵而制成，含有大量功能性微生物。与其他肥料相比，生物有机肥不仅营养元素更为齐全，含有功能性微生物菌剂，可协助释放土壤中潜在养分的功效，促进作物根际有益微生物增殖，同时具有生物利用率高、作用周期长、成本低、对土壤及环境不会造成危害等优点。长期使用生物有机肥可有效改良土壤、提高土壤肥力、调控土壤及根际微生态平衡，提高作物抗病虫能力和作物产品质量。
生物有机肥含有的功能性微生物在土壤中大量定殖形成优势种群，可抑制根际土壤病原菌数量，提高土壤微生物群落功能多样性，使土壤保持健康的微生物生态平衡，显著降低青枯病发病率。生物有机肥中既含氨基酸、蛋白质、糖、脂肪等有机成分，还有氮、磷、钾以及对作物生长有益的中量元素(钙、镁、硫等)和微量元素(铁、锰、铜、锌、钼等)，这些养分不仅能供作物直接吸收利用，还能有效改善土壤保肥性、保水性、缓冲性和通气状况等，为作物提供良好的生长环境。
但是生物有机肥必须彻底腐熟，以杜绝二次发酵，烧根烧苗，因为生物有机肥发酵的过程中会产生大量的热。而传统自然发酵周期长，一旦施用田地，很容易产生二次发酵，就会发生常说的烧根烧苗现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物有机肥的分子膜发酵方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1.一种生物有机肥的分子膜发酵方法，所述发酵方法的具体步骤如下：
a.将发酵原料畜禽粪污和碳类有机废弃物进行破碎处理；
b.有机发酵菌、红糖、水混匀制备成菌剂，喷洒入上述发酵原料中；
c.再推入发酵槽堆成堆，覆盖分子膜进行发酵；
d.发酵15-25天达到无臭效果，即发酵腐熟完全。
进一步，所述发酵方法还包括：将发酵后的有机肥进行干燥、粉碎过筛去杂。
进一步，所述畜禽粪污为牛粪、猪粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种的组合物。
进一步，所述碳类有机废弃物为木薯、秸秆、蔗糖泥、菌菇渣、木薯渣、果皮烂菜叶、餐厨垃圾、市政污泥、稻壳中的一种或几种的组合物。
进一步，畜禽粪污和碳类有机废弃物的碳氮比为25-40:1。
进一步，畜禽粪污和碳类有机废弃物的碳氮比为25-30:1。
进一步，一种生物有机肥的分子膜发酵方法，所述发酵方法的具体步骤如下：
a.将发酵原料畜禽粪污和碳类有机废弃物进行破碎处理；发酵原料为鸡粪、木薯、秸秆；
b.有机发酵菌、红糖、水混匀制备成菌剂，喷洒入上述发酵原料中；
c.再推入发酵槽堆成堆，覆盖分子膜进行发酵；
d.发酵15-25天达到无臭效果，即发酵腐熟完全。
进一步，鸡粪、木薯、秸秆、水、有机发酵菌和红糖质量比为6:2:2:3:0.01～0.02：0.01～0.02。
进一步，生物有机肥中原材料发酵前水分控制在50～60％之间。
进一步，有机发酵菌按质量百分比含有乳酸菌80％、酵母菌15％、枯草芽孢杆菌2％、糖化菌3％。
进一步，生物有机肥中原材料发酵前pH5.5-9.0。
进一步，生物有机肥中原材料发酵前pH6.5-8.0。
进一步，步骤c中堆成堆为堆制60-80cm高的条垛。
本发明的有益效果在于：本发明通过合理对生物有机肥原材料的配置，以及发酵菌剂中各菌株质量配比，结合高分子膜进行静态好氧堆肥发酵技术，所产生的生物有机肥中无致病病原菌，虫卵，杂草籽等病虫草害，确保分子膜发酵有机肥施用后不会污染土壤，生长杂草，给作物带来病菌和虫害。发酵过程产生的氨、硫化氢等含有养分的物质不外泄，被保留在堆肥中形成有机肥的养分。发酵原料碳类有机废弃物中有机质充分有效矿物质化，转化为腐殖酸，确保发酵成作物能利用，对土壤有用的有机质。高分子膜进行静态好氧堆肥发酵基建要求低，无需机械翻抛，能耗低降成本，膜寿命长达8年，折旧低。且适用于不同原料，如禽畜粪污，厨余垃圾，城市污泥，菌菇渣，蔗糖泥等，设计安装时间短。易扩充：移动式设备，可根据实际场地情况布局，每套膜年生产千吨有机肥，可根据原料情况，随时增加膜，快速升级扩大产能。无异味：氨，硫化物透不出膜，堆肥内吸附，生产过程中无异味，无二次环保压力。省人工：智能程控式自动监控温湿度，自动供氧，堆肥发酵期间无需翻抛。有机肥品质高，高温发酵阶段长，有效杀除病虫害，腐熟陈化完全，生产的有机肥有机质，腐殖酸含量高。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
生物有机肥的分子膜发酵方法：
生物有机肥原材料粉碎混合-喷洒菌剂搅拌均匀-推入发酵槽堆成堆-覆盖堆肥高分子膜-腐熟发酵-陈化-检测-风干、筛选装袋。
生物有机肥原材料：鸡粪600kg，木薯200kg，秸秆200kg，300kg水，1～2kg有机发酵菌(有机发酵菌中按质量比百分比含有乳酸菌80％、酵母菌15％、枯草芽孢杆菌2％、糖化菌3％)，1～2kg红糖。C/N比为28:1，pH8.0。
上述有机肥原材料水分控制在50～60％之间，C/N比控制在25～40:1之间，优选的25～30:1，pH5.5-9.0，pH最佳范围：6.5-8.0。
1、将发酵原料鸡粪、木薯和秸秆进行破碎处理，调整原料的粒度，适宜的粒度范围是12～60mm。破碎与筛分可使原料的表面积增大，便于微生物繁殖，提高发酵速度。再将发酵原料混匀，原料分为主料和配料，主料为畜禽粪便，如牛粪、猪粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种的组合物，配料为碳类有机废弃物，如木薯、秸秆、蔗糖泥、菌菇渣、木薯渣、果皮烂菜叶、餐厨垃圾、市政污泥、稻壳中的一种或几种的组合物。
2、将有机发酵菌、红糖、水混匀制备成菌剂，喷洒入发酵原料，采用桨叶式翻抛机、桨叶(旋转齿式、可正反转)切削翻抛物料，翻抛时可使有机物料向后移动，每翻一次向后移动约2.2～2.4米；翻抛机具有搅拌功能可做搅拌机使用，配料时可使分层铺好的物料搅拌均匀后进入发酵期，这样可大大节省原料预混合设备投资和物料装卸运输及预搅拌工作量。本发明通过发酵菌剂中几种微生物量的搭配，使其在各发酵阶段中充分各司其职，并发挥出最大的能效，发酵初期(通常在1-3天)，乳酸菌利用可溶性和易降解性有机物作为营养和能量来源，迅速增殖，并释放出热能，使肥堆温度不断上升，此阶段温度在室温至45℃范围内，糖化菌主要利用发酵料中水溶性单糖。当肥堆温度上升到45℃以上时，即进入高温阶段。通常从堆积发酵开始，只须2-3天时间肥堆温度便能迅速地升高到55℃，1周内堆温可达到最高值。乳酸菌和糖化菌微生物受到抑制，枯草芽孢杆菌和酵母菌微生物逐渐发挥作用取而代之。除前一阶段残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化外，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。温度上升到70℃以上时，大多数微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。此时，产生的热量减少，堆温自动下降。当堆温降至70℃以下时，处于休眠状态的微生物又重新活动，继续分解难分解的有机物，热量又增加，堆温就处于一个自然调节的、延续较久的高温期。高温对于发酵的快速腐熟起到重要作用，在此阶段中发酵内开始了腐殖质的形成过程，并开始出现能溶解于弱碱的黑色物质。C/N比明显下降，肥堆高度随之降低。通过高温能有效杀灭有机废弃物中病原物，按我国高温发酵卫生标准(GB7959-87)，要求发酵最高温度达50-55℃以上，持续5-7d。
3、将鸡粪、木薯和秸秆有机物料，以及其他原材料尽量搅拌均匀，推入发酵槽堆成堆，堆制60-80cm高的条垛。
4、覆盖堆肥高分子膜进行发酵，发酵时温度控制在70℃以下，一般在20天左右能达到无臭效果，即发酵腐熟完全。发酵过程使用e-PTFE膜配合基材制作而成的堆肥用高分子膜覆盖，为堆肥物料创造了一个真正的“气候箱”，不受外界气候的影响。分子膜使用的高性能膜材料具有分子过滤微孔结构，可以有效控制异味，彻底消灭细菌，同时堆体内空气分子和水蒸汽分子可以正常通过，外界水分子则无法进入，膜内部形成可使生物菌在短时间内将废弃物转化成高品质堆肥所需要的发酵条件。利用分子膜进行静态好氧堆肥发酵技术对生物有机肥的品质有以下方面的影响：a.分子膜静态好氧堆肥发酵能实现长时间的高温发酵，堆肥发酵温度能达到70℃以上，确保有效杀灭堆肥中的致病病原菌，虫卵，杂草籽等病虫草害，确保分子膜发酵有机肥施用后不会污染土壤，生长杂草，给作物带来病菌和虫害。b.为堆肥形成了一个“气候箱”的稳定环境，高温发酵产生的水蒸汽首先在膜内形成一个水膜，这样发酵过程产生的氨、硫化氢等含有养分的物质首先被水膜溶解吸收，然后又回流到堆肥，被微生物消化转化到堆肥，往复循环，氨、硫不外泄，被保留在堆肥中形成有机肥的养分。c.繁殖环境稳定，有利于并加速微生物的生长、繁殖和代谢，从而把有机质有效矿物质化，转化为腐殖酸，确保发酵成作物能利用，对土壤有用的有机质。
5、腐熟发酵后的物料由发酵槽转移到陈化场地，陈化一般采用大堆，高度大约为2-2.5米，大堆陈化是厌氧发酵，可以提供更好的温度空间，可操作性更好。每天需要测量各个批次的陈化物料温度，测量深度为50cm，如果温度持续高于50度，需要进行移垛。水份降到30％以下，发酵过的物料无氨味儿、无其他臭味，或者有土壤味。提取样本送交实验室进行成分检测，符合NY 884-2012标准即为合格产品。在发酵过程中部分有机碳将被氧化成CO2挥发损失，肥堆质量减少。由于氮的损失(主要是在有机氮的氨化阶段，少量的氨氮会挥发损失)远低于有机碳的损失，因此，发酵腐熟后，发酵中全氮含量有上升的趋势，而C/N比持续下降，直至稳定，当堆料的C/N比从25～35:1下降至20:1以下时，肥堆将达到稳定。
6、风干和粉粹过筛：将发酵后的有机肥运到室外晒场，自然晒干后保证含水量达到20％以下，即风干结束，将风干后的原料通过粉碎机粉碎后再通过筛网过筛去未完全分解的粗纤维等杂质，网筛的孔隙2.5mm。
实施例2
生物有机肥原材料：牛粪400kg，蘑菇渣200kg，秸秆100kg，加200kg水，1～2kg有机发酵菌(有机发酵菌中按质量比含有乳酸菌80％、酵母菌15％、枯草芽孢杆菌2％、糖化菌3％)，1～2kg红糖。C/N比为30:1，pH8.3。
具体发酵方法同实施例1。
实施例3
生物有机肥原材料：猪粪500kg，木薯200kg，秸秆100kg，加250kg水，1～2kg有机发酵菌(有机发酵菌中按质量比含有乳酸菌80％、酵母菌15％、枯草芽孢杆菌2％、糖化菌3％)，1～2kg红糖。C/N比为31:1，pH7.8。
具体发酵方法同实施例1。
实施例4
生物有机肥原材料：鸡粪600kg，蘑菇渣250kg，秸秆150kg，加350kg水，1～2kg有机发酵菌(有机发酵菌中按质量比含有乳酸菌80％、酵母菌15％、枯草芽孢杆菌2％、糖化菌3％)，1～2kg红糖。C/N比为28:1，pH7.8。
具体发酵方法同实施例1。
实施例5
将实施例1-实施例4发酵完成的有机肥提取样本送交实验室进行成分检测，检测结果如表1所示。均符合国家标准(NY 884-2012)后进行成品销售。
表1
Figure BDA0003004168890000051
Figure BDA0003004168890000061
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，所述发酵方法的具体步骤如下：
a.将发酵原料畜禽粪污和碳类有机废弃物进行破碎处理；
b.有机发酵菌、红糖、水混匀制备成菌剂，喷洒入上述发酵原料中；
c.再推入发酵槽堆成堆，覆盖分子膜进行发酵；
d.发酵15-25天达到无臭状态，即发酵腐熟完全。
2.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，所述发酵方法还包括：将发酵后的有机肥进行干燥、粉碎过筛去杂。
3.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，所述畜禽粪污为牛粪、猪粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种的组合物。
4.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，所述碳类有机废弃物为木薯、秸秆、蔗糖泥、菌菇渣、木薯渣、果皮烂菜叶、餐厨垃圾、市政污泥、稻壳中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，畜禽粪污和碳类有机废弃物的质量比为4～6：3～4。
6.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，畜禽粪污和碳类有机废弃物的碳氮比为25-40:1。
7.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，生物有机肥中原材料发酵前水分控制在50～60％之间。
8.根据权利要求1～7任一项所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，有机发酵菌按质量百分比含有乳酸菌80％、酵母菌15％、枯草芽孢杆菌2％、糖化菌3％。
9.根据权利要求8所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，生物有机肥中原材料发酵前pH5.5-9.0。
10.根据权利要求1所述的生物有机肥的分子膜发酵方法，其特征在于，步骤c中堆成堆为堆制60-80cm高的条垛。
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