CN113548915A - 一种高原羊粪生物有机肥及其加工方法 - Google Patents

一种高原羊粪生物有机肥及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，属于有机肥生产制造技术领域。该一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，S1：发酵菌剂准备，有机肥发酵复合菌剂中的组成成分包括米曲霉、黑曲霉和草芽孢杆菌以及酵母菌；S2：原料预处理和混合，选用高原羊粪为主要原料，高原羊粪占总料的80~85%，再选菜籽饼混匀；S3：接种，有机肥生产的原料经过原料预处理和混合之后，再由传送带送到混合搅拌机，使得由高原羊粪和菜籽饼组成的原料与机肥发酵复合菌剂混匀；S4：发酵。采用高原羊粪为主要原料制作有机肥安全性较高。

Description

一种高原羊粪生物有机肥及其加工方法
技术领域
本发明涉及有机肥生产制造领域，具体而言，涉及一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法。
背景技术
有机肥（Organic Fertilizers）是利用有机废弃物（畜禽粪便、动植物残体、农作物秸秆、食品加工下脚料、发酵工业糟渣等）为原料，利用特定功能的微生物进行发酵处理成为腐熟的肥料，富含有机质、营养元素、腐殖质等。经过微生物发酵的过程会产生高温，从而杀灭病原菌、害虫及其卵、杂草籽等，达到无害化处理和资源化利用。
有机肥的生产中，影响品质的因素中原料是关键之一。目前我国有机肥的生产中，畜禽粪便是原料的主要来源之一。但是，研究表明我国集约化养殖的畜禽粪便中残留大量的抗生素。由于抗生素具有抗菌消炎和促进生长的功效，大量抗生素通过饲料添加剂、兽药等方式应用于畜禽养殖中，我国在畜禽饲料中添加抗生素的比例约占全球的一半。这些抗生素在动物体内不能被代谢降解，随着粪便排出，进而作为肥料进入农田。肥料是土壤抗生素的主要来源之一，抗生素污染的农田种植的作物，危害人类的身体健康。
目前，甘南州高原养殖羊具有高原、寒冷等原生态独特性，病虫害比较少，而且羊主要是放养方式为主，吃天然牧场的草，草场几乎没有抗生素等药剂使用和残留污染。因此，高原羊粪污染少、病虫少。此外，高原羊粪有机质含量高、营养元素丰富。综上，高原羊粪是不可多得的优质有机质资源，是高品质有机肥的原料。
对此，如何发明利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法来改善这些问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，旨在改善目前缺少以高原羊粪为主要原料制作有机肥的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，包括如下步骤：
S1：发酵菌剂准备，有机肥发酵复合菌剂中的组成成分包括米曲霉、黑曲霉和草芽孢杆菌以及酵母菌；
S2：原料预处理和混合，选用高原羊粪（干粪，水分3%）为主要原料，高原羊粪占总料的80~85%，再选用菜籽饼为辅料，菜籽饼占总料的15~20%，将选取后的高原羊粪和菜籽饼混匀后组成发酵基质；
S3：接种，有机肥生产的原料经过原料预处理和混合之后，经磅秤称量，再由传送带送到混合搅拌机，经过搅拌使得由高原羊粪和菜籽饼组成的原料与机肥发酵复合菌剂混匀；
S4：发酵，发酵过程总体分为如下两个发酵阶段：
a：第一次发酵阶段，混匀后的原料经第一次发酵，原料经过微生物的分解并转化为腐殖质，此过程中产生热量，并维持一定时间的高温（50~75℃）阶段，之后随着水分降低、物质氧化分解转化完成和微生物活动降低，物料达到腐熟及高温处理的无害化要求；
b：第二次发酵阶段，温度和水分都不断下降，水分降至30％以下，此时获得产物富含有机质和腐殖酸，物料疏松且无臭味，堆内含有丰富的微生物，即成为有机肥和生物有机肥。
在上述实现过程中，首先将高原羊粪和菜籽饼按比例在混料机内混合均匀，然后接种发酵菌剂后启动发酵过程，随着发酵进行，堆体进入升温阶段。堆体温度逐步从环境温度上升，最高达到70℃左右。在此过程中，复杂的有机物如多糖、半纤维素、纤维素和蛋白质可以被分解，通过高温阶段后，随着微生物活动减少且水分降低，堆体发热量减少，温度开始下降，发酵过程进入低温阶段，微生物活性普遍下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟阶段，发酵后物料尚未完全腐熟，需要继续将剩余有机物进一步分解、稳定，即陈化阶段，陈化后含水率可降低到30%以下，获得有机肥产品，产品中有机质含量高，含有大量的腐殖质。
在一种具体的实施方案中，所述步骤S1中的有机肥发酵复合菌剂的添加比例为发酵物料的1~3%，有机肥发酵复合菌剂的添加比例根据所述步骤S2中原料的用量确定。
在一种具体的实施方案中，所述步骤S2中的高原羊粪根据含水量的多少计算用量，也可以选择风干后使用，且还需要根据羊粪结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用，所述步骤S2中的菜籽饼也需要根据结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用。
在上述实现过程中，如果是湿粪，则根据含水率多少计算用量，可以对湿粪风干后再使用，对于结块的高原羊粪和菜籽饼需要采用粉碎机粉碎，并采用混合机混匀，增加了有机肥生产的效率。
在一种具体的实施方案中，所述步骤S3中接种混匀后原料的水分达到55~65%。
在一种具体的实施方案中，所述步骤S4中的发酵采用好氧堆肥发酵技术工艺，在有机肥发酵车间内采用条垛式翻堆好氧发酵法进行发酵，将所述步骤S4中混合后的原料堆成三菱形条垛。
在一种具体的实施方案中，三菱形条垛底部宽度为3m，堆高为1.5m，长度根据每批次发酵物料的量选择不同长度。
在上述实现过程中，采用上述三菱形条垛进行高温堆肥可以较大限度地杀灭病原菌，同时，对有机质的降解速度快，堆肥所需天数短，臭气发生量少。
在一种具体的实施方案中，在条垛进行发酵过程中，利用翻抛机进行翻堆促进好氧发酵的进行，并控制堆温维持在一定的范围内。
在上述实现过程中，通过对物料建成条垛堆放，通过翻堆促进通气提高微生物活动，产生大量的热量，提高堆温，加速物质的分解转化，也利用发酵的高温阶段杀死病原菌、虫卵和草籽，从而便于生产安全性较高的有机肥。
在一种具体的实施方案中，翻抛机前进/后退速度可达到5~15m/min，根据发酵时的环境温度和发酵堆温度进行调整。
在上述实现过程中，翻抛机可以选择采用履带式翻抛机，利用翻抛机能够方便控制发酵中肥料的温度，增加生物有机肥制作的效果。
在一种具体的实施方案中，所述步骤S4中的原料中的有机物被氧化分解具体是指原料中的多糖、半纤维素和纤维素以及蛋白质被微生物强烈分解。
在一种具体的实施方案中，完成所述步骤S4的分步骤a所需的天数为8~15天，完成所述步骤S4的分步骤b所需的天数为15~35天。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施方式提供的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法的流程图；
图2为本申请实施方式提供的步骤S4的单独流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了高原羊粪原料检测报告，检测指标如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
本发明还提供了生物有机肥产品检测报告，检测报告委托农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心进行了检测，结果如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例1
本发明提供一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，包括如下步骤：
S1：发酵菌剂准备，有机肥发酵复合菌剂中的组成成分包括米曲霉、黑曲霉和草芽孢杆菌以及酵母菌，在本实施例中，有机肥发酵复合菌剂由山东长泰生物科技有限公司提供。
在本申请具体实施例中，所述步骤S1中的有机肥发酵复合菌剂的添加比例为发酵物料的2%。
S2：原料预处理和混合，选用高原羊粪（干粪，水分3%）为主要原料，高原羊粪占总料的82%，再选用菜籽饼为辅料，菜籽饼占总料的18%，将选取后的高原羊粪和菜籽饼混匀后组成发酵基质。
在本申请具体实施例中，所述步骤S2中的高原羊粪根据含水量的多少计算用量，也可以选择风干后使用，且还需要根据羊粪结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用，所述步骤S2中的菜籽饼也需要根据结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用。
S3：接种，有机肥生产的原料经过原料预处理和混合之后，经磅秤称量，再由传送带送到混合搅拌机，经过搅拌使得由高原羊粪和菜籽饼组成的原料与机肥发酵复合菌剂混匀，在本实施例中，所述步骤S3中接种混匀后原料的水分达到60%。
S4：发酵，发酵过程总体分为如下两个发酵阶段：
a：第一次发酵阶段，混匀后的原料经第一次发酵，原料经过微生物的分解并转化为腐殖质，此过程中产生热量，并维持4天时间的高温（50~75℃）阶段，之后随着水分降低、物质氧化分解转化完成和微生物活动降低，物料达到腐熟及高温处理的无害化要求，b：第二次发酵阶段，原料经一次发酵后，堆体开始降温，但是还有未分解转化的羊粪原料，也还有一定的水分，此时中低温微生物继续活动，进入第二阶段的发酵，物料经过30~35天时间的第二阶段发酵，温度逐渐下降，当物料的温度降至35℃以下时，羊粪原料达到了充分的腐熟转化，物料变得疏松，无臭味，堆内产生大量的褐色腐殖质，含水率低于30％，即成为熟化有机肥料，此时原料达到腐熟及无害化要求，而且显著增加了有机物料中的有益微生物数量及代谢产物，促进了腐殖质的形成，提高了有机肥品质，有机肥可以加工成颗粒型的产品。
在本申请具体实施例中，所述步骤S4中的发酵采用好氧堆肥发酵技术工艺，在有机肥发酵车间内采用条垛式翻堆好氧发酵法进行发酵，将所述步骤S4中混合后的原料堆成三菱形条垛，三菱形条垛底部宽度为3m，堆高为1.5m，长度根据每批次发酵物料的量选择不同长度，常规选择60m，在条垛进行发酵过程中，当发酵堆高于环境温度，利用翻抛机进行翻堆促进好氧发酵的进行，并控制堆温维持在15~35℃范围内发酵6天，在50℃~75℃温度下维持4天，翻抛机前进/后退速度可达到5~15m/min，根据发酵时的环境温度和发酵堆温度进行调整。
在本申请具体实施例中，所述步骤S4中的原料中的有机物被氧化分解具体是指原料中的多糖、半纤维素和纤维素以及蛋白质被微生物强烈分解。完成所述步骤S4的分步骤a所需的天数为8~15天，完成所述步骤S4的分步骤b所需的天数为15~35天。
综上所述：首先将高原羊粪和菜籽饼按比例在混料机内混合均匀，然后接种发酵菌剂后启动发酵过程，随着发酵进行，堆体进入升温阶段。堆体温度逐步从环境温度上升，最高达到70℃左右。在此过程中，复杂的有机物如多糖、半纤维素、纤维素和蛋白质可以被分解，通过高温阶段后，随着微生物活动减少且水分降低，堆体发热量减少，温度开始下降，发酵过程进入低温阶段，微生物活性普遍下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟阶段，发酵后物料尚未完全腐熟，需要继续将剩余有机物进一步分解、稳定，即陈化阶段，陈化后含水率可降低到30%以下，获得有机肥产品，产品中有机质含量高，含有大量的腐殖质。
实施例2
本发明提供一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，包括如下步骤：
S1：发酵菌剂准备，有机肥发酵复合菌剂中的组成成分包括米曲霉、黑曲霉和草芽孢杆菌以及酵母菌。具体的，有机物料发酵菌剂购自山东长泰生物科技有限公司，发酵完成后，根据活菌数的多少，进行添加有益菌生产出不同活菌数含量的系列生物有机肥产品。
在本申请具体实施例中，所述步骤S1中的有机肥发酵复合菌剂的添加比例为发酵物料的1~3%，有机肥发酵复合菌剂的添加比例根据所述步骤S2中原料的用量确定。
S2：原料预处理和混合，选用高原羊粪（干粪，水分3%）为主要原料，高原羊粪占总料的80%，再选用菜籽饼为辅料，菜籽饼占总料的20%，将选取后的高原羊粪和菜籽饼混匀后组成发酵基质。
在本申请具体实施例中，所述步骤S2中的高原羊粪根据含水量的多少计算用量，也可以选择风干后使用，且还需要根据羊粪结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用，所述步骤S2中的菜籽饼也需要根据结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用。
S3：接种，有机肥生产的原料经过原料预处理和混合之后，经磅秤称量，再由传送带送到混合搅拌机，经过搅拌使得由高原羊粪和菜籽饼组成的原料与机肥发酵复合菌剂混匀，在本实施例中，所述步骤S3中接种混匀后原料的水分达到62%。
S4：发酵，发酵过程总体分为如下两个发酵阶段：
a：第一次发酵阶段，混匀后的原料经第一次发酵，此过程堆体进入升温阶段，温度逐步从环境温度上升，最高可以达到70℃左右，在此过程中，复杂的有机物可以被微生物分解、转化，通过高温阶段后，随着微生物活动减少且水分降低，堆体发热量减少，温度开始下降，发酵过程进入低温阶段，微生物活性普遍下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟阶段。
b：第二次发酵阶段，物料经第一次发酵后，尚未完全腐熟，需要继续将剩余有机物进一步分解、稳定，即需要进一步进入陈化阶段，陈化阶段有机物得到彻底腐熟，温度和水分都不断下降，水分降至30％以下，此时获得产物富含有机质和腐殖酸，物料疏松且无臭味，堆内含有丰富的微生物，产生大量的有益菌，获得含一定量活菌数的生物有机肥产品，产品有机质含量高，含有大量的腐殖质。
在本申请具体实施例中，所述步骤S4中的发酵采用好氧堆肥发酵技术工艺，在有机肥发酵车间内采用条垛式翻堆好氧发酵法进行发酵，将所述步骤S4中混合后的原料堆成三菱形条垛，三菱形条垛底部宽度为3m，堆高为1.5m，长度根据每批次发酵物料的量选择不同长度，在条垛进行发酵过程中，利用翻抛机进行翻堆促进好氧发酵的进行，并控制堆温维持在一定的范围内，翻抛机前进/后退速度可达到5~15m/min，根据发酵时的环境温度和发酵堆温度进行调整。
在本申请具体实施例中，所述步骤S4中的原料中的有机物被氧化分解具体是指原料中的多糖、半纤维素和纤维素以及蛋白质被微生物强烈分解。完成所述步骤S4的分步骤a所需的天数为8~15天，完成所述步骤S4的分步骤b所需的天数为15~35天。
综上所述：首先将高原羊粪和菜籽饼按比例在混料机内混合均匀，然后接种发酵菌剂后启动发酵过程，随着发酵进行，堆体进入升温阶段。堆体温度逐步从环境温度上升，最高达到70℃左右。在此过程中，复杂的有机物如多糖、半纤维素、纤维素和蛋白质可以被分解，通过高温阶段后，随着微生物活动减少且水分降低，堆体发热量减少，温度开始下降，发酵过程进入低温阶段，微生物活性普遍下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟阶段，发酵后物料尚未完全腐熟，需要继续将剩余有机物进一步分解、稳定，即陈化阶段，陈化后含水率可降低到30%以下，获得有机肥产品，产品中有机质含量高，含有大量的腐殖质。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：发酵菌剂准备，有机肥发酵复合菌剂中的组成成分包括米曲霉、黑曲霉和草芽孢杆菌以及酵母菌；
S2：原料预处理和混合，选用高原羊粪为主要原料，高原羊粪占总料的80~85%，再选用菜籽饼为辅料，菜籽饼占总料的15~20%，将选取后的高原羊粪和菜籽饼混匀后组成发酵基质；
S3：接种，有机肥生产的原料经过原料预处理和混合之后，经磅秤称量，再由传送带送到混合搅拌机，经过搅拌使得由高原羊粪和菜籽饼组成的原料与机肥发酵复合菌剂混匀；
S4：发酵，发酵过程总体分为如下两个发酵阶段：
a：第一次发酵阶段，混匀后的原料经第一次发酵，原料经过微生物的分解并转化为腐殖质，此过程中产生热量，并维持一定时间的高温阶段，之后随着水分降低、物质氧化分解转化完成和微生物活动降低，物料达到腐熟及高温处理的无害化要求；
b：第二次发酵阶段，温度和水分都不断下降，水分降至30％以下，此时获得产物富含有机质和腐殖酸，物料疏松且无臭味，堆内含有丰富的微生物，即成为有机肥和生物有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S1中的有机肥发酵复合菌剂的添加比例为发酵物料的1~3%，有机肥发酵复合菌剂的添加比例根据所述步骤S2中原料的用量确定。
3.根据权利要求1所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S2中的高原羊粪根据含水量的多少计算用量，也可以选择风干后使用，且还需要根据羊粪结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用，所述步骤S2中的菜籽饼也需要根据结块情况选用粉碎机进行粉碎处理后待用。
4.根据权利要求1所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S3中接种混匀后原料的水分达到55~65%。
5.根据权利要求1所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S4中的发酵采用好氧堆肥发酵技术工艺，在有机肥发酵车间内采用条垛式翻堆好氧发酵法进行发酵，将所述步骤S4中混合后的原料堆成三菱形条垛。
6.根据权利要求5所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，三菱形条垛底部宽度为3m，堆高为1.5m，长度根据每批次发酵物料的量选择不同长度。
7.根据权利要求6所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，在条垛进行发酵过程中，利用翻抛机进行翻堆促进好氧发酵的进行，并控制堆温维持在一定的范围内。
8.根据权利要求7所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，翻抛机前进/后退速度可达到5~15m/min，根据发酵时的环境温度和发酵堆温度进行调整。
9.根据权利要求1所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S4中的原料中的有机物被氧化分解具体是指原料中的多糖、半纤维素和纤维素以及蛋白质被微生物强烈分解。
10.根据权利要求1所述的一种利用高原羊粪为主要原料生产有机肥的方法，其特征在于，完成所述步骤S4的分步骤a所需的天数为8~15天，完成所述步骤S4的分步骤b所需的天数为15~35天。
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