CN113582774A - 一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物有机肥的技术领域，具体涉及一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用方法。所述生物有机肥的组成原料包括如下：经预处理的畜禽粪污、初次发酵菌液、中药渣酶解发酵液以及二次发酵菌液；所述经预处理的畜禽粪污为将畜禽粪污脱水、干燥之后，与果皮混合静置，取出果皮之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合处理，可有效减少粪污中的污染物，结合发酵工艺促进粪污与土壤之间的营养物质的分解和传输，初次发酵为抑菌以及提供酶解发酵，中药渣酶解发酵液为粪污进一步除臭以协同发酵作用，二次发酵为融合的粪污与土壤进行综合程度的发酵，进一步提高土壤的肥力以及改善酸碱平衡。

Description

一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用方法
技术领域
本发明属于生物有机肥的技术领域，具体涉及一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用方法。
背景技术
随着我国经济水平的不断提升，也促进了我国畜禽养殖业的良好发展，畜禽养殖业的兴旺也促进了社会产业结构的转型升级。随之而来的畜禽粪污也成为了影响农村生活环境和生态资源的重要因素，不利于农村的环境治理与生态环境的保护，因此需要及时开展对畜禽粪污的科学治理，加强畜禽粪便的资源化利用，达到节能减排的目的。
将畜禽粪污进行资源化利用是一个有效的治理方向。畜禽粪污来自于畜禽排泄物，其除了含有有害物质之外，还有部分营养物质如维生素、脂肪和蛋白质等，现有以利用营养物质进行肥料化作为研究方向，若能够对畜禽粪污进行科学处理，实现其资源化利用，不仅能够解决其影响环境的问题，还能为畜禽养殖业带来另外的经济效益。
对畜禽粪污的科学处理需要及时且有效，否则会造成一定程度的环境污染，影响畜禽和人类的生活环境，因此，如何加强对畜禽粪污的处理以及进行资源化利用，是目前开展畜禽粪便污染治理工作的方向。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用方法，经预处理的畜禽粪污，结合柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合，除去粪污中的异味的同时，结合后续的初次发酵、中药渣酶解发酵液以及二次发酵工艺，促进粪污与土壤之间的营养物质的分解和传输，提高土壤的肥力以及改善酸碱平衡。
本发明的技术内容如下：
本发明提供了一种基于畜禽粪污的生物有机肥，所述生物有机肥的组成原料包括如下：经预处理的畜禽粪污、初次发酵菌液、中药渣酶解发酵液以及二次发酵菌液；
所述经预处理的畜禽粪污为将畜禽粪污脱水、干燥之后，与果皮混合静置，取出果皮之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合处理；
所述初次发酵菌液为纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉与土壤溶液和葡萄糖溶液的混合发酵菌液；
所述中药渣酶解发酵液为将中药渣进行酶解之后采用复合菌液进行发酵，所述复合菌液为胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉以及水溶液的混合菌液；
所述二次发酵菌液为圆褐固氮菌、米曲霉菌与土壤溶液和葡萄糖溶液的混合发酵菌液；
所述初次发酵所采用的纳豆芽孢杆菌的活菌含量≥3×108cfu/g，优选为3×108～6×108cfu/g；德氏乳杆菌的活菌含量≥2×109cfu/g，优选为2×109～4×109cfu/g；哈茨木霉菌的活菌含量≥4×109cfu/g，优选为4×109～7×109cfu/g；
所述中药渣酶解发酵液中，胶质芽孢杆菌的活菌含量≥3×1010cfu/g，优选为3×1010～5×1010cfu/g；光合细菌的活菌含量≥2×1010cfu/g，优选为2×1010～5×1010cfu/g；绿色木霉的活菌含量≥1.5×1010cfu/g，优选为1.5×1010～3×1010cfu/g；
所述二次发酵中，圆褐固氮菌的活菌含量≥3×109cfu/g，优选为3×109～5×109cfu/g；米曲霉菌的活菌含量≥5×1010cfu/g，优选为5×1010～10×1010cfu/g。
本发明还提供了一种基于畜禽粪污的生物有机肥的施用方法，包括如下步骤：
1)畜禽粪污的预处理：将畜禽粪污进行阳光暴晒、脱水、干燥之后，与大块果皮混合均匀，静置、除去果皮，之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合均匀，撒入种植土壤中，翻整均匀；
3)初次发酵：配制芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵5～7d；
4)配制中药渣酶解发酵液：取中药渣中加入纤维素酶、半纤维素酶、植酸酶进行酶解、之后加入复合菌液进行发酵，撒入种植土壤中，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵5～10d；
5)二次发酵：配制圆褐固氮菌、假单胞菌、米曲霉菌的混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵10～15d。
步骤1)所述大块果皮包括柚子皮、橘子皮；
所述柚子囊为经干燥之后，拉成丝状物；
所述畜禽粪污来自鸡粪、牛粪、猪粪等家禽动物的排泄混合物；
所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合物的投入量为畜禽粪污的25～40wt％，所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的质量比(2～5)：(5～10)：(3～7)。
步骤4)所述复合菌液为包括胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉于水溶液中活化得到的混合菌液；
所述带孔塑料薄膜中的孔径大小为
Figure BDA0003163288430000041
孔分布密度为45～250个/m2。
步骤5)所述翻整土壤分为两个阶段：阶段一、温度上升至43～50℃，均匀翻整土壤1～3次；
阶段二、温度上升至55～65℃，均匀翻整土壤2～4次。
本发明的有益效果如下：
本发明的基于畜禽粪污的生物有机肥，经过预处理的畜禽粪污，降低其中的有害污染物含量，柚子囊和麸皮粉的纤维可作为传导介质，促进与土壤的相互结合能力，而草木灰可有效调节pH值，再利用初次发酵液、中药渣酶解发酵液以及二次发酵液，对畜禽粪污和种植土壤的结合过程当中，起到不同层次的作用，为整体环境起到抑菌、菌种发酵、释放分解酶同步分解，均衡土壤肥力，改善土壤酸碱平衡，充分有效地发挥了畜禽粪污的营养作用；
本发明的基于畜禽粪污的生物有机肥的施用方法，畜禽粪污的预处理工艺中，暴晒干燥除去其中的挥发性有机质，采用果皮进一步吸除粪污中的臭味，再结合柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合，除去粪污中的异味的同时，结合后续的初次发酵、中药渣酶解发酵液以及二次发酵工艺，促进粪污与土壤之间的营养物质的分解和传输，其制备过程结合了施用土壤，促进种植土壤与畜禽粪污的结合适应性，初次发酵、中药渣酶解发酵液以及二次发酵工艺的菌种同时为土壤和畜禽粪污进行发酵作用，初次发酵为抑菌以及提供酶解发酵，中药渣酶解发酵液为粪污进一步除臭以协同发酵作用，二次发酵为融合的粪污与土壤进行综合程度的发酵，进一步提高土壤的肥力以及改善酸碱平衡。
附图说明
图1为经有机肥处理的土壤中氮肥的变化曲线图；
图2为经有机肥处理的土壤中磷肥的变化曲线图；
图3为经有机肥处理的土壤中钾肥的变化曲线图；
图4为经有机肥处理的土壤中有机质和pH数值的变化曲线图。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
本发明所采用的菌种，初次发酵所采用的纳豆芽孢杆菌的活菌含量≥3×108cfu/g，优选为3×108、4×108、5×108、6×108cfu/g；德氏乳杆菌的活菌含量≥2×109cfu/g，优选为2×109、3×109、4×109、6×109cfu/g；哈茨木霉菌的活菌含量≥4×109cfu/g，优选为4×109、6×109、7×109cfu/g；
中药渣酶解发酵液中，胶质芽孢杆菌的活菌含量≥3×1010cfu/g，优选为3×1010、4×1010、5×1010、6×1010cfu/g；光合细菌的活菌含量≥2×1010cfu/g，优选为2×1010、3×1010、4×1010、5×1010cfu/g；绿色木霉的活菌含量≥1.5×1010cfu/g，优选为1.5×1010、2×1010、3×1010cfu/g；
二次发酵中，圆褐固氮菌的活菌含量≥3×109cfu/g，优选为3×109、4×109、5×109cfu/g；米曲霉菌的活菌含量≥5×1010cfu/g，优选为5×1010、7×1010、8×1010、10×1010cfu/g。
实施例1
一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用：
1)畜禽粪污的预处理：将畜禽粪污进行阳光暴晒、脱水、干燥之后，与大块果皮混合均匀，静置、除去果皮，之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合均匀，以30wt％的量撒入种植土壤中，翻整均匀；
柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合物的投入量为畜禽粪污的30wt％，所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的质量比4:7:8；
所述大块果皮包括柚子皮、橘子皮；
所述柚子囊为经干燥之后，拉成丝状物；
所述畜禽粪污来自鸡粪、牛粪、猪粪等家禽动物的排泄混合物；
2)初次发酵：将纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉与25％土壤溶液和4％葡萄糖溶液混合，置于密闭室温下活化发酵72h，得到混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵6d；
所述纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的总用量为土壤溶液和葡萄糖溶液总用量的35wt％，其中纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的质量比为1:2:3；
3)配制中药渣酶解发酵液：取中药渣中加入5wt％纤维素酶、6wt％植酸酶进行酶解、之后加入45wt％复合菌液，于密闭、温度为35℃、pH＝7的环境中发酵48h，撒入种植土壤中，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵8d；
所述复合菌液为包括胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉质量比为1:2:2于水溶液中活化得到的混合菌液；
4)二次发酵：将圆褐固氮菌、米曲霉菌与25％的土壤溶液和4％葡萄糖溶液混合，置于密闭、温度为35℃、湿度为45％的中性环境中活化发酵72h，得到混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，当土壤温度上升至47℃，均匀翻整土壤2次；当温度上升至60℃，均匀翻整土壤3次，最后覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵15d；
所述圆褐固氮菌、米曲霉菌的总用量为土壤溶液和葡萄糖溶液总用量的48wt％，其中圆褐固氮菌、米曲霉菌的质量比为1:2；
所述带孔塑料薄膜中的孔径大小为3～4cm，孔分布密度为100～200个/m2。
实施例2
一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用：
1)畜禽粪污的预处理：将畜禽粪污进行阳光暴晒、脱水、干燥之后，与大块果皮混合均匀，静置、除去果皮，之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合均匀，以30wt％的量撒入种植土壤中，翻整均匀；
柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合物的投入量为畜禽粪污的25wt％，所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的质量比2:5:3。
2)初次发酵：将纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉与20％土壤溶液和3％葡萄糖溶液混合，置于密闭室温下活化发酵72h，得到混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵5d；
所述纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的总用量为土壤溶液和葡萄糖溶液总用量的30wt％，其中纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的质量比为1:1:2；
3)配制中药渣酶解发酵液：取中药渣中加入5wt％纤维素酶、5wt％植酸酶进行酶解、之后加入40wt％复合菌液，于密闭、温度为30℃、pH＝5的环境中发酵48h，撒入种植土壤中，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵5d；
所述复合菌液为包括胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉质量比为1:2:3于水溶液中活化得到的混合菌液；
4)二次发酵：将圆褐固氮菌、米曲霉菌与20％的土壤溶液和3％葡萄糖溶液混合，置于密闭、温度为30℃、湿度为40％的中性环境中活化发酵72h，得到混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，当土壤温度上升至43℃，均匀翻整土壤1次；当温度上升至55℃，均匀翻整土壤2次，最后覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵12d；
所述圆褐固氮菌、米曲霉菌的总用量为土壤溶液和葡萄糖溶液总用量的35wt％，其中圆褐固氮菌、米曲霉菌的质量比为1:2；
所述带孔塑料薄膜中的孔径大小为2～3cm，孔分布密度为200～250个/m2。
实施例3
一种基于畜禽粪污的生物有机肥及其施用：
1)畜禽粪污的预处理：将畜禽粪污进行阳光暴晒、脱水、干燥之后，与大块果皮混合均匀，静置、除去果皮，之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合均匀，以30wt％的量撒入种植土壤中，翻整均匀；
柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合物的投入量为畜禽粪污的40wt％，所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的质量比5:10:7。
2)初次发酵：将纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉与30％土壤溶液和5％葡萄糖溶液混合，置于密闭室温下活化发酵72h，得到混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵7d；
所述纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的总用量为土壤溶液和葡萄糖溶液总用量的40wt％，其中纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的质量比为3:1:2；
3)配制中药渣酶解发酵液：取中药渣中加入6wt％纤维素酶、6wt％植酸酶进行酶解、之后加入50wt％复合菌液，于密闭、温度为40℃、pH＝8的环境中发酵48h，撒入种植土壤中，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵10d；
所述复合菌液为包括胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉质量比为1:2:2于水溶液中活化得到的混合菌液；
4)二次发酵：将圆褐固氮菌、米曲霉菌与30％的土壤溶液和5％葡萄糖溶液混合，置于密闭、温度为40℃、湿度为50％的中性环境中活化发酵72h，得到混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，当土壤温度上升至50℃，均匀翻整土壤3次；当温度上升至65℃，均匀翻整土壤4次，最后覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵17d；
所述圆褐固氮菌、米曲霉菌的总用量为土壤溶液和葡萄糖溶液总用量的50wt％，其中圆褐固氮菌、米曲霉菌的质量比为2:3；
所述带孔塑料薄膜中的孔径大小为4～5cm，孔分布密度为45～100个/m2。
对比例1
未经本发明生物有机肥处理的种植土壤。
对比例2
作为实施例1的对照组，对比例2中不采用初次发酵菌液。
对比例3
作为实施例1的对比例，对比例3中不采用中药渣酶解发酵液。
对比例4
作为实施例1的对比例，对比例4中不采用二次发酵菌液。
1.将实施例与对比例1的步骤1)的畜禽粪污预处理之后的物质进行测试，结果为三组测量的平均值，如表1所示：
表1经预处理的畜禽粪污的成分含量(kg/t)
COD BOD<sub>5</sub> NH<sub>3</sub>-N pH值
实施例1 29.16 30.23 1.84 4.5
实施例2 28.60 29.55 1.67 4.7
实施例3 28.47 31.61 1.75 4.3
对比例1 48.26 52.30 3.71 3.2
可见，经本发明预处理的畜禽粪污，其有害有机物成倍减少，且一定程度上提高其酸碱度，避免过酸环境带来细菌滋生以及制得的有机肥对作物的生长影响。
2.以上实施例以及对比例的基于畜禽粪污的生物有机肥所施用的种植土壤占地为10m2，所述种植土壤为农作物种植土壤，试验土壤未种植任何农作物。
将施肥之后的种植土壤进行相关的肥化程度的测试，实施例和对比例中处理的种植土壤中，氮肥、磷肥、钾肥、有机质以及pH值的变化结果如图所示。
由图1、图2以及图3可见，相比未经过有机肥处理的对比例1，经过本发明实施例1～3处理的种植土壤中，氮、磷、钾等肥料的含量均有所上升，由图4可见，经实施例处理的种植土壤中，有机质含量下降，以及土壤由偏酸性趋向中性，并且结合本发明对生物有机肥的施用方法，相比对比例2～4，实施例的处理方式更能够充分发挥畜禽粪污中营养成分的析出效果，为土壤增加营养肥料，表明本发明的生物有机肥及其施用方法，有效分解出畜禽粪污中的营养成分以及去除其中的挥发性有机质，使得畜禽粪污与种植土壤融合恰当，相辅相成，结合菌种发酵工艺以及天然传输能力提高土壤肥力，以及改善酸碱平衡。

Claims (9)

1.一种基于畜禽粪污的生物有机肥，其特征在于，所述生物有机肥的组成原料包括如下：经预处理的畜禽粪污、初次发酵菌液、中药渣酶解发酵液以及二次发酵菌液；
所述经预处理的畜禽粪污为将畜禽粪污脱水、干燥之后，与果皮混合静置，取出果皮之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合处理。
2.由权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述初次发酵菌液为纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉与土壤溶液和葡萄糖溶液的混合发酵菌液，所述纳豆芽孢杆菌的活菌含量≥3×108cfu/g，德氏乳杆菌的活菌含量≥2×109cfu/g。
3.由权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述中药渣酶解发酵液为将中药渣进行酶解之后采用复合菌液进行发酵，所述复合菌液为胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉以及水溶液的混合菌液。
4.由权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述二次发酵菌液为圆褐固氮菌、米曲霉菌与土壤溶液和葡萄糖溶液的混合发酵菌液，所述圆褐固氮菌的活菌含量≥3×109cfu/g，米曲霉菌的活菌含量≥5×1010cfu/g。
5.一种权利要求1～4任一项所述的基于畜禽粪污的生物有机肥的施用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)畜禽粪污的预处理：将畜禽粪污进行阳光暴晒、脱水、干燥之后，与大块果皮混合均匀，静置、除去果皮，之后将畜禽粪污干燥物研磨成粉，与柚子囊、草木灰、麸皮粉混合均匀，撒入种植土壤中(25～40wt％)，翻整均匀；
2)初次发酵：配制纳豆芽孢杆菌、德氏乳杆菌、哈茨木霉的混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵5～7d；
3)配制中药渣酶解发酵液：取中药渣中加入纤维素酶、植酸酶进行酶解、之后加入复合菌液进行发酵，撒入种植土壤中，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵5～10d；
4)二次发酵：配制圆褐固氮菌、米曲霉菌的混合发酵菌液，撒入种植土壤中，翻整均匀，覆盖带孔塑料薄膜，无雨环境下进行自然发酵10～15d。
6.由权利要求5所述的生物有机肥的施用方法，其特征在于，步骤1)所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的混合物的投入量为畜禽粪污的25～40wt％，所述柚子囊、草木灰、麸皮粉的质量比(2～5)：(5～10)：(3～7)。
7.由权利要求5所述的生物有机肥的施用方法，其特征在于，步骤4)所述复合菌液为包括胶质芽孢杆菌、光合细菌、绿色木霉于水溶液中活化得到的混合菌液；
其中，胶质芽孢杆菌的活菌含量≥3×1010cfu/g，优选为3×1010～5×1010cfu/g；
光合细菌的活菌含量≥2×1010cfu/g，优选为2×1010～5×1010cfu/g；
绿色木霉的活菌含量≥1.5×1010cfu/g，优选为1.5×1010～3×1010cfu/g。
8.由权利要求5所述的生物有机肥的施用方法，其特征在于，所述带孔塑料薄膜中的孔径大小为
Figure FDA0003163288420000031
孔分布密度为45～250个/m2。
9.由权利要求5所述的生物有机肥的施用方法，其特征在于，步骤5)所述翻整土壤分为两个阶段：阶段一、温度上升至43～50℃，均匀翻整土壤1～3次；
阶段二、温度上升至55～65℃，均匀翻整土壤2～4次。
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