一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法
2023-09-18 20:29:35
一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法
【專利摘要】一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法，它涉及一種製備有機肥的方法。本發明是要解決目前的微生物接種劑發酵對纖維含量高的牛糞製備有機肥過程中升溫慢、纖維素降解率低、腐熟程度不高和發酵周期長的技術問題。本發明的方法如下：一、製備凍幹菌粉末；二、製備發酵奶牛糞有機肥。本發明的發酵奶牛糞製備有機肥的方法可加快奶牛糞發酵的升溫速度、延長高溫時間、提高纖維素降解和有機肥產品的腐熟度，縮短發酵周期，從而提高奶牛糞發酵效率和有機肥質量。本發明應用於製備有機肥。
【專利說明】一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種製備有機肥的方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國規模化奶業的迅速發展.奶牛養殖產生的大量固體廢棄物和有機廢水已成為一些地區特別是大中城市郊區的主要汙染源之一。統計結果顯示.我國每年畜禽糞便排放總量達到19億噸，其中奶牛糞便約為2.5億噸，而且相對集中。大量的奶牛糞便和汙水不僅影響到奶牛業的可持續發展，還導致農村環境嚴重汙染從而危害人類健康。牛糞含有機質 14.5%、氮(N) 0.30% ~0.45%、磷(P2O5) 0.15% ~0.25%、鉀(K2O) 0.10% ~0.15%,與其他家畜相比牛糞中有機質和養分含量在各種家畜中最低，同時質地細密，纖維含量高，含水較多，分解慢，發熱量低，屬遲效性肥料。目前國內外糞便處理措施都傾向於製備有機肥，其工藝主要有直接乾燥、自然堆肥和微生物接種劑發酵等。微生物接種劑發酵是在堆肥的基礎上通過添加功能微生物，利用有益微生物的迅速繁殖代替土著微生物、調節堆肥菌群結構、提高有益微生物活性、通過各菌種之間相互協同作用形成複雜而穩定的生態系統。微生物接種劑發酵能夠快速分解糞便和秸杆等有機物料從而產生熱能，使有機物料溫度迅速升高，抑制或殺死病菌和蟲卵等有害生物，提高腐熟程度，製備真正意義上的生物有機肥。微生物菌種組合的合理選擇是影響有機肥製備效果的關鍵，目前國內外利用微生物發酵家畜糞便製備有機肥的菌種很多，但主要針對豬、禽等非反芻動物糞便處理效果明顯，對纖維含量高的牛糞製備有機肥過程中存在升溫慢、纖維素降解率低、腐熟程度不高和發酵周期長的問題。
【發明內容】
[0003]本發明是要解決目前的微生物接種劑發酵對纖維含量高的牛糞製備有機肥過程中升溫慢、纖維素降解率低、腐熟程度不高和發酵周期長的技術問題，從而提供一種發酵奶牛糞製備有機肥的製備方法。
`[0004]本發明的一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法是按以下步驟進行:
[0005]一、將圓酵毛殼(Chaetomium torulosum)、白地黴(Geotrichum candidum)、長刺毛殼(Chaetomium dolichotrichum)、康寧木黴(Trichoderma koningii)和綠色木黴(Trichoderma viride)共5株菌株分別製備5株各自的母發酵劑,然後分別製備5株各自的生產發酵劑，最後分別製備5株各自的凍幹菌粉末；步驟一所述的圓酵毛殼的保藏號為CGMCC N0.3.3617，白地黴保藏號為CGMCC N0.2.1062，長刺毛殼保藏號為CGMCCN0.3.3616，康寧木黴保藏號為CGMCC N0.3.4033，綠色木黴保藏號為CGMCC N0.3.3744 ；
[0006]二、按重量份數稱取步驟一製備的圓酵毛殼凍幹菌粉末5份~7份、白地黴凍幹菌粉末4份~6份、長刺毛殼凍幹菌粉末3份~5份、康寧木黴凍幹菌粉末3份~5份和綠色木黴凍幹菌粉末2份~3份，充分混勻後，得到複合發酵劑，將複合發酵劑與紅糖一起放入到溫水中溶解，然後在常溫下靜置IOh~14h，得到複合發酵劑溶液，用噴霧器或噴壺將複合發酵劑溶液均勻噴灑到有機物料中，均勻攪拌，常溫下堆積發酵，每隔3天翻堆一次，發酵12天後即可得到發酵奶牛糞有機肥；步驟二所述的複合發酵劑與溫水的質量比為1:(20~22);步驟二所述的複合發酵劑與紅糖的質量比為1: (0.2~0.4);步驟二所述的複合發酵劑與有機物料的質量比為1: (18000~20000);步驟二所述的溫水的溫度為30°C~35°C;步驟二所述的有機物料按重量百分比由70%的新鮮牛糞、15%的秸杆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣和2%的沸石粉組成。
[0007]本發明的優點:本發明的發酵奶牛糞製備有機肥的方法可加快奶牛糞發酵的升溫速度50%~60%、延長高溫時間25%~30%、提高纖維素降解和有機肥產品的腐熟度，縮短發酵周期50%~60%，從而提高奶牛糞發酵效率和有機肥質量。
【具體實施方式】
[0008]【具體實施方式】一:本實施方式中一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法是按以下步驟進行:
[0009]一、將圓酵毛殼(Chaetomium torulosum)、白地黴(Geotrichum candidum)、長刺毛殼(Chaetomium dolichotrichum)、康寧木黴(Trichoderma koningii)和綠色木黴(Trichoderma viride)共5株菌株分別製備5株各自的母發酵劑,然後分別製備5株各自的生產發酵劑，最後分別製備5株各自的凍幹菌粉末；
[0010]二、按重量份數稱取步驟一製備的圓酵毛殼凍幹菌粉末5份~7份、白地黴凍幹菌粉末4份~6份、長刺毛殼凍幹菌粉末3份~5份、康寧木黴凍幹菌粉末3份~5份和綠色木黴凍幹菌粉末2份~3份，充分混勻後，得到複合發酵劑，將複合發酵劑與紅糖一起放入到溫水中溶解，然後在常溫下靜置IOh~14h，得到複合發酵劑溶液，用噴霧器或噴壺將複合發酵劑溶液均勻噴灑到有機物料中，均勻攪拌，常溫下堆積發酵，每隔3天翻堆一次，發酵12天後即可得到發酵奶牛糞有機肥；步驟二所述的複合發酵劑與溫水的質量比為1:(20~22);步驟二所述的複合發酵劑與紅糖的質量比為1: (0.2~0.4);步驟二所述的複合發酵劑與有機物料的質量比為1: (18000~20000);步驟二所述的溫水的溫度為30°C~35°C;步驟二所述的有機物料按重量百分比由70%的新鮮牛糞、15%的秸杆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣和2%的沸石粉組成。
[0011]步驟一所述的圓酵毛殼的保藏號為CGMCC N0.3.3617，白地黴保藏號為CGMCCN0.2.1062，長刺毛殼保藏號為CGMCC N0.3.3616，康寧木黴保藏號為CGMCC N0.3.4033，綠色木黴保藏號為CGMCC N0.3.3744 ;本發明所述的5株株菌均購自中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC)。
[0012]本發明的優點:本發明的發酵奶牛糞製備有機肥的方法可加快奶牛糞發酵的升溫速度50%~60%、延長高溫時間25%~30%、提高纖維素降解和有機肥產品的腐熟度，縮短發酵周期50%~60%，從而提高奶牛糞發酵效率和有機肥質量。
[0013]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:步驟一所述的製備5株各自的母發酵劑的方法為:將4份相同的PDA培養基和1份麥芽汁液體培養基分別在121 °C的溫 度下進行滅菌20min，然後冷卻至溫度為30°C，得到5份滅菌後的培養基，將圓酵毛殼、長刺毛殼、康寧木黴和綠色木黴4株菌株分別接種到4份滅菌後的PDA培養基中，將I株白地黴菌株接種到1份滅菌後的麥芽汁液體培養基中，最後將5份培養基在溫度為28°C搖床培養24h,得到5株母發酵劑。其它與【具體實施方式】一相同。
[0014]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同的是:步驟一所述的製備5株各自的生產發酵劑的方法為:向脫脂奶乳濁液中加入液態甘油、低聚木糖和葡萄糖，在溫度為121°C的條件下滅菌20min再冷卻至溫度為30°C，得到混合發酵劑，最後將混合發酵劑分別接種5株各自的母發酵劑，在溫度為28°C的條件下搖床培養48h，得到5株各自的生產發酵劑；所述的脫脂奶乳濁液的質量分數為10%，液態甘油與脫脂奶乳濁液的質量比為1:50，低聚木糖與脫脂奶乳濁液的質量比為1:100，葡萄糖與脫脂奶乳濁液的質量比為1:100，混合發酵劑與5株各自的母發酵劑的體積比為1:50。其它與【具體實施方式】一或二之一相同。
[0015]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:步驟一所述的製備5株各自的凍幹菌粉末的方法為:分別將5株各自的生產發酵劑在無菌條件下導入玻璃安瓶中，加蓋瓶塞後進行速凍處理，得到凍結後的發酵劑，將凍結後的發酵劑轉移到凍幹機進行冷凍乾燥，得到5株各自的凍幹菌種粉末。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0016]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟二所述的有機物料中的稻杆為玉米稻、豆稻、水稻稻或麥稻中的任意一種。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0017]採用下述試驗驗證本發明效果:
[0018]試驗一:在奶牛場進行效果對比試驗，分別設置試驗組和對照組，對照組為常規自然堆肥發酵，試驗組採 用本發明的發酵奶牛糞製備有機肥的方法，具體步驟如下:
[0019]一、將圓酵毛殼(Chaetomium torulosum)、白地黴(Geotrichum candidum)、長刺毛殼(Chaetomium dolichotrichum)、康寧木黴(Trichoderma koningii)和綠色木黴(Trichoderma viride)共5株菌株分別製備5株各自的母發酵劑,然後分別製備5株各自的生產發酵劑，最後分別製備5株各自的凍幹菌粉末；步驟一所述的圓酵毛殼的保藏號為CGMCC N0.3.3617，白地黴保藏號為CGMCC N0.2.1062，長刺毛殼保藏號為CGMCCN0.3.3616，康寧木黴保藏號為CGMCC N0.3.4033，綠色木黴保藏號為CGMCC N0.3.3744 ；
[0020]二、按重量份數稱取步驟一製備的圓酵毛殼凍幹菌粉末6份、白地黴凍幹菌粉末5份、長刺毛殼凍幹菌粉末4份、康寧木黴凍幹菌粉末4份和綠色木黴凍幹菌粉末3份、充分混勻後，得到複合發酵劑，將複合發酵劑與紅糖一起放入到溫水中溶解，然後在常溫下靜置12h，得到複合發酵劑溶液，用噴霧器或噴壺將複合發酵劑溶液均勻噴灑到有機物料中，均勻攪拌，常溫下堆積發酵，每隔3天翻堆一次，發酵12天後即可得到發酵奶牛糞有機肥；步驟二所述的複合發酵劑與溫水的質量比為1:21 ;步驟二所述的複合發酵劑與紅糖的質量比為1:0.3 ;步驟二所述的複合發酵劑與有機物料的質量比為1:19000 ;步驟二所述的溫水的溫度為35°C ;步驟二所述的有機物料按重量百分比由70%的新鮮牛糞、15%的秸杆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣好2%的沸石粉組成，秸杆為玉米秸。
[0021]步驟一所述的製備5株各自的母發酵劑的方法為:將4份相同的PDA培養基和I份麥芽汁液體培養基分別在121°C的溫度下進行滅菌20min，然後冷卻至溫度為30°C，得到5份滅菌後的培養基，將圓酵毛殼、長刺毛殼、康寧木黴和綠色木黴4株菌株分別接種到4份滅菌後的PDA培養基中，將I株白地黴菌株接種到1份滅菌後的麥芽汁液體培養基中，最後將5份培養基在溫度為28°C搖床培養24h，得到5株母發酵劑。[0022]步驟一所述的製備5株各自的生產發酵劑的方法為:向脫脂奶乳濁液中加入液態甘油、低聚木糖和葡萄糖，在溫度為121°C的條件下滅菌20min再冷卻至溫度為30°C，得到混合發酵劑，最後將混合發酵劑分別接種5株各自的母發酵劑，在溫度為28°C的條件下搖床培養48h，得到5株各自的生產發酵劑；所述的脫脂奶乳濁液的質量分數為10%，液態甘油與脫脂奶乳濁液的質量比為1:50，低聚木糖與脫脂奶乳濁液的質量比為1:100，葡萄糖與脫脂奶乳濁液的質量比為1:100，混合發酵劑與5株各自的母發酵劑的體積比為1:50。
[0023]步驟一所述的製備5株各自的凍幹菌粉末的方法為:分別將5株各自的生產發酵劑在無菌條件下導入玻璃安瓶中，加蓋瓶塞後進行速凍處理，得到凍結後的發酵劑，將凍結後的發酵劑轉移到凍幹機進行冷凍乾燥，得到5株各自的凍幹菌種粉末。
[0024]兩組數據分析結果如下:
[0025]1、試驗組於發酵第4天到達高溫階段(>50°C)，較對照組提前3天；試驗組第7天堆溫達到最高值，平均為70.40C，較對照組提前5天且顯著高於最高發酵溫度62.7 V;試驗組高溫持續8天，較對照組延長2天。結果表明本方法能夠快速提高有機物料的發酵溫度，而且高溫發酵時間維持長，使有機物料快速充分熟化，進而加快堆肥發酵速度，縮短發酵了堆肥時間。
[0026]2、纖維素降解率方面，試驗組於發酵第12天堆肥中纖維素降解率為72.8%，對照組為45.2%,處理組較對照組提高61.1%，差異均達到顯著水平(P < 0.05)。該試驗結果表明，本方法處理可顯著提高纖維素的降解，進而促進有機物料快速充分熟化。
[0027]3、試驗組於發酵第12天堆肥的發芽指數為85.6%，而對照組堆肥進行到第28天時，發芽指數為85.2%，試驗組較對照組提前16天。種子發芽指數(GI)是判斷堆肥毒性和腐熟度的重要參數，理論上認為當發芽指數達到85%時，可認為堆肥已沒有植物毒性或者說堆肥已經腐熟。該試驗結果表明，本方法處理有機物料可以加快堆肥的腐熟度，縮短了堆肥時間。
【權利要求】
1.一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法，其特徵在於發酵奶牛糞製備有機肥的方法是按以下步驟進行: 一、將圓酵毛殼、白地黴、長刺毛殼、康寧木黴和綠色木黴共5株菌株分別製備5株各自的母發酵劑，然後分別製備5株各自的生產發酵劑，最後分別製備5株各自的凍幹菌粉末； 二、按重量份數稱取步驟一製備的圓酵毛殼凍幹菌粉末5份~7份、白地黴凍幹菌粉末4份~6份、長刺毛殼凍幹菌粉末3份~5份、康寧木黴凍幹菌粉末3份~5份和綠色木黴凍幹菌粉末2份~3份，充分混勻後，得到複合發酵劑；將複合發酵劑與紅糖一起放入到溫水中溶解，然後在常溫下靜置IOh~14h，得到複合發酵劑溶液，用噴霧器或噴壺將複合發酵劑溶液均勻噴灑到有機物料中，均勻攪拌，常溫下堆積發酵，每隔3天翻堆一次，發酵12天後即可得到發酵奶牛糞有機肥； 其中，步驟二所述的複合發酵劑與溫水的質量比為1: (20~22);步驟二所述的複合發酵劑與紅糖的質量比為1: (0.2~0.4);步驟二所述的複合發酵劑與有機物料的質量比為1: (18000~20000);步驟二所述的溫水的溫度為30°C~35°C ;步驟二所述的有機物料按重量百分比由70%的新鮮牛糞、15%的秸杆、8%的草炭、2.5%的甜菜渣、2.5%的豆腐渣和2%的沸石粉組成。
2.根據權利要求1所述的一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法，其特徵在於步驟一所述的製備5株各自的母發酵劑的方法為:將4份PDA培養基和1份麥芽汁液體培養基分別在121 °C的溫度下進行滅菌20min，然後冷卻至溫度為30°C，得到5份滅菌後的培養基，將圓酵毛殼、長刺毛殼、康寧木黴和綠色木黴4株菌株分別接種到4份滅菌後的PDA培養基中，將I株白地黴菌株接種到滅菌後的1份麥芽汁液體培養基中，最後將5份培養基在溫度為28°C搖床培養24h，得到5株母發酵劑。
3.根據權利要求1所述的一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法，其特徵在於步驟一所述的製備5株各自的生產發酵劑的方法為:向脫脂奶乳濁液中加入液態甘油、低聚木糖和葡萄糖，在溫度為121°C的條件下滅菌20min再冷卻至溫度為30°C，得到混合發酵劑，最後將混合發酵劑分別接種5株各自的母發酵劑，在溫度為28°C的條件下搖床培養48h，得到5株各自的生產發酵劑；所述的脫脂奶乳濁液的質量分數為10%，液態甘油與脫脂奶乳濁液的質量比為1:50，低聚木糖與脫脂奶乳濁液的質量比為1:100，葡萄糖與脫脂奶乳濁液的質量比為1:100，混合發酵劑與5株各自的母發酵劑的體積比為1:50。
4.根據權利要求1所述的一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法，其特徵在於步驟一所述的製備5株各自的凍幹菌粉末的方法為:分別將5株各自的生產發酵劑在無菌條件下導入玻璃安瓶中，加蓋瓶塞後進行速凍處理，得到凍結後的發酵劑，將凍結後的發酵劑轉移到凍幹機進行冷凍乾燥，得到5株各自的凍幹菌種粉末。
5.根據權利要求1所述的一種發酵奶牛糞製備有機肥的方法，其特徵在於步驟二所述的有機物料中的秸杆為玉米秸、豆秸、水稻秸或麥秸中的任意一種。
【文檔編號】C05F11/08GK103626529SQ201310653110
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】劉春龍, 姜天瑞, 李寶山, 李忠秋, 張帆, 任延銘, 王玉珠 申請人:中國科學院東北地理與農業生態研究所