一種固碳高活性微生物有機肥及其製作方法

2023-06-02 12:56:26

專利名稱：一種固碳高活性微生物有機肥及其製作方法
技術領域：
本發明涉及微生物有機肥領域，具體涉及ー種利用禽畜糞便或エ業有機廢渣發酵得到的固碳高活性微生物有機肥及其製作方法。
背景技術：
近年來我國農業化肥的用量不斷増加，平均每畝農田的用量達到了 kg級別，是發達國家化肥安全施用上限的2倍。化肥的過度使用帶來了土壤板結、有機質含量下降、空隙塞閉等諸多問題，使得土壌的生產カ和結構受到了極大的破壞，而土壤結構的改變又進ー步使得化肥的利用效率低、流失率増大，大量化肥的流失造成了嚴重的面源汙染，給整周圍的生態環境帶來了極大的傷害。為了減少化肥的使用，恢復土壌的結構和成份組成，最終恢復土地的生產力，我國於本世紀初開始推廣使用有機肥代替化肥。目前有機肥的種類較多，其中微生物有機物近年來在國家有機肥標準的指導下得到了較快的發展。微生物有機肥是有機固體廢物(包括有機垃圾、秸杆、畜禽糞便、餅柏、農副產品和食品加工產生的固體廢物)經微生物發酵、除臭和完全腐熟後加工而成的有機肥料。如中國專利文獻CN101016216A公開了ー種利用竹醋酸對禽畜養殖廢棄物高效堆肥的方法，具體步驟為首先控制堆肥原料的初始含水率在62-68%之間，碳/氮比控制在25%，混合均勻後噴灑經稀釋後的竹醋酸並強制通風進行好氧堆肥，堆肥過程中控制最高溫度在65°C以下，堆肥5-7天後，在原料表面再噴灑經稀釋後的竹醋酸，等堆肥完全結束後再經過ー個月的腐熟後即可作為有機肥施加到農田。上述堆肥方法通過噴灑竹醋酸，由於竹醋酸中含有有機酸、酚類等，對禽畜糞便散發出的臭氣起到了吸收和掩蓋的作用，改善了堆肥廠的空氣環境。除了使用竹醋液，中國專利CN102180744A還公開了ー種使用木醋酸液對有機肥料進行殺菌、除味的方法。但是，上述現有技術仍舊存在的缺陷在於，上述微生物有機肥在製備過程中需要的發酵時間都比較長，尤其是以禽畜糞便為主要原料時，通常需要2(T25天的發酵時間，這就使得有機肥的整個生產周期較長，影響了有機肥的生產效率，増加了生產成本。此外，現有技術中製備得到的微生物有機肥中活性微生物的含量雖然能夠達到國家規定的0. 2億/g的標準，但從微生物學的角度來看，活性微生物的含量仍舊有較大的提升空間，如何能夠有效提高有機肥中活性微生物的含量，是現有技術尚未解決的ー個難題。

發明內容
為了解決現有技術中的微生物有機肥在堆肥過程中需要的發酵時間都比較長，且現有技術中缺少能夠有效提高有機肥中活性微生物含量的問題，本發明提供了一種發酵 時間短、生產效率高、且活性微生物的含量較高的固碳高活性微生物有機肥及其製作方法。本發明所述的固碳高活性微生物有機肥及其製作方法的技術方案為
一種固碳高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
有機廢渣，50-60份；生物質輔料，15-35份；
返混料，20-30份；
木醋液，0. 1-1. 0份；
微生物菌劑，0. 1-1. 0份；
其特徵在於，所述微生物菌劑包括蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌，所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為3:1-8: I。
所述有機廢渣為禽畜糞便、食品行業廢渣、生物汙泥中的ー種或者多種，所述有機廢渣的含水率低於80%。所述木醋液為0. 1^0. 2重量份,所述微生物菌劑為0. 1-0. 2重量份。所述生物質輔料為秸杆粉和秸杆碳粉，其中所述秸杆粉為10-20重量份，所述秸杆碳粉為5-15重量份。所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為6: I。所述微生物菌劑還包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌；
所述微生物菌劑中蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量佔總的菌種接種量的80%。所述的固碳高活性微生物有機肥的製備方法，包括
(1)將有機廢渣與生物質輔料進行混合，然後添加木醋液和微生物菌劑後進行擠壓混
煉；
(2)把經步驟(I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，向所述發酵槽中添加返混料，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，直至溫度不再增加時即完成發酵，完成發酵得到的熟料即為成品。所述步驟(2)中的發酵槽內混合料和返混料的堆積高度不超過2m。所述步驟(2)中將混合料放入發酵槽後，在所述混合料的表面覆蓋厚度為10-50cm的返混料。在所述步驟(2)的好氧發酵過程中，當發酵槽內的混合料堆深Im處氧氣含量低於1%吋，對所述混合料進行曝氣，直到氧濃度増加到10%。本發明所述的固碳高活性微生物有機肥的優點在於
(I)本發明所述的固碳高活性微生物有機肥，包括50飛0重量份含水率低於80%的有機廢渣；15-35重量份的秸杆粉和/或秸杆碳粉；0. ro. 2重量份的木醋液；2(T30重量份的返混料。本發明中所述返混料即完成發酵後的有機肥成品，從發酵槽中清理出的熟料的一部分可以作為返混料送入下次製備エ序。在初次製備本發明中的有機肥時，不添加所述返混料，在第二次エ序時添加初次製備得到的有機肥成品，經過最初幾次循環後，即可得到穩定的成品。本發明通過添加適量的返混料，和其它比例適宜的原料共同製備有機肥，優點在於1、上述原料具有適宜的含水率和孔隙率，保證了氧氣在物料中的輸送，有利於微生物的好氧發酵；2、上述原料中各種原料的升溫過程雖然不同，但通過添加返混料同時調整各個原料的比例，保證了好氧堆肥過程的升溫路線符合升溫熱力學的原理，有利於微生物的發酵；3、本發明通過加入返混料並調整各個原料的比例，在促進使堆體快速升溫的同時還能在高溫期維持較長時間，而高溫階段可以殺滅堆肥中的寄生蟲和病原菌，同時也是腐殖質形成的時期，因此本專利確定的適宜比例的原料既保證了堆肥質量，又提高了堆肥成品的總量。4、在常規堆肥過程中，氮素損失率達到總氮的309^50%，而本發明通過限定原料的種類及其比例關係，可以較好的控制堆肥中氮素以銨態氮形式累積，並減少氮素損失。在上述原料的基礎上，本發明還在原料中所添加了蘇雲金芽孢桿菌和/或諾卡氏菌，這兩種菌種對好氧發酵微生物具有純化作用，通過添加所述蘇雲金芽孢桿菌和/或諾卡氏菌可以加快好氧發酵微生物的生長，從而縮短了發酵時間，提高了發酵效率，並提升了有機肥中微生物的含量，本發明中的微生物有機肥發酵快，不需要進行二次發酵，即不需要現有技術中的腐熟過程。同時，木醋液的添加對微生物的生長也起到了促進作用，本發明中的微生物有機肥的活性微生物含量能達到I億(10X107)/g，是現有技術中有機肥的3-5倍。本發明控制所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為3:1-8:1，優點在於這ー比例可保證充分發揮接種菌劑的優勢作用，同時又能降低接種菌劑與堆肥過程中的土著微生物之間的競爭，防止某類微生物利用競爭性的佔位和排擠能力來阻止和排斥其他微生物，有利於堆肥生物群落的多祥性，作為優選，本發明還限定所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為6: I。
(2)本發明所述的固碳高活性微生物有機肥，還包括秸杆碳粉，所述秸杆碳粉在施加到土壤後，所述碳粉中的單質碳會被基本不可逆地固定在土壤中，增加了土壤的碳匯，此夕卜，利用秸杆碳粉的蓬鬆特性，還可以迅速増加土壤的孔隙率結構，改善土壌的通風效果，有利於作物根部固氮和呼吸，對土壤的改良起效快。本發明中所述的固碳高活性微生物有機肥，在每畝地施用3噸的情況下，碳匯增加量不少於IOOkg/噸，土壌的空隙率増加不少於30%。(3)本發明所述的固碳高活性微生物有機肥，還添加了一定數量的秸杆粉，所述秸杆粉能增加氮、磷、鉀等營養成份的含量，同時還能有效降低堆肥的含水率。(4)本發明所述的固碳高活性微生物有機肥，還包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌；所述枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌同時添加具有組合優勢，能夠促進菌種的繁殖，並且上述菌種的組合能夠高效降解木質素以及許多持久性和有毒有機汙染物。為了使本發明所述的技術方案更加便於理解，下面將結合具體實施方式
對本發明所述的技術方案做進ー步的說明。
具體實施例方式在下述實施例中，I重量份為100克；
實施例I
本實施例中所述的高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
含水率為90%的有機發酵殘渣，50份；
鋸末，15份；
返混料，20份；
木醋液，0. I份；
蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌， 0. I份；
所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為3:1 ;
本實施例中所述的有機發酵殘渣來自製藥行業。
本實施例所述的高活性微生物有機肥的製備方法，包括
1)將有機廢渣與秸杆粉進行混合，然後添加木醋液和蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌後進行擠壓混煉；
2)把經步驟I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，向所述發酵槽中添加返混料，將所述混合料和返混料進行攪拌，發酵槽內混合料和返混料的堆積高度為3m，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，當發酵溫度高於60°C吋，即進行翻堆作業一次，直至溫度不再增加時即完成發酵；
3)從發酵槽內清理熟料,送入成品庫。實施例2
本實施例中所述的高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
含水率為85%的生物汙泥，60份；
秸杆碳粉，35份；
返混料，30份；
木醋液，I份；
蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌， I份；
所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為8:1 ;
本實施例所述的高活性微生物有機肥的製備方法，包括
1)將有機廢渣與秸杆粉進行混合，然後添加木醋液和蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌後進行擠壓混煉；
2)把經步驟I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，向所述發酵槽中添加返混料，將所述混合料和返混料進行攪拌，發酵槽內混合料和返混料的堆積高度為2. 5m，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，當發酵溫度高於60°C吋，即進行翻堆作業一次，直至溫度不再增加時即完成發酵得到成品；
3)從發酵槽內清理熟料,送入成品庫。實施例3
本實施例中所述的高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
含水量為78%的禽畜糞便，55份；
秸杆粉，10份；
秸杆碳粉，5份；
返混料，20份；
木醋液， 0. I份；
蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌，0. I份；
所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為8:1 ;
本實施例所述的高活性微生物有機肥的製備方法，包括
1)將有機廢渣與秸杆粉進行混合，然後添加木醋液和蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌後進行擠壓混煉；
2)把經步驟I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，向所述發酵槽中添加返混料，將所述混合料和返混料進行攪拌，發酵槽內混合料和返混料的堆積高度為2. 5m，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，當發酵溫度高於60°C吋，即進行翻堆作業一次，直至溫度不再增加時即完成發酵得到成品；
3)從發酵槽內清理熟料,送入成品庫。實施例4
ー種高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
含水率為80%的食品行業有機廢渣，55份；
秸杆粉， 20份；
秸杆碳粉，15份；
返混料，20份； 木醋液， 0. 15份；
蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌，0.2份；
所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為8:1 ;
本實施例所述的高活性微生物有機肥的製備方法，包括
1)將有機廢渣與秸杆粉和秸杆碳粉進行混合，然後添加木醋液和蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌後進行擠壓混煉；
2)把經步驟I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，在所述混合料的表面覆蓋厚度為IOcm的返混料，發酵槽內混合料和返混料的堆積高度為2m，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，當發酵溫度高於60°C吋，即進行翻堆作業一次，直至溫度不再增加時即完成發酵；
3)從發酵槽內清理熟料,送入成品庫。實施例5
本實施例中所述的高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
含水率為80%的禽畜糞便，60份；
秸杆粉， 20份；
秸杆碳粉，15份；
木醋液， 0. 15份；
返混料， 20份；
蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌，0. 2份；
所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為6:1，所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量佔總的菌種接種量的80% ；
本實施例所述的高活性微生物有機肥的製備方法，包括
1)將有機廢渣與秸杆粉和秸杆碳粉進行混合，然後添加木醋液和所述微生物菌劑後進行擠壓混煉；
2)把經步驟I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，在所述混合料的表面覆蓋厚度為IOcm的返混料，發酵槽內混合料和返混料的堆積高度為I. Sm，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，當發酵溫度高於60°C吋，即進行翻堆作業一次，直至溫度不再增加時即完成發酵；本實施例還對發酵槽內的混合料堆深Im處氧氣含量進行檢測，當氧氣含量低於1%吋，對所述混合料進行曝氣，直到氧濃度増加到10% ；
3)從發酵槽內清理熟料,送入成品庫。實施例6本實施例中所述的高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料
含水率為70%的禽畜糞便，60份；
秸杆粉， 20份；
秸杆碳粉，15份；
木醋液， 0. 15份；
返混料， 30份；
蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌， 0. I份；
所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為6:1，所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏·菌的接種量佔總的菌種接種量的80% ；
本實施例所述的高活性微生物有機肥的製備方法，包括
1)將有機廢渣與秸杆粉和秸杆碳粉進行混合，然後添加木醋液和微生物菌劑後進行擠壓混煉；
2)把經步驟I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，在所述混合料的表面覆蓋厚度為50cm的返混料，發酵槽內混合料和返混料的堆積高度為I. Sm，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，當發酵溫度高於60°C吋，即進行翻堆作業一次，直至溫度不再增加時即完成發酵；本實施例還對發酵槽內的混合料堆深Im處氧氣含量進行檢測，當氧氣含量低於1%吋，對所述混合料進行曝氣，直到氧濃度増加到10% ；
3)從發酵槽內清理熟料,送入成品庫。本發明中的微生物菌劑蘇雲金芽孢桿菌、諾卡氏菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌均為自行篩選、馴化、培養的菌劑，培養液中微生物的菌落數為IO6-IO7Cfu mじ1，上述菌種均為已知菌種，其培養方式均為公知技術。作為可選擇的實施方式，本發明中所述的微生物菌劑也可以是任意市售的液體或者是粉狀的菌劑，本發明限定微生物菌劑為0. 1-1. 0重量份，目的在於調節所述微生物有機肥的原料處於適宜的比例。實驗例
為了證實本發明的技術效果，本發明設置了實驗例，對本發明中所述的高活性微生物有機肥的各項指標以及製備過程中所需的發酵時間進行測定，結果如下
權利要求
1.一種固碳高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料 有機廢渣，50-60份； 生物質輔料，15-35份； 返混料，20-30份； 木醋液，0. 1-1. 0份； 微生物菌劑，0. 1-1. 0份； 其特徵在於，所述微生物菌劑包括蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌，所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為3:1-8: I。
2.根據權利要求I所述的固碳高活性微生物有機肥，其特徵在於，所述有機廢渣為禽畜糞便、食品行業廢渣、生物汙泥中的ー種或者多種，所述有機廢渣的含水率低於80%。
3.根據權利要求I或2所述的固碳高活性微生物有機肥，其特徵在於，所述木醋液為·0.ro. 2重量份，所述微生物菌劑為0. 1-0. 2重量份。
4.根據權利要求I或2或3所述的固碳高活性微生物有機肥，其特徵在於，所述生物質輔料為秸杆粉和秸杆碳粉，其中所述秸杆粉為10-20重量份，所述秸杆碳粉為5-15重量份。
5.根據權利要I或2或3或4所述的固碳高活性微生物有機肥，其特徵在於，所述蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量之比為6: I。
6.根據權利要1-5任一所述的固碳高活性微生物有機肥，其特徵在於，所述微生物菌劑還包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、白腐真菌和黃孢原毛平革菌； 所述微生物菌劑中蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌的接種量佔總的菌種接種量的80%。
7.根據權利要求1-6任一所述的固碳高活性微生物有機肥的製備方法，包括 (1)將有機廢渣與生物質輔料進行混合，然後添加木醋液和微生物菌劑後進行擠壓混煉； (2)把經步驟(I)擠壓混煉得到的混合料送入發酵槽，向所述發酵槽中添加返混料，控制發酵溫度低於60°C進行好氧發酵，直至溫度不再增加時即完成發酵，完成發酵得到的熟料即為成品。
8.根據權利要求7所述的固碳高活性微生物有機肥的製備方法，其特徵在於，所述步驟(2)中的發酵槽內混合料和返混料的堆積高度不超過2m。
9.根據權利要求7或8所述的固碳高活性微生物有機肥的製備方法，其特徵在於，所述步驟(2)中將混合料放入發酵槽後，在所述混合料的表面覆蓋厚度為10-50cm的返混料。
10.根據權利要求9所述的固碳高活性微生物有機肥的製備方法，其特徵在於，在所述步驟(2)的好氧發酵過程中，當發酵槽內的混合料堆深Im處氧氣含量低於1%吋，對所述混合料進行曝氣，直到氧濃度増加到10%。
全文摘要
本發明提供了一種固碳高活性微生物有機肥，包括以下重量份的原料有機廢渣，50~60份；生物質輔料，15-35份；木醋液，0.1~0.2份；返混料，20-30份；微生物菌劑，0.1~0.2份；其特徵在於，所述微生物菌劑至少包括蘇雲金芽孢桿菌和諾卡氏菌。通過添加所述蘇雲金芽孢桿菌和/或諾卡氏菌可以加快好氧發酵微生物的生長，從而縮短了發酵時間，加速了發酵效率，提高了有機肥中活性微生物的含量，提升肥力。
文檔編號C05F17/00GK102775201SQ20121025282
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者宋英豪, 畢凱道, 熊婭, 魏曉明 申請人:宋英豪