CN107353048A - 一种秸秆腐熟剂及其制备方法及通过此腐熟剂腐熟秸秆批量制作固态生物有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种秸秆腐熟剂及其制备方法及通过此腐熟剂腐熟秸秆批量制作固态生物有机肥的方法，所述秸秆腐熟剂包括以下重量百分比的原料：枯草芽孢杆菌10～15％、巨大芽孢杆菌15～20％、哈茨木霉菌20～25％、绿色木霉菌20～25％、苏云金芽孢杆菌15～25％。将秸秆腐熟剂与粉碎后的秸秆混合，建堆发酵经冷挤压造粒、晾干后即可得到所述固态生物有机肥。其颗粒均匀、规格统一，与耕地的作用均匀，可批量生产及销售，施用于耕地之后，具有抑病、促长、造肥、解毒等功效；并且能够将有机物质分解为植物可吸收的有机肥分，为农作物生长提供珍贵有机营养成分，增强肥效，促使作物迅速生长。

Description

一种秸秆腐熟剂及其制备方法及通过此腐熟剂腐熟秸秆批量 制作固态生物有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆腐熟剂及其制备方法及通过此腐熟剂腐熟秸秆批量制作固态生物有机肥的方法。

背景技术

目前农业蔬菜大棚种植长期使用农药和大量使用化肥，造成了土壤有机质含量逐年降低，致使土壤的板结、酸化、线虫危害严重，单一品种的种植又造成连作障碍，粮食种植产生大量的秸秆由于没有有效的处理方式，普遍丢弃或者焚烧造成巨大的环境污染。

现代高新生物科技顺应自然法则，利用先进的科学基础配合传统的生产技术，己可稳定地掌握秸秆的处理和利用，开发成功新一代的生产技术。

利用生物科技在种植业上，可提升质量与经济效益并改善环境和土壤，在种植上能有效达到抗病、抗虫及解决农作物连作障碍。粮食类作物产生的秸秆能制成有机肥料、复合肥料等产品，不但创造了第二次收益,而且还达到了资源回收再利用的目标,整体效益显著。有机肥料搭配微生物科技，在农业作物生产工作上，可达到高品质、高产量、无污染的绿色农业成果。

生物科技能使农业废弃物、种植业、环保业环环相扣，面面俱到，正是生态产业发展的成功关键。

发明内容

基于以上背景，本发明公开了一种秸秆腐熟剂及其制备方法及通过此腐熟剂腐熟秸秆批量制作固态生物有机肥的方法。以秸杆腐熟剂中的菌群优势与快速发酵产生的高温来消除秸秆中的病虫害，同时将秸秆的有机营养成分分解为有机肥料，同时繁殖大量有益微生物并以发酵后的秸秆为载体增加土壤的透气和保肥效果，以恢复土壤生态平衡、抑制病虫害，促进植物生长，此种方法能够大量的回收利用秸秆，既能增加农作物的产量又环保。

本发明采取的技术方案为：

一种秸杆腐熟剂，包括以下重量百分比的原料：枯草芽孢杆菌10～15％、巨大芽孢杆菌15～20％、哈茨木霉菌20～25％、绿色木霉菌20～25％、苏云金芽孢杆菌15～25％。

本发明还提供了所述秸秆腐熟剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、哈茨木霉菌、绿色木霉菌、苏云金芽孢杆菌分别接种在固体琼脂培养基上，培养；

(2)将步骤(1)培养后的菌种，分别接种于液体培养基中，培养；

(3)将步骤(2)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至发酵液中菌数达到10～15×10¹⁰个/ml；

(4)将步骤(3)量产培养后的菌种按配方量混合，交叉拮抗培养，制得秸秆腐熟剂。

所述步骤(1)中的培养条件为：温度25～30℃培养36～48h。

所述步骤(2)中，液体培养基成分为：蔗糖10g，葡萄糖10g，K₂HPO₄ 0.2g，CaCO₃ 2g，NaCl 0.4g，蒸馏水定容至1L，五种菌种所用的液体培养基成分相同；培养条件为28～30℃下，摇瓶速度60r/min，培养36～48h。

所述步骤(3)中，发酵培养基成分为：葡萄糖30～60g/L，糖蜜50～100g/L，尿素1～10g/L，KH₂PO₄ 5～10g/L，其余为蒸馏水；pH为6.8～7.2。菌种的接种量为发酵罐中培养基重量的3～10％。培养基中各成分的作用为：葡萄糖提供菌种扩培量产初期的养分；糖蜜提供菌种扩培量产中后期的养分；尿素提供菌种扩培量产所需的氮元素；磷酸二氢钾提供菌种扩培量产所需的磷、钾元素。

所述步骤(4)中，交叉拮抗培养，所用培养基成分为：葡萄糖20～40g/L，糖蜜30～50g/L，尿素5～12g/L，P₂O₅ 5～10g/L，KH₂PO₄ 2～10g/L，其余为蒸馏水，pH为6.8～7.2。培养基中的各成分作用为：葡萄糖：提供菌种扩培量产初期的养分；糖蜜：提供菌种扩培量产中后期的养分；尿素：提供菌种扩培量产所需的氮元素；磷酸二氢钾和五氧化二磷：提供菌种扩培量产所需的磷、钾元素。

所述步骤(3)和(4)中的培养条件为：30℃下培养120h，培养过程中每12h搅拌5min，每2h充空气10min，空气流量为每吨液体每分钟充气2立方米。

经交叉拮抗培养之后，各菌种相互拮抗竞争生长，形成有益微生物菌群，在此菌群中，枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌能够抑制和杀灭土壤中的有害菌、病原菌；哈茨木霉菌和绿色木霉菌能够分解秸秆纤维，快速腐熟秸秆；苏云金芽孢杆菌抑制和杀灭土壤中的害虫和虫卵，以上各菌种均要限定在指定的范围之内，不然易因其菌群失调，所制得的秸秆腐熟剂的功效会大大降低。

本发明还提供了一种固态生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

a.将权利要求1所述的秸秆腐熟剂与粉碎后的秸秆混合，建堆发酵三天；

b.加入N、P、K肥，继续发酵，得到发酵腐熟好的秸秆基料；

c.将发酵腐熟好的秸秆基料经筛网筛选，掺入玉米淀粉、N肥、P肥和K肥后，调整体系含水量为25％～35％，经冷挤压造粒、晾干后即可得到所述固态生物有机肥。

所述步骤a中，秸秆腐熟剂的加入量为秸秆重量的0.3～0.5％，建堆发酵的条件为：发酵温度在48小时后，达到60～65℃后，每天翻堆一次，含水量保持在50％～70％，PH值为6.5～7.5，发酵三天；以发酵产生的高温杀灭病原菌、有害菌、虫卵等。

进一步地，所述粉碎后的秸秆的长度为3～6cm，目前农作物的收割多是采用联合收割机，大多厂家生产的联合收割机的秸秆收割长度的设置也在这一范围之内，因此在进行秸秆建堆发酵的时候，联合收割机收割之后的农作物秸秆无需进一步粉碎处理，回收后即可使用，省去了重复劳动。

所述步骤b中，每吨秸秆中N、P、K肥的加入量为：N肥2～5kg，P肥0.5～1.5kg，K肥0.2～0.5kg；发酵条件为：第十天后，温度为30～40℃，含水量为30％～50％，每两天翻堆一次，发酵第十五天后，温度与室温相同，含水量为15％。N、P、K肥的加入为微生物在发酵的过程中补充所需要的氮、磷、钾。

所述步骤c中，每吨秸秆基料中均匀掺入玉米细粉40kg，N肥3kg,P肥1.5kg,K肥0.5kg。玉米细粉的加入增加了秸秆基料的粘性，有利于固态生物有机肥在冷挤压造粒的过程中更好的造粒成型；N、P、K肥的加入保证了固态生物有机肥颗粒中的微生物的养分供应，使其保持持续的活性和生命力。

所述步骤c中，冷挤压造粒所用的设备为对辊式冷挤压有机颗粒肥成型机，具有：

两个支座；

两个辊子，所述辊子两端分别可转动地安装在两个支座上，两个辊子外周面相接触；

辊子表面设有一系列半球型凹槽，在两个辊子相对转动过程中，两个辊子相接触的外周面上的半球型凹槽相对应形成一个球型凹槽；

所述两个辊子各有一端的辊轴伸出所述支座，所述辊轴上各固定设有一个齿轮，两个辊子的两个齿轮相啮合；

一个辊子与动力装置连接；

料斗，设置在所述辊子上方，所述料斗的出料口正对两个辊子之间。

还具有落料斗，所述落料斗位于所述辊子下方，所述落料斗的长度大于所述辊子的长度。

所述料斗的长度小于所述辊子的长度。

所述动力装置为电机，所述电机的转轴与辊子的辊轴连接。

通过两个辊子相对滚动，两个辊子上的半球型凹槽形成一个完整的球型凹槽，有机肥在球型凹槽中成型，成型效率高，形成的有机颗粒肥形状规则，规格统一。

本发明还提供了一种根据上述制备方法制备得到的固态生物有机肥。此固态生物有机肥中，农作物秸秆与秸秆腐熟剂和N、P、K肥相互协同发挥作用，克服土传病原菌累积、补充土壤有机质，优化土壤的团粒结构，使之能够保水、排水、透气，使农作物根系发达，植株茁壮，既环保又增产。

与现有技术相比，本发明公开的固态生物有机肥的制备方法，在秸秆建堆发酵的过程中，无虫、无臭、无毒，发酵时产生高温发酵热，利于消除秸秆中残存的病原菌及虫卵，发酵熟化时间较短，大大节省人工、厂房、水电及管理成本。

本发明公开的固态生物有机肥采用对辊式冷挤压有机颗粒肥成型机经冷挤压造粒形成粒状产品，其颗粒均匀、规格统一，与耕地的作用均匀，可批量生产及销售，固态生物有机肥的使用可有效缓解因化肥的大量使用引起的土壤板结的问题，施用于耕地之后，能够繁殖大量土壤有益微生物，具有抑病、促长、造肥、解毒等功效；并且能够将有机物质分解为植物可吸收的有机肥分，为农作物生长提供珍贵有机营养成分，增强肥效，促使作物迅速生长。

附图说明

图1为固态生物有机肥的生产工艺流程图；

图2为对辊式冷挤压有机颗粒肥成型机的结构图，图中的标记均为：1、料斗，2、支座，3、辊子，31、半球型凹槽，4、齿轮，5、落料斗。

具体实施方式

实施例1

一种固态生物有机肥，其制备方法如下：

a.将农作物秸秆粉碎3～6cm后，与稀释30倍的秸秆腐熟剂混合，秸秆腐熟剂的加入量为每吨秸秆加入4kg秸秆腐熟剂，建堆发酵，发酵温度在48小时后，达到60～65℃后，每天翻堆一次，含水量保持在50％～70％，PH值为6.5～7.5；

b.发酵三天后，加入N、P、K肥，N、P、K肥的加入量为：N肥为每吨秸秆加入3.5kg,P肥为每吨秸秆加入1.5kg,K肥为每吨秸秆加入0.2kg，均匀混合，继续发酵；第十天后，温度为30～40℃，含水量为30％～50％，每两天翻堆一次，发酵第十五天后，温度与室温相同，含水量为15％，得到发酵腐熟好的秸秆基料。

c.将发酵腐熟好的秸秆基料进行筛选，网目直径为2.5cm，在筛选后的基料中，每吨均匀参入玉米细粉40kg，N肥3kg,P肥1.5kg,K肥0.5kg，将混合后的基料含水量调整为25％～35％，进行冷挤压造粒，晾干后即可得到固态生物有机肥。

所述冷挤压造粒的设备为对辊式冷挤压有机颗粒肥成型机，两个支座；

两个辊子，辊子两端分别可转动地安装在两个支座上，两个辊子外周面相接触；

辊子表面设有一系列半球型凹槽，在两个辊子相对转动过程中，两个辊子相接触的外周面上的半球型凹槽相对应形成一个球型凹槽；

两个辊子各有一端的辊轴伸出支座，辊轴上各固定设有一个齿轮，两个辊子的两个齿轮相啮合；使得两个辊子相对转动；

一个辊子与动力装置连接；

料斗，设置在辊子上方，料斗的出料口正对两个辊子之间；

还具有落料斗，落料斗位于辊子下方，落料斗的长度大于辊子的长度；

料斗的长度小于辊子的长度；

动力装置为电机，电机的转轴与辊子的辊轴连接；

动力装置也能采用链条机构，可以在辊子的辊轴上安装链轮，通过链条机构传动；

支座、料斗以及落料斗均固定在安装支架上。

所述秸秆腐熟剂的制备方法为：

(1)将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、哈茨木霉菌、绿色木霉菌、苏云金芽孢杆菌分别接种在固体琼脂培养基上，30℃培养38h；

(2)将步骤(1)培养后的菌种，分别接种于液体培养基中，培养；30℃下，摇瓶速度60r/min，培养38h；所述液体培养基成分为：蔗糖10g，葡萄糖10g，K₂HPO₄ 0.2g，CaCO₃ 2g，NaCl 0.4g，蒸馏水定容至1L；五种菌的培养基相同；

(3)将步骤(2)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至发酵液中菌数达到10×10¹⁰个/ml；发酵培养基成分为：葡萄糖40g/L，糖蜜60g/L，尿素4g/L，KH₂PO₄ 6g/L，其余为蒸馏水；PH值6.8；量产培养条件为：菌种接种量为5％；30℃下培养120h，培养过程中每12h搅拌5min，每2h充空气10min，空气流量为每吨液体每分钟充气2立方米。

(4)将步骤(3)量产培养后的菌种按枯草芽孢杆菌15％、巨大芽孢杆菌15％、哈茨木霉菌25％、绿色木霉菌25％、苏云金芽孢杆菌20％比例混合，交叉拮抗培养，所用培养基成分为：葡萄糖20g/L，糖蜜30g/L，尿素5g/L，P₂O₅ 5g/L，KH₂PO₄2g/L，其余为蒸馏水PH值6.8。交叉拮抗培养条件为：培养过程中每12h搅拌5min，每2h充气10min，共培养120h，制得秸秆腐熟剂。

在种植多年的大棚内，划出两块地分别作为对照区和试验区来种植番茄，对照区为1亩，试验区为1.2亩，在种植之前两块地均施以15-15-15氮磷钾三元复合肥80kg/亩作为底肥翻耕入土，然后对照区直接进行番茄种植，试验区在耕地表面均匀施用本实施例制得的固态生物有机肥3吨/亩之后再种植番茄，其他种植条件均相同，实验结果如表1所示：

表1

名称	面积(亩)	总产量	平均产量kg/亩
				试验区	1.2	14695.6	12246.3
对照区	1.0	7279.2	7279.2

从上述结果可以看出，试验区比对照区增产68.2％，而且在番茄生长的过程中，对照区前期秧苗死颗很多，而试验区则基本不死颗，可见本发明公开的固态生物有机肥具有增产、护苗的效果。

实施例2

一种固态生物有机肥，其制备方法如下：

一种固态生物有机肥，其制备方法如下：

a.将农作物秸秆粉碎3～6cm后，与稀释30倍的秸秆腐熟剂混合，秸秆腐熟剂的加入量为每吨秸秆加入5kg秸秆腐熟剂，建堆发酵，发酵温度在48小时后，达到60～65℃后，每天翻堆一次，含水量保持在50％～70％，PH值为6.5～7.5；

b.发酵三天后，加入N、P、K肥，N、P、K肥的加入量为：N肥为每吨秸秆加入5kg,P肥为每吨秸秆加入1kg,K肥为每吨秸秆加入0.2kg，均匀混合，继续发酵；第十天后，温度为30～40℃，含水量为30％～50％，每两天翻堆一次，发酵第十五天后，温度与室温相同，含水量为15％，得到发酵腐熟好的秸秆基料。

c.将发酵腐熟好的秸秆基料进行筛选，网目直径为2.5cm，在筛选后的基料中，每吨均匀参入玉米细粉40kg，N肥3kg,P肥1.5kg,K肥0.5kg，将混合后的基料含水量调整为25％～35％，进行冷挤压造粒，晾干后即可得到固态生物有机肥。

所述冷挤压造粒的设备为对辊式冷挤压有机颗粒肥成型机，两个支座；

两个辊子，辊子两端分别可转动地安装在两个支座上，两个辊子外周面相接触；

辊子表面设有一系列半球型凹槽，在两个辊子相对转动过程中，两个辊子相接触的外周面上的半球型凹槽相对应形成一个球型凹槽；

两个辊子各有一端的辊轴伸出支座，辊轴上各固定设有一个齿轮，两个辊子的两个齿轮相啮合；使得两个辊子相对转动；

一个辊子与动力装置连接；

料斗，设置在辊子上方，料斗的出料口正对两个辊子之间；

还具有落料斗，落料斗位于辊子下方，落料斗的长度大于辊子的长度；

料斗的长度小于辊子的长度；

动力装置为电机，电机的转轴与辊子的辊轴连接；

动力装置也能采用链条机构，可以在辊子的辊轴上安装链轮，通过链条机构传动；

支座、料斗以及落料斗均固定在安装支架上。

所述秸秆腐熟剂的制备方法为：

(1)将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、哈茨木霉菌、绿色木霉菌、苏云金芽孢杆菌分别接种在固体琼脂培养基上，30℃培养46h；

(2)将步骤(1)培养后的菌种，分别接种于液体培养基中，培养；30℃下，摇瓶速度60r/min，培养46h；所述液体培养基成分为：蔗糖10g，葡萄糖10g，K₂HPO₄ 0.2g，CaCO₃ 2g，NaCl 0.4g，蒸馏水定容至1L；五种菌的培养基相同；

(3)将步骤(2)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至发酵液中菌数达到15×10¹⁰个/ml；发酵培养基成分为：葡萄糖50g/L，糖蜜90g/L，尿素9g/L，KH₂PO₄ 9g/L，其余为蒸馏水；PH值7.2；量产培养条件为：菌种接种量为7％；30℃下培养120h，培养过程中每12h搅拌5min，每2h充空气10min，空气流量为每吨液体每分钟充气2立方米。

(4)将步骤(3)量产培养后的菌种按枯草芽孢杆菌10％、巨大芽孢杆菌20％、哈茨木霉菌20％、绿色木霉菌25％、苏云金芽孢杆菌25％比例混合，交叉拮抗培养，所用培养基成分为：葡萄糖20～40g/L，糖蜜30～50g/L，尿素5～12g/L，P₂O₅ 5～10g/L，KH₂PO₄ 2～10g/L，其余为蒸馏水PH值6.8～7.2。交叉拮抗培养条件为：培养过程中每12h搅拌5min，每2h充气10min，共培养120h，制得秸秆腐熟剂。

在种植六年的大棚内，划出两块地分别作为对照区和试验区来种植黄瓜，对照区和试验区均为1.0，在种植之前两块地均施以15-15-15氮磷钾三元复合肥80kg/亩作为底肥翻耕入土，然后对照区直接进行番茄种植，试验区在耕地表面均匀施用本实施例制得的固态生物有机肥3吨/亩之后再种植黄瓜，其他种植条件均相同，实验结果如表2所示：

表2

名称	面积(亩)	总产量	平均产量kg/亩
				试验区	1.0	12443.3	12443.3
对照区	1.0	9987.6	9987.6

从上述结果可以看出，试验区比对照区增产24.6％。

上述参照实施例对一种秸秆腐熟剂及其制备方法及通过此腐熟剂腐熟秸秆批量制作固态生物有机肥的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种秸杆腐熟剂，其特征在于，所述秸秆腐熟剂包括以下重量百分比的原料：枯草芽孢杆菌10～15％、巨大芽孢杆菌15～20％、哈茨木霉菌20～25％、绿色木霉菌20～25％、苏云金芽孢杆菌15～25％。

2.根据权利要求1所述的秸秆腐熟剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、哈茨木霉菌、绿色木霉菌、苏云金芽孢杆菌分别接种在固体琼脂培养基上，培养；

(2)将步骤(1)培养后的菌种，分别接种于液体培养基中，培养；

(3)将步骤(2)培养后的菌种分别置于发酵罐中，量产培养至发酵液中菌数达到10～15×10¹⁰个/ml；

(4)将步骤(3)量产培养后的菌种按配方量混合，交叉拮抗培养，制得秸秆腐熟剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，发酵培养基成分为：葡萄糖30～60g/L，糖蜜50～100g/L，尿素1～10g/L，KH₂PO₄ 5～10g/L，其余为蒸馏水；pH为6.8～7.2。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，交叉拮抗培养，所用培养基成分为：葡萄糖20～40g/L，糖蜜30～50g/L，尿素5～12g/L，P₂O₅ 5～10g/L，KH₂PO₄2～10g/L，其余为蒸馏水，pH为6.8～7.2。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和(4)中的培养条件为：30℃下培养120h，培养过程中每12h搅拌5min，每2h充空气10min。

6.一种固态生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

a.将权利要求1所述的秸秆腐熟剂稀释30倍，与粉碎后的秸秆混合，建堆发酵三天；

b.加入N、P、K肥，继续发酵，得到发酵腐熟好的秸秆基料；

c.将发酵腐熟好的秸秆基料经筛网筛选，掺入玉米淀粉、N肥、P肥和K肥后，调整体系含水量为25％～35％，经冷挤压造粒、晾干后即可得到所述固态生物有机肥。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，秸秆腐熟剂的加入量为秸秆重量的0.3～0.5％，建堆发酵的条件为：发酵温度在48小时后，达到60～65℃后，每天翻堆一次，含水量保持在50％～70％，PH值为6.5～7.5，发酵三天。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，每吨秸秆中N、P、K肥的加入量为：N肥2～5kg，P肥0.5～1.5kg，K肥0.2～0.5kg；发酵条件为：第十天后，温度为30～40℃，含水量为30％～50％，每两天翻堆一次，发酵第十五天后，温度与室温相同，含水量为15％。

9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，每吨秸秆基料中均匀掺入玉米细粉40kg，N肥3kg,P肥1.5kg,K肥0.5kg。

10.根据权利要求6所述的制备方法制备得到的固态生物有机肥。