一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法

1.本发明涉及有机肥技术领域，更具体的说是涉及一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法。


背景技术：

2.畜禽粪便和秸秆等农业废弃物是农业面源污染的治理的难点，畜禽粪污与秸杆废弃物的“污”与“废”，是放错地方的“资源宝库”，已经成为社会普遍的共识，秸秆和畜禽粪便其实是一种可利用的再生资源，通过制备有机肥或基质，使畜禽粪便和秸杆废弃物实现资源化利用的有效途径之一是本领域的研究方向。
3.但是，现有市面缺乏成熟、技术效果稳定的产品，部分产品综合成本较高，此外，很多产品处于小规模实验阶段，技术效果难于确定，或者工艺过于繁琐，例如将粪便灭菌、预发酵，再与秸秆发酵，秸秆通过热水、碱水处理等，同时，在制备过程中，如果发酵不彻底，会影响到肥效，影响推广。
4.因此，能否提供一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥，按质量份包括：秸秆50～100份、畜禽粪便40～60份、微生物制剂3～5份、辅料30～50份。
8.优选的：秸秆包括：玉米、小麦和水稻秸秆，质量比为2～3：2～3：1。
9.有益效果在于，不同的秸秆所含营养物质存在差异，通过优化秸秆的原料占比，改良有机肥的利用率。
10.优选的：畜禽粪便：猪粪和鸡粪，质量比2：0.5～1。
11.有益效果在于，鸡粪相较于猪粪含钾量略高，但是鸡粪含量过高可能易滋生害虫繁殖，故而，采用上述比例可以达到营养与虫害控制的相对的平衡。
12.优选的：微生物制剂：枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌、纤维素酶；其中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌含量大于1.5亿cfu/g，纤维素酶1500～2000u/g。
13.有益效果在于，通过施用微生物制剂，有机肥营养物质含量进一步提升，并且有害菌、虫卵等有害生物可以被抑制，同时，改良发酵过程中的异味。
14.优选的：辅料：黄腐酸钾、豆粕，质量比1～2：1。
15.有益效果在于，改良土壤团粒等，促进植物营养吸收。
16.本发明还提供了上述任一的有机肥的制备方法，包括以下步骤：
17.1)秸秆预处理：将秸秆粉碎后，经亚硫酸钠溶液浸泡；
18.2)堆肥：将步骤1)处理后的秸秆与畜禽粪便、微生物制剂和辅料混合，调节含水
量；
19.3)发酵：初步发酵后，降温，继续发酵。
20.4)陈化。
21.优选的：步骤1)粉碎的程度：长度3～5cm；亚硫酸钠的浓度3～5g/l；浸泡时间5～10h；
22.步骤2)调节含水量至45～55％；
23.步骤3)初步发酵：5～10d，温度60～65℃，每2～3d翻堆一次；降温：当温度至45～50℃；继续发酵3～5d；
24.步骤4)陈化：温度30～40℃，时间15～20d。
25.有益效果在于：传统的发酵农家肥，时间过长，需要50～70d，在施用发酵剂的情况下，可以相对缩短发酵周期，但是发酵周期过短或发酵剂成分不当也会影响到农家肥的肥效和安全性。相较于传统的畜禽粪便农家肥，采用上述工艺、原料发酵，发酵时间相对缩短，通过调节水分含量、控制发酵时间、温度以及翻堆，促进发酵完全，改良有机肥的肥效。
26.本发明还提供了上述任一有机肥或任一制备方法在农业生产、工业生产中的应用。
27.优选的：农业生产为玉米或水稻种植，工业生产为加工制备有机肥或土壤营养补充剂或土壤改良剂。
28.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法，取得的技术效果为利用废弃的秸秆、畜禽粪便，通过发酵变废为宝，促进了环境的改善，同时，通过改良原料的配比和发酵工艺，使制备的有机肥肥效进一步提升，可用于农业增产，改良土壤环境。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本发明实施例公开了一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法。
31.实施例中未提及的原料均为市售途径获得，对具体的原料品牌、菌株不做要求，满足当地生产或实验要求即可；未提及的工艺步骤为常规工艺步骤，在此不再赘述。
32.实施例1
33.一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥，按质量份包括：秸秆50份、畜禽粪便40份、微生物制剂3份、辅料30份。
34.为进一步优化技术方案：秸秆包括：玉米、小麦和水稻秸秆，质量比为2：2：1。
35.为进一步优化技术方案：畜禽粪便：猪粪和鸡粪，质量比2：0.5。
36.为进一步优化技术方案：微生物制剂：枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌、纤维素酶；其中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌含量大于1.5亿cfu/g，纤维素酶1500u/g。
37.为进一步优化技术方案：辅料：黄腐酸钾、豆粕，质量比1：1。
38.制备方法，包括以下步骤：
39.1)秸秆预处理：将秸秆粉碎后，经亚硫酸钠溶液浸泡；
40.2)堆肥：将步骤1)处理后的秸秆与畜禽粪便、微生物制剂和辅料混合，调节含水量；
41.3)发酵：初步发酵后，降温，继续发酵。
42.4)陈化。
43.为进一步优化技术方案：步骤1)亚硫酸钠粉碎的程度：长度3cm；亚硫酸钠亚硫酸钠的浓度3g/l；浸泡时间5h；
44.步骤2)亚硫酸钠调节含水量至45％；
45.步骤3)亚硫酸钠初步发酵：5d，温度60℃，每2d翻堆一次；亚硫酸钠降温：当温度至45℃；亚硫酸钠继续发酵3d；
46.步骤4)亚硫酸钠陈化：温度30℃，时间15d。
47.实施例2
48.一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥，按质量份包括：秸秆75份、畜禽粪便50份、微生物制剂4份、辅料40份。
49.为进一步优化技术方案：秸秆包括：玉米、小麦和水稻秸秆，质量比为2.5：2.5：1。
50.为进一步优化技术方案：畜禽粪便：猪粪和鸡粪，质量比2：1。
51.为进一步优化技术方案：微生物制剂：枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌、纤维素酶；其中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌含量大于1.5亿cfu/g，纤维素酶2000u/g。
52.为进一步优化技术方案：辅料：黄腐酸钾、豆粕，质量比1.5：1。
53.制备方法，包括以下步骤：
54.1)秸秆预处理：将秸秆粉碎后，经亚硫酸钠溶液浸泡；
55.2)堆肥：将步骤1)处理后的秸秆与畜禽粪便、微生物制剂和辅料混合，调节含水量；
56.3)发酵：初步发酵后，降温，继续发酵。
57.4)陈化。
58.为进一步优化技术方案：步骤1)亚硫酸钠粉碎的程度：长度4cm；亚硫酸钠亚硫酸钠的浓度4g/l；浸泡时间8h；
59.步骤2)亚硫酸钠调节含水量至50％；
60.步骤3)亚硫酸钠初步发酵：8d，温度62℃，每2d翻堆一次；亚硫酸钠降温：当温度至45℃；亚硫酸钠继续发酵4d；
61.步骤4)亚硫酸钠陈化：温度35℃，时间18d。
62.实施例3
63.一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥，按质量份包括：秸秆100份、畜禽粪便60份、微生物制剂5份、辅料50份。
64.为进一步优化技术方案：秸秆包括：玉米、小麦和水稻秸秆，质量比为3：3：1。
65.为进一步优化技术方案：畜禽粪便：猪粪和鸡粪，质量比2：1。
66.为进一步优化技术方案：微生物制剂：枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌、纤维素酶；其中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌含量大于1.5亿cfu/g，纤维素酶1500u/g。
67.为进一步优化技术方案：辅料：黄腐酸钾、豆粕，质量比2：1。
68.制备方法，包括以下步骤：
69.1)秸秆预处理：将秸秆粉碎后，经亚硫酸钠溶液浸泡；
70.2)堆肥：将步骤1)处理后的秸秆与畜禽粪便、微生物制剂和辅料混合，调节含水量；
71.3)发酵：初步发酵后，降温，继续发酵。
72.4)陈化。
73.为进一步优化技术方案：步骤1)亚硫酸钠粉碎的程度：长度5cm；亚硫酸钠亚硫酸钠的浓度5g/l；浸泡时间10h；
74.步骤2)亚硫酸钠调节含水量至55％；
75.步骤3)亚硫酸钠初步发酵：10d，温度65℃，每3d翻堆一次；亚硫酸钠降温：当温度至50℃；亚硫酸钠继续发酵5d；
76.步骤4)亚硫酸钠陈化：温度40℃，时间20d。
77.对比实验1：
78.检测有机肥的有机质、总养分含量，其中，设置对比例1如下：
79.对比例1：与实施例2的区别在于步骤1)、2)：
80.1、粪便经预处理：灭菌后，调粪便的含水率至6％；加入碳酸氢钠和氯化钠，均匀混合；
81.2秸秆进行粉粹，热水浸泡，温度为60℃浸泡1h；再加入20％亚硫酸钠进行蒸煮，30min；
82.实验检测结果如表1：
83.表1
[0084][0085]
结果表明，与本发明相比，有机质、总养分含量两个指标无明显的差别。本发明的制备工艺简洁。
[0086]
对比实验2
[0087]
2020～2021年度，于某水稻种植区进行有机肥施用增产及水稻品质测试，将试验田分成5个区域，每个区域包括3次重复，施用有机肥不同，分组情况如下：
[0088]
对比例1，同对比实验1记载。
[0089]
对比例2，省略辅料成分，其余同实施例2。
[0090]
对比例3，市售某秸秆粪便腐熟肥，成分包括乳酸菌、芽孢杆菌、米曲霉等，有效活菌数大于5亿/g，秸秆、粪便类成分含量大于50％。
[0091]
实施例2。
[0092]
空白对照。
[0093]
各组均常规进行基本相同的种植操作，区别仅在于施用的有机肥不同，施用量需结合当地土壤营养含量，本次验证中，对比例1、2、3、实施例2亩施用量1300kg/亩。结果取均值见表2：
[0094]
表2
[0095][0096][0097]
实验结果表明，采用本发明的有机肥，可以满足水稻增产要求，原料、的变化对于肥效有明显的影响；复杂工艺下，并未显著提升产量以及水稻的品质(胶稠度)，同时，某市售产品与本发明的效果类似，但是其售价较高，结合人工等其他成本综合计算远高于本发明。
[0098]
对比实验3
[0099]
验证原料比例和发酵工艺对于有机肥肥效、安全性的影响。
[0100]
对比例4：
[0101]
与实施例2的区别在于，调整原料比例，玉米、小麦和水稻秸秆，质量比为1：1：3；
[0102]
调整畜禽粪便：猪粪和鸡粪，质量比1：3；
[0103]
缩短发酵时间，调整亚硫酸钠初步发酵：3d，温度60℃，其中翻堆一次；调节温度至40℃，继续发酵2d；缩短陈化至10d。
[0104]
施用后，幼苗出现难扎根现象，影响根系从土壤中获取营养，苗体生长瘦弱；同时，对比例4实验区以稻纵卷叶螟情况为例，病害相对严重(抽样显示分蘖期百丛幼虫》100头)，可能与原料配比不当，影响土壤结构，以及施肥发酵时间不足，有害病虫害存量过高相关。
[0105]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0106]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥，其特征在于，按质量份包括：秸秆50～100份、畜禽粪便40～60份、微生物制剂3～5份、辅料30～50份。2.如权利要求1所述的有机肥，其特征在于，所述秸秆包括：玉米、小麦和水稻秸秆，质量比为2～3：2～3：1。3.如权利要求2所述的有机肥，其特征在于，所述畜禽粪便：猪粪和鸡粪，质量比2：0.5～1。4.如权利要求3所述的有机肥，其特征在于，所述微生物制剂：枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌、纤维素酶；其中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌含量大于1.5亿cfu/g，纤维素酶1500～2000u/g。5.如权利要求4所述的有机肥，其特征在于，所述辅料：黄腐酸钾、豆粕，质量比1～2：1。6.权利要求1～5任一所述的有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)秸秆预处理：将秸秆粉碎后，经亚硫酸钠溶液浸泡；2)堆肥：将步骤1)处理后的秸秆与畜禽粪便、微生物制剂和辅料混合，调节含水量；3)发酵：初步发酵后，降温，继续发酵。4)陈化。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述粉碎的程度：长度3～5cm；所述亚硫酸钠的浓度3～5g/l；浸泡时间5～10h；步骤2)所述调节含水量至45～55％；步骤3)所述初步发酵：5～10d，温度60～65℃，每2～3d翻堆一次；所述降温：当温度至45～50℃；所述继续发酵3～5d；步骤4)所述陈化：温度30～40℃，时间15～20d。8.权利要求1～5任一所述有机肥或权利要求6或7任一所述制备方法在农业生产、工业生产中的应用。9.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述农业生产为玉米或水稻种植，所述工业生产为加工制备有机肥或土壤营养补充剂或土壤改良剂。

技术总结
本发明公开了一种基于秸秆和畜禽粪便的有机肥制备方法，涉及有机肥技术领域。包括：秸秆、畜禽粪便、微生物制剂、辅料，并提供了制备方法和应用。本发明利用废弃的秸秆、畜禽粪便，通过发酵变废为宝，促进了环境的改善，同时，通过改良原料的配比和发酵工艺，使制备的有机肥肥效进一步提升，可用于农业增产，改良土壤环境。境。


技术研发人员：孟庆欣 王志刚 莫继先 徐伟慧 胡云龙 刘爽
受保护的技术使用者：齐齐哈尔大学
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/18