一种高效生物有机肥及其生产工艺.pdf

一种高效生物有机肥，其中含有完全发酵的秸秆，速效有机碳达65％，微生物数量达3亿/克以上，生长成本比同类产品低15～30％，用量省，肥效长，可显著地增加作物产量，改善产品品质，提高土壤肥力，具有可观的经济和生态效益，可广泛应用于有机食品、绿色食品和无公害食品的生产。

1.  一种高效生物有机肥，利用秸秆生物发酵剂将秸秆、谷壳、锯末等富含纤维素、半纤维素或木质素的物料进行发酵分解后作为载体，然后将多个生物菌种扩培制成复合生物菌剂，最后将发酵好的有机物料、复合生物菌剂以及适量的矿物质、微量元素按一定的比例配制而成，其特征在于其组成为：
秸秆                     20～40％
有机物                   20～60％
矿物质(或钙镁磷)         10～30％
复合生物菌剂             5～20％
腐植酸或腐植酸钾         3～5％
微量元素                 0～0.5％

2.  根据权利要求1所述的高效生物有机肥，其特征在于本发明中，秸秆生物发酵剂由枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母、产阮假丝酵母、乳酸菌、康宁木霉、白地霉组成。

3.  根据权利要求1所述的高效生物有机肥，其特征在于本发明中，复合生物菌剂由褐球固氮菌、豌豆根瘤菌、胶质芽孢杆菌、解磷菌组成。

4.  根据权利要求1所述的高效生物有机肥，其特征在于本发明中所述的工农业有机废弃物是指啤酒渣、白酒渣、柠檬酸渣、鱼骨粉、贝壳粉、蚝壳粉、豆粕、花生饼、棉子饼以及各种人畜粪便；矿物质是指磷矿粉、钾长石粉、石灰石粉、云母、矿渣、硅藻土、农用稀士等，也可用过磷酸钙、钙镁磷等代替；微量元素是指硼砂、硫酸镁、硫酸锌、钼酸铵、氯化钴等。

5.  根据权利要求1所述的高效生物有机肥，其特征在于本发明的高效生物有机肥还加入了一定量的复合氨基酸、腐植酸或腐植酸钾。

6.  根据权利要求1所述的高效生物有机肥，其特征在于本发明的高效生物有机肥制作过程包括：1.微生物菌剂的制备；2.原料处理；3.秸秆发酵；4.有机混合物发酵；5.肥料配制等几个步骤。

一种高效生物有机肥及其生产工艺
本发明涉及一种生物有机肥，尤其涉及一种利用工农业有机废弃物，通过多菌种发酵生产的高效生物有机肥及其生产工艺。
在农业上，人们习惯于使用化肥、激素肥等速效性肥料来追求高产、稳产，长年累月大量化学肥料的投入，使得土壤的理化性状急剧恶化，造成土壤板结、酸化，养分失调，地力下降，有机质含量越来越少，单位肥料的增粮率不断下降，生产成本不断上升；而传统意义上的农家肥由于有异味、不卫生，肥力差，肥效慢，难以适应现代农业高速发展的要求。在这种情况下，生物肥、有机肥的开发生产日益受到人们的重视。现在出现了很多的生物有机肥，并且逐渐在农业生产中发挥出越来越重要的作用，但是在生产成本、产品质量、肥力肥效等方面还存在诸多的问题有待解决，主要表现在：菌肥制作大多采用菌体组份与其它有机肥、无机肥或矿物成分复配的方式，菌肥中的有效活菌数总含量偏少；菌肥中所使用的载体配料多采用褐煤、风化煤、草炭、泥炭、矿石粉等不可再生资源；菌肥配料不是微生物合适的培养基，因此微生物数量和活力随着时间的延长急剧下降，施用到土壤中后难以快速增值形成优势群体，微肥作用没有充分体现出来。
本发明的目的在于提供一种主要利用我国丰富的秸秆资源，以及工农业生产中的废弃物，通过多个菌种组合来发酵生产的生物有机肥及其生产工艺。
本发明的高效生物有机肥是利用秸秆生物发酵剂将秸秆、谷壳、锯末等富含纤维素、半纤维素或木质素的物料进行发酵分解后作为载体，然后将多个生物菌种扩培制成复合生物菌剂，最后将发酵好的有机物料、复合生物菌剂以及适量的矿物质、微量元素按一定的比例配制而成。
本发明的高效生物有机肥其主要组成为：
秸秆类                        20～40％
有机物                        20～60％
矿物质(或钙镁磷)              10～30％
复合生物菌剂                  5～20％
腐植酸或腐植酸钾              3～5％
微量元素                      0.3～0.5％
本发明中，秸秆生物发酵剂由枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母、产阮假丝酵母、乳酸菌、康宁木霉、白地霉组成；
复合生物菌剂由褐球固氮菌、豌豆根瘤菌、胶质芽孢杆菌、解磷菌组成。
本发明中所用到的菌种均由中国科学院微生物研究所菌种保藏中心提供。
如无特殊说明，本发明中的百分比均指重量比。
下面详细介绍本发明的内容。
我国秸秆资源丰富，每年产量在5亿吨左右，除极少数利用外，绝大多数被烧毁或废弃，白白地浪费掉了。另外在木材加工行业中也有大量的锯末产生，这些材料都没有得到有效地利用。虽然有少部分作为载体用于生物肥、有机肥，但由于其自然分解时间长、速度慢，因此利用率很低。本发明中精选一批具有强力分解纤维素、半纤维素和木质素能力的木霉、白地霉以及高活性的酵母和芽孢杆菌进行合理组合，通过发酵能够迅速使部分的纤维素和半纤维素水解成糖或转化成有机酸、有机醇等物质，同时纤维素分子结构发生变化，物料中的速效碳和蛋白质含量都大为提高，在发酵过程中产生了大量的淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、糖化酶等各种酶类和生长促进因子，因此本发明中的秸秆、谷壳组分不仅仅是作为载体，也是一种有效的肥料成分。
本发明中所述的工农业有机废弃物是指啤酒渣、白酒渣、柠檬酸渣、鱼骨粉、贝壳粉、蚝壳粉、豆粕、花生饼、棉子饼以及各种人畜粪便；矿物质是指磷矿粉、钾长石粉、石灰石粉、云母、矿渣、硅藻土、农用稀土等，也可用过磷酸钙、钙镁磷等代替。根据土壤中微量元素的多寡可特别补充一定的微量元素，如硼砂、硫酸镁、硫酸锌、钼酸铵、氯化钴等。
特别的，本发明的高效生物有机肥还加入了一定量的复合氨基酸、腐植酸或腐植酸钾。
本发明的高效生物有机肥制作过程包括：1.微生物菌剂的制备；2.原料处理；3.秸秆发酵；4.有机混合物发酵；5.肥料配制等几个步骤：
1.微生物菌剂的制备
斜面培养：固氮菌采用Ashby无氮培养基，枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、解磷菌采用营养琼脂培养基，酵母采用麦芽汁琼脂培养基、真菌采用土豆汁琼脂培养基，乳酸菌采用含糖酵母膏培养基(厌氧培养)，根瘤菌采用如下培养基：
甘露醇(或蔗糖)              10克
磷酸二氢钾                  0.5克
硫酸镁                      0.2克
氯化钠                      0.2克
碳酸钙                      1克
琼脂                  15克
酵母膏                0.4克
蒸馏水                1000毫升
PH                    7.0-7.2
把这些菌种利用各自的培养基在摇床中培养16～24小时后作为种子进行液体深层培养，发酵温度25～32℃；发酵时间细菌、酵母24～48小时，真菌72～96小时；摇床转速150转/分钟左右，其中乳酸菌为厌氧培养。发酵完毕后，用麦麸固体培养基吸附，其培养基组成为麦麸30～70％、玉米粉20～40％、豆粕5～20％，摊成薄层或通风培养2～3天。
按菌数比10～30％∶10～15％∶10～15％∶10～30％∶10～30％∶10～30％的比例将枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母、产阮假丝酵母、乳酸菌、康宁木霉、白地霉的培养物混合，即为秸秆生物发酵剂；
按菌数比20～40％∶20～40％∶20～40％∶20～40％的比例将褐球固氮菌、豌豆根瘤菌、胶质芽孢杆菌、解磷菌的培养物混合，即为复合生物菌剂。
2.原料处理
除了新鲜的秸秆、谷壳、锯末、啤酒渣、白酒渣、柠檬酸渣等之外，其它有机物料都要进行高温灭菌。秸秆、谷壳粉碎至80目，矿石粉、蚝壳粉要粉碎到200目左右。柠檬酸渣中如含残酸过多，则需加钙粉调节pH值到中性。把硝酸氨按1∶5的比例加入到腐植酸或腐植酸钾溶液中，常温下反应15天左右备用。
3.秸秆发酵
将秸秆粉或谷壳粉和啤酒渣按0.5～1∶1的比例，加上占总重量5％的玉米粉、占总重量5％的豆粕、花生饼、棉子饼中的一种或几种，以及占总重量5～8％的蚝壳粉、0.5～0.8％的盐渣粉，充分混合均匀，调节其含水量为40～55％，再接种秸秆生物发酵剂，接种量为1～5％。将混合物放入发酵地池中，层层压实，上面以塑料布密封，发酵一至两周即成。
4.有机混合物发酵
有机混合物各组分的配比为：
人兽粪便(鸡粪最佳)                  20～40％
玉米粉                              5～15％
豆粕、花生饼、棉子饼等              5～15％
麦麸                                20～40％
啤酒渣                              20～40％
复合氨基酸                    5～10％
蚝壳粉                        5～10％
将有机混合物按比例混合均匀，含水量为40～55％，放入发酵池中，通入高压蒸汽灭菌，冷却后接入复合生物菌剂，接种量为1～5％，发酵场地要清洁卫生，定期消毒灭菌。发酵过程中要充分供氧，发酵温度以25～32℃为宜，18～24小时翻动一次，发酵时间3～5天左右。
5.肥料配制
将发酵好的各肥料组分低温烘干，按比例混合均匀，粉碎后过40目筛，经检验合格即可包装为成品。
本发明的高效生物有机肥具有以下特点：①大量采用秸秆、酒渣等廉价原料及其它有机废弃物，生长成本比同类产品低15～30％；②肥料中含有发酵完全的秸秆，速效有机碳达65％以上，还有丰富的有机质、氮、磷、钾及多种中量、微量元素，能够充分满足植物快速生长的需求；③有益微生物数量达3亿/克以上，另外还有多种酶类，施用到土壤中后能够迅速形成优势群体，促进植物快速生长，并且能提高植株的抗病能力；④腐植酸或腐植酸钾与植物所需的氮、磷、钾元素化合后，肥效增强，并能有效地改良土壤的物理性状；⑤用量省，肥效长。生物菌在土壤中大量繁殖，能够源源不断地把空气中的氮固定下来，把土壤中的磷和钾分离出来，满足植物生长需要，因此是一座活的“生物造肥厂”；⑥改变土壤地物理结构，增加土壤中的有机质含量，提高地力，达到用地养地、增产增收的目的。
本项发明可操作性强，原料来源广，设备简单，适合各种规模生产。利用本发明生产出来的高效生物有机肥可显著地增加作物产量，改善产品品质，提高土壤肥力，具有可观的经济和生态效益，可广泛应用于有机食品、绿色食品和无公害食品的生产。
下面以实施例对本发明作进一步的说明：
1.微生物菌剂的制备
秸秆生物发酵剂由枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母、产阮假丝酵母、乳酸菌、康宁木霉、白地霉组成。
复合生物菌剂由褐球固氮菌、豌豆根瘤菌、胶质芽孢杆菌、解磷菌组成。
菌种均由中国科学院微生物研究所菌种保藏中心提供。
斜面培养：固氮菌采用Ashby无氮培养基，枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、解磷菌采用营养琼脂培养基，酵母采用麦芽汁琼脂培养基、真菌采用土豆汁琼脂培养基，乳酸菌采用含糖酵母膏培养基(厌氧培养)，根瘤菌采用如下培养基：
甘露醇(或蔗糖)        10克
磷酸二氢钾                 0.5克
硫酸镁                     0.2克
氯化钠                     0.2克
碳酸钙                     1克
琼脂                       15克
酵母膏                     0.4克
蒸馏水                     1000毫升
PH                         7.0-7.2
15磅30分钟灭菌
把这些菌种利用各自的培养基在摇床中培养18小时后作为种子进行液体深层培养，发酵温度28℃，发酵时间细菌、酵母30小时，真菌72小时。摇床转速150转/分钟，其中乳酸菌为厌氧培养。发酵完毕后，用麦麸固体培养基吸附，其培养基组成为麦麸65％、玉米粉25％、豆粕10％，摊成薄层或通风培养3天。
按菌数比2∶1∶1∶2∶2∶2的比例将枯草芽孢杆菌、热带假丝酵母、产阮假丝酵母、乳酸菌、康宁木霉、白地霉的培养物混合，即为秸秆生物发酵剂；
按菌数比1∶1∶1∶1的比例将褐球固氮菌、豌豆根瘤菌、胶质芽孢杆菌、解磷球形芽孢杆菌的培养物混合，即为复合生物菌剂。
2.原料的处理
原料采用新鲜的秸秆、啤酒渣，其它的有机物料进行高温灭菌。秸秆粉碎至80目，矿石粉、蚝壳粉粉碎到200目。把硝酸氨按1∶5的比例加入到腐植酸或腐植酸钾溶液中，常温下反应15天。
3.秸秆发酵
将秸秆粉和啤酒渣按0.5∶1的比例，加上占总重量5％的玉米粉、占总重量5％的豆粕，以及占总重量5％的蚝壳粉、0.5％的盐渣粉，充分混合均匀，调节其含水量为45％，再接种秸秆生物发酵剂，接种量为3％。将混合物放入发酵地池中，层层压实，上面以塑料布密封，发酵一至两周即成。
4.有机混合物发酵
有机混合物各组分的配比为：
鸡粪                30％
玉米粉              7％
豆粕                          8％
麦麸                          20％
啤酒渣                        25％
复合氨基酸                    5％
蚝壳粉                        5％
将有机混合物按比例混合均匀，含水量为45％，放入发酵池中，通入高压蒸汽灭菌，冷却后接入复合生物菌剂，接种量为3％，发酵场地要清洁卫生，定期消毒灭菌。发酵过程中要充分供氧，发酵温度30℃，24小时翻动一次，发酵时间3～5天左右。
5.肥料配制
将发酵好的各肥料组分按秸秆类发酵物35％、发酵的有机混合物30％、钙镁磷20％、复合生物菌剂10％、腐植酸4.5％、微量元素0.5％比例混合均匀，45℃烘干，粉碎后过40目筛，经检验合格即成高效生物有机肥。