一种利用木素提高有机肥质量的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用木素提高有机肥质量的方法，将木素原料粉碎后进行适度的氧化处理形成大量醌型结构，在动物粪便、秸秆、菜园土壤组成的发酵原料中添加氧化后的木质素；再接种堆肥混合菌剂、调节水分、控制通气速率，堆体自然升温发酵；堆体在55‑60℃温度下维持48～96小时后，待温度降到30～35℃后翻堆一次，25～60天后堆肥成熟，堆温与室温持平，堆肥浸出液对作物种子发芽率没有显著抑制时，摊平堆体，待水分含量降至14～16％后造粒制成有机肥成品。本发明专利技术中采用经氧化的木素与发酵原料分解产生的复杂含氮物质、碳水化合物和油脂的衍生物复合形成腐殖质，提升了堆肥的氮素保存率，改善了肥料品质，提高了堆肥产出效率与有机肥质量，同时也为木素农用开辟了新途径。

A Method of Improving the Quality of Organic Fertilizer by Using Lignin

The invention discloses a method for improving the quality of organic fertilizer by using lignin, which crushes lignin raw materials and oxidizes them appropriately to form a large amount of quinone structure, adds oxidized lignin to fermentation raw materials consisting of animal manure, straw and vegetable garden soil, inoculates composting mixed bacteria agent, regulates water content, controls aeration rate, and ferments the compost body naturally at 55 60. When the temperature is maintained at 48-96 hours, the compost will be turned over once after the temperature drops to 30-35 degrees C. After 25-60 days, the compost will mature and the compost temperature is the same as the room temperature. When the compost leachate does not significantly inhibit the germination rate of the seeds, the compost will be spread out and granulated until the moisture content drops to 14-16%. In the present invention, the oxidized lignin is compounded with the derivatives of complex nitrogen-containing substances, carbohydrates and lipids produced by decomposition of fermentation raw materials to form humus, which improves the nitrogen preservation rate of compost, improves the quality of fertilizer, improves the output efficiency of compost and the quality of organic fertilizer, and also opens up a new way for lignin agriculture.

【技术实现步骤摘要】
一种利用木素提高有机肥质量的方法
本专利技术属于农业化学领域，具体涉及一种利用木素提高有机肥质量的方法。
技术介绍
堆肥发酵的过程就是一个将堆肥原料中容易分解的有机物分解转化为相对稳定的腐殖质类物质的过程。堆肥原料的腐殖质化效率越高，则有机肥料的得率、有机肥的品质就提高。研究已经表明腐殖质化过程主要参与者是木素、各种含氮物质、油脂类以及碳水化合物的降解产物。木素经过微生物的漆酶和过氧化物酶酶促的氧化、或者光催化氧化后，木素苯环上酚羟基转变为醌基，木素颜色变黑，木素醌基与含氮物质、碳水化合物降解产物、油脂氧化降解产物缩合形成稳定的复合物就是腐殖质。腐殖质化过程与微生物的活动关系十分密切，以产酸为主的菌群比腐败脱氨菌群更为有利；Cu、Zn、Fe、Mn等二价或多价离子可以显著提高漆酶和过氧化物酶活性；黏土矿物的存在可以为腐殖质的形成提供很好的介质作用，发挥了类似催化剂的效果。然而目前的堆肥技术往往忽略堆肥原料中木素类物质在堆肥稳定化过程的作用。堆肥原料中木素的含量偏低，纤维素、半纤维素、堆肥、蛋白质、淀粉、油脂等容易分解的有机物质在腐败菌群的作用下分解很快，多数以CO2、NH3、H2O以及其它挥发性含氮、含硫物质形式丧失，有机肥的得率低、有效养分少。传统有机肥生产过程不经对环境产生不良影响的同时，还造成氮、硫等养分资源的严重浪费。
技术实现思路
针对现有技术中的不足与难题，本专利技术旨在提供一种利用木素提高有机肥质量的方法。本专利技术利用各种来源的木质素，经过适度氧化处理后与堆肥的原料混合高温好氧发酵，促进堆肥过程中腐殖质的形成，进而提高有机肥料的营养得率与品质。本专利技术将木素原料粉碎后进行适度的氧化处理形成大量醌型结构，在保持堆肥原料碳氮比稳定在19～27∶1的范围内，最大限度添加氧化后的木质素；接种堆肥混合菌剂、调节水分、控制通气速率，堆体自然升温发酵；堆体在55-60℃温度下维持48～96小时后，待温度降到30～35℃后翻堆一次，25～60天后堆肥成熟，堆温与室温持平，堆肥浸出液对作物种子发芽率没有显著抑制时，摊平堆体，待水分含量降至14～16％后造粒制成堆肥成品袋装出售。本专利技术一种利用木素提高有机肥质量的方法，包括以下步骤：(1)堆肥原料预处理，堆肥原料包括高氮含量的动物粪便、易分解碳水化合物含量高的秸秆、木素原料以及辅助原料，辅助原料为堆肥混合菌剂和肥沃菜园土，将秸秆粉碎后过10～20目筛，将辅助原料中的菜园土经过除去粗砂并过20～40目网筛预处理。(2)木素氧化处理，将步骤(1)中的木素原料粉碎过60-200目，摊成薄层直接在阳光下暴晒和间歇翻动，或向均匀喷晒含有多酚氧化酶、过氧化物酶的植物汁液后堆放在潮湿的区域，数日后再转移到阳光下暴晒和翻动，直至木素颜色变深。(3)堆肥原料配料，将步骤(1)中的动物粪便、粉碎后的秸秆碎料、预处理后的菜园土以及步骤(2)中氧化后的木素进行调配，其中动物粪便50～60重量份、秸秆碎料10～30重量份、氧化木素10～20份、菜园土5～10重量份进行混合调配，最终调节堆体水分含量为55～65％。(4)高温好氧发酵，在堆肥槽的底部先喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10～12ml/m2)，并铺设步骤(3)调配的堆肥混合料20cm，再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10～12ml/m2)，然后再铺设步骤(3)调配的堆肥混合料20cm，依次类推，直到堆体厚度接近1米～1.5米，表层最后再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为15～20ml/m2)，控制通气速率，堆体自然升温发酵，堆体在55-60℃温度下维持48～96小时后，温度降到30～35℃后翻堆一次，10～15天后再翻堆一次。(5)有机肥检测与成品，步骤(4)进行25～60天后堆温与室温持平，堆肥浸出液对作物种子发芽率没有显著抑制时，表明堆肥成熟，经检测堆肥NPK三要素总量达到4.9～6.2％、有机质全部达到中华人民共和国农业行业标准《生物有机肥国家标准》(NY884-2012)，其中总腐殖酸含量达到20～30％，适时摊平堆体，待水分含量降至14～16％后造粒袋装。其中，动物粪便采用禽类粪或畜牧类粪便，如鸡粪、鸭粪、猪粪、牛粪、羊粪等任意一种或多种混合；其中，秸秆为稻草、麦秆、玉米秸、高粱秆、稻谷壳、水葫芦等任意一种或多种混合；其中，木素原料为酸法沉降的亚胺法制浆木素、碱法造纸木素磺酸钙或纤维素乙醇生产残留木素任意一种；其中，步骤(4)所使用的堆肥混合菌剂是但不限于中国药学微生物菌种保藏管理中心粘红酵母菌RhodotomlaCPCC300004、中国农业微生物菌种保藏管理中心植物乳杆菌ACCC10171Lactobacillus、中国普通微生物菌种保藏管理中心新疆植物放线菌ActinophytocolaxinjiangensisCGMCC4.4663和绿色木霉TrichodermaCGMCC3.2942黑曲霉AspergillusCGMCC3.3928的深层液体培养物组成。与现有技术相比，本专利技术有益效果包括：(1)本专利技术堆肥利用废弃的木素资源，发挥其在优质有机肥料制造、土壤改良方面的作用，开辟了木素农用的新途径。(2)本专利技术中经氧化的木素与发酵原料分解产生的复杂含氮物质、碳水化合物和油脂的衍生物复合形成腐殖质，提升了堆肥的氮素保存率，改善了肥料品质，提高了堆肥产出效率。(3)本专利技术中经氧化的木素还可吸附钝化动物粪便中的抗生素，加速堆肥发酵进程。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地说明。实施例1鸡粪、谷壳与纤维素乙醇生产残留木素混合堆肥本实施例包括以下步骤：(1)堆肥原料预处理堆肥原料包括：鸡粪、稻谷壳、纤维素乙醇生产残留木素和其他辅助成分，其他辅助成分包括堆肥混合菌剂和肥沃菜园土，稻谷壳进行粉碎并过15目网筛，菜园土除去粗砂并过30目网筛。(2)木素氧化处理将纤维素乙醇生产残留木素粉碎过100目，速生杨树细枝叶打浆挤出汁液，每20份木素与1份杨树汁液混合，堆放在潮湿的位置，数日后再转移到阳光下暴晒和翻动，直至木素颜色变深。(3)堆肥原料配料将步骤(1)中鸡粪50重量份、稻谷壳碎料30重量份、肥沃菜园土5重量份以及步骤(2)氧化的木素粉15重量份混合均匀调节堆体水分含量为60％，以手握紧混合料指缝间有游离水渗出为准。(4)高温好氧发酵在堆肥槽的底部先喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10ml/m2)，铺设步骤(3)堆肥混合料20cm；喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10ml/m2)，再铺设步骤(3)堆肥混合料20cm，依次类推，直到堆体厚度接近1米，表层最后再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为20ml/m2)，控制通气速率，堆体自然升温发酵，堆体在55-60℃温度下维持96小时后，温度降到30-35℃后翻堆一次，10～15天后再翻堆一次。本步骤所使用的堆肥混合菌剂由中国药学微生物菌种保藏管理中心粘红酵母菌RhodotomlaCPCC300004、中国农业微生物菌种保藏管理中心植物乳杆菌ACCC10171Lactobacillus、中国普通微生物菌种保藏管理中心新疆植物放线菌ActinophytocolaxinjiangensisCGMCC4.4663和绿色木霉TrichodermaCGMCC3.2942黑曲霉AspergillusCGM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用木素提高有机肥质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)堆肥原料预处理，堆肥原料包括高氮含量的动物粪便、易分解碳水化合物含量高的秸秆、木素原料以及辅助原料，辅助原料为堆肥混合菌剂和菜园土，将秸秆粉碎后过10～20目筛，将辅助原料中的菜园土经过除去粗砂并过20～40目网筛预处理；(2)木素氧化处理，将步骤(1)中的木素原料粉碎过60‑200目，摊成薄层直接在阳光下暴晒和间歇翻动，或先均匀喷晒含有多酚氧化酶、过氧化物酶的植物汁液后堆放在潮湿的区域，然后转移到阳光下暴晒和翻动，直至木素颜色变深；(3)堆肥原料配料，将步骤(1)中的动物粪便、粉碎后的秸秆碎料、预处理后的菜园土以及步骤(2)中氧化后的木素进行调配，其中动物粪便50～60重量份、秸秆碎料10～30重量份、氧化后的木素10～20重量份、菜园土5～10重量份进行混合调配，最终调节堆体水分含量为55～65％；(4)高温好氧发酵，在堆肥槽的底部先喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10～12ml/m2)，并铺设步骤(3)调配的堆肥混合料20cm，再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10～12ml/m2)，然后再铺设步骤(3)调配的堆肥混合料20cm，依次类推，直到堆体厚度接近1米～1.5米，表层最后再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为15～20ml/m2)，控制通气速率，堆体自然升温发酵，堆体在55‑60℃温度下维持48～96小时后，温度降到30～35℃后翻堆一次，10～15天后再翻堆一次；(5)有机肥检测与成品，步骤(4)进行25～60天后堆温与室温持平，堆肥NPK三要素总量达到4.9～6.2％，有机质全部达到中华人民共和国农业行业标准《生物有机肥国家标准》(NY 884‑2012)，其中总腐殖酸含量达到20～30％，摊平堆体，待水分含量降至14～16％后造粒制成堆肥成品。...

【技术特征摘要】
1.一种利用木素提高有机肥质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)堆肥原料预处理，堆肥原料包括高氮含量的动物粪便、易分解碳水化合物含量高的秸秆、木素原料以及辅助原料，辅助原料为堆肥混合菌剂和菜园土，将秸秆粉碎后过10～20目筛，将辅助原料中的菜园土经过除去粗砂并过20～40目网筛预处理；(2)木素氧化处理，将步骤(1)中的木素原料粉碎过60-200目，摊成薄层直接在阳光下暴晒和间歇翻动，或先均匀喷晒含有多酚氧化酶、过氧化物酶的植物汁液后堆放在潮湿的区域，然后转移到阳光下暴晒和翻动，直至木素颜色变深；(3)堆肥原料配料，将步骤(1)中的动物粪便、粉碎后的秸秆碎料、预处理后的菜园土以及步骤(2)中氧化后的木素进行调配，其中动物粪便50～60重量份、秸秆碎料10～30重量份、氧化后的木素10～20重量份、菜园土5～10重量份进行混合调配，最终调节堆体水分含量为55～65％；(4)高温好氧发酵，在堆肥槽的底部先喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10～12ml/m2)，并铺设步骤(3)调配的堆肥混合料20cm，再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为10～12ml/m2)，然后再铺设步骤(3)调配的堆肥混合料20cm，依次类推，直到堆体厚度接近1米～1.5米，表层最后再喷洒一次堆肥混合菌剂(喷洒量为15～20ml/m2)，控制通气速率，堆体自然升温发酵，堆体在55-60℃温度下维持48～96小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉环，宁武建，郑洪立，向书玉，曹雷鹏，王允圃，巫小丹，张琦，彭红，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36