梯次循环接种温控堆肥的方法技术

一种梯次循环接种温控堆肥的方法，在堆肥过程的三个不同阶段，根据堆温分别添加三种不同的促腐降解菌剂，且在每个阶段的堆制发酵过程中，取出其中的一部分原料作为功能菌剂供下一轮堆肥接种使用。由于不需要每次发酵都接种新菌剂，明显降低了堆肥成本，且循环接种能有效克服外接微生物与土著微生物的拮抗问题，充分发挥了土著微生物的积极作用，达到事半功倍的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属农业科学中利用微生物发酵制造天然肥料的
，具体涉及一 种将农业有机废弃物堆肥发酵时所用的梯次循环接种微生物并控制堆肥温度的方 法。二
技术介绍
我国是一个农业大国，每年产生大约50亿吨的农业废弃物，包括畜禽粪 便、农作物秸秆、乡镇生活垃圾、加工业废弃物等，这些有机废弃物的随意丢弃 不仅造成了严重的环境问题，同时也是资源的巨大浪费。好氧堆肥是目前应用较多的一种堆肥方法。传统的好氧堆肥处理法主要利用 堆料中的土著微生物自然发酵完成，各类微生物在堆肥过程中交替作用，逐步分 解堆料中的有机物，并最终形成腐殖质类物质。由于堆料中土著微生物起始数量 少、增殖慢，且多不耐高温，降解能力弱等原因，导致传统堆肥法可控性差、发 酵时间长、腐熟质量不稳定、产生臭味等，无法达到集约化生产的大批量快速处 理要求。为提高堆肥质量和堆肥效率，国内外的相关人员做了大量的研究工作。目前 的进展主要集中在针对堆料中某些难降解成分开发对应的降解菌剂和酶制剂等， 如专利文献CNZL 200510097902.2《农业废弃物发酵菌剂及其制备方法》中公开 了一种由扣囊复膜孢酵母ZJY和灰藤黄链霉菌W两种新菌抹及另一已知菌种蜡 状芽孢杆菌E1—2制成复合菌剂或单一菌剂用于农业废弃物处理；专利文献CN 02154206.6《一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及其用途》提出了 一种由芽孢 杆菌、无芽孢杆菌、酵母菌、放线菌、光合细菌、丝状真菌和乳酸菌等七种^效生 物组成的复合微生物发酵菌剂，用于畜禽粪便的处理；专利文献CN 200610078588.8《一种用于堆肥发酵的复合微生物菌剂及其生产方法和用途》公 开了一种由酿酒酵母、植物乳杆菌、总状毛霉、米曲霉组成的复合^:生物菌剂， 用于堆肥发酵等。为了解决新接入的微生物与土著微生物竟争的问题，常采取在堆肥初期杀灭 土著微生物的方法。在专利文献CN 02120353.9的专利技术专利申请《三阶段温度控 制堆肥法》中，提出在堆肥初期要通热空气使温度在3~5小时内迅速达到75°C 以上的高温，维持6~10小时后杀灭土著微生物，冷却至室温再进行接种。但是 土著微生物往往对具有复杂组分的堆料有较好的适应性，在堆肥的过程中可以发挥不小的积极作用，能弥补外来接种微生物功能上的不足。完全杀死这些土著微 生物是对微生物资源的 一种浪费；而且升温所需的热空气也还需要额外的能源。 无论是从微生物资源利用还是节约能源角度，CN 02120353.9的方法都不是一种 最佳选择。由于在堆肥过程中对堆料降解起促进作用的主要是微生物所生成的各类降解 酶，因此直接接种酶液也能促进堆料的快速腐熟，接种酶液也不存在与土著微生 物进行竟争和拮抗的问题。因此，应用酶制剂促进堆肥化具有一定的优点，也是 目前堆肥促腐剂发展的一个方向。专利文献CN 200510031704.6《一种促进农业 废物堆肥腐熟的活性添加剂及其应用》提出了由芽孢杆菌、黑曲霉、木霉、青霉 按比例混合发酵产生的发酵液的复合酶液，用于堆肥的一次发酵阶段，以促进果 胶、半纤维素、纤维素等的降解；专利文献CN ZL 200610031263.4《腐熟促进剂 及其在农业废物堆肥化中的应用》公开了一种由淀粉分解菌、果胶分解菌、半纤 维素分解菌、纤维素分解菌和木质素分解菌等分别发酵产生的发酵液经滤除菌体 后混合配制而成的复合酶液，用于农业有机废物的堆肥化。由于上述这些方法在堆肥添加降解菌剂或酶制剂时都采用了一次投入法，一 次投入降解菌剂或酶制剂进行堆肥存在以下不足如添加单一酶制剂或单一功能 菌剂往往只有利于堆料中某一类物质的降解，不能促进堆料中其它物质的腐解； 由多种微生物混合成的复合菌剂采用一次投入法时，针对性不强，接种后的微生 物群落需要在堆肥不同阶段进行结构上的自我调整，会损失不少有益的生物资 源，而且具有纤维降解功能的菌群多为一些高温或中温的真菌及放线茵，常会产 生一些制约其它菌群生长的次级代谢产物；复合酶液一次接种，各类不同酶系往往也不能在最佳反应条件下发挥作用，大量浪费添加剂资源。目前常用的堆肥原料主要是畜禽粪便、农作物秸秆、食品加工业废弃物、生 活垃圾等，其基本成分包括粗蛋白、粗纤维、脂肪、淀粉和果胶等，而植物组织 中纤维素和木质素被认为是比较难降解的，它们的分解转化效率直接影响堆肥的 腐熟效果。 一般都认为在堆肥的发酵初期木质纤维素不发生降解，其分解转化主 要发生在高温阶段和腐熟阶段。植物组织的细胞壁主要由果胶、纤维素、半纤维素和木质素相互嵌合而成， 果胶、半纤维素、纤维素的降解能显著破坏细胞壁结构，这些物质在前期的有效 降解一定能显著提高后期微生物对木质素、纤维素的攻击分解。因此如果在堆肥 发酵的初期促使木质纤维素类物质降解，必然有助于加速堆肥的腐熟。基于上述分析和一次投入法的不足，也有研究者提出了不同的解决方案。如 专利文献CN ZL 03118137.6《两次接种微生物复合菌剂堆肥法》公开了分别在堆 肥开始和堆肥物料温度升至55 60。C时两次添加两种不同功能的复合菌剂进行堆 肥的方法；专利文献CNZL 200610031262.X《两次添加不同促腐发酵剂的垃圾堆 肥法及其促腐发酵剂》提出了一种在堆料的不同堆制阶段，即堆肥开始和堆肥降 温阶段的中后期，两次添加不同的两种复合酶制剂的垃圾堆肥法。这些方法在一200710190996.7说明书第3/7页定程度上符合了堆肥过程不同阶段的需要制备相应的含多类酶的复合菌群或酶液 的要求。但是，这些方法每次堆料发酵都需要使用新的菌剂或酶制剂，增加了堆 肥成本，且菌剂或酶制剂的投加种类和投加时机也有待进一步研究改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是研究改进菌剂或酶制剂的投加种类和投加时机，探索更加经 济合理的堆肥方法。本专利技术的技术解决方案为 一种，在堆肥过程 的三个不同阶段，根据堆温分别添加三种不同的促腐降解菌剂，其特征在于a. 在堆肥初期，将中低温促腐降解菌剂混入堆肥原料中进行堆制发酵，中 低温促腐降解菌剂可以是假单胞菌属解脂肪菌、放线菌目或芽孢杆菌属解淀粉 菌、芽孢杆菌属解蛋白菌、假丝酵母菌属解半纤维素菌、曲霉属解果胶菌、乳酸 菌中的一种或多种组合；b. 堆温上升到55 ~60°C、维持5天以上后，添加嗜高温促腐降解菌剂，充分 混匀后继续堆制发酵，嗜高温促腐降解菌剂可以是芽孢杆菌属嗜高温蛋白降解 菌、曲霉属嗜高温解果胶菌、曲霉属嗜高温半纤维素降解菌、青霉或木霉属嗜高 温纤维素降解菌中的 一种或多种组合；c. 进入堆肥降温阶段、堆温下降到30 40'C后，添加半纤维素、纤维素、 木质素促腐降解菌剂、充分混匀后继续堆制发酵；半纤维素、纤维素、木质素促 腐降解菌剂可以是曲霉属半纤维素降解菌、青霉或木霉等纤维素降解菌、白腐菌 或褐腐菌等木质素降解菌中的 一种或多种组合；d. 在上述三个阶段中，在每个阶段的堆制发酵过程中，取出其中的一部分 原料作为功能菌剂供下一轮堆肥接种使用。本专利技术中所提及的各种微生物均可使用已知微生物，且采用常规的制备方法。本专利技术的有益效果在于(1) 不需要每次发酵都接种新菌剂，明显降低堆肥成本；(2) 三种在不同温度发挥作用的功能菌群在堆肥的不同阶段梯次接种，有 利于在其活性的适宜条件下发挥作用，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯次循环接种温控堆肥的方法，在堆肥过程的三个不同阶段，根据堆温分别添加三种不同的促腐降解菌剂，其特征在于：ａ．在堆肥初期，将中低温促腐降解菌剂混入堆肥原料中进行堆制发酵；ｂ．堆温上升到５５～６０℃、维持５天以上后，添加嗜高温促腐降解菌剂进行堆制发酵；ｃ．进入堆肥降温阶段、堆温下降到３０～４０℃后，添加半纤维素、纤维素、木质素促腐降解菌剂进行堆制发酵；ｄ．在上述三个阶段中，在每个阶段的堆制发酵过程中，取出其中的一部分原料作为功能菌剂供下一轮堆肥接种使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王一明，林先贵，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]