一种秸秆有机肥及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种秸秆有机肥及其制备方法。该方法包括：将揉搓粉碎后的秸秆与复合微生态制剂混合并调控水分活度及堆密度，然后在秸秆形成的堆体上覆盖半透膜，形成水蒸气最大透过量可控的相对密封环境，进行第一次发酵；待堆料水分活度降至0.80以下，结束第一次发酵，撤去半透膜，将第一次发酵后的产物进行粉碎、筛分，向筛下物均匀喷施弯曲芽孢杆菌菌剂，建堆覆膜进行第二次发酵，待堆料水分活度降至0.75以下，结束第二次发酵。本发明专利技术能够形成持久、均匀的高温高湿环境以完全灭杀病菌、虫卵和草籽等，加快秸秆腐熟，有效减少堆肥过程中氧化亚氮和氨气的排放量，提高了肥料中氮素、钾素的含量，实现了秸秆的快速无害化处理和资源化利用。源化利用。源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆有机肥及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生态循环农业
，尤其是涉及一种秸秆有机肥及其制备方法。

技术介绍

[0002]秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，通常为小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。由于农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，因此秸秆富含丰富的有机质、氮、磷、钾和中微量元素，是一种宝贵的可再生生物质资源，被作为农业生产有机肥的重要来源。秸秆的年均产量为10亿吨，年收储量高达9亿吨，因此秸秆资源的合理开发利用，对促进生态循环农业的发展具有重要意义。
[0003]将秸秆作为堆肥原料生产有机肥是秸秆开发利用的重要途径之一。秸秆堆肥是利用一系列微生物(例如301菌剂、腐秆灵、化学催熟剂、HEM菌剂、酵素菌等)对作物秸杆等有机物进行矿质化和腐殖化作用的过程。堆制初期以矿质化过程为主，后期则以腐殖化过程占优势。通过堆制可使有机物质的碳氮比变窄，有机物质中的养分得到释放，同时可减少堆肥材料中的病菌、虫卵及杂草种子的传播。然而，传统的秸秆堆肥技术具有高温阶段发酵温度低、养分流失严重、臭气扩散等缺陷，从而造成腐熟过程时间长、基料灭菌不完全、产品有效成分含量低等问题，进而影响秸秆有机肥的产品品质。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种秸秆有机肥及其制备方法，该制备方法中复合微生态制剂能够使堆体快速自升温至70℃以上，持续的高温高湿环境能够完全灭杀病菌、虫卵和草籽等，有利于秸秆充分腐熟，能有效减少堆肥过程中氧化亚氮和氨气的排放量，提高了肥料产品品质。
[0006]本专利技术提供一种秸秆有机肥的制备方法，其包括：将揉搓粉碎后的秸秆与复合微生态制剂混合，调控其水分活度及堆密度，然后在所述秸秆形成的堆体上覆盖半透膜，形成水蒸气最大透过量可控的相对密封环境，进行第一次发酵，所述第一次发酵的高温阶段的温度为80
‑
86℃；所述相对密封环境设置有气体循环设备，所述气体循环设备在所述第一次发酵过程中使得所述相对密封环境中的气体循环流动；待堆料水分活度降至0.80以下，结束第一次发酵，撤去所述半透膜，然后将第一次发酵后的产物进行粉碎、筛分，同时向筛下物均匀喷施弯曲芽孢杆菌菌剂，建堆覆膜进行5
‑
12天的第二次发酵，待堆料水分活度降至0.75以下，结束所述第二次发酵，撤去所述半透膜，制得秸秆有机肥。
[0007]本专利技术的制备方法利用定向选择性透气和部分气体内循环机制，使膜内气体定向适度逸出，进而充分发挥复合微生态制剂中不同菌群的阶段性作用，使得发酵秸秆时堆体能够快速自升温至80℃以上，创造适宜嗜热菌发酵的堆体温度、堆料间氧气浓度和堆料水分活度范围可控物理环境，持久、均匀的高温高湿环境能够完全灭杀病菌、虫卵和草籽等，
加快秸秆腐熟，还能有效减少堆肥过程中氧化亚氮和氨气的排放量，提高了肥料中氮素、钾素的含量，实现了秸秆的快速无害化处理和资源化利用。
[0008]在本专利技术中，复合微生态制剂(亦称为复合菌群)包括第一菌剂、第二菌剂和第三菌剂，第一菌剂包括嗜热毁丝霉和嗜热链霉菌，第二菌剂包括嗜热栖热菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌和海洋红嗜热盐菌，第三菌剂包括防御假单孢菌、白地霉和地衣芽孢杆菌，其中，所述防御假单孢菌的保藏号为CGMCC NO.18750，所述地衣芽孢杆菌的保藏号为CGMCC NO.8821。
[0009]在本专利技术的复合微生态制剂中，第一菌剂为中温菌群(45
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60℃)，其包括嗜热毁丝霉和嗜热链霉菌，最适的生长温度为50
‑
55℃，该菌群可以在中温体系中以秸秆为能源快速生长繁殖，产生热量，让体系温度快速升至70℃，迅速达到高温腐熟阶段，推进堆肥进程。
[0010]第二菌剂为高温菌群(70
‑
85℃)，其包括嗜热栖热菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌和海洋红嗜热盐菌，属于极端嗜热菌，能在堆肥体系中迅速生长繁殖，将秸秆中的有机物组分快速高效地转化为利于作物吸收的有机质。上述极端嗜热菌适应性强，能在70
‑
85℃的高温好氧堆肥环境中旺盛生长，产生热稳定性好的复合酶系，其代谢活性不受堆肥温度不超过80℃的限制，可以加快堆肥腐植化进程，提高秸秆的资源转化效率。在堆肥过程中，高温阶段所占比重较大可以加快腐熟速度，缩短周期，节约时间成本。因此，在利用上述复合微生态制剂制备秸秆有机肥时，不仅制备过程快速高效，同时还能使所制备的秸秆有机肥具有肥力高、安全性高和成本低等优势。
[0011]此外，嗜热脂肪地芽孢杆菌和海洋红嗜热盐菌还能够促进秸秆表面地膜的降解，尤其能够有效降解生物基生物降解塑料和石化基生物降解塑料。这主要是因为秸秆表面常常缠绕地膜，如马铃薯秸秆、大姜秸秆等，而传统地膜极难降解，即使采用的可生物降解塑料也需要在温度、水分、微生物等可控环境条件下才可以高效降解。若在堆肥前去除地膜，极大增加了投入成本，限制了秸秆堆肥化利用；若不去除地膜直接堆肥，则需要热氧化和微生物协同作用，这主要是因为被裹于地膜内部的秸秆无法得到有效腐解，降低了秸秆的资源转化率，对腐熟效果产生较为明显的负面影响。
[0012]第三菌剂为低温菌群(4
‑
35℃)，其在体系中发挥作用的温度段在4
‑
35℃；此时，复合菌群主要包括中温(45
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60℃)菌群、高温(70
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85℃)菌群和低温(4
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35℃)菌群。其中，低温菌群中的防御假单孢菌在4℃时的繁殖速度很快，可以在低温阶段前期以体系中的有机物作为能源快速进行代谢繁殖，提高菌群的活跃度，带动体系内白地霉和地衣芽孢杆菌的活性，加快升温进程。低温菌群中的防御假单孢菌不仅可以有效地抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、痢疾杆菌和粪肠杆菌的生长，还对马铃薯软腐病、晚疫病、青枯病、根腐病、黑胫病等具有极好的生防效果。另外，低温菌群中的防御假单孢菌、白地霉和地衣芽孢杆菌具有较强的内切葡萄糖苷酶活性、滤纸酶活性、外切酶活性和β
‑
葡萄糖苷酶活性，对秸秆中的纤维素和半纤维素表现出良好的降解能力，能够破坏秸秆表面较为坚固的结构，有利于秸秆腐解。
[0013]当体系进入中温阶段时，低温菌群逐渐不再发挥作用，而中温菌群开始发挥作用，与低温菌群实现稳定衔接，不会造成堆肥过程中断、堆肥失败、有机肥产品质量差等不良情况。本专利技术可视实际情况添加第三菌剂，如若堆肥体系初始温度已经处于中温阶段，此时可以不添加上述低温菌群。
[0014]本专利技术的复合微生态制剂中，每g干重堆料含复合微生态制剂的总有效活菌数为
1.0
×
106‑
3.0
×
106cfu；此外，第一菌剂、第二菌剂和第三菌剂之间的有效活菌数的比例可以为1：(0.8
‑
1.2)：(0.8
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1.2)，优选为1：1：1。试验表明，各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆有机肥的制备方法，其特征在于，其包括：将揉搓粉碎后的秸秆与复合微生态制剂混合，调控其水分活度及堆密度，然后在所述秸秆形成的堆体上覆盖半透膜，形成水蒸气最大透过量可控的相对密封环境，进行第一次发酵，所述第一次发酵的高温阶段的温度为80
‑
86℃；所述相对密封环境设置有气体循环设备，所述气体循环设备在所述第一次发酵过程中使得所述相对密封环境中的气体循环流动；待堆料水分活度降至0.80以下，结束第一次发酵，撤去所述半透膜，然后将第一次发酵后的产物进行粉碎、筛分，同时向筛下物均匀喷施弯曲芽孢杆菌菌剂，建堆覆膜进行第二次发酵，待堆料水分活度降至0.75以下，结束所述第二次发酵，撤去所述半透膜，制得秸秆有机肥。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合微生态制剂包括第一菌剂、第二菌剂和第三菌剂，第一菌剂包括嗜热毁丝霉和嗜热链霉菌，第二菌剂包括嗜热栖热菌、嗜热脂肪地芽孢杆菌和海洋红嗜热盐菌，第三菌剂包括防御假单孢菌、白地霉和地衣芽孢杆菌，其中，所述防御假单孢菌的保藏号为CGMCC NO.18750，所述地衣芽孢杆菌的保藏号为CGMCC NO.8821。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，每g干重堆料含复合微生态制剂的总有效活菌数为1.0
×
106‑
3.0
×
106cfu；优选地，第一菌剂、第二菌剂和第三菌剂之间的有效活菌数的比例为1：(0.8
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1.2)：(0.8
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1.2)，更优选为1：1：1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述秸秆的长度控制为10
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50mm，水分活度为0.85
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0.95，堆密度不低于350kg/m3；优选地，所述秸秆为马铃薯、生姜等块根、块茎类植物秸秆；优选地，所述堆密度为压实密度。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐延平，张兴亮，葛振宇，李丽艳，徐志文，
申请(专利权)人：领先生物农业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：