促进畜禽粪便和秸秆快速堆肥的微生物复合菌剂及其生产生物有机肥的方法技术

本发明专利技术公开了一种促进畜禽粪便和秸秆快速堆肥的微生物复合菌剂及其生产生物有机肥的方法，所述的复合菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、土芽孢杆菌、烟曲霉菌和哈茨木霉，复合菌剂协同发挥作用可以明显加快堆肥温度上升、提高堆肥温度和缩短堆肥周期，将整个有机肥生产周期控制在45天左右，同时减少了堆肥过程中氮素流失问题。过程中氮素流失问题。

【技术实现步骤摘要】
促进畜禽粪便和秸秆快速堆肥的微生物复合菌剂及其生产生物有机肥的方法


[0001]本专利技术属于生物发酵工艺处理农业有机废弃物
，具体涉及一种促进畜禽粪便和秸秆快速堆肥的微生物复合菌剂及其生产生物有机肥的方法。

技术介绍

[0002]据统计规模化畜禽养殖业快速发展过程中产生的农业固体废弃物(作物秸秆、畜禽粪便等)年产量高达50亿吨，当中含有丰富有机质、氮、磷、钾、微量元素和腐殖质等多种植物营养成分，氮磷钾总储量约0.63亿吨，相当于0.49亿吨尿素、1.19亿吨过磷酸钙和0.34亿吨氯化钾，但目前畜禽粪便和秸秆资源化利用率不超过70％，如不快速科学的处理和利用，不仅造成资源浪费，而且将导致严重的环境污染，给全国生态环境安全带来了巨大的压力及隐患问题。好氧堆肥是在多种微生物共同作用下可以将固体废弃物分解、转化释放热量，加速堆肥熟化、杀灭病原微生物和产生大量腐殖质，最后生成安全、稳定的产品，来减少环境问题的可持续过程。然而，传统的堆肥技术费时费力，尤其不适合中国地少人多的基本国情，如何快速有效的堆肥化处理这些农业废弃物已逐渐成为科学研究的焦点。堆肥过程中添加的一些主要成分为木质纤维素的作物根茎辅料，其存在于整个堆肥过程中很难完全被分解，是限制堆肥效率和有机肥生产的关键技术瓶颈。因此，将这类农业有机废弃物堆肥化处理，制成高附加值的商品有机肥和生物有机肥是解决这一问题的有效途径，通过进一步工艺优化技术将产生巨大的生态、经济和环境效益。
[0003]堆肥是否达到腐熟，是衡量堆肥产品质量好坏的一个标准，当堆肥未到达腐熟时，施入土壤环境中，堆肥产生的毒性物质会严重抑制植物的生长，病原菌和杂草种子杀灭不完全也会对植物生长不利，加大病害发生率，造成减产减质。堆肥是一个时间性的微生物进程，在多种微生物协同作用下将有机物转化为有机肥，不同时期的微生物组成不同，升温期由常温细菌和真菌占据主导地位降解简单化合物，如糖、氨基酸、蛋白质等，同时释放能量，提高堆体温度。随着堆体温度逐渐升高，进入高温期后被激活的高温微生物开始降解脂肪、纤维素、半纤维素和一些木质素。然而，由于真菌的耐热性略低，大部分真菌在堆体温度超过60℃后就停止生长。随着可降解底物的消耗殆尽，微生物活性开始降低，从而导致温度下降，此时放线菌占据主要生态位，能够降解剩余的糖、纤维素和半纤维素，并联合真菌降解耐聚化合物。因此，在不同好氧堆肥阶段保持微生物的活性以便使其在堆肥过程中更快地行使功能与作用显得重要。
[0004]由于高温阶段大量微生物活性下降，腐熟阶段能高效降解木质纤维能力的功能菌株少，导致传统堆肥发酵周期长，堆肥占地面积大，处理成本高，物料腐熟不完全，有机肥产品质量参差不齐，作物烧苗和病虫害发生严重。因此，迄今为止，国内外对畜禽粪便好氧堆肥工艺及方法进行了大量的研究，方法包括条垛式、滚筒式和槽式发酵等，工艺优化包括通过外源添加不同辅料调节堆肥碳氮比、pH值、O2浓度、含水率和温度等。
[0005]本专利技术结合堆肥进程中微生物组成研究结果，构建高效发酵功能菌群复合，解决
物料分解率低和堆肥周期长等问题，筛选出具有促进畜禽粪便和秸秆快速腐熟能力的功能微生物，通过添加不同菌群组合，优化堆肥工艺，从而有效缩短堆肥时间、加快堆肥腐熟、生产高附加值新型生物有机肥，为推动农业固体废弃物资源化利用和有机肥生产提供科技支撑。

技术实现思路

[0006]为了解决畜禽粪便和秸秆堆肥周期长、腐熟不完全导致有机肥产品质量差以及病原菌的施入加大植物病害发生等问题，本专利技术提供一种畜禽粪便和秸秆高效快速堆肥的微生物复合菌剂，将复合菌剂直接添加到畜禽粪便和秸秆物料进行好氧堆肥，能显著缩短堆肥时间、提高堆肥效率、生产高质量有机肥。
[0007]本专利技术的目的可通过以下技术方案实现：
[0008]一种促进畜禽粪便和秸秆高效好氧堆肥的微生物复合菌剂，包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、土芽孢杆菌、烟曲霉菌和哈茨木霉。
[0009]进一步地，枯草芽孢杆菌：地衣芽孢杆菌：土芽孢杆菌：烟曲霉菌：哈茨木霉的有效菌落数量比1:5:5:10:50。
[0010]在本专利技术的实施例中提供了上述微生物复合剂在禽粪便和秸秆堆肥中的具体应用：
[0011](1)原材料的建堆与接种：将牛粪和水稻秸秆按干重比70:30混合，然后按照质量比2％
‑
3％的接种量接入堆肥复合菌剂混匀；
[0012](2)堆肥过程：前两周每三天翻堆一次，以后每一周翻堆一次；
[0013](3)堆肥后熟：堆肥30天后，将肥料放置在通风阴凉处约15天，使其进入后熟阶段，待堆肥完全腐熟即含水率在30％
‑
40％左右，碳氮比为20左右，pH为8.5左右，发芽指数大于95％时表示已完全腐熟的有机肥。
[0014]上述复合菌剂高温堆肥产生的腐熟有机肥特征为，有机肥经过高温堆肥后其含水率为31.2％、总碳含量为26.5、总氮含量为1.32％、碳氮比为20.2和pH为8.02。
[0015]在接种的微生物菌剂作用下进行高温堆肥，既能促进物料中木质纤维降解，也能通过菌剂添加后堆肥持续性高温杀死物料中杂草种子和病虫卵等有害微生物。本专利技术复合菌剂中枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和土芽孢杆菌具有促进堆肥生物质转化作用，产生能量提高堆肥温度，存在于整个堆肥周期；烟曲霉具有耐高温和高效木质纤维降解能力对堆肥中木质纤维降解具有显著作用，可加快堆肥物质转化效率；哈茨木霉可以协同木质纤维降解菌进行木质纤维降解，同时哈茨木霉是植物根际促生菌，存在于有机肥中能提高堆肥质量，施入土壤中对植物生长和病害防控具有显著效果。
[0016]本专利技术通过接种肥料促腐剂枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、土芽孢杆菌、烟曲霉菌和哈茨木霉，能有效缩短堆肥时间，提高堆肥效率，快速生产高质量有机肥，其方法和产品与传统堆肥相比有以下优势：
[0017](1)本专利技术所述的复合菌剂中枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、土芽孢杆菌、烟曲霉菌和哈茨木霉均为肥料促腐有效微生物，能够将堆肥物料中复杂成分统一发酵腐熟。这些微生物菌剂间不存在拮抗作用，能够在好氧堆肥过程中互相协同充分实现原料物质转化与降解，生产出高品质有机肥。
[0018](2)本专利技术所制备的畜禽粪便微生物促腐菌剂能可实现堆肥的快速升温，同时保持较久的高温时间、缩短整个堆肥周期，与常规堆肥比较可以缩短25
‑
40天时间，工艺稳定、大大缩短了有机肥制备周期。
[0019](3)本专利技术与常规堆肥相比堆肥周期短，大大减少了氮素在堆肥过程中的流失，生产的有机肥含有丰富的有机质(20％
‑
25％)，总氮量可以达到1％
‑
1.5％，完全达到国家有机肥的行业标准，是一种优质的有机物料载体，可用于制备高附加值有机肥产品。
[0020](4)本专利技术加快畜禽粪便的资源化有效利用，既有利于自然生态保护，减少环境污染，又可变废为宝，降低木霉发酵生产成本，最大可能地实现经济社会效益，同时也符合当今循环可持续发展的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进畜禽粪便和秸秆高效好氧堆肥的微生物复合菌剂，其特征在于，包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、土芽孢杆菌、烟曲霉菌和哈茨木霉。2.根据权利要求1所述的微生物复合菌剂，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德军，刘秋梅，杨馨逸，李思苇，
申请(专利权)人：中国科学院亚热带农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：