专利名称：生产堆肥的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产优质堆肥的划时代方法，所述的方法使由堆肥用动物性原料和植物性原料生产堆肥的时间缩短一半，并迅速除去由原料例如猪粪、牛粪或鸡毛散发出的恶臭。
在本发明中，将斯替维亚属植物的粉未或斯替维亚属植物萃取水溶性组分以后得到的固体物以每100份重堆肥原料加入0.01至1.5份重的数量加到堆肥原料中，以便使堆肥原料发酵。结果，堆肥原料的恶臭一天内被除去，而堆肥原料的内部温度两三天内升至约80℃，以及这一状态被维持1-2周。此后，温度缓慢下降，并可在1-2月内生产出优质的熟化堆肥。
通过化学肥料的后播撒，它们已大量用来代替费时的堆肥以提高产量。但是，另一方面，土壤的腐殖质的减少使土壤变得贫瘠。当腐殖质减少和土壤变得贫竭时，既使将大量肥料施于土壤上产量也不能提高，而且植物对各种致病细菌的抵抗能力也下降。因此，有高毒性的农用化学品例如杀菌剂和杀虫剂的用量增加，它又引起自然环境恶化。
在堆肥的生产中，将动物性原料例如粪便和尿以及植物性原料例如稻草、稻壳和干草混合、堆积和捣碎，随后加入适量的水。然后进行适度的翻动，以便消除内部和外部条件的差异。大约一周后，需氧细菌的作用使糖和氨基酸分解使内部温度升高。需氧细菌还部分使纤维素、半纤维素和木质素分解。在堆积3-4月以后堆肥大致熟化，颜色逐逐变成红黑色。此外，它发出不难闻的气味。其手感是潮湿和柔软的，虽然有足够数量的水，但它不会分出。纤维状物质不保持其原有形态，而成碎片。
但是，随着居住改善的最新进展，使用传统方法生产堆肥已产生有关强恶臭的问题。此外，费时的工作例如堆积和翻动也常常令人厌恶。因此，食用动物例如牛、猪和鸡的饲养场远离人口聚集区，因而使用集中在制造厂生产堆肥的方法。按照制造厂生产，翻动也最好机械化。但是，需要缩短，堆肥的生产期，已采用加入特定的细菌来升高内部温度的方法或从外部送入过热水蒸汽来使堆肥保持在近80℃高温的方法。
当堆肥生产期缩短以及未熟化的堆肥施于植物时，微生物在土壤大量繁殖。其结果，微生物吸收土壤中大量的氮组分，以致使植物缺少氮，从而对植物的健康生长产生不良影响。此外，大量的微生物在未熟化的堆肥中存在，以及致病细菌仍存在于这些微生物中。所以，植物会受致病细菌感染，因此应避免使用使用未熟化的堆肥。
发明内容
通过将斯替维亚属植物的粉末或从斯替维亚属植物萃取水溶性组分后得到的固体物质加到堆肥原料中，恶臭在第二天被除去，内部温度在2-3天后升至约80℃以及这一状态持续1-2周。结果，堆肥的生产在无气味的环境中迅速进行。而且制得的堆肥有很好的质量。对于迅速生产优质堆肥来说，升高内部温度是不可缺少的条件。虽然有从外部提供微生物例如EM微生物或米糠基微生物的方法，但加入EM微生物时内部温度的上限为70℃，而加入米糠基微生物时内部温度的上限为65℃。对于生产优质堆肥来说，由微生物本身的活性产生的高温是不可缺少的。
图1为说明生产堆肥的设备的示意图。
具体实施例方式
在本发明中使用的斯替维亚属植物为菊料多年生植物，它原产生于南美洲，称为斯替维亚属rebaudiana bertoni，以及包括其亲缘植物。实验表明，虽然活性组分更多地含在叶和茎中，特别是在芽结果实前的茎和生长植物的茎中，但它们也含在根、花和幼苗中。在本发明中，使用整个斯替维亚属植物组织。
干燥后或用煮沸萃取、热水萃取或低碳醇萃取从斯替维亚属植物组织萃取水溶性组分以后得到的固体物质当它加到堆肥原料中时也有显著的效果。
也就是说，使用斯替维亚属植物的粉末和/或从斯替维亚属植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质。虽然萃取水溶性组分以后的固体物质的使用更快地达到更高的温度，但斯替维亚属植物的粉末得到稍高质量的成品堆肥。当斯替维亚属植物的粉末或它与萃取水溶性组分以后得到的固体物质的混合物加到堆肥原料中，以及1-3周后加入萃取水溶性组分以后得到的固体物质时，在最后的熟化阶段温度迅速下降，得到更好的堆肥。
按100份重堆肥原料计，斯替维亚属植物的粉末或从斯替维亚属植物中萃取水溶性组分以后得到的固体物质的用量为1.5份重或更少、优选0.01至1份重、更优选0.1至0.5份重。斯替维亚属植物的粉末严格地用作堆肥生产的加速剂，因此这样的少量是足够的。
当斯替维亚属植物的粉末或从该植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质与堆肥原料混合时，粪便、尿和植物腐烂特有的恶臭在24小时内被除去。2-3天以后，内部温度达到约80℃，此后高温状态持续1-2周。然后，温度在50至60℃之间变化，并缓慢下降。在1-2月以后，得到熟化的堆肥。本发明人已证实，当斯替维亚属植物的粉末主要用在堆肥生产的开始阶段以及从该植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质在熟化过程中加入特别是在已达到高温的时候加入时，温度迅速下降，结果得到最好质量的堆肥。
此外，甚至当堆肥生产开始以后内部温度仍很高时，分析表明组合物已符合优质堆肥的要求。也就是说，熟化开始后10天，内部温度仍很高，就常理来说堆肥是未熟化的。但是，该堆肥的分析表明，它符合熟化堆肥的要求。它施加到土壤中有良好的结果。当熟化过程中处于高温的堆肥与其数量为1-10％，优选3-5％的含有低氮的堆肥的植物原料例如树皮、稻草、稻壳、蔬菜废弃物和农庄收获后产生的植物混合时，这些原料变成堆肥的转化加快，在通常所需的一半时间得到其质量远比传统堆肥好的堆肥。特别是，含有大量水和易腐败物的蔬菜废弃物可有效地转变成堆肥。这是因为本发明的斯替维亚属植物提供了这样一种环境，在这一环境中有用的微生物易于大量繁殖。
作为堆肥原料，可使用所有可发酵的物质，例如牛粪、猪粪、鸡毛、饲养这些动物的牲畜栅废物(包括粪便和尿)、蔬菜废弃物、收获后的植物(稻草、稻壳等)、食品加工厂的废弃物(豆腐渣、大豆酱油发酵废渣等)、分解或加工家畜肉或鱼肉工厂的废弃物以及干草。各种原料的碳比率和物理性质有显著差异。所以，在堆肥生产中，将不同的物质混合，以便将碳比率调整到30-40的适合数值以及将物理性质调整到各种物质没有粘性和空气可渗透到内部的需氧条件。
由微生物作用制得的堆肥为深褐色的，几乎所有的氮组分都为细胞或其残留物。几乎所有的碳组分都以细胞或腐殖质存在。这一转为成堆肥的方法称为熟化法，当达到植物的最佳条件时，它称为成熟。也就是说，成熟不意味着完全分解，而指这样一种状态，在这一状态下，原料被熟化到这样的程度，以致在施加到土壤上以后分解逐渐地进行。
在堆肥中观察到以下效果(1)提供了肥料的三种元素、氮、磷和钾。
(2)(1)的肥料逐渐提供给植物。一般来说，当年吸收堆肥提供的总氮含量的约三分之一，第二年和以后几年逐渐吸收在腐殖质中贮存的其他氮。此外，即使土壤已施加了过量的肥料，它在第二年和以后几年通过缓冲作用也保持过量的肥料。
(3)植物需要各种未最后确定的微量组分，而堆肥可提供这些组分。
(4)在分解过程中在有机物中产生作为植物激素的物质，它们对植物产生良好的效果。
(5)提供了对植物、昆虫幼虫、原生动物、蚯蚓和其他土壤有机物在堆肥熟化过程中繁殖有用的微生物或它们很容易繁殖的组合物或条件。这些有机物在施加有堆肥的土壤中繁殖，并加快田地肥沃。这些微生物对致病细菌还起天然敌人的作用。
(6)通过施加堆肥，土壤变软并形成团聚物结构，它使水保持、肥料保持和空气数量增加，从而使植物健康成长。
(7)田地土壤中所含的活性铝使植物的根系损坏或使磷变成不能被植物吸收的形式。堆肥有改变有害金属成不会直接损坏植物的形式的遮掩作用。
(8)有机物仍留在堆肥中。所以，堆肥有在土壤中分解有机物来提高二氧化碳气体浓度的作用，从而使光合作用增加。
对生产堆肥的设备没有特殊的限制，可使用从传统的体系到装有室内自动翻动设备和根据物料熟化进程逐步移动的带式传送机的大型自动化设备的所有设备。前者将原料堆积在地上或混凝土基础上。
图1说明堆肥生产设备的一个例子，它有混凝土制成的堆肥槽。在图1中，由混凝土制成的第一槽1、第二槽2和第三槽3相连。在每一槽的底部装有用于除去渗出水的排水孔或排水管4，水被引入排水室5。排水室通过废水通道6彼此相连，水从排水出口7排出。在某些情况下，水被地面吸收，这样就不要排水室5。堆肥的生产在需氧条件下进行，以致在提供适量空气的条件下生产优质堆肥。参考数号8表示空气管，它们广泛排列在堆肥槽的底部。空气管8在适当的间隔有通气孔9，一定数量的空气从每一通气孔提供，使堆肥的熟化可满意地进行。
参考数号10表示堆肥原料或堆肥。一般来说，随着熟化的进行，堆肥的体积缩小，而熟化堆肥的体积缩小到最初堆积和压制的原料体积的大约一半。
通过搅拌将各种堆肥原料混合，然后加入斯替维亚属植物粉末。将得到的混合物放入第一槽1并压制随后调节水含量。经过一定时期以后，用机械的方法将混合物转移到第二槽2，从而起到等同翻动的效果。从第二槽2转移到第三槽3也有翻动效果。此外，也可用机械搅拌的方法进行翻动，而不用在堆肥槽之间转移。虽然在图1中使用三个槽，但可使用一个槽或两个槽或更多的槽。此外，堆肥的生产也可平行进行，安装两排或更多排堆肥槽。
当水加到成熟的无味堆肥中时，氨的气味常常感觉到。
实施例实施例1将一小型卡车的含牛粪便和尿的废物和一小型卡车的鸡毛运入堆肥装置。当两者混合时，生成的混合物呈糊状。所以，按100份重两者的混合物计，将15份重的稻壳和树皮加入，以便消除糊状，从而改善了物理性能，确保空气的渗透性。此外，加入0.25份重的斯替维亚属植物粉末，并很好混合。
使用图1所示的堆肥槽，将上述的混合肥料的混合原料装入第一槽1，并经压制以消除糊状。然后，将水加入到这样一程度，以致水从物料中稍有渗出，并通过装在堆肥槽1底部的通气孔9稍微通气，以便维持需氧条件。虽然当天大气充满动物粪便和尿特有的气味，但一天以后氨气味和恶臭气味被除去。提供少量水份。2天以后，内部温度达到79℃。3天以后，内部温度为80℃。6天以后，内部温度为78℃，并进行翻动。9天以后，内部温度为80℃，而12天以后内部温度为75℃。14天以后，温度下降到55℃。此时，将物料从第一槽1转移到第二槽2，进行彻底地翻动。30天以后，内部温度下降到45℃，而将物料从第二槽2转移到第三槽3，并进行彻底翻动。44天以后，进行翻动，并在60天以后分析成熟的堆肥。其结果列入表1。
将水加到这样的程度，以致在堆肥生产过程中水稍微从物料中渗出。氨气味完全被除去，已证实甚至在加水时也没有气味。
生产的堆肥为黑色，有不难闻的气味，其手感为潮湿和柔软的，虽然含有足够数量的水，但它不会分离出来。纤维物质不会保持其原有形式，而成碎片。
实施例2和3按类似实施例1的方式生产堆肥，不同的是，按100份重废料计，将8份重稻壳和0.25份重由斯替维亚属植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质分别加到一小型卡车含牛粪便和尿的废料和一小型卡车含猪粪便和尿的废料中，并充分混合。2个月以后成熟堆肥的分析结果一起列入表1。与实施例1类似，恶臭从第二天被除去。润湿后，物料没有气味，并令人满意地进行熟化。
在实施例2中，在堆积开始后10天收集熟化进程中的一部分物料，并象实施例3一样分析其组分。实施例3的堆肥仍有高的内部温度。但是，当它冷却后施加到土壤上时，得到类似成熟堆肥的效果。
表1
(水含量、氮、磷和钾以百分数表示)对比例1按实施例1相同的方式生产堆肥，不同的是使用类似在实施例1中使用的混合原料，用稻糠基微生物代替斯替维亚属植物的粉末或由该植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质。即使在1个月以后也不能除去类似在第一天散发出的气味。6天以后，内部温度为65℃，以致使用过热水蒸汽来使温度升至80℃。第8天内部温度仍为55℃以致使用过热水蒸汽来使温度升至80℃，并进行翻动。第9天内部温度为60℃，以致使用过热水蒸汽来使温度升至80℃。虽然第15天内部温度为40℃，但不将内部温度升高。在110天的整个生产成熟堆肥过程中共翻动7次。随着熟化进程，恶臭减少，但是一直到最后氨味也未被除去。加水时生产的成熟堆肥仍散发出氨味。
权利要求
1.一种生产堆肥的方法，包括将斯替维亚属植物的粉末加到堆肥原料中，以及使它发酵。
2.根据权利要求1的方法，其中按100份重堆肥原料计，加入0.01至1.5份重斯替维亚属植物的粉末。
3.一种生产堆肥的方法，包括将由斯替维亚植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质加到堆肥原料中，以及使它发酵。
4.根据权利要求3的方法，其中按100份重堆肥原料计，以干燥物质的形式加入0.01至1.5份重由斯替维亚植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质。
5.一种生产堆肥的方法，包括将斯替维亚属植物的粉末或由该植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质加到堆肥原料中，使它发酵，然后在熟化过程中再次加入由斯替维亚属植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质。
全文摘要
公开了一种生产堆肥的方法，所述的方法包括将斯替维亚属植物的粉末或由该植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质加到堆肥原料中，按100份重堆肥原料计，其加入量为0.01至1.5份重，然后将它发酵，以及在熟化过程中最好再次加入由斯替维亚属植物萃取水溶性组分以后得到的固体物质，从而在短时间内迅速除去恶臭和生产优质堆肥。
文档编号C05F17/00GK1428315SQ01143970
公开日2003年7月9日 申请日期2001年12月27日 优先权日2001年12月27日
发明者佐藤直彦 申请人:佐藤直彦, 佐藤实, 奚印慈