一种低水分有机肥的发酵工艺的制作方法

本发明属于有机肥发酵技术领域，尤其涉及一种低水分菜籽饼粕有机肥的发酵工艺。

背景技术：

菜籽饼粕是目前国内外油料作物之一，具有营养价值高、材料易得、成本低的优势，一直被养殖、种植行业所青睐。但是，菜粕中含有抗营养因子的硫代葡萄糖苷、植酸、单宁、芥子酸等；影响动物对矿物质、营养物质的消化和吸收，最终影响动物的生长，因此，菜粕在饲料行业中应用受到一定抑制。而将菜籽饼粕通过生物发酵制作成有机肥或生物有机肥，具有养分完全、肥效持久的优势，适用各类土壤和多种作物，尤其对瓜果、烟草、棉花等作物能明显提高产量并改善品质，是一种优质的有机肥原料资源。

菜籽饼粕的传统发酵工艺，主要有自然腐熟工艺和采用发酵剂或接入菌种进行发酵工艺。自然腐熟工艺，包括原料处理、调湿、堆肥发酵、再调制(水分和pH值)、包装出厂等工艺流程，其存在发酵时间长、水分高、发酵不彻底、烘干能耗高、pH值低等问题。而采用发酵剂或接入菌种进行发酵工艺，包括原料处理、接种菌种(或加入发酵剂)、原料调湿、混合、堆肥发酵、再调制(水分和pH值)、制粒、包装出厂等工艺流程，虽然较自然腐熟工艺发酵周期短、养分高等优点，但也存在发酵水分高、发酵pH值低、堆肥温度上升慢、烘干能耗高等缺点。所以，研究一种能够缩短菜籽饼粕发酵周期、降低肥料水分含量、加快堆肥温度上升速度、提高发酵pH值的菜籽饼粕有机肥的发酵工艺是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能够缩短菜籽饼粕发酵周期、降低肥料水分含量、加快堆肥温度上升速度、提高发酵pH值的菜籽饼粕有机肥的发酵工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种低水分有机肥的发酵工艺，包括以下步骤：

(1)在菜籽饼粕中加入微生物菌剂并搅拌均匀，控制菜籽饼粕的含水量为32％～38％；

(2)在菜籽饼粕中加入氧化镁；

(3)进行发酵，发酵完成后即得到所述低水分有机肥。

控制菜籽饼粕的含水量为32％～38％，可以保证发酵完成后成品中水分适量，不需要进行烘干处理；若菜籽饼粕中水分含量超过38％，成品中的水分含量会超过30％，则必须进行烘干处理，烘干过程中将大大增加成本；若菜籽饼粕中水分含量低于32％，将导致发酵缓慢，周期长，发酵腐熟不充分，肥料施入土壤中将进行二次发酵腐熟，会导致烧苗、烧根。

上述的发酵工艺，优选的，所述步骤(1)中，微生物菌剂主要由固氮菌、解磷菌、解钾菌和EM原菌按照质量比为(4～6)∶(2～3)∶(2～3)∶(1～3)的比例混合而成；所述微生物菌剂中含有有效活菌200亿个/g以上。本发明所采用的固氮菌、解磷菌、解钾菌等菌种其固氮、解磷、解钾能力均强于一般自然菌种，对提高土壤有效养分含量具有重要作用；通过复配EM原菌，使其能与固氮菌、解磷菌、解钾菌共生共殖，EM原菌添加到菜籽饼粕中，可形成良好的微生物共生体系，提高其他有益菌种活性。

上述的发酵工艺，优选的，所述微生物菌剂的添加量占所述菜籽饼粕的质量分数为0.02％～0.05％。

上述的发酵工艺，优选的，所述步骤(2)中，氧化镁的添加量占菜籽饼粕质量的1.5％～5％。

上述的发酵工艺，优选的，所述步骤(3)中，发酵过程按照按堆宽5米、堆高80～100cm、并采用槽式好氧发酵工艺进行发酵；当发酵堆温度达到65℃后，要进行翻堆处理，整个发酵过程至少要翻堆四次。

上述的发酵工艺，优选的，发酵完成后有机肥的的指标如下：N+P₂O₅+K₂O≥8.0％，水分≤30％，有机质≥70％，pH：6～8。

将上述的发酵工艺制成的有机肥按照15％～20％的加入量加入有机无机复混肥中，能提高作物产品产量和质量，提高效益。

本发明的发酵工艺中加入氧化镁，氧化镁遇水会生成氢氧化镁，发生微碱反应，放出大量的热，发出的热量迅速提升发酵过程中的温度，加快腐熟速度，同时消耗、蒸发部分水分，降低了菜粕水分；同时生成的氢氧化镁与空气中二氧化碳进行中和反应生成碱式碳酸镁，并且放出热量，热量继续作用于菜粕，使温度再次升高，达到70℃以上，同时高温带走部分水分；氧化镁反应过程的放出的热量缩短了发酵工艺周期，同时生成的有机肥中含有中量元素镁；施用该有机肥的植物就不需要额外的补充镁元素。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明工艺能提高发酵工艺中的pH，不需要进一步对发酵工艺pH值进行调节，缩短了工艺流程，降低了人工成本，且有利于菜粕发酵的进行，本工艺发酵后的pH值为6～8，适合作为一种优质的有机肥原料资源。

(2)本发明通过加入氧化镁，缩短了发酵工艺周期，降低了菜粕水分含量；同时加入了微生物菌剂，繁殖速度快，且能提高其他有益菌种活性，进而进一步缩短发酵周期。

(3)本发明发酵过程加入的氧化镁，不仅能够缩短发酵工艺周期，降低了菜粕水分含量，还能使生成的有机肥中含有中量元素镁；施用该有机肥的植物就不需要额外的补充镁元素。

(4)本发明生产的有机肥不仅可以直接作为有机肥使用，还可以按照15％～20％的加入量加入有机无机复混肥中，能很好改善土壤结构，提高土壤肥力、提高作物产量、提高作物产品质量，为农民提高经济效益。

附图说明

图1为本发明的低水分有机肥发酵工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的低水分有机肥发酵工艺，工艺流程如图1所示，包括以下步骤：

(1)取15吨菜籽饼粕，接入3kg微生物菌种(由固氮菌、解磷菌、解钾菌和EM原菌按照质量比为4∶3∶2∶1的比例混合而成；微生物菌剂中含有有效活菌200亿个/g以上)，加水8.5吨，在室温情况下，将其搅拌均匀，混合物中含水量为35.5％；

(2)继续搅拌步骤(1)的混合物，并加入450kg的氧化镁，搅拌均匀后，转运至三饼合一发酵槽小槽最东端，按宽5米、堆高约80-100cm，并采用槽式好氧发酵工艺发酵，当发酵堆体温度达到65℃后，要进行翻堆处理，整个发酵过程翻堆4次，直至发酵完成。

本实施例的实验记录以及结果如表1所示。

表1本实施例的实验过程记录以及结果

由表1的结果表明，添加氧化镁进行发酵，能快速提高菜粕发酵的起始温度，并能在翻堆后快速升温，最高温度可达到72℃，发酵周期27天，发酵水分含量低，pH高。

最终得到的有机肥的指标为：N(5.62％)+P₂O₅(1.63％)+K₂O(1.38％)＝8.63％，水分＝26.14％，有机质＝72.36％，pH：6.55。

对比例1：

本对比例与实施例1的区别仅在于不加入氧化镁，当发酵堆体温度达到60℃后进行翻堆处理，其它的原料用量以及操作工艺均与实施例1相同，本对比例的实验记录以及结果如表2所示。

表2本对比例的实验过程记录以及结果

由表2可知，本对比例不添加氧化镁的发酵工艺，发酵最高温度只有60℃，发酵温度上升慢，发酵周期长，需要1个半月以上，发酵水分变化不大，发酵水分高，发酵pH偏低。

对比例2：

本对比例的低水分有机肥发酵工艺，包括以下步骤：

(1)取15吨菜籽饼粕，接入3kg微生物菌种(由固氮菌、解磷菌、解钾菌和EM原菌按照质量比为4∶3∶2∶1的比例混合而成；微生物菌剂中含有有效活菌200亿个/g以上)，加15吨水，在室温情况下，将其搅拌均匀，混合物中含水量为49.2％；

(2)继续搅拌步骤(1)的混合物，并加入450kg的氧化镁，搅拌均匀后，转运至三饼合一发酵槽小槽最东端，按宽5米、堆高约80-100cm，并采用槽式好氧发酵工艺发酵，当发酵堆体温度达到65℃后，要进行翻堆处理，整个发酵过程翻堆4次，直至发酵完成。

本对比例的实验记录以及结果如表3所示。

表3本对比例的实验过程记录以及结果

由表3可知，添加氧化镁高水分发酵工艺，能快速提高菜粕发酵的起始温度，并能在翻堆后快速升温，温度高达74℃，发酵周期21天，发酵pH较高，但是发酵完成后水分含量较高，高达40.76％。

具体应用效果：

将实施例1制成的低水分有机肥在烟叶上的应用试验情况如下：

试验时间：2015年2月-2015年12月

试验地点：江西省吉安市安福县严田镇严田村，试验田具有代表性，肥力均匀，地面平整，排水方便，无病虫害。

试验材料：低水分有机肥(发酵菜饼型)、生物发酵饼肥(发酵三饼型：菜粕饼、豆饼、芝麻饼)、专用肥、硝酸钾、钙镁磷、硫酸钾。供试品种为k326。

实验设计：试验设计原则为等量常规施肥，具体设为4个处理1个对照。处理一为当地常规施肥+30kg/亩低水分有机肥(发酵菜饼型)；处理二为当地常规施肥+50kg/亩低水分有机肥(发酵菜饼型)；处理三为当地常规施肥+30kg/亩生物发酵饼肥(发酵三饼型)；处理四为当地常规施肥+30kg/亩生物发酵饼肥(发酵三饼型)；对照组为当地常规施肥。具体施肥品种及施肥量见表4。

表4：施肥处理方式

各处理亩施纯氮为17.5斤，N：P₂O₅:K₂O＝1:1:3，试验采用随机区组设计，共5个处理，每个处理3次重复，试验田四周设保护行。各处理有机肥全部作基肥开沟条施，其他技术操作严格按当地生产技术方案操作，各项田间农事操作在同一天完成。

结果与分析：

1、烟株农艺现状分析

表5农艺现状调查表(单位：片厘米)

从表5可以看出，在团棵期，施用50kg/亩生物发酵饼肥(发酵三饼型)，叶片数最多，株最高，叶片最大。叶片数与不施有机肥处理存在显著差异。而在现蕾期，施用30kg/亩低水分有机肥(发酵菜饼型)株最高，施30kg/亩和50kg/亩生物发酵饼肥(发酵三饼型)片数最多。

2、经济性状调查

表6经济性状调查表

由表6可以看出施用30kg/亩低水分有机肥(发酵菜饼型)产量最高，施用50kg/亩发酵饼肥(发酵三饼型)产量最低，两个处理较对照组分别增加4.07％，减少7.95％。施用30kg/亩发酵饼肥(发酵三饼型)亩产产值最高，较对照组增加12.06％，而施用30kg/亩低水分有机肥(发酵菜饼型)亩产产值也不低，较对照组增加7.00％，施用30kg/亩发酵饼肥(发酵三饼型)均价和上等烟比例也最高，分别增加10.62％和6.2％。而施用30kg/亩低水分有机肥(发酵菜饼型)均价和上等烟比例较对照组也都有所增加，分别增加3.72％和1.39％。

小结：本发明的低水分有机肥，无论单独使用还是添加到其他有机肥料中，都能提高烟叶产量和中上等烟比例，为烟农带来明显经济效益。