生物有机肥及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物有机肥及其制备方法，所述有机肥按原料的重量份数比计由80?90份的有机肥、5?8份的无机肥、1?3份的微量元素、0.1?0.3份的发酵复合菌、1?2份的酵素菌、1?3份的腐植酸和0.1?1份的生物菌组成，该方法将发酵复合菌与水混合均匀，得到稀释菌液；将稀释菌液加入有机肥中，混合均匀，堆积成堆，循环翻转，得到一级发酵物；再加入酵素菌，发酵至完全腐熟，低温干燥，粉碎得到二级发酵物；最后加入无机肥、微量元素、腐植酸和生物菌，造粒成球，分拣得到生物有机肥。本发明以农牧业废弃物为主要原料，制备得到生物有机肥，从而解决农作物养分供给问题、农产品生产过程中的重金属和有机物污染问题。
【专利说明】生物有机肥及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机肥料领域，具体地指一种生物有机肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，食品安全事故频发，农民在已受到污染的土地上，按照常规的种植方法也可 能出现重金属超标的事件，如近期发生的大批湖南大米重金属超标现象，而土壤重金属超 标是其主要诱因。另外，由于农药和化肥的长期使用，使得土壤中人工有机污染物的含量越 来越高，我国农业环境污染和生态失衡现象日趋严重，农作物的产量和质量受到严重影响， 进而威胁到人类的生存环境，由此而引发的农产品污染、农产品质量与安全问题越来越受 到人们的关注，成为制约新阶段农业生产持续高效发展的瓶颈。
[0003] 然而，传统的有机肥料产品并不能较好地解决各种污染问题，因此利用现代生物 技术手段，加快新型生物环保肥料的研制迫在眉睫。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题就是提供一种生物有机肥及其制备方法。本发明以农 牧业废弃物为主要原料，制备得到生物有机肥，从而解决农作物养分供给问题、农产品生产 过程中的重金属和有机物污染问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的一种生物有机肥，所述有机肥按原料的重量 份数比计由80?90份的有机肥、5?8份的无机肥、1?3份的微量元素、0. 1?0. 3份的 发酵复合菌、1?2份的酵素菌、1?3份的腐植酸和0. 1?1份的生物菌组成，其中，所述 生物菌为假单胞菌HN103和短小芽孢杆菌的混合物，所述生物菌为假单胞菌HN103和短小 芽孢杆菌Yll中任意一种或二种。
[0006] 进一步地，所述生物菌中假单胞菌HN103和短小芽孢杆菌Yll重量比为I : 1? 2〇
[0007] 假单胞菌HN103购于华中农业大学，分类命名为Pseudomonas putida HN103,保 藏日期为：2011年5月26日，保藏单位为：CCTCC，保藏编号为：CCTCC :M2011184,假单胞菌 HN103公开于公布号为CN102286405A的中国发明专利一种假单胞菌及其用途和去除环境 中镉污染的方法。
[0008] 假单胞菌HN103对重金属Cd2+具有较好的钝化效果；考察该菌与枯草芽孢杆菌混 合使用钝化镉的影响，发现混合菌钝化镉的效果优于单独使用该菌的效果，重金属镉的去 除率达到86. 73% ;对该菌钝化其他重金属（Cu2+、Hg2+、Zn2+、Ni2+、Mn 2+)的性能进行研究，发 现该菌对不同重金属的耐受能力不同，对Zn2+、Cu2+、Mn 2+、Ni2+的钝化能力较强，对Hg2+较弱。
[0009] 通过在肥料中添加该重金属钝化菌与枯草芽孢杆菌，对钝化土壤中多种重金属有 较好效果，能将土壤中重金属转变为低毒或无毒的形态。
[0010] 短小芽孢杆菌Yii购于华中农业大学或北京华农生物工程有限公司。苯酚作为一 种常见的人工有机污染物之一，以苯酚残余浓度为指标，短小芽孢杆菌Yll在不同初始pH、 温度、重金属离子、苯酚浓度的条件下，降解苯酚的能力，发现该菌可在48h内能快速降解 苯酚，最适温度为28°C，最适pH为8. 0,对苯酚的耐受浓度最高为400mg/L，低浓度的金属离 子对该菌降解苯酚的能力几乎没有影响。
[0011] 通过在肥料中添加该短小芽孢杆菌，偏碱性条件下施用该肥料，对降解土壤中有 机污染物有很好效果。
[0012] 再进一步地，所述发酵复合菌为枯草芽孢杆菌、酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混 合菌，其中，所述枯草芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉和里氏木霉重量比为2 : 0?4 : 1?2 : 1?2。
[0013] 作为优选方案，所述枯草芽孢杆菌、黑曲霉和里氏木霉的重量比为3 : 2 : 3。
[0014] 以畜禽粪便（如牛粪）为处理对象，选择枯草芽孢杆菌、酵母菌、里氏木霉、黑曲霉 4种菌剂，以堆肥过程中升温和起温的速度、堆肥温度、堆肥时间等为指标，分别考察这四种 菌剂对堆肥发酵过程的影响及不同菌剂添加量对堆肥升温效果的影响，确定发酵复合菌的 最佳配比为枯早牙抱杆囷：黑曲霉：里氏木霉 =3:2:3。
[0015] 研究表明，采用发酵复合菌，可以令堆肥在10天左右完全腐熟，且使得牛粪堆肥 广品的种子发芽指数提商21. 7 %。
[0016] 再进一步地，所述有机肥为禽畜粪便、麸皮和豆饼的混合物，其中，所述禽畜粪 便为牛粪、猪粪和猪粪中任意一种或几种，所述有机肥中禽畜粪便、麸皮和豆饼的重量比 10 : 1 ?3 : 1 ?3。
[0017] 再进一步地，所述无机肥为氮肥、磷肥和钾肥的混合肥，所述无机肥中氮、磷和钾 的重量比为2 : 1?2 : 1?2。
[0018] 再进一步地，所述微量元素包括钙、镁、硫、硼、锌、硒和钥，其中，钙、镁、硫、硼、锌、 硒和钥的重量比为2 : 1?3 : 0.5?1 : 3?5 : 1?2 : 7?9 : 1?4。
[0019] 本发明提供了一种生物有机肥制备方法，包括以下步骤：
[0020] 1)按上述的重量份数比计称取有机肥、无机肥、微量元素、枯草芽孢杆菌、酵素菌、 腐植酸和生物菌；
[0021] 2)将发酵复合菌与水按重量比1 : 5?50混合均匀，得到稀释菌液；
[0022] 3)将步骤2)中的稀释菌液加入有机肥，混合均匀，堆积成堆，循环翻转，发酵10? 15天，即可达到基本腐熟状态，得到一级发酵物；
[0023] 4)向步骤3)中得到的一级发酵物中加入酵素菌，发酵至完全腐熟，低温干燥，粉 碎得到二级发酵物；
[0024] 5)向步骤4)中二级发酵物中加入无机肥、微量元素、枯草芽孢杆菌、腐植酸和生 物菌，混合均匀造粒成球，分拣得到生物有机肥。
[0025] 本发明的有益效果在于：
[0026] 1.本发明的使用效果
[0027] 本发明的生物有机肥富含有机质及氮、磷、钾、腐植酸等有效成分，具有强力活化 土壤，破除板结，增加肥力等功能特点，是增加土壤有机质、生产绿色农产品的理想肥料。对 于作物解磷、解钾作用较明显，促苗、促根生长效果好，平均能够提高作物产量5?8% ;并 且在施用该款环保肥料的作物时，土传病害发生率明显降低，农药用量降低了 20%。
[0028] 2.经济效益
[0029] 本发明的生物有机肥制备工艺简单，具有较好的经济效益。
[0030] 3.社会与生态效益
[0031] 本发明充分利用畜禽粪便和植物秸杆等农牧业废弃物，并将其转化为生物环保肥 料产品，能够实现资源的循环利用，并减少粪便对养殖环境的危害，减轻养殖厂的不良气 味，并消耗周边堆积的植物秸杆等农业废弃物，使养殖厂周边环境得到改善，而且变废为 宝，将对社会经济发展起到较大的推动作用。
[0032] 本发明解决了长期困扰农作物生产过程中重金属和人工有机物污染等问题，通过 重金属钝化菌将土壤中重金属转变低毒或无毒的形态，也通过人工有机物降解菌将不同来 源的人工有机物降解成为无毒的物质，给环境污染治理方面带来了新的思路。
[0033] 本发明采用生物工程技术进行生物环保肥料的生产，降低化肥和农药使用量，倡 导了生态型的种植新模式，寻求综合解决无机化肥和高毒农药引起的农业生产环境污染问 题，为生产出高产、安全、优质、高效的农产品提供了有力的保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1为30°C下不同镉浓度中的假单胞菌HN103生长情况图；
[0035] 图2为添加假单胞菌HN103和空白对照能降低Cd2+的最低值图；
[0036] 图3A为只加假单胞菌HN103与空白对照的0D_对比图；
[0037] 图3B为镉浓度降低对比图；
[0038] 图4A为假单胞菌HN103在15mg/L Hg2+中的生长图
[0039] 图4B为假单胞菌HN103在500mg/L Zn2+中的生长图；
[0040] 图4C为假单胞菌HN103在200mg/L Ni2+中的生长；
[0041] 图4D为假单胞菌HN103在400mg/L Cu2+中的生长；
[0042] 图4E为假单胞菌HN103在400mg/L Mn2+中的生长；
[0043] 图5为pH对苯酚降解的影响图；
[0044] 图6为温度对苯酚降解的影响图；
[0045] 图7为金属离子对苯酚降解的影响图；
[0046] 图8为短小芽孢杆菌Yll对苯酚的耐受浓度及降解速率图；
[0047] 图9为短小芽孢杆菌Yll对低浓度苯酚的降解情况图；
[0048] 图10为短小芽孢杆菌Yll对湖水中低浓度苯酚的降解情况图；
[0049] 图11为低温对苯酚降解的影响图
[0050] 图12为不同菌剂对猪粪发酵升温的效果图；
[0051] 图13为枯草芽孢杆菌不同添加量对升温效果的影响图；
[0052] 图14为黑曲霉不同添加量对升温效果的影响图；
[0053] 图15为里氏木霉不同添加量对升温效果的影响图；
[0054] 图16为酵母不同添加量对升温效果的影响图；
[0055] 图17为中试试验的单因素分析图；
[0056] 图18为发酵剂升温效果试验图。
【具体实施方式】
[0057] 为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但 本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
[0058] 一、本发明中理论基础验证
[0059] 1.假单胞菌HN103钝化研究
[0060] I. 1假单胞菌HN103钝化镉的性能研究
[0061] I. I. 1假单胞菌HN103在不同镉浓度下的生长状况
[0062] 如图1所不：在抗Cd2实验中，发现假单胞囷HN103在液体LB培养基中最大抗 镉浓度为500mg/L。随着Cd 2+浓度的再增高，菌体的延迟期逐渐增长，代时逐渐变大，达到 1000gm/L时，已明显受到抑制。
[0063] I. 1. 2添加假单胞菌HN103和空白对照能降低Cd2+的最低值
[0064] 如图2所示：在假单胞菌HN103对Cd2+的抗性小试试验中，与自然环境接触，发现 当Cd 2+的浓度为0. 9mg/L左右时，加了假单胞菌HN103能将Cd2+的浓度降低到0. 572mg/L， 而空白对照水样Cd2+的浓度降低到了 0. 684mg/L，这说明空气中有能在低浓度Cd2+环境下 生长的菌，而加了假单胞菌HN103效果相对较好。
[0065] I. 1. 3小试中假单胞菌HN103与空白对照对于降低Cd2+浓度的研究结果
[0066] 在Cd2+浓度为80mg/L左右时，加了假单胞菌HN103比空白对照，菌种生长要 多，OD 6c?达到0. 8,空白只有0. 62 ;加了假单胞菌HN103能将Cd2+浓度从84. 2mg/L降低 到16. 48mg/L，去除率达到80. 43 %，而什么都不加凭借实验室空气中的菌去除率只有 51. 25%。
[0067] 由上可知，假单胞菌HN103能将0. 88mg/L的Cd2+降低到0. 572mg/L，在Cd2+浓度 较高时，能将Cd2+浓度从84. 2mg/L降低到16. 48mg/L。
[0068] 1. 2对其他金属的钝化实验
[0069] 表1不同Zn2+浓度下细胞的生物量
【权利要求】
1. 一种生物有机肥，其特征在于：所述有机肥按原料的重量份数比计由80?90份的 有机肥、5?8份的无机肥、1?3份的微量元素、0. 1?0. 3份的发酵复合菌、1?2份的酵 素菌、1?3份的腐植酸和0. 1?1份的生物菌组成，其中，所述生物菌为假单胞菌HN103和 短小芽孢杆菌的混合物，所述生物菌为假单胞菌HN103和短小芽孢杆菌Yll中任意一种或 二种。
2. 根据权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于：所述生物菌中假单胞菌HN103和 短小芽孢杆菌Yll重量比为I : 1?2。
3. 根据权利要求1或2所述的生物有机肥，其特征在于：所述发酵复合菌为枯草芽孢 杆菌、酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混合菌，其中，所述枯草芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉和里 氏木霉重量比为2 : 0?4 : 1?2 : 1?2。
4. 根据权利要求1或2所述的生物有机肥，其特征在于：发酵复合菌为枯草芽孢杆菌、 酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混合菌，其中，所述枯草芽孢杆菌、黑曲霉和里氏木霉的重量 比为3 : 2 : 3。
5. 根据权利要求1或2所述的生物有机肥，其特征在于：所述有机肥为禽畜粪便、麸皮 和豆饼的混合物，其中，所述禽畜粪便为牛粪、猪粪和猪粪中任意一种或几种，所述有机肥 中禽畜粪便、麸皮和豆饼的重量比10 : 1?3 : 1?3。
6. 根据权利要求1或2所述的生物有机肥，其特征在于：所述无机肥为氮肥、磷肥和钾 肥的混合肥，所述无机肥中氮、磷和钾的重量比为2 : 1?2 : 1?2。
7. 根据权利要求1或2所述的生物有机肥，其特征在于：所述微量元素包括钙、镁、硫、 硼、锌、硒和钥，其中，钙、镁、硫、硼、锌、硒和钥的重量比为2 : 1?3 : 0.5?1 : 3?5 : 1?2 : 7?9 : 1?4〇
8. -种权利要求1所述的生物有机肥制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 按上述的重量份数比计称取有机肥、无机肥、微量元素、枯草芽孢杆菌、酵素菌、腐植 酸和生物菌； 2) 将发酵复合菌与水按重量比1 : 5?50混合均匀，得到稀释菌液； 3) 将步骤2)中的稀释菌液加入有机肥中，混合均匀，堆积成堆，循环翻转，发酵10? 15天，即可达到基本腐熟状态，得到一级发酵物； 4) 向步骤3)中得到的一级发酵物中加入酵素菌，发酵至完全腐熟，低温干燥，粉碎得 到二级发酵物； 5) 向步骤4)中二级发酵物中加入无机肥、微量元素、、腐植酸和生物菌，混合均匀造粒 成球，分拣得到生物有机肥。
【文档编号】C05G3/00GK104211505SQ201410426089
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】周世同, 梁运祥 申请人:武汉瑞泽园生物环保科技有限公司