本发明属于微生物发酵肥料
技术领域：
，具体涉及一种农业益生菌转化秸秆和养殖粪便生产生物有机肥的方法。
背景技术：
：随着我国社会经济的快速发展，农业现代化水平日趋提高，各种特色养殖业、种植业在全国各地蓬勃兴起，不但丰富了日益扩大的市场需求，而且大大带动了广大农民收入水平的提高。农作物种植、肉牛、奶牛养殖等农牧业在部分省市地区已形成相对完备的产业结构，形成了从种、养到产后初加工、产品深加工、高附加值产品提取、国内国际贸易等的一整套产业体系。然而值得注意的是，我国农村地区仍然存在着能源结构不合理、环保问题日益严峻等问题，需要予以足够重视和解决。随着农作物种植面积的增加，种植技术的提高，农作物种植带来的副产品如玉米秸秆、大豆秸秆等日益增加，由于木质纤维素含量较高，质地较为坚韧，含水率较高，往往被废弃在田间地头、晒干烧掉、在房前屋后、棚头路边堆起来或扔垃圾坑里，有的甚至扔到河道里，上述处理方法都会造成对环境的污染和病原菌的传播，点火焚烧则污染大气，随意堆放则容易滋生病虫害，成为病原物赖以生存的寄主、病害的重要传播源，再加上秸秆数量巨大，缺乏有效的快速处理方式；禽畜养殖产生的动物粪便，虽然可以直接施用肥田、或者经好氧堆肥生产肥料，但是也存在露天散发异味、孳生蚊蝇、污染生活环境等问题。利用农业益生菌将秸秆和养殖粪便厌氧发酵生产生物有机肥，不但可以有效消纳秸秆、禽畜粪便等固体废弃物，而且还能生产高效、绿色的优质有机肥，具有十分显著的经济和环境效益。技术实现要素：本发明提供的一种农业益生菌转化秸秆和养殖粪便生产生物有机肥的方法，解决了现有技术中秸秆数量巨大，缺乏有效的快速处理方式，禽畜养殖产生的动物粪便虽然可以直接施用肥田、或者经好氧堆肥生产肥料，但是存在露天散发异味、孳生蚊蝇、污染生活环境的问题。本发明提供了一种农业益生菌转化秸秆和养殖粪便生产生物有机肥的方法，包括以下步骤：步骤1，农作物收获后收集秸秆，秸秆粉碎后得到秸秆料渣；步骤2，养殖粪便收集后往其中加入相当于养殖粪便质量1％的复合酶，然后在100-150r/min的搅拌速度下搅拌，且在搅拌的同时往养殖粪便中通入热空气，开始时通入温度为35-45℃热空气5-10h，随后通入温度为50-55℃的热空气3-5h，最后于通入温度为75-80℃热空气2-3h，通气完毕得预处理养殖粪便；其中，所述复合酶由蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶按照1：1：2的质量比混合配制而成；步骤3，将所述秸秆料渣与所述预处理养殖粪便混合均匀，然后往其中加水，使其含水量达到50-60％，得到预处理混合物；将所述预处理混合物与发酵菌剂按照200-300：1的质量比混合后在常温下发酵，发酵过程中检测发酵物温度，当发酵物温度达到50℃、且发酵时间达到72h时，开始第一次发酵物翻堆，形成新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，通气时间为24h；当发酵物的温度升至60℃时，进行再次翻堆，且此后每隔12-24h翻堆一次，直到发酵物温度开始降低时结束发酵，得到一次发酵产物；其中，所述发酵菌剂由木糖氧化无色杆菌发酵菌液、胶冻样芽孢杆菌发酵菌液、藤黄微球菌发酵菌液、嗜热淀粉酶链霉菌发酵液以及纤维素分解菌发酵菌液按照3：2：2：1：1的质量比混合而成；所述发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×108-1.0×1010cfu/ml；步骤4，将一次发酵产物、生石灰粉与功能菌剂按照150-200：5-10：1的质量比混合后进行二次发酵，二次发酵的温度为60-70℃，5-7天后二次发酵完成，得到发酵有机肥；其中，所述功能菌剂由固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂按照25-30：15-20：5-10：1的质量比混合而成；并且所述固氮菌菌剂、所述解磷菌菌剂、所述解钾菌菌剂、所述根瘤菌菌剂中有效活菌数均≥3.0×1010cfu/g；步骤5，将所述发酵有机肥进行干燥、造粒、过筛、检验和包装，即得到所述生物有机肥。优选的，所述秸秆为玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆或小麦秸秆。优选的，所述秸秆料渣为3-5cm的段状。优选的，所述养殖粪便为鲜鸡粪、鲜猪粪、鲜牛粪、鲜羊粪或鲜马粪。优选的，所述蛋白酶活力、所述淀粉酶活力、所述木聚糖酶活力均为6000-7000u/ml。优选的，所述固氮菌为圆褐固氮菌或巴西固氮螺菌；所述解磷菌为蜡质芽孢杆菌或栗褐芽孢杆菌；所述解钾菌为胶质芽孢杆菌或巨大芽孢杆菌；所述根瘤菌为茎瘤固氮根瘤菌或华癸根瘤菌。本发明中，秸秆进行粉碎时趁青粉碎，可以减少秸秆内糖分损失，对加快秸秆腐解，增加土壤养分有重要作用；养殖粪便中含有大量粗蛋白、粗纤维、粗脂肪以及氮、磷等，一般的发酵菌剂对粗蛋白、粗脂肪的降解效果不是很理想，且降解速度慢，因此，为了使养殖粪便在和秸秆混合发酵时能够高效快速降解，本发明首先对养殖粪便进行预处理。本发明采用复合酶对养殖粪便进行预处理，使其中的粗蛋白、粗脂肪在复合酶的作用下迅速酶解形成氮、磷等元素；同时，本发明在采用复合酶对养殖粪便进行预处理时还对处理中的养殖粪便进行了分级温度鼓风，一方面增加了养殖粪便分子间的溶解氧，提高了酶活性，另一方面排出了酶解过程中产生的气体，使反应向生成产物的方向快速进行，从而使酶解快速高效的进行。秸秆中富含多种养分，还含有各种微量元素，经过发酵后能够给土壤中微生物提供足够的养分，还能蓄积用于植物生长所需的养分，本发明首先采用专用发酵菌剂对秸秆进行降解，一方面利用优势菌群破坏秸秆的细胞结构，有效促进淀粉、蛋白质、纤维素、木质素等有效成分的溶出，从而使大部分难降解的纤维素、木质素等氧化分解，以减轻后二次发酵的压力；在一次发酵结束后立即进行二次发酵，二次发酵的时候加入了功能菌剂，功能菌剂一方面能够使一次发酵产物进一步腐熟，快速发酵成高质量的有机肥，另一方面，功能菌剂添加后施用于土壤，可将土壤中不被作物吸收的无效钾和无效磷转化为可被作物吸收的速效钾和速效磷，同时释放土壤中硅、锰、锌、钼等多种元素，提高营养水平；解磷菌、解钾菌在作物生命活动中产生赤霉素、细胞分裂素、吲哚乙酸等生物活性物质、可有效刺激作物生长发育；固氮菌、根瘤菌能够从土壤、空气中吸收氮，繁殖后代，死后将遗体"捐赠"给植物，让植物得到大量氮肥。本发明在二次发酵时加入了生石灰粉，生石灰遇水会生成氢氧化钙，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，降低了发酵产物水分；同时氢氧化钙能够中和发酵过程中产生的大量乙酸，使最终得到的有机肥的ph值维持在6-8之间，不会造成施用后土壤呈强酸性，此外，有机肥中含有中量元素钙，施用该有机肥的植物就不需要额外的补充钙元素。以上5类菌种互为补充，并与4种功能菌种配合作用，使原料最终发酵成优质的、农作物易吸收的有机肥。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1)本发明将农作物秸秆与养殖粪便两种原料混合发酵制备生物有机肥，可有效避免单一原料的局限性，相比农作物秸秆或养殖粪便单一原料发酵而言，发酵启动速度更快，发酵时间短、发酵进程更稳定、综合成本更低。2)本发明制备出的生物有机肥能显著增加土壤有机质及磷、钾等营养元素的含量，提高养分转化率及产品中有益微生物数量，促进土壤修复，培肥地力，可减少化肥使用量，同时增强作物的抗病性，改善作物品质，减少投入，提高产量，促进增收。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。本发明中所用的木糖氧化无色杆菌(achromobacterxylosoxidans)为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏编号为cgmccno.8512的菌株；胶胨样芽孢杆菌(bacillusmucilaginosus)为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为accc10013的菌株；藤黄微球菌(micrococcusluteus)为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏编号为cgmccno.6072的菌株；嗜热淀粉酶链霉菌(streptomycesthermodiastaticus)为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏编号为cgmccno.12134的菌株；纤维素分解菌(thermoanaerobacteriumsp.l-d)为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为cctccno：m208166的菌株。实施例中木糖氧化无色杆菌发酵菌液、胶胨样芽孢杆菌发酵菌液、藤黄微球菌发酵菌液、嗜热淀粉酶链霉菌发酵菌液、纤维素分解菌发酵菌液均是采用常规方法培养得到的；所用固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂购买于保罗蒂姆汉(潍坊)生物科技有限公司，下述各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。实施例1一种农业益生菌转化秸秆和养殖粪便生产生物有机肥的方法，具体按照如下步骤制备：步骤1，农作物收获后收集秸秆，秸秆粉碎成3cm的段状后得到秸秆料渣；步骤2，养殖粪便收集后往其中加入相当于养殖粪便质量1％的复合酶，然后在100r/min的搅拌速度下搅拌，且在搅拌的同时往养殖粪便中通入热空气，开始时通入温度为40℃的热空气8h，随后通入温度为50℃的热空气5h，最后通入温度为75℃的热空气3h，通风完毕得预处理养殖粪便；其中，复合酶由蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶按照1：1：2的质量比混合配制而成；且蛋白酶活力为6000u/ml、淀粉酶活力6500u/ml、木聚糖酶活力均为7000u/ml；步骤3，将秸秆料渣与预处理养殖粪便混合均匀，然后往其中加水，使其含水量达到50％，得到预处理混合物；将预处理混合物与发酵菌剂按照200：1的质量比混合后在常温下发酵，发酵过程中检测发酵物温度，当发酵物温度达到50℃，且发酵时间达到72h时，开始第一次发酵物翻堆，形成新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，通气时间为24h；当发酵物的温度升至60℃时，进行再次翻堆，且此后每隔24h翻堆一次，直到发酵物温度开始降低时结束发酵，得到一次发酵产物；其中，发酵菌剂由木糖氧化无色杆菌发酵菌液、胶冻样芽孢杆菌发酵菌液、藤黄微球菌发酵菌液、嗜热淀粉酶链霉菌发酵液以及纤维素分解菌发酵菌液按照3：2：2：1：1的质量比混合而成；发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×108cfu/ml；步骤4，将一次发酵产物、生石灰粉与功能菌剂按照180：8：1的质量比混合后进行二次发酵，二次发酵的温度为60℃，7天后二次发酵完成，得到发酵有机肥；其中，所述功能菌剂由固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂按照28：18：7：1的质量比混合而成；并且固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂中有效活菌数均≥3.0×1010cfu/g；步骤5，将发酵有机肥进行干燥、造粒、过筛、检验和包装，即得到生物有机肥。实施例2一种农业益生菌转化秸秆和养殖粪便生产生物有机肥的方法，具体按照如下步骤制备：步骤1，农作物收获后收集秸秆，秸秆粉碎成4cm的段状后得到秸秆料渣；步骤2，养殖粪便收集后往其中加入相当于养殖粪便质量1％的复合酶，然后在120r/min的搅拌速度下搅拌，且在搅拌的同时往养殖粪便中通入热空气，开始时通入温度为45℃的热空气5h，随后通入温度为53℃的热空气4h，最后通入温度为80℃的热空气2h，通风完毕得预处理养殖粪便；其中，复合酶由蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶按照1：1：2的质量比混合配制而成；且蛋白酶活力为7000u/ml、淀粉酶活力6500u/ml、木聚糖酶活力均为6000u/ml；步骤3，将秸秆料渣与预处理养殖粪便混合均匀，然后往其中加水，使其含水量达到55％，得到预处理混合物；将预处理混合物与发酵菌剂按照250：1的质量比混合后在常温下发酵，发酵过程中检测发酵物温度，当发酵物温度达到50℃，且发酵时间达到72h时，开始第一次发酵物翻堆，形成新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，通气时间为24h；当发酵物的温度升至60℃时，进行再次翻堆，且此后每隔18h翻堆一次，直到发酵物温度开始降低时结束发酵，得到一次发酵产物；其中，发酵菌剂由木糖氧化无色杆菌发酵菌液、胶冻样芽孢杆菌发酵菌液、藤黄微球菌发酵菌液、嗜热淀粉酶链霉菌发酵液以及纤维素分解菌发酵菌液按照3：2：2：1：1的质量比混合而成；发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×109cfu/ml；步骤4，将一次发酵产物、生石灰粉与功能菌剂按照200：5：1的质量比混合后进行二次发酵，二次发酵的温度为65℃，6天后二次发酵完成，得到发酵有机肥；其中，所述功能菌剂由固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂按照25：15：10：1的质量比混合而成；并且固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂中有效活菌数均≥3.0×1010cfu/g；步骤5，将发酵有机肥进行干燥、造粒、过筛、检验和包装，即得到生物有机肥。实施例3一种农业益生菌转化秸秆和养殖粪便生产生物有机肥的方法，具体按照如下步骤制备：步骤1，农作物收获后收集秸秆，秸秆粉碎成5cm的段状后得到秸秆料渣；步骤2，养殖粪便收集后往其中加入相当于养殖粪便质量1％的复合酶，然后在150r/min的搅拌速度下搅拌，且在搅拌的同时往养殖粪便中通入热空气，开始时通入温度为35℃的热空气10h，随后通入温度为55℃的热空气3h，最后通入温度为78℃的热空气2.5h，通风完毕得预处理养殖粪便；其中，复合酶由蛋白酶、淀粉酶和木聚糖酶按照1：1：2的质量比混合配制而成；且蛋白酶活力为6500u/ml、淀粉酶活力7000u/ml、木聚糖酶活力均为7000u/ml；步骤3，将秸秆料渣与预处理养殖粪便混合均匀，然后往其中加水，使其含水量达到60％，得到预处理混合物；将预处理混合物与发酵菌剂按照300：1的质量比混合后在常温下发酵，发酵过程中检测发酵物温度，当发酵物温度达到50℃，且发酵时间达到72h时，开始第一次发酵物翻堆，形成新的发酵堆，然后在新的发酵堆上扎孔通气，通气时间为24h；当发酵物的温度升至60℃时，进行再次翻堆，且此后每隔12h翻堆一次，直到发酵物温度开始降低时结束发酵，得到一次发酵产物；其中，发酵菌剂由木糖氧化无色杆菌发酵菌液、胶冻样芽孢杆菌发酵菌液、藤黄微球菌发酵菌液、嗜热淀粉酶链霉菌发酵液以及纤维素分解菌发酵菌液按照3：2：2：1：1的质量比混合而成；发酵菌剂中有效活菌总数为1.0×1010cfu/ml；步骤4，将一次发酵产物、生石灰粉与功能菌剂按照150：10：1的质量比混合后进行二次发酵，二次发酵的温度为70℃，5天后二次发酵完成，得到发酵有机肥；其中，所述功能菌剂由固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂按照30：20：5：1的质量比混合而成；并且固氮菌菌剂、解磷菌菌剂、解钾菌菌剂、根瘤菌菌剂中有效活菌数均≥3.0×1010cfu/g；步骤5，将发酵有机肥进行干燥、造粒、过筛、检验和包装，即得到生物有机肥。需要说明的是，农作物秸秆为玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆或小麦秸秆；养殖粪便为鲜鸡粪、鲜猪粪、鲜牛粪、鲜羊粪或鲜马粪。实施例1-3的生物有机肥均能够提高土壤的理化性能，下面将本发明制备出的生物有机肥应用于小麦种植以说明本发明的效果。实验对象：40亩小麦高产旱地，分成四组，每组10亩，其中三组为试验组，本别施用实施例1-3制备出的生物有机肥；另外一组为对照组，施用常规肥料。实验方法：6个月时间内，在同一无干扰条件下进行实验，如该40亩地营养成份相近似或相同，在同一季节种植相同面积的小麦，同时进行施肥，且实施例1-3制备出的生物有机肥作为基肥施用，对照组施用普通农家肥作为基肥，施加量均为800kg/亩。实验过程中分别采集施加前以及小麦收获后的耕层土壤，分析其基本的理化数值，具体结果见表1。表1施加前后土壤理化性质从表1可以看出，在小麦高产旱地土壤上实施例1-3的生物有机肥后，土壤的理化性质得到了很大的改变，不仅土壤中营养元素的含量大量增加，肥力大大提高，而且还降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度。一般来说，农作物秸秆和养殖粪便中含有的氮磷元素较低，而且氮磷元素还要受土壤环境(空气、温度、水分、微生物活动)以及作物活力与呼吸强度的影响，含量会进一步降低，为了维持作物生长，一般需要另外施加复合肥，而实施例1-3在二次发酵的时候就补充了功能菌剂，不仅在二次发酵阶段提供了足够的n以降低c/n，维持微生物正常生长，并且剩余的大量氮、磷、钾元素还会遗留在发酵得到的生物有机肥中，能够满足土壤微生物和作物生长的需要。在小麦高产旱地上采用实施例1-3的生物有机肥后开始播种小麦，同时以施用普通农家肥的小麦高产旱地作为对比来播种小麦，施加量均为800kg/亩，在小麦生长的过程中不再施加其它肥料，待小麦收获后记录其产量，具体结果见表2。表2小麦产量项目小麦产量(kg/hm2)对照组5625.5实施例16486.6实施例26452.8实施例36518.3从表2可以看出，施用实施例1的生物有机肥种植小麦后，相对于施用普通农家肥种植的小麦来说，小麦的产量提高了15.31％；施用实施例2的生物有机肥种植小麦后，相对于施用普通农家肥种植的小麦来说，小麦的产量提高了14.71％，施用实施例3的生物有机肥种植小麦后，相对于施用普通农家肥种植的小麦来说，小麦的产量提高了15.87％；由此可见，本发明的生物有机肥能够改善土壤理化性质，提高土壤肥力，进而提高作物产量。需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例1-3相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12