一种腐熟启动剂及其制备方法与流程

本发明涉及腐熟剂领域，具体而言，涉及一种腐熟启动剂及其制备方法。

背景技术

有机物料是农作物秸秆、农业生产下脚料或废料、禽畜粪便、厨余垃圾等的总称。目前，我国每年有大量的有机物料因得不到妥善的处理，而成为农业、农村严重的污染源，影响城乡环境，给生态环境带来了巨大的压力。对有机物料变废为宝，化害为利，从而转变为能够为农业生产提供丰富的有机肥源，此项处理技术，是目前农作物秸秆资源化开发处理的最简便易行，最有效的无害化处理方式，既能够消除大量有机废弃物对环境的污染，又能获得优质的有机肥源，有利于绿色、有机农业发展，助推乡村经济振兴，是攻在当前，利在长远，造福于民的重点项目。

然而传统的有机物料腐熟工艺存在诸多弊端和技术瓶颈，限制了有机物料腐熟与推广，其中，在腐熟工艺上弊端包括：

(1)不同有机物料之间的c/n比值和性质差异较大，能够起到分解作用的菌种及其适合条件也不同，目前还缺乏一种可以广谱使用的腐熟剂，在腐熟不同的有机物料时仍需要分别使用不同类型的腐熟剂，同时，各种腐熟剂都需要比较苛刻的条件，才能发挥最好的发酵腐熟效果。

(2)使用腐熟剂处理有机物料时，往往需要很繁琐操作程序，才能够使腐熟剂的功能启动。

(3)传统的腐熟剂在使用时，往往因使用条件和方法不符合要求，也不合理，而导致效果不理想。虽然可以通过扩繁来增加腐熟剂的均匀度，在进行扩繁时，需要准备其他物料，增加了使用者的操作技术难度。

因此，本领域亟待提出一种操作简单、腐熟均匀且对多种有机物料均能进行腐熟的广谱性腐熟剂或腐熟启动剂。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种腐熟启动剂，通过芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌之间的互相配合，使得所述腐熟启动剂在腐熟时具有启动迅速、升温快、温度持续稳定的优点，以及对多种有机物料进行分解能力强，腐熟彻底的广谱性特点；

进一步的，本发明所述芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌分别为枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿色木霉和分枝杆菌，其在有机物料的腐熟过程中具有协同增效的作用，能够进一步提高有机物料的腐熟效果；

进一步地，本发明所述腐熟启动剂中加入大量的有机物料作为主料，使得所述腐熟启动剂在使用时能够均匀分散，避免腐熟不均匀，优选地，所述有机物料选自秸秆、农产品下脚料和豆粕、油枯等，具有来源广泛、价格低廉、变废为宝的优点；

进一步地，本发明所述腐熟启动剂中的辅料选自复合肥、尿素、磷肥、钾肥、石灰，能够有效地调节所述腐熟启动剂的碳氮比、碳磷比、ph值和水分，从而为复合启动功能菌提供良好的启动环境。

本发明的第二目的在于提供前述腐熟启动剂的制备方法，所述方法通过腐熟和扩繁即可制得腐熟启动剂，方法简单，容易实施，可大规模生产，同时，腐熟操作可将主料分解成容易被微生物利用的营养物质，扩繁使得启动功能菌大量扩增，因此，所得启动剂在使用时可快速启动，迅速升温并维持温度的稳定。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种腐熟启动剂，所述腐熟启动剂的原料包括主料、复合启动功能菌和辅料，所述复合启动功能菌包括芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌。

本发明所述腐熟启动剂的功能菌包括芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌。其中，芽孢杆菌在腐熟开始时可以快速升温和增殖，其能够分泌蛋白酶、淀粉酶等，快速分解物料中易降解的有机物，为酵母菌、霉菌和放线菌的增殖提供良好的环境，起到快速启动的作用。而酵母菌和霉菌在升温后开始复苏、增殖并在易降解有机物消耗之后开始对纤维素、果胶等难分解有机物进行分解，释放热量，维持温度的稳定。而放线菌具有耐高温、耐碱的优势，能够在腐熟的中后期，酵母菌和霉菌的活力下降时，对纤维素等具有良好的降解作用，从而实现对有机物料的持续腐熟。本发明利用芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌之间的互利共生和功能互补选择最终获得本发明所述腐熟启动剂。与现有的腐熟启动剂不同，本发明所述腐熟启动剂对多种不同有机物料均具有良好的腐熟效果。其中，对于易分解的禽畜粪便，本发明主要利用腐熟剂中的芽孢杆菌能够快速地对其加以分解和利用，酵母、霉菌和放线菌进行辅助分解；而对于难以分解的秸秆类物质，本发明所述腐熟剂首先利用芽孢杆菌进行升温和初步降解，然后利用酵母菌和霉菌对纤维素类难降解的物质进行分解，最后，在酵母菌和霉菌活力下降之后，利用耐高温和耐碱性的放线菌对纤维素等进行最后的降解和腐熟。因此，本发明所述腐熟启动剂具有广谱性，对多种有机物料均能起到良好的分解腐熟效果。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，所述芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌分别为枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿色木霉和分枝杆菌。

众所周知，不同微生物的最适生长条件不同，并且微生物之间还可能存在拮抗作用，申请人进行大量的筛选试验，舍弃了众多技术效果未达预期的微生物组合，最终出人意料地获得本发明所述复合启动功能菌：枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿色木霉和分枝杆菌。所述复合启动功能菌互利共生、功能互补，使得本发明所述腐熟启动剂具有良好的分解腐熟效果。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，为使其在使用时能够均匀分散和腐熟，所述腐熟启动剂中加入大量主料，具体地，所述主料、复合启动功能菌和辅料分别为：主料85～97.5质量份，复合启动功能菌2.5～10质量份和辅料1～7.5质量份；

所述复合启动功能菌中芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌的质量比为5～10:2～4:1～3:1～3。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，所述主料、复合启动功能菌和辅料分别为：主料90质量份，复合启动功能菌6质量份和辅料4质量份；

所述复合启动功能菌中芽孢杆菌、酵母菌、霉菌和放线菌的质量比为5:3:2:2。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，有机质含量≥40％，氮含量≥5％，磷含量≥2％，钾含量≥3％，水含量≤30％。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，所述复合启动功能菌的总有效活菌数≥20亿个/g，所述芽孢杆菌≥10亿个/g，所述酵母菌≥3亿个/g，所述霉菌≥2亿个/g，所述放线菌≥2亿个/g。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，所述主料为有机物料；优选地，所述主料选自秸秆、农产品下脚料、豆粕或油枯；更优选地，所述主料为秸秆、农产品下脚料和豆粕；最优选地，所述秸秆、农产品下脚料和豆粕的质量比为20～50:40～70:3～12。

优选地，在如上所述的腐熟启动剂中，所述辅料选自复合肥、尿素、磷肥、钾肥、石灰中的一种或多种。其中上述辅料的添加，够有效地调节所述腐熟启动剂的碳氮比、碳磷比、ph值和水分，从而为复合启动功能菌提供良好的启动环境。

本发明还涉及一种制备前述腐熟启动剂的方法，所述方法将所述主料、辅料和复合启动功能菌混合，经过腐熟和扩繁，即得所述腐熟启动剂。

优选地，在如上述所述制备腐熟启动剂的方法中，所述方法具体包括：将所述主料经过粉碎后与所述辅料混合，加入部分复合启动功能菌对主料进行腐熟，之后，粉碎腐熟物，加入剩余复合启动功能菌，混合均匀，进行扩繁，扩繁结束后，即得所述腐熟启动剂。

优选地，在如上所述制备腐熟启动剂的方法中，腐熟时加入的复合功能启动菌为其总重量的1/3～1/2，扩繁时加入的复合启动功能菌为其总重量的1/2～2/3。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所述腐熟启动剂具有启动迅速、升温快、温度维持稳定的优点以及可以对多种有机物料进行腐熟的广谱性特点；本发明所述腐熟启动剂中的主料在使用时能够起到均匀分散，避免腐熟不均匀的作用；所述辅料能够有效地调节所述腐熟启动剂的碳氮比、碳磷比、ph值和水分，从而为复合启动功能菌提供良好的快速繁殖环境条件。

(2)本发明所述腐熟启动剂的制备方法通过腐熟和扩繁即可制得腐熟启动剂，方法简单，容易实施，可大规模生产，同时，腐熟操作可将主料分解成容易被微生物利用的营养物质，扩繁使得启动功能菌大量扩增，因此，所得启动剂在使用时具备良好的生存环境，可快速启动，升温迅速，并保持稳定的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1所述腐熟启动剂在腐熟秸秆过程中的温度变化情况。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规产品。

实施例1

一种腐熟启动剂，由以下原料制备而成：主料90质量份、复合启动功能菌6份和辅料4份；其中所述主料为秸秆、农产品下脚料和豆粕，其质量比为7:11:1.5；所述复合启动功能菌为枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿色木霉和分枝杆菌，其质量比为5:3:2:2；所述辅料为复合肥、尿素、磷肥、钾肥和石灰，其质量比为1:1:1:1:5。

所述腐熟启动剂的制备方法如下所示：分别制备如上所述质量份数的主料、复合启动功能菌和辅料；将所述主料粉碎，与辅料混合均匀，加入部分复合启动功能菌，混合均匀，腐熟2天，所述复合启动功能菌的加入量为其总量的1/3；将腐熟料粉碎，加入剩余的复合启动功能菌，混合均匀，扩繁培养3～5天，即得所述腐熟启动剂。

实施例2

参照实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于：所述主料、复合启动功能菌和辅料的质量比为17:2:7.5；主料中所述秸秆、农产品下脚料和豆粕的质量比为20:7:3；复合启动功能菌中所述枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿色木霉和分枝杆菌的质量比为10:2:3:1；所述复合肥、尿素、磷肥、钾肥和石灰，其质量比为3:1:3:1:7；腐熟时复合启动功能菌的添加量为其总量的1/2，腐熟时间为1.5天，扩繁时间为2天。

实施例3

参照实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于：所述主料、复合启动功能菌和辅料的质量比为85:2.5:1；主料中所述秸秆、农产品下脚料和豆粕的质量比为50:40:12；复合启动功能菌中所述枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、绿色木霉和分枝杆菌的质量比为5:4:1:3；所述复合肥、尿素、磷肥、钾肥和石灰，其质量比为1:3:1:3:3；腐熟时复合启动功能菌的添加量为其总量的1/2，腐熟时间为3天，扩繁时间为3天。

对比例1

参照实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，所述复合启动功能菌中不添加枯草芽孢杆菌。

对比例2

参造实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，所述复合启动功能菌中不添加酿酒酵母。

对比例3

参造实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，所述复合启动功能菌中不添加绿色木霉。

对比例4

参造实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，所述复合启动功能菌中不添加分枝杆菌。

对比例5

参照实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，用解淀粉芽孢杆菌替代所述枯草芽孢杆菌。

对比例6

参照实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，用哈茨木霉替代绿色木霉。

对比例7

参照实施例1所述方法制备腐熟启动剂，区别仅在于，用小单胞菌替代分枝杆菌。

实验例1

检测实施例1～3以及对比例5～7所述腐熟启动剂的有机质、氮、磷、钾、水含量以及活菌数。具体检测方法参见ny525-2012、ny884—2012、ny/t798-2015以及gb20287-2006。具体检测结果如表1所示。根据表1所述实验结果可知，本发明实施例1～3所述腐熟启动剂中有机物的分解程度高、肥效好，各微生物的扩增效果好，而对比例5～7所述腐熟启动剂中微生物之间存在拮抗作用，扩增效果不好，同时有机物的分解程度低，肥效差。

表1腐熟启动剂的各项指标

实验例2

将实施例1和对比例1～4所述腐熟启动剂用于腐熟玉米秸秆、水稻加工下脚料、猪粪的腐熟。具体腐熟方法如下所示：

首先，将玉米秸秆、水稻加工下脚料粉碎，或者将猪粪干湿分离；其次，将所述秸秆、下脚料、猪粪平铺，撒腐熟启动剂，混合均匀，调节水分和碳氮比，堆放发酵；在发酵过程中，进行抛翻和检查，当其符合ny525-2012的标准。所述腐熟启动剂与玉米秸秆、水稻加工下脚料或者干湿分离的猪粪之间的质量比为4.5:100

具体检测结果如表1所示。根据表2所示实验数据可知，本发明实施例1所述腐熟启动剂对各种腐熟剂均具有良好的腐熟效果，表现出广谱性。而对比例1所述腐熟启动剂对秸秆、农产品下脚料具有较好的降解作用，但对禽畜粪便的降解效果较差，而对比例2～4对禽畜粪便有较好的降解作用，但对秸秆和农产品下脚料的降解效果差。

表2腐熟启动剂的腐熟效果

实验例3

检测实施例1所述腐熟启动剂在腐熟猪粪(实验例2)过程中堆肥的温度变化，具体检测结果参见图1。根据图1所示结果可知，本发明所述腐熟启动剂能够快速升温至70～80℃，并在整个腐熟过程中将所述温度维持稳定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。