一种利用桑枝发酵的生物有机肥及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及肥料技术领域，具体是一种利用桑枝发酵的生物有机肥及其制备方法。


背景技术：

[0002]
伴随无机肥的长期使用，土层有机质含量下降，养分失衡，土壤酸化、板结以及土壤微生物种群遭受破坏等问题也日渐凸显出来，使得有机肥备受关注。而制备有机肥的基础原料来源广泛，制作门槛低，因此各类有机肥推陈出新，总体而言大部分有机肥在各地区有一定的通用性，但工艺粗糙，性状不稳定，地区针对性不强，肥效一定程度受到地域土质限制；在保证有机肥肥效长、肥劲足等特点上，为节约有机肥生产成本，提高有机肥施用的针对性，生物有机肥也渐渐的受到重视。生物有机肥或根据生产原料材质，或为适应地区的土壤理化性质而在制备过程中增加特定微生物菌群，通过菌群代谢作用，最终分解、分泌出满足作物生长的有机质、蛋白质等有机成分。在国家禁止焚烧秸秆的政策影响下，以玉米、小麦等多种秸秆类生物质资源为原料，利用生物发酵的方法制备并处理这些低附加值的农业废物的生物有机肥技术迎来高速发展期。
[0003]
但在桑枝处理上，传统做法仍是堆积待用、焚烧或直接丢弃，其中焚烧尤为普及，由此每年都造成了大量桑枝的浪费和环境污染。即便在一些桑蚕养殖集中地区，采用桑枝回收做培养食用菌原料的办法处理了废弃桑枝，但对那些桑蚕养殖规模零散，以观赏、采集桑葚为目的的桑树种植模式地区，桑枝回收难，加上用桑枝作原料培养食用菌的技术和设施复杂，成本高故而难以推广。为此，本发明提出了利用桑枝发酵生物有机肥的方法。
[0004]
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。


技术实现要素：

[0005]
本发明针对上述问题，提供了一种利用桑枝发酵的生物有机肥及其制备方法。本发明以桑枝、糖蜜发酵浓缩液为主要原料，再添加硫酸铵、牡蛎壳、虾壳，在发酵菌的作用下发酵而成，制得的生物有机肥富含多种多糖、有机酸、蛋白等有机物质，并含有钾、钙、镁、磷、铁等多种矿质元素，能快速补给植物养分需求，同时还能改善土质理化性质，稳定ph，减轻重金属毒性，保水保肥，有效阻止土壤沙化。
[0006]
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007]
一种利用桑枝发酵的生物有机肥，所述有机肥包括如下重量份数的原料：桑枝400～600份、糖蜜发酵浓缩液200～400份、发酵菌10～50份、硫酸铵8～20份、牡蛎壳100～300份和虾壳30～60份。
[0008]
优选地，所述发酵菌由体积比为3:2:1的耐高温芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌混合而成。
[0009]
本发明另一目的，还提供利用桑枝发酵生物有机肥的方法，包括如下步骤：
[0010]
(1)将桑枝晒干至含水量不超过40％，再将桑枝与牡蛎壳和虾壳放入破碎机，破碎成小颗粒混合物；
[0011]
(2)将糖蜜发酵浓缩液、发酵菌和硫酸铵置于发酵池a，兑水稀释搅拌混匀，得发酵液；
[0012]
(3)将小颗粒混合物分批次投入另一发酵池b中，摊开平铺厚度为5-10公分，再用洒水器均匀泼洒步骤(2)的发酵液，使所投入的桑枝含水量控制在50-70％，重复此操作继续投入下一批次的小颗粒混合物，直至投完后，盖上半透明或不透明农用塑料膜密封发酵，即得生物有机肥。
[0013]
优选地，所述发酵是在温度为30-65℃下发酵20-30天。
[0014]
优选地，步骤(2)发酵液兑水量为糖蜜发酵浓缩液重量的20-40％。
[0015]
优选地，所述破碎是破碎成粒径为2-5mm的小颗粒。
[0016]
优选地，所述发酵池a的容积与发酵原料总质量的关系为0.05-0.1m3/吨；发酵池b大小与发酵原料总质量的关系为3-5m3/吨。
[0017]
优选地，所述糖蜜发酵浓缩液是指以制糖副产品糖蜜为原料发酵加工酒精后排放的废液经蒸发水分浓缩还原而得。糖蜜发酵浓缩液除含有高浓度的腐熟型有机质、腐殖酸、生化类黄腐酸、氨基酸、高吸收率n、p、k外，更含有在发酵过程中产生的未知生长因子〔ugf〕，对植物可起刺激生长的作用。其主要成分如下：全氮(n)含量％3.2％，全磷(p)含量％0.08％，全钾(k20)含量％5.71％，总氨基酸含量％14.0％，粗蛋白含量％20.0％,矿物质元素％(钙、镁、硫、硅、铜、铁、锰、锌、硒、钼)12.88％，有机质含量％30.0％。
[0018]
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
[0019]
1、本发明以糖蜜发酵浓缩液和硫酸铵为发酵菌提供初步营养物质，促进发酵菌中嗜中低温酵母菌快速繁殖，提升发酵温度，为后续其它菌种繁殖生长创造适合环境；同时糖蜜发酵浓缩液充分接触桑枝表面，渗透改变桑枝物理结构，有助于发酵菌接触、分解桑枝表皮富含的纤维素、粗蛋白以及分解桑枝内含有的木质素等有机物质，生成大量小分子营养物质和植物易吸收的含氮元素离子，改善土壤，保水保肥，减缓土质板结恶化等问题；虾壳含有20-30％的甲壳素含量，使发酵出的有机肥具备一定的生根抗病功能和虾壳还同牡蛎壳一般，富含钙镁等无机盐；值得一提的是牡蛎壳具备矫正酸性环境能力，能较好稳定ph在5.5-7.5左右，为发酵过程保驾护航，同时还能使镉等重金属的作用钝化，减轻重金属毒害。
[0020]
2、本发明利用微生物有效分解桑枝腐熟成优质有机肥，使桑枝在再利用过程中实现无害化；所得有机肥，富含多种多糖、有机酸、氨基酸等有机物质并含有钾、钙、镁、磷、铁等多种矿质元素，能快速补给植物养分需求；同时长期使用本发明有机肥，能改善土质理化性质，稳定ph，减轻重金属毒性，保水保肥，具备良好桑田保肥减缓土质退化能力，促进桑、蚕质量双赢的良性循环。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0022]
实施例1
[0023]
一种利用桑枝发酵的生物有机肥，包括如下重量份数的原料：桑枝550份、糖蜜发酵浓缩液350份、发酵菌20份、硫酸铵12份、牡蛎壳250份和虾壳40份。所述发酵菌由体积比为3:2:1的耐高温芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌混合而。
[0024]
所述有机肥制备方法，包括如下步骤：
[0025]
(1)将桑枝晒干至含水量为35％，再将桑枝与牡蛎壳和虾壳放入破碎机，破碎成粒径为2.5mm的小颗粒混合物；
[0026]
(2)将糖蜜发酵浓缩液、发酵菌和硫酸铵置于发酵池a，兑水稀释搅拌混匀，兑水量为糖蜜发酵浓缩液重量的30％，得发酵液；所述发酵池a为自建水池，能密封不漏水，其容积与发酵原料总质量的关系为0.1m3/吨。
[0027]
(3)将小颗粒混合物分批次投入另一发酵池b中，所述发酵池b为自建水泥池，密封不漏水即可，发酵池大小与待投物料总质量的关系为5m3/吨，摊开平铺厚度为6公分，再用洒水器均匀泼洒步骤(2)的发酵液，使所投入的桑枝含水量控制在65％，重复此操作继续投入下一批次的小颗粒混合物，直至投完后，盖上不透明农用塑料膜，在温度为40-45℃下密封发酵28天，即得生物有机肥。
[0028]
实施例2
[0029]
一种利用桑枝发酵的生物有机肥，包括如下重量份数的原料：桑枝550份、糖蜜发酵浓缩液250份、发酵菌35份、硫酸铵18份、牡蛎壳180份和虾壳50份。所述发酵菌由体积比为3:2:1的耐高温芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌混合而。
[0030]
所述有机肥制备方法，包括如下步骤：
[0031]
(1)将桑枝晒干至含水量为30％，再将桑枝与牡蛎壳和虾壳放入破碎机，破碎成粒径为3.0mm的小颗粒混合物；
[0032]
(2)将糖蜜发酵浓缩液、发酵菌和硫酸铵置于发酵池a，兑水稀释搅拌混匀，兑水量为糖蜜发酵浓缩液重量的35％，得发酵液；所述发酵池a为自建水池，能密封不漏水，其容积与发酵原料总质量的关系为0.08m3/吨。
[0033]
(3)将小颗粒混合物分批次投入另一发酵池b中，所述发酵池b为自建水泥池，密封不漏水即可，发酵池大小与待投物料总质量的关系为4m3/吨，摊开平铺厚度为8公分，再用洒水器均匀泼洒步骤(2)的发酵液，使所投入的桑枝含水量控制在60％，重复此操作继续投入下一批次的小颗粒混合物，直至投完后，盖上不透明农用塑料膜，在温度为50-55℃下密封发酵25天，即得生物有机肥。
[0034]
实施例3
[0035]
一种利用桑枝发酵的生物有机肥，包括如下重量份数的原料：桑枝600份、糖蜜发酵浓缩液350份、发酵菌40份、硫酸铵15份、牡蛎壳200份和虾壳55份。所述发酵菌由体积比为3:2:1的耐高温芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌混合而。
[0036]
所述有机肥制备方法，包括如下步骤：
[0037]
(1)将桑枝晒干至含水量为35％，再将桑枝与牡蛎壳和虾壳放入破碎机，破碎成粒径为3.0mm的小颗粒混合物；
[0038]
(2)将糖蜜发酵浓缩液、发酵菌和硫酸铵置于发酵池a，兑水稀释搅拌混匀，兑水量为糖蜜发酵浓缩液重量的25％，得发酵液；所述发酵池a为自建水池，能密封不漏水，其容积与发酵原料总质量的关系为0.1m3/吨。
[0039]
(3)将小颗粒混合物分批次投入另一发酵池b中，所述发酵池b为自建水泥池，密封不漏水即可，发酵池大小与待投物料总质量的关系为3m3/吨，摊开平铺厚度为10公分，再用洒水器均匀泼洒步骤(2)的发酵液，使所投入的桑枝含水量控制在65％，重复此操作继续投入下一批次的小颗粒混合物，直至投完后，盖上不透明农用塑料膜，在温度为35-40℃下密封发酵30天，即得生物有机肥。
[0040]
实施例4
[0041]
一种利用桑枝发酵的生物有机肥，包括如下重量份数的原料：桑枝500份、糖蜜发酵浓缩液280份、发酵菌35份、硫酸铵12份、牡蛎壳180份和虾壳40份。所述发酵菌由体积比为3:2:1的耐高温芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌混合而。
[0042]
所述有机肥制备方法，包括如下步骤：
[0043]
(1)将桑枝晒干至含水量为40％，再将桑枝与牡蛎壳和虾壳放入破碎机，破碎成粒径为4.0mm的小颗粒混合物；
[0044]
(2)将糖蜜发酵浓缩液、发酵菌和硫酸铵置于发酵池a，兑水稀释搅拌混匀，兑水量为糖蜜发酵浓缩液重量的30％，得发酵液；所述发酵池a为自建水池，能密封不漏水，其容积与发酵原料总质量的关系为0.05m3/吨。
[0045]
(3)将小颗粒混合物分批次投入另一发酵池b中，所述发酵池b为自建水泥池，密封不漏水即可，发酵池大小与待投物料总质量的关系为5m3/吨，摊开平铺厚度为5公分，再用洒水器均匀泼洒步骤(2)的发酵液，使所投入的桑枝含水量控制在55％，重复此操作继续投入下一批次的小颗粒混合物，直至投完后，盖上不透明农用塑料膜，在温度为40-45℃下密封发酵28天，即得生物有机肥。
[0046]
实施例5
[0047]
一种利用桑枝发酵的生物有机肥，包括如下重量份数的原料：桑枝500份、糖蜜发酵浓缩液250份、发酵菌30份、硫酸铵10份、牡蛎壳150份和虾壳50份。所述发酵菌由体积比为3:2:1的耐高温芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌混合而。
[0048]
所述有机肥制备方法，包括如下步骤：
[0049]
(1)将桑枝晒干至含水量为35％，再将桑枝与牡蛎壳和虾壳放入破碎机，破碎成粒径为2.5mm的小颗粒混合物；
[0050]
(2)将糖蜜发酵浓缩液、发酵菌和硫酸铵置于发酵池a，兑水稀释搅拌混匀，兑水量为糖蜜发酵浓缩液重量的30％，得发酵液；所述发酵池a为自建水池，能密封不漏水，其容积与发酵原料总质量的关系为0.1m3/吨。
[0051]
(3)将小颗粒混合物分批次投入另一发酵池b中，所述发酵池b为自建水泥池，密封不漏水即可，发酵池大小与待投物料总质量的关系为5m3/吨，摊开平铺厚度为6公分，再用洒水器均匀泼洒步骤(2)的发酵液，使所投入的桑枝含水量控制在55％，重复此操作继续投入下一批次的小颗粒混合物，直至投完后，盖上不透明农用塑料膜，在温度为50-55℃下密封发酵25天，即得生物有机肥。
[0052]
田间试验
[0053]
将按实施例1-5制得的有机肥按如下方法施肥两次：
[0054]
第一次作基肥用，每亩用1000kg，挖沟，宽30-50公分，深50公分，其中留15公分深挖掘的泥土作底土，施入有机肥，再填回7-10公分厚的泥土覆盖基肥，最后定植回土。
[0055]
第二次待桑苗长5-6片叶后，按每亩150kg的量+10kg尿素搅匀用，离苗10-15公分远，挖出10公分浅沟，施肥100-130g覆土5公分，20天后观察记株高。
[0056]
实施例1-5均施肥1亩桑田，种植密度为1200株/亩，20天后观察桑苗新生枝条平均长度δh、土壤有机质，并检测各实施例中所得有机肥总养分，结果如表1所示。
[0057]
为了更好的体现本发明方案的特点，以传统的有机肥作为对比例。对比例以含水量40-50％的鸡粪为主要原料粗略堆积自然发酵腐熟的传统有机肥施肥两次。第一次亩用1000kg做基肥；第二次按每亩150kg的量+10kg尿素搅匀用。两次施肥时间、具体工序等其他步骤与上述一致，20天后观察记录结果。
[0058]
表1：本发明有机肥用于桑田种植的效果
[0059] δh/cm有机质％成活率％实施例114.15597实施例215.65696实施例315.35695实施例414.75598实施例515.45796对比例11.83590
[0060]
从上述试验结果得知，本发明提供的有机肥有机质含量超过45％，超过有机肥有机质含量标准；使用本发明有机肥作基肥时，能有效提高桑苗移栽后的成活率；作追肥用时桑苗长势强劲，肥效后劲足，且观察到桑叶厚实青绿，相较于对比例中单薄的桑叶品相更佳。
[0061]
其次发明人还通过观察实施例1-5和对比例1中死亡的桑苗，还发现：各实施例桑苗因不长根或根系不发达造成苗枯死的株数都差不多，且是死苗的主要原因；对比例中桑苗存在5％左右烧根枯死的现象。由此可知在保证肥力供应的条件下，本发明有机肥对桑苗无烧苗等影响存活率的副作用。
[0062]
桑树盆栽实验：
[0063]
取8个相同规格陶盆：口径25公分，容量15升，底部有透气孔。分a、b、c、d4个小组，每组两盆，每盆填入盆子深度的4/10自然环境下采集的相同土样的砂质土壤。并作如下处理：
[0064]
(1)检测没处理过的砂质土壤的活菌含量、ph、重金属cd含量和含水量；
[0065]
(2)a组：取2/10体积的对比例1所述传统有机肥拌2/10体积砂质土壤回填，压实，种入桑树苗木，再在表面填铺上一层2-3公分厚的河沙，浇透水。发芽后每月施入100g对比例1所述生物有机肥。7个月后，取距离表层深度10-15公分的根部土壤检测活菌含量、重金属cd含量、ph以及含水量。
[0066]
(3)b组：取2/10体积的实施例1所述生物有机肥拌2/10体积砂质土壤回填，压实，种入桑树苗木，再在表面填铺上一层2-3公分厚的河沙，浇透水。发芽后每月施入100g对实施例1所述生物有机肥。7个月后，取距离表层深度10—15公分的根部土壤检测活菌含量、重金属cd含量、ph以及含水量。
[0067]
(4)c组：取2/10体积实施例2所述生物有机肥拌2/10体积砂质土壤回填，压实，种入桑树苗木，再在表面填铺上一层2-3公分厚的河沙，浇透水。发芽后每月施入100g实施例2
所述生物有机肥。7个月后，取距离表层深度10-15公分的根部土壤检测活菌含量、重金属cd含量、ph以及含水量。
[0068]
(5)d组：取2/10体积实施例3所述生物有机肥拌2/10体积砂质土壤回填，压实，种入桑树苗木，再在表面填铺上一层2—3公分厚的河沙，浇透水。发芽后每月施入100g实施例3所述生物有机肥。7个月后，取距离表层深度10-15公分的根部土壤检测活菌含量、重金属cd含量、ph以及含水量。
[0069]
(6)e组：取2/10体积实施例4所述生物有机肥拌2/10体积砂质土壤回填，压实，种入桑树苗木，再在表面填铺上一层2-3公分厚的河沙，浇透水。发芽后每月施入100g实施例4所述生物有机肥。7个月后，取距离表层深度10-15公分的根部土壤检测活菌含量、重金属cd含量、ph以及含水量。
[0070]
(7)f组：取2/10体积实施例5所述生物有机肥拌2/10体积砂质土壤回填，压实，种入桑树苗木，再在表面填铺上一层2-3公分厚的河沙，浇透水。发芽后每月施入100g实施例5所述生物有机肥。7个月后，取距离表层深度10-15公分的根部土壤检测活菌含量、重金属cd含量、ph以及含水量。
[0071]
所述活菌含量检测采用平板培养计数法，计数的菌落不是同一菌种，这里不做种属鉴别；所述ph采用ph计检测；所述土壤重金属cd含量采用原子吸收光谱仪进行测定；所述土壤含水量检测采用恒温烘箱烘干法。测试结果如表2所示。
[0072]
表2：本发明有机肥用于桑树盆栽的试验效果
[0073][0074][0075]
从上述测试结果得知，本发明提供的有机肥能够有效改善土壤理化性质，较好稳定ph在6-7左右，提高土壤保水保肥性能，同时还能镉重金属的作用钝化，减轻重金属毒害。
[0076]
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。