一种肉牛粪尿一体化生物有机肥及其制备方法

一种肉牛粪尿一体化生物有机肥及其制备方法
【技术领域】
1.本发明属于有机肥制备技术领域，具体涉及一种肉牛粪尿一体化生物有机肥及其制备方法。


背景技术：

2.化肥的大量使用造成土壤中的微生物死灭，盐类蓄积，土壤板结，而且，化肥中含有大量的重金属、酸根等物质，对环境的影响是深度的，也是多方面的，而有机肥能够改良土壤，提高土壤性能，并且有机肥料肥效稳定且持续时间长，有机肥料中的养分大部分呈有机态，需经过矿质化后才能白作物吸收利用，有机肥料可不断分解、释放养分，持久拥有肥效，此类田地对于施用有机肥之要求更加迫切。肉牛粪尿是一项重要的有机肥源，除含有氮、磷、钾外，还含有微量元素，但肉牛是反刍动物，饲料经过反复咀嚼，使肉牛粪质地细密，加之肉牛饮水多，粪便中含水分较多，是一种分解慢、发热量小的冷性肥料。经研究发现，肉牛粪尿、猪粪尿在直接排出后的含水量通常很高，一般在80％以上，因此，由肉牛直接排放的粪便并不能直接作为有机肥生产的原料，必须进行预处理。
3.肉牛粪便在制备有机肥的时候，都需要经过堆肥发酵，杀死其中有害的微生物，增加有益微生物和分解有机物质，使植物更加容易吸收，虽然传统的堆肥能够使肉牛粪便得到有效的利用，但是在露天堆肥的过程中容易因为降水和地表径流等原因，而造成水污染；同时堆肥场产生的恶臭还会对周围的大气环境造成严重污染，影响周边的环境和人们生活的场所；并且，简单的堆肥处理工艺耗时比较长，处理效率低下，并且容易受到季节、天气、温度、湿度等环境因素影响，同时能够提升有机肥的肥力欠佳，不适合制备高效的有机肥料。而微生物有机肥是以经过微生物活动并且发酵过的有机废物肥料，好氧微生物是在有氧条件下，好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢的过程，将一部分有机物分解氧化成简单的无机物成分，并且从中获得微生物新陈代谢所需要的能量，同时将一部分的有机物经过转化，成为微生物的繁殖能量来源，产生更多的生物体的过程，发酵的最终目的是废弃物中有机物向稳定化程度较高的腐殖质方向转化。
4.随着肉牛养殖业逐渐向规模化、工业化方向发展，其存在的粪便污染环境问题也日益突出，目前肉牛粪污采用常规方法是粪尿干湿分离，分离后再分别处理干粪、尿液和废水，干粪通过添加微生物发酵处理后可制作有机肥，尿液和废水进入沼气池发酵沉淀作无害化处理，达标后再排放肥田，但是这种含水量非常高的粪尿在运输过程中非常不便，其中无用的液体就占了大部分的体积，其操作麻烦、废水处理还需沉淀池，建设经济成本较高，且肥效降低，没有实现资源充分利用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种肉牛粪尿一体化生物有机肥及其制备方法，以解决目前肉牛粪尿处理过程需要即将肉牛粪尿分开处理，先进行干湿分离，再将肉牛粪处理干燥，然后进行堆肥处理，处理过程比较复杂，处理效果不好等问题，本发明利用微生物发酵进行
处理，处理过程简单，效果好，有机成分含量高，能够改良土壤、提高土地养分含量，降低生产成本，经济效益高。
6.为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
7.一种肉牛粪尿一体化生物有机肥，以份为单位包括以下原料，微生物a：氧化硫硫杆菌2-3份、硝化细菌2-4份、脱氮硫杆菌2-4份、微生物b：发酵乳杆菌2-4份、白地霉1-4份、假单胞杆菌3-5份、以及木糠500-600份、落地甘蔗黄叶300-400份、米糠0-40份、麦麸0-40份。
8.进一步的，所述木糠、落地甘蔗黄叶中的一种或多种混合制备发酵垫料。
9.进一步的，所述米糠、麦麸中的一种或多种与微生物a混合制备菌种稀释物。
10.进一步的，以份为单位包括以下原料，微生物a：氧化硫硫杆菌2份、硝化细菌3份、微生物b：脱氮硫杆菌3份、发酵乳杆菌3份、白地霉2份、假单胞杆菌4份、以及木糠600份、落地甘蔗黄叶330份、米糠40份。
11.进一步的，以份为单位包括以下原料，微生物a：氧化硫硫杆菌2份、硝化细菌3份、微生物b：脱氮硫杆菌3份、发酵乳杆菌3份、白地霉2份、假单胞杆菌4份、以及木糠600份、落地甘蔗黄叶330份、麦麸40份。
12.一种肉牛粪尿一体化生物有机肥，包括以下步骤：
13.s1：将落地甘蔗黄叶、木糠制备发酵垫料混合后在栏舍中均匀铺，制成养殖床，将米糠、麦麸与微生物a即氧化硫硫杆菌、硝化细菌，脱氮硫杆菌，按比例称取并加水20-30份混合制备菌种稀释物，将菌种稀释物均匀铺在养殖床上；
14.s2：保证发酵环境在适宜的湿度、温度环境下，然后将肉牛放入床饲养，以普通养殖场养肉牛方法圈养肉牛，自由采食与饮水；
15.s3：肉牛粪尿与垫料混合，并定期管理，定期清理肉牛粪尿混合物并收集到车间位置进行堆肥发酵处理，将微生物b即发酵乳杆菌、白地霉、假单细胞杆菌，按比例称取并加水20-30份调配成细菌液，在常温堆肥发酵前均匀喷施，充分与牛粪尿混合，常温堆肥车间保持通风，以及维持好堆肥发酵环境的湿度和温度；
16.s4：堆肥发酵结束后，分解物可以根据需要进一步加工成为有机肥，放入到有机肥仓库中。
17.进一步的，步骤s1中所述养殖床的厚度为7-10cm。
18.进一步的，步骤s2中所述圈养肉牛的养殖密度为5-10m2/头。进一步的，步骤s3中定期清理肉牛粪尿混合物的时间为6-9个月。
19.进一步的，步骤s4中常温堆肥时间为10-15天。
20.肉牛粪尿一体的设计思路，与现代常采用的肉牛粪尿进行干湿分离的常规方法不同，肉牛粪尿一体化的操作更加简单方便，无需进一步的分开处理干粪便、尿液和废水，统一使用微生物进行两步发酵，通过细菌的腐化能力和发酵能力，讲肉牛粪尿中的有害物质在短时间内转化成为对植物生长有益的营养物质，连同肉牛尿一起将进行处理，尿中的水分是提供了微生物存活的生存环境，肉牛粪则提供大量的供微生物繁殖的营养物质，两者相互支持。
21.同时兼具透气性和保水性，作为肉牛粪尿发酵环境，需要拥有氧气的环境，在通风良好的环境中，提供了足够的环境氧气，同时因为是肉牛粪尿一体的设计，在粪便和菌种稀
释物中，还存在水分，微生物在水泡的环境中生存和穿梭肉牛粪和菌种稀释物，保障了发酵的充分，相比于处理单独的干燥肉牛粪，肉牛粪尿一体化的环境更加适合微生物生存，同时垫料采用的大体积的落地甘蔗黄叶，提供了肉牛粪便内部空间的缝隙支撑，拥有足够多的缝隙，意味着可以容纳更多的空气通过，透气性更强，肉牛粪尿一体化和垫料的结合，不仅提供了有用微生物的生长环境，同时抑制了厌氧微生物的生长，减慢腐殖酸的生成。
22.发酵乳杆菌是作为乳酸杆菌的一种，在传统的食品发酵中会使用到，同时在发酵的过程中，会产生乳酸等有机物，提高有机肥料中的有机物的利用效率；白地霉作为真菌之一能够分级有机物产生核苷酸，白地霉本身可以作为营养物质培育，对植物生长需要有很大帮助；假单胞杆菌生活在大多数土壤后在那个，与植物的根联系在一起，经常改善植物的健康，其能够产生的分子中，能够将植物周围的铁分离出来，供给植物吸收，并且能够保护植物免受其他微生物的侵染，并且能够降解多种有机污染物，假单胞杆菌具有非常广泛的新陈代谢能力，可降解一系列有毒化学物质；
23.动物粪便再发酵的时候通常会产生刺激性气味，这种味道多是来自硫化物和氨气等，使用微生物氧化和消耗掉是最为彻底的方法，使用两次微生物，并采用两步固化发酵步骤，能够清除在发酵过程中产生的刺激性气味，通常发酵采用的都是一步除臭方法，即在栏舍的时候使用除臭用的微生物，这种方法通常不考虑后续制备有机肥料，并不适用于本发明方法。
24.本发明具有以下技术效果：
25.(1)本发明利用将肉牛粪尿进行一体化处理，两者相互支持，彼此支撑，处理简单、快速，不需要进一步分开处理干粪和尿，通过在堆粪的过程中产生的常温，蒸发掉无用的水分，在堆粪结束之后，所有的营养物质都可以使用，相比于传统的肉牛尿沼气池的营养物质都沉底且粪水中含有大量的无用水，本发明都最终是都可以使用的干燥类型肥料，运输更加简单、方便；
26.(2)本发明使用了肉牛粪尿一体化的设计，将肉牛粪和肉牛尿中的营养物质都结合起来，肉牛粪中有机物含量非常高，不仅含有氮、磷、钾等对植物生长有益的营养物质，还拥有锌、铜、钙等，同时还含有粗蛋白、粗纤维、无氮浸出物、粗脂肪等营养物质，与肉牛尿中富含的天然氨都能保留在制成的肥料中，不会因为重力作用沉降到底部，减少了固液筛分技术和设备、产沼技术和设备，相当于减少了设备、材料、时间和人工成本，同时还保证了生态循环，利用正确的方法处理粪尿，最后还田，生产周期短，使用的原料相对便宜，实施成本低，效益更高、有利于实现规模化生产。
27.(3)本发明在堆肥阶段还使用了发酵乳杆菌、白地霉、假单胞杆菌制作微生物溶液，喷洒在清理出来的肉牛粪尿混合物中，发酵乳杆菌和白地霉都能够产产生分解和产生蛋白质，同时还能够生成氨基酸，这些不仅转化为对植物有用的有机质，还是假单胞杆菌生存繁殖的营养物质，使假单胞杆菌能够在短时间内增殖，假单胞杆菌又能够杀死有害微生物，保护发酵乳杆菌和白地霉的生存环境，这三种微生物在有机肥料中能够促进植物的生长，并且降解一系列有毒化学物质，改善土地的营养构成，三种微生物之间产生了协同作用，协同提高了本发明制备的生物有机肥的肥力，提高了其中的有机质含量，延长肥效；
28.(4)本发明制备肉牛粪尿一体化生物有机肥的过程使用了两次微生物，微生物a和微生物b，经过两步固体发酵充分的将落地甘蔗黄叶等和牛粪尿中的有机物释放出来，第一
步将牛粪尿在养殖床时候发酵散发的臭味吸收和转化，并且保留了更多的氮元素，提高最后的有机肥料中氮含量；第二步解则是充分的将发酵牛粪尿混合物，生成有机物、蛋白质和对植物生长有益的营养物等，提高有机肥料中的有机物含量，充分发挥牛粪尿一体化发酵的优势，两步固体发酵产生了协同作用，相比于仅使用一步发酵牛粪尿一体化有机肥的肥力得到很大提升。
【附图说明】
29.图1是一种肉牛粪尿一体化生物有机肥及其制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
30.为了更好理解本发明，下面结合具体的实施方式进一步解释说明本发明，应该强调的是，以下仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用，任何在此基础上作出的等同变换或者替代均都落入本发明的保护范围。
31.实施例1
32.一种肉牛粪尿一体化生物有机肥，以份为单位包括以下原料，氧化硫硫杆菌2份、硝化细菌2份、脱氮硫杆菌2份、发酵乳杆菌4份、白地霉4份、假单胞杆菌3份、木糠500份、落地甘蔗黄叶300份、米糠40份。
33.如图1所示，一种肉牛粪尿一体化生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
34.s1：将落地甘蔗黄叶、木糠发酵垫料按顺序在栏舍中均匀铺，制备成养殖床，养殖床匀铺厚度为7cm，将米糠、麦麸与微生物a即氧化硫硫杆菌、硝化细菌，脱氮硫杆菌，按比例称取并加水20份混合制备菌种稀释物，将菌种稀释物均匀铺在养殖床上；
35.s2：保持养殖环境为持续通风状态，保证发酵环境在适宜的湿度、温度环境下，然后将肉牛放入养殖床饲养，养殖密度为5m2/头，使其自由采食与饮水；
36.s3：肉牛粪尿与垫料混合并定期管理，6个月清理肉牛粪尿混合物并收集到车间位置进行堆肥发酵处理，将微生物b即发酵乳杆菌、白地霉、假单细胞杆菌，按比例称取并加水30份调配成细菌液，在常温堆肥发酵前均匀喷施，充分与牛粪尿混合，常温堆肥车间保持通风，以及维持好堆肥发酵环境的湿度和温度；
37.s4：堆肥发酵10天结束后得到分解物，分解物可以根据需要进一步加工成为有机肥，放入到有机肥仓库中。
38.实施例2
39.一种肉牛粪尿一体化生物有机肥，以份为单位包括以下原料，氧化硫硫杆菌3份、硝化细菌2份、脱氮硫杆菌4份、发酵乳杆菌4份、白地霉1份、假单胞杆菌5份、木糠550份、落地甘蔗黄叶350份、麦麸40份。
40.如图1所示，一种肉牛粪尿一体化生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
41.s1：将落地甘蔗黄叶、木糠发酵垫料按顺序在栏舍中均匀铺，制备成养殖床，养殖床匀铺厚度为10cm，将米糠、麦麸与微生物a即氧化硫硫杆菌、硝化细菌，脱氮硫杆菌，按比例称取并加水30份混合制备菌种稀释物，将菌种稀释物均匀铺在养殖床上；
42.s2：保持养殖环境为持续通风状态，保证发酵环境在适宜的湿度、温度环境下，然后将肉牛放入养殖床饲养，养殖密度为7m2/头，使其自由采食与饮水；
43.s3：肉牛粪尿与垫料混合，并定期管理，9个月清理肉牛粪尿混合物并收集到车间位置进行堆肥发酵处理，将微生物b即发酵乳杆菌、白地霉、假单细胞杆菌，按比例称取并加水2份调配成细菌液，在常温堆肥发酵前均匀喷施，充分与牛粪尿混合，常温堆肥车间保持通风，以及维持好堆肥发酵环境的湿度和温度；
44.s4：堆肥发酵15天结束后得到分解物，分解物可以根据需要进一步加工成为有机肥，放入到有机肥仓库中。
45.实施例3
46.一种肉牛粪尿一体化生物有机肥，以份为单位包括以下原料，氧化硫硫杆菌2份、硝化细菌3份、脱氮硫杆菌3份、发酵乳杆菌3份、白地霉2份、假单胞杆菌4份、木糠600份、落地甘蔗黄叶330份、米糠40份、麦麸40份。
47.如图1所示，一种肉牛粪尿一体化生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
48.s1：将落地甘蔗黄叶、木糠发酵垫料按顺序在栏舍中均匀铺，制备成养殖床，养殖床匀铺厚度为8cm，将米糠、麦麸与微生物a即氧化硫硫杆菌、硝化细菌，脱氮硫杆菌，按比例称取并加水25份混合制备菌种稀释物，将菌种稀释物均匀铺在养殖床上；
49.s2：保持养殖环境为持续通风状态，保证发酵环境在适宜的湿度、温度环境下，然后将肉牛放入养殖床饲养，养殖密度8m2/头，使其自由采食和饮水；
50.s3：肉牛粪尿与垫料混合，并定期管理，7个月清理肉牛粪尿混合物并收集到车间位置进行堆肥发酵处理，将微生物b即发酵乳杆菌、白地霉、假单细胞杆菌，按比例称取并加水25份调配成细菌液，在常温堆肥发酵前均匀喷施，充分与牛粪尿混合，常温堆肥车间保持通风，以及维持好堆肥发酵环境的湿度和温度；
51.s4：堆肥发酵14天结束后得到分解物，分解物可以根据需要进一步加工成为有机肥，放入到有机肥仓库中。
52.实施例4
53.一种肉牛粪尿一体化生物有机肥，以份为单位包括以下原料，氧化硫硫杆菌3份、硝化细菌4份、脱氮硫杆菌3份、发酵乳杆菌4份、白地霉4份、假单胞杆菌5份、木糠570份、落地甘蔗黄叶380份、米糠30份、麦麸10份。
54.如图1所示，一种肉牛粪尿一体化生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
55.s1：将落地甘蔗黄叶、木糠发酵垫料按顺序在栏舍中均匀铺，制备成养殖床，养殖床匀铺厚度为9cm，将米糠、麦麸与微生物a即氧化硫硫杆菌、硝化细菌，脱氮硫杆菌，按比例称取并加水25份混合制备菌种稀释物，将菌种稀释物均匀铺在养殖床上；
56.s2：保持养殖环境为持续通风状态，保证发酵环境在适宜的湿度、温度环境下，然后将肉牛放入养殖床饲养，养殖密度10m2/头，使其自由采食和饮水；
57.s3：肉牛粪尿与垫料混合，并定期管理，8个月清理肉牛粪尿混合物并收集到车间位置进行堆肥发酵处理，将微生物b即发酵乳杆菌、白地霉、假单细胞杆菌，按比例称取并加水25份调配成细菌液，在常温堆肥发酵前均匀喷施，充分与牛粪尿混合，常温堆肥车间保持通风，以及维持好堆肥发酵环境的湿度和温度；
58.s4：堆肥发酵13天结束后得到分解物，分解物可以根据需要进一步加工成为有机肥，放入到有机肥仓库中。
59.对比例1
60.与实施例3使用材料和配比以及制备方法基本相同，唯有不同的是，步骤s3堆肥前仅使用发酵乳杆菌3份、并增加使用水6份，即使用水为31份。
61.对比例2
62.与实施例3使用材料和配比及制备方法基本相同，唯有不同的是，步骤s3堆肥前仅使用白地霉2份、并增加使用水7份，即使用水为32份。
63.对比例3
64.与实施例3使用材料和配比及制备方法基本相同，唯有不同的是，步骤s3堆肥前仅使用假单胞杆菌4份、并增加使用水5份，即使用水为30份。
65.对比例4
66.与实施例3使用材料和配比及制备方法基本相同，唯有不同的是，步骤s3堆肥前不使用微生物b即发酵乳杆菌、白地霉、假单胞杆菌、并增加使用水9份，即使用水为34份。
67.对比例5
68.与实施例3使用材料和配比及制备方法基本相同，唯有不同的是，混合制备菌种稀释物的时候不使用微生物a即氧化硫硫杆菌、硝化细菌、脱氮硫杆菌，并增加使用水6份，即在混合制备菌种稀释物时使用水为31份。
69.实验例
70.将实施例1-4和对比例1-4中制备得到的生物有机肥料，收集并且按照标准ny/t 304-1995进行测定风干基的有机物总量，通过计算得出各个组分制备的生物有机肥肥料的有机质含量如下表1所示，并使用pj-fgn第三代有机肥检测仪器将进行测试有机肥中氮磷钾的总含量，并记录在如下表1中。
71.表1实施例1-4和对比例1-4风干基有机物总含量和氮磷钾总含量
[0072][0073][0074]
从表1中可以看出，本发明实施例1-4中氮磷钾的总含量(风干基)基本维持在5.63％高水平上，其中最优实施例3更是达到了5.79％，相对于在堆肥阶段不使用发酵乳杆
菌、白地霉、假单胞杆菌的对比例4，其氮磷钾总含量(风干基)只达到4.33％，在只加入其中一种组分的对比例1-3中，氮磷钾总含量最高的对比例1也仅达到4.78％，要明显低于实施例2中的5.63％。由于在对比例1中仅进入了单组份，对比例4中没有使用发酵乳杆菌，则可以计算得出单一组分发酵乳杆菌能够产生的效果值为4.78％-4.33％＝0.45％，同理计算出白地霉和假单胞杆菌的效果值分别为0.31％和0.40％，则理论上同时使用这三种微生物能够产生的效果值之和为1.16％，但是实际上，实施例3同时使用这三种微生物能够产生的效果值为1.46％＞1.16％是要大于理论上应该产生的效果值的。
[0075]
在结果的认定中，组分在同时使用时产生的效果值m，与单独使用某一组分产生的效果值之和n进行比较，当(m-n)
÷n×
100％＝d，其中当d＜0％的时候，认定这种结合产生了负影响，既产生的效果不如单独使用组分的效果值相加，组分之间相互限制，不适合用于实际生产当中，当0％＜d≤10％，这种结合产生了正面的影响，但是由于影响力较小，应理解为在测试结果的误差范围之内，当d≥10％的时候，产生的效果已经较为明显，应该是由于所采用的组分在反应的过程中产生了协同作用，各组分之间的作用相互支持，提高了最终产生的效果。
[0076]
则在实施例3中实际能够产生的效果值要比理论产生的效果值高(1.46％-1.16％)
÷
1.16％
×
100％＝25.86％＞10％，达到了明显的进步，证明产生了协同作用，同理也可以计算得出有机物(风干基)的效果也是达到了显著的进步，并且是因为发酵乳杆菌、白地霉和假单胞杆菌产生了协同作用，这是因为：发酵乳杆菌和白地霉都能够产产生分解和产生蛋白质，同时还能够生成氨基酸，这些不仅转化为对植物有用的有机质，还是假单胞杆菌生存繁殖的营养物质，使假单胞杆菌能够在短时间内增殖，假单胞杆菌又能够杀死有害微生物，保护发酵乳杆菌和白地霉的生存环境，这三种微生物在有机肥料中能够保护植物并且促进植物的生长，并且降解一系列有毒化学物质，改善土地的营养构成，三种微生物之间产生了协同作用，提高了其中的有机质含量，最终呈现的效果是提高了本发明生物有机肥的肥力，并且延长了肥效。
[0077]
并且从实施例3和对比例4、5的数据可以看出，经过完整的两步发酵的实施例3相比于对比例4、5风干基的蛋白质含量和氮磷钾含量都要高，从结果中可以看到，第一步重点是将产生的刺激性气味中保留更多的氮含量，并通过微生物的生命活动生产出有机物从而提高牛粪尿一体化有机肥中有机物含量，所以数据中的氮磷钾哈量没有对比例4中的氮磷钾含量高；第二步中使用的微生物b作为哦主要分解生成有机物的步骤，在缺少了添加微生物b的对比例4中，产生的有机物含量是要低于对比例5的，两个步骤中的微生物a和微生物b之间彼此支持，协同作用，缺少了任何一步的固体发酵用微生物都会导致其结果的氮磷钾含量和有机物含量减少的非常多，实施例1-4中完整的两步发酵后的牛粪尿一体化有机肥中氮磷钾含量、有机物含量都要远远高于对比例4、5。
[0078]
可见采用本发明肉牛粪尿一体化处理，不仅保留了肉牛粪尿的所有有效营养物质，提升了制成肥料中的有机物含量，同时能保持肥料中的水分，达到充分腐化发酵的效果，有害物质转化的更加完全，同时采用了两步固体发酵技术，充分发挥牛粪尿一体化有机肥的特点，获得更多有机物含量，同时采用落地甘蔗黄叶，大体积结构在堆粪的过程中，留有空隙水分自动被常温蒸发，即保留了尿中的营养物质，又排除了无用的多余水分，更好的与肉牛粪组合，得到品质更好、有机物含量更高的有机肥料，并且制备方法简单、低价，具有
较高的经济价值。
[0079]
使用本发明方法制备的牛粪尿一体化有机肥产量高，达到3吨/头
·
年，质量好，其中有机基质含量由45-50％提升至65-75％，使用的原料价格低、且无需使用干湿分离设备，缩短车间生产时间，利润高，零排放，减少污水运输、处理，卫生环保。
[0080]
以上内容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工艺操作人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。