農村有機廢棄物堆腐發酵方法

農村有機廢棄物堆腐發酵方法

技術領域

本發明涉及一種農村有機廢棄物堆腐發酵方法。

背景技術

當前由于對農作物秸稈、畜禽養殖糞便、農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分 （廚余垃圾、瓜果皮和蔬菜殘體）等農村有機廢棄物的處理不當，造成的環境污染問 題十分嚴重。如何將這些農村有機廢棄物進行有效的處理，減輕其對環境的影響，成 為一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種發酵工藝簡便易行，非常適合于在農村地 區推廣應用的農村有機廢棄物堆腐發酵方法。

本發明所提供的農村有機廢棄物堆腐發酵方法，包括將農作物秸稈、畜禽養殖糞 便和農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分進行混合得到堆腐發酵原料，向所述堆腐 發酵原料中加入有機物料腐熟菌劑得到堆體物料，將所述堆體物料制成堆體進行第一 次發酵得到第一次發酵堆體物料，將所述第一次發酵堆體物料翻堆后進行第二次發酵 得到第二次發酵堆體物料，將所述第二次發酵堆體物料翻堆后進行第三次發酵得到有 機肥。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成 為蔬菜殘體、瓜果皮和廚余垃圾的混合物。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述農作物秸稈、所述畜禽養殖糞便和所 述農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分的質量比可為1:（1.5-2.5）:（0.7-2.5）， 其中，所述農作物秸稈的質量以含水量為15%計，所述畜禽養殖糞便的質量以含水量 30%計，所述農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分的質量以含水量為45%計。

在本發明的具體實施方式中，所述農作物秸稈、所述畜禽養殖糞便和所述農村固 體生活垃圾中的有機可腐熟成分的質量比為1:2.5:1.5、3:5:2或1:1.5:2.5。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述堆體物料的含水量可為55%-60%（如 60%）。

在本發明的一個實施方式中，所述農作物秸稈為玉米秸稈，所述畜禽養殖糞便為 牛糞，所述農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分由蔬菜殘體、瓜果皮和廚余垃圾按 照1：2：2的質量比混合而成。其中，蔬菜殘體為白菜根和廢棄白菜葉，瓜果皮為西 瓜皮，廚余垃圾為剩菜和剩飯；蔬菜殘體、瓜果皮和廚余垃圾的質量以45%的含水量 計。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述堆體可為長方體，所述堆體的長為6 米，寬為3米，高可為1.4米-1.6米（如1.5米）；和/或，

所述第一次發酵、所述第二次發酵、所述第三次發酵均在溫度為20-35℃（如 30-35℃）、相對濕度為50%-80%（如60%）的環境中進行發酵7天。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述有機物料腐熟菌劑的活性成分由綠 木霉和釀酒酵母組成。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述綠木霉在中國微生物菌種保藏管理 委員會農業微生物中心的編號為ACCC30206，所述釀酒酵母在中國微生物菌種保藏管 理委員會農業微生物中心的編號為ACCC20065。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述有機物料腐熟菌劑中，所述綠木霉 和所述釀酒酵母的菌落形成單位（cfu）數目比可為（1-2）:（1-2），如1:1。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述有機物料腐熟菌劑中所述綠木霉和 所述釀酒酵母可以以活細胞的發酵液、被培養的活細胞、細胞培養物的濾液或細胞與 濾液的混合物的形式存在。所述菌劑的劑型可為多種劑型，如液劑、乳劑、懸浮劑、 粉劑、顆粒劑、可濕性粉劑或水分散粒劑。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法中，所述堆腐發酵原料和所述有機物料腐熟菌 劑的配比為每千克所述堆腐發酵原料中加入總菌體含量為5×10⁹cfu的所述有機物料 腐熟菌劑。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法在制備有機肥中的應用也屬于本發明的保護 范圍。

上述農村有機廢棄物堆腐發酵方法制備的有機肥在提高栽培植物產量中的應用 也屬于本發明的保護范圍。

本發明提供了一種具體的提高栽培植物產量的方法。

本發明所提供的提高栽培植物產量的方法，包括向所述栽培植物的土壤中施入上 述農村有機廢棄物堆腐發酵方法制備的有機肥，提高所述栽培植物的產量。

上述提高栽培植物產量的方法中，所述提高栽培植物產量可為提高黃瓜產量（黃 瓜果實產量）或提高辣椒產量（辣椒果實產量）。

上述提高栽培植物產量的方法中，當栽培植物為黃瓜或辣椒時，所述有機肥的用 量為每株所述栽培植物10克所述有機肥。

實驗證明，本發明的農村有機廢棄物堆腐發酵方法制備的有機肥料對黃瓜和青椒 均有顯著的增產效果，可使黃瓜增產為21.98%，可使青椒增產19.71%。本發明將農村 有機廢棄物進行堆腐發酵是對其進行資源化利用的有效途徑，并且該發酵工藝簡便易 行，非常適合于在農村地區推廣應用。合理的將農村有機廢棄物進行資源化利用，既 可保護生態環境，又提高了經濟效益，有利于實現農村廢棄物的循環利用和農業的可 持續發展。本發明的農村有機廢棄物堆腐發酵方法作為一種綠技術，具有生態可持 續性。本發明采用堆腐發酵工藝將農村有機廢棄物進行資源化利用，既保護了生態環 境，又提高了經濟效益，具有很大的實用價值。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述，給出的實施例僅為了 闡明本發明，而不是為了限制本發明的范圍。下述實施例中的實驗方法，如無特殊 說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從 商業途徑得到。

下述實施例中所用的綠木霉（Trichoderma viride）ACCC30206和釀酒酵母 （Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065均于本申請的申請日前收藏于中國微生物 菌種保藏管理委員會農業微生物中心（簡稱ACCC，地址：北京市海淀區中關村南大街 12號，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，郵編100081），綠木霉 （Trichoderma viride）ACCC30206和釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ACCC20065的收藏日均為1990年7月26日，自收藏之日起，公眾可從中國微生物菌 種保藏管理委員會農業微生物中心獲得這兩個菌株。

下述實施例中所有樣品的全氮、全磷、全鉀、有機質等養分含量按照有機肥料標 準Y525-2012進行檢測，總養分含量指全氮、全磷、全鉀含量之和。

下述實施例中的黃瓜品種為賽庫，青椒品種為紅蘇珊（李世貴，王飛，顧金剛， 朱昌雄。微生物菌劑在農業廢棄物堆肥腐熟過程中的應用及其田間試驗效果。微生物 學雜志，2011，31（6）：62-65。），均由中國農業科學院蔬菜花卉研究所提供，公眾 可從中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所獲得，該生物材料只為重復本發明的 相關實驗所用，不可作為其它用途使用。

實施例1、有機物料腐熟菌劑的制備

將綠木霉（Trichoderma viride）ACCC30206接種在PDA培養基斜面上、釀酒酵 母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065接種在GPYA培養基斜面上，置于28℃培養 箱活化培養2-3天，得到活化的綠木霉（Trichoderma viride）ACCC30206和活化的 釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065。

將活化的綠木霉（Trichoderma viride）ACCC30206接入PD培養基、活化的釀酒 酵母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065接入GPY培養基，均在28℃，200r/min 振蕩培養3天，分別得到綠木霉（Trichoderma viride）ACCC30206發酵液（5× 10⁹cfu/ml）和釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065發酵液（5× 10⁹cfu/ml）。將綠木霉（Trichoderma viride）ACCC30206發酵液和釀酒酵母 （Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065發酵液按照1:1的菌落形成單位（cfu）數目 比進行混合得到有機物料腐熟菌劑。該有機物料腐熟菌劑中，綠木霉（Trichoderma  viride）ACCC30206的含量為2.5×10⁹cfu/ml，釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ACCC20065的含量為2.5×10⁹cfu/ml。

其中，培養基的制備方法如下：

PD培養基：馬鈴薯200g（去皮的馬鈴薯切成小塊，煮沸30分鐘過濾去濾液）、葡 萄糖20g，用蒸餾水定容至1000ml，121℃蒸氣滅菌20min。

PDA培養基：馬鈴薯200g（去皮的馬鈴薯切成小塊，煮沸30分鐘過濾去濾液）、 葡萄糖20g，瓊脂18-20g，用蒸餾水定容至1000ml，121℃蒸氣滅菌20min。

GPY培養基：葡萄糖40g、蛋白胨5g、酵母膏5g，用蒸餾水定容至1000ml，121℃蒸 氣滅菌20min。

GPYA培養基：葡萄糖40g、蛋白胨5g、酵母膏5g、瓊脂18-20g，用蒸餾水定容至 1000ml，121℃蒸氣滅菌20min。

實施例2、利用實施例1的有機物料腐熟菌劑，以農作物秸稈、畜禽養殖糞便和 農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分為堆腐發酵原料，采用三格式堆腐發酵制備有 機肥料

1、堆腐發酵原料的制備

本步驟中采用的農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分由蔬菜殘體、瓜果皮和廚 余垃圾按照1：2：2的質量比混合而成。其中，蔬菜殘體為白菜根和廢棄白菜葉，瓜 果皮為西瓜皮，廚余垃圾為剩菜和剩飯；蔬菜殘體、瓜果皮和廚余垃圾的質量以45% 的含水量計。

本步驟將玉米秸稈和農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分切成長度均為2.0cm 的小塊后和牛糞按照不同配比混合制備了三種堆腐發酵原料：堆腐發酵原料A、堆腐 發酵原料B和堆腐發酵原料C。這三種堆腐發酵原料所用的玉米秸稈、牛糞和農村固 體生活垃圾中的有機可腐熟成分均相同。其中，堆腐發酵原料A是將玉米秸稈、牛糞 和農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分按照1:2.5:1.5的質量比混合得到的。堆腐 發酵原料B是將玉米秸稈、牛糞和農村固體生活垃圾中的有機可腐熟成分按照3:5:2 的質量比混合得到的。堆腐發酵原料C是將玉米秸稈、牛糞和農村固體生活垃圾中的 有機可腐熟成分按照1:1.5:2.5的質量比混合得到的。

其中，上述玉米秸稈的含水量為15%，牛糞的含水量為30%，農村固體生活垃圾中 的有機可腐熟成分的含水量為45%。三種堆腐原料的養分含量如表1所示。

表1、三種堆腐原料的養分含量（以干基計）

2、堆體物料的制備

將堆腐發酵原料A、堆腐發酵原料B和堆腐發酵原料C同時制成堆體物料。

2.1堆體物料A的制備

按照每千克堆腐發酵原料A加入總菌體含量為5×10⁹cfu（即綠木霉 （Trichoderma viride）ACCC30206的菌體含量和釀酒酵母（Saccharomyces  cerevisiae）ACCC20065的菌體含量各為2.5×10⁹cfu）的實施例1的有機物料腐熟菌 劑的配比，向堆腐發酵原料A中加入實施例1的有機物料腐熟菌劑得到堆體物料A。

2.2堆體物料B的制備

除將2.1的堆腐發酵原料A替換為堆腐發酵原料B外，其余完全相同。

2.3堆體物料C的制備

除將2.1的堆腐發酵原料A替換為堆腐發酵原料C外，其余完全相同。

3、將堆體物料制成堆體進行三格式堆腐發酵得到有機肥料

堆腐發酵在發酵倉中進行，該發酵倉包括倉頂、倉壁和倉底，在倉底上垂直于倉 底設置多個格壁，將發酵倉用格壁按容積均分為9格，即格壁將所述發酵倉分為3個 三格組，每個三格組由相鄰的三個格組成，在每格的倉底下縱向平均分布兩道長×寬 ×高=6m×0.15m×0.13m的通風槽，在每道通風槽上鋪設帶孔不銹鋼鋼板一塊，每塊 不銹鋼鋼板的長×寬×厚=6m×0.19m×0.003m，在每塊不銹鋼鋼板上平均分布400個 直徑為0.012m的通氣孔以利于通風透氣，在通風槽上鋪好不銹鋼鋼板后，鋼板上部剛 好與倉底平齊。相鄰的三格為一個三格組，該發酵倉共分為3個三格組，分別為三格 組A、三格組B和三格組C。

按照下述方法同時制備有機肥料A、有機肥料B和有機肥料C。

3.1有機肥料A的制備

向2.1制備的堆體物料A中加水將堆體物料A的含水量均調至60%，將堆體物料 A在三格組A的第一格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相 對濕度為60%的環境中靜置發酵7天，得到第一次發酵堆體物料A，將第一次發酵堆體 物料A翻倒入三格組A的第二格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為 30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置發酵7天，得到第二次發酵堆體物料A，將第 二次發酵堆體物料A翻倒入三格組A的第三格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體， 在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置發酵7天，得到有機肥料A。

3.2有機肥料B的制備

除將A替換為B外，其余完全同3.1。具體方法如下：向2.2制備的堆體物料B 中加水將堆體物料B的含水量均調至60%，將堆體物料B在三格組B的第一格制成長 ×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置發 酵7天，得到第一次發酵堆體物料B，將第一次發酵堆體物料B翻倒入三格組B的第 二格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環 境中靜置發酵7天，得到第二次發酵堆體物料B，將第二次發酵堆體物料B翻倒入三 格組B的第三格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相對濕度 為60%的環境中靜置發酵7天得到有機肥料B。

3.3有機肥料C的制備

除將A替換為C外，其余完全同3.1。具體方法如下：向2.3制備的堆體物料C 中加水將堆體物料C的含水量均調至60%，將堆體物料C在三格組C的第一格制成長 ×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置發 酵7天，得到第一次發酵堆體物料C，將第一次發酵堆體物料C翻倒入三格組C的第 二格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環 境中靜置發酵7天，得到第二次發酵堆體物料C，將第二次發酵堆體物料C翻倒入三 格組C的第三格制成長×寬×高=6m×3m×1.5m的堆體，在溫度為30-35℃，相對濕度 為60%的環境中靜置發酵7天，得到有機肥料C。

4、結果與分析

4.1堆腐發酵前后樣品的養分含量

如表2所示，有機肥料A與堆體物料A相比，全磷含量顯著增加，增幅為6.79%； 而有機質、全氮和全鉀含量有所降低，降幅分別為6.26%、4.35%和5.23%；但總養分 含量則有所增加。有機肥料B與堆體物料B相比，全磷含量也顯著增加，增幅為5.41%； 而有機質、全氮和全鉀含量有所降低，降幅分別為4.95%、4.85%和4.38%；但總養分 含量稍有增加。有機肥料C與堆體物料C相比，全磷含量也顯著增加，增幅為5.34%； 而有機質、全氮和全鉀含量有所降低，降幅分別為4.20%、4.40%和4.61%；但總養分 含量略有增加。結果表明，堆體物料經過三格式堆腐發酵后有利于養分的保全。

表2、堆腐發酵前后樣品的養分含量（以干基計）

樣品 有機質% 全氮()% 全磷(P)% 全鉀(K)% 總養分%

堆體物料A 52.6 1.84 3.24 1.53 6.61

有機肥料A 49.5 1.76 3.46 1.45 6.67

堆體物料B 50.9 1.73 3.14 1.43 6.30

有機肥料B 48.5 1.65 3.31 1.37 6.33

堆體物料C 47.1 1.66 2.81 1.59 6.06

有機肥料C 45.2 1.59 2.96 1.52 6.07

4.2有機肥料的田間肥效實驗

田間試驗在中國農業科學院廊坊實驗基地進行，栽培的黃瓜品種為賽庫，青椒品 種為紅蘇珊。

黃瓜栽培實驗和青椒栽培實驗的實驗設計方法相同，均如下：實驗采用隨機區組 設計，設置3個重復區，每個重復區隨機設置4個小區，分別為CK處理區、有機肥料A 處理區、有機肥料B處理區、有機肥料C處理區。每個小區的面積均為30m²。

除向土壤中穴施有機肥的種類不同外，各處理的其它田間管理均相同。對照有機 肥料為將堆體物料A在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置自然發酵7天后 翻堆，再在溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置自然發酵7天后翻堆，再在 溫度為30-35℃，相對濕度為60%的環境中靜置自然發酵7天后得到的有機肥料。每個 小區內分別在移栽時，在每棵蔬菜幼苗根際周圍穴施有機肥10克后再覆土定植。其中， CK處理區為對照，所施的有機肥是對照有機肥料；有機肥料A處理區所施的有機肥是 有機肥料A；有機肥料B處理區所施的有機肥是有機肥料B；有機肥料C處理區所施的 有機肥是有機肥料C。在黃瓜的收獲期調查黃瓜果實的產量（簡稱黃瓜產量），在辣椒 的收獲期調查辣椒果實的產量（簡稱辣椒產量）。用t-Test進行差異顯著性分析。

結果表明與對照有機肥料相比，有機肥料A、有機肥料B和有機肥料C對黃瓜和 青椒的增產效果顯著，有機肥料A對黃瓜的增產效果為21.98%（表3），對青椒的增 產效果為19.71%（表4）；有機肥料B對黃瓜的增產效果為16.34%（表3），對青椒 的增產效果為14.15%（表4）；有機肥料C對黃瓜的增產效果為15.42%（表3），對 青椒的增產效果為13.35%（表4）。有機肥料A對黃瓜和青椒的增產效果顯著高于有 機肥料B和有機肥料C，有機肥料B和有機肥料C對黃瓜和青椒的增產效果無顯著差 異。

表3、農村廢棄物堆腐發酵后對黃瓜的增產效果

處理 小區產量(kg/小區) 增產效果（%） 差異顯著性

有機肥料A 106.0 21.98 C

有機肥料B 101.1 16.34 B

有機肥料C 100.3 15.42 B

CK 86.9 / A

注：表中數據為平均值，差異顯著性中字母不同的處理間有顯著差異（P＜0.05），差 異顯著性中字母相同的處理間無顯著差異（P＞0.05）。

表4、農村廢棄物堆腐發酵后樣品對青椒的增產效果

處理 小區產量(kg/小區) 增產效果（%） 差異顯著性

有機肥料A 75.3 19.71 C

有機肥料B 71.8 14.15 B

有機肥料C 71.3 13.35 B

CK 62.9 / A

注：表中數據為平均值，差異顯著性中字母不同的處理間有顯著差異（P＜0.05），差 異顯著性中字母相同的處理間無顯著差異（P＞0.05）。