农村有机废弃物堆腐发酵方法

摘要

本发明公开了农村有机废弃物堆腐发酵方法。该农村有机废弃物堆腐发酵方法，包括将农作物秸秆、畜禽养殖粪便和农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分进行混合得到堆腐发酵原料，向所述堆腐发酵原料中加入有机物料腐熟菌剂得到堆体物料，将所述堆体物料制成堆体进行第一次发酵得到第一次发酵堆体物料，将所述第一次发酵堆体物料翻堆后进行第二次发酵得到第二次发酵堆体物料，将所述第二次发酵堆体物料翻堆后进行第三次发酵得到有机肥。

说明书

技术领域

本发明涉及一种农村有机废弃物堆腐发酵方法。

背景技术

当前由于对农作物秸秆、畜禽养殖粪便、农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分 （厨余垃圾、瓜果皮和蔬菜残体）等农村有机废弃物的处理不当，造成的环境污染问 题十分严重。如何将这些农村有机废弃物进行有效的处理，减轻其对环境的影响，成 为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发酵工艺简便易行，非常适合于在农村地 区推广应用的农村有机废弃物堆腐发酵方法。

本发明所提供的农村有机废弃物堆腐发酵方法，包括将农作物秸秆、畜禽养殖粪 便和农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分进行混合得到堆腐发酵原料，向所述堆腐 发酵原料中加入有机物料腐熟菌剂得到堆体物料，将所述堆体物料制成堆体进行第一 次发酵得到第一次发酵堆体物料，将所述第一次发酵堆体物料翻堆后进行第二次发酵 得到第二次发酵堆体物料，将所述第二次发酵堆体物料翻堆后进行第三次发酵得到有 机肥。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成 为蔬菜残体、瓜果皮和厨余垃圾的混合物。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述农作物秸秆、所述畜禽养殖粪便和所 述农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分的质量比可为1:（1.5-2.5）:（0.7-2.5）， 其中，所述农作物秸秆的质量以含水量为15%计，所述畜禽养殖粪便的质量以含水量 30%计，所述农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分的质量以含水量为45%计。

在本发明的具体实施方式中，所述农作物秸秆、所述畜禽养殖粪便和所述农村固 体生活垃圾中的有机可腐熟成分的质量比为1:2.5:1.5、3:5:2或1:1.5:2.5。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述堆体物料的含水量可为55%-60%（如 60%）。

在本发明的一个实施方式中，所述农作物秸秆为玉米秸秆，所述畜禽养殖粪便为 牛粪，所述农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分由蔬菜残体、瓜果皮和厨余垃圾按 照1：2：2的质量比混合而成。其中，蔬菜残体为白菜根和废弃白菜叶，瓜果皮为西 瓜皮，厨余垃圾为剩菜和剩饭；蔬菜残体、瓜果皮和厨余垃圾的质量以45%的含水量 计。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述堆体可为长方体，所述堆体的长为6 米，宽为3米，高可为1.4米-1.6米（如1.5米）；和/或，

所述第一次发酵、所述第二次发酵、所述第三次发酵均在温度为20-35℃（如 30-35℃）、相对湿度为50%-80%（如60%）的环境中进行发酵7天。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述有机物料腐熟菌剂的活性成分由绿色 木霉和酿酒酵母组成。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述绿色木霉在中国微生物菌种保藏管理 委员会农业微生物中心的编号为ACCC30206，所述酿酒酵母在中国微生物菌种保藏管 理委员会农业微生物中心的编号为ACCC20065。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述有机物料腐熟菌剂中，所述绿色木霉 和所述酿酒酵母的菌落形成单位（cfu）数目比可为（1-2）:（1-2），如1:1。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述有机物料腐熟菌剂中所述绿色木霉和 所述酿酒酵母可以以活细胞的发酵液、被培养的活细胞、细胞培养物的滤液或细胞与 滤液的混合物的形式存在。所述菌剂的剂型可为多种剂型，如液剂、乳剂、悬浮剂、 粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法中，所述堆腐发酵原料和所述有机物料腐熟菌 剂的配比为每千克所述堆腐发酵原料中加入总菌体含量为5×10⁹cfu的所述有机物料 腐熟菌剂。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法在制备有机肥中的应用也属于本发明的保护 范围。

上述农村有机废弃物堆腐发酵方法制备的有机肥在提高栽培植物产量中的应用 也属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种具体的提高栽培植物产量的方法。

本发明所提供的提高栽培植物产量的方法，包括向所述栽培植物的土壤中施入上 述农村有机废弃物堆腐发酵方法制备的有机肥，提高所述栽培植物的产量。

上述提高栽培植物产量的方法中，所述提高栽培植物产量可为提高黄瓜产量（黄 瓜果实产量）或提高辣椒产量（辣椒果实产量）。

上述提高栽培植物产量的方法中，当栽培植物为黄瓜或辣椒时，所述有机肥的用 量为每株所述栽培植物10克所述有机肥。

实验证明，本发明的农村有机废弃物堆腐发酵方法制备的有机肥料对黄瓜和青椒 均有显著的增产效果，可使黄瓜增产为21.98%，可使青椒增产19.71%。本发明将农村 有机废弃物进行堆腐发酵是对其进行资源化利用的有效途径，并且该发酵工艺简便易 行，非常适合于在农村地区推广应用。合理的将农村有机废弃物进行资源化利用，既 可保护生态环境，又提高了经济效益，有利于实现农村废弃物的循环利用和农业的可 持续发展。本发明的农村有机废弃物堆腐发酵方法作为一种绿色技术，具有生态可持 续性。本发明采用堆腐发酵工艺将农村有机废弃物进行资源化利用，既保护了生态环 境，又提高了经济效益，具有很大的实用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了 阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊 说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从 商业途径得到。

下述实施例中所用的绿色木霉（Trichoderma viride）ACCC30206和酿酒酵母 （Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065均于本申请的申请日前收藏于中国微生物 菌种保藏管理委员会农业微生物中心（简称ACCC，地址：北京市海淀区中关村南大街 12号，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，邮编100081），绿色木霉 （Trichoderma viride）ACCC30206和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ACCC20065的收藏日均为1990年7月26日，自收藏之日起，公众可从中国微生物菌 种保藏管理委员会农业微生物中心获得这两个菌株。

下述实施例中所有样品的全氮、全磷、全钾、有机质等养分含量按照有机肥料标 准NY525-2012进行检测，总养分含量指全氮、全磷、全钾含量之和。

下述实施例中的黄瓜品种为赛库，青椒品种为红苏珊（李世贵，王飞，顾金刚， 朱昌雄。微生物菌剂在农业废弃物堆肥腐熟过程中的应用及其田间试验效果。微生物 学杂志，2011，31（6）：62-65。），均由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供，公众 可从中国农业科学院农业资源与农业区划研究所获得，该生物材料只为重复本发明的 相关实验所用，不可作为其它用途使用。

实施例1、有机物料腐熟菌剂的制备

将绿色木霉（Trichoderma viride）ACCC30206接种在PDA培养基斜面上、酿酒酵 母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065接种在GPYA培养基斜面上，置于28℃培养 箱活化培养2-3天，得到活化的绿色木霉（Trichoderma viride）ACCC30206和活化的 酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065。

将活化的绿色木霉（Trichoderma viride）ACCC30206接入PD培养基、活化的酿酒 酵母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065接入GPY培养基，均在28℃，200r/min 振荡培养3天，分别得到绿色木霉（Trichoderma viride）ACCC30206发酵液（5× 10⁹cfu/ml）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065发酵液（5× 10⁹cfu/ml）。将绿色木霉（Trichoderma viride）ACCC30206发酵液和酿酒酵母 （Saccharomyces cerevisiae）ACCC20065发酵液按照1:1的菌落形成单位（cfu）数目 比进行混合得到有机物料腐熟菌剂。该有机物料腐熟菌剂中，绿色木霉（Trichoderma  viride）ACCC30206的含量为2.5×10⁹cfu/ml，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ACCC20065的含量为2.5×10⁹cfu/ml。

其中，培养基的制备方法如下：

PD培养基：马铃薯200g（去皮的马铃薯切成小块，煮沸30分钟过滤去滤液）、葡 萄糖20g，用蒸馏水定容至1000ml，121℃蒸气灭菌20min。

PDA培养基：马铃薯200g（去皮的马铃薯切成小块，煮沸30分钟过滤去滤液）、 葡萄糖20g，琼脂18-20g，用蒸馏水定容至1000ml，121℃蒸气灭菌20min。

GPY培养基：葡萄糖40g、蛋白胨5g、酵母膏5g，用蒸馏水定容至1000ml，121℃蒸 气灭菌20min。

GPYA培养基：葡萄糖40g、蛋白胨5g、酵母膏5g、琼脂18-20g，用蒸馏水定容至 1000ml，121℃蒸气灭菌20min。

实施例2、利用实施例1的有机物料腐熟菌剂，以农作物秸秆、畜禽养殖粪便和 农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分为堆腐发酵原料，采用三格式堆腐发酵制备有 机肥料

1、堆腐发酵原料的制备

本步骤中采用的农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分由蔬菜残体、瓜果皮和厨 余垃圾按照1：2：2的质量比混合而成。其中，蔬菜残体为白菜根和废弃白菜叶，瓜 果皮为西瓜皮，厨余垃圾为剩菜和剩饭；蔬菜残体、瓜果皮和厨余垃圾的质量以45% 的含水量计。

本步骤将玉米秸秆和农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分切成长度均为2.0cm 的小块后和牛粪按照不同配比混合制备了三种堆腐发酵原料：堆腐发酵原料A、堆腐 发酵原料B和堆腐发酵原料C。这三种堆腐发酵原料所用的玉米秸秆、牛粪和农村固 体生活垃圾中的有机可腐熟成分均相同。其中，堆腐发酵原料A是将玉米秸秆、牛粪 和农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分按照1:2.5:1.5的质量比混合得到的。堆腐 发酵原料B是将玉米秸秆、牛粪和农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分按照3:5:2 的质量比混合得到的。堆腐发酵原料C是将玉米秸秆、牛粪和农村固体生活垃圾中的 有机可腐熟成分按照1:1.5:2.5的质量比混合得到的。

其中，上述玉米秸秆的含水量为15%，牛粪的含水量为30%，农村固体生活垃圾中 的有机可腐熟成分的含水量为45%。三种堆腐原料的养分含量如表1所示。

表1、三种堆腐原料的养分含量（以干基计）

2、堆体物料的制备

将堆腐发酵原料A、堆腐发酵原料B和堆腐发酵原料C同时制成堆体物料。

2.1堆体物料A的制备

按照每千克堆腐发酵原料A加入总菌体含量为5×10⁹cfu（即绿色木霉 （Trichoderma viride）ACCC30206的菌体含量和酿酒酵母（Saccharomyces  cerevisiae）ACCC20065的菌体含量各为2.5×10⁹cfu）的实施例1的有机物料腐熟菌 剂的配比，向堆腐发酵原料A中加入实施例1的有机物料腐熟菌剂得到堆体物料A。

2.2堆体物料B的制备

除将2.1的堆腐发酵原料A替换为堆腐发酵原料B外，其余完全相同。

2.3堆体物料C的制备

除将2.1的堆腐发酵原料A替换为堆腐发酵原料C外，其余完全相同。

3、将堆体物料制成堆体进行三格式堆腐发酵得到有机肥料

堆腐发酵在发酵仓中进行，该发酵仓包括仓顶、仓壁和仓底，在仓底上垂直于仓 底设置多个格壁，将发酵仓用格壁按容积均分为9格，即格壁将所述发酵仓分为3个 三格组，每个三格组由相邻的三个格组成，在每格的仓底下纵向平均分布两道长×宽 ×高=6m×0.15m×0.13m的通风槽，在每道通风槽上铺设带孔不锈钢钢板一块，每块 不锈钢钢板的长×宽×厚=6m×0.19m×0.003m，在每块不锈钢钢板上平均分布400个 直径为0.012m的通气孔以利于通风透气，在通风槽上铺好不锈钢钢板后，钢板上部刚 好与仓底平齐。相邻的三格为一个三格组，该发酵仓共分为3个三格组，分别为三格 组A、三格组B和三格组C。

按照下述方法同时制备有机肥料A、有机肥料B和有机肥料C。

3.1有机肥料A的制备

向2.1制备的堆体物料A中加水将堆体物料A的含水量均调至60%，将堆体物料 A在三格组A的第一格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相 对湿度为60%的环境中静置发酵7天，得到第一次发酵堆体物料A，将第一次发酵堆体 物料A翻倒入三格组A的第二格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为 30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置发酵7天，得到第二次发酵堆体物料A，将第 二次发酵堆体物料A翻倒入三格组A的第三格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体， 在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置发酵7天，得到有机肥料A。

3.2有机肥料B的制备

除将A替换为B外，其余完全同3.1。具体方法如下：向2.2制备的堆体物料B 中加水将堆体物料B的含水量均调至60%，将堆体物料B在三格组B的第一格制成长 ×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置发 酵7天，得到第一次发酵堆体物料B，将第一次发酵堆体物料B翻倒入三格组B的第 二格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环 境中静置发酵7天，得到第二次发酵堆体物料B，将第二次发酵堆体物料B翻倒入三 格组B的第三格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相对湿度 为60%的环境中静置发酵7天得到有机肥料B。

3.3有机肥料C的制备

除将A替换为C外，其余完全同3.1。具体方法如下：向2.3制备的堆体物料C 中加水将堆体物料C的含水量均调至60%，将堆体物料C在三格组C的第一格制成长 ×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置发 酵7天，得到第一次发酵堆体物料C，将第一次发酵堆体物料C翻倒入三格组C的第 二格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环 境中静置发酵7天，得到第二次发酵堆体物料C，将第二次发酵堆体物料C翻倒入三 格组C的第三格制成长×宽×高=6m×3m×1.5m的堆体，在温度为30-35℃，相对湿度 为60%的环境中静置发酵7天，得到有机肥料C。

4、结果与分析

4.1堆腐发酵前后样品的养分含量

如表2所示，有机肥料A与堆体物料A相比，全磷含量显著增加，增幅为6.79%； 而有机质、全氮和全钾含量有所降低，降幅分别为6.26%、4.35%和5.23%；但总养分 含量则有所增加。有机肥料B与堆体物料B相比，全磷含量也显著增加，增幅为5.41%； 而有机质、全氮和全钾含量有所降低，降幅分别为4.95%、4.85%和4.38%；但总养分 含量稍有增加。有机肥料C与堆体物料C相比，全磷含量也显著增加，增幅为5.34%； 而有机质、全氮和全钾含量有所降低，降幅分别为4.20%、4.40%和4.61%；但总养分 含量略有增加。结果表明，堆体物料经过三格式堆腐发酵后有利于养分的保全。

表2、堆腐发酵前后样品的养分含量（以干基计）

样品 有机质% 全氮(N)% 全磷(P)% 全钾(K)% 总养分% 堆体物料A 52.6 1.84 3.24 1.53 6.61 有机肥料A 49.5 1.76 3.46 1.45 6.67 堆体物料B 50.9 1.73 3.14 1.43 6.30 有机肥料B 48.5 1.65 3.31 1.37 6.33 堆体物料C 47.1 1.66 2.81 1.59 6.06 有机肥料C 45.2 1.59 2.96 1.52 6.07

4.2有机肥料的田间肥效实验

田间试验在中国农业科学院廊坊实验基地进行，栽培的黄瓜品种为赛库，青椒品 种为红苏珊。

黄瓜栽培实验和青椒栽培实验的实验设计方法相同，均如下：实验采用随机区组 设计，设置3个重复区，每个重复区随机设置4个小区，分别为CK处理区、有机肥料A 处理区、有机肥料B处理区、有机肥料C处理区。每个小区的面积均为30m²。

除向土壤中穴施有机肥的种类不同外，各处理的其它田间管理均相同。对照有机 肥料为将堆体物料A在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置自然发酵7天后 翻堆，再在温度为30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置自然发酵7天后翻堆，再在 温度为30-35℃，相对湿度为60%的环境中静置自然发酵7天后得到的有机肥料。每个 小区内分别在移栽时，在每棵蔬菜幼苗根际周围穴施有机肥10克后再覆土定植。其中， CK处理区为对照，所施的有机肥是对照有机肥料；有机肥料A处理区所施的有机肥是 有机肥料A；有机肥料B处理区所施的有机肥是有机肥料B；有机肥料C处理区所施的 有机肥是有机肥料C。在黄瓜的收获期调查黄瓜果实的产量（简称黄瓜产量），在辣椒 的收获期调查辣椒果实的产量（简称辣椒产量）。用t-Test进行差异显著性分析。

结果表明与对照有机肥料相比，有机肥料A、有机肥料B和有机肥料C对黄瓜和 青椒的增产效果显著，有机肥料A对黄瓜的增产效果为21.98%（表3），对青椒的增 产效果为19.71%（表4）；有机肥料B对黄瓜的增产效果为16.34%（表3），对青椒 的增产效果为14.15%（表4）；有机肥料C对黄瓜的增产效果为15.42%（表3），对 青椒的增产效果为13.35%（表4）。有机肥料A对黄瓜和青椒的增产效果显著高于有 机肥料B和有机肥料C，有机肥料B和有机肥料C对黄瓜和青椒的增产效果无显著差 异。

表3、农村废弃物堆腐发酵后对黄瓜的增产效果

处理 小区产量(kg/小区) 增产效果（%） 差异显著性 有机肥料A 106.0 21.98 C 有机肥料B 101.1 16.34 B 有机肥料C 100.3 15.42 B CK 86.9 / A

注：表中数据为平均值，差异显著性中字母不同的处理间有显著差异（P＜0.05），差 异显著性中字母相同的处理间无显著差异（P＞0.05）。

表4、农村废弃物堆腐发酵后样品对青椒的增产效果

处理 小区产量(kg/小区) 增产效果（%） 差异显著性 有机肥料A 75.3 19.71 C 有机肥料B 71.8 14.15 B 有机肥料C 71.3 13.35 B CK 62.9 / A

注：表中数据为平均值，差异显著性中字母不同的处理间有显著差异（P＜0.05），差 异显著性中字母相同的处理间无显著差异（P＞0.05）。