一種低水分有機肥的發酵工藝的制作方法

本發明屬于有機肥發酵技術領域，尤其涉及一種低水分菜籽餅粕有機肥的發酵工藝。

背景技術：

菜籽餅粕是目前國內外油料作物之一，具有營養價值高、材料易得、成本低的優勢，一直被養殖、種植行業所青睞。但是，菜粕中含有抗營養因子的硫代葡萄糖苷、植酸、單寧、芥子酸等；影響動物對礦物質、營養物質的消化和吸收，最終影響動物的生長，因此，菜粕在飼料行業中應用受到一定抑制。而將菜籽餅粕通過生物發酵制作成有機肥或生物有機肥，具有養分完全、肥效持久的優勢，適用各類土壤和多種作物，尤其對瓜果、煙草、棉花等作物能明顯提高產量并改善品質，是一種優質的有機肥原料資源。

菜籽餅粕的傳統發酵工藝，主要有自然腐熟工藝和采用發酵劑或接入菌種進行發酵工藝。自然腐熟工藝，包括原料處理、調濕、堆肥發酵、再調制(水分和pH值)、包裝出廠等工藝流程，其存在發酵時間長、水分高、發酵不徹底、烘干能耗高、pH值低等問題。而采用發酵劑或接入菌種進行發酵工藝，包括原料處理、接種菌種(或加入發酵劑)、原料調濕、混合、堆肥發酵、再調制(水分和pH值)、制粒、包裝出廠等工藝流程，雖然較自然腐熟工藝發酵周期短、養分高等優點，但也存在發酵水分高、發酵pH值低、堆肥溫度上升慢、烘干能耗高等缺點。所以，研究一種能夠縮短菜籽餅粕發酵周期、降低肥料水分含量、加快堆肥溫度上升速度、提高發酵pH值的菜籽餅粕有機肥的發酵工藝是非常有必要的。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種能夠縮短菜籽餅粕發酵周期、降低肥料水分含量、加快堆肥溫度上升速度、提高發酵pH值的菜籽餅粕有機肥的發酵工藝。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種低水分有機肥的發酵工藝，包括以下步驟：

(1)在菜籽餅粕中加入微生物菌劑并攪拌均勻，控制菜籽餅粕的含水量為32％～38％；

(2)在菜籽餅粕中加入氧化鎂；

(3)進行發酵，發酵完成后即得到所述低水分有機肥。

控制菜籽餅粕的含水量為32％～38％，可以保證發酵完成后成品中水分適量，不需要進行烘干處理；若菜籽餅粕中水分含量超過38％，成品中的水分含量會超過30％，則必須進行烘干處理，烘干過程中將大大增加成本；若菜籽餅粕中水分含量低于32％，將導致發酵緩慢，周期長，發酵腐熟不充分，肥料施入土壤中將進行二次發酵腐熟，會導致燒苗、燒根。

上述的發酵工藝，優選的，所述步驟(1)中，微生物菌劑主要由固氮菌、解磷菌、解鉀菌和EM原菌按照質量比為(4～6)∶(2～3)∶(2～3)∶(1～3)的比例混合而成；所述微生物菌劑中含有有效活菌200億個/g以上。本發明所采用的固氮菌、解磷菌、解鉀菌等菌種其固氮、解磷、解鉀能力均強于一般自然菌種，對提高土壤有效養分含量具有重要作用；通過復配EM原菌，使其能與固氮菌、解磷菌、解鉀菌共生共殖，EM原菌添加到菜籽餅粕中，可形成良好的微生物共生體系，提高其他有益菌種活性。

上述的發酵工藝，優選的，所述微生物菌劑的添加量占所述菜籽餅粕的質量分數為0.02％～0.05％。

上述的發酵工藝，優選的，所述步驟(2)中，氧化鎂的添加量占菜籽餅粕質量的1.5％～5％。

上述的發酵工藝，優選的，所述步驟(3)中，發酵過程按照按堆寬5米、堆高80～100cm、并采用槽式好氧發酵工藝進行發酵；當發酵堆溫度達到65℃后，要進行翻堆處理，整個發酵過程至少要翻堆四次。

上述的發酵工藝，優選的，發酵完成后有機肥的的指標如下：N+P₂O₅+K₂O≥8.0％，水分≤30％，有機質≥70％，pH：6～8。

將上述的發酵工藝制成的有機肥按照15％～20％的加入量加入有機無機復混肥中，能提高作物產品產量和質量，提高效益。

本發明的發酵工藝中加入氧化鎂，氧化鎂遇水會生成氫氧化鎂，發生微堿反應，放出大量的熱，發出的熱量迅速提升發酵過程中的溫度，加快腐熟速度，同時消耗、蒸發部分水分，降低了菜粕水分；同時生成的氫氧化鎂與空氣中二氧化碳進行中和反應生成堿式碳酸鎂，并且放出熱量，熱量繼續作用于菜粕，使溫度再次升高，達到70℃以上，同時高溫帶走部分水分；氧化鎂反應過程的放出的熱量縮短了發酵工藝周期，同時生成的有機肥中含有中量元素鎂；施用該有機肥的植物就不需要額外的補充鎂元素。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

(1)本發明工藝能提高發酵工藝中的pH，不需要進一步對發酵工藝pH值進行調節，縮短了工藝流程，降低了人工成本，且有利于菜粕發酵的進行，本工藝發酵后的pH值為6～8，適合作為一種優質的有機肥原料資源。

(2)本發明通過加入氧化鎂，縮短了發酵工藝周期，降低了菜粕水分含量；同時加入了微生物菌劑，繁殖速度快，且能提高其他有益菌種活性，進而進一步縮短發酵周期。

(3)本發明發酵過程加入的氧化鎂，不僅能夠縮短發酵工藝周期，降低了菜粕水分含量，還能使生成的有機肥中含有中量元素鎂；施用該有機肥的植物就不需要額外的補充鎂元素。

(4)本發明生產的有機肥不僅可以直接作為有機肥使用，還可以按照15％～20％的加入量加入有機無機復混肥中，能很好改善土壤結構，提高土壤肥力、提高作物產量、提高作物產品質量，為農民提高經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明的低水分有機肥發酵工藝流程圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下文將結合較佳的實施例對本文發明做更全面、細致地描述，但本發明的保護范圍并不限于以下具體實施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發明的保護范圍。

除非另有特別說明，本發明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等均可通過市場購買得到或者可通過現有方法制備得到。

實施例1：

一種本發明的低水分有機肥發酵工藝，工藝流程如圖1所示，包括以下步驟：

(1)取15噸菜籽餅粕，接入3kg微生物菌種(由固氮菌、解磷菌、解鉀菌和EM原菌按照質量比為4∶3∶2∶1的比例混合而成；微生物菌劑中含有有效活菌200億個/g以上)，加水8.5噸，在室溫情況下，將其攪拌均勻，混合物中含水量為35.5％；

(2)繼續攪拌步驟(1)的混合物，并加入450kg的氧化鎂，攪拌均勻后，轉運至三餅合一發酵槽小槽最東端，按寬5米、堆高約80-100cm，并采用槽式好氧發酵工藝發酵，當發酵堆體溫度達到65℃后，要進行翻堆處理，整個發酵過程翻堆4次，直至發酵完成。

本實施例的實驗記錄以及結果如表1所示。

表1本實施例的實驗過程記錄以及結果

由表1的結果表明，添加氧化鎂進行發酵，能快速提高菜粕發酵的起始溫度，并能在翻堆后快速升溫，最高溫度可達到72℃，發酵周期27天，發酵水分含量低，pH高。

最終得到的有機肥的指標為：N(5.62％)+P₂O₅(1.63％)+K₂O(1.38％)＝8.63％，水分＝26.14％，有機質＝72.36％，pH：6.55。

對比例1：

本對比例與實施例1的區別僅在于不加入氧化鎂，當發酵堆體溫度達到60℃后進行翻堆處理，其它的原料用量以及操作工藝均與實施例1相同，本對比例的實驗記錄以及結果如表2所示。

表2本對比例的實驗過程記錄以及結果

由表2可知，本對比例不添加氧化鎂的發酵工藝，發酵最高溫度只有60℃，發酵溫度上升慢，發酵周期長，需要1個半月以上，發酵水分變化不大，發酵水分高，發酵pH偏低。

對比例2：

本對比例的低水分有機肥發酵工藝，包括以下步驟：

(1)取15噸菜籽餅粕，接入3kg微生物菌種(由固氮菌、解磷菌、解鉀菌和EM原菌按照質量比為4∶3∶2∶1的比例混合而成；微生物菌劑中含有有效活菌200億個/g以上)，加15噸水，在室溫情況下，將其攪拌均勻，混合物中含水量為49.2％；

(2)繼續攪拌步驟(1)的混合物，并加入450kg的氧化鎂，攪拌均勻后，轉運至三餅合一發酵槽小槽最東端，按寬5米、堆高約80-100cm，并采用槽式好氧發酵工藝發酵，當發酵堆體溫度達到65℃后，要進行翻堆處理，整個發酵過程翻堆4次，直至發酵完成。

本對比例的實驗記錄以及結果如表3所示。

表3本對比例的實驗過程記錄以及結果

由表3可知，添加氧化鎂高水分發酵工藝，能快速提高菜粕發酵的起始溫度，并能在翻堆后快速升溫，溫度高達74℃，發酵周期21天，發酵pH較高，但是發酵完成后水分含量較高，高達40.76％。

具體應用效果：

將實施例1制成的低水分有機肥在煙葉上的應用試驗情況如下：

試驗時間：2015年2月-2015年12月

試驗地點：江西省吉安市安福縣嚴田鎮嚴田村，試驗田具有代表性，肥力均勻，地面平整，排水方便，無病蟲害。

試驗材料：低水分有機肥(發酵菜餅型)、生物發酵餅肥(發酵三餅型：菜粕餅、豆餅、芝麻餅)、專用肥、硝酸鉀、鈣鎂磷、硫酸鉀。供試品種為k326。

實驗設計：試驗設計原則為等量常規施肥，具體設為4個處理1個對照。處理一為當地常規施肥+30kg/畝低水分有機肥(發酵菜餅型)；處理二為當地常規施肥+50kg/畝低水分有機肥(發酵菜餅型)；處理三為當地常規施肥+30kg/畝生物發酵餅肥(發酵三餅型)；處理四為當地常規施肥+30kg/畝生物發酵餅肥(發酵三餅型)；對照組為當地常規施肥。具體施肥品種及施肥量見表4。

表4：施肥處理方式

各處理畝施純氮為17.5斤，N：P₂O₅:K₂O＝1:1:3，試驗采用隨機區組設計，共5個處理，每個處理3次重復，試驗田四周設保護行。各處理有機肥全部作基肥開溝條施，其他技術操作嚴格按當地生產技術方案操作，各項田間農事操作在同一天完成。

結果與分析：

1、煙株農藝現狀分析

表5農藝現狀調查表(單位：片厘米)

從表5可以看出，在團棵期，施用50kg/畝生物發酵餅肥(發酵三餅型)，葉片數最多，株最高，葉片最大。葉片數與不施有機肥處理存在顯著差異。而在現蕾期，施用30kg/畝低水分有機肥(發酵菜餅型)株最高，施30kg/畝和50kg/畝生物發酵餅肥(發酵三餅型)片數最多。

2、經濟性狀調查

表6經濟性狀調查表

由表6可以看出施用30kg/畝低水分有機肥(發酵菜餅型)產量最高，施用50kg/畝發酵餅肥(發酵三餅型)產量最低，兩個處理較對照組分別增加4.07％，減少7.95％。施用30kg/畝發酵餅肥(發酵三餅型)畝產產值最高，較對照組增加12.06％，而施用30kg/畝低水分有機肥(發酵菜餅型)畝產產值也不低，較對照組增加7.00％，施用30kg/畝發酵餅肥(發酵三餅型)均價和上等煙比例也最高，分別增加10.62％和6.2％。而施用30kg/畝低水分有機肥(發酵菜餅型)均價和上等煙比例較對照組也都有所增加，分別增加3.72％和1.39％。

小結：本發明的低水分有機肥，無論單獨使用還是添加到其他有機肥料中，都能提高煙葉產量和中上等煙比例，為煙農帶來明顯經濟效益。