本發(fā)明屬于有機(jī)肥發(fā)酵領(lǐng)域，涉及一種利用秸稈直接制肥的方法及制備的秸稈有機(jī)肥。

背景技術(shù)：
我國每年產(chǎn)生約15億噸(以烘干計(jì))的農(nóng)作物秸稈以及蔬菜和果樹的殘枝落葉，這些植物性材料含有機(jī)質(zhì)60-75％、氮素0.6-1％、磷素(P2O5)0.5-0.7％、鉀素(K2O)1-1.2％，還含有各種植物必需的微量元素，如果這些作物秸稈全部還田，就能節(jié)省我國20-30％的化學(xué)氮肥、40-50％的化學(xué)磷肥、50-60％左右的化學(xué)鉀肥以及70-80％的微量元素肥料，更能將我國土壤有機(jī)質(zhì)顯著提升。由此可見，作物秸稈是非常寶貴的肥料資源，在黨中央、國務(wù)院最近提出化肥和農(nóng)藥雙減的戰(zhàn)略形勢下，充分利用這些秸稈資源顯得尤其重要和迫切。然而，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和農(nóng)村勞動力的大量轉(zhuǎn)移，以及作物秸稈直接還田給下季作物造成的耕作困難和病蟲害更重等問題，傳統(tǒng)的作物秸稈直接還田越來越不適合我國農(nóng)村和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)，每當(dāng)作物收獲季節(jié)，盡管各級和各地政府派駐大量人員禁止焚燒秸稈，但秸稈就地焚燒現(xiàn)象還是屢見不鮮，因?yàn)闆]有可操作的秸稈利用出路，只是強(qiáng)行禁止，不能從根本上解決秸稈就地焚燒問題。在過去的十年間，秸稈發(fā)電被炒得熱火朝天，全國各地建起了很多規(guī)模大小不一的秸稈發(fā)電廠，但由于秸稈能值低、而且大多數(shù)秸稈還需要曬干電廠才能接收，秸稈收存、曬干大大增加了成本，上述原因直接導(dǎo)致了秸稈發(fā)電聽起來很誘人、實(shí)際操作很困難的僵局，靠政府補(bǔ)貼維持秸稈發(fā)電，實(shí)在是件老命傷財(cái)?shù)氖虑?，也不可能長久下去。因此，研發(fā)出一種切實(shí)可行的秸稈資源化利用途徑，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨十分迫切的問題。在秸稈堆肥過程中，雖然秸稈富含有機(jī)質(zhì)和一些養(yǎng)分，但由于其有效態(tài)養(yǎng)分不夠、C/N比過高，使堆肥微生物很難在短時間內(nèi)(24小時或48小時)獲取適合于它們生長的營養(yǎng)，使堆肥微生物快速分解秸稈(堆肥溫度在48小時內(nèi)迅速上升至60℃)，而如果加入的堆肥微生物菌種不能在短時間內(nèi)(5-7天)迅速生長，就會導(dǎo)致加入的微生物菌種失效，這就是經(jīng)常出現(xiàn)的堆肥菌劑啟動堆肥效果不顯著現(xiàn)象。因此，研發(fā)一種能使秸稈堆肥微生物快速啟動分解秸稈的營養(yǎng)配方是決定秸稈堆肥是否成功的關(guān)鍵。發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)如果只加堆肥微生物菌液和水，堆肥溫度上升很慢，秸稈堆肥進(jìn)行到6天時，溫度才達(dá)到49℃，易出現(xiàn)堆肥菌劑啟動堆肥效果不顯著。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種利用秸稈直接制肥的方法。本發(fā)明的另一目的是提供按照該方法制備的秸稈有機(jī)肥。本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種利用秸稈直接制肥的方法，包括如下步驟：(1)原始秸稈運(yùn)回堆成5米高以上秸稈堆，進(jìn)行第一次噴灑，噴灑的溶液直接噴灑于秸稈上，第一次噴灑的液體量掌握在堆體底部有水溶液流出為止；當(dāng)堆體溫度達(dá)到70℃、并繼續(xù)維持3-5天后，進(jìn)行第二次噴灑；第二次噴灑后再經(jīng)過3-5天的高溫堆肥進(jìn)行第三次噴灑，此后每3～5天噴灑一次，如此往返6-7次制成秸稈堆肥；第二次及以后噴灑液體的量掌握在堆體含水量達(dá)到55％-60％，且堆體底部不再有水溶液流出底部；其中，第一次噴灑的溶液組成為堆肥菌菌液與氨基酸水溶液按照9:1體積比混合而成的溶液；第二次噴灑的溶液，在第一次噴灑的溶液的基礎(chǔ)上加入占噴灑溶液體積1-5％(W/V)的硫酸銨；第三次及以后噴灑的溶液為1％-3％(W/V)的硫酸銨水溶液+1％(W/V)的磷酸二氫鉀水溶液，硫酸銨水溶液和磷酸二氫鉀水溶液的體積比(V/V)為1:1。凡能夠用于堆肥發(fā)酵秸稈的菌株均適用于本發(fā)明方法。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，本發(fā)明所述的堆肥菌選自NJZ5，于2009年9月22日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通為生物中心，菌種保藏編號為CGMCCNO.3309。該菌株已獲專利保護(hù)，專利號為ZL2009102335776。所述的堆肥菌菌液中NJZ5可培養(yǎng)菌落數(shù)(孢子+菌絲體)≥1×109個/ml。堆肥菌菌液的制備方法詳見ZL2009102335776授權(quán)文本說明書[0041]～[0042]段。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，本發(fā)明所述的氨基酸水溶液由病死豬的瘦肉添加硫酸酸解而成；所述酸解是使用濃度為5～7mol/L的硫酸在80～90℃下對瘦肉水解5～7h，瘦肉與所述的5～7mol/L的硫酸的物料比為1:1.5～2.5。該氨基酸水溶液中氨基酸的濃度約為10％。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，第一次噴灑后當(dāng)堆體溫度達(dá)到70℃、并繼續(xù)維持3-5天后進(jìn)行第一次翻堆，翻堆后立即進(jìn)行第二次噴灑堆肥溶液，使堆肥材料含水量達(dá)到55％-60％，此時堆肥溫度為45～55℃，24小時后堆體溫度再次升到70℃以上，并維持3-5天，再進(jìn)行第二次翻堆和第三次噴灑堆肥溶液，如此往返6-7次，制成秸稈堆肥。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，在上述步驟的基礎(chǔ)上，于制肥過程中每隔3～8天翻堆一次，翻堆后立即進(jìn)行噴灑。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，在上述步驟的基礎(chǔ)上，于制肥過程中每隔5天翻堆一次，翻堆后立即進(jìn)行噴灑。本發(fā)明方法中，翻堆時優(yōu)選盡量讓堆肥材料有更多的時間接觸空氣，使之充分曝氧。本發(fā)明方法中，第一次噴灑后優(yōu)選將堆體底部流出的液體全部收集回收，用于第二次噴灑。按照本發(fā)明任一項(xiàng)所述的方法制備的秸稈有機(jī)肥。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于：(1)發(fā)明了刺激秸稈堆肥微生物生長的營養(yǎng)配方針對堆肥菌劑啟動堆肥效果不顯著顯現(xiàn)，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在第一次噴灑時同時添加堆肥菌劑和氨基酸液體的堆肥溫度上升速度顯著快于添加硫酸銨的，例如，添加氨基酸的堆肥48小時后就進(jìn)入高溫階段(≥60℃)，而此時添加硫酸銨處理的堆肥溫度仍然還只有三十幾度，堆肥進(jìn)行了6天(144小時)，添加硫酸銨處理的堆肥才進(jìn)入高溫階段(60℃以上)。由于不同的氨基酸添加量對堆肥溫度上升速度沒有顯著性差異，因此，考慮氨基酸成本問題，可將氨基酸水溶液的添加量確定為10％左右。表1堆肥微生物液體中添加不同營養(yǎng)噴于秸稈后堆肥溫度變化注：硫酸銨(固體)含氮量21％，氨基酸溶液含氮量1.3％。(2)發(fā)明了調(diào)節(jié)秸稈堆肥濕度和產(chǎn)品養(yǎng)分的噴灑溶液次數(shù)和溶液組成分與畜禽糞便堆肥完全不一樣，維持秸稈堆肥的濕度是確保高溫秸稈堆肥持續(xù)進(jìn)行的第二個重要因素。本工藝發(fā)明的秸稈堆肥無需將秸稈粉碎，原始秸稈運(yùn)回后堆成5米高以上(節(jié)省堆肥面積)，然后將配置好的秸稈堆肥菌液和氨基酸水溶液直接噴灑于秸稈上，第一次噴灑的液體數(shù)量掌握在堆體底部有水溶液流出為止，此時將流出的液體全部收集回收，用于第二次噴灑。第二次噴灑的時間，確定在當(dāng)堆體含水量小于40％時，一般在堆肥開始后的4-5天左右，此時噴灑液體的數(shù)量掌握在堆體含水量達(dá)到55％-60％為宜，而不需再有水溶液流出底部。第二次噴灑時，此時堆肥已進(jìn)入高溫階段，微生物正在快速分解C/N很高的秸稈，在第一次噴灑溶液配方的基礎(chǔ)上加入一定量的硫酸銨，不僅能維持堆肥的高溫分解時間，更能增加堆肥的有機(jī)氮同化能力，從而提高堆肥質(zhì)量(見表2)。第三次及以后噴灑的溶液，無需再含菌種和氨基酸，只需在水中加入1-3％(W/V)的硫酸銨以及1％(W/V)的磷酸二氫鉀緩沖液即可，堆肥后期噴灑1％(W/V)的磷酸二氫鉀緩沖液其目的一是穩(wěn)定堆體pH值，使之不超過8，從而避免堆體的氨揮發(fā)，二是增加堆肥中磷鉀含量。從表2可看出，從第三次開始噴灑液體時加入1-3％(W/V)的硫酸銨和1％(W/V)的磷酸二氫鉀緩沖液(第5號處理)，如此堆制一個月的時間，即可獲得達(dá)標(biāo)的秸稈商品有機(jī)肥，5號處理的氮磷鉀養(yǎng)分達(dá)到了5.9％(表2)，大大超過商品有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(5％)。表2不同處理下(堆肥一個月)獲得的有機(jī)肥產(chǎn)品質(zhì)量處理號有機(jī)質(zhì)(g/kg)全氮(g/kg)全磷P2O5(g/kg)全鉀K2O(g/kg)155.21.21.01.9248.91.41.12.0348.11.71.12.0447.82.01.22.2547.22.21.32.4注：處理號1：第一次噴菌液+水，第二次噴菌液+水，第三次及以后均噴水處理號2：第一次噴菌液+氨基酸水溶液，第二次噴菌液+氨基酸+1％-5％的硫酸銨水溶液，第三次及以后均噴水處理號3：第一次噴菌液+氨基酸水溶液，第二次噴菌液+氨基酸水溶液+1％-5％的硫酸銨水溶液，第三次噴1％-3％的硫酸銨水溶液，第四次和第五次均噴水處理號4：第一次噴菌液+氨基酸水溶液，第二次噴菌液+氨基酸水溶液+1％-5％的硫酸銨水溶液，第三次噴1％-3％的硫酸銨水溶液，第四次噴1％-3％的硫酸銨水溶液+1％的磷酸二氫鉀緩沖液，第五次噴水處理號5：第一次噴菌液+氨基酸水溶液，第二次噴菌液+氨基酸水溶液+1％-5％的硫酸銨水溶液，第三次噴1％-3％的硫酸銨水溶液，第四次噴1％-3％的硫酸銨水溶液+1％的磷酸二氫鉀緩沖液，第五次噴1％-3％的硫酸銨水溶液+1％的磷酸二氫鉀緩沖液(3)發(fā)明了秸稈堆肥翻堆時間和噴灑溶液的搭配時間秸稈堆肥堆體較高，通常用翻斗車進(jìn)行翻堆曝氧，翻堆的時間取決于堆體溫度，當(dāng)堆體溫度達(dá)到70℃、并繼續(xù)維持3-4天后，就需要進(jìn)行翻堆，翻堆時盡量讓堆肥材料有更多的時間接觸空氣，使之充分曝氧。翻堆后立即進(jìn)行第二次噴灑堆肥溶液，使堆肥材料含水量達(dá)到55％-60％左右，此時堆肥溫度一般在50℃左右，24小時后堆體溫度再次升到70℃以上(表3)，并維持3-4天，再進(jìn)行第二次翻堆和第三次噴灑堆肥溶液，如此往返6-7次(共一個月左右的時間)，秸稈堆肥業(yè)已制成，后面就可進(jìn)行分篩、包裝。從表3可看出，在堆肥進(jìn)程中如果不翻堆，由于氧氣不足而嚴(yán)重影響堆體溫度，雖然堆肥前5天的溫度也達(dá)到71℃，但以后很快下降(見表3不翻堆處理)，由于整個堆肥期間的高溫期很短，經(jīng)過一個月的堆肥期，秸稈腐解率很低，肉眼還可分辨出秸稈原形。但如果幾天翻一次，堆體溫度維持在70℃左右的時間可達(dá)25天，在這個過程中幾乎所有秸稈都被腐解，并合成新的腐殖質(zhì)?？紤]到翻堆的成本，將翻堆的頻率確定在每五天翻一次較為適宜。表3不同翻堆次數(shù)下秸稈堆體溫度變化(℃)處理堆肥5天堆肥10天堆肥15天堆肥20天堆肥25天堆肥30天不翻堆716355524945翻一次/3d697275686959翻一次/5d727374706858翻一次/8d706869696657注：所有處理噴灑的堆肥溶液均同有益效果:本發(fā)明創(chuàng)造基于秸稈富含有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的特點(diǎn)以及我國土壤急需有機(jī)培肥等現(xiàn)狀，通過改善秸稈堆肥微生物營養(yǎng)條件和生長條件，將作物秸稈在短時間內(nèi)直接制成高質(zhì)量的商品有機(jī)肥，既全部利用了作物秸稈，又為我國土壤培肥提供優(yōu)質(zhì)的商品有機(jī)肥產(chǎn)品。生物材料保藏信息NJZ5，分類命名為煙曲霉Aspergillusfumigatus，2009年9月22日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，菌種保藏編號為CGMCCNO.3309，保藏地址為北京市朝陽區(qū)大屯路中國科學(xué)院微生物研究所。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種利用秸稈直接制肥的方法，包括如下步驟：(1)無需將秸稈粉碎，原始秸稈運(yùn)回后堆成5米高以上，將配制好的秸稈堆肥菌液和氨基酸水溶液直接噴灑于秸稈上，第一次噴灑的液體數(shù)量掌握在堆體底部有水溶液流出為止，此時將流出的液體全部收集回收，用于第二次噴灑。第一次噴灑的溶液組成為堆肥菌劑菌液+占菌液體積百分比10％的氨基酸水溶液，所述的堆肥菌劑菌液中含堆肥菌NJZ5可培養(yǎng)菌落數(shù)(孢子+菌絲體)≥1×109個/ml。所述的氨基酸水溶液配方為：90ml堆肥菌劑菌液+10ml氨基酸水溶液。(2)第一次噴灑后，當(dāng)堆體溫度達(dá)到70℃、并繼續(xù)維持3-5天后，就需要進(jìn)行翻堆，翻堆時盡量讓堆肥材料有更多的時間接觸空氣，使之充分曝氧，翻堆后立即進(jìn)行第二次噴灑堆肥溶液，使堆肥材料含水量達(dá)到55％-60％，此時堆肥溫度在50℃左右。第二次噴灑的溶液，在第一次噴灑的溶液的基礎(chǔ)上加入占噴灑溶液體積3％(g/100ml)的硫酸銨。(3)第二次噴灑24小時后堆體溫度再次升到70℃以上，并維持3-5天，再進(jìn)行第二次翻堆和第三次噴灑堆肥溶液，第三次及以后噴灑的溶液為1％(g/100ml)的硫酸銨水溶液+1％(g/100ml)的磷酸二氫鉀水溶液，硫酸銨水溶液和磷酸二氫鉀水溶液的體積比為1:1。如此往返6-7次(共一個月左右的時間)，秸稈堆肥制成，產(chǎn)品符合“有機(jī)肥料(NY525-2012)”標(biāo)準(zhǔn)，肥力參數(shù)如下：表4