本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)種植
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物制備有機(jī)栽培土的方法。
背景技術(shù)：
：我國每年將會產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，如秸稈、雜草、落葉、果實外殼等，如何合理的利用這些廢棄物，是資源化與無害化處理中一項十分艱巨的任務(wù)。由于農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物缺乏簡便有效的利用方法，廣大農(nóng)民為了節(jié)約勞動力和搶農(nóng)時，往往采用在田間直接焚燒的辦法來處理農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，這不僅會造成資源的嚴(yán)重浪費，而且在焚燒過程中所產(chǎn)生的眾多有毒氣體以及大量煙霧也將會對人們的正常生產(chǎn)活動產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響。因此，極探索農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源的高效利用技術(shù)對于提高資源的利用效率、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以及保持我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都將會產(chǎn)生重大影響。由于農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物中含有大量的可降解有機(jī)物、病蟲害等物質(zhì)，不能直接利用，目前最常用的方式就是對它們進(jìn)行堆肥化處理后制備成有機(jī)栽培土回用于農(nóng)田。堆肥化是指在特定的溫度、濕度、通風(fēng)條件下，通過微生物的作用，把可降解的有機(jī)物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的、無害的腐殖質(zhì)的過程，其中好氧堆肥技術(shù)由于其運(yùn)行周期短、成本低、操作簡便等特點被廣泛應(yīng)用，但由于好氧堆肥技術(shù)需要適宜的起始發(fā)酵溫度，而在北方寒冷地區(qū)冬季受到限制，厭氧堆肥由于其堆肥周期長，堆肥相率相對較低，從而使其受到限制。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物制備有機(jī)栽培土的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中好氧堆肥需要適宜的起始發(fā)酵溫度，而在北方寒冷地區(qū)冬季受到限制，厭氧堆肥由于其堆肥周期長，堆肥相率相對較低，從而使其受到限制的問題。本發(fā)明的提供了一種利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物制備有機(jī)栽培土的方法，包括以下步驟：步驟1，原料的預(yù)處理步驟1.1，將河沙、腐植土、園土分別搗碎后按照1：1：2的質(zhì)量比混合均勻，過網(wǎng)孔直徑為2mm的篩，得到混合土；步驟1.2，將農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物粉碎成粒度≤1mm的料渣后往其中加水，攪拌均勻后，使其含水率達(dá)到50-60％，得到預(yù)處理料渣；步驟1.3，將生活污水處理廠剩余污泥晾干至含水率為50-60％，得到預(yù)處理污泥；步驟2，第一次混合發(fā)酵：將所述預(yù)處理料渣、所述預(yù)處理污泥、尿素、好氧微生物發(fā)酵劑按照1000-1500：200-300：10-20：1的質(zhì)量比加入到窖池內(nèi)，混合均勻后在常溫下發(fā)酵，發(fā)酵過程中檢測發(fā)酵物溫度，當(dāng)溫度升至60℃以上時，將混合物料翻堆，此后每隔1d翻堆一次，并隨時檢測物料的含水率，當(dāng)含水率≤30％時結(jié)束發(fā)酵，得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物；其中，所述好氧微生物發(fā)酵劑由嗜熱放線菌發(fā)酵菌液、納豆芽孢桿菌發(fā)酵菌液、植物乳桿菌發(fā)酵菌液、木聚糖梭菌發(fā)酵菌液按照2：2：1：1的質(zhì)量比混合而成；所述好氧微生物發(fā)酵劑中菌落總數(shù)為1.0×108-1.0×1010cfu/ml；步驟3，第二次混合發(fā)酵：往第一次發(fā)酵產(chǎn)物中加水，攪拌均勻后使其含水率達(dá)到50-60％，得到預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物，按照預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物與兼氧微生物發(fā)酵劑的質(zhì)量比為1500-2000：1的比例，將兼氧微生物發(fā)酵劑投加到預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物中，發(fā)酵10-15d，當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)物變軟且呈黑褐色時結(jié)束發(fā)酵，得到到第二次發(fā)酵產(chǎn)物；其中，所述兼氧微生物發(fā)酵劑由米根霉制劑、黑根霉制劑、釀酒酵母制劑、纖維素酶按照1：1：1：2的質(zhì)量比混合而成；所述釀酒酵母制劑中酵母數(shù)≥2×109cfu/g；米根霉制劑中米根霉孢子數(shù)≥107個/g；黑根霉制劑中黑根霉孢子數(shù)≥107個/g；所述纖維素酶活性≥10000u/g；步驟4，陳化：將步驟3中制得的第二次發(fā)酵產(chǎn)物置于陰涼處堆放30-45d進(jìn)行陳化，陳化完畢得到有機(jī)土；步驟5，配制有機(jī)栽培土：按重量份稱取步驟1中的混合土20-30份、步驟4中制得的有機(jī)土40-50份、木質(zhì)素磺酸鉀5-10份、改性草炭1-5份、edta-金屬螯合物1-3份，混合均勻后即得到所述有機(jī)栽培土。優(yōu)選的，所述農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物為秸稈、殘株、雜草、落葉、果實外殼、藤蔓、樹枝中的一種或多種。優(yōu)選的，所述改性草炭的制備方法如下：按重量份將5份納米纖維素晶須、3份羧甲基纖維素鈉、100份水混合攪拌15min后送入超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散5min，超聲功率為150w，然后噴霧干燥，再加入100份水超聲分散30min，得到預(yù)處理納米纖維素晶須；按重量份將5份氫氧化鈉、20份尿素、60份水在0℃攪拌均勻，加入4份纖維素攪拌至纖維素完全溶脹，采用均質(zhì)機(jī)分散至體系澄清透明，加入1份草炭、5份碳酸鈣分散均勻，滴加0.5份濃度為1mol/l的鹽酸反應(yīng)完全后，繼續(xù)加入5份上述預(yù)處理納米纖維素晶須攪拌10min，攪拌完畢后過濾、洗滌、真空干燥，即得到改性草炭。優(yōu)選的，所述edta-金屬螯合物為edta-fe、edta-ca、edta-mg、edta-zn中的一種或多種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：1)本發(fā)明利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物好氧混合發(fā)酵期間產(chǎn)生的高溫對土壤進(jìn)行滅菌、祛除蟲卵，減少了植物生長期間來自土壤本身的病蟲害，有利于植物生長；并且在好氧微生物菌劑的作用下，好氧混合發(fā)酵能夠克服低溫影響，快速的將農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物中大部分的蛋白質(zhì)、糖類、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等降解成植物好吸收的營養(yǎng)物質(zhì)。2)本發(fā)明在好氧混合發(fā)酵后進(jìn)行了兼氧混合發(fā)酵，利用兼氧微生物菌劑將好氧混合發(fā)酵過程中沒有完全降解的蛋白質(zhì)、糖類、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等進(jìn)一步降解完全，有利于植物更好的吸收。3)本發(fā)明將經(jīng)過兩次發(fā)酵后的有機(jī)土與河沙、腐殖土、園土以及無機(jī)肥料混合在一起制備成有機(jī)栽培土，從而使制備出的有機(jī)栽培土空隙率高、通透性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富，有利于植物生長。4)本發(fā)明在有機(jī)栽培土的制備過程中有效的利用了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，既可以對廢物進(jìn)行再利用，變廢為寶，又可以保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生，避免了焚燒農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物造成的大氣污染等問題。具體實施方式為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案能予以實施，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明中所用菌株均購買于中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心，下述各實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。實施例中嗜熱放線菌的發(fā)酵菌液、納豆芽孢桿菌的發(fā)酵菌液、植物乳桿菌的發(fā)酵菌液、木聚糖梭菌的發(fā)酵菌液均是采用常規(guī)方法擴(kuò)大培養(yǎng)得到菌液或市售的發(fā)酵菌液，米根霉制劑、黑根霉制劑、釀酒酵母制劑均是采用常規(guī)方法擴(kuò)大培養(yǎng)得到固態(tài)制劑或者市售的固態(tài)制劑，纖維素酶為市售。實施例1一種利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物制備有機(jī)栽培土的方法，包括以下步驟：步驟1，原料的預(yù)處理步驟1.1，將河沙、腐植土、園土分別搗碎后按照1：1：2的質(zhì)量比混合均勻，過網(wǎng)孔直徑為2mm的篩，得到混合土；步驟1.2，將農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物粉碎成粒度為0.8mm的料渣后往其中加水，攪拌均勻后，使其含水率達(dá)到55％，得到預(yù)處理料渣；步驟1.3，將生活污水處理廠剩余污泥晾干至含水率為55％，得到預(yù)處理污泥；步驟2，第一次混合發(fā)酵：將所述預(yù)處理料渣、所述預(yù)處理污泥、尿素、好氧微生物發(fā)酵劑按照1500：200：10：1的質(zhì)量比加入到窖池內(nèi)，混合均勻后在常溫下發(fā)酵，發(fā)酵過程中檢測發(fā)酵物溫度，檢測到溫度為62℃以上時，將混合物料翻堆，此后每隔1d翻堆一次，并隨時檢測物料的含水率，檢測到含水率為23％時結(jié)束發(fā)酵，得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物；其中，好氧微生物發(fā)酵劑由嗜熱放線菌發(fā)酵菌液、納豆芽孢桿菌發(fā)酵菌液、植物乳桿菌發(fā)酵菌液、木聚糖梭菌發(fā)酵菌液按照2：2：1：1的質(zhì)量比混合而成；好氧微生物發(fā)酵劑中菌落總數(shù)為1.0×108cfu/ml；步驟3，第二次混合發(fā)酵：往第一次發(fā)酵產(chǎn)物中加水，攪拌均勻后使其含水率達(dá)到55％，得到預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物，按照預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物與兼氧微生物發(fā)酵劑的質(zhì)量比為1500：1的比例，將兼氧微生物發(fā)酵劑投加到預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物中，發(fā)酵12d，當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)物變軟且呈黑褐色時結(jié)束發(fā)酵，得到到第二次發(fā)酵產(chǎn)物；其中，所述兼氧微生物發(fā)酵劑由米根霉制劑、黑根霉制劑、釀酒酵母制劑、纖維素酶按照1：1：1：2的質(zhì)量比混合而成；所述釀酒酵母制劑中酵母數(shù)為3×109cfu/g；米根霉制劑中米根霉孢子數(shù)為2×107個/g；黑根霉制劑中黑根霉孢子數(shù)為2×107個/g；所述纖維素酶活性為15000u/g；步驟4，陳化：將步驟3中制得的第二次發(fā)酵產(chǎn)物置于陰涼處堆放40d進(jìn)行陳化，陳化完畢得到有機(jī)土；步驟5，配制有機(jī)栽培土：按重量份稱取步驟1中的混合土30份、步驟4中制得的有機(jī)土40份、木質(zhì)素磺酸鉀8份、改性草炭3份、edta-fe2份，混合均勻后即得到有機(jī)栽培土。實施例2一種利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物制備有機(jī)栽培土的方法，包括以下步驟：步驟1，原料的預(yù)處理步驟1.1，將河沙、腐植土、園土分別搗碎后按照1：1：2的質(zhì)量比混合均勻，過網(wǎng)孔直徑為2mm的篩，得到混合土；步驟1.2，將農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物粉碎成粒度為0.5mm的料渣后往其中加水，攪拌均勻后，使其含水率達(dá)到60％，得到預(yù)處理料渣；步驟1.3，將生活污水處理廠剩余污泥晾干至含水率為60％，得到預(yù)處理污泥；步驟2，第一次混合發(fā)酵：將所述預(yù)處理料渣、所述預(yù)處理污泥、尿素、好氧微生物發(fā)酵劑按照1000：300：20：1的質(zhì)量比加入到窖池內(nèi)，混合均勻后在常溫下發(fā)酵，發(fā)酵過程中檢測發(fā)酵物溫度，檢測到溫度為65℃以上時，將混合物料翻堆，此后每隔1d翻堆一次，并隨時檢測物料的含水率，檢測到含水率為24％時結(jié)束發(fā)酵，得到第一次發(fā)酵產(chǎn)物；其中，好氧微生物發(fā)酵劑由嗜熱放線菌發(fā)酵菌液、納豆芽孢桿菌發(fā)酵菌液、植物乳桿菌發(fā)酵菌液、木聚糖梭菌發(fā)酵菌液按照2：2：1：1的質(zhì)量比混合而成；好氧微生物發(fā)酵劑中菌落總數(shù)為1.0×1010cfu/ml；步驟3，第二次混合發(fā)酵：往第一次發(fā)酵產(chǎn)物中加水，攪拌均勻后使其含水率達(dá)到60％，得到預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物，按照預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物與兼氧微生物發(fā)酵劑的質(zhì)量比為2000：1的比例，將兼氧微生物發(fā)酵劑投加到預(yù)處理第一次發(fā)酵產(chǎn)物中，發(fā)酵15d，當(dāng)發(fā)酵產(chǎn)物變軟且呈黑褐色時結(jié)束發(fā)酵，得到到第二次發(fā)酵產(chǎn)物；其中，所述兼氧微生物發(fā)酵劑由米根霉制劑、黑根霉制劑、釀酒酵母制劑、纖維素酶按照1：1：1：2的質(zhì)量比混合而成；所述釀酒酵母制劑中酵母數(shù)為2.5×109cfu/g；米根霉制劑中米根霉孢子數(shù)為1.5×107個/g；黑根霉制劑中黑根霉孢子數(shù)為3×107個/g；所述纖維素酶活性為20000u/g；步驟4，陳化：將步驟3中制得的第二次發(fā)酵產(chǎn)物置于陰涼處堆放45d進(jìn)行陳化，陳化完畢得到有機(jī)土；步驟5，配制有機(jī)栽培土：按重量份稱取步驟1中的混合土20份、步驟4中制得的有機(jī)土50份、木質(zhì)素磺酸鉀5份、改性草炭5份、edta-ca1份，混合均勻后即得到有機(jī)栽培土。需要說明的是，所述農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物為秸稈、殘株、雜草、落葉、果實外殼、藤蔓、樹枝中的一種或多種。進(jìn)一步需要說明的是，所述改性草炭的制備方法如下：按重量份將5份納米纖維素晶須、3份羧甲基纖維素鈉、100份水混合攪拌15min后送入超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中分散5min，超聲功率為150w，然后噴霧干燥，再加入100份水超聲分散30min，得到預(yù)處理納米纖維素晶須；按重量份將5份氫氧化鈉、20份尿素、60份水在0℃攪拌均勻，加入4份纖維素攪拌至纖維素完全溶脹，采用均質(zhì)機(jī)分散至體系澄清透明，加入1份草炭、5份碳酸鈣分散均勻，滴加0.5份濃度為1mol/l的鹽酸反應(yīng)完全后，繼續(xù)加入5份上述預(yù)處理納米纖維素晶須攪拌10min，攪拌完畢后過濾、洗滌、真空干燥，即得到改性草炭。實施例1-2均利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物制備出了性能良好的有機(jī)栽培土，下面結(jié)合實施例1-2中所用的好氧微生物發(fā)酵劑、兼氧微生物發(fā)酵劑在降解農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物中的應(yīng)用來對本發(fā)明的效果做進(jìn)一步的說明，同時也對實施例1-2制備出的有機(jī)栽培土的性質(zhì)進(jìn)行檢測，具體實驗結(jié)果見表1-2。表1農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的降解效果降解率(100％)產(chǎn)氣率(l/kg)實施例165％0.69實施例263％0.65由表1可知，采用實施例1-2提供的好氧微生物發(fā)酵劑、兼氧微生物發(fā)酵劑在降解農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物時，均能夠使農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的降解率達(dá)到60％以上，產(chǎn)氣率達(dá)到0.65l/kg以上，由此可見，實施例1和實施例2提供的好氧微生物發(fā)酵劑、兼氧微生物發(fā)酵劑對農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物有很好的降解效果。表2有機(jī)栽培土理化性質(zhì)從表2可以看出，實施例1-2制備出的有機(jī)栽培土相對于普通園土來說，理化性能更為優(yōu)越，營養(yǎng)元素的含量大量增加，肥力也大大提高。實施例1的有機(jī)栽培土種植玉米后，玉米的產(chǎn)量提高18％，實施例2的有機(jī)栽培土種植玉米后，玉米的產(chǎn)量提高16％，由此可見，本發(fā)明制備出的有機(jī)栽培土土壤理化性能優(yōu)越，肥力強(qiáng)，能夠提高農(nóng)作物產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物中富含多種養(yǎng)分，還含有各種微量元素，經(jīng)過發(fā)酵后能夠給土壤中微生物提供足夠的養(yǎng)分，還能蓄積用于植物生長所需的養(yǎng)分，本發(fā)明首先采用好氧發(fā)酵方法對農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物進(jìn)行降解，一方面，優(yōu)勢好氧菌在降解過程中產(chǎn)生熱穩(wěn)定性的纖維素酶、半纖維素酶、木質(zhì)素酶、淀粉酶、葡萄糖異構(gòu)酶以及其他代謝產(chǎn)物，破壞了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物如秸稈的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有效促進(jìn)淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素等有效成分的溶出，從而使大部分難降解的蛋白質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素等氧化分解，以減輕后續(xù)兼氧降解的壓力，另一方面，優(yōu)勢耗氧菌的加入縮短了好氧發(fā)酵時間，從而使好氧發(fā)酵盡可能長時間的維持在60-70℃的高溫下快速降解農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，克服了北方氣溫較低導(dǎo)致好氧分解轉(zhuǎn)化周期長的問題。由于好氧發(fā)酵過程對氧含量的要求比較高，雖然在發(fā)酵過程中每隔1d翻堆一次補(bǔ)充氧氣，但是還是不可避免的存在局部缺氧或厭氧，使好氧發(fā)酵不充分，所以，在好氧發(fā)酵結(jié)束后立即進(jìn)行兼氧發(fā)酵，利用好氧發(fā)酵末期的溫度(40℃左右)支持并促進(jìn)兼氧降解反應(yīng)的進(jìn)行；此外，兼氧發(fā)酵的時候加入了兼氧微生物菌劑，在兼氧微生物菌劑的作用下，加速了農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的腐爛，有利于兼氧降解周期的縮短，同時還可以將好氧發(fā)酵階段剩余的淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素等完全降解。本發(fā)明通過好氧、兼氧微生物菌劑的作用，對農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物進(jìn)行充分發(fā)酵，彌補(bǔ)了單一好氧或兼氧發(fā)酵的不足，不僅發(fā)酵效率高、速度快，還避免了人工曝氣等大量耗氧耗能的操作。在發(fā)酵完畢得到的有機(jī)土中加入河沙、腐植土、園土，改善了有機(jī)栽培土的理化性質(zhì)，增加了其空隙率以及通透性；同時，還在有機(jī)土中加入了無機(jī)肥料，在進(jìn)一步改善土壤理化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，還未植物生長提供了足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，有利于促進(jìn)植物生長，提高產(chǎn)量。需要說明的是，本發(fā)明權(quán)利要求書中涉及數(shù)值范圍時，應(yīng)理解為每個數(shù)值范圍的兩個端點以及兩個端點之間任何一個數(shù)值均可選用，由于采用的步驟方法與實施例1-2相同，為了防止贅述，本發(fā)明的描述了優(yōu)選的實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。當(dāng)前第1頁12