一种高氮有机液肥快速发酵制备方法

技术领域：

本发明涉及发酵工程领域，尤其是高氮有机肥制备应用的一种高氮有机液肥快速发酵制备方法。

背景技术：

有机肥料科属于缓效性肥料，施用于土壤中需经矿化分解过程释放出作物所需养分，其分解速度除与有机肥料本身性质有关外，尚受到土壤及气候环境、耕作制度等有所影响。有机液肥由于含有大量水分与有效成分，相对传统的话费它能够在极短的时间里被植物吸收，避免流失，增加土壤物活性，又可降低堆肥施用量，且施用简单方便，可节省劳动力，近年来农民已广泛使用于作物栽培。

土壤是一个复杂的四维异质体，其中包含有很多使植物养分失效的因子，这些因子易使分子或离子形式的养分失效。目前市面上大量使用的无机肥料即化肥的养分就是以分子或离子形式进入土壤，因此无机肥料的效率低。而国内各有关机构多年来对各类化肥所作的试验证明，其肥效则介于10％-50％之间。我们以氮素为例，国内用量最大的尿素，肥效较高，在30％-50％之间，也就是说最高也只有50％的氮养分能为农作物吸收，另外的50％则被白白浪费了，还有生产设备投资和损耗、原材料、能源、以及运输的浪费；而且大量使用化肥造成土壤板结、盐化和污染地下水、河水之严重后果，以及对国家环境的破坏和对人民健康造成了隐患。目前，饼粕是油制品的副产物，绝大多数为易分解质材，而且蛋白质即易分解含氮化合物的含量均很丰富。主要因为作物对氮素需求量大于其它养分，再者微生物于繁殖中所需的量往往为硫、磷及钾的5-20倍，各种蛋白质在分解过程中，能得到充分的氧气供应，则所含氮素会转变为作物所需的养分，以一定浓度的饼粕粉为原料，经过发酵生产可以得到富含时还具有多肽、氨基酸、黄腐酸和水溶性蛋白等多种营养成分有机液体肥，一举两得，不仅使饼粕这种廉价品得以充分利用，而且可以通过进一步生产加工得到有着良好功能性与营养特性的有机液肥产品。当化学尿素等养分元素以离子形式与有机液肥小分子有机酸类物质结合后，在进入到土壤后，不易与土壤中使植物养分失效的因子结合，保证了养分进入土壤后对植物的有效性，肥料利用率高达90％以上，使用效率高。因而，有机液体肥料可增加土壤肥力、协助作物吸收营养，能显著提高植物的各种抗逆性、增加作物产量、改善作物品质、提高经济效益等显著特点，同时又能改善土壤团粒结构，提高土壤生物肥力，液肥含有许多有益微生物，喷施于叶面后，形成防护膜，可避免病虫害侵染，而微生物释放二氧化碳，可增进叶片光合作用，对作物生长有利。

因此有机液肥被使用于有机农业作为养分补充，对于有机液肥的制作有机液肥制造过程不同，可分为淋洗液肥、萃取液肥及发酵液肥。淋洗液肥是堆肥材料在堆肥过程中阶段性的淋洗取出液，由于其成分不稳定，利用性较差；萃取液肥则是腐熟的堆肥经水萃取后所得到者，如堆肥液、发酵工业废液，所含养分较稳定且病原菌少，利用性较高；发酵液肥是利用各种动物、植物的有机质材料，添加水，经发酵作用，混合调配制造而成。从事农业种植的农民可自行制作，经简易的发酵过程制造而成，但因材料种类与制造方法不同，造成发酵制备液体肥时间长，腐熟效果差，臭味严重，发酵过程氮素等养分损失，其功效就会不同，无使用固定配方及固定菌种，导致生产品质参差不齐。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供了以饼粕为原料纯菌发酵制备有机液体肥独特技术，并大幅提高液肥中有效成分含量，解决液肥品质问题。制备的发酵液易溶于水，可较迅速提供植物养分，易被作物吸收，不含植物激素，对人、畜均无残毒，长期使用对作物、土壤和天敌均无不良影响。提高作物抗病性，改良土壤理化性质减少农药及化学肥料的施用，提升农产品品质及增加产量的一种高氮有机液肥快速发酵制备方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高氮有机液肥快速发酵制备方法具体包括以下步骤：

①以重量份数计：15-20％饼粕、3-5％糖、0.3-0.5％氢氧化钠、水100％，先添加饼粕重量2-3倍水置于发酵罐中，混合均匀后制成混合液；

②通入蒸汽，与上述混合液进行混合搅拌，升温80-90℃维持30-60分钟，利于物料膨胀变性，易于分解；

③补加水分至设计重量，进行物料降温，通过空气、夹套冷凝水进行降温至温度40℃以下；

④发酵酶解：向发酵罐中加入复合微生物菌剂进行发酵酶解，接种量1％-3％：

第一步发酵开始为菌剂大量繁殖生长阶段30-48h，通气以空压机经过过滤系统后直接供气，打开连接罐体的过滤清洁空气管道阀门，进行间歇通气，供气量以物料上面能翻动为准，以通气为主，搅拌为辅，通气每停5min，通气5min，搅拌每停15分钟，搅拌5分钟，控制温度30-45℃之间；

第二步进行酶解阶段56-72h，进行间歇通气和搅拌，以搅拌为主，通气为辅，通气每停15分钟，通气5分钟，搅拌每停10分钟，搅拌5分钟，控制温度37-50℃；

第三步进行发酵罐底部乳化泵乳化和循环操作15-24h，循环每停30min，开启10min，乳化每停30分钟，开启15分钟，将沉入罐体底部的物料通过泵以管路从底部循环到顶部，通过发酵罐底部乳化泵让未充分分解的固体材料更加充分的溶解和细化于有机液体内，与有机液体充分接触，加快酶解，使整个分解的过程更加的快速均匀，以提高液体的稳定性；

⑤发酵后的有机液肥应为深褐色至酱油色液体，无恶臭与结块存在，不仅含有大量有益微生物，也含有大量营养，且养分更宜被作物吸收利用，固液分离后叶面喷施100倍，滴灌、喷灌和冲施30-50倍液。

本发明的有益效果是：1、本生产工艺包括菌酶水解工艺，采用HB有机物料腐熟剂，该菌剂经过大量筛选实验，对菌株进行合理配伍，获得的菌剂配方合理，菌剂产生降解酶，酶系组成较合理。菌群能够和谐共处、相互促进，达到优势互补，产品转化彻底、功能丰富，可以为植物提供丰富的有机态营养成分，对提高作物产量、改善作物品质、增强作物抗逆能力、改善土壤结构具有显著作用。

2、本发明采用密封发酵罐培养，物料发酵前先加饼粕重量2-3倍水加热升温对饼粕变性处理，后用剩余水补足重量，降低物料温度，节省了升温和降温费用；发酵过程中通过间歇控制搅拌和通气，节省了用电费用；发酵采用密封发酵罐，空气底部通入，顶部通过呼吸阀排气，通过控制通气和搅拌，发酵罐顶部投料口开和关，控制微生物发酵产生的热量、保温发酵，整个发酵酶解过程不需要外源加温和冷却控制；通过发酵条件优化，发酵周期5天即可完成，生产可节能50％，生产成本可降低40％，节能、节水、低碳、环保。

3、本发明以富含蛋白的饼粕为原料生产费用较传统工艺低廉，产品品质优良具有较强的市场竞争力，具有广阔的市场前景。

4、本发明避免了高温、强酸强碱的破坏作用，通过微生物发酵酶解有机液肥，从而完全保留了液肥中丰富的矿物质、微量元素等营养成分及小分子有机酸、多肽、氨基酸、黄腐酸、植物生长诱导剂等丰富的营养成分活性及多种活性有益微生物等。

5、本发明发酵制备方法流程简单，操作方便，发酵时间短、发酵腐熟效果更好。经生物发酵后的有机大分子活化为小分子，生产有机水溶肥料能减少出现固体沉淀物的情况，其有机水溶肥料的能够长期处于稳定状态，即时久置后也不易析出。

具体实施方式：

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种高氮有机液肥快速发酵制备方法的发酵制备方法具体包括以下步骤：

①以重量份数计：15-20％饼粕、3-5％糖、0.3-0.5％氢氧化钠、水100％，先添加饼粕重量2-3倍水置于发酵罐中，混合均匀后制成混合液；

②通入蒸汽，与上述混合液进行混合搅拌，升温80-90℃维持30-60分钟，利于物料膨胀变性，易于分解；

③补加水分至设计重量，进行物料降温，通过空气、夹套冷凝水进行降温至温度40℃以下；

④发酵酶解：向发酵罐中加入复合微生物菌剂进行发酵酶解，接种量1％-3％：

第一步发酵开始为菌剂大量繁殖生长阶段30-48h，通气以空压机经过过滤系统后直接供气，打开连接罐体的过滤清洁空气管道阀门，进行间歇通气，供气量以物料上面能翻动为准，以通气为主，搅拌为辅，通气每停5min，通气5min，搅拌每停15分钟，搅拌5分钟，控制温度30-45℃之间；

第二步进行酶解阶段56-72h，进行间歇通气和搅拌，以搅拌为主，通气为辅，通气每停15分钟，通气5分钟，搅拌每停10分钟，搅拌5分钟，控制温度37-50℃；

第三步进行发酵罐底部乳化泵乳化和循环操作15-24h，循环每停30min，开启10min，乳化每停30分钟，开启15分钟，将沉入罐体底部的物料通过泵以管路从底部循环到顶部，通过发酵罐底部乳化泵让未充分分解的固体材料更加充分的溶解和细化于有机液体内，与有机液体充分接触，加快酶解，使整个分解的过程更加的快速均匀，以提高液体的稳定性；

⑤发酵后的有机液肥应为深褐色至酱油色液体，无恶臭与结块存在，不仅含有大量有益微生物，也含有大量营养，且养分更宜被作物吸收利用，固液分离后叶面喷施100倍，滴灌、喷灌和冲施30-50倍液。

实施例2：

所述一种高氮有机液肥快速发酵制备方法的发酵制备具体包括以下步骤：

①以重量份数计：粉碎40目的15％豆粕、3％农用红糖、0.3％氢氧化钠、水100％，添加饼粕重量2倍水置于发酵罐中，混合均匀后制成混合液；

②通入蒸汽，与上述混合液进行混合搅拌，升温85℃维持40分钟，利于物料膨胀变性，易于分解；

③补加水分至设计重量，进行物料降温，通过空气、夹套冷凝水进行降温至温度40℃；

④发酵酶解：向发酵罐中加入HB有机物料腐熟剂进行发酵酶解，接种量2％：

第一步发酵开始为菌剂大量繁殖生长阶段时间36h，通气以空压机经过过滤系统后直接供气，打开连接罐体的过滤清洁空气管道阀门，进行间歇通气，供气量以物料上面能翻动为准，以通气为主，搅拌为辅，搅拌转速120r/min，通气每停5min，通气5min，搅拌每停15分钟，搅拌5分钟，控制温度37-45℃之间；

第二步进行酶解阶段时间60h，进行间歇通气和搅拌，以搅拌为主，通气为辅，通气每停15分钟，通气5分钟，搅拌每停10分钟，搅拌5分钟，控制温度42-50℃；

第三步进行发酵罐底部乳化泵乳化和循环操作时间24h，循环每停30min，开启10min，乳化每停30分钟，开启15分钟，将沉入罐体底部的物料通过泵以管路从底部循环到顶部，通过发酵罐底部乳化泵让未充分分解的固体材料更加充分的溶解和细化于有机液体内，与有机液体充分接触，加快酶解，使整个分解的过程更加的快速均匀，提高液体的稳定性；

⑤发酵周期5天，发酵后的有机液肥应为深褐色液体。无恶臭与结块存在，有机质含量达124g/L、含氮9.7g/L、磷2.1g/L、钾3.4g/L，有效活菌数7.6亿/克，不仅含有大量有益微生物，也含有大量营养，且养分更宜被作物吸收利用，固液分离后叶面喷施100倍，滴灌或喷灌、冲施30-50倍液。

实施例3：

所述一种高氮有机液肥快速发酵制备方法的发酵制备具体包括以下步骤：

①以重量份数计：粉碎100目的20％花生粕、4％食用葡萄糖、0.5％氢氧化钠、水100％，添加饼粕重量3倍水置于发酵罐中，混合均匀后制成混合液；

②通入蒸汽，与上述混合液进行混合搅拌，升温80℃维持60分钟。利于物料膨胀变性，易于分解；

③补加水分至设计重量，进行物料降温，通过空气、夹套冷凝水进行降温至温度38℃；

④发酵酶解：向发酵罐中加入HB有机物料腐熟剂进行发酵酶解，接种量3％：

第一步发酵开始为菌剂大量繁殖生长阶段时间40h，通气以空压机经过过滤系统后直接供气，打开连接罐体的过滤清洁空气管道阀门，进行间歇通气，供气量以物料上面能翻动为准。以通气为主，搅拌为辅，搅拌转速150r/min，通气每停5min，通气5min，搅拌每停15分钟，搅拌5分钟，控制温度36-40℃之间；

第二步进行酶解阶段时间56h，进行间歇通气和搅拌，以搅拌为主，通气为辅，通气每停15分钟，通气5分钟，搅拌每停10分钟，搅拌5分钟，控制温度40-45℃；

第三步进行发酵罐底部乳化泵乳化和循环操作时间24h，循环每停30min，开启10min，乳化每停30分钟，开启15分钟，将沉入罐体底部的物料通过泵以管路从底部循环到顶部，通过发酵罐底部乳化泵让未充分分解的固体材料更加充分的溶解和细化于有机液体内，与有机液体充分接触，加快酶解，使整个分解的过程更加的快速均匀，提高液体的稳定性；

⑤发酵周期5天，发酵后的有机液肥应为深褐色液体，无恶臭与结块存在，乳酸味，有机质含量达154g/L、含氮11.4g/L、磷2.4g/L、钾2.8g/L，有效活菌数4.6亿/克，不仅含有大量有益微生物，也含有大量营养，且养分更宜被作物吸收利用，叶面喷施100倍，滴灌或喷灌、冲施30-50倍液。

实施例4：

所述一种高氮有机液肥快速发酵制备方法的发酵制备具体包括以下步骤：

①以重量份数计：粉碎80目的7％花生粕、粉碎80目的10％芝麻粕、浓缩干物质50％以上的5％糖蜜、0.4％氢氧化钠、水100％，添加饼粕重量3倍水置于发酵罐中，混合均匀后制成混合液；

②通入蒸汽，与上述混合液进行混合搅拌，升温85℃维持30分钟。利于物料膨胀变性，易于分解；

③补加水分至设计重量，进行物料降温，通过空气、夹套冷凝水进行降温至温度37℃；

④发酵酶解：向发酵罐中加入HB有机物料腐熟剂进行发酵酶解，接种量3％：

第一步发酵开始为菌剂大量繁殖生长阶段时间48h，通气以空压机经过过滤系统后直接供气，打开连接罐体的过滤清洁空气管道阀门，进行间歇通气，供气量以物料上面能翻动为准，以通气为主，搅拌为辅，搅拌转速100r/min，通气每停5min，通气5min，搅拌每停15分钟，搅拌5分钟，控制温度37-45°度之间；

第二步进行酶解阶段时间54h，进行间歇通气和搅拌，以搅拌为主，通气为辅，通气每停15分钟，通气5分钟，搅拌每停10分钟，搅拌5分钟，控制温度40-50℃；

第三步进行发酵罐底部乳化泵乳化和循环操作时间18h，循环每停30min，开启10min，乳化每停30分钟，开启15分钟，将沉入罐体底部的物料通过泵以管路从底部循环到顶部，通过发酵罐底部乳化泵让未充分分解的固体材料更加充分的溶解和细化于有机液体内，与有机液体充分接触，加快酶解，使整个分解的过程更加的快速均匀，提高液体的稳定性。

⑤发酵周期4天，发酵后的有机液肥应为酱油色液体，无恶臭与结块存在，酒酸味，有机质含量达134g/L、含氮9.2g/L、磷1.8g/L、钾3.6g/L，有效活菌数3.6亿/克，不仅含有大量有益微生物，也含有大量营养，且养分更宜被作物吸收利用，固液分离后叶面喷施100倍，滴灌或喷灌、冲施30-50倍液。

实施例5：

所述一种高氮有机液肥快速发酵制备方法的饼粕为单一或混合的大豆饼粕、菜籽饼粕、棉籽饼粕、花生粕、花生麸、芝麻饼粕、葵花籽饼粕、亚麻籽饼粕等高氮物料，饼粕发酵前应磨成粉状使用，粉碎细度以40目以上。

实施例6：

所述一种高氮有机液肥快速发酵制备方法的3-5％糖为农用红糖、蔗糖、工业葡萄糖、食用葡萄糖或浓缩干物质50％以上的5％糖蜜。

实施例7：所述一种快速高氮有机液肥发酵制备方法的复合微生物菌剂为有机物料腐熟剂，以细菌与酵母菌为主。

实施例8：

本发明的适用范围及田间试验结果：

本发明内容符合国家农业发展、环境保护、高科技产品三大产业政策方向，制备高效有机液肥，能够为作物补充有机质，促进作物增产。相对传统的化肥它能够在极短时间里被植物吸收，避免流失，且施用简单方便；不含植物激素，对人、畜均无残毒，长期使用对作物、土壤和天敌均无不良影响；适用于各种土壤类型，可施用于各种农作物，蔬菜、水果、树、大田作物等；在西瓜、番茄、果树等十多种作物田间试验明：具有明显的加速作物对养分吸收，转化和营养积累的突出优点，既有明显的增加产量的效果，又有明显的改善产品品质、提高产品商品率的功效；能刺激作物根系发育，毛细根增加，吸收养分能力提高，植株健壮，叶片浓绿变厚，光合作物提高；显著增强作物的抗病虫害、抗寒和抗旱能力；同时又能改善土壤团粒结构，提高土壤肥力和保水性能。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。