CN106497853B - 甘蔗滤泥发酵菌剂及甘蔗滤泥发酵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甘蔗滤泥发酵菌剂及甘蔗滤泥发酵方法，该甘蔗滤泥发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为(14～16)：(9～11)：(4～6)：(4～6)。上述甘蔗滤泥发酵菌剂，多种菌种以合适的比例配合因而起温速度快，高温时间长，因而发酵时间短，发酵完全。
Description
技术领域
本发明涉及甘蔗滤泥发酵领域，特别地，涉及一种甘蔗滤泥发酵菌剂。此外，本发明还涉及一种包括上述甘蔗滤泥发酵菌剂的甘蔗滤泥发酵方法。
背景技术
甘蔗糖厂在蔗糖生产过程中，除白砂糖和赤砂糖等主产品外，还会产生一些废料，如蔗渣、废糖蜜、滤泥和地脚料等，滤泥占压榨总量的2％。滤泥因含水量高和不易通气等特性，很难自然干燥，非常容易被杂菌污染，污染了的滤泥进入土壤中，更影响作物生长；滤泥的随意堆放、倾倒和填埋，不仅占用土地资源，还污染空气，更污染地下水源，使滤泥成为“放没地方放，用又没法用”的废物，不少糖厂每年为此付出不菲的滤泥运输费和土地占用费，滤泥成为糖厂和环保部门需解决的环保难题。现通过加入含长柄木霉的复合型生物菌剂能快速腐熟甘蔗滤泥，使其能成为作物吸收利用的生物有机肥，变废为宝。
一般采用在滤泥中添加发酵菌剂使其发酵腐熟的方法利用滤泥。然而一般的发酵菌剂起温慢，一般要三天以上才起温，并且最高温度达不到80℃，发酵周期长，腐熟不完全。
发明内容
本发明提供了一种甘蔗滤泥发酵菌剂及甘蔗滤泥发酵方法，以解决现有的甘蔗滤泥发酵菌剂起温慢、最高温度低、发酵周期长，腐熟不完全的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种甘蔗滤泥发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为(14～16)：(9～11)：(4～6)：(4～6)。
进一步地，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为3:2:1:1。
本发明另一方面提供了一种甘蔗滤泥发酵方法，包括以下步骤：
调节甘蔗滤泥的碳氮比的水分，并加入甘蔗滤泥质量0.5～1％的甘蔗滤泥发酵菌剂混匀。
将混匀的甘蔗滤泥成堆后，发酵至腐熟。
进一步地，甘蔗滤泥加入其质量20％～40％的碳性材料和9～11％的鸡粪调节碳氮比和水分，碳性材料包括草粉、秸秆粉、菌糠、麦麸、谷壳或锯末中的一种或几种，甘蔗滤泥的水分为58～62％。
进一步地，鸡粪、甘蔗滤泥发酵菌剂和甘蔗滤泥总质量的9～11％的部分甘蔗滤泥混匀后，再和剩余的甘蔗滤泥混匀。
进一步地，甘蔗滤泥堆肥为高0.5～1米、宽1～1.5米的长条形或高0.5～1米、底部宽1～1.5米的圆锥形。
进一步地，发酵过程中，当甘蔗滤泥堆肥的温度达到45℃时，早晚各翻堆一次。
进一步地，当环境温度在10℃以下时，在甘蔗滤泥堆肥上覆盖遮盖物，当堆肥温度上升到40℃时，撤去遮盖物，遮盖物为塑料薄膜、麻袋、稻草或秸秆中的一种或几种。
进一步地，发酵的时间为10～20天。
本发明具有以下有益效果：上述甘蔗滤泥发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉。发酵剂中含有多种有益菌，好氧发酵与厌氧发酵相结合的发酵方法。即克服了全好氧发酵时占地面积大、肥料养分易损失的缺点；又克服了全厌氧发酵易产生臭味、腐熟时间长、含水量高的缺点。而且长柄木霉具有较强的分解纤维素的能力，其代谢产物主要为纤维素酶和果胶酶。非常适合在甘蔗滤泥上生长繁殖，并把滤泥里的纤维素降解。并能在气温较低的条件下正常发酵，堆肥温度可达80℃。如此高的温度，能有效杀灭滤泥中夹带的病原菌、虫卵和杂草籽等。降解有毒有害物质；提高滤泥中生物酶的转化率；分解作物。上述甘蔗滤泥发酵菌剂，多种菌种以合适的比例配合因而起温速度快，高温时间长，因而发酵时间短，发酵完全。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明的优选实施例提供了一种甘蔗滤泥发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为(14～16)：(9～11)：(4～6)：(4～6)。
甘蔗滤泥的主要成分是碎纤维，脂肪质，蛋白质，矿物质及少量糖份，并含有氮磷钾等多种可作为吸收的营养成份，对其进行活化处理，使其中的有机物质进一步重组腐殖化，就成分高效、安全、优质的新型生物肥料，并符合有机、绿色农业生产需要。堆肥化处理是将有机固体废弃物转化为有机质和氮等营养物质的有效途径，但是堆肥工厂化的发展受到因堆肥时间和场地带来的成本问题的困扰。
发酵菌剂中含有多种有益菌，枯草芽孢杆菌、米曲霉和长柄木霉为好氧菌，酵母菌为好氧厌氧兼性菌。因而本发明的发酵菌剂发酵时为好氧发酵与厌氧发酵相结合的发酵方法。即克服了全好氧发酵时占地面积大、肥料养分易损失的缺点。又克服了全厌氧发酵易产生臭味、腐熟时间长、含水量高的缺点。加速了对滤泥的除臭、腐熟、脱水、杀虫和灭菌，让不容易转化的有机质变成作物容易吸收利用的有机物质。使滤泥经过生物发酵处理达到无害化、商品化。长柄木霉具有较强的分解纤维素的能力，其代谢产物主要为纤维素酶和果胶酶。非常适合在甘蔗滤泥上生长繁殖，并把滤泥里的纤维素降解。并能在气温较低的条件下正常发酵，堆肥温度可达80℃，未加入长柄木霉的温度最多达到70℃。如此高的温度，能有效杀灭滤泥中夹带的病原菌、虫卵和杂草籽等。降解有毒有害物质；提高滤泥中生物酶的转化率；分解作物。
甘蔗滤泥发酵菌剂的质量比是根据农业标准NY609-2002有机物料腐熟剂的产品技术指标以及多次实验的结果得出来的比较合理的配比。枯草芽孢杆菌在有机物料腐熟剂里是前期起温和降解纤维素的作用。如枯草芽孢杆菌含量低，会造成前期起温慢，发酵周期延长。枯草芽孢杆菌量过多，会造成生产成本提高，并其它菌含量少了，造成后期腐熟效果不好，腐熟不彻底。酵母菌将枯草芽孢杆菌分解纤维素后形成后的大分子多糖进一步降解成小分子单糖，以供作物吸收、米曲霉和长柄木霉繁殖。酵母菌过少时不能把大分子多糖分解完全，导致米曲霉和长柄木霉的繁殖较慢，发酵不彻底。过多会造成成本浪费并且其它菌相应减少，如枯草芽孢杆菌减少，前期物料升温慢，降解纤维素少。如后期霉菌减少，后期发酵腐熟效果不彻底。因枯草芽孢杆菌和酵母菌发酵周期比较短，发酵温度升到一定程度时，枯草芽孢杆菌和酵母菌就可能死亡，米曲霉和长柄木霉利用已升高的温度继续生长繁殖，使甘蔗滤泥继续发酵，降解纤维素和大分子，使甘蔗滤泥温度进一步升高，发酵更彻底，并杀死杂菌以及蒸发水份。尤其是长柄木霉的降解纤维素和耐高温效果更明显。而米曲霉耐高温和降解纤维素的能力没长柄木霉好。所以增加长柄木霉在有机物料腐熟效果更好。缩短发酵周期，发酵效果更彻底。如果米曲霉和长柄木霉的含量少，发酵不彻底，后期腐熟效果不好。过多生产成本增加，并其它的菌含量就相应减少。这样造成前期起温慢，发酵周期延长。
堆肥发酵过程中经历升温、高温和降温阶段。发酵初期，堆肥中富含易分解的有机物，在好氧微生物的作用下快速分解，因而起温快。同时这个过程中本发明的甘蔗滤泥发酵菌剂快速适应堆体原料环境将大量繁殖加快易降解物质的分解，在代谢过程中产生大量代谢热量，温度高，高温时间长。
判断滤泥腐熟的简易方法：滤泥堆肥呈疏松状，颜色灰白(粉碎后成灰褐色)，无异臭味，堆肥温度与外界温度大概一致，含水量20％以下。
本发明具有以下有益效果：上述甘蔗滤泥发酵菌剂，包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉。发酵剂中含有多种有益菌，好氧发酵与厌氧发酵相结合的发酵方法。即克服了全好氧发酵时占地面积大、肥料养分易损失的缺点；又克服了全厌氧发酵易产生臭味、腐熟时间长、含水量高的缺点。而且长柄木霉具有较强的分解纤维素的能力，其代谢产物主要为纤维素酶和果胶酶。非常适合在甘蔗滤泥上生长繁殖，并把滤泥里的纤维素降解。并能在气温较低的条件下正常发酵，堆肥温度可达80℃。如此高的温度，能有效杀灭滤泥中夹带的病原菌、虫卵和杂草籽等。降解有毒有害物质；提高滤泥中生物酶的转化率；分解作物。上述甘蔗滤泥发酵菌剂，多种菌种以合适的比例配合因而起温速度快，高温时间长，因而发酵时间短，发酵完全。
进一步地，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为3:2:1:1。在该条件下，可堆肥的起温速度更快，高温时间更长，因而发酵时间更短，发酵更完全。
本发明另一方面提供了一种甘蔗滤泥发酵方法，包括以下步骤：
调节甘蔗滤泥的碳氮比和水分，并加入甘蔗滤泥质量0.5～1％的甘蔗滤泥发酵菌剂混匀。
将混匀的甘蔗滤泥成堆后，发酵至腐熟。
可按照发酵甘蔗滤泥的现有技术中的方法，调节甘蔗滤泥的碳氮比和甘蔗滤泥的水分。甘蔗滤泥发酵菌剂的加入量为甘蔗滤泥质量的0.5～1％。以该比例加入，甘蔗滤泥腐熟速度快，腐熟彻底，同时甘蔗滤泥发酵菌剂使用量较少。
进一步地，甘蔗滤泥加入其质量20％～40％的碳性材料和9～11％的鸡粪调节碳氮比和水分，碳性材料包括草粉、秸秆粉、菌糠、麦麸、谷壳或锯末中的一种或几种。甘蔗滤泥的水分为58～62％。
该操作使得甘蔗滤泥具有合适的碳氮比。当加入量过少时，碳氮比过低，甘蔗滤泥所能提供的营养物质有限，影响细胞的繁殖。当加入量过多时，碳氮比过高，细菌在发酵过程后期生长缓慢，代谢废物产生较多，最终使得菌体代谢异常，影响外源蛋白合成。
同时，加入量过少时，滤泥水分过高，会影响堆肥的通气性，极易造成厌氧状态，抑制菌体的活性，产生臭味。而加入量过少时，滤泥水分过低，物料不能吸水膨胀软化，质地较硬，不利于微生物的分解。
滤泥水分过高时，会影响堆肥的通气性，极易造成厌氧状态，抑制菌体的活性，产生臭味。而滤泥水分过低时，物料不能吸水膨胀软化，质地较硬，不利于微生物的分解。水分为58～62％下的甘蔗滤泥，可手抓成团，放手心能散。
进一步地，鸡粪、甘蔗滤泥发酵菌剂和甘蔗滤泥总质量的9～11％的部分甘蔗滤泥混匀后，再和剩余的甘蔗滤泥混匀。
由于甘蔗滤泥发酵菌剂总量较少，不易在甘蔗滤泥中均匀分布。因此可和鸡粪、部分甘蔗滤泥混匀后，再与其它的甘蔗滤泥混匀。通过二次混匀的方式，使得鸡粪、甘蔗滤泥发酵菌剂、甘蔗滤泥三者混合均匀。
进一步地，甘蔗滤泥堆肥为高0.5～1米、宽1～1.5米的长条形或高0.5～1米、底部宽1～1.5米的圆锥形。
长条形适用于机械翻堆的工厂操作，圆锥形适用于人工操作。该种规格的甘蔗滤泥堆肥便于保温，有利于细菌生长，使得发酵过程中起温快，温度高。
进一步地，发酵过程中，当甘蔗滤泥堆肥的温度达到45℃时，早晚各翻堆一次。通过翻堆可在甘蔗滤泥堆肥中通入氧气，以利于好氧性细菌生长，从而保证发酵的进行。
进一步地，当环境温度在10℃以下时，在甘蔗滤泥堆肥上覆盖遮盖物，当堆肥温度上升到40℃时，撤去遮盖物，遮盖物为塑料薄膜、麻袋、稻草或秸秆中的一种或几种。
当环境温度在10℃以下时，覆盖遮盖物，防止热量散发，对甘蔗滤泥堆肥进行保温，有利于细菌生长，使得发酵过程中起温快，温度高。当堆肥温度上升到40℃时，撤去遮盖物，以便于氧气进入堆肥中，便于好氧性细菌生长，从而保证发酵的进行。
进一步地，发酵的时间为10～20天。根据外界温度而定，一般发酵10～20天，发酵完成。
实施例1
甘蔗滤泥发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为14：11：6：4。甘蔗滤泥发酵菌剂的为甘蔗滤泥总量的0.5％，鸡粪为甘蔗滤泥总量的9％。
取鸡粪、甘蔗滤泥发酵菌剂和甘蔗滤泥总质量9％的甘蔗滤泥混匀后，与剩余的甘蔗滤泥混匀。其中剩余的甘蔗滤泥中加入20％的谷壳。搅匀后，甘蔗滤泥的水分为58％。
把搅拌好的滤泥堆成高0.5米，宽1米的长条形。堆肥温度达到45℃时，早晚各翻堆一次。
实施例2
甘蔗滤泥发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为15：10：5：5。甘蔗滤泥发酵菌剂的为甘蔗滤泥总量的0.8％，鸡粪为甘蔗滤泥总量的10％。
取鸡粪、甘蔗滤泥发酵菌剂和甘蔗滤泥总质量10％的甘蔗滤泥混匀后，与剩余的甘蔗滤泥混匀。其中剩余的甘蔗滤泥中加入30％的秸秆粉。搅匀后，甘蔗滤泥的水分为60％。
把搅拌好的滤泥堆成高0.9米，宽1.3米的长条形。堆肥温度达到45℃时，早晚各翻堆一次。
实施例3
甘蔗滤泥发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为16：9：4：6。甘蔗滤泥发酵菌剂的为甘蔗滤泥总量的1％，鸡粪为甘蔗滤泥总量的11％。
取鸡粪、甘蔗滤泥发酵菌剂和甘蔗滤泥总质量11％的甘蔗滤泥混匀后，与剩余的甘蔗滤泥混匀。其中剩余的甘蔗滤泥中加入30％的秸秆粉。搅匀后，甘蔗滤泥的水分为62％。
把搅拌好的滤泥堆成高0.9米，宽1.3米的长条形。堆肥温度达到45℃时，早晚各翻堆一次。
对比例1
对比例1和实施例1的区别在于，发酵菌剂中不包括长柄木霉。
对比例2
对比例2和实施例1的区别在于，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为17:12:3:3。
对比例3
对比例3和实施例1的区别在于，枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉的质量比为13:7:7:7。
对比实施例1～3、对比例1～3中的甘蔗滤泥发酵情况可知，对比例1中未加入长柄木霉的甘蔗滤泥起温速度慢，发酵最高温度为61℃。发酵至18天时，发酵温度仍高达53℃，发酵未完全。对比例2～3中加了长柄木霉，但发酵菌剂的比例不在本发明的范围内。起温速度相对对比例1有所提高，但相比实施例1～3，起温速度仍相对慢。发酵最高温度为66℃，也相对较低。实施例1～3中，起温快，至18天时，发酵温度与室温温度接近，已发酵完成。且最高发酵温度分别为74℃、80℃和76℃。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种甘蔗滤泥发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
调节甘蔗滤泥的碳氮比和水分，并加入甘蔗滤泥质量0.5～1％的甘蔗滤泥发酵菌剂混匀；
所述调节甘蔗滤泥的碳氮比和水分包括：所述甘蔗滤泥加入其质量20～40％的碳性材料和9～11％的鸡粪调节碳氮比和水分，所述碳性材料包括草粉、秸秆粉、菌糠、麦麸、谷壳或锯末中的一种或几种，所述甘蔗滤泥的水分为58～62％；
所述甘蔗滤泥发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、米曲霉、酵母菌和长柄木霉，所述枯草芽孢杆菌、所述米曲霉、所述酵母菌和所述长柄木霉的质量比为(14～16)：(9～11)：(4～6)：(4～6)；
所述鸡粪、所述甘蔗滤泥发酵菌剂和所述甘蔗滤泥总质量的9～11％的部分甘蔗滤泥混匀后，再和剩余的甘蔗滤泥混匀，其中剩余的甘蔗滤泥中加入了20～40％的碳性材料；
将混匀的甘蔗滤泥成堆后，发酵至腐熟；
甘蔗滤泥堆肥为高0.5～1米、宽1～1.5米的长条形或高0.5～1米、底部宽1～1.5米的圆锥形；
发酵过程中，当甘蔗滤泥堆肥的温度达到45℃时，早晚各翻堆一次；
当环境温度在10℃以下时，在甘蔗滤泥堆肥上覆盖遮盖物，当堆肥温度上升到40℃时，撤去所述遮盖物，所述遮盖物为塑料薄膜、麻袋、稻草或秸秆中的一种或几种；
所述发酵的时间为10～20天。
2.根据权利要求1所述的甘蔗滤泥发酵方法，其特征在于，
所述枯草芽孢杆菌、所述米曲霉、所述酵母菌和所述长柄木霉的质量比为3:2:1:1。
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