CN113277900A - 一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，包括以下步骤：S1、粉碎，将烟草秸秆粉碎至粒度为3‑5mm；S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆送入消毒设备进行灭菌处理；S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，然后添加营养物和水，混合均匀；S4、复合菌剂接种，将复合菌种接种至上述步骤S3得到的堆体中；S5、腐熟发酵，将上述步骤S4接种后的堆体进行发酵；S6、添加功能菌，将功能菌种接种至上述步骤S5发酵后的堆体即得有机肥。该生产工艺以田间烟草秸秆为原料生产有机肥，可以有效解决烟草秸秆废弃物的处理问题，同时，消除了农田烟草病毒、病菌病害的传播源，节约了大量饲料秸秆的消耗，具有极大的生态效益和经济效益。

Description

一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺

技术领域

本发明涉及有机肥生产技术领域，具体涉及一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺。

背景技术

有机肥是农业肥料中一类重要肥种，可增加土壤腐殖质和肥力，改良土壤物理、化学特性，提高作物产量和质量，对农田可持续发展具有重要意义。目前，生产有机肥的原料中包括各种粮食作物秸秆(如玉米秸秆和麦秸等)和饼肥(如豆饼、菜子饼等)，这些原料均可制成很好的饲料。

烟草秸秆，是一种特殊经济作物的副产物，我国年产烟叶2000万亩，烟草秸秆占烟株总生物量的1/3左右，它含有丰富的纤维素、糖类、蛋白质、果胶、脂肪酸、蜡质等，尤其是氮、磷、钾素含量显著高于粮食作物秸秆，是一种潜在的巨大的生物资源。由于烟草秸秆一方面不适用于作饲料，另一方面直接还田易传染烟田病害(尤其是病毒病害，如花叶病)，因此长期以来，烟草秸秆的处理方式主要做法有两种：一是丢弃在田间地头，烟株残体长期得不到清除，助长许多病原菌的繁殖，加重了来年病害发生；二是堆积焚烧，会造成环境的大气污染。因此，如何处理烟草秸秆废弃物一直是非常棘手的问题。

烟草秸秆(包括烟田地上的烟秆部分和地下烟根部分)含有大量的有机质，是进行生物有机肥加工的良好原料，其特有的纤维和半纤维结构非常有利于改善土壤结构。因此，利用烟草秸秆生产生物有机肥，又将其施用到烟叶生产中去，是一种烟草农业循环经济的模式，符合烟草农业科技和烟草可持续绿色环保发展的理念。

中国专利【CN98106838.3】公开了一种利用烟草秸秆生产生物有机肥的方法，主要特征是所用的原料为烟草秸秆。所采用的方法是：烟草秸秆经切碎、粉碎→灭菌、灭病毒处理→混配辅料→发酵腐熟→干燥、包装。该方法可充分利用目前尚未得到合理利用的烟草秸秆，所生产肥料有机质、腐殖质、有益微生物含量高，可促进土壤结合态营养元素的释放，肥力高，成本低。同时，消除了烟草病毒、病菌病害的传播，节约了饲料秸秆资源的消耗，具有很大生态效益和经济效益。然而该方法的生产过程中存在以下问题，烟草秸秆纤维素不易分解、烟草中的烟碱无法降解、烟草病虫源菌携带等问题，都会影响和降低有机肥的生产效率和品质。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，以田间烟草秸秆为原料生产有机肥，可以有效解决烟草秸秆废弃物的处理问题，同时消除了农田烟草病毒、病菌病害的传播源，节约了大量饲料秸秆的消耗，具有极大的生态效益和经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，包括以下步骤：

S1、粉碎，将烟草秸秆粉碎至粒度为3-5mm；

S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆送入消毒设备进行灭菌处理；

S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，然后添加营养物和水，混合均匀；

S4、复合菌剂接种，将复合菌种接种至上述步骤S3得到的堆体中；

S5、腐熟发酵，将上述步骤S4接种后的堆体进行发酵；

S6、添加功能菌，将功能菌种接种至上述步骤S5发酵后的堆体即得有机肥。

进一步的，所述步骤S2中灭菌处理为微波水热处理，具体处理方法为：加热至为100-120℃，恒温10-20min，然后加热至120-160℃，恒温10-20min，然后加热至160-200℃，恒温10-20min。

进一步的，所述步骤S3中条垛状堆体宽1.6-2m，高1.0-1.6m。

进一步的，所述步骤S4中堆体与复合菌种的质量比为（800-1000）：2。

进一步的，所述步骤S4中复合菌种包括纤维素降解霉菌、纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌与微生物腐熟剂的混合物，所述纤维素降解霉菌、纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌与微生物腐熟剂的质量比为4：4：1：1：1。

进一步的，所述步骤S4中复合菌种的接种方法如下：将纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌和微生物腐熟剂的菌液扩培发酵后，加水搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上；将纤维素降解霉菌扩培后与麸皮混合，霉菌与麸皮的质量比为1：10，然后将其均匀的洒在堆体上。

进一步的，所述步骤S5中发酵25-35天。

进一步的，所述步骤S6中功能菌种与堆体的质量比为（1-2）：200。

进一步的，所述步骤S6中功能菌种包括解钾菌、抗青枯菌、耐硒菌，所述解钾菌、抗青枯菌与耐硒菌的质量比为2：3：1。

进一步的，所述步骤S6中功能菌种的接种方法如下：将菌液扩培发酵，搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上。

本发明提供的制备工艺中，为提高烟草秸秆纤维素的降解率，将粉碎后的烟草秸秆进行微波水热处理，在120-160℃微波水热条件下，可以对烟草秸秆进行初步灭菌处理，温度升高至120-160℃，烟草秸秆纤维素可分离出非结构性单/多糖，最大产率为12.0%；剩余烟草秸秆进一步进行水热处理，温度升高至160-200℃，半纤维素能被有效降解分离，最大产率为10.5%。随着温度的升高，烟草秸秆内主要成分由木聚糖、葡萄糖醛酸木聚糖以及木葡聚糖等混合组分变为以木聚糖为主的单一组分，水热处理后的烟草秸秆再接种纤维素降解霉菌、纤维素降解细菌、木质素降解菌，可以有效解决烟草秸秆纤维素不易分解的问题，大幅提升有机肥生产品质。

堆肥中加入微生物腐熟剂能极大缩短腐熟所需时间，加快碳氮比降低速度，有助于堆肥中氮、磷、钾的保全和有机质的增加，促进养分均衡。在烟草秸秆堆体中添加腐熟剂能有效加快木质纤维素的分解，缩短发酵周期，提高堆肥制品的质量。施入土壤后还可以提高土壤中有机质和速效养分的含量，改良酸化土壤，增加土壤肥力。

为了提升有机肥的品质，本发明加入了解钾菌，又称钾细菌，是从土壤中分离出来的一种能分化铝硅酸盐和磷灰石类矿物的细菌，能作为微生物肥料；能够分解钾长石，磷灰石等不溶的硅铝酸盐的无机矿物；促进难溶性的钾、磷、镁等养分元素转化成为可溶性养分，增加土壤中速效养分含量。将其应用于有机肥中，可以促进作物生长发育，提高产量。同时，抗青枯菌的加入可以阻止作物受青枯菌的危害，造成不同程度的损失。耐硒菌的加入可以提高肥料硒的含量，从而提高土壤作物的适应能力，有效提升土壤作物的存活率。

本发明的有益效果在于：

1.本发明提供的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，本发明提供了一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，以田间烟草秸秆为原料生产有机肥，可以有效解决烟草秸秆废弃物的处理问题，同时消除了农田烟草病毒、病菌病害的传播源，节约了大量饲料秸秆的消耗，具有极大的生态效益和经济效益。

2.本发明提供的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，通过加入复合菌种纤维素降解霉菌、纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌与微生物腐熟剂的混合物，可以有效解决烟草秸秆纤维素不易分解、烟草中的烟碱无法降解、烟草病虫源菌携带等问题，提高有机肥的生产效率和品质。

3.本发明提供的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，通过加入功能菌种解钾菌、抗青枯菌、耐硒菌，可以有效提升有机肥的使用品质，进一步提升土壤作物产量，具有极高的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例中一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式，本发明并不限制于该实施例。

本发明实施例中粉碎烟草秸秆主要采用了ZCQ2切料机、DSP片锤破碎机、出料皮带机。

其中，ZCQ2切料机的主要技术参数如表1。

表1 ZCQ2切料机主要技术参数

DSP片锤破碎机的主要技术参数如表2。

表2 DSP片锤破碎机主要技术参数

本发明实施例中为提高烟碱的降解率，本发明实施例采用的烟碱降解菌包括假单胞菌、阴沟肠杆菌和黄曲霉菌。其中，假单胞菌具有较好的降解烟碱能力。阴沟肠杆菌对烟碱产生的降解作用适中，这种细菌还能代谢烟酸。在烟碱培养基小于5g/L、PH为7、温度为34℃的条件下进行发酵，可以提升阴沟肠杆菌对烟碱的降解能力。黄曲霉菌在烟碱含量1%、温度28℃、PH7.0、转速120r/、柠檬酸三钠含量2.0%、蛋白陈1.0%的培养条件下具有最佳的降解率。

本发明具体实施例如下：

实施例1

一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，具体如下：

S1、粉碎，收集烟草秸秆，含烟杆和烟根，并控制烟草秸秆的含水率为30%，含土率5%，异物2%，去除塑料膜、碎石等异物，然后将烟草秸秆粉碎至粒度为3mm，呈颗粒状；

S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆进行微波水热处理，具体处理过程为：首先热至为100℃，恒温20min，然后加热至120℃，恒温20min，然后加热至160℃，恒温20min；

S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，条垛状堆体宽1.6m，高1.0m，长10m，然后添加营养物化肥和水，混合均匀，保持含水量为60%；

S4、复合菌剂接种，将复合菌种接种至上述步骤S3得到的堆体，具体接种过程如下：将纤维素降解细菌B4、木质素降解菌S13、假单胞菌和微生物腐熟剂的细菌液扩培发酵后，加水搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上；将纤维素降解霉菌M1扩培后与麸皮混合，霉菌与麸皮的质量比为1：10，然后将其均匀的洒在堆体上，其中，堆体与复合菌种的质量比为1000：2，所述纤维素降解霉菌M1、纤维素降解细菌B4、木质素降解菌S13、假单胞菌与微生物腐熟剂的质量比为4：4：1：1：1；

S5、腐熟发酵，将上述步骤S4接种后的堆体进行发酵，每天记录温度，发酵过程中在第3天、第7天、第10天、第18天进行翻堆；发酵25天后，温度基本保持稳定在33±2℃，不再下降，堆体原料变成褐色，无氨臭气味，堆积材料柔软腐烂，用手拉捏极易断碎，初步判定发酵结束；

S6、添加功能菌，将功能菌种接种至上述步骤S5发酵后的堆体，具体接种方法如下：将功能菌种菌液扩培发酵，搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上即得有机肥，把制备好的肥料按照产品包装要求包装成袋。其中，功能菌种与堆体的质量比为1：200，功能菌种包括解钾菌、抗青枯菌、耐硒菌，解钾菌、抗青枯菌与耐硒菌的质量比为2：3：1。

实施例2

一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，具体如下：

S1、粉碎，收集烟草秸秆，含烟杆和烟根，并控制烟草秸秆的含水率为20%，含土率4%，异物1%，去除塑料膜、碎石等异物，然后将烟草秸秆粉碎至粒度为4mm，呈颗粒状；

S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆进行微波水热处理，具体处理过程为：首先热至为110℃，恒温15min，然后加热至140℃，恒温15min，然后加热至180℃，恒温15min；

S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，条垛状堆体宽1.8m，高1.3m，长15m，然后添加营养物化肥和水，混合均匀，保持含水量为62%；

S4、复合菌剂接种，将复合菌种接种至上述步骤S3得到的堆体，具体接种过程如下：将纤维素降解细菌B4、木质素降解菌S13、阴沟肠杆菌和微生物腐熟剂的细菌液扩培发酵后，加水搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上；将纤维素降解霉菌M1扩培后与麸皮混合，霉菌与麸皮的质量比为1：10，然后将其均匀的洒在堆体上，其中，堆体与复合菌种的质量比为900：2，所述纤维素降解霉菌M1、纤维素降解细菌B4、木质素降解菌S13、阴沟肠杆菌与微生物腐熟剂的质量比为4：4：1：1：1；

S5、腐熟发酵，将上述步骤S4接种后的堆体进行发酵，每天记录温度，发酵过程中在第3天、第7天、第10天、第18天进行翻堆；发酵30天后，温度基本保持稳定在33±2℃，不再下降，堆体原料变成褐色，无氨臭气味，堆积材料柔软腐烂，用手拉捏极易断碎，初步判定发酵结束；

S6、添加功能菌，将功能菌种接种至上述步骤S5发酵后的堆体，具体接种方法如下：将功能菌种菌液扩培发酵，搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上即得有机肥，把制备好的肥料按照产品包装要求包装成袋。其中，功能菌种与堆体的质量比为3：400，功能菌种包括解钾菌、抗青枯菌、耐硒菌，解钾菌、抗青枯菌与耐硒菌的质量比为2：3：1。

实施例3

一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，具体如下：

S1、粉碎，收集烟草秸秆，含烟杆和烟根，并控制烟草秸秆的含水率为10%，含土率3%，异物0.5%，去除塑料膜、碎石等异物，然后将烟草秸秆粉碎至粒度为5mm，呈颗粒状；

S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆进行微波水热处理，具体处理过程为：首先热至为120℃，恒温10min，然后加热至160℃，恒温10min，然后加热至200℃，恒温10min；

S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，条垛状堆体宽2m，高1.6m，长20m，然后添加营养物化肥和水，混合均匀，保持含水量为65%；

S4、复合菌剂接种，将复合菌种接种至上述步骤S3得到的堆体，具体接种过程如下：将纤维素降解细菌B4、木质素降解菌S13、黄曲霉菌和微生物腐熟剂的细菌液扩培发酵后，加水搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上；将纤维素降解霉菌M1扩培后与麸皮混合，霉菌与麸皮的质量比为1：10，然后将其均匀的洒在堆体上，其中，堆体与复合菌种的质量比为1000：2，所述纤维素降解霉菌M1、纤维素降解细菌B4、木质素降解菌S13、黄曲霉菌与微生物腐熟剂的质量比为4：4：1：1：1；

S5、腐熟发酵，将上述步骤S4接种后的堆体进行发酵，每天记录温度，发酵过程中在第3天、第7天、第10天、第18天进行翻堆；发酵30天后，温度基本保持稳定在33±2℃，不再下降，堆体原料变成褐色，无氨臭气味，堆积材料柔软腐烂，用手拉捏极易断碎，初步判定发酵结束；

S6、添加功能菌，将功能菌种接种至上述步骤S5发酵后的堆体，具体接种方法如下：将功能菌种菌液扩培发酵，搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上即得有机肥，把制备好的肥料按照产品包装要求包装成袋。其中，功能菌种与堆体的质量比为1：100，功能菌种包括解钾菌、抗青枯菌、耐硒菌，解钾菌、抗青枯菌与耐硒菌的质量比为2：3：1。

对比例1

以不接种复合菌种和功能菌种的烟草秸秆堆肥为对比例

一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，具体如下：

S1、粉碎，收集烟草秸秆，含烟杆和烟根，并控制烟草秸秆的含水率为10%，含土率3%，异物0.5%，去除塑料膜、碎石等异物，然后将烟草秸秆粉碎至粒度为5mm，呈颗粒状；

S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆进行微波水热处理，具体处理过程为：首先热至为120℃，恒温10min，然后加热至160℃，恒温10min，然后加热至200℃，恒温10min；

S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，条垛状堆体宽2m，高1.6m，长20m，然后添加营养物化肥和水，混合均匀，保持含水量为65%；

S4、腐熟发酵，将上述步骤S3接种后的堆体进行发酵，每天记录温度，发酵过程中在第3天、第7天、第10天、第18天进行翻堆；发酵30天后，温度基本保持稳定在33±2℃，不再下降，堆体原料变成褐色，无氨臭气味，堆积材料柔软腐烂，用手拉捏极易断碎，初步判定发酵结束，即得有机肥，把制备好的肥料按照产品包装要求包装成袋。

对实施例1-3和对比例1制备的有机肥进行养分检测，如表1所示

表1-实施例1-3和对比例1制备的有机肥养分含量测定结果

由表1可知，实施例1-3制备的生物有机肥中有机质含量较高，总养分含量达到6.35-6.68％，说明复合菌种和功能菌种可以显著提高废料的养分含量，有助于堆肥中氮、磷、钾的保全和有机质的增加，促进养分均衡。

将实施例1-3制备的生物有机肥分别施用到土壤应用例1-3，将烟草秸秆直接粉碎还田作为应用例4，以不施用任何肥料的土壤应用例5作为空白对照。对应用例1-5进行养分检测，如表2所示。

表2-应用例1-5土壤养分含量测定结果

由表2可知，应用例1-3的土壤中有机质和速效养分的含量明显高于应用例4-5，说明本发明制备的烟草秸秆生物有机肥，施入土壤后可以提高土壤中有机质和速效养分的含量，改良酸化土壤，增加土壤肥力。进一步提升土壤作物产量，具有极高的经济效益。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、粉碎，将烟草秸秆粉碎至粒度为3-5mm；

S2、灭菌，将上述步骤S1粉碎后的烟草秸秆送入消毒设备进行灭菌处理；

S3、堆肥，将上述步骤S2灭菌后的烟草秸秆堆积成条垛状堆体，然后添加营养物和水，混合均匀；

S4、复合菌剂接种，将复合菌种接种至上述步骤S3得到的堆体中；

S5、腐熟发酵，将上述步骤S4接种后的堆体进行发酵；

S6、添加功能菌，将功能菌种接种至上述步骤S5发酵后的堆体即得有机肥。

2.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中灭菌处理为微波水热处理，具体处理过程为：首先加热至为100-120℃，恒温10-20min，然后加热至120-160℃，恒温10-20min，然后加热至160-200℃，恒温10-20min。

3.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中条垛状堆体宽1.6-2m，高1.0-1.6m。

4.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中堆体与复合菌种的质量比为（800-1000）：2。

5.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中复合菌种包括纤维素降解霉菌、纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌与微生物腐熟剂的混合物，所述纤维素降解霉菌、纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌与微生物腐熟剂的质量比为4：4：1：1：1。

6.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中复合菌种的接种方法如下：将纤维素降解细菌、木质素降解菌、烟碱降解菌和微生物腐熟剂的菌液扩培发酵后，加水搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上；将纤维素降解霉菌扩培后与麸皮混合，霉菌与麸皮的质量比为1：10，然后将其均匀的洒在堆体上。

7.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中发酵25-35天。

8.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S6中功能菌种与堆体的质量比为（1-2）：200。

9.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S6中功能菌种包括解钾菌、抗青枯菌、耐硒菌，所述解钾菌、抗青枯菌与耐硒菌的质量比为2：3：1。

10.根据权利要求1所述的一种烟草秸秆生物有机肥的生产工艺，其特征在于，所述步骤S6中功能菌种的接种方法如下：将菌液扩培发酵，搅拌均匀，然后将其均匀的喷洒到堆体上。

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