一种植物源材料高温堆肥方法及其中使用的酵头技术

本发明专利技术公开了一种植物源材料高温堆肥方法及其中使用的酵头。一种植物源材料高温堆肥酵头，酵头的原材料包括：第一植物源堆肥材料50～70重量份，第二植物源堆肥材料0重量份或15～30重量份，第三植物源堆肥材料5～10重量份，堆肥菌吸附剂10～15重量份，所述的堆肥菌吸附剂由堆肥超高温菌吸附剂和堆肥高温菌吸附剂组成，上述物料均按干物计。只要使用本发明专利技术高温酵头，均能使所有植物源废弃材料(例如作物秸秆、树枝、尾菜、蘑菇渣、糖渣、糠醛渣、酒渣、醋渣、中药渣等)在一个月之内达到完全腐熟，所获堆肥产品可以达到商品有机肥的行业标准，即有机质大于45％，氮磷钾总养分大于5％，水分小于30％，pH5.5～8.5。

A High Temperature Composting Method for Plant Source Materials and Its Fermentation Heads

【技术实现步骤摘要】
一种植物源材料高温堆肥方法及其中使用的酵头
本专利技术属于固体堆肥发酵
，涉及一种植物源材料高温堆肥方法及其中使用的酵头。
技术介绍
植物源堆肥材料包括农作物秸秆、城市园林修剪枯枝落叶、中药渣、木署渣、酒渣、醋渣、糠醛渣、食用菌渣等，我国每年产生这些有机废弃物约20亿吨，如果做成商品有机肥或生物有机肥，将是一个巨大的资源。而且植物源材料不含或含量很低的重金属、抗生素、环境类激素等有毒有害物质，是生产绿色农产品甚至有机农产品最好的原材料。与动物源粪便相比，植物源材料因其纤维素、木质素含量高，需要的堆肥温度高和时间长，加大了企业生产成本。植物源材料分解速度最快的堆肥温度为65-75℃，因此如何激发堆肥微生物活动，使堆肥温度迅速上升至65-75℃，并维持更长的时间，是决定堆肥企业效益的关键。因此获得高质量的高温堆肥微生物的起爆剂(堆肥酵头)是其中的技术瓶颈。超高温微生物的最适生长温度为60-65℃，但是液体发酵扩繁这些高温微生物一般需要48小时以上的生长时间，如此长时间靠蒸汽维持几吨体积的发酵罐温度生产上就很难实现，这成为高温菌生产的限制因子。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种植物源材料高温堆肥酵头及其制备方法。本专利技术的另一目的是提供利用该酵头进行植物源材料高温堆肥的方法。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现：一种植物源材料高温堆肥酵头，酵头的原材料包括：第一植物源堆肥材料50～70重量份，第二植物源堆肥材料0重量份或15～30重量份，第三植物源堆肥材料5～10重量份，堆肥菌吸附剂10～15重量份，上述物料均按干物计；所述的第一植物源堆肥材料选自作物秸秆、枯枝落叶、木署渣、食用菌菇渣中的任意一种或多种；所述的第二植物源堆肥材料选自糠醛渣或糖渣中的任意一种或多种；所述的第三植物源堆肥材料选自豆饼、菜饼或棉子饼中的任意一种或多种；所述的堆肥菌吸附剂由堆肥超高温菌吸附剂和堆肥高温菌吸附剂组成；所述的堆肥超高温菌吸附剂是由麦麸吸附嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液制得；所述的堆肥高温菌吸附剂是由麦麸吸附堆肥真菌和堆肥芽孢杆菌发酵液制得。其中,所述的堆肥超高温菌为保藏号为CGMCCNo.14935的嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus)NJAUB5。所述的嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液优选是将嗜热脂肪土芽孢杆菌接种于LB培养基，于65℃，160rpm发酵45～50小时获得的芽孢含量为5ⅹ109个/ml的菌液。所述的堆肥超高温菌吸附剂是由每公斤麦麸吸附0.3～0.5升嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液制得。所述的堆肥真菌选自保藏编号为CGMCCNo.3309的烟曲霉(Aspergillusfumigatus)NJZ5。所述的堆肥真菌发酵液优选通过以下方法制备：向PDA液体培养基中接入孢子悬液，至终浓度为1x107个/mL，于45℃、200rpm摇床振荡培养24h。所述的堆肥芽孢杆菌选自保藏编号为CGMCCNO.3183的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)NJN-6。所述的堆肥芽孢杆菌发酵液通过以下方法制备：将堆肥芽孢杆菌接种到PDA培养液进行发酵生产，发酵生产条件为：pH为6.0～7.0，培养温度30～35℃，搅拌速度为180～300转/分钟，培养约48小时，当发酵液菌含量达到1010个/ml结束发酵得到堆肥芽孢杆菌发酵液。所述的堆肥高温菌吸附剂优选是由每3公斤麦麸吸附1～2升堆肥真菌发酵液和1升堆肥芽孢杆菌发酵液制得。所述的堆肥超高温菌吸附剂和堆肥高温菌吸附剂的质量比为0.8～1.5:1。所述的酵头优选含超高温菌达到109个/克数量级，堆肥真菌达到109CFU/克数量级，其他芽孢杆菌达到109个/克数量级。作为本专利技术所述的植物源材料高温堆肥酵头的进一步优选，所述的植物源材料高温堆肥酵头主要通过以下方法制备得到：(1)含有第二植物源堆肥材料的情况：将第一植物源堆肥材料、第二植物源堆肥材料、第三植物源堆肥材料及堆肥菌吸附剂均粉碎过筛，充分混匀后添加水分，初始堆肥时物料含水量控制在60％～65％，在高于10℃的环境中进行固体堆肥发酵，每2～5天翻堆一次，共翻堆4-7次顺利通过堆肥的升温和高温期，接着经历降温后熟期制得植物源材料高温堆肥酵头；(2)不含有第二植物源堆肥材料的情况：将第一植物源堆肥材料、第三植物源堆肥材料及堆肥菌吸附剂均粉碎过筛，充分混匀后添加水分，初始堆肥时物料含水量控制在60％～65％，在高于10℃的环境中进行固体堆肥发酵，每2～5天翻堆一次，如此重复5～7次顺利通过堆肥的升温和高温期，整个升温和高温期间，每天测定堆温的同时测定堆肥的pH值，从高温堆肥的第二次翻堆起，如果堆肥的pH超过7.5，需要用酸性水溶液喷在堆肥材料上，以后毎天监测pH，需要时用上述方法调节堆肥pH，使之始终控制在5.5～7.5；接着经历5～10天的降温后熟期制得植物源材料高温堆肥酵头。其中，所有原材料均粉碎通过1cm筛，但不能过细，以便在发酵过程中有利于提供氧气。本专利技术所述的植物源材料高温堆肥酵头的制备方法，包含以下方法：将第一植物源堆肥材料、第二植物源堆肥材料、第三植物源堆肥材料及堆肥菌吸附剂均粉碎过筛，充分混匀后添加水分，在室温高于10℃的环境中进行固体堆肥发酵；初始堆肥时物料含水量控制在60％～65％，每2～5天翻堆一次，共翻堆4-7次顺利通过堆肥的升温和高温期，接着经历降温后熟期制得植物源材料高温堆肥酵头。作为本专利技术所述的制备方法的优选，当堆温第一次达到75℃，结合翻堆调节堆肥含水量为48％～52％，进入后熟期堆肥含水量控制在小于30％。本专利技术制备方法中，翻堆越彻底越好，以便给堆肥充分供氧。按照本专利技术制备方法，只需15～20天就能顺利通过堆肥的升温和高温期。本专利技术所述的植物源材料高温堆肥酵头在植物源材料高温堆肥中的应用。一种植物源材料高温堆肥方法，以8～12wt％的量将所述的植物源材料高温堆肥酵头添加到有机物料中进行高温堆肥发酵；每2～3天翻堆一次,升温至70℃以上，如此重复5～7次通过堆肥的升温和高温期，接着经历降温后熟期8～12天制备得到植物源材料高温堆肥。作为所述的植物源材料高温堆肥方法的，在整个升温和高温期间，每天测定堆温的同时测定堆肥的pH值，当pH值超过7.5时，加10％的糠醛渣或15％的糖渣，或直接喷洒10％(V/W)的0.1mol/L的硫酸溶液，以便将堆肥的pH值始终控制在6.5～7.5。有益效果：本专利技术提供了以植物源材料为主体材料进行的固体高温发酵生产高温酵头，该酵头含超高温菌(嗜热土芽孢杆菌)达到2×109个/克，堆肥真菌达到1×109CFU/克，其他芽孢杆菌达到9×109个/克，生产商品有机肥时只需添加10％的酵头，就能使堆肥最高温度达到70～75℃，确保有机废弃物无害化处理和资源化利用。结果表明，只要使用本专利技术高温酵头，均能使所有植物源废弃材料(例如作物秸秆、树枝、尾菜、蘑菇渣、糖渣、糠醛渣、酒渣、醋渣、中药渣等)在一个月之内达到完全腐熟，所获堆肥产品可以达到商品有机肥的行业标准，即有机质大于45％，氮磷钾总养分大于5％，水分小于30％，pH5.5～8.5。附图说明图1固体发酵制备酵头的堆温-时间关系图图2高温堆肥发酵的堆温-时间关系图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于酵头的原材料包括：第一植物源堆肥材料50～70重量份，第二植物源堆肥材料0重量份或15～30重量份，第三植物源堆肥材料5～10重量份，堆肥菌吸附剂10～15重量份，上述物料均按干物计；所述的第一植物源堆肥材料选自作物秸秆、枯枝落叶、木署渣、食用菌菇渣中的任意一种或多种；所述的第二植物源堆肥材料选自糠醛渣或糖渣中的任意一种或多种；所述的第三植物源堆肥材料选自豆饼、菜饼或棉子饼中的任意一种或多种；所述的堆肥菌吸附剂由堆肥超高温菌吸附剂和堆肥高温菌吸附剂组成；所述的堆肥超高温菌吸附剂是由麦麸吸附嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液制得；所述的堆肥高温菌吸附剂是由麦麸吸附堆肥真菌和堆肥芽孢杆菌发酵液制得。

【技术特征摘要】
1.一种植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于酵头的原材料包括：第一植物源堆肥材料50～70重量份，第二植物源堆肥材料0重量份或15～30重量份，第三植物源堆肥材料5～10重量份，堆肥菌吸附剂10～15重量份，上述物料均按干物计；所述的第一植物源堆肥材料选自作物秸秆、枯枝落叶、木署渣、食用菌菇渣中的任意一种或多种；所述的第二植物源堆肥材料选自糠醛渣或糖渣中的任意一种或多种；所述的第三植物源堆肥材料选自豆饼、菜饼或棉子饼中的任意一种或多种；所述的堆肥菌吸附剂由堆肥超高温菌吸附剂和堆肥高温菌吸附剂组成；所述的堆肥超高温菌吸附剂是由麦麸吸附嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液制得；所述的堆肥高温菌吸附剂是由麦麸吸附堆肥真菌和堆肥芽孢杆菌发酵液制得。2.根据权利要求1所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的堆肥超高温菌为保藏号为CGMCCNo.14935的嗜热脂肪土芽孢杆菌(Geobacillusstearothermophilus)NJAUB5。3.根据权利要求2所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液是将嗜热脂肪土芽孢杆菌接种于LB培养基，于65℃，160rpm发酵45～50小时获得的芽孢含量为5ⅹ109个/ml的菌液。4.根据权利要求3所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的堆肥超高温菌吸附剂是由每公斤麦麸吸附0.3～0.5升嗜热脂肪土芽孢杆菌发酵液制得。5.根据权利要求1所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的堆肥真菌选自保藏编号为CGMCCNo.3309的烟曲霉(Aspergillusfumigatus)NJZ5。6.根据权利要求5所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于堆肥真菌发酵液通过以下方法制备：向PDA液体培养基中接入孢子悬液，至终浓度为1x107CFU/mL，于45℃、200rpm摇床振荡培养24h。7.根据权利要求1所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的堆肥芽孢杆菌选自保藏编号为CGMCCNO.3183的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)NJN-6。8.根据权利要求7所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的堆肥芽孢杆菌发酵液通过以下方法制备：将堆肥芽孢杆菌接种到PDA培养液进行发酵生产，发酵生产条件为：pH为6.0～7.0，培养温度30～35℃，搅拌速度为180～300转/分钟，当发酵液菌含量达到1010个/ml结束发酵得到堆肥芽孢杆菌发酵液。9.根据权利要求1所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的堆肥高温菌吸附剂是由每3公斤麦麸吸附1～2升堆肥真菌发酵液和1升堆肥芽孢杆菌发酵液制得。10.根据权利要求1所述的植物源材料高温堆肥酵头，其特征在于所述的酵头含超高温菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈其荣，黄启为，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32