本发明涉及农业肥料生产技术领域，具体涉及一种农业废弃物的封闭式大棚堆发腐熟方法。
背景技术：
农业废弃物包括农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的废弃物。其中，农业秸秆是一种量大且重要的农业废弃物。随有社会的发展，以及煤、电、天然气、液化气等新能源在农村的广泛使用，农村城镇化步伐加快，使得本来用于取暖、做饭用的大量秸秆闲置，成为了广大农民在农业生产中一个重大负担。人们通常以焚烧的方式对秸秆进行处理，使大量秸秆在春天付之一炬。但以此方式处理的同时，对我们生存的环境造成了严重的污染，且使本来可以进行综合利用的秸秆资源造成了严重浪费。
农业秸秆可成为农用有机肥料和制取沼气的原料，也是饲养牲畜的粗饲料和栏圈铺垫料。将切碎的秸秆混掺以适量的禽畜粪便和栏圈铺垫物或人畜粪尿作高温堆肥，经过短期发酵，可大量杀灭人畜粪便中的致病菌、寄生虫卵和各种秸秆中隐藏的植物害虫以及各种杂草种籽等，然后再通过例如投入沼气池，进行发酵，产生沼气。这种处理方法既可获得优质有机肥料，又能提供沼气燃料，大大提高了例如秸秆的农业废弃物的利用率并有利于环保。
目前利用秸秆生产农用有机肥料的方法主要包括粉碎后堆发腐熟方法获取堆肥。堆肥所含营养物质丰富，肥效长而稳定，同时有利于促进土壤固粒结构的形成，能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力。秸秆堆肥前期处理工作包括粉碎秸秆和将秸秆和腐熟剂等堆肥材料按比例进行混合。
然而，自然条件下的堆发腐熟方法具有季节性和地域性，这是因为堆发腐熟过程中所使用的微生物菌群必须在特定的温度和湿度下才能在秸秆和其它农业废弃物上滋生繁衍。由于例如冬季和北方大部分时间气温低、湿度小等因素，物生物菌群基本处于休眠和半休眠状态，靠微生物菌群在自然条件下无法在短时间内完成对秸秆和有机废弃物的分解和腐化。因此，针对这一情况，需要提出改进的方法，以使堆发腐熟方法利用秸秆等农业废弃物的技术适应性更广，从而能够在各个季节例如冬季和各地区例如我国北方都能适用，加快对秸秆和有机废弃物的分解腐化过程，使得人们用最短的时间，完成对秸秆和有机废弃物的分解和腐熟，从而获得需要的生物有机肥。通过此技术，改善改变农业生产现状，和农村生产生活，使农业向着良性可循环方面发展。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种封闭式大棚堆发腐熟方法，用以解决现有的堆发腐熟方法具有季节性和地域性限制，无法在短时间内完成对秸秆和农业废弃物的分解和腐化的问题。本发明实施例提供的方法是一种可以在寒温带快速腐化秸秆和有机废弃物的技术，该技术可以适用于中国寒温带任何地区使用。本发明实施例中所提到的有机废弃物包括农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的废弃物。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种农业废弃物的封闭式大棚堆发腐熟方法，所述方法包括利用封闭式大棚在温度和湿度受控的条件下对农业废弃物进行堆发腐熟，其中，所述封闭式大棚内部设置有喷淋设备，大棚顶部设置有排气口；所述农业废弃物包括农业秸秆，且在进行堆发腐熟之前通过粉碎压块进行打包处理。
本发明实施例的技术方案采用了温度和湿度可控的封闭式大棚进行包括农业秸秆的农业废弃物的堆发腐熟，这样给用于腐熟的微生物菌群创造出适合生长和繁衍的封闭式环境，加快了对秸秆和其它有机废弃物的分解和腐化过程，使得人们用最短的时间，获得所需要的生物有机肥。
另外，为了保证秸秆等农业废弃物在堆发腐熟过程中所需温度和湿度的可控，在所用的大棚内部设置有喷淋设备，并在大棚顶部设置有排气口。所述喷淋设备用于向堆腐的农业废弃物进行喷淋液体，包括水、腐熟剂等，以用于控制湿度和降温；另外，还可以用湿度大小，减慢或加快堆体的分解腐熟的时间，从而获得我们所需求的足够的热能和时间，为供热和农业生产服务。所述排气口用于排除发酵时产生的多余热量，有效控制棚内温度，还可用于调节棚内外气压平衡。
随着农业生产的发展，中国自20世纪80年代以来，粮食产量大幅提高，秸秆数量也多，加之省柴节煤技术的推广，烧煤和使用液化气的普及，使农村中有大量富余秸秆，迫切需要为秸秆寻找到新的、利用价值最大化的以及可持续发展的利用途径。农业秸秆通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。
本发明实施例提供的上述方法，可以利用诸如秸秆压块机、打包机等对秸秆和有机废弃物(有机垃圾)进行压块打包后，再进行后续处理，包括运输和堆发腐化等。通过对包括秸秆的有机废弃物采用压块打包技术，能够节省空间，使装料时间缩短，从而节省运输成本；其次，在堆发腐熟时，使得整个料堆可以增加高度，提高了空间利用率，加大了单位空间的腐熟量；再次，可以使腐熟周期短，例如可以缩短至20-30天，一个封闭式大棚在整个秋冬季可以至少装料3-4次，在冬天可以循环利用。
在一个实施方案中，所述喷淋设备为喷雾器。喷雾器用于将喷淋液体以喷雾的形式喷洒到堆腐的有机废弃物(发酵堆)上，其喷洒较为均匀，且在某些情况下有利于降低成本。
进一步的，所述封闭式大棚内部还设置有温度探测器和湿度探测器。优选的，所述封闭式大棚内部从上至下分为多层，每层均设置有温度探测器和湿度探测器。
在大棚内部设置温度探测器和湿度探测器，尤其是在发酵堆的每层中均设置有探测器，这样可以实时监测发酵堆各部分的发酵环境，有利于及时通过喷淋设备和排气口调节棚内温度和湿度，从而有利于促进腐熟过程的完成。当需要利用发酵堆进行外部供热时，也可以用探测器实时监测气体出口的温度。
在一个实施方案中，所述温度探测器和湿度探测器设置在电子监测系统中。通过将温度和湿度探测功能集成到电子监测系统中，可以更精确地控制棚内的温度和湿度，这样可以实时地了解发酵堆内的温度和湿度，也方便根据堆温情况给予加湿，使微生物菌群能够在其所需要的湿度和温度下，对秸秆及其它有机废弃物进行可控的分解和腐熟。并且，方便通过综合控制系统从整体上协调控制棚内发酵环境，便于自动化生产，提高生产效率，降低成本。
作为一个可选的实施方案，所述封闭式大棚内部还设置有翻堆设备，用于对堆发的有机废弃物进行翻堆；且所述封闭式大棚底部还设置有进风口，用于通入自然风。
本发明实施例提供的方法属于整体腐熟，可以避免发酵不完全的因素；随时加湿，能够使湿度保持一致。但作为可选方案和保险方案，当有机废弃物腐熟后，如果湿度过大，则不利于例如后续造粒，因此需要降低湿度。这时，可采用翻堆设备对腐熟后的有机废弃物进行多次翻堆，以使其降温降湿；或者，可以采用通过进风口通入自然风的方式，对腐熟的发酵堆进行自然风干。当然，结合实际情况和要求，可以将两者结合以提高降湿效率，缩短处理时间。在此种情况下，可能需要结合温度和湿度监控，以控制湿度不降低得过多。
在一个实施方案中，所述翻堆设备可以为翻堆机，优选自走式翻堆机，例如型号可以为fdz-2600。
在另一个实施方案中，所述翻堆设备可以为机械臂。
进一步的，所述排气口还连接有外管，且所述外管带有保温设备，用于向大棚外部供热；并在地下设置有回收容器，以回收供热后产生的废液，用于沼气池的基础发酵液。
即本发明实施例的用于堆发腐熟的封闭式大棚可以通过排气口对外供热，例如为其它室内或温室供热；并可以在供热处地下设置例如回收桶或回收罐，对供热后产生的废水废气进行回收，产生的废液可供用于沼气池的基础发酵液。这样，既增加了农业废弃物堆发腐熟的综合利用价值，又避免了对于大气和水土环境的二次污染。
进一步的，将经扩繁的发酵微生物作为腐熟剂通过喷淋设备喷洒到堆发的有机废弃物上；湿度控制在40％-60％；腐化开始三天内棚温控制在25℃以下。
通过喷淋设备，可以方便地将腐熟剂喷洒到发酵堆上进行腐熟。在腐化初期，棚温必须控制在25℃以下，且发酵堆湿度在40％-60％之间，以利于多种微生物菌群的再繁殖，棚温与堆温严禁超过70℃。
为了进一步提高散热效率，可以在发酵堆上加装等距、多孔散热管，其材质可以为硬质塑料。另外，如果夜间温度偏低，可以在棚外加装防寒棉毯，以备夜间保温。
进一步的，所述农业废弃物中除农业秸秆外，还包括畜禽粪便，所述农业秸秆和畜禽粪便的重量比例为5:(0.5～1.5)，优选5:1；或者所述农业废弃物中除农业秸秆外，还添加有尿素，所述农业秸秆和尿素的重量比例为100:(0.5～1)，优选100:0.8。
通过在农业废弃物中包括不同种类的成分，尤其是对于农作物秸秆来说，添加畜禽粪便或尿素，可以使腐熟的堆肥营养成分更加均衡，适用范围更广。
本发明实施例提出的堆发腐熟技术所使用的微生物菌群包括在自然界中存在多种可以用于腐化有机废弃物的菌群，包括但不限于光合菌、酵母菌、镰刀菌、放线菌、球衣菌、梭状菌、拟杆菌、芽苞菌、荚膜菌、硝化菌、小口钟菌、无色菌、甲烷菌、固氮菌、溶磷菌、乳酸菌、噬热菌、霉菌、厌氧菌、黑粉菌、黑曲霉菌等。本发明方法中培养和使用的微生物菌群可以从上述菌种中选择一种或多种。
在一个实施方案中，所述发酵微生物的扩繁包括下列步骤：将玉米面加水煮熟成玉米粥，放凉；再取地表土铺垫在培养室内；将晾凉的玉米粥均匀地倒在地表土上，并喷洒少量葡萄糖；2-3天后，玉米粥上就产生大量菌丝和菌体。
如何培养出足够的用于腐熟的微生物菌群？自然环境中微生物菌群无处不在，尤其是土壤表层，存在着大量的微生物菌群和它们产生的孢子和可用于繁殖的菌丝，在有足够食物(有机物)的情况下即可大量繁殖。微生物菌群的繁殖离不开多糖类，葡萄糖是它们生存的根基，只要有葡萄糖的存在，在温度和湿度满足它们活性要求时，就会大量繁殖。基于微生物菌群的这一特性，我们就不难获取用于秸秆腐化的微生物菌种，用以对秸秆及有机废弃物进行分解和腐熟。
在一个实施方案中，所述发酵微生物的扩繁在15℃～25℃下进行。
另外，如果是对农业废弃物的大量腐化，人工培养的发酵微生物不够使用时，也可用城镇居民排出的生活下水(必须是未经过排污处理的粪便与废水)直接对腐料加湿。
本发明实施例具有如下优点：
1、通过使用封闭式大棚配合现有堆发腐熟技术处理包括农业秸秆的农业废弃物，可以克服现有技术关于季节性和地域性的限制，适用范围广。
2、腐熟过程可控，便于机械化生产，进一步提高效率；除生产高效堆肥外，还可用于外部供热和产生沼气，使农业废弃物的利用率大大提高，并避免二次污染，有利于环保。因为工厂是无燃烧全封闭化生产，所以不会对大气和环境造成二次污染。
3、工厂可以因地制宜，可大型化也可小型化，根据不同需要建设不同的厂房，且投资成本低，收效快。便于小型化生产，可根据自身的有机肥产量和产能、资金情况等，去选择大、中、小型颗粒机(颗粒机为可选择方案，当需要将肥料造粒时选择颗粒机，否则可以省略)；如果是农户自产有机肥，且资金紧张，可直接购买比上一年少百分之二十的化肥混合腐熟堆肥进行施肥，根据农作物生长情况和产量，逐年递减化学肥料的使用，这样可减少后期加工的成本和投入。
4、通过对秸秆和一切污染环境的有机废弃物的处理，把秸秆等转化为压缩式，高浓缩，无公害的生物有机肥。可以把生产生物有机肥过程中产生的热能直接用于农村城镇化小区的基础供热，从而减少农村城镇化小区供热成本，降低对其他供热能源的消耗，这样可以大大降低农村城镇化小区居民冬季取暖的经济负担，利国利民。
5、可用于北方规模性蔬菜生产供热，彻底改变北方生产蔬菜受季节影响大的历史，一举三得。随着生物有机肥的使用，广大农民可以逐年减小对化学肥料的使用和依赖，减少农业生产的成本。直至彻底消灭化学肥料对土地、环境及人体和其他生物的污染和伤害，提高农产品的品质和竞争力，使广大农民获得最大的经济效益。从而实现中国农业的良性循环和可持续发展。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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
在本实施例中，提供一种农业废弃物的封闭式大棚堆发腐熟方法，所述方法包括利用封闭式大棚在温度和湿度受控的条件下对农业废弃物进行堆发腐熟，其中，所述封闭式大棚内部设置有喷淋设备，大棚顶部设置有排气口；所述农业废弃物包括农业秸秆，且在进行堆发腐熟之前通过粉碎压块进行打包处理。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，进一步包括，所述封闭式大棚内部从上至下分为多层，每层均设置有温度探测器和湿度探测器；且所述温度探测器和湿度探测器设置在电子监测系统中。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上，进一步包括，所述封闭式大棚内部还设置有翻堆设备，用于对堆发的有机废弃物进行翻堆；且所述封闭式大棚底部还设置有进风口，用于通入自然风。所述翻堆设备为fdz-2600型自走式翻堆机。另外，所述排气口还连接有外管，且所述外管带有保温设备，用于向大棚外部供热；并在地下设置有回收容器，以回收供热后产生的废液，用于沼气池的基础发酵液。
实施例4
本实施例在实施例3的基础上，进一步包括，将经扩繁的发酵微生物作为腐熟剂通过喷淋设备喷洒到堆发的有机废弃物上；湿度控制在40％-60％；腐化开始三天内棚温控制在25℃以下。棚温与堆温严禁超过70℃。为了进一步提高散热效率，在发酵堆上加装多个等距、多孔散热管，其材质可以为硬质塑料。另外，在棚外加装可拉起和放下的防寒棉毯，以备夜间保温。
实施例5
本实施例在实施例3的基础上，进一步包括，所述农业废弃物中除农业秸秆外，还包括畜禽粪便，所述农业秸秆和畜禽粪便的重量比例为5:1。所述发酵微生物的扩繁包括下列步骤：将玉米面加水煮熟成玉米粥，放凉；再取地表土铺垫在培养室内；将晾凉的玉米粥均匀地倒在地表土上，并喷洒少量葡萄糖；2-3天后，玉米粥上就产生大量菌丝和菌体。所述发酵微生物的扩繁在15℃～25℃下进行。
通过本发明实施例的技术方案，可以克服现有技术关于季节性和地域性的限制，腐熟过程可控，便于机械化生产，进一步提高效率；除生产高效堆肥外，还可用于外部供热和产生沼气，使农业废弃物的利用率大大提高，并避免二次污染，有利于环保。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。