一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法、液体有机肥及其应用与流程

1.本发明涉及肥料制备技术领域，尤其涉及一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法、液体有机肥及其应用。


背景技术：

2.随着农业生产水平的提高，绿色食品生产的发展，农田对农家肥的需求越来越迫切。施用化肥不能代替农家肥。过去由于单一施用化肥，造成耕层变浅，不但旱涝，化肥烧苗，地没后劲，而且化肥养分过分单一，种出的庄稼不好吃，降低了黑土地农产品的质量。因此要恢复和保持黑土地的土壤肥力，必须施用有机肥。人粪约含70％～80％水分，20％的有机质(纤维类、脂肪类、蛋白质和硅、磷、钙、镁、钾、钠等盐类及氯化物)，少量粪臭质、粪胆质和色素等。人尿含水分和尿素、食盐、尿酸、马尿酸、磷酸盐、铵盐、微量元素及生长素等，是很好的有机农家肥原料。但人粪尿中常混有病菌和寄生虫卵，施前应进行无害化处理，以免污染环境。目前人粪尿的处理大部分采用堆肥或者水处理的方式进行无害化处理，但这两种处理方式，对人粪尿中的有许多耐高温病菌并不能有效的消灭，从而给人粪尿处理带来了很大的难题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法、液体有机肥及其应用，采用本发明提供的方法制备得到的液体有机肥经检测不含任何有害病原微生物和虫卵，还提高了农作物的坐果率和产量。
4.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
5.本发明提供了一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法，包括以下步骤：
6.1)将人粪尿在170～200℃下处理2～3h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
7.2)将所述步骤1)得到的液体料与发酵菌剂混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
8.所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌；
9.3)将所述步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置，得到液体有机肥。
10.优选的，所述步骤2)有氧发酵的条件包括：发酵温度为35～40℃，发酵时间为55～60h，转速为400～500rpm。
11.优选的，所述步骤2)每吨液体料添加2～3kg发酵菌剂。
12.优选的，所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的质量比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.5～1.5。
13.优选的，所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为1～3
×
10
10
cfu/g；
14.所述地衣芽孢杆菌的有效活菌数量为2～4
×
10
11
cfu/g；
15.所述短小芽孢杆菌的有效活菌数量为1～2
×
10
10
cfu/g。
16.优选的，所述步骤3)发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:5～6:7～10。
17.优选的，所述微量元素包括铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素。
18.优选的，所述铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素的质量比为0.02～0.1:0.06～0.1:0.03～0.1:0.02～0.1:0.05～0.1:0.02～0.1。
19.本发明还提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的液体有机肥。
20.本发明还提供了上述技术方案所述的液体有机肥在提高农作物坐果率和产量中的应用。
21.本发明在170～200℃下处理人粪尿2～3h，能够完全杀灭人粪尿中的有害病菌和虫卵，杀灭率100％，再经发酵菌剂发酵在菌株之间的协同作用下，有效降解人粪尿中的液体部分，将人粪尿中的液体部分转化为优质的液体肥料。
22.本发明的有益效果为：
23.采用本发明提供的液体有机肥不含有虫卵和有害病原微生物，提高了水果玉米的坐果率和产量，坐果率达到了88～92％，产量达到了1302～1386kg/亩，相对对照组具有显著的提高。
具体实施方式
24.本发明提供了一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法，包括以下步骤：
25.1)将人粪尿在170～200℃下处理2～3h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
26.2)将所述步骤1)得到的液体料与发酵菌剂混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
27.所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌；
28.3)将所述步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置，得到液体有机肥。
29.本发明将人粪尿在170～200℃下处理2～3h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料。
30.本发明对人粪尿的来源没有特殊限定。在本发明中，所述人粪尿处理的温度为170～200℃，优选为180～190℃。在本发明中，所述人粪尿处理的时间为2～3h，优选为2.3h。在本发明中，在所述温度和时间下处理人粪尿，能够完全杀灭人粪尿中的虫卵和有害病原微生物，杀灭率达到100％。本发明对处理料固液分离的条件没有特殊限定，本领域技术人员采用常规操作即可，得到的固体部分可用于制造固体有机肥。
31.本发明将得到的液体料与发酵菌剂混合后进行有氧发酵，得到发酵料；所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌。
32.在本发明中，所述有氧发酵的条件优选包括：发酵温度为35～40℃，发酵时间为55～60h，转速为400～500rpm。在本发明中，所述每吨液体料添加2～3kg发酵菌剂。在本发明中，所述发酵菌剂中枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的质量比优选为0.5～1.5:0.5～1.5:0.5～1.5，更优选为1:1:1。在本发明中，所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数量优选为1～3
×
10
10
cfu/g。在本发明中，所述地衣芽孢杆菌的有效活菌数量优选为2～4
×
10
11
cfu/g。在本发明中，所述短小芽孢杆菌的有效活菌数量优选为1～2
×
10
10
cfu/g。本发明对所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的菌种来源没有特殊限定，采用市售的常规菌种即可。本发明对所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的制备方
法没有特殊限定，本领域技术人员按照各个菌种常规制备方法制备得到即可。
33.本发明将得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置，得到液体有机肥。
34.在本发明中，所述发酵料与腐植酸、微量元素的质量比优选为100:5～6:7～10。在本发明中，所述微量元素优选包括铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素。在本发明中，所述铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素的质量比优选为0.02～0.1:0.06～0.1:0.03～0.1:0.02～0.1:0.05～0.1:0.02～0.1。本发明对所述铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素的添加形式没有特殊限定，本领域技术人员按照各个元素常规添加的形式即可，如铁元素以硫酸亚铁形式添加，在此不再赘述。在本发明中，所述静置的时间优选为0.5～1h。
35.本发明还提供了上述技术方案所述的方法制备得到的液体有机肥。本发明对所述液体有机肥的使用方法没有特殊限定，采用常规液体有机肥的施肥方法即可，在此不再赘述。
36.本发明还提供了上述技术方案所述的液体有机肥在提高农作物坐果率和产量中的应用。
37.为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
38.实施例1
39.一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法：
40.1)将人粪尿在170℃下处理3h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
41.2)将步骤1)得到的液体料1吨与发酵菌剂2kg混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
42.有氧发酵的条件为：发酵温度为35℃，发酵时间为60h，转速为500rpm；
43.发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，质量比为1:1:1，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为1
×
10
10
cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
11
cfu/g，短小芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g；
44.3)将步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置1h，得到液体有机肥，发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:5:7，微量元素为铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素，质量比为0.02:0.06:0.03:0.02:0.05:0.02。
45.实施例2
46.一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法：
47.1)将人粪尿在200℃下处理2h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
48.2)将步骤1)得到的液体料1吨与发酵菌剂3kg混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
49.有氧发酵的条件为：发酵温度为40℃，发酵时间为55h，转速为400rpm；
50.发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，质量比为1:1:1，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为3
×
10
10
cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
11
cfu/g，短小芽孢杆菌的有效活菌数量为1
×
10
10
cfu/g；
51.3)将步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置1h，得到液体有机肥；发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:6:10，微量元素为铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素，质量比为0.1:0.1:0.1:0.1:0.1:0.1。
52.实施例3
53.一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法：
54.1)将人粪尿在180℃下处理2.5h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
55.2)将步骤1)得到的液体料1吨与发酵菌剂2.5kg混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
56.有氧发酵的条件为：发酵温度为37℃，发酵时间为55h，转速为400rpm；
57.发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，质量比为1:1:1，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数量为3
×
10
11
cfu/g，短小芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g；
58.3)将步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置1h，得到液体有机肥；发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:6:8，微量元素为铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素，质量比为0.1:0.1:0.1:0.1:0.1:0.1。
59.对比例1
60.一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法：
61.1)将人粪尿固液分离，得到液体料；
62.2)将步骤1)得到的液体料1吨与发酵菌剂2kg混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
63.有氧发酵的条件为：发酵温度为37℃，发酵时间为55h，转速为400rpm；
64.发酵菌剂为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，质量比为1:1:1，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g，地衣芽孢杆菌的有效活菌数量为3
×
10
11
cfu/g，短小芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g；
65.3)将步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置1h，得到液体有机肥；发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:5:7，微量元素为铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素，质量比为0.1:0.1:0.1:0.1:0.1:0.1。
66.对比例2
67.一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法：
68.1)将人粪尿在180℃下处理2.5h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
69.2)将步骤1)得到的液体料1吨与发酵菌剂3kg混合后进行有氧发酵，得到发酵料；
70.有氧发酵的条件为：发酵温度为37℃，发酵时间为55h，转速为400rpm；
71.发酵菌剂为枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，质量比为1:1，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g，短小芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g；
72.3)将步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置1h，得到液体有机肥；发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:5:7，微量元素为铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素，质量比为0.1:0.1:0.1:0.1:0.1:0.1。
73.对比例3
74.一种利用人粪尿制备液体有机肥的方法：
75.1)将人粪尿在180℃下处理2.5h，得到处理料，将所述处理料固液分离，得到液体料；
76.2)将步骤1)得到的液体料1吨与发酵菌剂2.5kg混合后进行有氧发酵，得到发酵
料；
77.有氧发酵的条件为：发酵温度为37℃，发酵时间为55h，转速为400rpm；
78.发酵菌剂为枯草芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌的有效活菌数量为2
×
10
10
cfu/g；
79.3)将步骤2)得到的发酵料与腐植酸、微量元素混合、静置1h，得到液体有机肥；发酵料与腐植酸、微量元素的质量比为100:5:7，微量元素为铁元素、锰元素、锌元素、铜元素、硼元素和钼元素，质量比为0.1:0.1:0.1:0.1:0.1:0.1。
80.效果例1
81.分别将实施例1～3和对比例1制备得到的液体有机肥进行虫卵和有害病原微生物进行检测，结果见表1。
82.表1液体有机肥的虫卵和病原微生物检测结果
83.项目实施例1实施例2实施例3对比例1蛔虫虫卵数量00042个/g大肠杆菌数量000105个/g金黄色葡萄球菌数量00086个/g
84.从表1中可以得出，采用本发明的制备方法能够完全杀灭虫卵和有害病原微生物，杀灭率达到100％。
85.根据国际有机农业肥料标准来进行了重金属含量试验相关的测定，根据2016年9月发布并在2017年3月1日正式施行的中国抗生物质标准(中国国家标准：gb/t 32951-2016)来测定了是否检测出抗生物质，结果见表2。
86.表2检测结果
[0087][0088]
效果例2
[0089]
水果玉米的试验地面积为18亩，土壤肥力水平较均匀，长势一致。水果玉米进行6个试验处理，每个处理3亩，即每个处理3次重复：
[0090]
试验组1：种植后伴随灌溉共施用3次实施例1制备的液体有机肥，每次50kg/亩。
[0091]
试验组2：种植后伴随灌溉共施用3次实施例2制备的液体有机肥，每次50kg/亩。
[0092]
试验组3：种植后伴随灌溉共施用3次实施例3制备的液体有机肥，每次50kg/亩。
[0093]
对照组1：种植后伴随灌溉共施用3次对比例2制备的液体有机肥，每次50kg/亩。
[0094]
对照组2：种植后伴随灌溉共施用3次对比例3制备的液体有机肥，每次50kg/亩。
[0095]
对照组3：不施用液体有机肥，仅水灌溉。
[0096]
试验组和对照组均按当地常规栽培技术进行管理，管理一致。各组随机选取100株水果玉米，统计水果玉米花果数量的平均值，测定保花保果状况。结果见表1。
[0097]
表1不同处理的玉米坐果率
[0098]
处理果穗花朵数/朵果穗坐果数/个坐果率％试验组1252288试验组2242291.6试验组3252392对照组1181372.2对照组2161062.5对照组314857.1
[0099]
由表1可知，使用实施例1～3制备的液体有机肥对水果玉米的花朵数相对对照组增加，坐果率达88～92％，相对对照组具有显著的提高。
[0100]
对水果玉米亩产量进行统计，结果见表2。
[0101]
表2不同处理对水果玉米产量结果
[0102][0103][0104]
由表2可以得出，采用本发明提供的液体有机肥提高了水果玉米的产量，水果玉米的产量达到了1302～1386kg/亩。
[0105]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。