一种尾菜、污泥、菌剂耦合制备的生态有机肥及制备方法及应用与流程

本发明属于农业肥料制备，具体涉及一种尾菜、污泥、菌剂耦合制备的生态有机肥及制备方法及应用。

背景技术：

1、尾菜是指蔬菜在收获中产生的无商品价值的根、茎、叶，以及在生产、贮存、加工、运输及销售等过程中产生的不可被食用的废果和烂菜叶等。尾菜具有含水率高、有机质含量高、不易运输和保存的特点，如果被随意丢弃或作为垃圾填埋后，会腐烂散发恶臭，滋生蚊虫和病菌，造成环境污染，严重影响人居环境。同时，研究显示尾菜中氮、磷、钾和有机质含量分别可达14.30-34.07g/kg、9.45-21.29g/kg、27.22-38.59g/kg和569.00-743.00g/kg，蛋白质和粗纤维含量丰富，如果被直接丢弃，将造成极大的资源浪费。当前，我国主要通过直接还田、堆肥、饲料化、燃料化、工业原料化等方式再利用尾菜，然而面临工艺复杂、处理成本高、关键技术难突破等问题，尾菜利用率仅40％。一方面普通菜农无法解决沤肥过程中碳氮比失衡等问题，导致堆肥、沤肥、沼气技术等传统优良技术并未得到长足发展，另一方面从事尾菜资源化利用的研发平台欠缺，制约了先进技术和再创新技术的深度研究。

2、而污泥是污水处理过程中产生的半固态或固态物质，随着我国城镇污水处理需求增加、污水处理规模日益提升，污泥产量也相应增加。我国污泥具有重金属污染严重、有机质含量高和含水率高等特性，易腐烂，如果不进行妥善处置，将造成严重的污染风险。传统污泥处置技术主要包括干化焚烧、填埋和堆肥等，但是干化焚烧的投资规模大且成本高，填埋占地面积大且产生的垃圾渗滤液难以稳妥处置，堆肥的产品安全性要求高和成本高，且销路不畅。污泥中含有大量可二次利用的营养物质和能源物质，污泥的处置应优先考虑资源化。

3、此外，土壤的高肥力代表了土壤的高“活力”，而让这种“活力”相对持久的关键就在于土壤中有丰富且活跃的有益微生物。目前生产的常规有机肥尽管也采用了在原料中添加有益菌的方式，以增加有机肥的活力，但由于复配比、有益菌选用等问题，导致了有机肥应用时效果不佳。

4、与此同时，随着人口增长以及工业化进程加快，化学农药和肥料常年大量使用，破坏了土壤结构，加剧了环境污染并造成病原微生物的抗药性。据联合国粮食及农业组织统计，因植物遭受病害造成的减产为总产量的10-15％。因此，亟需研究新型有别于传统化肥的肥料，在直接或间接为农作物提供必需养分的同时，也能改善土壤结构和理化性质，增强微生物协同作用，提高农作物产量。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种尾菜、污泥、菌剂耦合制备的生态有机肥及制备方法及应用。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种尾菜、污泥、菌剂耦合制备生态有机肥，按重量份数计，所述有机肥由40-50份污泥、30-40份尾菜、25-35份秸秆、10-15大米糠、15-20份畜禽粪便、15-20份有益菌、5-10份复合菌剂、0.8-1.5份天然粘结剂、坚果壳8-13份、1-1.5份硫酸铵组成。

4、进一步地，所述坚果壳为开心果壳、巴旦木果壳、莲子壳、碧根果壳、松子壳、花生壳、瓜子壳中的两种或两种以上组合而成。

5、进一步地，所述尾菜分为叶子菜与皮状菜；所述叶子菜由白菜、娃娃菜、卷心菜、菠菜、芹菜、花菜、莴笋叶、包菜、油麦菜中的两种或两种以上组合而成；所述皮状菜由山药皮、土豆片、萝卜皮、西瓜皮、黄瓜皮、冬瓜皮、南瓜皮中的两种或两种以上组合而成。

6、进一步地，所述秸秆包括稻草秆、玉米秆、小麦秸、豌豆秸、花生藤、马铃薯藤和红薯藤的任意两种或两种以上组合而成；所述秸秆分两部分使用，其中重量份数为5-8份的秸秆与污泥混合，重量份数为20-27份的秸秆与尾菜混合。

7、进一步地，所述畜禽粪便由猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪的任意两种或两种以上组合而成。

8、进一步地，所述有益菌包括木霉菌、光合菌、泾阳链霉菌、放线菌、红黄链霉菌、乳酸菌、假丝酵母菌、苏云金芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，其体积比为5％∶10％∶15％∶20％∶10％∶10％∶15％∶5％∶10％，有益菌菌落总数为320cfu/ml。

9、进一步地，所述复合菌剂包括施式假单胞菌、沼泽红假单胞菌、诺卡氏放线菌、热球状尿素芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、放线菌、磷细菌、硅酸盐细菌、丝状细菌、酒精酵母菌、嗜酸乳杆菌，其体积比为10％∶8％∶5％∶15％∶12％∶10％∶5％∶7％∶10％∶8％∶10％，复合菌剂菌落总数为450cfu/ml。

10、进一步地，所述天然粘结剂由质量比为3∶7的淀粉及胶粘物质组成；所述胶粘物质由蛋白胶、树脂胶、天然橡胶浆组成。

11、进一步地，一种尾菜、污泥、菌剂耦合制备的生态有机肥的制备方法：包括以下步骤，

12、s1：将叶子菜与皮状菜洗净后，加水进行低温浸煮，而后将叶子菜与皮状菜捞出控水后晒干，将尾菜液放凉至室温；

13、s2：收集污泥，自然风干后再经90-105℃烘干，粉碎为粉末状；同时，将秸秆粉碎为粉末状；

14、s3：将木霉菌、光合菌、泾阳链霉菌、放线菌、红黄链霉菌、乳酸菌、假丝酵母菌、苏云金芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，按照体积比混合培养，形成有益菌；

15、s4：将淀粉及胶粘物质按照质量比混合，形成天然粘结剂；

16、s5：将步骤s2的污泥粉末、秸秆粉末、s3的有益菌、s4的天然粘结剂，按比例混合后，加入部分尾菜液搅拌均匀，再放入55-85℃反应釜中进行加热反应，反应完成后冷却至室温，得污泥发酵混合物；

17、s6：将晒干后的叶子菜与皮状菜切碎至平均粒径小于5mm，将坚果壳粉碎至平均粒径小于3mm；将剩余的秸秆粉碎至平均粒径小于5mm；同时控制畜禽粪便含水率为25％-35％；将上述物料与大米糠混合发酵，并加入剩余的尾菜液，得尾菜发酵混合物；

18、s7：将施式假单胞菌、沼泽红假单胞菌、诺卡氏放线菌、热球状尿素芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、放线菌、磷细菌、硅酸盐细菌、丝状细菌、酒精酵母菌、嗜酸乳杆菌，按照体积比混合培养，形成复合菌剂；

19、s8：将步骤s5所得污泥发酵混合物、步骤s6所得尾菜发酵混合物混合，加入5-10份步骤s7所得的复合菌剂，搅拌均匀后持续发酵7-14天，制得生态有机肥底料；

20、s9：在步骤s8所得生态有机肥底料中加入1-1.5份硫酸铵，继续发酵2-3天，制得生态有机肥料；

21、s10：将步骤s9所得生态有机肥料经90-105℃烘干，再粉碎过筛去除杂质，造粒包装或粉末状包装后，得生态有机肥。

22、进一步地，所述生态有机肥施于土壤，应用于蔬菜、粮油作物生长。

23、本发明的有益效果在于：

24、1、本发明制备的生态有机肥，以污泥和尾菜两种农村常见废弃污染物为主要原料，既解决了人居环境的污染问题，又避免了污泥和尾菜成本高、污染大和耗水多的处理处置方法，减少了投资和生产成本，还充分利用了氮、磷、钾、有机质等资源物质，间接还田，绿色环保，符合“双碳”目标。同时，污泥来自农村分散式污水处理设备，将其与尾菜耦合“变废为宝”制成生态有机肥，也实现了“环保+农业”的闭环。

25、2、本发明制备的污泥发酵混合物具有无害化、减容化、稳定化的特点，在制备生态有机肥时利用好氧嗜热菌，可以将污泥中的有机物分解，有效杀灭病原体、寄生虫卵和病毒，提高了污泥的肥分，为后续生态有机肥的制备提供了基础。

26、3、本发明制备的尾菜发酵混合物，先进行低温浸煮，将尾菜中的营养物质转移至尾菜液中，以便后续与其他物质混合，未转移的营养物质与秸秆联合发酵，可以提高原料中的营养成分，如粗脂肪和粗蛋白质含量，从而提升生态有机肥整体的营养价值。本发明通过发酵技术，将尾菜转化为高营养价值的肥料，这不仅合理配置了资源，还节约了处理成本。

27、4、本发明制备的生态有机肥，充分耦合生物菌剂，并优选最佳组合菌种，形成有益菌培养液和复合菌剂培养液，有益菌中的乳酸菌能有效抑制有害微生物的活动和有机物的急剧腐败分解，同时分解木质素和纤维素，促进有机物的发酵分解。本发明中采用的木霉菌：可产生多种对植物病原真菌、细菌及昆虫具有拮抗作用的生物活性物质，提高农作物的抗逆性，促进植物生长和提高农产品产量。光合菌：在光照不足的环境中能提高作物光合作用，激活植物细胞活性，促进根系发育。泾阳链霉菌：可以提高作物对不良环境的抗病、抗逆能力，改善土壤结构，对提升土壤抗病害效果显著。放线菌：可以分解有机物质，参与土壤中的有机质转化过程，产生生长刺激物质和维生素等，对土壤肥力和植物生长有积极作用；也能够产生抗生素和其他代谢产物，拮抗病原菌的生长，减轻土传病害对作物的危害，有助于保护作物免受病原菌的侵害；也具有酶溶抗菌作用，通过产生胞外酶溶解真菌菌丝体，减少土壤中的真菌数量，抑制病原真菌大量繁殖及侵染根系，进而减轻或防止土壤根系真菌病害发生；也能够分泌多种生长素和根毛促进肽，促进作物的根系发育，提高养分吸收率，从而增加作物的产量和改善农产品品质。红黄链霉菌：可以加速有机物的分解，释放作物必需的营养物质，增强光合作用，诱发抗逆基因表达。乳酸菌：能够活化土壤有机质，帮助土壤更好地吸收养分，同时杀死部分有害菌并增加有益菌的数量，提高土壤的肥力和保水保肥能力；通过分泌有机酸和植物激素，促进难溶性磷和钾的释放，有利于根际土壤养分的转化和吸收利用，促进植物的生长；还可以抑制土壤中的腐败菌和其他病原微生物，减少植物土传病害的发生率，增加植物的抗逆性；乳酸菌的厌氧繁殖也能提高土壤的温度和保持土壤水分。假丝酵母菌：可以发酵有机肥，疏松土壤，增加土壤保水性，扩大根系面积，增强光合作用，减少肥料使用量，提高产量，改善品质。苏云金芽孢杆菌：具有抗菌性，能减少抗菌性农药的使用，增强植物免疫力。解淀粉芽孢杆菌：可以分泌抗菌物质，产生拮抗作用，促进植物生长。施式假单胞菌：具有溶磷作用，其在土壤内的繁殖过程中，分泌植物生长刺激素及多种酶，有利于植物吸收和利用；菌体内的钾在菌体死亡后游离出来，又可以被植物吸收利用，从而提高土壤的肥力；也具有固氮能力，为植物提供必要的氮素，对植物的生长至关重要。沼泽红假单胞菌：参与光合作用，为有机肥提供额外的营养。诺卡氏放线菌：具有固碳、固氮、解磷、释钾、抗病等功能，有效提高有机肥的利用率。热球状尿素芽孢杆菌：可以分泌多种酶类物质，如蛋白酶、淀粉酶等，这些酶可以分解有机物，从而提高土壤中氮、磷、钾等营养元素的含量，通过增加土壤中的营养元素，促进植物对养分的吸收和利用，进而达到改善土壤肥力的目的；还能产生一些有利于植物生长的物质，如氨基酸、维生素b族等，作为植物生长所需养分直接被植物吸收利用，有助于调节植物生理过程，增强其抗逆性，从而促进植物生长发育；在定殖过程中，会产生抑菌物质来抑制周围环境中其他有害微生物的生长繁殖，保护农作物免受感染。蜡状芽孢杆菌：可以在土壤中快速繁殖，建立微生态平衡，促进有益厌氧微生物的繁殖，抑制有害细菌的生长。磷细菌：参与磷的释放，对提高土壤中磷的利用率有重要作用。硅酸盐细菌：能够降解堆肥中的有机物，转化为作物可再利用的矿物质。丝状细菌：可以改善生化环境，参与有机物的分解、生物转化、沼气生产、固氮等过程，对土壤的健康和生产力有着直接影响。酒精酵母菌：参与有机物的发酵过程，有助于提高有机肥的质量和营养价值。嗜酸乳杆菌：产生一系列对农作物有益的物质，例如植物生长素、活性氮等，以增强土壤肥力。

28、5、本发明生态有机肥采用的原料中，坚果壳含有氮、磷、钾、钙等微量元素，其中氮元素占主导地位，这些微量元素对于植物的生长具有重要作用，将其研磨呈平均粒径小于3mm可促进微量元素的吸收从而避免对植物造成不良影响；且由于坚果壳中氮元素比重较大，所以需要在本技术的配方范围内使用，避免造成农作物非正常分化发育，影响农作物正常生长。

29、6、本发明生态有机肥采用的原料中，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；且秸秆中含有木质素，木质素是植物细胞壁的重要组成部分，能够显著增加细胞壁的硬度，作为有机肥的组成部分可以提供机械支持，帮助植物抵抗外界压力和病虫害；而且木质素的化学特性使得细胞壁具有疏水性，这也有助于植物抵抗一些病原体的侵害；并且在植物受到病菌侵害时，能够促进木质素合成相关的酶类活性，从而提高植物的抗病性；木质素还可以改善土壤的理化性质，提高土壤的通透性和保水性，木质素可以作为肥料的载体，帮助控制养分的释放速度，从而提高肥料利用率和减少环境污染；此外，秸秆中的木质素作为一种天然高分子化合物，无毒且可降解，其在农业中的应用有助于减少化学肥料的使用，从而保护环境。

30、7、本发明生态有机肥采用的原料中，天然粘结剂充分利用天然资源，原料易得，使用方便，在制备有机肥时天然粘结剂可以增强颗粒肥的机械强度，避免在生产过程中或运输过程中粉末颗粒的破碎和粉化；也可以防止颗粒肥吸潮发生结块现象，保证颗粒肥质量的稳定性；还可以延长颗粒肥的有效期，保证颗粒肥在长时间内仍能保持其养分和化学成分的稳定性。

31、8、本发明的生态有机肥在制备时，以收集到的尾菜制备添加液，可以提高有机肥的营养物质，添加液包含维生素、矿物质和抗氧化剂，可以使得有机肥营养丰富，施加于土壤后，为植物提供丰富的营养物质，且以添加液的形式与其他物质相结合，可以使这些物质结合更加紧密，也可以使各物质的反应更加完全。此外，本发明对污泥进行高温烘干、粉碎，杀灭污泥中的病原菌、寄生虫等，然后与尾菜混合后经低温发酵，可避免高温对有益菌活性的影响。

32、9、本发明制备的生态有机肥，能改善耕地中微生物结构，平衡微生物区系；土壤中氮、磷、钾营养元素分别增加64％、71％、73％，对氮、磷、钾肥的吸收效果提高。根据数据结果显示，农作物抗病性提高32％，促进农作物生长，蔬菜类株高、茎粗分别增加49.02％、7.76％，粮油类株高、茎粗分别增加37.92％、32.85％；提高农作物品质，蔬菜类单果质量增加46％、粮油类单株重量增加37.5％，农产品销量和收入平均增加。

33、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。