蔬菜残株微生物－蚯蚓分步接种转化法
阅读：229发布：2020-10-14
专利汇可以提供蔬菜残株微生物－蚯蚓分步接种转化法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公布了“蔬菜残株 微 生物 —蚯蚓分步接种转化法”，属于农业 生物质 转化技术领域。该转化法包括(1)蔬菜残株与麦秸按一定重量份混合，使其C/N比为25－30；(2)在快速 发酵 阶段，加入堆肥接种剂；(2)在后熟阶段，接种蚯蚓。本发明可使蔬菜残株快速转化为优质 有机肥 ，有利于减少环境污染和资源高效利用。，下面是蔬菜残株微生物－蚯蚓分步接种转化法专利的具体信息内容。
1.一种蔬菜残株微生物一蚯蚓分步接种转化法，采用如下步骤：
1)蔬菜残株与麦秸按一定重量份混合，使混合物料的C/N比达到25-30；2)在快速 发酵阶段，加入堆肥接种剂；3)在后熟阶段，接种蚯蚓。
2.根据权利要求1所述的转化法，蔬菜残株与麦秸混合的重量份比例为100∶0.5-1.0， 混合物料含水量50％-60％。
3.根据权利要求1所述的转化法，蔬菜残株与麦秸粉碎至0.5-1.5cm长度。
4.根据权利要求1所述的转化法，堆肥接种剂为EM菌剂、酵素菌剂或VT菌剂。
5.根据权利要求4所述的转化法，所述堆肥接种剂用量为混合物料重量的0.3％-0.8 ％，活菌数≥2×109cfu/g。
6.根据权利要求1所述的转化法，其中快速发酵阶段以混合物料中心点温度稳定低于 35℃止。
7.根据权利要求1所述的转化法，所述蚯蚓接种量为200-300条/m3物料。
8.根据权利要求1-7任一所述的转化法得到有机肥。
技术领域
本发明属于农业生物质转化技术领域，具体涉及一种蔬菜残株微生物-蚯蚓分步接种转 化法。
背景技术
上世纪80年代以来，我国蔬菜产业得到迅猛发展。据农业部统计资料显示，2005年全 国蔬菜(含瓜类)播种面积和总产量分别达到1992.8万公顷和6.4亿吨，居世界首位。在蔬 菜生产过程中，产生大量蔬菜残株，平均约2000kg/667m2，全国总计超过5亿吨。
目前，蔬菜残株通常是被丢弃在地头、路边、排水沟中自然腐烂，或被焚烧，直接引发 下列问题：(1)污染环境，蔬菜残株经腐烂分解，产生的大量氮、磷等营养元素随地表径流 流入河流或者直接渗入地下，成为农业面源污染源，另外，腐烂、焚烧也产生异味，影响环 境美化；(2)传播蔬菜病虫害，蔬菜残株随意堆放、丢弃，残体携带的病原体在田块之间、 作物之间交叉传播和感染；(3)资源浪费，蔬菜残株中含量大量有机质和矿物质，不合理处 理使大量养分流失。
另一方面，我国菜田土壤由于有机质缺乏，导致土壤板结，养分不平衡，地力下降，因 此，提出蔬菜残株的高效转化方法，促进养分的合理循环，对蔬菜产业可持续发展有积极作 用。
目前，蔬菜残株通常是被丢弃在地头、路边、排水沟中自然腐烂，或被焚烧，直接引发 下列问题：(1)污染环境，蔬菜残株经腐烂分解，产生的大量氮、磷等营养元素随地表径流 流入河流或者直接渗入地下，成为农业面源污染源，另外，腐烂、焚烧也产生异味，影响环 境美化；(2)传播蔬菜病虫害，蔬菜残株随意堆放、丢弃，残体携带的病原体在田块之间、 作物之间交叉传播和感染；(3)资源浪费，蔬菜残株中含量大量有机质和矿物质，不合理处 理使大量养分流失。
另一方面，我国菜田土壤由于有机质缺乏，导致土壤板结，养分不平衡，地力下降，因 此，提出蔬菜残株的高效转化方法，促进养分的合理循环，对蔬菜产业可持续发展有积极作 用。
发明内容
本发明针对以上实际问题，提供一种蔬菜残株微生物-蚯蚓分步接种转化法，可以快速 地将蔬菜残株分解，转化成为无病原菌残存、性状优良的有机肥，为土壤改良和有机农业生 产提供物质基础。
一种蔬菜残株微生物-蚯蚓分步接种转化法，采用如下步骤：
(1)蔬菜残株与一定量麦秸混合，使混合物料的C/N比达到25-30；
(2)在快速发酵阶段，加入堆肥接种剂；
(3)在后熟阶段，接种蚯蚓。
所述蔬菜残株与麦秸的重量份比例为100∶0.5-1.0，混合物料调节含水量至50％-60 ％。
所述蔬菜残株和麦秸分别粉碎至0.5-1.5cm长度。
所述堆肥接种剂为EM菌剂、酵素菌剂或VT菌剂。
所述堆肥接种剂用量为0.3％-0.8％(wt/wt)，活菌数≥2×109cfu/g。
所述快速发酵阶段以混合物料中心点温度稳定低于35℃为止。
所述蚯蚓接种量为每立方米的物料接种200-300条。
上述转化方法得到的优质有机肥。
本发明分3个步骤：1)根据快速堆肥对物料C/N比的要求，选择C/N比较高的麦秸与 C/N比较低的蔬菜残株按一定重量份比例混合，使混合物料C/N比达到30左右；2)在混合 物料快速发酵阶段，加入堆肥接种剂(指用于堆肥，能够缩短有机物料发酵周期、提高堆肥 产品质量的多种微生物菌株组成的制剂)，通过土著微生物与外源微生物的协同作用，将混合 物料所含糖类、蛋自质、脂肪、纤维素、半纤维素、木质素等成分快速分解，并利用发酵产 生的持续高温杀死病原菌和害虫；3)在后熟阶段，接种一定量蚯蚓，通过蚯蚓的消化系统， 在蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶的作用下，将经快速发酵后的物料分解、转化为高品 质的有机肥。
蔬菜残株是蔬菜产品器官采收结束后残留在菜田的地上茎叶、地下根系，它们富含水分、 有机质和矿质元素，但C/N比较低；麦秸是小麦收获籽实后剩余的茎秆，具有较高的有机质 含量和C/N比，但含水量较低。
适宜的C/N比、含水量、微生物菌群数量、温度等，是有机物料快速转化的基本要求。 基于这一原理，将蔬菜残株与麦秸按重量份100∶0.5～1.0混合，可以有效调节物料C/N比 至30左右，同时使含水量达到50％-60％；接种堆肥接种剂，如酵素菌、EM菌和VT菌等， 增加有机物料发酵所需微生物菌群数量，同时也可以快速提升有机物料的温度。
发酵过程会产生大量热量，当混合物料中心点温度达到60℃，翻堆一次，直至物料中心 点温度稳定低于35℃，表示快速发酵阶段结束。
在后熟阶段，接种适量的蚯蚓能促进深度腐熟，提高转化产物的品质，蚯蚓接种量为 200-300条/m3。
为了优化本发明方法形成产物的养分构成，可将本发明获得的有机肥，根据菜田的营养 状况及蔬菜种类的生理需求，加入一定量的无机肥料，如尿素、硝酸钙、过磷酸钙、氯化钾、 硫酸镁、钼酸铵等，再充分混匀，用于菜田施肥。但是，无机肥料的加入总重量不宜大于本 发明所得有机肥重量的20％。
目前关于农作物秸秆如玉米、小麦、水稻等的堆肥转化方法已有较多研究开发，但针对 蔬菜残株的转化方法还鲜见。本发明的最大特色是：针对蔬菜残株的化学组成特性及处理现 状提出，在其转化过程中，提供了调节C/N比、分步接种微生物(堆肥接种剂)和蚯蚓的具 体措施，可以显著提高蔬菜残株的转化速率，同时改善了转化产物的品质。本发明先进且实 用性强，利于菜田生态环境治理和蔬菜残株的资源化利用。
附图说明
图1接种堆肥接种剂对蔬菜残株转化过程温度的影响。
图2分步接种堆肥接种剂和蚯蚓对蔬菜残株转化过程C/N比的影响。
一种蔬菜残株微生物-蚯蚓分步接种转化法，采用如下步骤：
(1)蔬菜残株与一定量麦秸混合，使混合物料的C/N比达到25-30；
(2)在快速发酵阶段，加入堆肥接种剂；
(3)在后熟阶段，接种蚯蚓。
所述蔬菜残株与麦秸的重量份比例为100∶0.5-1.0，混合物料调节含水量至50％-60 ％。
所述蔬菜残株和麦秸分别粉碎至0.5-1.5cm长度。
所述堆肥接种剂为EM菌剂、酵素菌剂或VT菌剂。
所述堆肥接种剂用量为0.3％-0.8％(wt/wt)，活菌数≥2×109cfu/g。
所述快速发酵阶段以混合物料中心点温度稳定低于35℃为止。
所述蚯蚓接种量为每立方米的物料接种200-300条。
上述转化方法得到的优质有机肥。
本发明分3个步骤：1)根据快速堆肥对物料C/N比的要求，选择C/N比较高的麦秸与 C/N比较低的蔬菜残株按一定重量份比例混合，使混合物料C/N比达到30左右；2)在混合 物料快速发酵阶段，加入堆肥接种剂(指用于堆肥，能够缩短有机物料发酵周期、提高堆肥 产品质量的多种微生物菌株组成的制剂)，通过土著微生物与外源微生物的协同作用，将混合 物料所含糖类、蛋自质、脂肪、纤维素、半纤维素、木质素等成分快速分解，并利用发酵产 生的持续高温杀死病原菌和害虫；3)在后熟阶段，接种一定量蚯蚓，通过蚯蚓的消化系统， 在蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶的作用下，将经快速发酵后的物料分解、转化为高品 质的有机肥。
蔬菜残株是蔬菜产品器官采收结束后残留在菜田的地上茎叶、地下根系，它们富含水分、 有机质和矿质元素，但C/N比较低；麦秸是小麦收获籽实后剩余的茎秆，具有较高的有机质 含量和C/N比，但含水量较低。
适宜的C/N比、含水量、微生物菌群数量、温度等，是有机物料快速转化的基本要求。 基于这一原理，将蔬菜残株与麦秸按重量份100∶0.5～1.0混合，可以有效调节物料C/N比 至30左右，同时使含水量达到50％-60％；接种堆肥接种剂，如酵素菌、EM菌和VT菌等， 增加有机物料发酵所需微生物菌群数量，同时也可以快速提升有机物料的温度。
发酵过程会产生大量热量，当混合物料中心点温度达到60℃，翻堆一次，直至物料中心 点温度稳定低于35℃，表示快速发酵阶段结束。
在后熟阶段，接种适量的蚯蚓能促进深度腐熟，提高转化产物的品质，蚯蚓接种量为 200-300条/m3。
为了优化本发明方法形成产物的养分构成，可将本发明获得的有机肥，根据菜田的营养 状况及蔬菜种类的生理需求，加入一定量的无机肥料，如尿素、硝酸钙、过磷酸钙、氯化钾、 硫酸镁、钼酸铵等，再充分混匀，用于菜田施肥。但是，无机肥料的加入总重量不宜大于本 发明所得有机肥重量的20％。
目前关于农作物秸秆如玉米、小麦、水稻等的堆肥转化方法已有较多研究开发，但针对 蔬菜残株的转化方法还鲜见。本发明的最大特色是：针对蔬菜残株的化学组成特性及处理现 状提出，在其转化过程中，提供了调节C/N比、分步接种微生物(堆肥接种剂)和蚯蚓的具 体措施，可以显著提高蔬菜残株的转化速率，同时改善了转化产物的品质。本发明先进且实 用性强，利于菜田生态环境治理和蔬菜残株的资源化利用。
附图说明
图1接种堆肥接种剂对蔬菜残株转化过程温度的影响。
图2分步接种堆肥接种剂和蚯蚓对蔬菜残株转化过程C/N比的影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1.
原料来源：西瓜残株和麦秸收集自中国农业科学院实验农场，堆肥接种剂(EM菌剂， 活菌数≥2×109cfu/g)购自北京市农业生产资料公司，赤子爱胜蚓来自北京大环养殖场。
具体操作方法：
分4组在中国农业科学院实验农场进行。
第1组(蔬菜残株+麦秸)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量份比例 西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，自然堆制42天；
第2组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量 份比例西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比0.4∶100(重 量比)接种EM菌剂，自然堆制40天；
第3组(蔬菜残株+麦秸+蚯蚓)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量份 比例西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，静置2天，自然堆制25天，结合翻 堆，按200条/m3接种赤子爱胜蚓，继续堆制15天；
第4组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂+蚯蚓)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度， 按重量份比例西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比0.4∶ 100(重量比)接种EM菌剂，静态堆肥25天，结合翻堆，按200条/m3接种赤子爱胜蚓，继 续堆制15天。
4组同时进行，当达到预定堆制时间后，第1组和第2组直接获得有机肥，第3组和第4 组过筛分离蚯蚓，获得有机肥。
结合实验过程，采用玻璃温度计定时测定了第1组和第2组混合物料中心点温度，4组 堆制结束后分别测定了堆制产物的理化指标。
实验结果如下：
实施过程中，比较分析了第1组(蔬菜残株+麦秸)和第2组(蔬菜残株+麦秸+EM菌 剂)混合物料堆制期间的温度变化，发现接种EM菌剂后，明显缩短了物料达到50℃所需时 间，提高了高温峰值，延长了高温持续时间(图1)；为了明确本发明对最终转化产物质量的 影响，还分析了最终产物的理化指标(见表1)，结果表明，与第1组、第2组、第3组相比， 第4组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂+蚯蚓，即本发明方法)最终产物碱解氮、速效磷、速效 钾含量以及孔隙度最高，容重最低。本实施例充分说明本发明对提高蔬菜残株转化速率、改 善产物品质有积极作用。
表1 本发明对蔬菜残株转化产物品质的影响
处理 碱解氮 (mg/kg) 速效磷 (mg/kg) 速效钾 (mg/kg) 容重 (g/cm3) 总孔隙度 (％) 持水孔隙度 (％) 蔬菜残株+麦秸 蔬菜残株+麦秸+EM 蔬菜残株+麦秸+蚯蚓 蔬菜残株+麦秸+EM+ 蚯蚓 239.1 586.4 631.8 798.6 328.4 715.6 632.7 931.1 156.7 457.3 431.6 512.3 0.52 0.41 0.40 0.39 41.37 50.60 48.26 52.24 34.91 39.68 35.64 41.98
实施例2.
原料来源：辣椒残株和麦秸收集自中国农业科学院实验农场，堆肥接种剂(酵素菌剂， 活菌数≥2×109cfu/g)购自北京市农业生产资料公司，赤子爱胜蚓来自北京大环养殖场。
具体操作方法：
分3组在中国农业科学院实验农场进行。
第1组(蔬菜残株+麦秸)，辣椒残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量份比例 辣椒残株∶麦秸＝100∶1.0混合均匀，自然脱水至60％，自然堆制37天；
第2组(蔬菜残株+麦秸+酵素菌)，辣椒残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量 份比例辣椒残株∶麦秸＝100∶1.0混合均匀，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比0.8∶100 (重量比)接种酵素菌，自然堆制35天；
第3组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂+蚯蚓)，辣椒残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度， 按重量份比例辣椒残株∶麦秸＝100∶1.0混合均匀，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比 0.8∶100(重量比)接种酵素菌，自然堆制20天，结合翻堆，按300条/m3接种赤子爱胜蚓， 继续堆制15天。
3组同时进行，在堆制过程中定时取样测定总炭和总氮含量，并计算C/N比。
实验结果如下：
C/N比是衡量堆肥腐熟度的重要参照指标。分析了各组转化过程C/N比的变化，由图2 可以看出，采用本发明分步接种酵素菌和蚯蚓，加快了堆制物料C/N比下降速率，说明本发 明促进了蔬菜残株的腐熟。
实施例3.
原料来源和具体操作方法基本同实施例1。不同之处在于：本实施例将本发明转化产物 与菜田土壤按15∶100(wt/wt)充分混合，装入20cm直径塑料钵，播种中农16号黄瓜种子， 观测了黄瓜幼苗的生长发育情况和壮苗指数。
实验结果如下：
由表2可以看出，在菜田土壤中添加适量的本发明转化产物，对黄瓜种子的出苗率无不 良影响，但促进了黄瓜幼苗生长发育，添加转化产物的黄瓜幼苗茎粗、全株干重、壮苗指数 均显著优于对照。说明本发明方法形成产物可以作为优质有机肥用于蔬菜生产栽培。
表2蔬菜残株转化产物对黄瓜幼苗生长发育的影响
处理 出苗率 (％) 株高 (cm) 茎粗 (cm) 全株干重 (g/株) 壮苗指数 菜田土 菜田土+15 ％本发明转 化产物 95.8 97.2 22.9 24.1 0.126b 0.196a 0.378b 0.527a 0.002b 0.004a
实施例1.
原料来源：西瓜残株和麦秸收集自中国农业科学院实验农场，堆肥接种剂(EM菌剂， 活菌数≥2×109cfu/g)购自北京市农业生产资料公司，赤子爱胜蚓来自北京大环养殖场。
具体操作方法：
分4组在中国农业科学院实验农场进行。
第1组(蔬菜残株+麦秸)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量份比例 西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，自然堆制42天；
第2组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量 份比例西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比0.4∶100(重 量比)接种EM菌剂，自然堆制40天；
第3组(蔬菜残株+麦秸+蚯蚓)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量份 比例西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，静置2天，自然堆制25天，结合翻 堆，按200条/m3接种赤子爱胜蚓，继续堆制15天；
第4组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂+蚯蚓)，西瓜残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度， 按重量份比例西瓜残株∶麦秸＝100∶0.8混合，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比0.4∶ 100(重量比)接种EM菌剂，静态堆肥25天，结合翻堆，按200条/m3接种赤子爱胜蚓，继 续堆制15天。
4组同时进行，当达到预定堆制时间后，第1组和第2组直接获得有机肥，第3组和第4 组过筛分离蚯蚓，获得有机肥。
结合实验过程，采用玻璃温度计定时测定了第1组和第2组混合物料中心点温度，4组 堆制结束后分别测定了堆制产物的理化指标。
实验结果如下：
实施过程中，比较分析了第1组(蔬菜残株+麦秸)和第2组(蔬菜残株+麦秸+EM菌 剂)混合物料堆制期间的温度变化，发现接种EM菌剂后，明显缩短了物料达到50℃所需时 间，提高了高温峰值，延长了高温持续时间(图1)；为了明确本发明对最终转化产物质量的 影响，还分析了最终产物的理化指标(见表1)，结果表明，与第1组、第2组、第3组相比， 第4组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂+蚯蚓，即本发明方法)最终产物碱解氮、速效磷、速效 钾含量以及孔隙度最高，容重最低。本实施例充分说明本发明对提高蔬菜残株转化速率、改 善产物品质有积极作用。
表1 本发明对蔬菜残株转化产物品质的影响
处理 碱解氮 (mg/kg) 速效磷 (mg/kg) 速效钾 (mg/kg) 容重 (g/cm3) 总孔隙度 (％) 持水孔隙度 (％) 蔬菜残株+麦秸 蔬菜残株+麦秸+EM 蔬菜残株+麦秸+蚯蚓 蔬菜残株+麦秸+EM+ 蚯蚓 239.1 586.4 631.8 798.6 328.4 715.6 632.7 931.1 156.7 457.3 431.6 512.3 0.52 0.41 0.40 0.39 41.37 50.60 48.26 52.24 34.91 39.68 35.64 41.98
实施例2.
原料来源：辣椒残株和麦秸收集自中国农业科学院实验农场，堆肥接种剂(酵素菌剂， 活菌数≥2×109cfu/g)购自北京市农业生产资料公司，赤子爱胜蚓来自北京大环养殖场。
具体操作方法：
分3组在中国农业科学院实验农场进行。
第1组(蔬菜残株+麦秸)，辣椒残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量份比例 辣椒残株∶麦秸＝100∶1.0混合均匀，自然脱水至60％，自然堆制37天；
第2组(蔬菜残株+麦秸+酵素菌)，辣椒残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度，按重量 份比例辣椒残株∶麦秸＝100∶1.0混合均匀，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比0.8∶100 (重量比)接种酵素菌，自然堆制35天；
第3组(蔬菜残株+麦秸+EM菌剂+蚯蚓)，辣椒残株和麦秸分别粉碎至1cm左右长度， 按重量份比例辣椒残株∶麦秸＝100∶1.0混合均匀，自然脱水至60％，静置2天，按菌料比 0.8∶100(重量比)接种酵素菌，自然堆制20天，结合翻堆，按300条/m3接种赤子爱胜蚓， 继续堆制15天。
3组同时进行，在堆制过程中定时取样测定总炭和总氮含量，并计算C/N比。
实验结果如下：
C/N比是衡量堆肥腐熟度的重要参照指标。分析了各组转化过程C/N比的变化，由图2 可以看出，采用本发明分步接种酵素菌和蚯蚓，加快了堆制物料C/N比下降速率，说明本发 明促进了蔬菜残株的腐熟。
实施例3.
原料来源和具体操作方法基本同实施例1。不同之处在于：本实施例将本发明转化产物 与菜田土壤按15∶100(wt/wt)充分混合，装入20cm直径塑料钵，播种中农16号黄瓜种子， 观测了黄瓜幼苗的生长发育情况和壮苗指数。
实验结果如下：
由表2可以看出，在菜田土壤中添加适量的本发明转化产物，对黄瓜种子的出苗率无不 良影响，但促进了黄瓜幼苗生长发育，添加转化产物的黄瓜幼苗茎粗、全株干重、壮苗指数 均显著优于对照。说明本发明方法形成产物可以作为优质有机肥用于蔬菜生产栽培。
表2蔬菜残株转化产物对黄瓜幼苗生长发育的影响
处理 出苗率 (％) 株高 (cm) 茎粗 (cm) 全株干重 (g/株) 壮苗指数 菜田土 菜田土+15 ％本发明转 化产物 95.8 97.2 22.9 24.1 0.126b 0.196a 0.378b 0.527a 0.002b 0.004a
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