NO.17利用沼气废渣发酵生物有机肥的实验报告

作者:王大拿 发布日期:2017-11-27 浏览数:100

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摘要:研究了以MP复合菌为发酵菌种、沼气消化液残渣配合农作物秸秆为基质的生物有机肥发酵工艺技术,经单因素试验和正交试验确定的原料配比为75%+废糟+25%秸秆。发酵时间为9天。接种量为0.5%-1.O%。主要指标腐殖酸含量达38.4%。

关键词:沼气废渣;生物有机肥;MP复合菌;正交试验

近年来,人们逐渐认识到农业生产完全依赖化肥和农药终非良策,需要努力开拓新途径来生产有助于改良土壤、增加肥力、促进作物增产和提高品质的有机肥料。在我国农村,用沼液、沼渣作为有机肥已非常普遍,而对于大型酒精厂、酒厂,在酒精沼气生产之后的沼液、沼渣的处理是需要迫切解决的难题。据调查,目前我国利用沼液、沼渣工业化生产有机肥的研究很少,且多数有机肥的研究只停留在对农村有机肥田间施用方法、施用效果的研究上。将沼液、沼渣转化为附加值更高的有机肥,使有机肥的生产工业化、产品系列化、投人商品化,是改善环境、提高企业效益的重要内容,也是发展生态农业的最佳选择。

我们在“MP复合菌生物技术的推广应用”的综合性研究工作中进行了关于沼气废渣发酵生物有机肥的研究,确定了适宜的配料比、接种量、发酵时间,使沼气消化液残渣配合农作物秸秆的有机肥肥力显著提高,缩短了制肥时间,为生物有机肥的生产企业化、商品系列化提供了一定的理论依据。

1 试验材料及测定方法

1.1 试验材料

菌种:MP复合菌,由北京百丰天下生物科技有限公司提供。

沼气消化液废渣:由某酒精厂沼气分厂提供。

秸秆:产自郊区。

1.2 有机肥中有效成分的测定方法

有机肥中有效氮的测定:酸水解法。

肥料中全磷的测定:抗坏血酸还原比色法。

肥料中腐殖酸的测定:沉淀法。

2 结果与分析

2.1 原料成份分析(表1)

2.2 单因素试验

一般微生物的适宜生长温度为25~35℃ ,且农村均采取自然发酵,为接近生产实际,温度取室温,从配

1 原料中有效氮、全磷和腐殖酸含量

原料

有效氮(ppm)

全磷(%)

腐殖酸(%)

废渣+25%秸秆(1)

75

0.19

1.5

废渣+25%秸秆(2)

80

0.23

1.3

废渣+25%秸秆(3)

83

0.21

0.8

料、接种量、培养时间三个方面进行单因素试验,不同的配料差异均达到显著水平,总磷和腐殖酸随MP复合菌量增加而增加,但0.5%与1%差异不显著,发酵的时间对发酵结果有极显著的差异,经新复极差测验说明时间3、6、9天对结果差异均达到显著水平,但从极显著上看6天、9天之间没达到,说明时间越长差异越小,从数据结果看发酵时间应在6天以上。

2.3 正交试验

通过单因素试验,探索了影响有机肥发酵的几个因素的影响力度,寻找出适宜的各因素范围,在此基础上进行正交试验,正交试验因素及水平见表2,正交试验结果见表

                                                                表2 因素水平表

序号

A 物料配比

B 时间,天

C接种量,%

1

25%废渣+75%秸秆

3

0.2

2

50%废渣+50%秸秆

6

0.5

3

75%废渣+25%秸秆

9

1.0

 

3 正交实验结果及极差分析

序号

A

B

C

A*B

有效氮

全磷

腐殖酸

1

1

1

1

1

118

0.163

8.21

2

1

2

2

2

221

0.266

19.25

3

1

3

3

3

278

0.323

21.24

4

2

1

2

3

265.5

0.254

18.34

5

2

2

3

1

296.0

0.386

33.11

6

2

3

1

2

292

0.391

26.26

7

3

1

3

2

281

0.312

25.34

8

3

2

1

3

273

0.386

30.21

9

3

3

2

1

294

0.481

35.46

 

 

 

有效氮

k1

617.0

664.5

683.0

 

 

 

最优组合:A3,B2,C3

k2

853.5

790.0

780.5

k3

848.0

864.0

849.0

K1

205.7

221.5

227.7

K2

284.5

263.0

260.2

K3

282.7

288.0

283.0

R

77

66.5

55.3

 

 

 

全磷

k1

1.179

1.195

1.021

 

 

 

最优组合:B3,A3,C3

k2

0.752

0.729

0.940

k3

1.310

1.038

1.001

K1

0.251

0.243

0.313

K2

0.344

0.346

0.334

K3

0.393

0.398

0.340

R

0.142

0.155

0.027

 

 

 

腐殖酸

k1

48.70

51.89

64.78

 

 

 

最优组合:A3,B3,C3

k2

77.81

82.57

73.05

k3

91.01

83.06

79.69

K1

16.23

17.30

21.59

K2

25.94

27.52

24.35

K3

30.34

27.69

26.56

R

14.11

10.39

4.97

 

正交试验结果及极差分析结果说明,无论是有效氮的含量还是全磷的含量,发酵条件的最优组合都是A3B3C3,说明75%废渣+25%秸秆、发酵时间9天、接种量1%为最好,经方差分析(见表4)表明,各因素水平间差异达到了显著水平。如果在农村可适当增加秸秆量,延长发酵时间,MP复合菌接种量控制在任意水平,建议控制在0.5%-1.0%。

 

4 正交试验方差分下

变异来源

有效氮

全磷

腐殖酸

F0.05

 

F0.01

df

SS

MS

F

SS

MS

F

SS

MS

F

A

2

1387.78

693.89

28.9

0.0312

0.0156

62.4

312.44

156.22

33.56

19

99

B

2

1087.6

543.8

22.68

0.0373

0.0187

74.6

212.58

106.29

22.83

C

2

261.9

131

5.46

0.001

0.0005

4

37.22

18.61

3.99

误差

2

47.96

23.98

 

0.0005

0.00025

 

9.31

4.655

 

总和

8

2785.3

0.0708

571.55

注:F0.01F>F0.05

 2.4 综合试验

采用确定的最佳工艺,进行综合试验,有机肥发酵后的各项指标大幅增加,有效氮提高近4倍,全磷含量提高2倍,腐殖酸含量由原来的1.5%提高到30.3% 。主要指标变化见图5。

3 结论

3.1 正交试验结果说明MP复合菌有机肥的发酵过程,主要的影响因素为原料配比,其次分别为时间和接种量,最佳组合为A3B3C3,即原料配比为:75%废渣+25%秸秆,时间为9天,接种量为0.5%-1.0%。

3.2 不同的温度、发酵时间及接种量均显著地影响发酵效果,但温度在25-35℃较好,因此一般农村采取自然发酵更实际。接种量单因素试验说明0.5%-1.0%差异不显著,为节省成本,应控制在0.5%左右。发酵时间单因素试验说明差异均达到显著水平,因此应尽可能延长发酵时间。

3.3 发酵原料不同,其有效成分也不同,发酵后有效成分含量随沼渣含量增加而增加,差异均达到显著水平,原料中秸秆量增加,纤维素含量增加,微生物作用效果慢。

3.4 由于MP复合菌是有益菌,发酵有机肥不会像农村堆肥一样产生有害菌,施入农田,不但提高肥力,还有利于改善土壤结构。

3.5 MP复合菌有机肥发酵试验,均在自然温度下进行,试验结果可指导小规模的有机肥发酵,且这种半固体发酵符合农村自然发酵的实际情况。该试验还需要进一步进行温度与发酵时间相互影响的研究,如果应用于企业大规模生产,则应考虑对发酵后生物有机肥进行脱水、干燥、制粒并添加其它无机配料等工艺,以便于大规模的工业化生产。

 

农场生产技术情况调查表

TECHNICAL INVESTIGATION AND EVSLUATION

农场名称

联系方式

联系人

调查地点

作物

调查人员

调查时间

农产品类型:

一般 无公害 绿色 有机 有为自然农法 无为自然农法 其他

销售渠道:

零售 常规市场 超市 礼品 专业电商 其他

温度(大棚)

湿度(大棚)

种植面积

种植方式:

陆地 温棚 冷棚 其他

种苗数量

灌溉方式:

漫灌 地灌 喷灌 滴灌 其他

定植时间/树龄

采收时间

农闲时间

落果量(kg/亩)

产量(kg/亩)

市场价(元/kg)

租金/年/元(kg/亩)

种苗成本(元/亩)

设备费用(元/亩)

人工管理成本(元/亩)

水电费(元/亩)

农资总成本(元/亩)

总成本(kg/亩)

总收入(元/亩)

总利润(元/亩)

土壤类型:

红壤 黄壤 棕壤 黑壤 其他

土壤质地:

砂质土 黏质土 壤土 其他

土壤状态:

松软 板结 盐渍 盐碱 其他
基肥类型 名称 用量 方式 单价 总价

农家肥
化 肥
有机肥
生物肥
土壤
改良
第一次
第二次

第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
提质
增效
第一次
第二次
第三次

名称 产品使用 名称 产品使用 名称 产品使用
霜  霉 病 白  粉 病 叶  斑 病
根  腐 病 病  毒 病 青  枯 病
蔓  枯 病 褐  斑 病 黄  化 病
果  腐 病 灰  霉 病 炭  疽 病
叶  枯 病 猝  倒 病 锈      病

其他病害:


蚜  虫 类 菜  蛾 类 粉  虱 类
根结线虫 螨      类 地下害虫
浅  蝇 类 蓟      马 蛆       虫
蚧  虫 类 螟  虫 类 叶  蝉 类

其他虫害:


有:
解决措施

其他投入品:

防冻剂

激素

其他

备注:

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