作者：王大拿 发布日期：2017-11-27 浏览数：3655
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
表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 |
表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％。
表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：F0.01＞F＞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。
