中国农业大学科技成果——堆肥发酵接种剂及规模化生物有机肥产业化
微生物菌剂对堆肥发酵影响的研究进展
微生物菌剂对堆肥发酵影响的研究进展摘要：堆肥处理是目前实现畜禽粪便无害化处理及资源化利用的重要手段之一，通过接种高效微生物菌剂克服了传统堆肥处理方法诸多不足。
对微生物菌剂在堆肥中的应用情况，微生物菌剂对堆肥各项指标、堆肥品质、重金属的影响以及在堆肥中的应用前景进行了综述，以期为养殖业废弃物的无害化处理及资源化利用相关研究提供一定的参考。
关键词：微生物菌剂；好氧堆肥；粪便中图分类号：s141.3；s144.1 文献标识码：a 文章编号：0439-8114（2013）06-1244-04随着现代农业产业结构的不断调整以及规模化畜禽养殖业的迅猛发展，如何进行畜禽粪便等废弃物的无害化处理及资源化利用成为亟待解决的问题。
目前，中国对畜禽粪便的加工处理方法主要有化学法、物理法和生物法。
生物处理法又分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。
在众多的畜禽粪便处理方式中，由于好氧堆肥处理方法成本低、无害化程度高、处理能力大、处理后的产品方便运输且适于农田施用，适合现代农业持续发展而备受关注。
传统堆肥方法利用原料中土著微生物降解有机物质，由于堆肥初期有益微生物数量相对较少，需要一定时间才能大量繁殖，存在发酵周期长、效率低等缺点。
同时在堆肥过程中存在氮素损失现象，有恶臭气味，并且粪便中残留的重金属及抗生素等有害物质还存在环境污染的可能。
沈根祥等[1]的研究表明，利用筛选的微生物可以加速堆肥基质的发酵，有效提高堆肥的温度，加快腐熟进程。
陈华癸[2]指出，在堆肥过程中通过人为接种分解有机物能力强的微生物菌剂，可提高初期堆料中有效微生物总数，加速堆肥材料的腐熟，形成的高温条件有利于杀灭粪便中的病原体、虫卵和杂草种子等。
近年来一些学者对畜禽粪便堆肥的工艺条件、影响因素、使用不同微生物接种菌剂等方面进行了深入研究[3]，但对粪便堆肥快速发酵及其机制的研究还远远不够。
因此如何充分利用微生物间的协同作用，快速分解粪便中的有机物，实现粪便处理的资源化利用具有十分重要的意义。
科技成果——规模化沼气工程沼渣沼液高值利用关键技术及设备
科技成果——规模化沼气工程沼渣沼液高值利
用关键技术及设备
技术开发单位中国农业大学
适用范围沼肥应用
成果简介
本项目结合我国循环农业和环保产业中长期科技发展提出的经济增长与资源环境可持续发展的重大需求，针对我国新型高效规模化沼气工程项目实施过程中，沼渣沼液排放量大、常规土地消纳难、养分资源含量高，而适合解决我国规模化沼气工程沼渣沼液高值化利用与推动良性商业化运营的关键技术工艺相对缺乏的问题，通过多学科产学研协同攻关，创新了沼渣沼液养分回收和高值产品开发的新工艺，创建了大规模工程化应用的一体化设备，开拓了沼肥高值产品在有机农业推广利用新模式，得到了全行业广泛应用和认可。
主要技术指标
项目成果解决了沼渣、畜禽粪便和秸秆生产有机肥过程中重金属和臭气等污染物脱除的关键技术问题，实现了Cu、Cd等重金属钝化90%以上和臭气减排50%以上，有效提升了沼渣制备的有机肥品质。
效益分析
本项目累计沼肥推广应用22个省500个蔬菜基地，推广面积1200万亩，提高产量10-15%，年均效益1.2亿元，累积新增销售额6.5亿元，培育行业内10个新星企业，新增就业岗位2000个，开展社会培训15万人次，促进了一批环保设备生产厂商和有机肥企业的
发展。
应用情况
针对北京、黑龙江两地气候条件、土壤类型和不同作物体系条件，通过精确土柱模拟和大田校验试验，研究了沼肥的土地最大承载能力，编制了土地消纳沼渣沼液的技术指南和沼肥安全利用技术规范。
VT菌剂接种堆肥的作用效果及生物效应
收稿日期：２００５－１２－０２作者简介：胡菊（１９７６—），女，贵州安顺人，实验师，硕士，主要从事生态工程的教学和研究工作。
联系人：李季Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｊｉ＠ｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ农业环境科学学报２００６，２５（增刊）：６０４－６０８ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ摘要：通过鸡粪、麦秸高温好氧堆肥，对接种ＶＴ菌剂与空白处理堆肥过程进行物理化性质、微生物指标分析比较，研究接种ＶＴ菌剂对堆肥过程的影响，并在玉米、青菜、花卉进行肥效试验，分析堆肥效果。
结果表明：在堆肥降温阶段接种ＶＴ菌比空白处理温度下降缓慢，接种处理温度高于空白的温度；接种处理比空白处理的Ｃ／Ｎ值降幅大；在堆肥中接种处理的细菌、酵母菌和放线菌的数量均比空白多，真菌数量差别不大，并且纤维素酶和脲酶活性均比空白的高，接种能使堆肥中微生物数量增多及活动强度增大；在玉米和油菜产量和品质等指标上，接种处理略好于空白堆肥处理；同时接种比空白处理的花卉观赏性强。
因此，接种ＶＴ菌剂可促进堆肥有机物质分解及利用，有效杀灭病原菌，加快堆肥腐熟，提高堆肥产品质量。
关键词：ＶＴ菌剂：堆肥；生物效应中图分类号：Ｓ１４１．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２００６）增刊－０６０４－０５在堆肥过程中，为了加快堆肥进程、缩短堆肥时间、减少堆肥占地面积或堆肥成本、提高堆肥产品质量或达到预期的堆肥处理效果而添加的一些微生物制剂、有机或无机化合物，这些物质称为堆肥添加剂。
根据其在堆肥中所起的作用不同，堆肥添加剂可以分为微生物接种剂、起爆剂、膨胀剂（疏松剂）、ｐＨ调理剂等。
堆肥中接种微生物制剂能使堆温快速升高，显著加快堆肥的腐熟，提高堆肥质量，生物肥效较普通堆肥好［１、２］。
国内外微生物接种剂发展趋势可分为两类：一类是在发酵过程中加入纤维素分解菌，以便促进有机质分解，缩短发酵时间；另一类是接种固氮微生物、解磷和解钾细菌，以便有利于堆肥中养分的保存［３］。
堆肥技术
63d 26.67 29.1
减重 21.42 18.34
减重率％ 44.5 38.7
木质素含量 (%)
三、堆肥化过程中适宜的微生物分解条件
微好氧及好氧工艺的木质素含量
15
13
11
9 0 10 20 30 40 50 60 发酵天数（d）
处理 微好氧 曝气
0d 21.23 20.95
35d 20.48 20.29
微好氧小结
微好氧： 1. 有利于难分解物的分解 2. 减少养分的散发 3. 减少工艺能源消耗
四、人为干涉对微生物及 堆肥化进程的影响
分解微生物的接种实验
四、人为干涉对微生物及 堆肥化进程的影响
菌剂生产技术
液体培养扩种
液体发酵
吸附
接种
8天后 未用菌剂自然发酵
使用菌剂发酵
四、人为干涉对微生物及 堆肥化进程的影响
精确实验
试验方法： ①微好氧：2天翻一次； ②好氧：强行曝气
检测项目： 温度、C/N、可溶性糖、淀粉、半纤维素、纤维素、木质素 、硝酸根浓度、绝对重量
三、堆肥化过程中适宜的微生物分解条件
微好氧与好氧处理的堆体氧浓度
氧浓度（％）
20
16
微好氧
曝气
12
8
4
0 0 3 6 9 12 15 18 21 24 时间(h)
③ 氧浓度小于1.5％的微好氧条件，有利木质纤维素 的分解，加快最终腐熟，减少养分损失。
④ 纤维素的含量变化可作为判定腐熟度的重要指标。
63d 12.63 15.02
减重 18.6 0 15.64
减重率％ 59.6 5 3. 1
三、堆肥化过程中适宜的微生物分解条件
基于畜禽废弃物管理的发酵床技术研究 Ⅱ.接种剂的应用效果研究
项 目（ 号 ：０６一Ｇ ２ 。 编 ２０ ６ ）
．
１１ 试验材料 ．
木屑垫料来 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ南京市沧波门锯木场 ； 稻壳垫料 来 自安徽 ； 猪粪采 自江苏省农业科学院养猪场 ，Ｈ ｐ 值 ７８ ， ．５ 盐分 １７ ％ ， ．５ 含水量 ７ ．０ 腐熟猪粪堆 ２５ ％； 肥采 自 常熟市古里镇某有机肥厂。
入深 度为 ２ ｍ， 手 轻 轻 压平 。称 取 占垫 料 质 量 ０ｃ 用 （ 同 ）０ 的新 鲜猪粪 于垫 料 中 ， １％ 的接 种量 下 ２％ 按 ５ 将微 生物菌剂 喷洒 到有机垫 料 中 ， 充分搅 拌均 匀后 ，
２ 到碱性 ， ０ｄ达 而混 合 垫 料 Ｃ Ｋ在 第 ５ｄ就 达 到 碱
ｙ ｈ ｏ ｅｍ 。 ａｏ．ｏ
将木屑垫料和木屑 ： 稻壳 ＝ １的混合垫料 １： 分别装入直径 ３ ｍ、 ２ ｍ的干净塑料桶中， ０ｃ 高 ５ｃ 装
维普资讯
朱
洪等 ： 基于畜禽废弃物管理 的发酵床技术研究 Ⅱ． 接种剂 的应用效果研究
一 ２９一 ２
总真菌 数 、０００个 鞭 毛 虫 和变 形 虫 、０— ０个 纤 １ ０ ２ ５ 毛虫 和 ５ ０—１０个 有益 线虫 ＿ ， 些 生物 的存 在 能 ０ ４这 Ｊ 加速 猪粪 降解 的速 度 。 同时大 量研 究 指 出 ，ｏ ｐｓ ｃｍ ｏｔ ｔ 对 环境 中的致病 菌存在一 定的抑 制作用 ｅ ａ 。
１ 材 料与 方法
但商品接种剂成本高， 增加了养殖成本 。日本宫岐 大学研究人员从土壤 中采集、 富集微生物菌种并接
中国农业大学科技成果——肉苁蓉栽培技术及产业化示范
中国农业大学科技成果——肉苁蓉栽培技术及产业化示范成果简介
管花肉苁蓉生产存在接种率低和腐烂两大问题，为寻求合适的解决途径，中国农业大学在新疆、河北、山东、天津、北京、内蒙建立实验基地，进行了15年系统实验研究，建立了管花肉苁蓉优质高产栽培技术：首次创立了管花肉苁蓉种子质量检测方法；阐明了管花肉苁蓉寄生机理，创立了管花肉苁蓉新型接种方法；研制出种子处理剂“农大1号”和接种融合剂“农大2号”；建立了管花肉苁蓉优质高产栽培技术。
该成果2005年获沧州市科技进步一等奖，2009年教育部科技进步一等奖。
该成果适合在新疆、内蒙、华北平原和滨海盐碱地区应用。
技术指标
1、种子选择大于0.5mm，接种时间4月中旬至5月初，农大1号种子处理剂处理种子和农大2号接种融合剂接种；柽柳密度450-600株/亩。
2、移栽柽柳起垄，垄高15-20cm，6-8月覆盖地膜控水。
3、每亩年产管花肉苁蓉干品100kg，松果菊苷含量不低于9.76%。
投资规模及预期效益
每年每亩生产成本500元，年亩产管花肉苁蓉干品100-200kg，管花肉苁蓉干品每公斤40-50元。
预期效益：3000-5000元/亩。
中国农业大学科技成果——中农大TMR便携分级筛的应用
中国农业大学科技成果——中农大TMR便携分级筛的应用成果简介国家奶牛产业技术体系首席科学家、李胜利教授的科研团队在借鉴美国宾州分级筛的基础上，结合中国饲料特点和奶牛养殖状况，在国内率先研制圆形台体结构的中农大TMR便携分级筛（BX－4型），已获得中华人民共和国国家知识产权局颁发的发明专利证书（便携分级筛及其应用方法，专利号：ZL200610089264.4）和实用新型专利证书（便携分级筛，专利号：ZL200620119036.2）。
BX4型TMR便携分级筛便携状态通过采集北京地区规模化奶牛场的玉米青贮和TMR饲料，使用PSPS分级筛和北京TMR便携颗粒度分级筛（BX-4）进行筛分，比较两种颗粒度分级筛的异同。
饲料样本达到68个，其中全株玉米青贮样本10个，各阶段TMR样本58个。
结果发现，停留在两种饲料分级筛上两层筛网上的饲料比例差异不显著，第三层筛网和底盘上的饲料比例差异极显著（P=0.000）。
由均值的差值可看出停留在第三层筛网上的饲料比例PSPS大于BX-4，底盘上的饲料比例PSPS小于BX-4。
PSPS筛网面是正方形，在水平筛动的过程中，容易在筛网的四个角落形成“死角”，如果这时TMR的含水量超过55%，容易造成饲料成分的粘结，不利于饲料的充分筛分，使得各层比例发生变化。
BX-4每层筛网的圆形平面不会留有死角，能够在水平移动的过程中尽可能地使小于筛网孔径的饲料通过筛网；使BX-4分级筛比PSPS更易筛分完全。
PSPS分级筛外形采用立方体，而BX-4采用了圆台形的设计，通过将4层筛网套叠后易于携带，左右摇动时层间稳定性好，检测结果变异小，数据准确等特点。
通过实验研究发现，BX-4分级筛的结构和水平移动模式更倾向于使颗粒度小的饲料通过有限的水平移动次数通过筛孔，使得筛分过程更加充分，各层筛网上的饲料比例也更加准确，可以更好地衡量饲料颗粒度。
技术应用通过检测分析结果，与推荐值比较后，对奶牛粗饲料和全混合日粮的生产加工，采取以下调整措施，以达到提高奶牛生产性能和提高奶牛健康水平的目的：1、通过调整全混合日粮搅拌车的搅拌加工时间来控制饲料颗粒长度，饲料颗粒的大小与搅拌加工时间成反比。
中国农业大学科技成果——畜禽粪便无害化处理及有机肥加工技术和设备
中国农业大学科技成果——畜禽粪便无害化处理及有机肥加工技术和设备成果简介利用农作物秸秆和畜禽粪便，进行高温堆肥生产有机肥，或者对堆肥产品进一步制成各种作物专用有机无机复混合肥，以便用于非有机食品或绿色食品（A级）生产基地。
利用具有耐高温、分解速度快的特异发酵微生物种群和快速堆肥发酵技术，利用当地丰富的农作物秸秆、畜禽粪便资源和廉价的国产设备及当地广阔的市场，生产营养丰富、兼有长效有机肥和速效化肥特点的生物有机复混肥料。
既可以将废弃物资源充分利用，治理污染，改善生态环境，促进农业、养殖业发展，符合国家可持续发展战略；又使企业有良好经济和社会效益。
采用短期发酵方法，在发酵过程中添加先进的吸附剂和生物发酵剂，利用吸附剂吸附能力和氮素生物固定力强等特点，可减少氮素损失、提高磷的有效性和作物利用率，然后根据有机肥养分长效性和无机养分的速效性进一步生产有机无机颗粒复混肥。
技术指标有机复混肥项目总投资200万元，建设资金85万元；有机肥总投资50-80万元，建设资金50万元。
设计年生产3000t有机肥，N+P2O5+K2O总量为4%以上。
或者5000t有机复混肥，N+P2O5+K2O总量为18%-30%。
满足国家有机无机复混肥标准和农业部商品有机肥料标准NY525-2002。
投资预算及效益分析项目总投资：150-200万元建设资金：50-65万元固定资产投资：34-50万元投资回收期：2.5年（含建设期）年销售收入：500万元年销售利润：130-150万元年平均所得税：40-50万元投资利润率：50%-60%目前推广应用情况利用中国农业大学发明的4m宽幅槽式和相应机械翻堆发酵技术与企业结合，积极利用社会的力量，在继续对原有包括山东惠民森茂实业公司、山西恒达养殖场、北京青龙湖农业产业开发公司、张家口万全田丰生物工程公司、天津西青区六埠集团、中国农业大学曲周实验站、北京德善兆业生物技术公司、平谷区城关东升生态农业园等八家企业技术服务的基础上。
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中国农业大学科技成果——堆肥发酵接种剂及规模
化生物有机肥产业化
成果简介
本项目针对当前我国城镇普遍存在的有机固体废弃物的无害化处理展开，重点通过开发一种微生物发酵接种剂，开展城市污泥、农村畜禽粪便的好氧堆肥快速生物处理，这对于保障生态环境，推动有机固体废弃物的资源化利用以及大批生物有机肥企业的发展，有着重要的意义。
项目已通过教育部科技成果鉴定，获得国家发明专利，主要技术成果包括：
1、完成了7种不同功能微生物菌株的筛选与驯化，首次构建并研制成功稳定的堆肥接种剂优化组合，进一步完成了不同发酵规模（1和50L、1t）的工业化小试和中试研究，取得了规模化生产的工艺参数，为该产品的产业化奠定了良好的基础；
2、以不同固体废弃物为堆肥原料，深入研究了使用堆肥接种剂下的优化发酵条件及发酵机理；并针对不同作物开展了堆肥产品的肥效试验，增产幅度在5%-25%之间，同时作物品质得到明显改善，为大面积推广提供了科学依据；
3、该堆肥接种剂为自主知识产权产品，已获得农业部微生物菌剂登记，目前实现了从原菌到年产500t商品菌的生产规模。
教育部组织的专家组鉴定认为，该项目技术路线合理，方法可靠，数据翔实，研究方向具有前瞻性，该发酵菌剂的研制和产业化达到国
际先进水平。
市场分析及投资预算
本项目顺应国家对各地污水处理厂及规模化养殖场畜禽粪便处理的政策要求，从废弃物的资源化利用角度入手，采用环境生物技术，实现废物的循环利用，保障农村环境健康和安全，同时为生态农业提供了丰富的有机肥料资源。
调查表明，我国每年各类有机固体废弃物产生量高达27亿t。
根据预测，全国有机固体废弃物处理的主要发展方向是好氧发酵，未来从事这些有机废弃物处理的堆肥企业将前景广阔。
本项目可以帮助开展如堆肥厂可行性报告的编制和初步设计、堆肥发酵工艺调试和设备选型、菌种供应及提供有机肥配方等。
该类项目在目前各地均属于市场急需和政府支持性项目。
一个年产1万t的有机肥厂年利润在200万元左右，若处理废弃物如污泥还可获得政府补贴，则经济回报十分可观。
投入设备及必备条件
主要设备为翻堆机、混合粉碎、造粒以及烘干冷却和筛分等设备。
必备条件包括：原料、场地、水电等。
推广前景及意义
随着国家对环境保护治理的加强以及社会资金对该行业的关注，城镇各类有机固体废弃物的好氧堆肥以及有机肥生产必将进入蓬勃发展的阶段。
按照国家发展政策方向以及全国生态农业的不断推进，本项目推广前景十分广阔。
目前推广应用情况
本项目目前已建成年产800t的菌剂生产厂，并已在全国范围带动了几十家有机肥厂，另外还在国内率先建设了3座污泥资源化处理及有机肥生产厂。
但相比国内巨大的发展需求，其推广还仅处于开始阶段。