[发明专利]一种苹果树剪枝原位转化生物炭有机肥的方法

说明书

技术领域

本发明属于农林废弃物处理和清洁堆肥产品开发技术领域，涉及一种苹果树剪枝原位转化生物炭有机肥的方法。

背景技术

农林废弃物是指在农林作物收获和加工过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物如农作物秸秆、树叶、果树树木及剪枝等，主要成分为木质纤维素。近年来，随着种植业等的不断发展，农林废弃物的数量日益增加。以陕西省果树种植基地为例，其近1000万亩苹果树每年剪枝产生的果树枝桠材和淘汰更新的果树，资源量巨大，尤其是礼泉境地的苹果优生区，果树种植面积达到近40万亩，其淘汰果树及修剪枝条大量废弃，开发利用率较低。淘汰果树及修剪的枝条随意丢弃，不仅影响城乡容貌，造成资源浪费，还易引起环境污染。

目前对其的基本处理方法为焚烧、填埋等。填埋不仅浪费有限的土地资源，同时霉变物质易给大气、土壤及地下水带来污染。与填埋相比，焚烧占地小、处理时间短且可利用废弃物余热资源，但是焚烧过程中产生的大量有害气体会对环境造成二次污染。在国外，农林废弃物收集利用已有很好的积累，其利用城乡废弃物如枯枝、生活垃圾等来生产再生土、堆肥来代替自然土壤用于自然土壤的改良，研究显示，农林废弃物堆肥再生化利用要比填埋、焚烧更经济、更环保。

从资源经济学的角度来说，农林废弃物既是农业环境的主要污染源，同时又是资源量最大的可再生生物质资源。其含有的丰富的粗纤维素成分、大量粗蛋白、木质素等本身就是能量的载体，对其合理开发不仅可以减少废弃物堆置污染问题，还能带来可观的生态、经济和社会效益。

农林废弃物尤其是果树及其剪枝中含有大量的有机物及丰富的氮、磷、钾等营养元素，是宝贵的可再生资源。将这些废弃物经过适当处理转化为可利用的生态有机肥，是其资源化利用的有效方式。目前，我国对农林废弃物资源化有效利用方式较多也采用堆肥法，即利用微生物在一定温度、湿度和pH值条件下，将生物质降解转化为有机腐殖质，该过程不仅能解决农林废弃物资源浪费难以处置问题，同时所转化的生物有机肥施入土壤能够改良天然土壤有机质含量，增大其孔隙度，增强土壤保水能力。

目前，有机废弃物堆肥过程研究已取得了一定成果，即在有氧条件下利用微生物在可控环境促进生物质有机物向腐殖质转化，以达到资源的有效利用。但是堆肥过程普遍存在发酵周期长、成本高、堆料肥效低等问题，这也是国内农林废弃物堆肥资源化利用未能得到有效推广的主要原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种苹果树剪枝原位转化生物炭有机肥的方法，该方法使农林废弃物有效还田并减少其堆置和焚烧过程对环境和土壤造成的污染问题。

本发明所采用的技术方案是，一种苹果树剪枝原位转化生物炭有机肥的方法，具体包括如下步骤：

步骤1，原料预处理

将苹果树及其剪枝粉碎为木屑单元，并筛选长度在20～60mm的木屑原料对其进行高温高压蒸汽预处理，处理完成后进行自然干燥；

步骤2，制备发酵微生物混合菌剂；

步骤3，制备苹果剪枝生物炭；

步骤4，根据步骤2所得混合菌剂和步骤3所得的生物炭对步骤1预处理后的原料进行堆肥发酵；

步骤5，将步骤4发酵后的肥料进行反复翻堆，再次进行堆肥发酵；

步骤6，肥料包装保存。

本发明的特点还在于，

其中步骤1对原料进行高温高压蒸汽预处理时的温度为170～180℃，压力控制在0.7～0.8Mpa，蒸汽处理时间2～4h，整个处理过程为间歇式处理，每次处理量为20～40t自然干燥的苹果树剪枝，处理完成后进行自然干燥，用作后续发酵原料。

其中步骤2的具体过程如下：

将发酵所用的里氏木霉、烟曲霉、地衣芽孢杆菌和假单胞菌菌株在PDA培养基上30℃恒温培养6～7d，待孢子成熟后，将孢子接入PDA液体种子培养基中，在28～30℃好氧条件下培养22～26h，使菌丝量干重达6～8g/L，再将培养好的种子液接入种子发酵罐培养12～24h，形成腐熟菌，分别将里氏木霉、烟曲霉、地衣芽孢杆菌和假单胞菌形成的腐熟菌按照1:2～3:1:1配制成发酵微生物混合菌剂，用于接种发酵。

其中步骤2中制得的发酵微生物混合菌剂在使用前要进行扩大培养，扩大培养的过程如下：将制得的发酵微生物混合菌剂经斜面培养后接种于种子培养液，细菌在25～35℃，150rpm培养24h得到种子液，真菌在25～30℃，150rpm培养12h得到种子液，接着将质量分数为10％的种子液接种到发酵培养液中进行扩大培养。