專利名稱：生產(chǎn)堆肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)堆肥的劃時(shí)代方法，所述的方法使由堆肥用動(dòng)物性原料和植物性原料生產(chǎn)堆肥的時(shí)間縮短一半，并迅速除去由原料例如豬糞、牛糞或雞毛散發(fā)出的惡臭。
在本發(fā)明中，將斯替維亞屬植物的粉未或斯替維亞屬植物萃取水溶性組分以后得到的固體物以每100份重堆肥原料加入0.01至1.5份重的數(shù)量加到堆肥原料中，以便使堆肥原料發(fā)酵。結(jié)果，堆肥原料的惡臭一天內(nèi)被除去，而堆肥原料的內(nèi)部溫度兩三天內(nèi)升至約80℃，以及這一狀態(tài)被維持1-2周。此后，溫度緩慢下降，并可在1-2月內(nèi)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的熟化堆肥。
通過化學(xué)肥料的后播撒，它們已大量用來代替費(fèi)時(shí)的堆肥以提高產(chǎn)量。但是，另一方面，土壤的腐殖質(zhì)的減少使土壤變得貧瘠。當(dāng)腐殖質(zhì)減少和土壤變得貧竭時(shí)，既使將大量肥料施于土壤上產(chǎn)量也不能提高，而且植物對(duì)各種致病細(xì)菌的抵抗能力也下降。因此，有高毒性的農(nóng)用化學(xué)品例如殺菌劑和殺蟲劑的用量增加，它又引起自然環(huán)境惡化。
在堆肥的生產(chǎn)中，將動(dòng)物性原料例如糞便和尿以及植物性原料例如稻草、稻殼和干草混合、堆積和搗碎，隨后加入適量的水。然后進(jìn)行適度的翻動(dòng)，以便消除內(nèi)部和外部條件的差異。大約一周后，需氧細(xì)菌的作用使糖和氨基酸分解使內(nèi)部溫度升高。需氧細(xì)菌還部分使纖維素、半纖維素和木質(zhì)素分解。在堆積3-4月以后堆肥大致熟化，顏色逐逐變成紅黑色。此外，它發(fā)出不難聞的氣味。其手感是潮濕和柔軟的，雖然有足夠數(shù)量的水，但它不會(huì)分出。纖維狀物質(zhì)不保持其原有形態(tài)，而成碎片。
但是，隨著居住改善的最新進(jìn)展，使用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)堆肥已產(chǎn)生有關(guān)強(qiáng)惡臭的問題。此外，費(fèi)時(shí)的工作例如堆積和翻動(dòng)也常常令人厭惡。因此，食用動(dòng)物例如牛、豬和雞的飼養(yǎng)場遠(yuǎn)離人口聚集區(qū)，因而使用集中在制造廠生產(chǎn)堆肥的方法。按照制造廠生產(chǎn)，翻動(dòng)也最好機(jī)械化。但是，需要縮短，堆肥的生產(chǎn)期，已采用加入特定的細(xì)菌來升高內(nèi)部溫度的方法或從外部送入過熱水蒸汽來使堆肥保持在近80℃高溫的方法。
當(dāng)堆肥生產(chǎn)期縮短以及未熟化的堆肥施于植物時(shí)，微生物在土壤大量繁殖。其結(jié)果，微生物吸收土壤中大量的氮組分，以致使植物缺少氮，從而對(duì)植物的健康生長產(chǎn)生不良影響。此外，大量的微生物在未熟化的堆肥中存在，以及致病細(xì)菌仍存在于這些微生物中。所以，植物會(huì)受致病細(xì)菌感染，因此應(yīng)避免使用使用未熟化的堆肥。

發(fā)明內(nèi)容
通過將斯替維亞屬植物的粉末或從斯替維亞屬植物萃取水溶性組分后得到的固體物質(zhì)加到堆肥原料中，惡臭在第二天被除去，內(nèi)部溫度在2-3天后升至約80℃以及這一狀態(tài)持續(xù)1-2周。結(jié)果，堆肥的生產(chǎn)在無氣味的環(huán)境中迅速進(jìn)行。而且制得的堆肥有很好的質(zhì)量。對(duì)于迅速生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)堆肥來說，升高內(nèi)部溫度是不可缺少的條件。雖然有從外部提供微生物例如EM微生物或米糠基微生物的方法，但加入EM微生物時(shí)內(nèi)部溫度的上限為70℃，而加入米糠基微生物時(shí)內(nèi)部溫度的上限為65℃。對(duì)于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)堆肥來說，由微生物本身的活性產(chǎn)生的高溫是不可缺少的。


圖1為說明生產(chǎn)堆肥的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中使用的斯替維亞屬植物為菊料多年生植物，它原產(chǎn)生于南美洲，稱為斯替維亞屬rebaudiana bertoni，以及包括其親緣植物。實(shí)驗(yàn)表明，雖然活性組分更多地含在葉和莖中，特別是在芽結(jié)果實(shí)前的莖和生長植物的莖中，但它們也含在根、花和幼苗中。在本發(fā)明中，使用整個(gè)斯替維亞屬植物組織。
干燥后或用煮沸萃取、熱水萃取或低碳醇萃取從斯替維亞屬植物組織萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)當(dāng)它加到堆肥原料中時(shí)也有顯著的效果。
也就是說，使用斯替維亞屬植物的粉末和/或從斯替維亞屬植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)。雖然萃取水溶性組分以后的固體物質(zhì)的使用更快地達(dá)到更高的溫度，但斯替維亞屬植物的粉末得到稍高質(zhì)量的成品堆肥。當(dāng)斯替維亞屬植物的粉末或它與萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)的混合物加到堆肥原料中，以及1-3周后加入萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)時(shí)，在最后的熟化階段溫度迅速下降，得到更好的堆肥。
按100份重堆肥原料計(jì)，斯替維亞屬植物的粉末或從斯替維亞屬植物中萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)的用量為1.5份重或更少、優(yōu)選0.01至1份重、更優(yōu)選0.1至0.5份重。斯替維亞屬植物的粉末嚴(yán)格地用作堆肥生產(chǎn)的加速劑，因此這樣的少量是足夠的。
當(dāng)斯替維亞屬植物的粉末或從該植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)與堆肥原料混合時(shí)，糞便、尿和植物腐爛特有的惡臭在24小時(shí)內(nèi)被除去。2-3天以后，內(nèi)部溫度達(dá)到約80℃，此后高溫狀態(tài)持續(xù)1-2周。然后，溫度在50至60℃之間變化，并緩慢下降。在1-2月以后，得到熟化的堆肥。本發(fā)明人已證實(shí)，當(dāng)斯替維亞屬植物的粉末主要用在堆肥生產(chǎn)的開始階段以及從該植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)在熟化過程中加入特別是在已達(dá)到高溫的時(shí)候加入時(shí)，溫度迅速下降，結(jié)果得到最好質(zhì)量的堆肥。
此外，甚至當(dāng)堆肥生產(chǎn)開始以后內(nèi)部溫度仍很高時(shí)，分析表明組合物已符合優(yōu)質(zhì)堆肥的要求。也就是說，熟化開始后10天，內(nèi)部溫度仍很高，就常理來說堆肥是未熟化的。但是，該堆肥的分析表明，它符合熟化堆肥的要求。它施加到土壤中有良好的結(jié)果。當(dāng)熟化過程中處于高溫的堆肥與其數(shù)量為1-10％，優(yōu)選3-5％的含有低氮的堆肥的植物原料例如樹皮、稻草、稻殼、蔬菜廢棄物和農(nóng)莊收獲后產(chǎn)生的植物混合時(shí)，這些原料變成堆肥的轉(zhuǎn)化加快，在通常所需的一半時(shí)間得到其質(zhì)量遠(yuǎn)比傳統(tǒng)堆肥好的堆肥。特別是，含有大量水和易腐敗物的蔬菜廢棄物可有效地轉(zhuǎn)變成堆肥。這是因?yàn)楸景l(fā)明的斯替維亞屬植物提供了這樣一種環(huán)境，在這一環(huán)境中有用的微生物易于大量繁殖。
作為堆肥原料，可使用所有可發(fā)酵的物質(zhì)，例如牛糞、豬糞、雞毛、飼養(yǎng)這些動(dòng)物的牲畜柵廢物(包括糞便和尿)、蔬菜廢棄物、收獲后的植物(稻草、稻殼等)、食品加工廠的廢棄物(豆腐渣、大豆醬油發(fā)酵廢渣等)、分解或加工家畜肉或魚肉工廠的廢棄物以及干草。各種原料的碳比率和物理性質(zhì)有顯著差異。所以，在堆肥生產(chǎn)中，將不同的物質(zhì)混合，以便將碳比率調(diào)整到30-40的適合數(shù)值以及將物理性質(zhì)調(diào)整到各種物質(zhì)沒有粘性和空氣可滲透到內(nèi)部的需氧條件。
由微生物作用制得的堆肥為深褐色的，幾乎所有的氮組分都為細(xì)胞或其殘留物。幾乎所有的碳組分都以細(xì)胞或腐殖質(zhì)存在。這一轉(zhuǎn)為成堆肥的方法稱為熟化法，當(dāng)達(dá)到植物的最佳條件時(shí)，它稱為成熟。也就是說，成熟不意味著完全分解，而指這樣一種狀態(tài)，在這一狀態(tài)下，原料被熟化到這樣的程度，以致在施加到土壤上以后分解逐漸地進(jìn)行。
在堆肥中觀察到以下效果(1)提供了肥料的三種元素、氮、磷和鉀。
(2)(1)的肥料逐漸提供給植物。一般來說，當(dāng)年吸收堆肥提供的總氮含量的約三分之一，第二年和以后幾年逐漸吸收在腐殖質(zhì)中貯存的其他氮。此外，即使土壤已施加了過量的肥料，它在第二年和以后幾年通過緩沖作用也保持過量的肥料。
(3)植物需要各種未最后確定的微量組分，而堆肥可提供這些組分。
(4)在分解過程中在有機(jī)物中產(chǎn)生作為植物激素的物質(zhì)，它們對(duì)植物產(chǎn)生良好的效果。
(5)提供了對(duì)植物、昆蟲幼蟲、原生動(dòng)物、蚯蚓和其他土壤有機(jī)物在堆肥熟化過程中繁殖有用的微生物或它們很容易繁殖的組合物或條件。這些有機(jī)物在施加有堆肥的土壤中繁殖，并加快田地肥沃。這些微生物對(duì)致病細(xì)菌還起天然敵人的作用。
(6)通過施加堆肥，土壤變軟并形成團(tuán)聚物結(jié)構(gòu)，它使水保持、肥料保持和空氣數(shù)量增加，從而使植物健康成長。
(7)田地土壤中所含的活性鋁使植物的根系損壞或使磷變成不能被植物吸收的形式。堆肥有改變有害金屬成不會(huì)直接損壞植物的形式的遮掩作用。
(8)有機(jī)物仍留在堆肥中。所以，堆肥有在土壤中分解有機(jī)物來提高二氧化碳?xì)怏w濃度的作用，從而使光合作用增加。
對(duì)生產(chǎn)堆肥的設(shè)備沒有特殊的限制，可使用從傳統(tǒng)的體系到裝有室內(nèi)自動(dòng)翻動(dòng)設(shè)備和根據(jù)物料熟化進(jìn)程逐步移動(dòng)的帶式傳送機(jī)的大型自動(dòng)化設(shè)備的所有設(shè)備。前者將原料堆積在地上或混凝土基礎(chǔ)上。
圖1說明堆肥生產(chǎn)設(shè)備的一個(gè)例子，它有混凝土制成的堆肥槽。在圖1中，由混凝土制成的第一槽1、第二槽2和第三槽3相連。在每一槽的底部裝有用于除去滲出水的排水孔或排水管4，水被引入排水室5。排水室通過廢水通道6彼此相連，水從排水出口7排出。在某些情況下，水被地面吸收，這樣就不要排水室5。堆肥的生產(chǎn)在需氧條件下進(jìn)行，以致在提供適量空氣的條件下生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)堆肥。參考數(shù)號(hào)8表示空氣管，它們廣泛排列在堆肥槽的底部。空氣管8在適當(dāng)?shù)拈g隔有通氣孔9，一定數(shù)量的空氣從每一通氣孔提供，使堆肥的熟化可滿意地進(jìn)行。
參考數(shù)號(hào)10表示堆肥原料或堆肥。一般來說，隨著熟化的進(jìn)行，堆肥的體積縮小，而熟化堆肥的體積縮小到最初堆積和壓制的原料體積的大約一半。
通過攪拌將各種堆肥原料混合，然后加入斯替維亞屬植物粉末。將得到的混合物放入第一槽1并壓制隨后調(diào)節(jié)水含量。經(jīng)過一定時(shí)期以后，用機(jī)械的方法將混合物轉(zhuǎn)移到第二槽2，從而起到等同翻動(dòng)的效果。從第二槽2轉(zhuǎn)移到第三槽3也有翻動(dòng)效果。此外，也可用機(jī)械攪拌的方法進(jìn)行翻動(dòng)，而不用在堆肥槽之間轉(zhuǎn)移。雖然在圖1中使用三個(gè)槽，但可使用一個(gè)槽或兩個(gè)槽或更多的槽。此外，堆肥的生產(chǎn)也可平行進(jìn)行，安裝兩排或更多排堆肥槽。
當(dāng)水加到成熟的無味堆肥中時(shí)，氨的氣味常常感覺到。
實(shí)施例實(shí)施例1將一小型卡車的含牛糞便和尿的廢物和一小型卡車的雞毛運(yùn)入堆肥裝置。當(dāng)兩者混合時(shí)，生成的混合物呈糊狀。所以，按100份重兩者的混合物計(jì)，將15份重的稻殼和樹皮加入，以便消除糊狀，從而改善了物理性能，確?？諝獾臐B透性。此外，加入0.25份重的斯替維亞屬植物粉末，并很好混合。
使用圖1所示的堆肥槽，將上述的混合肥料的混合原料裝入第一槽1，并經(jīng)壓制以消除糊狀。然后，將水加入到這樣一程度，以致水從物料中稍有滲出，并通過裝在堆肥槽1底部的通氣孔9稍微通氣，以便維持需氧條件。雖然當(dāng)天大氣充滿動(dòng)物糞便和尿特有的氣味，但一天以后氨氣味和惡臭氣味被除去。提供少量水份。2天以后，內(nèi)部溫度達(dá)到79℃。3天以后，內(nèi)部溫度為80℃。6天以后，內(nèi)部溫度為78℃，并進(jìn)行翻動(dòng)。9天以后，內(nèi)部溫度為80℃，而12天以后內(nèi)部溫度為75℃。14天以后，溫度下降到55℃。此時(shí)，將物料從第一槽1轉(zhuǎn)移到第二槽2，進(jìn)行徹底地翻動(dòng)。30天以后，內(nèi)部溫度下降到45℃，而將物料從第二槽2轉(zhuǎn)移到第三槽3，并進(jìn)行徹底翻動(dòng)。44天以后，進(jìn)行翻動(dòng)，并在60天以后分析成熟的堆肥。其結(jié)果列入表1。
將水加到這樣的程度，以致在堆肥生產(chǎn)過程中水稍微從物料中滲出。氨氣味完全被除去，已證實(shí)甚至在加水時(shí)也沒有氣味。
生產(chǎn)的堆肥為黑色，有不難聞的氣味，其手感為潮濕和柔軟的，雖然含有足夠數(shù)量的水，但它不會(huì)分離出來。纖維物質(zhì)不會(huì)保持其原有形式，而成碎片。
實(shí)施例2和3按類似實(shí)施例1的方式生產(chǎn)堆肥，不同的是，按100份重廢料計(jì)，將8份重稻殼和0.25份重由斯替維亞屬植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)分別加到一小型卡車含牛糞便和尿的廢料和一小型卡車含豬糞便和尿的廢料中，并充分混合。2個(gè)月以后成熟堆肥的分析結(jié)果一起列入表1。與實(shí)施例1類似，惡臭從第二天被除去。潤濕后，物料沒有氣味，并令人滿意地進(jìn)行熟化。
在實(shí)施例2中，在堆積開始后10天收集熟化進(jìn)程中的一部分物料，并象實(shí)施例3一樣分析其組分。實(shí)施例3的堆肥仍有高的內(nèi)部溫度。但是，當(dāng)它冷卻后施加到土壤上時(shí)，得到類似成熟堆肥的效果。
表1

(水含量、氮、磷和鉀以百分?jǐn)?shù)表示)對(duì)比例1按實(shí)施例1相同的方式生產(chǎn)堆肥，不同的是使用類似在實(shí)施例1中使用的混合原料，用稻糠基微生物代替斯替維亞屬植物的粉末或由該植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)。即使在1個(gè)月以后也不能除去類似在第一天散發(fā)出的氣味。6天以后，內(nèi)部溫度為65℃，以致使用過熱水蒸汽來使溫度升至80℃。第8天內(nèi)部溫度仍為55℃以致使用過熱水蒸汽來使溫度升至80℃，并進(jìn)行翻動(dòng)。第9天內(nèi)部溫度為60℃，以致使用過熱水蒸汽來使溫度升至80℃。雖然第15天內(nèi)部溫度為40℃，但不將內(nèi)部溫度升高。在110天的整個(gè)生產(chǎn)成熟堆肥過程中共翻動(dòng)7次。隨著熟化進(jìn)程，惡臭減少，但是一直到最后氨味也未被除去。加水時(shí)生產(chǎn)的成熟堆肥仍散發(fā)出氨味。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)堆肥的方法，包括將斯替維亞屬植物的粉末加到堆肥原料中，以及使它發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中按100份重堆肥原料計(jì)，加入0.01至1.5份重斯替維亞屬植物的粉末。
3.一種生產(chǎn)堆肥的方法，包括將由斯替維亞植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)加到堆肥原料中，以及使它發(fā)酵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中按100份重堆肥原料計(jì)，以干燥物質(zhì)的形式加入0.01至1.5份重由斯替維亞植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)。
5.一種生產(chǎn)堆肥的方法，包括將斯替維亞屬植物的粉末或由該植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)加到堆肥原料中，使它發(fā)酵，然后在熟化過程中再次加入由斯替維亞屬植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)。
全文摘要
公開了一種生產(chǎn)堆肥的方法，所述的方法包括將斯替維亞屬植物的粉末或由該植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)加到堆肥原料中，按100份重堆肥原料計(jì)，其加入量為0.01至1.5份重，然后將它發(fā)酵，以及在熟化過程中最好再次加入由斯替維亞屬植物萃取水溶性組分以后得到的固體物質(zhì)，從而在短時(shí)間內(nèi)迅速除去惡臭和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)堆肥。
文檔編號(hào)C05F17/00GK1428315SQ01143970
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者佐藤直彥 申請(qǐng)人:佐藤直彥, 佐藤實(shí), 奚印慈