一种以植物酵素技术为先导的畜禽粪污循环利用的方法

本发明涉及植物酵素技术、绿生态循环技术、生物发酵技术、农业养殖技术、农业生 产技术的领域，具体为一种以植物酵素技术为先导的畜禽粪污循环利用的方法。

当代农业和养殖业在促进农产品、畜禽产品大幅增加和劳动生产率大幅提高的同时，也 造成了化肥农药和抗生素过量使用，畜禽粪便的处理不当，农业面源性污染严重，生物多样 性遭受破坏，土壤侵蚀与板结等问题，严重影响到农产品质量安全、人类生存安全和可持续 发展。在资源环境约束趋紧背景下，如何加快农业发展方式转变，确保粮食等重要农产品有 效供给，实现绿发展和资源永续利用，是亟待解决的难题。

牛肉、羊肉、驴肉、猪肉以及鸡鸭鹅等肉类，是城乡居民家庭餐桌上必不可少的食材之 一。但是，在饲养畜禽过程中所产生的大量粪便，对环境也造成了严重的污染，社会反响极 大。动物摄食的日粮养分中，只有部分能被动物吸收，用于其生长，其余的养分则随排泄物 进入环境，伴随排泄物进入环境的还有大量的微生物，其中不乏病原微生物，如果畜禽粪污 未经处理而对外排放，将对周围地表、土壤、地下水、大气以及人类健康造成极大的危害：

(一)在畜禽粪污的贮存和处理过程中，会产生和挥发大量的氨气、甲硫醇、硫化氢、 二甲二硫醚、甲硫醚、丙酸、丁酸和戊酸等物质，有着难以消除的“臭味熏天”的异味，成为环保督查中城乡居民投诉的重点问题之一。

(二)畜禽粪污中，含有严重超标的抗生素、多种重金属、有害菌体和农药残留，锌、铜等金属影响作物的生长和发育障碍，造成作物减产；镉等重金属对作物产量没有影响，但能通过作物的可食用部位而直接或间接危害到人们的身心健康。

(三)畜禽粪污和污水废弃物在其贮存、处理和利用过程中，可能通过各种方式进入土 壤或地下水体，对环境造成严重的二次污染。而治理污染，被迫投入大量的人力物力财力， 一再“烧钱”。

(四)畜禽粪污中含有大量的细菌、病毒和寄生虫等病原微生物，尽管许多微生物在离 开动物体后迅速死亡，但仍有部分微生物在适宜条件下能存活，在土壤中的存活时间更长， 对动物和人类健康具有极大的威胁。

酵素，是我国传统的产品，是传统的食品发酵技术。早在2500年前我国就有酵素产品的 生产，并使用酒渣胃肠疾病，这在《皇帝内经》中有详细的记载。在春秋战国时期，秦 始皇就曾命太医生产酵素，专门为自己、皇后和宫内人员使用。

在国际上，对于植物酵素在农用、饲用、日用、环保、养生保健等领域中的的重视程度 一直是居高不下。各类植物酵素产业、植物酵素产品层出不穷，植物酵素已经形成了成熟的 产业链，2012年全球酵素市场达到1128亿美元规模。在国内，农用酵素使用刚刚起步。通 过九年深入的实验和广泛的实践，“福缘地农用植物酵素”系列产品得到了普遍的认可。作 为国家植物酵素行业标准的参与制定者，企业集研发生产、试点示范(标准化)、辐射推广于 一体，在行业内处于领先地位。

在资源环境约束日益趋紧的背景下，如何实现畜禽粪污的资源化循环利用，是必须破解 的现实难点，是必须面视的重大课题。

随着国家对农业生产安全的日益重视，农用酵素的技术优势及酵素农产品的市场优势日 益显现，产品的研发生产应用解决了农业发展中的瓶颈问题，顺应了时代的发展需求，市场 需求巨大。目前国内酵素行业处于成长期，产品质量残差不齐，鱼目混珠现象严重，损害了 酵素产品在消费者中的口碑。部分现有产品发酵工艺原始、不规范，产品品质不稳定。本发 明中所使用的产品研发历时八年，既属于传统产品的范畴，也是技术嫁接后具有高科技含量 的创新产品。在国际和国内处于领先地位，填补了国内空白。本发明所应用的福缘地堆肥型 农用酵素，为本公司经过数百次的生物提纯、排列组合、自然发酵培育而成的，能够有效分 解异味，抑制有害菌(见附图1-图4)，坚持三年以上自然发酵，让发酵更均衡，更稳定，更 多益生菌、活性酶得以均衡繁殖和存活，活性成分更高，耐候性和生命力更好。其丰富的活 性成分不仅能够提供大量的有益微生物菌，其中含有的营养和有机酸还可为微生物提供营 养，对提高堆肥发酵效率以及保存氮素营养有极大的促进作用。添加福缘地堆肥型农用酵素， 在一次搅拌均匀后，无需像传统的生物菌发酵需要多次翻堆，大大节省了发酵成本。将畜禽 粪便等面源性污染物，就地制作生产成“酵素粪便”。节省人力物力财力，替代或部分替代 各种化肥和有机肥，挖掘“种养互补”的自然优势，实现真正意义上的现代循环农业。本发 明的推广运用，不仅可以适当减少农药、化肥的使用量，而且还可以提高农产品的产量和品 质，提高食品安全性，减少环境污染。使农业种植降本、提质、增收，实现经济效益、生态 效益与社会效益的多方共赢。

本发明为一种以植物酵素技术为先导的畜禽粪污循环利用的方法，将农业养殖中的畜禽 粪污等面源性污染物，就近发酵制作生产成“酵素粪便”，节省人力物力财力，替代或部分 替代各种化肥和有机肥，挖掘“种养互补”的自然优势，实现真正意义上的现代循环农业。

(一)本发明的技术方案是这样实现的：

1、应用本发明的畜禽粪污发酵时均为一次添加，无需二次翻堆，可有效节省发酵成本， 具体操作流程如下：

(1)在养殖场或者田间地头适当的地方，挖一个简易(根据实际情况可大可小)发酵池(土 坑)。

(2)按照1∶(200-500)的比例，用水将“福缘地堆肥型农用酵素”稀释为酵素稀释液。

(3)把畜禽粪污收集起来，运到发酵池(土坑)旁，均匀喷洒酵素稀释液(无需二次搅拌)， 喷洒时将畜禽粪污发酵的含水量控制在60％左右为最佳。

(4)尽量将畜禽粪污与酵素稀释液搅拌喷洒均匀，避免搅拌不匀导致的二次搅拌翻堆。

2、与传统的堆肥发酵需要添加糖蜜、米糠等辅助发酵材料不同，应用本发明的“酵素粪 便”发酵时不需外购辅助材料，具体操作流程如下：

(1)按照100公斤畜禽粪污混合物、用15公斤酵素稀释液的比例，喷洒搅拌均匀，添加 (2-5)公斤“福缘地堆肥营养液”，堆放在挖好的发酵池(土坑)内(高出地面1米左右)，拍打严实，形成矩形粪堆。

(2)畜禽粪污混合后，搅拌均匀进行发酵(水分含量适宜程度：用手握住成团，松开手落 到地面能散开)。

3、本发明具体操作时应做好覆盖层，使发酵更高效，营养更丰富均衡。与传统的生物菌 剂不同的是，本发明使用的“福缘地堆肥型农用酵素”为好氧菌与厌氧菌共生的复合益 生酵素菌。其丰富的活性成分不仅能够提供大量的有益微生物菌，其中含有的复合营养 和有机酸还可为微生物提供营养，对提高堆肥发酵效率以及保存氮素营养有极大的促进作用。 其活性成分更高，耐候性和生命力更好。具体操作流程如下：

(1)用稀泥均匀的抹在粪堆的表面，在粪堆的上方用稀泥抹成密封层，也可以在农田灌溉 时适时加水，并随时用铁锨把粪堆外皮裂缝的泥土拍打严实，以足够的水分保证酵素粪便发 酵的需要。

(2)畜禽粪污发酵的粪堆覆盖层，也可以使用塑料薄膜，每15天左右掀开薄膜透风一次， 每次6个小时左右。

(3)畜禽粪污的发酵，至少保持厌氧发酵15天以上，确保有效杀死植物致病原菌、虫卵、 杂草籽等有害微生物。

4、本发明具体操作时应注意发酵周期与酵素用量的把控。我国国内大多数有机肥料堆肥 发酵周期在15-20天，这样的发酵周期只能达到无害化标准。采用本发明方法的“福缘地酵 素粪便”发酵过程设定发酵时间为30天以上，发酵的时间越长酵素粪便的成本越低，品质越 高。达到了四个目的，一是无害化；二是腐殖质化；三是大量微生物代谢分解各种抗生素， 四是减少重金属毒害作用等。

5、发酵好的酵素粪便就近循环归田进入农业种植环节，替代或部分替代各种化肥和有机 肥，节省种植成本，增产提质增收效果好。

6、农业种植环节生产的高品质的饲料反哺养殖场，整个循环链条为闭环的绿生态循环 模式。

所述“福缘地堆肥型农用酵素”为本公司历经七年经过数百次的生物提纯、排列组合、 自然发酵培育而成的。由益生菌、酵母菌和丝状真菌等组成的好氧有益微生物，富含二十 多种有益活性微生物菌，在60度高温和零下30度低温的环境下自然存活，具有极强的适 用性，分解异味、除臭能力强，加快有机物发酵降解效果好，同时又具有抑菌杀虫、分解重 金属的功效。

(二)本发明的创新亮点

1、本发明从源头导入循环模式和酵素技术，有效杜绝环境污染

(1)“酵素粪便”还田形成“种养互补”。在养殖基地因地制宜就地制作“酵素粪便”，节省了“规模化酵素堆肥场”的占地，节省了建设费用和机械设备费用，节省了往返的运输成本。将畜禽粪污就近在养殖基地以及田间地头进行酵素发酵还田反哺种植业，发酵过程无 “臭味”、不翻堆，省事便捷，有效去除抗生素、重金属等有害物质，替代或部分替代各种化肥和有机肥(品质优于传统的有机肥)。施用本发明生产的“酵素粪便”可有效增加种植物的耐候性，使其相对于传统种植的抗病性更强，减少施用的农药化肥量，达到增产提质、降解农残、自然修复土壤的效果。本发明挖掘了“种养互补”的自然优势，实现真正意义上的现代循环农业。“酵素粪便”的品质优于市面上绝大多数有机肥，不仅可以满足当地农民种植需求，而且还可以外销(不需要办理许可证)，增加养殖场的收入。

(2)本发明通过“福缘地植物酵素”技术让畜禽粪污“变废为宝”。使畜禽粪污可直接还 田作为农业种植的农家肥使用，改善养殖业的生态环境，从源头上“变废为宝”，杜绝环境 污染。

综上所述：本发明通过全面开展植物酵素循环实践工作，抓住农业生产的源头植入“植 物酵素”技术，将农村的畜禽粪便等面源性污染变废为宝，降低化肥农药的使用量，自然修 复土壤，降减农残，提高农作物产量和品质，形成真正意义上的循环农业。形成的“种养互 补”是节省投资、增加收入的最佳模式，利在当地百姓，功在当地政府。通过实践，切实将 之前人人嫌弃的畜禽粪污，变成了农民的“抢手货”，真正的把现代生物发酵的高新技术的 红利送到了百姓的手中。

2、形成“种养互补”循环模式，有效实现“降本增效”

(1)应用本发明所生产的“酵素粪便”具有改善土壤结构、增强肥效、刺激作物生长、促 进土壤化学活性及生物活性提高的作用，不仅提高土壤肥力水平，而且土壤保水供水能力增 强，刺激作物根系发育多而长，增强土壤抗干旱能力。

(2)应用本发明所生产的“酵素粪便”具有调节土壤温度的功能，增强了土壤缓解低温及 高温危害的功能。

(3)应用本发明所生产的“酵素粪便”具有对酸碱缓冲作用，防止和减少了土壤酸碱危害 和盐害，对防治土壤农药、重金属、有机污染物污染与减少水体富营养化污染等有重要作用。

(4)应用本发明所生产的“酵素粪便”养分全面、性质稳定、提高抗病力，达到了天然有 机营养、优质生态环保的效果。

(5)应用本发明所生产的“酵素粪便”就近循环，直接用于“地里”，节省人力物力财力， 替代或部分替代各种化肥和有机肥，形成“种养互补”的自然优势，实现真正意义上的现代 循环农业。

(6)通过应用本发明所生产的“酵素粪便”达到了“降本增效”的效果：

一是降低生产成本。实施本发明后农业种植、养殖成本成本均可适当降低。

二是增加经济效益。“酵素粪便”的品质优于任何有机肥，不仅可以满足当地农民种植 需求，而且还可以外销(不需要办理许可证)，增加养殖场的收入。

三是增加生态效益。连续3年施用“福缘地酵素粪便”，可达到自然修复和改良土壤的 目的。

四是增加社会效益。把高品质、绿、安全、低(无)农残的福缘地植物酵素产品食材配 送到城乡的家庭，从生产的源头把控“舌尖上的安全”，让“种养互补”的效益惠及千家万 户，引领居民家庭的绿生活扬帆起航。

(三)应用本发明所制成的“植物酵素堆肥”试验检测报告

1、报告单位

烟台福缘地生物科技有限公司

2、试验试剂与材料

“福缘地堆肥型农用酵素”、猪粪、鸡粪、牛粪等畜禽粪污。

3、试验结论：

本发明方法以猪粪、鸡粪、牛粪等畜禽粪污为原料，将其投放至田间地头的发酵池(罐) 中，添加“福缘地堆肥型农用酵素”，使其成为各种成分含量均衡的酵素堆肥。检测报告的 数据显示：有效活菌数(cfu)高出国标30个单位，pH值为中性，粪大肠菌数低于国标65 个单位，蛔虫卵死亡率高出国标4个百分点。

北京福缘地科技有限公司研发部检测报告

一、图1——图4为本发明中使用的“福缘地堆肥型农用酵素”抑菌活性实验：

1、实验仪器

恒温振荡器 江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司 电热恒温培养箱 常州市化普达教学仪器有限公司 洁净工作台 苏净集团苏州安泰空气技术有限公司 立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂 Cascada超纯水系统 德国Pall Corporation

2、实验试剂与材料

无水乙醇(分析纯，莱阳市康德化学有限公司)，超纯水，LB营养琼脂(HB0129，青岛高 科园海博生物技术有限公司)，LB肉汤(CM158，北京陆桥技术有限责任公司)

供试细菌：大肠杆菌(CVCC1570/CMCC44102)，短小芽孢杆菌(CVCC781/CVCC709)，金黄 葡萄球菌(CVCC1882)，沙门氏菌(salmonella)，均由青岛农业大学仿生试验中心提供。

3、实验步骤

(1)培养基的制备

细菌液体培养基：精确称取LB肉汤25.0g于锥形瓶中，加入1.L蒸馏水，加热煮沸使其完全溶解，分装到50mL锥形瓶中，每瓶20mL，121℃高压灭菌1h，备用。

细菌固体培养基：精确称取LB营养琼脂40.0g于锥形瓶中，加入1L蒸馏水，加热 煮沸使其全溶解，分装到150mL锥形瓶中，每瓶60mL，121℃高压灭菌1h，备用。

(2)试验菌悬液的培养

在无菌操作台内，酒精灯下焰无菌区，用灭菌移液移取100uL大肠杆菌、 短小芽胞杆菌、金黄葡萄球菌、沙门氏菌试验菌株原液于装有20mL液体培养基的锥形瓶 中。用棉塞密封后，放入气浴恒温振荡器中，于37℃条件下活化，其中金黄葡萄微球菌活 化16h，其他细菌活化8h，备用。

(3)含药滤纸片的制备

用打孔器制备直径为6mm的滤纸片若干，121℃高压灭菌1h，备用。做抑菌试验时，用灭菌镊子取已灭菌的滤纸片在已灭菌的培养皿中摆放好，用移液每次移取10μL药液于滤纸片上，静置片刻使溶剂挥发，重复加药液两次，便可将含药滤纸片按实验要求贴放在含菌平板上，并用浸有等量灭菌后的蒸馏水滤纸片作为对照。

(4)抑菌活性的测定

无菌条件下，将60℃左右的LB营养琼脂培养基分别倒入灭菌培养皿中，缓慢摇匀，放置在超净工作台内，待其凝固。在酒精灯下焰无菌区，用灭菌移液分别移取活化好的大肠杆菌、短小芽胞杆菌、金黄葡萄球菌、沙门氏菌菌液各100uL滴加在凝固好的培养基中央，用灭菌涂布器涂匀。用记号笔标注明细。然后取含药滤纸片三片，对照滤纸片一片，呈四边形贴于培养皿琼脂表面。将处理好的培养皿置于37℃培养箱中培养24h，其中金黄葡萄球菌需要培养48h，观察并测量抑菌圈直径。

4、实验结果

福缘地堆肥型农用酵素对细菌的抑菌效果

注：“+++”表示高灵敏(φ抑菌圈≥15mm)；“++”表示灵敏(10≤φ抑菌圈≤14mm)；

“+”表示灵敏度较低(φ抑菌圈≤10mm)；“-”表示不敏感。

图1为抑制有害菌——金黄葡萄球杆菌实验检测图，图中左上角为对照组，其余三个为平行 实验组。

图2为抑制有害菌——短小芽孢杆菌实验检测图，图中左上角为对照组，其余三个为平行实 验组。

图3为抑制有害菌——大肠杆菌实验检测图，图中左上角为对照组，其余三个为平行实验组。

图4为抑制有害菌——沙门氏菌实验检测图，图中左上角为对照组，其余三个为平行实验组。

二、图5——图8为应用本发明利用畜禽粪污等废弃物制作酵素堆肥的现场照片：

图5为用本发明所应用的“福缘地堆肥型农用酵素”产品外观照片。

图6为示范养殖基地应用本发明在地头制作的酵素粪便(猪粪)的照片。

图7为示范养殖基地应用本发明在地头制作的酵素粪便(牛粪)的照片1。

图8为示范养殖基地应用本发明在地头制作的酵素粪便(猪粪)的照片2。

三、图9——图11为应用本发明方法所制作植物酵素堆肥的重金属检测报告：

1、检测单位

烟台大学食品检测中心。

2、检测结论

检测报告的数据显示：总砷(As)、总镉(Cd)、总铅(Pb)、总汞(Hg)、总铬(Cr)、总 铜(Cu)、总锌(Zn)均大大优于国家技术标准。

四、图12为本发明的实施流程图

一种以植物酵素技术为先导的畜禽粪污循环利用的方法包括以下步骤：

1、应用本发明的畜禽粪污发酵时均为一次添加，无需二次翻堆，可有效节省发酵成本， 具体操作流程如下：

(1)在养殖场或者田间地头适当的地方，挖一个简易(根据实际情况可大可小)发酵池(土 坑)。

(2)按照1∶(200-500)的比例，用水将“福缘地堆肥型农用酵素”稀释为酵素稀释液。

(3)把畜禽粪污收集起来，运到发酵池(土坑)旁，均匀喷洒酵素稀释液(无需二次搅拌)， 喷洒时将畜禽粪污发酵的含水量控制在60％左右为最佳。

(4)尽量将畜禽粪污与酵素稀释液搅拌喷洒均匀，避免搅拌不匀导致的二次搅拌翻堆。

2、与传统的堆肥发酵需要添加糖蜜、米糠等辅助发酵材料不同，应用本发明的“酵素粪 便”发酵时不需外购辅助材料，具体操作流程如下：

(1)按照100公斤畜禽粪污混合物、用15公斤酵素稀释液的比例，喷洒搅拌均匀，添加 (2-5)公斤“福缘地堆肥营养液”，堆放在挖好的发酵池(土坑)内(高出地面1米左右)，拍打严实，形成矩形粪堆。

(2)畜禽粪污混合后，搅拌均匀进行发酵(水分含量适宜程度：用手握住成团，松开手落 到地面能散开)。

3、本发明具体操作时应做好覆盖层，使发酵更高效，营养更丰富均衡。与传统的生物菌 剂不同的是，本发明使用的“福缘地堆肥型农用酵素”为好氧菌与厌氧菌共生的复合益 生酵素菌。其丰富的活性成分不仅能够提供大量的有益微生物菌，其中含有的复合营养 和有机酸还可为微生物提供营养，对提高堆肥发酵效率以及保存氮素营养有极大的促进作用。 其活性成分更高，耐候性和生命力更好。具体操作流程如下：

(1)用稀泥均匀的抹在粪堆的表面，在粪堆的上方用稀泥抹成密封层，也可以在农田灌溉 时适时加水，并随时用铁锨把粪堆外皮裂缝的泥土拍打严实，以足够的水分保证酵素粪便发 酵的需要。

(2)畜禽粪污发酵的粪堆覆盖层，也可以使用塑料薄膜，每15天左右掀开薄膜透风一次， 每次6个小时左右。

(3)畜禽粪污的发酵，至少保持厌氧发酵15天以上，确保有效杀死植物致病原菌、虫卵、 杂草籽等有害微生物。

4、本发明具体操作时应注意发酵周期与酵素用量的把控。我国国内大多数有机肥料堆肥 发酵周期在15-20天，这样的发酵周期只能达到无害化标准。采用本发明方法的“福缘地酵 素粪便”发酵过程设定发酵时间为30天以上，发酵的时间越长酵素粪便的成本越低，品质越 高。达到了四个目的，一是无害化；二是腐殖质化；三是大量微生物代谢分解各种抗生素， 四是减少重金属毒害作用等。

5、发酵好的畜禽粪污就近循环归田进入农业种植环节，替代或部分替代各种化肥和有机 肥，节省种植成本，增产提质增收效果好。

6、农业种植环节生产的高品质的饲料反哺养殖场，整个循环链条为闭环的绿生态循环 模式。