一种以植物酵素发酵技术制备的酵素猪粪

发明涉及植物酵素技术、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发酵技术制备的酵素猪粪。

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。

猪肉是城乡居民家庭餐桌上必不可少的食材之一。但是，在饲养过程中所产生的大量粪污，对环境造成了严重的污染。养猪场的粪污进入环境后携带了大量的微生物，其中不乏病原微生物，如果养猪场的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)养猪场的粪污在贮存和处理过程中，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)养猪场的粪污中，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直接或间接危害到人们的身心健康。

(三)养猪场的粪污在其贮存、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)养猪场的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，对人类和动物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，本发明使用的“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，如何将养猪场的粪污进行资源化利用，是必须破解的现实难点，是必须面视的重大课题。

近几年来，国家和各级政府针对养猪场粪污导致的环境治理、生态改善相继出台了一系列的政策，同时加大了对环境污染源头治理的力度，但达到的效果却是“差强人意”，步入了“以化学治理化学”甚至“以毒攻毒”的恶性循环。

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。在国内和国际处于领先地位，填补了国内空白。本发明在发酵生产的过程中所使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，其发酵液中含有的营养和有机酸还可为微生物提供营养，对提高酵素猪粪的发酵效率以及保存氮素营养有极大的促进作用。本发明的实现过程中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。将养猪场的粪污就地制作生产成“酵素猪粪”。节省人力物力财力，替代或部分替代传统的化肥和有机肥，挖掘“种养互补”的自然优势，实现“降本增效”的效果。本发明的推广运用，不仅有效解决了令养猪场“头疼”的环保问题，应用于农业种植后可以适当减少农药、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，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发酵技术制备的酵素猪粪，将养猪场的粪污就地发酵制作生产成“酵素猪粪”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。本发明的“酵素猪粪”的品质优于市面上绝大多数传统有机肥，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。本发明的推广运用，不仅有效解决了令养猪场“头疼”的环保问题，应用于农业种植后可以适当减少农药、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，实现经济效益、生态效益与社会效益的多方共赢。

(一)本发明的技术方案是这样实现的：

1、应用本发明的养猪场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)在养猪场适当位置建设酵素猪粪发酵的标准化发酵池(根据实际情况可大可小)。

(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)把养猪场的粪污收集到发酵池，均匀喷洒酵素稀释液(无需二次搅拌)，喷洒时将酵素猪粪发酵的含水量控制在60％左右为最佳。

(4)尽量将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、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。微生物发酵有机物料，通常可分为好氧性发酵和厌氧性发酵两种类型。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。

养猪场的粪污中有机质在“福缘地堆肥型农用酵素”的作用下进行复杂的转化，这种转化可归纳为两个过程：一个是有机质的矿质化过程，即把复杂的有机质分解成为简单的物质，最后生成二氧化碳、水和矿质养分等；另一个是有机质的腐殖化过程，即有机质经分解再合成，生成更复杂的特殊有机质-腐殖质。两个过程是同时进行的，但方向相反，在不同条件下各自进行的强度有明显的差别。具体操作流程如下：

(1)在酵素猪粪发酵的粪堆上方用稀泥抹成密封层，根据最佳发酵水分含量的要求(60％)适时加水，以足够的水分保证酵素猪粪发酵的需要。

(2)酵素猪粪发酵的粪堆覆盖层，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)酵素猪粪的发酵，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“福缘地酵素猪粪”发酵过程设定自然发酵时间为30天以上，发酵的时间越长酵素猪粪的成本越低，品质越高。

5、根据1个月发酵周期的酵素猪粪的发酵情况按照：酵素猪粪初级发酵品、福缘地堆肥农用植物酵素、水，(9-10)∶(0.5-1)∶(0.5-1)的比例，进行为期七天的自然发酵，制成酵素猪粪。

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、本发明生产的“酵素猪粪”还田形成“种养互补”。将养猪场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)。本发明的“酵素猪粪”的品质优于市面上绝大多数传统有机肥，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、本发明生产的“酵素猪粪”可以增加土壤中的氮素来源，可以将土壤中难溶性的磷、钾溶解出来，增加土壤中磷(P)、钾(K)元素的来源。酵素猪粪不仅在协助作物吸收磷、锌及铜等矿质元素方面有很强的作用，还有增强作物的吸水、保水性以提高作物抗旱能力的作用。同时，具有提高化肥利用率，活化土壤中潜在养分的作用。达到增产提质、降解农残、自然修复土壤的效果。

3、本发明生产的“酵素猪粪”通过微生物的增殖，加速有机物质分解作用，为作物制造或转化速效养分提供“动力”。有益微生物和抗病因子的增加，还可明显地降低土传病害的侵染，降低重茬作物的病情指数，连年施用可大大缓解连作障碍。

4、在养猪厂因地制宜就近制作“酵素猪粪”，节省了集中处理的“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。

5、本发明通过“福缘地植物酵素”技术让养猪场的粪污“变废为宝”。酵素猪粪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。

(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。

3、试验结论：

本发明方法以养猪粪污为原料，将其投放至发酵池(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猪粪。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为本发明实践应用的现场照片：

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猪粪的发酵现场照片1。

图7为示范养殖基地应用本发明在地头制作的酵素猪粪的发酵现场照片2。

图8为示范养殖基地应用本发明在地头添加福缘地堆肥型农用酵素，制作的酵素猪粪的现场照片。

三、图9——图15为本发明欧盟CE检测报告：

1、检测单位

德泽威技术检测(深圳)有限公司。

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)均优于欧盟技术标准。

三、图16为本发明的实施流程图

一种以植物酵素发酵技术制备的酵素猪粪包括以下步骤：

1、应用本发明的养猪场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)把养猪场粪污收集起来，运到发酵池(土坑)旁，均匀喷洒酵素稀释液(无需二次搅拌)，喷洒时将养猪场粪污发酵的含水量控制在60％左右为最佳。

(4)尽量将养猪场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“酵素猪粪”发酵时不需外购辅助材料，具体操作流程如下：

(1)按照100公斤养猪场粪污混合物、用15公斤酵素稀释液的比例，喷洒搅拌均匀，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)养猪场粪污混合后，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。微生物发酵有机物料，通常可分为好氧性发酵和厌氧性发酵两种类型。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。

养猪场粪污中有机质在“福缘地堆肥型农用酵素”的作用下进行复杂的转化，这种转化可归纳为两个过程：一个是有机质的矿质化过程，即把复杂的有机质分解成为简单的物质，最后生成二氧化碳、水和矿质养分等；另一个是有机质的腐殖化过程，即有机质经分解再合成，生成更复杂的特殊有机质-腐殖质。两个过程是同时进行的，但方向相反，在不同条件下各自进行的强度有明显的差别。具体操作流程如下：

(1)把从发酵池(土坑)里挖出来的土，用水和成稀泥，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猪粪发酵的需要。

(2)养猪场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)养猪场粪污的发酵，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“福缘地酵素猪粪”发酵过程设定发酵时间为30天以上，发酵的时间越长酵素猪粪的成本越低，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、根据1个月发酵周期的酵素猪粪的发酵情况按照：酵素猪粪初级发酵品、福缘地堆肥农用植物酵素、水，(9-10)∶(0.5-1)∶(0.5-1)的比例，进行为期七天的自然发酵，制成酵素猪粪。