一种蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于农业废弃物资源化利用和生物农业有机肥生产领域,具体涉及一种蚯 蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法。
【背景技术】
[0002] 随着农业集约化生产的快速推进和城市现代化建设,农业废弃物和城市固体废弃 物积累越来越多,进而产生了较为严重的环境问题和资源浪费问题。在我国,随着茶饮料产 业的快速发展,茶渣的大量积累已经对生态环境造成危害。在废弃的茶渣中,仍残留有较多 的营养成分。经过提取的茶渣仍残留1 %~2%的茶多酚,0. 1 %~0. 3%的咖啡碱,17%~ 19%的粗蛋白,16%~18%的粗纤维,氨基酸中赖氨酸和蛋氨酸的含量分别为1. 5%~2% 和0. 5%~0. 7%,有较高的潜在利用价值。利用生物处理固体废弃物是当今解决废弃物资 源化利用的重要思路,利用蚯蚓的生命活动来处理有机固体废弃物是一项高效、经济的生 物技术,有机废弃物通过蚯蚓的消化系统,在蛋白酶、脂肪酶、纤维酶、淀粉酶的作用下,能 迅速分解、转化成为自身或其他生物易于利用的营养物质,为人类所利用,不仅具有环保价 值,而且具有经济价值。但茶渣由于自身含有茶碱等成分不利于蚯蚓生长或者直接接种蚯 蚓处理效果不佳。
[0003] 目前传统的蚓粪来源主要是以牛粪为单一原料,在牛粪中直接接种蚯蚓,经蚯蚓 消化处理一段时间后分离蚯蚓和蚓粪,为一个完整生产阶段,但是该方法原料单一、牛粪的 来源有限。也有发明专利申请(CN 104478550 A)选取牛粪和茶渣进行混合预腐熟后再接 种蚯蚓,但腐熟过程中会造成养分损失,蚯蚓进一步处理后养分含量又有部分损失。无论是 使用单一原料还是预腐后接种蚯蚓,这些方法均只有一个阶段,阶段结束也就意味着一次 处理完成,如要进行下次处理需要重新准备原料和接种蚯蚓,且对温度湿度要求较高,需要 控制环境温湿度。因此从众多农业废弃物和城市固体废弃物中筛选不同配比,寻找高效的 蚯蚓培养方式,是当前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是解决农业生产中废弃物茶渣的利用问题,提供一种高效、可以持 续不断处理茶渣的方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006] 一种蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,包括:将牛粪和茶渣按照干质量1~3 :1 复配,调节物料的含水量在55%~75%,堆置在发酵箱中,堆置厚度10~15cm,接入蚯蚓, 在发酵箱上方铺设草垫,置于阴凉通风处,进行堆腐,堆腐过程中:控制温度在15~30°C, 每周翻堆一次,控制物料的含水量维持在55 %~75% ;堆腐40~60天后,物料经蚯蚓消 化后转化成蚓粪,完成第一次堆腐,将蚓粪和蚯蚓分离,自物料上层移取1/3~1/2厚度蚓 粪获得茶渣蚓肥;往发酵箱中补充等量厚度的物料(即牛粪和茶渣按照干质量1~3 :1、优 选为3 :1或1 :1、最优选为1 :1复配的物料),与发酵箱内余下的物料混匀,调节物料的含 水量在55 %~75 %,在发酵箱上方铺设草垫,置于阴凉通风处,进入下一次堆腐,堆腐过程 中:控制温度在15~30°C,每周翻堆一次,定期补充水分控制物料的含水量维持在55%~ 75%,堆腐15~20天后,将蚓粪和蚯蚓分离,自物料上层移取1/3~1/2厚度蚓粪获得茶 渣蚓肥,再往发酵箱中补充等量厚度的物料,进行下一次循环制备茶渣蚓肥。
[0007] 优选的,将牛粪和茶渣按照干质量3 :1或1 :1复配,调节物料的含水量在70%~ 75% ;进一步优选的,将牛粪和茶渣按照干质量1 :1复配,调节物料的含水量在70 %~ 75%。
[0008] 优选的,堆腐过程中,控制温度在20~30°C,每周翻堆一次,每两周补充一次水 分,控制物料的含水量维持在70 %~75%。
[0009] 本发明所述的艇蝴为赤子爱胜蝴(拉丁学名Eisenia foetida),第一次堆腐时在 物料表面按照每平方米接种0. 8~I. 2kg赤子爱胜蚓,优选接种Ikg赤子爱胜蚓。所述的 第一次堆腐的时间优选为42~56天,本发明通过收取平衡的方法移取出第一次堆腐获得 的部分蚓粪作为茶渣蚓肥,再加入等量厚度物料进行循环堆腐,由于蚯蚓繁殖速度会加快, 蚯蚓密度增大,会加快处理速度,所以从第二次堆腐起每隔15~20天即可收获茶渣蚓肥。 [0010] 本发明蚓粪和蚯蚓分离获得茶渣蚓肥的方法为:揭开发酵箱上方的草垫,拨开物 料表层1~2cm,光照15~25分钟,利用蚯蚓的怕光趋暗的特性,使蚯蚓自行进入发酵箱下 部的物料,自物料上层移取1/3~1/2厚度蚓粪获得茶渣蚓肥。
[0011] 优选的,移取物料上层5cm厚度蚓粪获得茶渣蚓肥。
[0012] 本发明制得的茶渣蚓肥在花丼肥料制备,作物育苗基质中得到应用,在生物有机 肥的制备中也得到应用。
[0013] 采用本发明方法主要是因为:牛粪是蚯蚓较喜欢的食物,而茶渣虽含有大量可利 用养分但因含有茶碱等成分不利于蚯蚓生长,但二者混合(牛粪和茶渣按照干质量1~3 : 1、优选为3:1或1 :1、最优选为1 :1复配)后蚯蚓即可在其中生存取食,茶渣性状单一疏松 无杂质,蚯蚓取食后经过蚯蚓消化道后代谢物养分含量较原料发生改变,蚓粪性状更加均 匀,可作为高养分含量的生物有机肥应用在农业生产中。
[0014] 本发明的有益效果:
[0015] 本方法打破传统单一牛粪制备蚓粪的方法,选择另外一种和牛粪完全不同的原料 茶渣来进行处理,不仅拓宽了茶渣无害化的处理方法,更开拓了一种新型的制备蚓粪的方 法,实现了废弃资源的多级利用,减少了环境污染。
[0016] 同时,本发明方法通过收取平衡的方法保证蚯蚓连续工作,持续、循环的获得茶渣 蚓肥,单次处理茶渣量大;且由于茶渣自身的保水性强的特点,使得本发明方法所适应的湿 度范围更广,减少了补水次数,简化了操作过程,节省了人力成本。本发明方法使用的温度、 湿度范围更广,避免了养分的损失,经蚯蚓处理后得到的茶渣蚓肥,其铵态氮、硝态氮、速效 磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、全碳等养分含量较高,明显高于传统方法制备的蚓粪中的养 分含量。
【具体实施方式】
[0017] 以下通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
[0018] 实施例1
[0019] 按照表1设置了 7个处理方式,直接蚯蚓处理(纯牛粪,牛粪:茶渣=1 :1,牛粪: 茶渣=1 :3,牛粪:茶渣=3 :1,纯茶渣),常规堆制(牛粪:茶渣=1 :1),常规堆肥后蚯蚓处 理(牛粪:茶渣=1 :1)。其中,以上均为牛粪和茶渣的干质量比。
[0020] 直接蚯蚓处理:将牛粪和茶渣按照上述干质量比复配后,调节物料的含 水量在55 %~75 % (本实施例中含水量维持在70 %~75%),堆置在发酵箱 (106cmX 51cmX 30cm)中,堆置厚度10cm,在物料表面按照每平方米接种Ikg赤子爱胜虫弓丨的 量接入蚯蚓,在发酵箱上方铺设草垫,置于阴凉通风处,进行堆腐,堆腐过程中:控制温度在 15~30°C (本实施例中控制温度在20~30°C ),每周翻堆一次,每两周补充一次水分控 制物料的含水量维持在55%~75% (本实施例中含水量维持在70%~75%);堆腐40~ 60天后,物料经蚯蚓消化后转化成蚓粪,揭开发酵箱上方的草垫,拨开表层1~2cm厚物 料,阳光下照射15~20分钟,利用蚯蚓的怕光趋暗的特性,使蚯蚓自行进入发酵箱下部的 物料,使蚓粪和蚯蚓分离,移取上层5cm厚度蚓粪获得茶渣蚓肥。往发酵箱中补充等量厚度 的物料,与发酵箱内余下的物料混匀,调节物料的含水量在55 %~75 % (本实施例中含水 量维持在70%~75 % ),在发酵箱上方铺设草垫,置于阴凉通风处,进入下一次堆腐,堆腐 过程中:控制温度在
15~30°C (本实施例中控制温度在20~30°C ),每周翻堆一次,每两 周补充一次水分控制物料的含水量维持在55%~75% (本实施例中含水量维持在70%~ 75 % ),堆腐15~20天后,按照前述方法将蚓粪和蚯蚓分离,移取物料上层5cm厚度蚓粪 获得茶渣蚓肥,完成一次循环;再往发酵箱中补充等量厚度的物料,进入下一次循环制备茶 渣蚓肥。以完成2次循环为例,纯牛粪需要80天,包括第一次堆腐50和第二次堆腐30天; 牛粪:茶渣(1 :1)需要60天,包括第一次堆腐40天和第二次堆腐20天;牛粪:茶渣(1 :3) 需要55天,包括第一次堆腐30天和第二次堆腐25天;牛粪:茶渣(3 :1)需要70天,包括 第一次堆腐45天和第二次堆腐25天;纯茶渣需要120天,包括第一次堆腐90和第二次堆 腐30天。
[0021] 常规堆制:即将牛粪茶渣按干质量1 :1混匀后,调节湿度,堆成1米左右高的小 堆让其自行发酵腐熟。具体操作参照林清等的《牛粪有氧发酵的处理方法》(中国牛业科 学,2012, 38(4),76-77)。
[0022] 常规堆肥后蚯蚓处理:将牛粪茶渣按干质量1 :1混匀后(所述茶渣和牛粪的含水 量为60 %~80% )预堆腐7天后(预堆腐时堆体最高温度超过50°C )作为蚯蚓培养基质 堆置到发酵箱中,接入蚯蚓并在蚯蚓培养基质表层铺设2~3cm厚的稻草进行堆腐;控制蚯 蚓培养基质堆腐过程中的温度和湿度,每周翻堆一次;当蚯蚓培养基质完全消化为蚓粪后, 采用刮皮除心法将蚓粪和蚯蚓分离获得茶渣蚓肥。所述堆腐过程中的温度为25±3°C、湿度 为64%~68%。所述堆腐的时间为35天。蚯蚓的接种量为蚯蚓培养基质质量的3%〇。
[0023] 分析测试7个处理方式获得的蚓粪中铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、全氮、全 磷、全碳等作物必须养分含量(见表1),牛粪和茶渣按照干质量1~3 :1、尤其是1 :1和3 : 1复配后直接蚯蚓处理,避免了养分的损失,得到的茶渣蚓肥的养分含量较其他处理方式要 高,特别是按照1 :1复配后直接蚯蚓处理得到的茶渣蚓肥,其铵态氮、硝态氮、全氮和全碳 显著高于其他处理方式获得的蚓粪,速效磷、速效钾和全磷水平也能够满足作物生长需求。 且牛粪和茶渣1 :1复配后直接蚯蚓处理方式,其单次处理的茶渣量要多于其他处理,因此 牛粪和茶渣按照干质量1 :1和3 :1、特别是1 :1复配后直接蚯蚓处理是一种有效的处理茶 渣废弃物,获得优质蚓肥的方法。
[0024] 实施例2
[0025] 以一年中最适宜堆肥的4到10月为试验期,设置直接蚯蚓处理和常规堆制后蚯蚓 处理两种处理方式,每处理方式设置各3个发酵箱(106cmX 51cmX 30cm),每个箱子放入干 重4. 5kg左右的物料(牛粪:茶渣=1 :1的复配物料)。两种处理方式的处理条件同实施 例1的相应处理方式。
[0026] 直接蚯蚓处理:从4月1号开始进行堆腐,5月15号第1次收获,加料进行第二次 循环,6月5号第2次收获,6月20号第3次收获,7月5号第4次收获,7月20号第5次收 获,8月5号第6次收获,8月20号第7次收获,9月5号第8次收获,9月20号第9次收 获,10月5号第10次收获,10月20号第11次收获,共计收获新鲜茶渣蚓肥150kg,折合干 重 34. 88kg。
[0027] 常规堆制后蚯蚓处理:4月1号至6月10号完成第一次常规堆肥,6月15号至8 月10号完成第二次常规堆肥,8月15至10月30号完成第三次常规堆肥,等量原料条件下 共计收获新鲜茶澄蝴肥126kg,折合干重31. 50kg。
[0028] 由此可知:直接蚯蚓处理可以保证蚯蚓连续工作,持续、循环的获得茶渣蚓肥,单 次处理茶渣量大。与常规堆制后蚯蚓处理相比,可以在更少的时间内获得更多的茶渣蚓肥。 直接蚯蚓处理获得的茶渣蚓肥的养分含量包括铵态氮、硝态氮、速效磷、全氮、全磷、全碳明 显高于常规堆制后蚯蚓处理获得的茶渣蚓肥,而速效钾、全钾的含量则比较接近。
[0029] 表1 7个不同处理方式以及获得的蚓粪的养分含量
[0030]
【主权项】
1. 一种蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于包括:将牛粪和茶渣按照干质 量1~3 :1复配,调节物料的含水量在55 %~75 %,堆置在发酵箱中,堆置厚度10~15cm, 接入蚯蚓,在发酵箱上方铺设草垫,置于阴凉通风处,进行堆腐,堆腐过程中:控制温度在 15~30°C,每周翻堆一次,控制物料的含水量维持在55 %~75% ;堆腐40~60天后,物 料经蚯蚓消化后转化成蚓粪,完成第一次堆腐,将蚓粪和蚯蚓分离,自物料上层移取1/3~ 1/2厚度蚓粪获得茶渣蚓肥; 往发酵箱中补充等量厚度的物料,与发酵箱内余下的物料混匀,调节物料的含水量在 55%~75%,在发酵箱上方铺设草垫,置于阴凉通风处,进入下一次堆腐,堆腐过程中:控 制温度在15~30°C,每周翻堆一次,定期补充水分控制物料的含水量维持在55%~75%, 堆腐15~20天后,将蚓粪和蚯蚓分离,自物料上层移取1/3~1/2厚度蚓粪获得茶渣蚓肥, 再往发酵箱中补充等量厚度的物料,进行下一次循环制备茶渣蚓肥。2. 根据权利要求1所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于将牛粪和茶 渣按照干质量3 :1或1 :1复配,调节物料的含水量在70%~75%。3. 根据权利要求2所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于将牛粪和茶 渣按照干质量1 :1复配,调节物料的含水量在70%~75%。4. 根据权利要求1所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于所述的蚯蚓 为赤子爱胜蚓,第一次堆腐时在物料表面按照每平方米接种0. 8~I. 2kg赤子爱胜蚓。5. 根据权利要求4所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于第一次堆腐 时在物料表面按照每平方米接种Ikg赤子爱胜蚓。6. 根据权利要求1所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于所述的第一 次堆腐的时间为42~56天。7. 根据权利要求1所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于堆腐过程 中,控制温度在20~30°C,每周翻堆一次,每两周补充一次水分,控制物料的含水量维持在 70%~75%。8. 根据权利要求1所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于蚓粪和蚯蚓 分离获得茶渣蚓肥的方法为:揭开发酵箱上方的草垫,拨开物料表层1~2cm,光照15~ 25分钟,利用蚯蚓的怕光趋暗的特性,使蚯蚓自行进入发酵箱下部的物料,自物料上层移取 1/3~1/2厚度蚓粪获得茶渣蚓肥。9. 根据权利要求1所述的蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,其特征在于移取物料上 层5cm厚度蚓粪获得茶渣蚓肥。
【专利摘要】本发明公开了一种蚯蚓循环处理茶渣制备蚓肥的方法,包括将牛粪和茶渣复配,调节物料的含水量,堆置在发酵箱中,接入蚯蚓,在发酵箱上方铺设草垫,进行堆腐,堆腐40~60天后,完成第一次堆腐,将蚓粪和蚯蚓分离,自物料上层移取1/3~1/2厚度蚓粪获得茶渣蚓肥;往发酵箱中补充等量厚度的物料,与发酵箱内余下的物料混匀,调节物料的含水量,进入下一次堆腐,堆腐15~20天后,将蚓粪和蚯蚓分离,自物料上层移取1/3~1/2厚度蚓粪获得茶渣蚓肥,再往发酵箱中补充等量厚度的物料,进行下一次循环制备茶渣蚓肥。本发明方法温度、湿度范围更广,避免了养分的损失,保证蚯蚓连续工作,持续、循环地获得养分含量较高的茶渣蚓肥。
【IPC分类】C05F15/00, C05F17/00
【公开号】CN104892046
【申请号】CN201510267624
【发明人】焦加国, 申飞, 郭瑞, 刘满强, 李辉信
【申请人】南京农业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日