便攜式堆肥茶釀造裝置及生產(chǎn)技術(shù)的研究

黃雷 李延國(guó) 李建軍

摘 要：堆肥茶是應(yīng)用生產(chǎn)生活中的植物廢料如雜草、蔬菜葉、秸稈、動(dòng)物糞便等經(jīng)過有氧發(fā)酵提取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有益細(xì)菌及真菌的提取液，是一種簡(jiǎn)單有效的天然有機(jī)肥料，對(duì)綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)具有促進(jìn)作用，可以有效促進(jìn)廢棄資源在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的高效再生，減少外部資源投入和農(nóng)業(yè)廢棄物排放，實(shí)現(xiàn)資源合理循環(huán)再利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本準(zhǔn)則。堆肥茶是一個(gè)易發(fā)揮種群優(yōu)勢(shì)的微生物資源庫(kù)、土壤微生物的營(yíng)養(yǎng)源和促生物質(zhì)代謝庫(kù)，它能夠調(diào)控土壤微生物群落的代謝功能和結(jié)構(gòu)，改善土壤質(zhì)量，并具有一定的抑制真菌抵抗植物病蟲害的作用，因此堆肥茶具有重要的生物效應(yīng)和改善生態(tài)功能。

關(guān)鍵詞：便攜式；堆肥茶；微生物；好氧發(fā)酵；通氣加氧

中圖分類號(hào)：S22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190415021

1 研究的背景

長(zhǎng)期以來，人們都知道堆肥茶是一種高效的土壤改良劑，主要利用生產(chǎn)生活中的植物廢料及畜禽糞便，如雜草、蔬菜葉、秸稈及畜禽糞便等生產(chǎn)富含營(yíng)養(yǎng)的堆肥茶，通過好氧發(fā)酵使堆肥混合液中的有益微生物成倍增長(zhǎng)而釀造出的堆肥茶，特別有益于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，并具有防病作用。堆肥茶可以作為葉面肥和灌施肥使用，增加農(nóng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和口感，它能夠調(diào)控土壤微生物群落的代謝功能和結(jié)構(gòu)，改善土壤質(zhì)量，對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育具有促進(jìn)作用和一定的防病效果，因此堆肥茶具有重要的生物效應(yīng)和改善生態(tài)功能，更為重要的是它可以把廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理生產(chǎn)有機(jī)液肥，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化和永續(xù)利用，減少農(nóng)業(yè)面源污染，是一種可循環(huán)的生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，而且生產(chǎn)成本非常低，是實(shí)現(xiàn)投入品減量化、廢棄資源化、產(chǎn)業(yè)模式生態(tài)化的一種非常重要的方式，能夠?qū)r(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展起到促進(jìn)作用。

堆肥茶是以水充分浸泡具有微生物活化劑的植物廢料、秸稈和畜禽糞便等并對(duì)其通氣加氧進(jìn)行好氧發(fā)酵而釀造的微生物生態(tài)有機(jī)肥料。通常情況下，生產(chǎn)堆肥茶都使用大型的釀造設(shè)備來釀造，使用起來比較麻煩，而且設(shè)備組裝生產(chǎn)也是耗時(shí)費(fèi)力的。針對(duì)上述情況，利用農(nóng)林產(chǎn)品加工剩余物進(jìn)行資源化利用，生產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥料，推進(jìn)化肥農(nóng)藥減量施用、倡導(dǎo)低碳環(huán)保農(nóng)業(yè)、減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)低化學(xué)品應(yīng)用及保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。

2 生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)

保證在釀造桶內(nèi)的堆肥茶混合液經(jīng)過通氣加氧而完全被氧化，加速了堆肥茶混合液中的微生物生長(zhǎng)；空氣泵的額定通氣量高達(dá)50L/min，而釀造桶2容積設(shè)定為50L，且堆肥茶混合液的容積僅為釀造桶2容積的3/4；第二氣泡石設(shè)置在堆肥茶混合液中能懸掛在更深處，以保證排出氣泡并在下層堆肥茶混合液中形成湍流。第一氣泡石懸掛在堆肥茶混合液中較淺處，以保證第一氣泡石排出氣泡并在堆肥茶混合液中較淺處產(chǎn)生湍流，加速堆肥茶混合液的攪拌而不會(huì)使堆肥茶混合液變成厭氧發(fā)酵。

3 附圖說明

4 工作原理

便攜式堆肥茶釀造裝置包括具有上開口的釀造桶和釀造桶上面的桶蓋，桶蓋上開有多個(gè)換氣孔，空氣泵被固定在桶蓋上，第一空氣軟管進(jìn)氣口與第一止回閥出氣口連接，第一止回閥進(jìn)氣口與分流管出氣口連接，第二空氣軟管進(jìn)氣口與第二止回閥出氣口連接，第二止回閥進(jìn)氣口與分流管出氣口連接，分流管進(jìn)氣軟管穿過桶蓋上面的換氣孔與空氣泵連接，第一空氣軟管出氣口連接第一氣泡石，第二空氣軟管出氣口連接第二氣泡石，空氣泵接通電力使空氣從第一氣泡石和第二氣泡石里面排出產(chǎn)生氣泡，給釀造桶里面的堆肥茶混合液進(jìn)行通氣加氧，形成好氧發(fā)酵生產(chǎn)出堆肥茶，再經(jīng)過過濾，直接用于作物的噴施和灌施肥使用。

5 實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖作詳細(xì)的描述。

參見附圖1，是便攜式堆肥茶釀造裝置的剖視圖，表明了便攜式堆肥茶釀造裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及氣泡石的位置。

參見附圖2，是便攜式堆肥茶釀造裝置分體圖，表明了便攜式堆肥茶釀造裝置的結(jié)構(gòu)、各個(gè)部件排布及軟管連接位置。

參見附圖3，是便攜式堆肥茶釀造裝置的系統(tǒng)流程圖，表明了從堆肥茶原料開始制作到完成堆肥茶生產(chǎn)的整個(gè)流程和各部件之間的關(guān)系。

在以上3個(gè)附圖中，表述的便攜式堆肥茶釀造裝置1包括釀造桶2和釀造桶2側(cè)面的提手3，釀造桶2包括桶蓋4。在所示實(shí)施例中，桶蓋4蓋在到釀造桶2的上部。桶蓋4上面有多個(gè)換氣孔6，以保證在釀造期間釀造桶2內(nèi)的堆肥茶混合液經(jīng)過通氣加氧后多余的氣體及時(shí)排出，以便達(dá)到釀造桶2內(nèi)外壓力平衡。換氣孔6還可用于分流管18的進(jìn)氣管穿過并與空氣泵9連接。釀造桶2容積設(shè)定為50L，釀造桶2及桶蓋4可以由高強(qiáng)度ABS塑料或聚乙烯等任何合適的聚合材料制成。

堆肥茶出口閥門7固定到釀造桶2的側(cè)下部。在釀造桶2的側(cè)下部開孔，并且與堆肥茶出口閥門7緊密連接。密封件確保堆肥茶出口閥門7和釀造桶2之間產(chǎn)生緊密密封，以防止堆肥茶的泄漏。堆肥茶出口閥門7通常是關(guān)閉的，但是可以通過堆肥茶出口閥門7上的扳桿8旋轉(zhuǎn)來打開堆肥茶出口閥門7而使堆肥茶從釀造桶2內(nèi)流出。在上述實(shí)施例中，堆肥茶出口閥門7與內(nèi)部過濾器15相連通，用于堆肥茶流出時(shí)過濾。在其它實(shí)施例中，尼龍襪（未顯示）可以連接到堆肥茶出口閥門7，在打開堆肥茶出口閥門7時(shí)，堆肥茶流入尼龍襪，在那里堆肥茶被過濾并進(jìn)入另一個(gè)容器，留存在尼龍襪中的較大的固體顆粒被分離。

空氣泵9固定到桶蓋4上，固定卡5或任何合適的連接裝置都可用于將空氣泵9固定到桶蓋4的上表面。第1空氣軟管10進(jìn)氣口與第1止回閥14出氣口連接，第1止回閥14進(jìn)氣口與分流管18出氣口連接，第2空氣軟管進(jìn)氣口與第2止回閥出氣口連接，第2止回閥進(jìn)氣口與分流管18出氣口連接，分流管18進(jìn)氣軟管穿過桶蓋4上面的換氣孔6與空氣泵9連接，第1空氣軟管10出氣口連接第1氣泡石12，第2空氣軟管11出氣口連接第2氣泡石13。第1止回閥14和第2止回閥17僅在一個(gè)方向上允許氣流流動(dòng)，即空氣只能從空氣泵9經(jīng)過分流管18、第1空氣軟管10與第2空氣軟管11、第1氣泡石12與第2氣泡石13后排出，目的是防止堆肥茶混合液回流到空氣泵9中而導(dǎo)致?lián)p壞。

空氣泵9可以是任何型式的空氣泵。在圖1所示的實(shí)施例中，空氣泵9可以選用通氣量高達(dá)50L/min的水族箱用空氣泵，并選用適合的尺寸安裝在桶蓋4的表面上，給堆肥茶混合液通氣加氧形成好氧發(fā)酵。在釀造桶2內(nèi)的堆肥茶混合液是完全被氧化的，因?yàn)榭諝獗?的額定通氣量高達(dá)50L/min，而釀造桶2容積僅為50L，且堆肥茶混合液的容積僅為釀造桶2容積的3/4。

第1氣泡石12和第2氣泡石13為堆肥茶混合液提供氣泡，在釀造期間對(duì)堆肥茶混合液通氣加氧特別有益。來自第1氣泡石12和第2氣泡石13的氣泡加速了堆肥茶混合液中的微生物生長(zhǎng)。如附圖1、附圖2所示，第1空氣軟管10和第2空氣軟管11分別與分流管18連接，且第2空氣軟管11要足夠長(zhǎng)并且到達(dá)釀造桶2的底部，使得它在堆肥茶混合液中能懸掛在更深處，以保證第2氣泡石13排出氣泡并在下層堆肥茶混合液中形成湍流。第1空氣軟管10較短，使得與其連接的第1氣泡石12懸掛在堆肥茶混合液中較淺處，以保證第1氣泡石12排出氣泡并在堆肥茶混合液中較淺處產(chǎn)生湍流。因此，在整個(gè)釀造過程中，可以在堆肥茶混合液中的多個(gè)深度放置氣泡石進(jìn)行通氣加氧并形成湍流，而不會(huì)使堆肥茶混合液變成厭氧發(fā)酵。

通過對(duì)深淺不同的堆肥茶混合液進(jìn)行通氣加氧而使其氧化，所得的堆肥茶可具有類似于琥珀茶香氣的泥土氣味。

提手3為便攜式堆肥茶釀造裝置1進(jìn)行提起和傾倒釀造桶2內(nèi)剩余雜物時(shí)提供了方便，還可以在堆肥茶原料填充后容易攜帶和在釀造時(shí)進(jìn)行搬運(yùn)。

以下是使用該便攜式堆肥茶釀造裝置的釀造方法。

用非氯化水與堆肥茶原料加到釀造桶2大約3/4處，首先釀造桶2應(yīng)僅填充一半非氯化水，將包括糞便、秸稈等有機(jī)廢棄物的堆肥茶原料和活化劑加入釀造桶2中?；罨瘎槲⑸锾峁┦澄铮?dāng)添加到堆肥中時(shí)，活化劑和空氣為爆炸性微生物生長(zhǎng)創(chuàng)造了優(yōu)越的環(huán)境。

將桶蓋4放置在釀造桶2上，第1空氣軟管10連接的第1氣泡石12與第2空氣軟管11連接的第2氣泡石13，懸掛在桶蓋4下方并進(jìn)入堆肥茶混合液中，堆肥茶原料和活化劑在釀造桶2中一起被空氣形成的湍流攪拌。第1空氣軟管10的長(zhǎng)度要足以保證桶蓋4略微從釀造桶2的上邊緣移開，同時(shí)便于監(jiān)控釀造過程而不會(huì)將第1氣泡石12從堆肥茶混合液中抽出。這樣，可以干凈且有效地定期監(jiān)測(cè)整個(gè)釀造過程。

時(shí)間控制器16是用來控制空氣泵9循環(huán)啟動(dòng)的。在所示實(shí)施例中，時(shí)間控制器16設(shè)定工作時(shí)間為55min，工作間歇時(shí)間為5min，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行，直至通氣加氧完成。空氣泵9可以使用220V交流電供電或電池供電。

如上所述，為了充分保證堆肥茶混合液有氧發(fā)酵時(shí)間，將工作總時(shí)間設(shè)定為50h，并且可以有效地定期監(jiān)測(cè)整個(gè)堆肥茶釀造過程。從第1氣泡石12和第2氣泡石13排出的氣泡加快了與堆肥茶混合液的接觸，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)，并使堆肥茶的肥化功能得到了提高。

通過打開堆肥茶出口閥門7，可以將堆肥茶從釀造桶2內(nèi)流出并流進(jìn)噴霧器或其它合適的容器中。如上所述，堆肥茶在流進(jìn)噴霧器之前，可以通過尼龍長(zhǎng)襪過濾。噴霧器可以裝入一半堆肥茶，其余部分用非氯化水填充，釀造完成的堆肥茶和水的混合物作為稀釋后的堆肥茶噴灑到植物表面，用作葉面肥或灌施肥使用。

在完成堆肥茶釀造之后，可以容易地清洗便攜式堆肥茶釀造裝置1，以便用于儲(chǔ)存或以后的釀造。與堆肥茶出口閥門7相連的內(nèi)部過濾器15，可以將堆肥茶中大顆粒廢棄物阻隔到內(nèi)部過濾器15的外面，并且很容易地從釀造桶2中傾倒出來，然后將釀造桶2進(jìn)行沖洗。先放入清水，啟動(dòng)空氣泵9，使空氣泵9運(yùn)行5～20min之后，將清洗水從釀造桶2中排出，并將桶蓋4蓋在釀造桶2上。第1空氣軟管10與其連接的第1氣泡石12和第2空氣軟管11與其連接的第2氣泡石13在桶蓋4下面整齊地懸掛在空的釀造桶2中，在那里可以進(jìn)行干燥以防止霉菌生長(zhǎng)。

6 釀造裝置特點(diǎn)

這種便攜且耐用的生態(tài)特效有機(jī)肥釀造裝置的技術(shù)表現(xiàn)是能夠用低成本組件制造且易于組裝；能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，是一種便攜、易于生產(chǎn)操作、容易清洗、制造成本低廉、便于操作使用的微生物生態(tài)特效有機(jī)肥釀造裝置；在便攜式堆肥茶釀造裝置中，第1空氣軟管進(jìn)氣口與第1止回閥出氣口連接，第1止回閥進(jìn)氣口與分流管出氣口連接，第2空氣軟管進(jìn)氣口與第2止回閥出氣口連接，第2止回閥進(jìn)氣口與分流管出氣口連接，防止了液體回流到空氣泵內(nèi)造成損壞；釀造桶上面的桶蓋開有多個(gè)換氣孔，用于釀造過程中產(chǎn)生多余的氣體及時(shí)排出桶外，保證內(nèi)外壓力平衡；第1空氣軟管出氣口連接第1氣泡石，第2空氣軟管出氣口連接第2氣泡石，空氣泵接通電力使空氣從第1氣泡石和第2氣泡石里面排出產(chǎn)生氣泡，給釀造桶里面的堆肥茶混合液進(jìn)行通氣加氧，形成好氧發(fā)酵生產(chǎn)堆肥茶；第1氣泡石設(shè)置在釀造桶內(nèi)的第1深度，便于接近堆肥茶混合液的表面下方進(jìn)行通氣加氧，第2氣泡石設(shè)置在釀造桶內(nèi)的第2深度，第2深度深于第1深度，便于接近堆肥茶混合液底部進(jìn)行通氣加氧，這樣整個(gè)釀造桶內(nèi)的堆肥茶混合液一起被空氣形成的湍流攪拌，其優(yōu)點(diǎn)是加速了堆肥茶混合液的氧化分解及微生物的繁殖速度，提高了堆肥茶的肥化功能。

7 結(jié)論

該便攜式堆肥茶釀造裝置是利用農(nóng)林產(chǎn)品加工剩余物進(jìn)行資源化處理，來生產(chǎn)生態(tài)有機(jī)液肥，為作物生長(zhǎng)提供有機(jī)肥料。如果配合噴施系統(tǒng)或滴灌系統(tǒng)使用更為簡(jiǎn)單可靠，為堆肥茶的廣泛應(yīng)用提供了有利保障。堆肥茶作為土壤微生物的營(yíng)養(yǎng)源和資源庫(kù)，具有非常重要的生物防治功能及營(yíng)養(yǎng)功能，對(duì)推進(jìn)化肥農(nóng)藥減量施用、加強(qiáng)鄉(xiāng)村生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、倡導(dǎo)低碳環(huán)保農(nóng)業(yè)、減少環(huán)境污染、推進(jìn)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)低化學(xué)品應(yīng)用及保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。