CN101423426B - 一种烟草用有机肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机肥料技术领域，特别涉及烟草用有机肥料及其制备方法，所述烟草用有机肥料由油枯和发酵基以1∶0.0004～0.0006的重量比混匀、发酵制得；所述发酵基成分为高、中、低温好氧发酵有益菌剂及有效载体，活菌数4～20亿/克。制备方法为：将油枯粉碎至细度1mm～3mm，加CaCO3将pH调整到6～7，加入油枯重量0.0004～0.0006的发酵基和油枯重量0.4～0.6的水搅匀，发酵后干燥即得。本发明的有机肥料能杀死有害病菌、寄生虫卵和杂草种子，施用后烟株生长健壮，叶片发育好，上等烟比例、桔色烟比例均大幅提高，烤后烟叶色泽鲜亮、油润，原烟化学成分协调。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机肥料及其制备方法和应用，属于有机肥料技术领域。
背景技术
农田忽视有机肥而长期施用无机化肥会造成土壤板结、有机质含量下降、养分供应不协调，土壤理化性状调节和土壤生物自我修复能力下降。同时大量作物秸秆的焚烧不仅浪费了良好的生物资源，同时也严重污染环境。
农业部门目前非常重视农家肥的施用，大力推广种植绿肥、过腹还田、秸秆还田和厩肥还田改良土壤。但使用传统的未经充分发酵腐熟的有机肥，造成肥效滞后，植株后期徙长，贪青晚熟；另一方面，受有机肥中携带的病原物感染，植株病、虫危害加重。此外，厩肥、绿肥、秸杆施用后在腐熟过程中要消耗大量氧气，释放一些有机酸、丹宁，抑制作物生长。因此，现急需研发出新的工业化作物秸秆发酵方法以满足农业应用需求。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种烟草用有机肥料，它是由油枯和发酵基以1∶0.0004～0.0006的重量比发酵制得；所述发酵基成分为高、中、低温好氧发酵有益菌剂，有益活菌数4～20亿/克。
其中，油枯也称菜油枯，是油菜籽榨油后的油渣。油枯含有机质75％～86％，脂肪12～15％，蛋白质30～36％，氮4％～5％，碳氮比低于10∶1，有机物质分解快、残留少。
发酵基主要成分为高、中、低温好氧发酵有益菌及常规辅料，有效养分≥6％，有机质≥35％，活菌数4～20亿/克。
本发明的烟草用有机肥料为发酵基对油枯进行腐熟使发酵原料中的有机态N、P在微生物的作用下形成大量的腐殖质营养元素，能杀死有害病菌、寄生虫卵和杂草种子，消除恶臭，并具有升温快、腐熟彻底的特点。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述烟草用有机肥料的制备方法，该方法具体为：将油枯粉碎至细度1mm～3mm，加CaCO3将pH调整到6～7，加入油枯重量0.0004～0.0006的发酵基和油枯重量0.4～0.6的水搅拌均匀，发酵后干燥即得。
优选的，烟草用有机肥料的制备过程中油枯pH调整到6.5时最佳。
发酵基加入量为油枯重量的0.0005倍。
水的加入量为油枯重量的0.48倍。
油枯在发酵过程中每隔24小时需要翻抛一次，保证油枯通风透气，保持热量、水分、增殖的菌种分布均匀。发酵时间为150～180小时，优选为168小时。
发酵成熟的油枯于30～60℃进行干燥，可避免有益菌种被高温杀死，干燥后有机肥料含水量控制在25～35％；以30％为佳。
本发明烟草用有机肥料的制备方法发酵时间短，成本低，制得的有机肥料游离氨基酸含量从0.2％提高到了3.081％，其中L-谷氨酸，L-亮氨酸，L-天冬氨酸含量有大幅度的增加。应用于种植烟草的土壤中，烟株生长健壮，叶片发育好，烤后烟叶色泽鲜亮、油润。
附图说明
图1是油枯发酵过程温度变化图。
具体实施方式
油枯可作为优质的有机肥广泛用于农作物种植，但是必须经发酵后才能施用于作物，否则会与作物争氧而出现“烧苗”现象。
油枯为酸性，不利于菌种的繁殖，因而本发明方法中需加入碱性的CaCO3调整pH至6～7。
实施例中使用的发酵基为河南省鹤壁市恒隆态环保生物技术研究所生产的HM发酵基。
发酵前油枯加水量为油枯重量0.4～0.6，使油枯的含水量达到55％～60％。
发酵时间150～180小时，发酵过程油枯温度由室温迅速增高，第3天(72小时)、第4天(96小时)的温度可达到50℃～60℃，然后逐渐下降至室温，而水分含量由原55％～60％逐渐下降到35％左右。
所述自然发酵过程可采用堆积式厌氧发酵工艺、塔式有氧发酵工艺或步进槽式发酵工艺。
堆积式厌氧发酵工艺所需设备简单，但所需厂房大，占地面积宽，发酵时间长达180天～210天，无法实现工业化规模生产。如果进行分散生产，管理成本高，同时无法保证发酵的质量。
塔式有氧发酵工艺占地面积小，缺点为所需设备多，设备易锈蚀，运行成本高，每1立方米所需运行费为人民币30元左右。
步进槽式发酵工艺将发酵槽分为6个单元，每个单元10米长。第1天，将配制好的原料送入第一单元发酵槽中，第2天，将第1天布入的原料翻抛向前推进5米，即翻推到第二单元，依次在第7天将第1天装入的原料翻推出发酵槽，完成发酵过程，然后将发酵成熟的原料进行干燥。
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。
实施例1烟草用有机肥料的制备
将1000kg油枯用粉碎机进行粉碎，细度1mm～3mm，再将细油枯用料车运入搅拌机中，加入25kg CaCO3将pH调整到6.5，边搅拌边加水480kg，同时加入0.5kg的发酵基使油枯的含水量达到60％。
发酵槽为长30米、宽9米、高1.1米的砖砌槽，分为6个部分，在发酵槽上安装轨道，机械翻抛机装在轨道上。用皮带机将上述配制好的油枯运入第一单元发酵槽中，装入33.33立方米，布原料5米长、高1.0米、宽9米。24小时后启动机械翻抛机，将第1天布入的原料翻抛向前推进5米，即翻推到第二单元，保证正在发酵过程的细蔗渣通风透气，保持发酵中的热量、水分、增殖的菌种分布均匀。每过24h重复翻推步骤一次，直至第7天将第1天装入的原料翻推出发酵槽。每个发酵槽每天能发酵33.33立方米油枯。在发酵过程中，为保证细蔗渣通风透气，保持发酵中的热量、水分、增殖的菌种分布均匀，本领域技术人员可视发酵结果可适当调整翻抛时间。
油枯经7天(168小时)发酵成熟，油枯在发酵过程中，温度变化见图1，水分含量由原60％逐渐下降到35％。用皮带机将发酵成熟的油枯运入引风干燥机中进行干燥，干燥机中进料口温度80℃，出料口温度50℃，干燥后含水量控制在30％即得有机肥料成品。
用OPP塑料编织袋分装有机肥料，每袋分装20公斤，烟草种植施用时用量为一亩一袋，方便使用。
实施例2有机肥料的性质测定
实施例1发酵前后的油枯用氨基酸全自动分析仪检测成分，具体见表1、2：
表1未发酵油枯游离氨基酸含量
| 序号 | 保留时间 | 名称 | 纳摩尔数 | 校正因子 | 峰面积 | 峰高 | 含量(mg/100mL) |
| 1 | 18.962 | Asp | 0.003271 | 3.92656e-007 | 1249394 | 32472 | 0.435 |
| 2 | 20.759 | Thr | 0.0007144 | 4.96266e-007 | 215919 | 5757 | 0.085 |
| 3 | 21.968 | Ser | 0.0003844 | 4.30886e-007 | 133832 | 4724 | 0.040 |
| 4 | 23.476 | Glu | 0.001163 | 4.71293e-007 | 370042 | 9072 | 0.171 |
| 5 | 27.535 | Gly | 0.001043 | 3.93966e-007 | 396984 | 9887 | 0.078 |
| 6 | 28.554 | Ala | 0.002554 | 4.64519e-007 | 824854 | 15755 | 0.228 |
| 7 | 31.500 | Cys | 0 | 3.58917e-007 | 0 | 0 | 未检出 |
| 8 | 32.822 | Val | 0.0002518 | 5.40601e-007 | 69877 | 2819 | 0.030 |
| 9 | 34.707 | Met | 0 | 4.44921e-007 | 0 | 0 | 未检出 |
| 10 | 36.920 | Ile | 0.0001419 | 5.2494e-007 | 40541 | 1470 | 0.019 |
| 11 | 37.926 | Leu | 0.0003832 | 4.24632e-007 | 135382 | 4217 | 0.050 |
| 12 | 39.851 | Tyr | 0.000262 | 4.21375e-007 | 93282 | 4323 | 0.047 |
| 13 | 41.568 | Phe | 0.0008208 | 3.6685e-007 | 335594 | 12168 | 0.136 |
| 14 | 44.093 | His | 0.001009 | 3.76347e-007 | 402311 | 12891 | 0.157 |
| 15 | 46.340 | Lys | 0.0007315 | 4.08844e-007 | 268369 | 10347 | 0.107 |
| 16 | 50.189 | Arg | 0.002127 | 4.0814e-007 | 781566 | 16743 | 0.370 |
| 17 | 79.957 | Pro | 0.0007002 | 8.51413e-007 | 123362 | 2746 | 0.081 |
| 总计 | 0.01556 | 5441309 | 145391 | 2.034 |
1摩尔数＝109纳摩尔数
表2发酵后油枯游离氨基酸含量
| 序号 | 保留时间 | 名称 | 纳摩尔数 | 校正因子 | 峰面积 | 峰高 | 分析结果(mg/100mL) |
| 1 | 18.480 | Asp | 0.01844 | 3.92656e-007 | 4696445 | 110961 | 2.454 |
| 2 | 20.355 | Thr | 0.006372 | 4.96266e-007 | 1284047 | 31603 | 0.759 |
| 3 | 21.834 | Ser | 0.005747 | 4.30886e-007 | 1333686 | 27181 | 0.604 |
| 4 | 23.488 | Glu | 0.03606 | 4.71293e-007 | 7651576 | 186416 | 5.305 |
| 5 | 27.603 | Gly | 0.00734 | 3.93966e-007 | 1863048 | 46143 | 0.551 |
| 6 | 28.647 | Ala | 0.04108 | 4.64519e-007 | 8842910 | 192121 | 3.660 |
| 7 | 31.128 | Cys | 0.002025 | 3.58917e-007 | 564153 | 13400 | 0.245 |
| 8 | 32.837 | Val | 0.03006 | 5.40601e-007 | 5560652 | 159644 | 3.523 |
| 9 | 34.575 | Met | 0.003074 | 4.44921e-007 | 690815 | 22774 | 0.459 |
| 10 | 36.891 | Ile | 0.01627 | 5.2494e-007 | 3098750 | 92663 | 2.134 |
| 11 | 37.889 | Leu | 0.03052 | 4.24632e-007 | 7187161 | 198082 | 4.004 |
| 12 | 40.007 | Tyr | 0.008775 | 4.21375e-007 | 2082479 | 52645 | 1.590 |
| 13 | 41.581 | Phe | 0.009634 | 3.6685e-007 | 2626178 | 90058 | 1.592 |
| 14 | 44.191 | His | 0.004014 | 3.76347e-007 | 1066502 | 39737 | 0.623 |
| 15 | 46.419 | Lys | 0.00737 | 4.08844e-007 | 1802752 | 75076 | 1.078 |
| 16 | 50.261 | Arg | 0.005826 | 4.0814e-007 | 1427333 | 43385 | 1.015 |
| 17 | 79.882 | Pro | 0.01057 | 8.51413e-007 | 1241971 | 31461 | 1.217 |
| 总计 | 0.2432 | 53020458 | 1413350 | 30.81 |
由表1、2中的数据可以得出发酵后油枯的以下参数：
1、水解率
水解率＝(发酵样品小肽和氨基酸的含量-未发酵样品小肽和氨基酸的含量)/总氨基酸含量＝(12.93％-0.5％)/36.5％＝34.05％
2、小肽含量
小肽含量＝总含量-游离氨基酸含量＝12.93％-3.08％＝9.85％
3、促进固体发酵酶解作用
本实验室所用的HM发酵基在发酵过程中可以分泌胞外淀粉酶，可以利用不容易利用的碳源，实验数据表明发酵后游离氨基酸的种类更加均衡，含量更多。
4、结果表明
用氨基酸分析仪分析水提样品，游离氨基酸含量从0.2％提高到了3.081％，其中L-谷氨酸，L-亮氨酸，L-天冬氨酸含量有大幅度的增加。小肽的含量有大幅度的提高，小肽和游离氨基酸总和达到12.93％，大大提高了油枯蛋白酶的水解性。
实施例3有机肥料的肥效测定
实施例1制得的有机肥料进行烤烟植株田间试验，用量设置三个水平，水平1为10kg/亩、水平2为20kg/亩，水平3为30kg/亩，对照样为无机化肥(N％、P2O5％、K2O％重量含量分别为9％、9％、27％)，均以烤烟植株移栽前以底肥施用。
表3施用不同用量油枯对烟叶经济性状的影响
*价格为国家收购烤烟三价区价格标准。
从表3、4可以看出实施例1制得的有机肥料比对照样产值高，施用后烟株生长健壮，叶片发育好，烤后烟叶色泽鲜亮、油润，原烟化学成分协调，烟叶均价、产值、上等烟比例、桔色烟比例均明显高于施用无机化肥。说明有机肥对提高烟叶质量、增加烟农收入具有积极的促进作用。施用腐熟油枯后烟碱、总氮、总糖、还原糖含量与施用无机化肥相比呈下降趋势，烟叶钾含量则呈上升趋势，原烟化学成分趋于协调，氯离子含量处于适宜范围，避免因氯离子含量过低造成烟叶弹性差，易粹，成丝率低，烟叶含氯量适中，提高烟叶工业使用价值。烟碱含量降低，提高烟叶使用安全性。
此外，实施例1制得的有机肥料用量20kg/亩时效果最佳，上等烟比例68.10％，增加16.2个百分点，桔色烟比例85.66％。增加17.86％，产值较对照样高208.5元/亩。由此可见，种植烟草的土壤施用本发明的有机肥料后，能大大节约无机肥施用量，烟叶品质提高，烟农增收，促进优质烟叶生产可持续发展。
Claims (10)
1.一种烟草用有机肥料，其特征在于：由油枯和发酵基以1∶0.0004～0.0006的重量比发酵制得；所述发酵基为HM发酵基，有效成分为高、中、低温好氧发酵有益菌，活菌数4～20亿/克。
2.一种烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：将油枯粉碎至细度1mm～3mm，加CaCO3将pH调整到6～7，加入油枯重量0.0004～0.0006的发酵基和油枯重量0.4～0.6的水搅拌均匀，发酵后干燥即得；所述发酵基为HM发酵基，有效成分为高、中、低温好氧发酵有益菌，活菌数4～20亿/克。
3.根据权利要求2所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：发酵时间为150～180小时。
4.根据权利要求2所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：发酵过程中采用步进槽式发酵工艺。
5.根据权利要求2～4任一项所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：加CaCO3将油枯pH调整到6.5。
6.根据权利要求2～4任一项所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：发酵基加入量为油枯重量的0.0005倍。
7.根据权利要求2～4任一项所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：水的加入量为油枯重量的0.48倍。
8.根据权利要求2～4任一项所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：油枯在发酵过程中每隔24小时翻抛一次。
9.根据权利要求2～4任一项所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：发酵成熟的油枯于30～60℃进行干燥，干燥后含水量控制在25～35％。
10.根据权利要求9所述的烟草用有机肥料的制备方法，其特征在于：干燥后含水量控制在30％。
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