CN103113156A - 竹柳专用微生物有机肥的配方和生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明竹柳专用微生物有机肥的配方和生产方法，目的是为竹柳提供满足其生长需求的肥料，以便充分发挥竹柳超速生的生理特长，提高产材率。其配方以矿化发酵有机原肥为基础，包括经硅酸钠、氢氧化钠熟化的腐植酸和氮、磷、钾、钙、硅、钠、锰、锌、硼、铁、铜等营养元素添加剂以及生物制剂、植物生长素合剂。在产出矿化发酵原肥、熟化腐植酸、混配添加剂、制备植物生长素合剂和生物制剂的基础上，采用两次元素配位的生产方法，将各种元素按可烘干和不宜烘干分别配位造粒，再行混配抛光、筛选包装，这样就解决了在烘干中易挥发失效的生物制剂、生长素合剂等难以加进肥料的难题，产出高效速效微生物肥料，促进竹柳实现超速生，获得显著经济效益。

Description

竹柳专用微生物有机肥的配方和生产方法

技术领域

本发明涉及一种有机物料制肥方法，属有机肥料生产技术领域，特别是涉及一种以生活垃圾、餐厨垃圾、污水处理厂污泥做原料的矿化发酵原肥为主，添加竹柳所需养分和中微量元素，制成竹柳专用微生物有机肥的配方和生产方法。

背景技术

超速生竹柳是从美国引进的生长成材快、经济效益高的林木新品种，在我国已有近十年的栽培时间，取得了可喜的成绩。但是，因竹柳的营养跟不上，生长量未能施展开，超速生的优势不能充分发挥，制约了竹柳栽培技术的推广应用。原本超速生竹柳的年生长量，应是杨树年生长量的3倍、速生桉年生长量的2倍，可是在同等条件下栽培，三者的年生长量则没有多大差别，体现不出竹柳超速生的特长。之所以这样，是因为杨树的生存能力和桉树的适应能力比竹柳强，而竹柳年生长量高的优势受到其生存能力和适应能力区域差的影响而大打折扣。经深入研究表明，竹柳的生存能力和适应能力除了受地域土质区别、温度湿度差异影响外，其限制生长因子——水和营养条件要比杨树和速生桉更为重要。在同等管理条件下，因土质差，土壤缺乏有机质，竹柳生长营养不足，所需生理元素供应不平衡，致使竹柳生长受限制，乃是栽培竹柳最关键、最致命的弱点。经查新，在我国已有十几个竹柳栽培公司、上百个竹柳栽培基地，栽植面积达数十万亩，还有上千万人准备走向竹柳栽培致富之路。鉴于竹柳在丘陵黄土地、低洼滩涂地、湿地盐碱地都可栽种，不与粮争地，因而受到各级政府支持，有着广阔的发展前景。然而，喜土壤有机质丰厚的竹柳，至今尚没有适合超速生竹柳栽培生长的专用微生物有机肥料，这是个很大的遗憾。近几年，我们以生活垃圾包括餐厨垃圾、污水处理厂污泥等有机物为原料，发明了新的制肥工艺及其配套设施。其工艺流程是，先将分选出塑料和废金属后的生活垃圾等有机物料磨细制浆，然后采取络合沉淀法剔除垃圾动植物残体中重金属离子的危害，溶解分解所含二噁英类致癌物质，再经脱水配伍并经高温矿质化反应发酵杀灭病原菌获得有机原肥，为研制包括竹柳在内的专用微生物有机肥奠定了基础。

发明内容

发明目的：本发明的目的是在采用生活垃圾、餐厨垃圾、污水处理厂污泥制肥工艺中所产高温矿化发酵原肥的基础上，研制竹柳专用微生物有机肥的配方和生产方法，以便通过施肥为竹柳提供充足营养，充分发挥竹柳超速生的生理特长，提高产材率。

发明原理：根据《土壤学》理论，植物生长需要光、热、水、气、肥五大要素。不同植物在不同生长阶段，对这五大要素的需求也是不同的。五大要素中，光和热是因地域差别而不同的宇宙因素，为植物生长发育与土壤肥力演变的动力，这是人类至今无法控制的农林业生产要素。而水、气、肥三者则是地球因素，是人们在利用土地的过程中，控制、调整和改变的对象。因此，栽培竹柳要使其超速生，唯一的方法就是调控水、气、肥。而在水、气调控完善、适宜之后，肥就成为改变、促进其生长的重要技术措施。本发明就是通过调整竹柳生长的营养因素，乃至加速植物细胞分裂的方法，促进竹柳植物体内运输养分的载体——负电荷微电流的强势，从《生物热力学》的高度，理化运动形式来研制超速生竹柳专用微生物有机肥。这里从四个方面简述竹柳超速生机理：(1)土壤有机质是植物生长的碳素及各种营养源泉。据研究，竹柳高产所需的二氧化碳(CO₂)的70％来源于土壤有机质，还有30％的二氧化碳由光和气通过光合作用产生利用。因此，通过施肥给土壤补充有机质，是竹柳生长所必须。有机质含有植物所需的一切养分及各种营养元素，如碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、硼(B)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)、铁(Fe)、氯(Cl)等，可见土壤有机质的贫瘠或富有将是竹柳生长的限制因素。这就是选用有机矿化发酵原肥为主的理由。(2)深加工的腐植酸是竹柳生长所需有机元素的最佳选择。腐植酸与硅酸钠、氢氧化钠综合加工，使腐植酸氧化腐熟后施用，可最大程度地刺激竹柳超速生增长增粗，其原因是腐植酸中含有丰富的胡敏酸和核苷酸，胡敏酸能促进植物还原糖的积累，提高渗透压，从而增强竹柳微电流的负电荷，提高运送植物营养的能力和抗旱、抗寒的能力；胡敏酸对叶片吸收二氧化碳(CO₂)，促进叶绿素的合成，有十分重要的作用。核苷酸能刺激氧化酶的活性，促进细胞分裂和大量吸收养分，以达到超速生条件。再则，氧化腐熟的腐植酸可将其所含维生素B₁、B₂和B₆以及烟碱酸、激长素、吲哚乙酸、抗生素分离出来，直接影响竹柳庞大的根际微生物体系的形成，而且其分泌物被竹柳吸收后，促生长、抗病害功效显著。深加工后的腐植酸的施用，是超速生竹柳栽培的成功经验。(3)硅和钠的作用：据美国相关研究资料表明，竹柳超其它植物速生的原理在于竹柳体内的负电荷微电流的强度是其它植物的若干倍。植物体内的微电流是植物体内运输迎送养分的载体，因此它与植物的生长息息相关。而植物体内负电荷微电流的产生与渗透压的强弱，靠的是组织细胞的纤维素和木质纤维素，并以纤维素为导体，实现微电流的传递和流动。什么元素能促进纤维素的形成、促进纤维素质地的坚韧和拉力？那就是硅(Si)和钠(Na)。硅和钠两种元素可使竹柳的组织纤维分裂异常加快，致使竹柳年生长量快速增加，三年可做建筑用材，六年可成大材。而在肥料中添加硅酸钠、氢氧化钠，就可达到这一目的。(4)中微量元素钙、锰、锌、硼、铁、铜在竹柳生长中的作用：这几个中微量元素和氮磷钾大量元素一样，在竹柳的生命过程中发挥着不可替代的重要作用，它们还是酶、维生素、激素的重要组成部分，直接参与机体的代谢过程，提高竹柳酶的活性，一旦缺少，轻则影响竹柳的生长发育，重则导致竹柳枯死。因此，应在肥料中适量添加。

竹柳专用微生物有机肥的技术质量指标：依据竹柳的生长机理要求，制定出竹柳专用微生物有机肥的技术质量指标：水溶性有机质≥30％；N≥1％，K≥1％，有效磷≥2，全磷P≥5％；水溶性硅≥4％，钠≥2％，硼≥0.02％，锰≥0.09％，钙≥0.9％，锌≥0.07％，铁≥0.018％，铜≥0.002％；生物制剂≥0.1％，植物生长素合剂≥0.1％。总有效成分(包括原肥中的氮磷钾以及黄腐酸、氨基酸类物质)≥45％，含水分≤20％。

竹柳专用微生物有机肥的科学配方：根据竹柳专用微生物有机肥必须达到的技术质量指标，竹柳专用肥吨产品的具体配方是：高温矿化发酵原肥(含水率≤20％，水溶性有机质≥45％)600kg，熟化腐植酸(humic acids，水溶性有机质≥55％)100kg，硅酸钠水溶液(sodium silicate，SiO₂＝29.2％，Na₂O＝12.8％)150kg，尿素(urea，N≥46％)25kg，磷矿粉(phosphate rock powder，P₂O₅≥30％)200kg，氯化钾(potassium chloride，K₂O≥60％)20kg，七水硫酸锌(zinc sulfate，Zn≥35.7％)2kg，硫酸锰(manganous sulfatemonohydrate，Mn≥32％)3kg，硼砂(sodium tetraborate，B≥11％)2kg，硫酸亚铁(ferroussulfate，Fe＝18.5％-19.3％)1kg，生石灰(calcium oxide，CaO≥90％)10kg，氢氧化钠(sodiun hydroxide，NaOH≥99.0％)5kg，硫酸铜(copper sulfate，Cu≥25％)0.1kg，黑曲霉(aspergillus niger)和木霉(trichoderma)各0.5kg，由吲哚丁酸(1h-indole-3-butanoic acid)+α-萘乙酸(α-naphthaleneacetic acid)和细胞分裂素(6-Benzylaminopurine)+维生素(vitamin)按一定比例合成的加富载体植物生长素合剂(这些元素易被土壤胶体固定而失效，必须先加工配置载体化合后应用)1kg。

竹柳专用微生物有机肥的生产方法：其特征在于按照以下步骤进行：(1)产出矿化发酵原肥：以生活垃圾、餐厨垃圾、污水处理厂污泥等为原料，参照我们的专利号为ZL200910114688.5和申请号为201210138799.1、201210374525.2、201210346724.2、201210388698.X的发明专利技术，分别制作矿化发酵原肥或同机处理制作矿化发酵原肥；(2)腐植酸熟化：选择有机质含量≥55％的腐植酸(泥炭土、褐煤、风化煤矸石)为原料，按每吨拌入5kg氢氧化钠，翻堆或机械搅拌均匀，室内(防止雨淋流失)放置7天，而后每吨喷洒硅酸钠水溶液100kg，要一边喷洒一边翻堆。堆置干燥后，用雷蒙机或粉碎机加工成50-80目粉剂，包装，储存熟化；(3)配制营养元素添加剂：将磷矿粉、尿素、氯化钾、七水硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂、生石灰、氢氧化钠混合均匀后作为添加剂；(4)制备植物生长素合剂：将吲哚丁酸、α-萘乙酸和细胞分裂素、维生素先行溶解，并按一定比例加工成加富载体生物培养基，以吨产品用量装袋；(5)制备生物制剂：将黑曲霉、木霉分别进行种子培养，再经复壮、提纯，扩大培养，最后按每袋1kg包装，作为生物制剂；(6)采用两次元素配位的工艺生产：第一次元素配位，是利用5套机组分若干次将烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的矿化发酵原肥、熟化腐植酸及营养元素添加剂总重量的5/6，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入矿化发酵原肥、熟化腐植酸及营养元素添加剂总重量15％的硅酸钠水溶液与第一次配位造粒物料重量25％的水混配的料浆进行造粒，然后烘干至含水分≤15％，筛选出直径2-4mm颗粒半成品；第二次元素配位是利用1套机组分若干次将矿化发酵原肥、熟化腐植酸及营养元素添加剂总重量的1/6，添加总重量0.1％的生物制剂和0.1％加富载体植物生长素合剂并混合搅拌均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入第二次配位造粒物料重量30％的水进行造粒；最后将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料通过控制计量器按5∶1的比例进行再混配、抛光，并筛选出直径2-4mm颗粒成品(含水率≤20％)进行包装。

本发明的有益效果：本发明针对竹柳生长机理，因缺补缺，科学配方，在高品质矿化有机原肥、熟化腐植酸并合理添加主养分N、P、K的基础上，配入竹柳敏感的有益元素、根际微生物菌剂以及加富载体植物生长调节物质，并经严格的制肥工艺生产，研制出竹柳所需的高效速效完全营养肥料，可满足竹柳生长机理的需求，增强生长能力，三年后即可用作建筑材料，六年成大材，正材高10米以上，有效直径可超过42cm，每株正材积可达1M³左右，产材率可提高30％以上，且材质优良，可获得显著经济效益。尤其是以生活垃圾、餐厨垃圾、污水处理厂污泥为原料，在保护和改善生态环境的同时，为有机肥生产开辟了大量的源源不断的原料市场，将有力地支持农林业可持续发展。

附图说明

图1：双配位微生物有机肥生产线结构示意图

图中所示：1-1和1-2、配料混合机2-1和2-2、粉碎机3-1至3-8、输送带4-1和4-2、造粒盘5、烘干机6-1和6-2、分析筛7、控制计量器8、混合抛光机9、电子包装机

具体实施方式

发酵原肥准备：生活垃圾、餐厨垃圾、污水处理厂污泥以及农副产品下脚料，参照我们申请的相关发明专利技术，分别制作矿化发酵原肥或同机处理制作矿化发酵原肥，待用。

腐植酸熟化：选择有机质含量≥55％的腐植酸为原料，按每吨拌入5kg氢氧化钠，翻堆或机械搅拌均匀，室内放置7天。而后每吨喷洒硅酸钠水溶液100kg，要一边喷洒一边翻堆。堆置干燥后，用雷蒙机或粉碎机加工成50-80目粉剂，包装，储存熟化，待用。

配制营养元素添加剂：将磷矿粉、尿素、氯化钾、七水硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂、生石灰、氢氧化钠混合均匀后作为添加剂，待用。

制备植物生长素合剂：将吲哚丁酸、α-萘乙酸和细胞分裂素、维生素先行溶解，并按一定比例加工成加富载体生物培养基，以吨产品用量装袋，待用。

制备生物制剂：将黑曲霉、木霉分别进行种子培养，再经复壮、提纯，扩大培养，最后按每袋1kg包装，作为生物制剂，待用。

采用两次元素配位的生产工艺：在双配位微生物有机肥生产线进行生产。第一次元素配位，是利用5套机组分若干次将烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的矿化发酵原肥、熟化腐植酸和营养元素添加剂总重量的5/6，按配料混合机1-1的容量要求分批倒入并混合均匀，经粉碎机2-1粉碎混配形成的团装料，流入输送带3-1送进造粒盘4-1，再喷入矿化发酵原肥、熟化腐植酸和营养元素添加剂总重量15％的硅酸钠水溶液与第一次配位造粒物料重量25％的水混配的料浆进行造粒，颗粒料经输送带3-3送入烘干机5，烘干约15分钟，至含水分≤15％后，流经输送带3-5进入分析筛6-1，筛选出直径2-4mm颗粒半成品，流入输送带3-6，通向混合抛光机8；第二次元素配位是利用1套机组分若干次将矿化发酵原肥、熟化腐植酸和营养元素添加剂总重量的1/6，按配料混合机1-2的容量要求分批倒入，并添加总重量0.1％的生物制剂和0.1％加富载体植物生长素合剂混合搅拌均匀，流入粉碎机2-2粉碎混配形成的团装料，而后经输送带3-2送入造粒盘4-2，再喷入第二次配位造粒物料重量30％的水进行造粒，颗粒料再经输送带3-4送入控制计量器7；最后通过控制计量器7控制，将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料按5∶1的比例，流经两次配位共用的输送带3-6进入抛光机8，烘干的和未经烘干的两种颗粒料在抛光机8内同时完成混配、抛光，再经输送带3-7送进分析筛6-2，筛选出直径2-4mm颗粒成品，然后经输送带3-8进电子包装机9进行包装。

实施例

安排生产60吨竹柳专用微生物有机肥：一、机械设备：双配位微生物有机肥生产线，采用容积为1000Kg的大型混合粉碎机组。二、肥料备料：矿化发酵原肥(含水率≤20％，水溶性有机质≥45％)36吨，熟化腐植酸(水溶性有机质≥55％)6吨，硅酸钠水溶液(SiO₂＝29.2％，Na₂O＝12.8％)9吨，尿素(N≥46％)1.5吨，磷矿粉(P₂O₅≥30％)12吨，氯化钾(K₂O≥60％)1.2吨，硫酸锰(Mn≥32％)180kg，七水硫酸锌(Zn≥35.7％)120kg，硼砂(B≥11％)120kg，硫酸亚铁(Fe＝18.5％-19.3％)60kg，生石灰(CaO≥90％)600kg，氢氧化钠(NaOH≥99.0％)300kg，硫酸铜(Cu≥25％)6kg，生物制剂60kg，加富载体植物生长素合剂60kg。另外，熟化腐植酸6吨需备料：氢氧化钠30kg，硅酸钠水溶液600kg。操作过程如下：

腐植酸熟化：腐植酸6吨，拌入氢氧化钠30kg，翻堆或机械搅拌均匀，室内放置7天。而后喷洒硅酸钠水溶液600kg，要一边喷洒一边翻堆。堆置干燥后，用雷蒙机加工成50-80目粉剂，包装，储存熟化，待用。

营养元素添加剂配制：将磷矿粉12吨、尿素1.5吨、氯化钾1.2吨、七水硫酸锌120kg、硫酸锰180kg、硫酸亚铁60kg、硫酸铜6kg、硼砂120kg、生石灰600kg、氢氧化钠300kg混合均匀后作为添加剂，共计16086kg待用。

第一次元素配位(A组)：安排5套混合粉碎机组同时生产。每套机组放入发酵原肥500kg(为一次量，每套机组各连续操作20次，共用原肥50吨)、熟化腐植酸50kg(6000÷6÷20)，配入营养元素添加剂134kg(16086÷6÷20)，开机混合、粉碎并开动输送带上造粒盘，打开喷浆开关(调喷浆到合适位置)，均匀喷入102.6kg硅酸钠水溶液(含水38％)和166kg水混配的料浆进行造粒，待颗粒形成(2-4mm)时，5套机组料同时排入输送带送去烘干。打开烘炉风门，开动烘干机转动起来，经15分钟烘干出料(含水率≤15％)，筛选出2-4mm颗粒料。

第二次元素配位(B组)：安排1套机组，与第一次元素配位同时生产。放入原肥500kg(为一次量，连续操作20次，共用原肥10吨)、熟化腐植酸50kg，配入营养元素添加剂134kg，再加入生物制剂3kg(60÷20)、加富载体植物生长素合剂3kg(60÷20)，开机混合、粉碎落入输送带送上造粒盘，打开喷浆开关(调喷浆到合适位置)，喷入约205kg水，造粒成球，送进控制计量器。

打开控制计量器，按第一次元素配位经烘干的颗粒料与第二次元素配位未经烘干的颗粒料5∶1的比例进入共用的输送带，送进抛光机混合、筛选整理，用电子包装机包装。这批成品共计61.8吨，经检验符合国家有关标准并达到自行设计的技术质量指标。

Claims (2)

1.竹柳专用微生物有机肥吨产品的配方：含水率≤20％、水溶性有机质≥45％的矿化发酵有机原肥600kg，水溶性有机质≥55％的熟化腐植酸100kg，SiO₂＝29.2％、Na₂O＝12.8％的硅酸钠水溶液150kg，N≥46％的尿素25kg，P₂O₅≥30％的磷矿粉200kg，K₂O≥60％的氯化钾20kg，Zn≥35.7％的七水硫酸锌2kg，Mn≥32％的硫酸锰3kg，B≥11％的硼砂2kg，Fe＝18.5％-19.3％的硫酸亚铁1kg，CaO≥90％的生石灰10kg，氢氧化钠5kg，Cu≥25％的硫酸铜0.1kg，黑曲霉和木霉各0.5kg，由吲哚丁酸+α-萘乙酸和细胞分裂素+维生素按一定比例合成的加富载体植物生长素合剂1kg。

2.竹柳专用微生物有机肥的生产方法：在备好矿化发酵原肥、熟化腐植酸、配置营养元素添加剂、制备生物制剂和植物生长素合剂的基础上，采用两次元素配位的工艺生产：第一次元素配位，是利用5套机组分若干次将烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的矿化发酵原肥、熟化腐植酸及营养元素添加剂总重量的5/6，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入矿化发酵原肥、熟化腐植酸及营养元素添加剂总重量15％的硅酸钠水溶液与第一次配位造粒物料重量25％的水混配的料浆进行造粒，然后烘干至含水分≤15％，筛选出直径2-4mm颗粒半成品；第二次元素配位是利用1套机组分若干次将矿化发酵原肥、熟化腐植酸及营养元素添加剂总重量的1/6，添加总重量0.1％的生物制剂和0.1％加富载体植物生长素合剂并混合搅拌均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入第二次配位造粒物料重量30％的水进行造粒；最后将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料通过控制计量器按5∶1的比例进行再混配、抛光，并筛选出直径2-4mm颗粒成品(含水率≤20％)进行包装。

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