CN103483028B

CN103483028B - 香蒲有机肥的制备方法

Info

Publication number: CN103483028B
Application number: CN201310436487.3A
Authority: CN
Inventors: 孙庆业; 熊霞; 窦智勇; 杜冰; 沈腾; 程建华
Original assignee: Anhui University
Current assignee: Anhui University
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2033-09-23
Also published as: CN103483028A

Abstract

本发明公开了一种香蒲有机肥的制备方法，以香蒲作为主料，加入尿素和/或浮萍调节碳氮比，加入酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂发酵后制备而成，各组分的质量比为：酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂:尿素:浮萍:香蒲=1-40:25-50:650-5000:3000-4000。得到了以香蒲为原料的好氧堆肥技术的合适条件，用于铜尾矿的基质改良，能明显促进尾矿上植物的生长，促进土地资源可持续利用。

Description

香蒲有机肥的制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机肥，尤其涉及一种香蒲有机肥的制备方法。

背景技术

湿地植物香蒲(Typha angustifolia)具有生长繁殖快、生物量大等特点，并能高效去除水体中氮、磷和有机质等污染物，因此常被作为构建人工湿地的主要植物。但大量的植物残体如不及时收获、移除,任其在水体腐烂则又会导致水体污染、水质恶化。

将香蒲植物及时收获并进行堆肥，不仅可以带走水体中的氮、磷污染物，达到净化水质的目的，还能充分实现湿地植物的资源化利用。目前还没有这样一种切实可行的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种以香蒲为主要原料的香蒲有机肥的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的香蒲有机肥的制备方法，以香蒲作为主料，加入尿素和/或浮萍调节碳氮比，加入酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂发酵后制备而成，各组分的质量比为：

酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂:尿素:浮萍:香蒲＝1-40:25-50:650-5000:3000-4000。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的香蒲有机肥的制备方法，以湿地植物香蒲为主要原料，将粉碎后的香蒲和辅料混合均匀，调节至适宜的碳氮比，加入菌剂后进行好氧发酵，堆肥过程中定期翻堆并及时补充水分，探讨了好氧堆肥的工艺条件和参数，得到了以香蒲为原料的好氧堆肥技术的合适条件。将本发明制备的香蒲有机肥应用于铜尾矿的基质改良，能明显促进尾矿上植物的生长，促进土地资源可持续利用。

附图说明

图1为本发明实施例中堆肥过程中总氮的变化示意图；

图2为本发明实施例中堆肥过程中总磷的变化示意图；

图3为本发明实施例中堆肥过程中总钾的变化示意图；

图4为本发明实施例中堆肥过程中速效氮的变化示意图；

图5为本发明实施例中堆肥过程中速效磷的变化示意图；

图6为本发明实施例中堆肥过程中速效钾的变化示意图；

图7为本发明实施例中堆肥过程中种子发芽指数(GI)的变化示意图；

图8为本发明实施例中堆肥过程中pH值的变化示意图；

图9为本发明实施例中肥料改良尾矿基质对植物株高的影响示意图；

图10为本发明实施例中肥料改良尾矿基质对植物地上生物量的影响示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的香蒲有机肥的制备方法，其较佳的具体实施方式是：

以香蒲作为主料，加入尿素和/或浮萍调节碳氮比，加入酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂发酵后制备而成，各组分的质量比为：

所述香蒲的剪切长度为1-5cm。

所述堆肥的通风方式为翻堆，前期每5天一次，堆肥进行16天后，每7天翻堆一次，翻堆时补充水分，以保证堆肥含水率维持在55％－65％。

所述堆肥的时间为34-54天。

所述酵素菌速腐剂含有益微生物、活性酶，含有效活菌数≥0.5亿/g。

所述BM秸秆腐熟剂是包括能够强烈分解纤维素、半纤维素、木质素的细菌、真菌、放线菌和生物酶，含有效活菌数(cfu)≥0.5亿/g。

向香蒲堆肥原料中加入尿素、浮萍及酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂的方法包括以下任一种：

A、向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N，加入BM秸秆腐熟剂进行堆肥，所述BM秸秆腐熟剂、尿素、香蒲的质量比为1：48：4000，调节堆肥初始C/N＝20；

B、向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N，加入BM秸秆腐熟剂进行堆肥，所述BM秸秆腐熟剂、尿素、香蒲的质量比为2：48：4000，调节堆肥初始C/N＝20；

C、向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N，加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、香蒲的质量比为20：48：4000，调节堆肥初始C/N＝20；

D、向所述的堆肥原料中添加尿素、浮萍调节C/N，加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、浮萍、香蒲的质量比为20：40：650：3350，调节堆肥初始C/N＝20；

E、向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N，加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、香蒲的质量比为20：26：4000，调节堆肥初始C/N＝30；

F、向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N，加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、香蒲的质量比为20：48：4000，调节堆肥初始C/N＝30；

G、向所述的堆肥原料中添加尿素、浮萍调节C/N，加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、浮萍、香蒲的质量比为40：32：4748：3282，调节堆肥初始C/N＝30。

方法A－E中，所述香蒲经过切片式粉碎机粉碎后获得：长度为3-5cm；

方法F、G中，所述香蒲经过杂糅粉碎机粉碎后获得：长度为1-2cm。

所述堆肥的通风方式为翻堆，前期每5天1次，堆肥进行16天后，每7天翻堆1次，翻堆时补充水分，以保证堆肥含水率维持在60％左右，共堆置44天。

所述香蒲有机肥应用于铜尾矿的基质改良。

本发明香蒲有机肥的制备方法，以湿地植物香蒲为主要原料，将粉碎后的香蒲和辅料混合均匀，调节至适宜的碳氮比，加入菌剂后进行好氧发酵，堆肥过程中定期翻堆并及时补充水分。本发明研究以香蒲为原料的有机肥堆肥技术，探讨了好氧堆肥的工艺条件和参数，得到了以香蒲为原料的好氧堆肥技术的合适条件。将本发明制备的香蒲有机肥应用于铜尾矿的基质改良，能明显促进尾矿上植物的生长，促进土地资源可持续利用。

所述酵素菌速腐剂是采用微生物技术制成的一种好气性复合微生物制剂，内含有大量有益微生物、活性酶；含有效活菌数(cfu)≥0.5亿/g，购自淮安市大华生物制品厂。

所述BM秸秆腐熟剂是由能够强烈分解纤维素、半纤维素、木质素的细菌、真菌、放线菌和生物酶组成；含有效活菌数(cfu)≥0.5亿/g，购自河南省鹤壁市百惠生物科技有限公司。

本发明的试验证明，本发明从农业废弃物资源化利用角度出发，研究开发以香蒲为主要原料的有机肥堆肥技术，探讨了香蒲好氧堆肥技术的最佳条件和参数，提高堆肥肥效。

具体实施例，参见图1至图10：

实施例1、有机肥料的制备

1、堆肥材料

将堆肥原料香蒲与尿素、浮萍混合，添加菌剂可进行堆肥。

(1)香蒲和浮萍均取自安徽大学磬苑校区内池塘湿地。

(2)酵素菌速腐剂：由淮安市大华生物制品厂提供，是采用微生物技术制成的一种好气性复合微生物制剂，内含有大量有益微生物、活性酶；含有效活菌数(cfu)≥0.5亿/g。

(3)BM秸秆腐熟剂：由河南省鹤壁市百惠生物科技有限公司提供，由能够强烈分解纤维素、半纤维素、木质素的细菌、真菌、放线菌和生物酶组成；含有效活菌数(cfu)≥0.5亿/g。

2、肥料的制备

向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N,加入BM秸秆腐熟剂进行堆肥，所述BM秸秆腐熟剂、尿素、所述香蒲的质量比为1：48：4000；调节堆肥初始C/N＝20，得到处理组肥料(ⅰ)；

向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N,加入BM秸秆腐熟剂进行堆肥，所述BM秸秆腐熟剂、尿素、所述香蒲的质量比为2：48：4000；调节堆肥初始C/N＝20，得到处理组肥料(ⅱ)；

向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N,加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、所述香蒲的质量比为20：48：4000；调节堆肥初始C/N＝20，得到处理组肥料(ⅲ)；

向所述的堆肥原料中添加尿素、浮萍调节C/N,加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、浮萍、所述香蒲的质量比为20：40：650：3350；调节堆肥初始C/N＝20，得到处理组肥料(ⅳ)；

向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N,加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、所述香蒲的质量比为20：26：4000；调节堆肥初始C/N＝30，得到处理组肥料(ⅴ)；

向所述的堆肥原料中添加尿素调节C/N,加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、所述香蒲的质量比为20：48：4000；调节堆肥初始C/N＝30，得到处理组肥料(ⅵ)；

向所述的堆肥原料中添加尿素、浮萍调节C/N,加入酵素菌速腐剂进行堆肥，所述酵素菌速腐剂、尿素、浮萍、所述香蒲的质量比为40：32：4748：3282；调节堆肥初始C/N＝30，得到处理组肥料(ⅶ)。

所述处理组肥料(ⅰ)-(ⅴ)香蒲是经过切片式粉碎机粉碎后获得：长度为3-5cm；

所述处理组肥料(ⅵ)-(ⅶ)香蒲是经过杂糅粉碎机粉碎后获得：长度为1-2cm。

3、堆肥

将香蒲原料按照要求的比例混合均匀，通风方式为翻堆，前期每5d 1次，堆肥进行16d后，每7d翻堆1次，翻堆时补充水分，以保证堆肥含水率维持在60％左右，共堆置44d。

实施例2、肥效检测

将实例1中的7组处理进行如下检测：分别在堆肥的第1、6、11、16、23、30、37d、44d均匀地从上述7组处理的堆体内部取样，每个样品多点采样混合均匀后组成一个样品，每次采样约500g。

1、堆肥样品肥效全效指标

全氮、全磷、全钾是评价堆肥产品质量的主要参数，反映了堆肥肥料的肥效。7组处理堆肥前后全氮、全磷(以五氧化二磷计)、全钾(以氧化钾计)、总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的含量如下表1所示。

表1堆肥前后全氮、全磷、全钾、总养分含量的变化(％)

以香蒲为原料的7组堆肥处理，堆肥前后全氮、全磷、全钾、总养分的含量均显著增加。

2、堆肥样品肥效速效指标

速效氮、速效磷、速效钾是指可以被植物直接迅速利用，或经过简单转化而直接利用的氮、磷、钾。7组处理堆肥前后速效氮、速效磷(以五氧化二磷计)、速效钾(以氧化钾计)的含量如下表2所示。

表2堆肥前后速效氮、速效磷、速效钾含量的变化(％)

3、种子发芽指数(GI)

种子发芽指数(GI)可以反映堆肥的腐熟度。当GI＞50％，表明堆肥已腐熟，这是一个使用比较普遍的评价指标。各堆肥处理的种子发芽指数变化过程如图7所示：堆肥结束时，处理ⅰ—ⅶ均达到了50％以上，处理ⅴ最高，GI达87％，其次为处理ⅵ,GI为85％。

4、温度

堆肥温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素，堆温的变化是衡量堆肥腐熟速率的一个重要参数。中华人民共和国农业行业标准(NY/T394-2000)高温堆肥的卫生标准要求：高温堆肥的最高温度达50～55℃，持续5～7天。各堆肥处理中，处理ⅴ堆肥过程中最高温度为55℃，50℃以上维持了8天，处理ⅵ堆肥过程中最高温度为54℃，50℃以上维持了7天，均达到了标准要求。其它5组处理温度均达到标准要求，50℃以上维持了5天。

5、pH

堆肥过程中，处理ⅰ-ⅷ的pH值在堆肥发酵过程中总体表现为迅速下降—缓慢上升—缓慢下降的趋势，整体呈下降趋势，各处理的pH值结果图8所示.。pH值在堆肥初期由于微生物的快速繁殖，产生大量的有机酸使得pH值迅速下降，随后随着含氮有机物所产生的氨使得pH值上升，在堆肥后期随着微生物代谢产物腐殖酸、抗生素等的形成，堆肥的pH值又呈下降趋势。

6、堆肥影响因素分析比较

以总养分增加率、种子发芽指数、堆肥温度三个指标共同评价分析以香蒲为原料好氧堆肥的影响因素确定合适的堆肥条件。

(1)通过对比处理ⅲ和处理ⅴ研究了在施加酵素菌速腐剂的情况下不同碳氮比对好氧堆肥的影响。C/N＝30时堆肥后的总养分增加率、种子发芽指数、堆肥过程中的温度情况明显优于C/N＝20，研究表明，C/N对以香蒲为原料的好氧堆肥技术具有重要意义，C/N＝30比C/N＝20更适合香蒲的好氧堆肥技术。

(2)通过对比处理ⅰ和处理ⅲ研究了在C/N＝20的情况下施加两种不同菌剂对好氧堆肥的影响。处理ⅲ总养分增加率、堆肥后的种子发芽指数均显著高于处理ⅰ，结果表明，施加酵素菌速腐剂的堆肥效果优于BM秸秆腐熟剂，酵素菌速腐剂比较适合以湿地植物香蒲为原料的好氧堆肥技术。

(3)通过对比处理ⅰ和处理ⅱ研究了在C/N＝20、施加BM秸秆腐熟剂的情况下，研究了不同菌剂剂量对好氧堆肥的影响。处理ⅱ总养分增加率、堆肥后的种子发芽指数均显著高于处理ⅰ，研究表明不同菌剂添加量对堆肥肥效有着十分重要的作用。

(4)通过对比处理ⅲ和处理ⅳ以及对比处理ⅵ和处理ⅶ研究了在C/N＝20、施加酵素菌速腐剂的情况下，添加浮萍为调理剂对香蒲好氧堆肥的影响。添加浮萍的处理ⅳ和处理ⅶ总养分增加率、种子发芽指数等均低于未添加浮萍的处理ⅲ和处理ⅵ，研究表明，在以香蒲为原料的好氧堆肥过程中，添加浮萍未能提高肥效，原因可能是浮萍的含水率为93.20％(以鲜重计)，添加浮萍后使得堆肥过程中水分含量过高影响发酵过程，导致堆肥效果变差。在堆肥过程中应严格控制水分含量维持在适宜范围内，否则会影响堆肥效果。

(5)通过对比处理ⅲ和处理ⅵ研究了在C/N＝20、施加酵素菌速腐剂的情况下，不同粒径大小对香蒲好氧堆肥过程的影响。处理ⅵ堆肥后各养分增加率、种子发芽指数、堆肥过程中的温度情况均高于处理ⅲ。总体来说，植物粉碎成小粒径比大粒径更易堆肥成功，且肥效更高。但将植物粉碎成小粒径比粉碎成大粒径成本要高得多，而实际应用中原料用量都较大，肥料制备成本过高，因此在实际工程应用中采用大粒径植物制备有机肥料更可行。

综上所述，以加快原料腐熟缩短堆肥周期提高肥效为基础，初步总结出了一个适宜的堆肥条件：将植物粉碎成3-5cm的小段，添加适量的尿素调节C/N＝30，菌剂采用酵素菌速腐剂(淮安市大华生物制品厂)，所述酵素菌速腐剂、尿素、所述香蒲的质量比为20：26：4000，堆肥的初始时将堆体的含水量调节至60％左右。通风方式为翻堆，前期每5d 1次，堆肥进行16d后，每7d翻堆1次，翻堆时补充水分，以保证堆肥含水率维持在60％左右，共堆置44d。

实施例3、有机肥料的应用

通过盆栽实验，研究堆肥对铜尾矿上蚕豆生长的影响。将堆肥处理ⅰ-ⅶ的肥料均称取0.25kg(干重)，再分别秤取6.25kg过20目筛的铜尾矿与之混合均匀后装入花盆中，为处理1-处理7，对照处理为6.5kg的铜尾矿，为对照，每种处理方式设置3个重复。各处理加水平衡1周后播种蚕豆种子，深0.5-1.0cm，种子萌发后每盆保留10株健壮植株，定期浇水，监测植物的生长状况。

植物生长45天后的株高情况如图9所示：堆肥改良处理的蚕豆株高整体显著高于空白处理。

植物生长55天后进行收获，植物地上生物量(干重)如图10所示：堆肥改良处理的蚕豆地上生物量整体显著高于空白处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种香蒲有机肥的制备方法，其特征在于，以香蒲作为主料，加入尿素和浮萍调节碳氮比，加入酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂发酵后制备而成，各组分的质量比为：

酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂:尿素:浮萍:香蒲＝1-40:25-50:650-5000:3000-4000；

所述香蒲的剪切长度为1-5cm；

所述堆肥的通风方式为翻堆，前期每5天一次，堆肥进行16天后，每7天翻堆一次，翻堆时补充水分，以保证堆肥含水率维持在55％－65％；

所述堆肥的时间为34-54天。

2.根据权利要求1所述的香蒲有机肥的制备方法，其特征在于，所述酵素菌速腐剂含有益微生物、活性酶，含有效活菌数，以cfu计≥0.5亿/g。

3.根据权利要求1所述的香蒲有机肥的制备方法，其特征在于，所述BM秸秆腐熟剂是包括能够强烈分解纤维素、半纤维素、木质素的细菌、真菌、放线菌和生物酶，含有效活菌数，以cfu计≥0.5亿/g。

4.根据权利要求1至3任一项所述的香蒲有机肥的制备方法，其特征在于，向香蒲堆肥原料中加入尿素、浮萍及酵素菌速腐剂或者BM秸秆腐熟剂的方法包括以下任一种：

5.根据权利要求4所述的香蒲有机肥的制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的香蒲有机肥的制备方法，其特征在于，所述堆肥的通风方式为翻堆，前期每5天1次，堆肥进行16天后，每7天翻堆1次，翻堆时补充水分，以保证堆肥含水率维持在60％左右，共堆置44天。

7.根据权利要求1至3任一项所述的香蒲有机肥的制备方法，其特征在于，所述香蒲有机肥应用于铜尾矿和其他矿业废弃地或复垦地的基质改良。