CN103772056B - 利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料及其制备方法，有机生物活性肥料原料组分如下：禽畜固废物，尿素，磷酸一铵，氯化钾，微量元素，氧化剂，生物活化剂，粘合剂；将禽畜固废物与氧化剂混合均匀，在1.42～1.73Mpa的饱和水蒸汽条件下经膨爆后，加入生物活化剂，经混合、发酵降解处理后，再依次加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，经混合制得有机生物活性肥料。本发明以禽畜固废物为主要原料，通过用高效率低成本的膨爆、生物活化降解技术，制得有机生物活性肥料，其含有作物生长所需要的各种生物活性物质，可溶性有机酸、氮、磷、钾及铁、锌、镁、钼、硼等微量元素。

Description

利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料及其制备方法，属于生物质固废物处理技术领域。

背景技术

随着大规模集约化养禽业的迅猛发展，大量含有（稻壳、木屑，锯末、麦秸等垫圈物料）的禽畜养殖固废物，由于其主要成分多为木质素、纤维素、半纤维素以及多种不易降解的高分子有机物质，目前还无有效的解决办法，此类禽畜养殖固废物处理已成为亟待解决的难题。一方面禽畜养殖场废弃物造成了很大的污染，危及畜禽本身及人体健康；另一方面，畜禽粪便又是一种宝贵的有机肥料资源，据测定，一只鸭平均每天排出鲜粪100克，每万只鸭每天产粪达1吨。按肉鸭饲养周期50天计算，就要产出50吨。一个年上市量100万只鸭的鸭场，要产粪5000吨。

鸡粪是所有常规畜禽粪便中营养价值最高的，鸡粪含粗蛋白约28%、纯蛋白13%，总氨基酸8%，且各种氨基酸比较平衡，此外，还含有丰富的B族维生素和多种微量元素，以每只鸡年产鲜粪41.4千克，万只鸡场年产鲜粪414吨算，据不完全统计，我国现在年产鲜鸡粪约6000万吨(不包括散养户鸡粪)，折合干鸡粪1800多万吨。另外还有大量的猪粪、牛粪等，都可经发酵后，通过合理地加工处理制成高效优质的有机肥料或进一步制成有机生物肥，生物有机复合肥料。不仅能变废为宝，而且可减少环境污染，防止疾病蔓延，具有较高的社会效益和一定的经济效益。

一般的禽畜养殖固废物的加工处理方式多种多样，有物理方法、化学方法、微生物发酵法、多种方式综合法，各有优劣。目前大量采用的主要以发酵法为主。传统老办法是，让其自然堆积发酵3～6个月，比较先进的微生物发酵法也要15～30天左右，但是含有垫圈物料（稻壳、木屑，锯末、麦秸等）禽畜养殖固废物，由于其物质特异性，如采用以上方法，即使发酵周期长达3～6个月，也无法完全腐熟降解。这样在生产过程中，过长的发酵周期，既污染环境又造成养分大量流失。

据了解，欧洲和北美等发达国家利用发酵物料生产的生物有机肥料的使用量约占其肥料用量的90％以上，而在我国，这一比例不到20%，因此，我国的生物有机肥料市场具有巨大的发展空间，生物有机肥料不仅含有氮、磷、钾。还含有丰富的有机物质和微量元素，既够促进经济作物的生长，增产防病，又能提高土壤养分、保证农产品的安全。我国的生物肥料具有品种种类多，应用范围广的特点，这些产品目前在我国已形成较大生产规模。在降低化肥使用量，提高化肥利用率和减少化肥过量使用导致环境污染方面，已取得了较好的效果。对于有机生物肥的生产开发具有广阔的前景。

现有技术中，对家禽固废物的处理方式多为生物菌堆腐发酵方式，如中国专利文献CN101913933A（申请号201010251750.8）公开了微生物固体发酵生产有机复合肥的方法，按下述步骤进行：一、将EM菌及酵素菌中的一种与解磷解钾菌按1∶1的质量比混合后加入到培养液中，接菌量为培养液质量的5％～10％，室温下摇床振荡培养48小时，然后按接菌量为培养液的5％～10％转接到发酵罐中，在25～35℃、氧气的通入量为0.4～0.5立方米/小时条件培养36小时，得到菌液；二、将畜禽粪便干燥后粉碎成粉状，得到畜禽粪便粉末，然后按重量份数比分别称取30～45份畜禽粪便粉末、20～35份草炭、10～25份钾矿粉、10～25份沸石粉、5～20份腐殖酸、5～20份稻壳灰粉、2.5～10份贝壳粉、0.5～1份骨粉、5～20份米糠、5～20份豆饼粉、0.5～1份蛋白粉、0.25～0.5份酵母粉和0.25～0.5份氯化钠后混合，得到固体料；三、按重量份数比将9～9.5份步骤二得到的固体料和0.5～1份步骤一得到的菌液混匀，再调节pH值为6.5～7.5，然后在0～40℃环境温度下有氧发酵至完全腐熟出料，得到有机菌肥；四、按重量百分比将95％～98％步骤三得到的有机菌肥和2％～5％微量元素混合后搅拌均匀，即得到微生物固体发酵生产有机复合肥。

中国专利文献CN101905985A（申请号201010251750.8）公开了用于畜禽粪便发酵生产生物有机肥的微生物腐熟剂的制备方法，包括将啤酒酵母SccharomycescerevisiaeAS1.2414、嗜酸乳杆菌SaccharomycescerevisiaeAS1.1854、分别接种于含有碳源、氮源和营养物质的培养基中进行发酵；将光合菌-沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonaspalustris?AS1.2349接种于含有营养物质的培养基中进行发酵；按啤酒酵母发酵液∶沼泽红假单胞菌发酵液∶沼泽红假单胞菌发酵液的体积比为50∶25∶25的比例混合，用米糠和麸皮的混合物为载体，吸附混合后的发酵液，制作成固体腐熟剂。本发明解决了现有技术存在的堆肥过程中腐熟速度较慢,影响了堆肥腐熟的质量和速度的问题。具有可以有效减少堆肥时间，提高堆肥腐熟度和生产效率等优点。

中国专利文献CN102199049A（申请号201010588533.8）公开了一种微生物有机物肥料及其制备方法；它由微生物有机肥和吸附微生物菌肥组成，所述吸附微生物菌肥的重量为微生物有机肥质量的5%～10%；所述微生物有机肥为：将一号菌液与二号菌液按体积比3∶2比例混合后，以0.1～0.5%的接种量接种于含水量为40%～60%的禽畜粪便与秸秆粉的混合物中堆置发酵7d～10d，而后在60～80℃下烘干，使堆置发酵物含水量在30%～40%；所述一号菌液为酵母菌和枯草芽孢杆菌培养液；二号菌液为腐质生放线菌培养液；所述吸附微生物菌肥为：将三号菌液和四号菌液以体积比2∶3比例混合后，与稻壳粉搅拌吸附发酵，其中菌液占稻壳粉的重量的0.1～0.5%，使发酵物含水量达到30%～40%；三号菌液为固氮菌培养液，四号菌液为胶冻样芽胞杆菌，巨大芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌的培养液。

中国专利文献CN1396142A（申请号02128995.6）利用城市生活垃圾生产有机复合肥的方法本发明涉及城市生活垃圾的一种处理方法。经分选取用垃圾中有机物质粉并细化成颗粒。加入添加剂硫酸和磷化物并充分混合后进行熟化和膨化喷爆处理,得黑褐色粉状有机物质。烘干筛分处理后调整其pH值，加入氮、磷、钾营养成分并均匀混合，造粒风干后称量包装。本方法的有机物质能充分熟化降解，解决了制品发生二次污染的问题，膨化喷爆后不仅将块大、坚硬的有机物质破碎而有充分利用垃圾资源，也把纤维性物质的大分子链切断使其制品易被吸收。磷化物转化为PO₃ ^-1，能吸附并包容重金属使之钝化，降低了重金属对土壤及农作物的危害。硫酸使有机物质反应生成单糖、多糖以及为各种腐殖酸的转化提供了条件，大大的提高了有机质的品质。1、利用城市生活垃圾生产有机复合肥的方法，其特征在于由以下步骤组成：(1)将城市生活垃圾经过机械筛分去除大型特体成分后，再经重力选、风选、磁选并配合人工分选，去除砖瓦灰砂石、玻璃陶瓷碎片、废弃塑料、铁磁性物质和混杂无机成分，取用垃圾中的有机物质。(2)将所得有机物质粉碎细化成最大直径为30～50mm的颗粒。(3)在颗粒状的有机物质中加入添加剂，即浓度为10～25％的硫酸和磷含量在12～18％的磷化物，与垃圾有机物质的重量比分别为100∶2～8和100∶10～20，并充分混合。(4)将混合有上述添加剂的颗粒状垃圾有机物质进行“熟化”处理，条件是高温高压釜中通入温度为165～200℃的水蒸气，压力0.7～1.1Mpa，保温保压时间1～2小时。(5)“熟化”处理后的颗粒状垃圾有机物质进行膨化喷爆处理，得黑褐色粉状垃圾有机物质，喷爆时高温高压釜出料口气压为0.3～0.45Mpa。(6)将膨化喷爆处理后的黑褐色粉状垃圾有机物质采用直热式干热风烘干处理，温度90～130℃，风量5000～8000m3/h，含水量范围20-25％，烘干的同时进行筛分，取30目以下的黑褐色粉状垃圾有机物质为待加工物料。(7)在待加工物料中添加氧化镁Mgo和/或氧化钙Cao，调整其PH值为6.5-7.5。(8)在PH值为6.5～7.5的黑褐色粉状垃圾有机物质中加入含氮、含磷、含钾的无机养分并均匀混合，总无机养分含量占总量15～25％，其中氮含量8～13％，磷含量5～8％，钾含量4～9％。(9)将均匀混合有含氮、含磷、含钾无机养分的粉状垃圾有机物质造粒后，在低温、大风量环境下烘干，使其含水量在10～15％范围内，烘干温度65～90℃，风量5000～8000m³/h。(10)称量包装。

以上几种技术的缺陷在于：

1、目前大型规模化家禽养殖场的固废物中都含有大量稻壳、木屑、锯末及碎秸秆类物质作为垫圈料，由于物料主要以纤维素、半纤维素和植物蜡为主，现有的微生物菌剂和生产工艺无法完全腐熟降解，发酵周期甚至高达90～120天，生产成本增加，且难已完全分解，一般物料分解周期为15～30天；

2、造成大量禽畜固废物堆弃而不能及时处理，对土壤、水体、空气造成污染，给环境带来极大危害，由于该类固废物主要作为优质的有机肥料原料，在微生物分解不完全的情况下，化学活性和生物活性的优势和特点不能得到充分发挥和利用，失去作为有机肥料的意义，同时还减缓了有机质在土壤中的转化速率，降低肥效和肥料利用率。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料及其制备方法。

发明概述

本发明提供一种利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料及其制备方法。该方法包括：对禽畜固废物进行计量、混合后，通过传送装置进入压力喷放罐、通过升温升压操作，然后将物料喷放至罐体下方放料仓内，再由输送装置送至高剪切物料翻抛发酵槽，经过剪切、加菌、翻抛、发酵后送至肥料生产线，挤压造粒，成品包装。该法利用蒸汽或高压空气加压蒸制压力下膨爆，使木质素溶解，使植物纤维解体，形成蓬松柔软的物料。另外，采用大喷料仓技术，以局部间歇来实现单罐膨爆连续化生产。有机生物活性肥料的中温连续发酵技术，适用范围广，同时具有能耗低、效率高，生产周期短，生物能效高，综合利用率可大幅度提高，有利于禽畜固废物资源的充分利用。

发明详述

术语说明

禽畜固废物：大量含有纤维素、半纤维素、木质素的稻壳、锯末、麦秸等采用目前技术难以生物降解的鸡、鸭、鹅、猪或牛粪垫圈料，其纤维素、半纤维素、木质素总含量约为：37.2～52.8wt%，还含有作物生长所需的矿质养分氮、磷、钾及多种中、微量元素，生物活性物质。

本发明的技术方案如下：

一种利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料，原料组分如下，均为重量份：

禽畜固废物40～60份，尿素5～15份，磷酸一铵5～20份，氯化钾4～15份，微量元素2～5份，氧化剂1～3份，生物活化剂2～5份，粘合剂5～15份；

所述的禽畜固废物中有机质含量为55～98wt%，含水率50～60wt%；

所述氧化剂为过硼酸钠与四乙酰乙二胺按1：（0.1～0.3）的重量比的混合；

所述生物活化剂为植酸酶或纤维素酶，哈茨木霉菌或康氏木霉菌，枯草芽孢菌、巨大芽胞菌或地衣芽胞菌之一或两种按质量比1：（0.4～0.6）：（0.2～0.4）的比例混合；

所述粘合剂为硫酸钙、轻质碳酸钙、氧化镁中的一种或两种以上的混合；

上述原料采用如下方法制备：

将禽畜固废物与氧化剂混合均匀，在1.42～1.73Mpa的饱和水蒸汽条件下经膨爆后，加入生物活化剂，经混合、发酵降解处理后，再依次加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，经混合制得有机生物活性肥料。

根据本发明优选的，所述植酸酶的酶活为400～1200U/L，纤维素酶的酶活为400～1200U/L。

植酸酶是一种水解酶，能降解物料中的抗营养因子植酸并释放出无机磷及与植酸结合的蛋白质、微量元素等，特别是提高了磷的利用率，本领域技术人员可以根据其作用选取市售植酸酶。如：苏柯汉（潍坊）生物工程有限公司的植酸酶。

纤维素酶在分解纤维素时起生物催化作用。本领域技术人员可以根据其作用选取市售纤维素酶。如：苏柯汉（潍坊）生物工程有限公司的纤维素酶。

根据本发明优选的，所述枯草芽孢菌、巨大芽胞菌、地衣芽胞菌的菌体浓度均不小于6×10¹⁰cfu/克；其主要作用是，生物肥发酵或发酵床制作中进行解磷固钾，且对多种致病菌有明显的抑制作用，是一种多功能的微生物。本领域技术人员可以根据其作用选取市售成品。如：无锡拜弗德生物科技有限公司产品。

据本发明优选的，所述哈茨木霉菌、康氏木霉菌菌体浓度均不小于3×10⁹cfu/克。其主要作用是，作为一种生防菌用来预防由病原菌引起的植物病害，并且产生刺激植物生长和诱导植物防御反应的化合物，改善根系的微环境，增强植物的长势和抗病能力，提高作物的产量和收益。本领域技术人员可以根据其作用选取市售成品。如：美国拜沃股份有限公司产品。

根据本发明优选的，所述粘合剂为硫酸钙、轻质碳酸钙、氧化镁中两种以上的混合。

根据本发明优选的，所述过硼酸钠的活性氧释放量≥10wt%，四乙酰乙二胺纯度不低于90wt%。

根据本发明优选的，所述微量元素是铁、锌、钼、硼按元素质量比1：（0.3～1）：（0.2～1）：（0.1～0.5）的混合。

上述有机生物活性肥料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将禽畜固废物与氧化剂按比例混合后，在温度150～180℃、1.42～1.73Mpa的饱和水蒸汽压力条件下，膨爆3～5分钟，制得膨爆物料；

（2）按比例将步骤（1）制得的膨爆物料与生物活化剂混合均匀，调整含水率45～55wt%，在45～60℃温度条件下，降解活化36～60小时，再加入尿素、磷酸一銨、氯化钾、微量元素、粘合剂，混合均匀，制得有机生物活性肥料。

根据本发明优选的，还包括将有机生物活性肥料进行造粒制得粒径为2～2.5毫米的圆形颗粒的步骤。

根据本发明优选的，所述的有机生物活性肥料的含水率为15～25wt%。

根据本发明的方法，所述步骤（2）中降解活化时间为48～60小时。

有益效果

1、本发明以禽畜固废物为主要原料，通过用高效率低成本的膨爆、生物活化降解技术，制得有机生物活性肥料，其含有作物生长所需要的各种生物活性物质，可溶性有机酸、氮、磷、钾及铁、锌、镁、钼、硼等微量元素。

2、本发明制得的有机生物活性肥料，含有在生物活化降解过程中发生的螯合或络合反应形成的易被植物吸收的螯合态微量元素，极大地提高了肥料中矿质养分的利用率及有效性、商品性，使其施用方便省力，增产效果明显。

3、本发明所述制备方法，采用膨爆技术处理原料后，生物发酵周期极大缩短，制得的产品生物活性好，养分溶性强，增产效率高。且投资少、产量高，能耗低，生产过程无污染，解决了此类禽畜固废物难以降解的关键技术问题，产品可应用于粮食、蔬菜、瓜果等大田及经济作物，增产效果明显，易于大面积推广施用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于此。

原料说明

实施例1所述禽畜固废物来自大型养鸭场，以稻壳为垫圈料的鸭粪（纤维素、半纤维素、木质素总含量为47.3wt%）。经检测，总养分含量3wt%，有机质含量85wt%，含水率57wt%。

实施例2所述禽畜固废物来自大型养鸡场，以稻壳为垫圈料的鸡粪（纤维素、半纤维素、木质素总含量为42.7wt%）。经检测，总养分含量5.4wt%，有机质含量56wt%，含水率62wt%。

实施例3所述禽畜固废物来自养猪场，以锯末和碎木屑生物床为垫圈料的猪粪（纤维素、半纤维素、木质素总含量为51.1wt%）.经检测，总养分含量3.8wt%，有机质含量87wt%，含水率50wt%。

实施例中所述的植酸酶、纤维素酶苏柯汉（潍坊）生物工程有限公司有售，酶活均为700U/L。

枯草芽孢菌、巨大芽胞菌、地衣芽胞菌无锡拜弗德生物科技有限公司有售，有效物质含量60亿cfu/克（%）；

哈茨木霉菌、康氏木霉菌，美国拜沃股份有限公司有售，有效含量≥3亿CFU/克（%）；

实施例中使用的装置如下：

ZZZJ--02压力喷放罐，河南省泰隆科技开发应用有限公司；

WZ-H无重力型连续式混合机，上海银鲨机器制造有限公司产品；

FPG20型高剪切单池发酵槽，青岛永正化工机械有限公司产品；

GR-40型对辊制粒机，青岛永正化工机械有限公司产品；

抛光整形机KZ1200型，泰安宏鑫环保科技有限公司产。

实施例中使用的化学试剂：

过硼酸钠，市售产品，活性氧释放量≥10wt%。，四乙酰乙二胺，市售产品，含量90%。

实施例1

利用禽畜固废物生产有机生物活性肥料的方法，原料组分如下，均为重量份：

禽畜固废物60份，尿素5份，磷酸一铵10份，氯化钾5份，微量元素（铁、锌、钼、硼）4份，氧化剂3份，生物活化剂4份，粘合剂7份。

所述氧化剂为过硼酸钠与四乙酰乙二胺按1：0.1的重量比的混合；

所述生物活化剂为枯草芽孢菌、哈茨木霉菌、纤维素酶按1：0.6：0.2的质量比的混合；

所述粘合剂为硫酸钙、氧化镁按1:0.8的质量比的混合；

所述微量元素中铁、锌、钼、硼按元素质量比1：0.4：0.3：0.1的比例混合。

上述有机生物活性肥料的制备方法，步骤如下；

（1）将禽畜固废物传送至WZ-H无重力型连续式混合机，加入氧化剂混合7分钟，然后将处理好的物料传送至ZZZJ--02压力喷放罐，通入1.73Mpa的饱和水蒸汽，温度控制在150℃，每5分钟喷放一次；制得含水量约45wt%的黑褐色膨爆物料；

（2）将步骤（1）制得的膨爆物料送至FPG20型高剪切单池发酵槽，加入生物活化剂，经剪切翻抛混合均匀，调整含水率50wt%，在60℃温度条件下，降解活化时间36小时，然后依次加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，经翻抛混合均匀后，得含水量20wt%的物料；物料由料仓经传送带送至GR-40型对辊制粒机挤压制粒，制粒孔径3毫米，然后再由传送带送至圆颗粒抛光整形机（KZ1200型）整形至粒径为2～2.5毫米圆形颗粒，得含水量16wt%的产品，最后进入成品料仓，制得有机生物活性肥料。

实施例2

利用禽畜固废物生产有机生物活性肥料的方法，原料组分如下，均为重量份：

禽畜固废物50份，尿素15份，磷酸一铵10份，氯化钾5份，微量元素（铁、锌、钼、硼）3份，氧化剂5份，生物活化剂5份，粘合剂7份。

所述氧化剂为过硼酸钠与四乙酰乙二胺按1：0.2的重量比的混合；

所述生物活化剂为巨大芽胞菌、康氏木霉菌、植酸酶按1：0.5：0.3的质量比的混合；

所述粘合剂为硫酸钙、轻质碳酸钙按1:0.6的质量比的混合；

所述微量元素中铁、锌、钼、硼按元素质量比1：0.5：0.4：0.2的比例混合。

上述有机生物活性肥料的制备方法，步骤如下：

（1）将禽畜固废物传送至WZ-H无重力型连续式混合机，加入氧化剂混合7分钟，然后将处理好的物料传送至ZZZJ--02压力喷放罐，通入1.42Mpa的饱和水蒸汽，温度控制在180℃，每5分钟喷放一次；制得含水量约45wt%的黑褐色膨爆物料；

（2）将步骤（1）制得的膨爆物料送至FPG20型高剪切单池发酵槽，加入生物活化剂，经剪切翻抛混合均匀，调整含水率40wt%，在45℃温度条件下，降解活化时间36小时，然后依次加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，经翻抛混合均匀后，得含水量20wt%的物料；物料由料仓经传送带送至GR-40型对辊制粒机挤压制粒，制粒孔径3毫米，然后再由传送带送至圆颗粒抛光整形机（KZ1200型）整形至粒径为2～2.5毫米圆形颗粒，得含水量19wt%的产品，最后进入成品料仓，制得有机生物活性肥料。

实施例3

利用禽畜固废物生产有机生物活性肥料的方法，原料组分如下，均为重量份：

禽畜固废物65份，尿素8份，磷酸一铵6份，氯化钾6份，微量元素（铁、锌、钼、硼）2份，氧化剂4份，生物活化剂6份，粘合剂3份。

所述氧化剂为过硼酸钠与四乙酰乙二胺按1：0.3的重量比的混合；

所述生物活化剂为地衣芽胞菌、哈茨木霉菌、纤维素酶按1：0.4：0.4的质量比的混合；

所述粘合剂为硫酸钙、轻质碳酸钙、氧化镁按1：0.:5：0.3的质量比的混合；

所述微量元素中铁、锌、钼、硼按元素质量比1：0.4：0.2：0.5的比例混合。

上述有机生物活性肥料的制备方法，步骤如下：

（1）将禽畜固废物传送至WZ-H无重力型连续式混合机，加入氧化剂混合7分钟，然后将处理好的物料传送至ZZZJ--02压力喷放罐，通入1.6Mpa的饱和水蒸汽，温度控制在160℃，每5分钟喷放一次；制得含水量约52wt%的黑褐色膨爆物料；

（2）将步骤（1）制得的膨爆物料送至FPG20型高剪切单池发酵槽，加入生物活化剂，经剪切翻抛混合均匀，调整含水率45wt%，在50℃温度条件下，降解活化时间36小时，然后依次加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，经翻抛混合均匀后，得含水量20wt%的物料；物料由料仓经传送带送至GR-40型对辊制粒机挤压制粒，制粒孔径3毫米，然后再由传送带送至圆颗粒抛光整形机（KZ1200型）整形至粒径为2～2.5毫米圆形颗粒，得含水量16wt%的产品，最后进入成品料仓，制得有机生物活性肥料。

试验例

田间肥效试验：

一.有机生物活性肥料在小麦上的施用效果

1材料和方法

1.1试验材料

试验于2009年10月至2010年6月在山东省青州市高柳镇廉颇村进行。该试验地块位位于鲁北平原南部，北纬36°24′～36°58′，东经118°10′～118°46′之间。处于暖温带半湿润季风气候区。年平均气温13.1℃，年平均降水量641.5毫米，干旱时采用地下水机井浇灌。

供试土壤为褐土，质地为轻壤土。土壤有机质1.15wt%，速效氮35.70mg/kg，速效磷31.20mg/kg，速效钾105.26mg/kg，pH7.2。

小麦品种为济麦22，播种量10公斤/亩。

1.2试验方法与过程

试验肥：有机生物活性肥料为实施例1制备的产品。

试验为随机区组设计，试验设4个处理，重复3次。

试验设以下处理：

处理1，农民习惯施肥，底肥每亩施氮磷钾比例12:18:15复合肥40公斤，拔节期期每亩追施尿素20公斤；

处理2，农民习惯施肥加试验肥，底肥每亩施氮磷钾比例12:18:15复合肥40公斤，腐植酸生物活性肥50公斤，拔节期每亩追施尿素20公斤；

处理3，农民习惯施肥减量20%加试验肥，底肥每亩施氮磷钾比例12:18:15复合肥32公斤，腐植酸生物活性肥50公斤，拔节期每亩追施尿素16公斤；

处理4，农民习惯施肥减量30%加试验肥，底肥每亩施氮磷钾比例12:18:15复合肥28公斤，腐植酸生物活性肥50公斤，拔节期每亩追施尿素14公斤。

小区面积30平方米。各处理施肥量情况见表1。

表1各处理肥料用量（公斤/亩）

全部腐植酸生物活性肥和复合肥都做底肥施用，尿素在拔节期施用。2009年10月15日播种，2010年4月12日追施尿素，6月10收获。

2结果与分析

小麦收获后进行计产，不同处理产量情况见表2。

表2不同处理玉米产量

从表2结果看，施用有机生物活性肥料具有明显的增产作用。在施用同等用量化肥的情况下，每亩施用50公斤有机生物活性肥料，比农民习惯施肥增产小麦80.1公斤，增产幅度达到16.2%；在减少化肥用量20%的情况下，每亩施用50公斤有机生物活性肥料，比农民习惯施肥增产小麦40.2公斤，增产幅度达到8.1%；在减少化肥用量30%的情况下，每亩施用50公斤有机生物活性肥料，比农民习惯施肥增产小麦11.9公斤，增产幅度达到2.4%。

二.有机生物活性肥料在玉米上的施用效果

1材料和方法

1.1试验材料

试验于2010年6月至2010年10月在山东省青州市高柳镇廉颇村进行。该试验地块位位于鲁北平原南部，北纬36°24′～36°58′，东经118°10′～118°46′之间。处于暖温带半湿润季风气候区。年平均气温13.1℃，年平均降水量641.5毫米，干旱时采用地下水机井浇灌。

供试土壤为褐土，质地为轻壤土。土壤有机质1.28%，速效氮38.7mg/kg，速效磷29.56mg/kg，速效钾102.31mg/kg，pH7.3。

玉米品种为洵单20，播种密度4500株/亩。

1.2试验方法与过程

试验肥：有机生物活性肥料为实施例2制备的产品。

试验为随机区组设计，试验设4个处理，重复3次。

试验设以下处理：

处理1，农民习惯施肥，苗期每亩追施氮磷钾比例20:8:12复合肥30公斤，大喇叭口期每亩追施尿素30公斤；

处理2，农民习惯施肥加试验肥，苗期每亩追施氮磷钾比例20:8:12复合肥30公斤，腐植酸生物活性肥20公斤，大喇叭口期每亩追施尿素30公斤；

处理3，农民习惯施肥减量20%加试验肥，苗期每亩追施氮磷钾比例20:8:12复合肥24公斤，腐植酸生物活性肥20公斤，大喇叭口期每亩追施尿素24公斤；

处理4，农民习惯施肥减量30%加试验肥，苗期每亩追施氮磷钾比例20:8:12复合肥21公斤，腐植酸生物活性肥20公斤，大喇叭口期每亩追施尿素21公斤。

小区面积30平方米。各处理施肥量情况见表3。

表3各处理肥料用量（公斤/亩）

全部腐植酸生物活性肥和复合肥都在苗期施用，尿素在大喇叭口期施用。2010年6月15日播种，7月5日第一次施肥，8月5日追施尿素，10月6日收获。

2结果与分析

玉米收获后进行计产，不同处理产量情况见表4。

表4不同处理玉米产量

从表2结果看，施用有机生物活性肥料具有明显的增产作用。在施用同等用量化肥的情况下，每亩施用20公斤有机生物活性肥料，比农民习惯施肥增产玉米85公斤，增产幅度达到16.7%；在减少化肥用量20%的情况下，每亩施用20公斤有机生物活性肥料，比农民习惯施肥增产玉米28.5公斤，增产幅度达到5.6%；在减少化肥用量30%的情况下，每亩施用20公斤有机生物活性肥料，与农民习惯施肥玉米产量基本持平。

3小结

3.1有机生物活性肥料增产效果显著。在同等化肥用量条件下增施该肥，增产玉米16%以上；

3.2有机生物活性肥料增产效果显著。在同等化肥用量条件下增施该肥，增产小麦16%以上；

3.3化肥利用率10%以上。

Claims (9)

1.一种利用膨爆技术生产的有机生物活性肥料，其特征在于，原料组分如下，均为重量份：

禽畜固废物40～60份，尿素5～15份，磷酸一铵5～20份，氯化钾4～15份，微量元素2～5份，氧化剂1～3份，生物活化剂2～5份，粘合剂5～15份；

所述的禽畜固废物中有机质含量为55～98wt%，含水率50～60wt%

所述氧化剂为过硼酸钠与四乙酰乙二胺按1：（0.1～0.3）的重量比的混合；

所述生物活化剂为植酸酶或纤维素酶，哈茨木霉菌或康氏木霉菌，枯草芽孢菌、巨大芽 孢菌或地衣芽孢 菌之一或两种按质量比1：（0.4～0.6）：（0.2～0.4）的比例混合；

所述粘合剂为硫酸钙、轻质碳酸钙、氧化镁中的一种或两种以上的混合；

所述过硼酸钠活性氧释放量≥10wt%，四乙酰乙二胺纯度不低于90wt%；

上述原料采用如下方法制备：

将禽畜固废物与氧化剂混合均匀，在1.42～1.73Mpa的饱和水蒸汽条件下经膨爆后，加入生物活化剂，经混合、发酵降解处理后，再依次加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，经混合制得有机生物活性肥料。

2.如权利要求1所述的有机生物活性肥料，其特征在于，所述植酸酶的酶活为400～1200U/L，纤维素酶的酶活为400～1200U/L。

3.如权利要求1所述的有机生物活性肥料，其特征在于，所述枯草芽孢菌、巨大芽 孢菌、地衣芽孢 菌的菌体浓度均不小于6×10¹⁰cfu/克。

4.如权利要求1所述的有机生物活性肥料，其特征在于，所述哈茨木霉菌、康氏木霉菌菌体浓度均不小于3×10⁹cfu/克。

5.如权利要求1所述的有机生物活性肥料，其特征在于，所述粘合剂为硫酸钙、轻质碳酸钙、氧化镁中两种以上的混合。

6.如权利要求1所述的有机生物活性肥料，其特征在于，所述微量元素是铁、锌、钼、硼按元素质量比1：（0.3～1）：（0.2～1）：（0.1～0.5）的混合。

7.权利要求1所述有机生物活性肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将禽畜固废物与氧化剂按比例混合后，在温度150～180℃、1.42～1.73Mpa的饱和水蒸汽压力条件下，膨爆3～5分钟，制得膨爆物料；

（2）按比例将步骤（1）制得的膨爆物料与生物活化剂混合均匀，调整含水率40～50wt%，在45～60℃温度条件下，降解活化36～60小时，再加入尿素、磷酸一铵、氯化钾、微量元素、粘合剂，混合均匀，制得有机生物活性肥料。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，还包括将有机生物活性肥料进行造粒制得粒径为2～2.5毫米的圆形颗粒的步骤。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的有机生物活性肥料的含水率为15～25wt%；

所述步骤（2）中降解活化时间为48～60小时。