CN103992163B - 一种有机无机复混肥料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机无机复混肥料的生产工艺，是将秸秆与磷肥、氮肥、畜禽粪便、无机盐、高效腐熟菌剂、调理剂混合进行发酵反应后生成有机质，再将生成的有机质与尿素、磷酸一铵和氯化钾混合生成的无机化肥相混合，生产出的一种有机无机复混肥料，其生产工艺简单，便于操作，适用于各种蔬菜、果树、花卉等，见效快，使产品提早上市，品质更佳，是一种高品质、高含量、高利用率的纯天然绿色肥料。
Description
技术领域
本发明属于有机无机复混肥料的生产领域，具体涉及一种有机无机复混肥料的生产工艺。
背景技术
“肥料是植物的粮食”。中国农民有施用有机肥的优良传统，数千年来得以保持地力不衰。但是，仅仅依靠农业内部的物质循环，难以迅速地、大幅度地提高作物产量，以满足日益增加的人口对农产品的需要。施用化肥，为农作物提供了新的养分来源，生产出了更多的农产品。但是，随着农业的发展，化肥用量越来越大，但是农田施用的各种化肥不可能全部被植物吸收利用。化学肥料的利用率低，施用后没有被作物吸收利用的肥料大量进入环境，对环境造成污染，不仅破坏了土地资源，而且对人类健康也构成了威胁。
目前，我国施用的化肥以氮肥为主，而磷肥、钾肥、复合肥较少，长期施用造成土壤营养失调，加剧土壤磷、钾的耗竭。有机无机复混肥是将有机肥料和无机肥料混合而成，富含大量有机质，能够有效为植物提供有机营养元素。氮磷钾含量均衡，同时含有大量的有益菌能够起到固氮、解磷、解钾的作用，促进氮磷钾的吸收，提高氮磷钾吸收率，相比只施肥氮磷钾，吸收率能提高30-50%左右。有机无机复混肥中还掺有生物菌剂，各种有益菌能够起到有效的固氮、解磷、解钾的功效，有益菌代谢产物同样具有营养价值极高的养分。
发明内容
本发明的解决的技术问题在于提供一种有机无机复混肥料的生产工艺，它是对粪便、秸秆等有机物料，通过微生物发酵进行无害化和有效化处理，并添加适量化肥、有益微生物菌，经过造粒或直接掺混而制得的商品肥料，能够降低有机无机复混肥的成本，节约资源。
本发明包括以下几个步骤：
（1）作物秸秆的前处理：①取适量的秸秆，以1:0.5-1:1.5的比例加入相应份量的水，边加水边搅拌，使秸秆充分湿润，并将秸秆放置17-19小时，使物料的含水量为64%-75%；②秸秆的处理：向步骤①所得到的秸秆在反应的pH值为6.5-7.5，含水量为55%-66%的条件下，加入以下有机肥料重量百分比的成分：磷肥20%、氮肥30%、畜禽粪便10%-20%、无机盐0.1-0.2%、高效腐熟菌剂0.5%、调理剂0.8%放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使其C/N比22-33:1，所加入的磷肥使其C/P比为80-155:1；
（2）秸秆的堆置：由步骤②处理后的秸秆收堆，堆成高为2.5-3米，宽为4-5米的物料堆，并放置于太阳能发酵大棚内；
（3）秸秆的发酵：①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置5-6天后待温度达到50-55℃时，调整秸秆的含氧量和含水量，使秸秆在含氧量为4-13%、含水量在30％-50％的条件下继续反应14-15天，有益生物菌≥108个/克；②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5-3米，宽3.5-4.5米的物料堆，人工堆放整齐；采用机械翻抛4-5天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度在50-55℃时，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；当第二次翻抛后的温度为66-75℃时，将物料摊开进行晾晒14-15天，并控制其含水量为23%-28%；
（4）有机肥料的制备：①将步骤（3）发酵的产物依照GB18877-2009的标准进行取样并进行检测，确认是否符合GB18877-2009的标准，检测符合标准后进行后续操作；②将步骤（3）发酵的产物干燥、粉碎、过筛；
（5）无机肥料的制备：取尿素16-22份、磷酸一铵9-14份、氯化钾6-15份，粉碎成粉状化肥；（6）将步骤（5）所制得的无机肥料和步骤（4）所制得的有机肥料以3:4的重量比混合，将混合物放入搅拌机进行搅拌后造粒、干燥、粉碎、过筛，将制得的产品进行包装。
所述的20%的磷肥为过磷酸钙、磷矿粉和钙镁磷肥的混合物；三者重量比依次为（1-2）:（3-4）:1。
所述的30%的氮肥为尿素、硝酸铵和碳酸氢铵的混合物，其尿素、硝酸铵和碳酸氢铵所占的比例为（2-3）:（1-2）:1。
所述的0.5%的高效腐熟菌剂为纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶，其纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶所占的比例为2:1:1:2。
所述的0.8%的调理剂为木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠的混合物，其木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠所占的比例为（11-15）:（2-5）:（2-3）:（5-8）。
所述的秸秆为芦苇、小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯、芝麻、棉花、甘蔗、瓜果作物的秸秆。
利用本发明得到的有机无机复混肥料，各项指标均符合GB18877-2009《有机-无机复混肥料》的相关的标准。
本发明中所述的无机盐即无机化合物中的盐类，其中含有大量元素钙、磷、钾、钠、镁，微量元素铁、锌、硒、钼。
所述的技术方案依据农作物秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量高、C/N比高、水分含量低、不易快速降解的特点，本项目拟采用太阳能发酵大棚内整仓堆腐的技术方案，设置间歇式强制通风曝氧发酵仓式一次发酵与铲车翻堆-好氧动静结合二次发酵相结合方式，达到快速减容和腐解的目的。用该技术方案处理作物秸秆具有发酵快、处理效率高、经济、方便、效果好等特点。
所述的太阳能发酵大棚内整仓堆腐的技术方案的特点为控制通风、起始温快、整仓发酵、布料出料方便，易调节水分、节能、除臭方便；可以缩短发酵周期，一般20天可完成秸秆堆肥的一次发酵，在经过20天二次发酵，堆肥基本达到腐熟。
所述的作物秸秆堆肥处理过程主要依靠微生物的代谢活动作用进行，微生物是秸秆物料发酵的主体。参与堆肥发酵的微生物有两种来源，一是物料本身里面存在大量的微生物；另一种是人工加入的微生物快速腐解菌剂，是由2:1:1:2比例的纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶混合而成，这些菌剂在一定的条件下对物料具有较强的分解能力，具有活性强、繁殖快、分解有机物迅速等特点，能加速堆肥反应过程，缩短堆肥周期。
所述的发酵仓中的供氧主要通过曝气系统的装置来完成，通过温度自动测试探头、湿度仪器探头、溶氧量探头，将秸秆堆肥中的温度、水分含量、氧气含量等传输到中控计算机中，中控计算机再将信息传输到曝氧风机和水分喷淋马达，实现间歇式通气曝氧和补充水的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
（1）向步骤①所得到的秸秆在反应的pH值为6.5-7.5，含水量为55%-66%的条件下，加入以下重量百分比的成分：磷肥20%、氮肥30%、畜禽粪便10%-20%、无机盐0.1-0.2%、高效腐熟菌剂0.5%、调理剂0.8%放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使其C/N比22-33:1，所加入的磷肥使其C/P比为80-155:1；
（2）依据农作物秸秆中纤维素、半纤维素、木质素含量高、C/N比高、水分含量低、不易快速降解的特点，本项目拟采用太阳能发酵大棚内整仓堆腐的技术方案，设置间歇式强制通风曝氧发酵仓式一次发酵与铲车翻堆-好氧动静结合二次发酵相结合方式，达到快速减容和腐解的目的。用该技术方案处理作物秸秆具有发酵快、处理效率高、经济、方便、效果好等特点。
秸秆的发酵：①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置于太阳能发酵大棚内，将秸秆放置5-6天后待温度达到50-55℃时，调整秸秆的含氧量和含水量，使秸秆在含氧量为4-13%、含水量在30％-50％的条件下继续反应14-15天，有益生物菌≥108个/克；②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5-3米，宽3.5-4.5米的物料堆，人工堆放整齐；采用机械翻抛4-5天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度在50-55℃时，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；当第二次翻抛后的温度为66-75℃时，将物料摊开进行晾晒14-15天，并控制其含水量为23%-28%；
本发明中作物秸秆在堆肥前不需要粉碎，可以直接堆置处理，减少了粉碎过程中对能量的消耗，降低了秸秆处理的成本。
具体实施方式：
实施例1
按照如下方法制备有机无机复混肥
（1）作物秸秆的前处理：①取芦苇、小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯、芝麻、棉花、甘蔗、瓜果作物的秸秆的混合物，以1:0.5:1.5的比例加入相应份量的水，边加水边搅拌，使秸秆充分湿润，并将秸秆放置18小时，物料的含水量为70%；②秸秆的处理：向步骤①所得到的pH值为6.5，含水量为60%的秸秆中加入所占的重量比为1:3:1的过磷酸钙、磷矿粉和钙镁磷肥的混合物20%、所占的比例为2:1:1的尿素、硝酸铵和碳酸氢铵的混合物30%、畜禽粪便15%、无机盐0.2%、所占的比例为2:1:1:2的纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶混合物0.5%、所占的比例为11:2:2:5的木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠的混合物0.8%放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使产物的C/N比25:1，所加入的磷肥使产物的C/P比为90:1；
（2）秸秆的堆置：由步骤②处理后的秸秆收堆，堆成高为2.5米，宽为4米的物料堆，并放置于太阳能发酵大棚内，整仓堆腐；
（3）秸秆的发酵：①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置于太阳能发酵大棚内，将秸秆放置5天后温度达到50℃，秸秆的含氧量为9%、含水量为40％，继续反应14天，有益生物菌≥108个/克；②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5米，宽3.5米的物料堆，人工进行整理，堆放整齐；采用机械翻抛4天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度为52℃，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；第二次翻抛后的温度为70℃，将物料摊开进行晾晒14天，其含水量为25%；
（4）有机肥料的制备：①将步骤（3）发酵的产物依照GB18877-2009的标准进行取样并进行检测，符合GB18877-2009的标准；②将步骤（3）发酵的产物干燥、粉碎、过筛；
（5）无机肥料的制备：取尿素20份、磷酸一铵12份、氯化钾10份，粉碎成粉状化肥；（6）将步骤（5）所制得的无机肥料和步骤（4）所制得的有机肥料以3:4的重量比混合，将混合物放入搅拌机进行搅拌后造粒、干燥、粉碎、过筛，将制得的产品进行包装。
实施例2
按照如下方法制备有机无机复混肥
（1）作物秸秆的前处理：①取芦苇、小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯、芝麻、棉花、甘蔗、瓜果作物的秸秆的混合物，以1:0.5:1.5的比例加入相应份量的水，边加水边搅拌，使秸秆充分湿润，并将秸秆放置18小时，物料的含水量为70%；②秸秆的处理：向步骤①所得到的pH值为6.5，含水量为60%的秸秆中加入所占的比例为2:1:1的尿素、硝酸铵和碳酸氢铵的混合物30%、畜禽粪便15%、所占的比例为2:1:1:2的纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶混合物0.5%、所占的比例为11:2:2:5的木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠的混合物0.8%放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使产物的C/N比25:1，所加入的磷肥使产物的C/P比为90:1；
（2）秸秆的堆置：由步骤②处理后的秸秆收堆，堆成高为2.5米，宽为4米的物料堆，并放置于太阳能发酵大棚内；
（3）秸秆的发酵：①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置于太阳能发酵大棚内，将秸秆放置5天后温度达到50℃，秸秆的含氧量为9%、含水量为40％，继续反应14天，有益生物菌≥108个/克；②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5米，宽3.5米的物料堆，人工进行整理、堆放整齐；采用机械翻抛4天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度为52℃，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；第二次翻抛后的温度为70℃，将物料摊开进行晾晒14天，其含水量为25%；
（4）有机肥料的制备：①将步骤（3）发酵的产物依照GB18877-2009的标准进行取样并进行检测，符合GB18877-2009的标准；②将步骤（3）发酵的产物干燥、粉碎、过筛；
（5）无机肥料的制备：取尿素20份、磷酸一铵12份、氯化钾10份，粉碎成粉状化肥；（6）将步骤（5）所制得的无机肥料和步骤（4）所制得的有机肥料以3:4的重量比混合，将混合物放入搅拌机进行搅拌后造粒、干燥、粉碎、过筛，将制得的产品进行包装。
对实验田1和试验田2分别加入实施例1和实施例2的所述的肥料及其生产工艺，实验田1的产量比试验田2的产量高10-15%。
实施例3
按照如下方法制备有机肥
（1）作物秸秆的前处理：①取芦苇、小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯、芝麻、棉花、甘蔗、瓜果作物的秸秆的混合物，以1:0.5:1.5的比例加入相应份量的水，边加水边搅拌，使秸秆充分湿润，并将秸秆放置18小时，物料的含水量为80%；②秸秆的处理：向步骤①所得到的pH值为6.5，含水量为70%的秸秆中加入所占的比例为1:3:1的过磷酸钙、磷矿粉和钙镁磷肥的混合物20%、所占的比例为2:1:1的尿素、硝酸铵和碳酸氢铵的混合物30%、畜禽粪便15%、无机盐0.2%、所占的比例为2:1:1:2的纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶混合物0.5%、所占的比例为11:2:2:5的木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠的混合物0.8%放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使产物的C/N比25:1，所加入的磷肥使产物的C/P比为90:1；
（2）秸秆的堆置：由步骤②处理后的秸秆收堆，堆成高为2.5米，宽为4米的物料堆，并放置于太阳能发酵大棚内；
（3）秸秆的发酵：①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置于太阳能发酵大棚内，将秸秆放置5天后温度达到60℃，秸秆的含氧量为9%、含水量为55％，继续反应14天，有益生物菌≥108个/克；②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5米，宽3.5米的物料堆，并将不整齐的用以人工进行整理；采用机械翻抛4天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度为60℃，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；第二次翻抛后的温度为80℃，将物料摊开进行晾晒14天，其含水量为30%；
（4）有机肥料的制备：①将步骤（3）发酵的产物依照GB18877-2009的标准进行取样并进行检测，符合GB18877-2009的标准；②将步骤（3）发酵的产物干燥、粉碎、过筛；
（5）无机肥料的制备：取尿素20份、磷酸一铵12份、氯化钾10份，粉碎成粉状化肥；（6）将步骤（5）所制得的无机肥料和步骤（4）所制得的有机肥料以3:4的重量比混合，将混合物放入搅拌机进行搅拌后造粒、干燥、粉碎、过筛，将制得的产品进行包装。
实施例1与实施例3相比，实施例1效果显著，实施例1的产量比实施例3的产量高4%-7%。
实施例4
按照如下方法制备有机无机复混肥
（1）作物秸秆的前处理：①取芦苇、小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯、芝麻、棉花、甘蔗、瓜果作物的秸秆的混合物，利用粉碎机粉碎后，以1:0.5:1.5的比例加入相应份量的水，边加水边搅拌，使秸秆充分湿润，并将秸秆放置18小时，物料的含水量为70%；②秸秆的处理：向步骤①所得到的pH值为6.5，含水量为60%的秸秆中加入所占的比例为1:3:1的过磷酸钙、磷矿粉和钙镁磷肥的混合物20%、所占的比例为2:1:1的尿素、硝酸铵和碳酸氢铵的混合物30%、畜禽粪便15%、无机盐0.2%、所占的比例为2:1:1:2的纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶混合物0.5%、所占的比例为11:2:2:5的木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠的混合物0.8%放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使产物的C/N比25:1，所加入的磷肥使产物的C/P比为90:1；
（2）秸秆的堆置：由步骤②处理后的秸秆收堆，堆成高为2.5米，宽为4米的物料堆，并放置于太阳能发酵大棚内；
（3）秸秆的发酵：①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置于太阳能发酵大棚内，将秸秆放置5天后温度达到50℃，秸秆的含氧量为9%、含水量为40％，继续反应14天，有益生物菌≥108个/克；②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5米，宽3.5米的物料堆，并将不整齐的用以人工进行整理；采用机械翻抛4天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度为52℃，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；第二次翻抛后的温度为70℃，将物料摊开进行晾晒14天，其含水量为25%；
（4）有机肥料的制备：①将步骤（3）发酵的产物依照GB18877-2009的标准进行取样并进行检测，符合GB18877-2009的标准；②将步骤（3）发酵的产物干燥、粉碎、过筛；
（5）无机肥料的制备：取尿素20份、磷酸一铵12份、氯化钾10份，粉碎成粉状化肥；（6）将步骤（5）所制得的无机肥料和步骤（4）所制得的有机肥料以3:4的重量比混合，将混合物放入搅拌机进行搅拌后造粒、干燥、粉碎、过筛，将制得的产品进行包装。
实施例1和实施例4相比，实施例1的秸秆的消耗量比实施例4的秸秆的消耗量减少15-20%。
Claims (6)
1.一种有机无机复混肥料的生产工艺，其特征在于：所述的一种有机无机复混肥料的生产工艺的具体工艺步骤如下：
（1）作物秸秆的前处理：
①取适量的秸秆，以1:0.5-1:1.5的比例加入相应份量的水，边加水边搅拌，使秸秆充分湿润，并将秸秆放置17-19小时，使物料的含水量为64%-75%；
②秸秆的处理：向步骤①所得到的秸秆在反应的pH值为6.5-7.5，含水量为55%-66%的条件下，加入以下有机肥料重量百分比的成分：磷肥20%、氮肥30%、畜禽粪便10%-20%、无机盐0.1-0.2%、高效腐熟剂0.5%、调理剂0.8%，放入混合机进行混合，经连续混合后，将所得的混合物通过装载机送入发酵棚内；所加入的氮肥使其C/N比22-33:1，所加入的磷肥使其C/P比为80-155:1；
（2）秸秆的堆置：
由步骤②处理后的秸秆收堆，堆成高为2.5-3米，宽为4-5米的物料堆，并放置于太阳能发酵大棚内；
（3）秸秆的发酵：
①一次发酵：将步骤（2）堆置的秸秆放置5-6天后待温度达到50-55℃时，调整秸秆的含氧量和含水率，使秸秆在含氧量为4-13%、含水量在30％-50％的条件下继续反应14-15天，有益生物菌≥108个/克；
②二次发酵：将一次发酵后所得的物料堆成高2.5-3米，宽3.5-4.5米的物料堆，人工堆放整齐；采用机械翻抛4-5天之后，记录下每天的温度；当机械翻抛4天之后温度在50-55℃时，再机械翻抛一次，并记录下每天的温度；当第二次翻抛后的温度为66-75℃时，将物料摊开进行晾晒14-15天，并控制其含水量为23%-28%；
（4）有机肥料的制备：
①将步骤（3）发酵的产物依照GB18877-2009的标准进行取样并进行检测，确认是否符合GB18877-2009的标准，检测符合标准后进行后续操作；
②将步骤（3）发酵的产物干燥、粉碎、过筛；
（5）无机肥料的制备：
取尿素16-22份、磷酸一铵9-14份、氯化钾6-15份，粉碎成粉状化肥；
（6）将步骤（5）所制得的无机肥料和步骤（4）所制得的有机肥料以3:4的重量比混合，将混合物放入搅拌机进行搅拌后造粒、干燥、粉碎、过筛，将制得的产品进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种有机无机复混肥料的生产工艺，其特征在于：所述的20%的磷肥为过磷酸钙、磷矿粉和钙镁磷肥的混合物；三者重量比依次为（1-2）:（3-4）:1。
3.根据权利要求1所述的一种有机无机复混肥料的生产工艺，其特征在于：所述的30%的氮肥为尿素、硝酸铵和碳酸氢铵的混合物；其尿素、硝酸铵和碳酸氢铵所占的比例为（2-3）:（1-2）:1。
4.根据权利要求1所述的一种有机无机复混肥料的生产工艺，其特征在于：所述的0.5%的高效腐熟剂为纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶；其纤维素酶、半纤维素酶、木质素降解酶和蛋白酶所占的比例为2:1:1:2。
5.根据权利要求1所述的一种有机无机复混肥料的生产工艺，其特征在于：所述的0.8%的调理剂为木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠的混合物；其木屑、植物秸秆、干枯树叶和砻糠所占的比例为（11-15）:（2-5）:（2-3）:（5-8）。
6.根据权利要求1所述的一种有机无机复混肥料的生产工艺，其特征在于：所述的秸秆为芦苇、小麦、水稻、玉米、大豆、马铃薯、芝麻、棉花、甘蔗、瓜果作物的秸秆。
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