CN104892145B - 豆类作物专用生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种豆类作物专用生物有机肥及其制备方法，涉及肥料领域，以干基计造纸污泥50‑60%，甘蔗叶20‑30%，复合氨基酸1.5‑2.2%，硫酸钾2‑2.5%，红辉沸石5‑8%，磷矿石3‑5%，生物活性菌剂0.7‑1.0%，硝酸稀土0.1‑0.15%、黄腐酸0.2‑0.5%，复硝酚钠0.08‑0.1%，赤霉素0.03‑0.08%，复合微量元素0.3‑0.5%；方法为将造纸污泥与甘蔗尾叶混合，加入磷矿石粉和红辉沸石粉与生物活性菌剂混匀后堆垛发酵，然后加入无机元素和复合微量元素混匀，出料晾干再烘干造粒；本发明将有机物料和无机物料相结合，各养分间相互兼容性好，易被作物吸收，具有调节作物生长的作用。

Description

豆类作物专用生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，尤其是一种豆类作物专用生物有机肥及其制备方法。

背景技术

豆类作物是指豆科中的一类栽培作物。豆类作物种类很多，主要有大豆、蚕豆、豌豆、绿豆、赤豆、菜豆、豇豆、刀豆、扁豆等。豆类作物的种子含有大量的淀粉、蛋白质和脂肪，是营养丰富的食料。这类作物对自然条件要求严格，气候、雨量、土质适宜就能高产，反之，单产就会下降。因此，因地制宜、适当集中地发展，就可少占用耕地，以较少的消耗生产更多的豆类作物。肥料是发展高产优质糖料作物的重要物质保证，尽管豆类作物根部有根瘤菌共生，但很多豆类作物仍要施用化肥或有机肥来增加地力，化肥虽然有增产作用，但却含有多种不利于人体和环境的化学成分，导致豆类作物的品质下降，使土地板结，地力下降。

纸工业在制浆造纸的过程中, 从不同工段产生大量的造纸废水。经过一段和二段的水处理生成大量的造纸污泥，据统计，每生产1吨纸约产生6.5m³10%浓度的稀污泥，这污泥即使经过机械脱水，造纸污泥含水量也难以低于60% , 往往呈淤泥状态。但是造纸污泥中除了大量的细小纤维外,还含有丰富的有机质、N、P、K 等养分以及中微量元素。造纸污泥中除磷与钾偏低外, 有机质与总氮含量明显高于一般的农家肥, 而且更重要的是重金属含量均低于我国1984年颁布的《农用污泥污染物控制标准》( GB4284- 84) , 造纸污泥的农用无重金属污染的风险, 所以造纸污泥是一种质优价廉的有机肥料资源。

在长期磷矿开采过程中，采富弃贫现我的群体象非常严重，据业内人士估计，每采选1吨高品位磷矿石，就要丢掉8吨贫矿，资源浪费现象严重。尽管公开资料显示，中国磷矿储量世界第二，但是，我国磷矿资源中，中低品位磷矿储量约占磷矿总储量的97.5％ ，其中85％以上的中低品位磷矿又属沉积型胶磷矿，保有资源储量的平均品位(P₂O₅含量)为16.95％。使国家有限的资源得到很好的综合回收和利用，应成为社会的共识。

广西是我国甘蔗主要产区，每年都产有大量的甘蔗尾叶，经每年产出1000万吨原料蔗，每吨附带产出5%甘蔗尾叶计，甘蔗尾叶将达50万吨，蔗农最常用的处置方法是将甘蔗叶就地烧掉。这样做虽然可以在一定程度上增加蔗田肥力，烧死野草害虫，但容易造成环境污染，同时也造成了资源的极大浪费。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可以很好的利用造纸污泥、甘蔗叶、和磷矿石中富含的营养成分且适于豆类作物生长的豆类作物专用生物有机肥及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：它由下列重量百分比的原料制成：

以干基计的造纸污泥50-60%，甘蔗叶20-30%，复合氨基酸1.5-2.2%，硫酸钾2-2.5%，红辉沸石5-8%，磷矿石3-5%，生物活性菌剂0.7-1.0%，硝酸稀土0.1-0.15%、黄腐酸0.2-0.5%，复硝酚钠0.08-0.1%，赤霉素0.03-0.08%，复合微量元素0.3-0.5%。

上述技术方案中，更具体的方案还可以是：所述复合微量元素包括硫酸锌、硼砂、硫酸锰、钼酸铵、硫酸镁。

上述技术方案中，其制备步骤为：

A、先将甘蔗尾叶晾晒干至含水量≤10%，然后切断成1cm～2cm长的短段备用；

B、磷矿石选用磷化工业废弃角料，属低品位磷，P₂O₅含量不低于17.0％，粉碎成细粉；红辉沸石为天然矿石，经机械粉碎细粉；

C、取含水量为75-80%的化学浆造纸污泥，与步骤A制得的甘蔗尾叶片混合，使混合物的含水率控制在55%-60%，再加入B步骤制得的磷矿石粉和红辉沸石粉与配方用量2/3的生物活性菌剂混合均匀；

D、将步骤C所得物做成底部宽1.5-2.0米、高1米的长条堆垛，采用静态垛式有氧堆肥处理；肥堆进行60°C 以上高温发酵, 翻堆次数视堆内温度而定，每天监控堆内温度，控制温度不高于70°C，超温情况下即进行均匀翻堆，第二次翻堆时需把剩余的1/3的生物活性菌剂洒到肥堆中翻堆均匀后再静止发酵，全程发酵时间28-30天；

E、将步骤D所得的发酵物加入硝酸稀土，黄腐酸，复硝酚钠，赤霉素，复合氨基酸、硫酸钾和复合微量元素，掺混均匀后，出料，露天自然晾干后，得到成品造纸污泥堆肥；

F、将成品造纸污泥堆肥烘干，再依次进行筛分、造粒和装袋。

进一步的：B步骤中，所述磷矿石粉碎后过60目筛，所述红辉沸石粉碎后过60目筛；C步骤中，所述造纸污泥为新鲜化学浆造纸污泥。

发明所说的红辉沸石（Stellerite）其结构是含水的架状铝硅酸盐，其化学成分（%）：SiO₂58.76、Al₂O₃14.13、CaO8.80、K₂O 0.11、Na₂O 0.18、Fe₂O₃0.44、H₂O⁺16.87、H₂O^-1.25，计算化学式为：（K_{0 . 017} Na_{0. 042} Ca_{1. 13} ) _{1. 189} [ Al_{1. 997} Si_{7. 05} O₁₈ ] ·6. 75H₂O）。天然红辉沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状硅酸盐，矿物内部有许多开放性的空洞和通道，具有很强的气体吸附能力。利用天然沸石具有多孔结构和强的吸附性能可以制造长效肥料和持续性肥料, 即将沸石粉加入肥料中吸附氨氮等气体和铵离子等, 使肥料免于流失，同时大大减少生物肥堆肥过程中如氨气等臭味气体的散发，降低环境污染。同时能起到土壤改良作用。

污泥堆肥发酵过程中会产生大量的酸，导致肥堆pH值的下降，从而抑制微生物的发酵活性，往其中添加磷矿粉，可中和发酵中产生的酸，有利于增加生物菌活性，自身也转变成可溶性磷，增加产品中有效磷和水溶性磷含量；磷矿粉还可以不同程度地降低污泥中重金属的活性，进一步降低产品中重金属的含量。

科学研究表明，稀土元素对各种经济豆类作物的生长过程有着很强的刺激作用，能增强光合作用，提高叶绿素含量，系对养分的吸收，并且有提高硫酸酶活性作用；豆类作物对叶片喷施或者灌根施用的氨基酸有很高的吸收、运输和利用能力。

本发明与其他同类专利相比，具有如下有益效果：

1、本发明的生物有机肥是将造纸污泥和甘蔗尾叶作为主要原料经过发酵制得，同时在发酵物中添加硝酸稀土和复合氨基酸，衡其他必需微量元素，做到了有机物料与无机物料的和谐统一，具有豆类作物生长所需的十几种营养精华，富含活性肽、L- 氨基酸，同时还包括有硝态、铵态、酰胺态氮，速效磷、钾以及无机元素铁、锰、锌、镁、稀土、铜、硼、黄腐酸、有益菌、植物调理剂等，各养分间相互兼容性好，易被豆类作物吸收利用，具有抑菌抗病、提高植物体免疫功能、调节豆类作物生长的作用。

2、全面的资源综合利用。从造纸污泥，到甘蔗尾叶及低品位磷矿石，都是工农业、采矿业中所产生的废品或副产物，在本发明中都得到了充分的利用。

3、是清洁、净化环境的生产过程。堆肥过程中产生的恶臭气体由于红辉沸石的强吸附而消减，大大降低环境污染。

4、应用效果显著。对豆类作物的针对性强，对豆类作物的产量、蛋白质与脂肪含量、株高、叶片数和分枝数等有显著的促进效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

以下各实施例中涉及的百分比均为重量百分比。

实施例1：

本实施例的豆类作物专用生物有机肥采用如下原料：新鲜化学浆造纸污泥201.28千克，甘蔗叶30千克 ，复合氨基酸2.2千克，硫酸钾2.5千克，红辉沸石8千克，磷矿石5千克，生物活性菌剂1.0千克，硝酸稀土0.15千克、黄腐酸0.4千克，复硝酚钠0.09千克，赤霉素0.04千克，复合微量元素0.3千克；

其制备步骤为：

A、先将甘蔗尾叶晾晒干至含水量≤10%，然后切断成1cm长的短段备用；

B、磷矿石选用磷化工业废弃角料，属低品位磷，P2O5含量为17.0％，粉碎成60目细粉；红辉沸石为天然矿石，经机械粉碎成60目细粉；

C、取含水量为75%的新鲜化学浆造纸污泥，与步骤A制得的甘蔗尾叶片混合，使混合物的含水率控制在55%-60%，再加入B步骤制得的磷矿石粉和红辉沸石粉与2/3的生物活性菌剂混合均匀；

D、将步骤C所得物做成底部宽1.5米、高1米的的长条堆垛，采用静态垛式有氧堆肥处理；肥堆进行60°C高温发酵, 翻堆次数视堆内温度而定，每天监控堆内温度，控制温度不高于70°C，超温情况下即进行翻堆，要翻彻底均匀；第二次翻堆时需把剩余的1/3的生物活性菌剂洒到肥堆中翻堆均匀后再静止发酵，全程发酵时间28天；

E、将步骤D所得的发酵物加入硝酸稀土，黄腐酸，复硝酚钠，赤霉素，复合氨基酸、硫酸钾和复合微量元素，掺混均匀后，出料，露天自然晾干后，得到成品造纸污泥堆肥；

F、将成品造纸污泥堆肥烘干，再依次进行筛分、造粒和装袋。

本实施例的复合微量元素包括硫酸锌、硼砂、硫酸锰、钼酸铵、硫酸镁。

实施例2：

本实施例的豆类作物专用生物有机肥采用如下原料：新鲜化学浆造纸污泥303.5千克，甘蔗叶20千克 ，复合氨基酸2.2千克，硫酸钾2.1千克，红辉沸石8千克，磷矿石5千克，生物活性菌剂0.7千克，硝酸稀土0.12千克、黄腐酸0.5千克，复硝酚钠0.1千克，赤霉素0.08千克，复合微量元素0.5千克；

其制备步骤为：

A、先将甘蔗尾叶晾晒干至含水量≤10%，然后切断成2cm长的短段备用；

B、磷矿石选用磷化工业废弃角料，属低品位磷，P2O5含量为20.0％，粉碎成60目细粉；红辉沸石为天然矿石，经机械粉碎成60目细粉；

C、取含水量为80%的化学浆造纸污泥，与步骤A制得的甘蔗尾叶片混合，使混合物的含水率控制在55%-60%，再加入B步骤制得的磷矿石粉和红辉沸石粉与2/3的生物活性菌剂混合均匀；

D、将步骤C所得物做成底部宽2.0米、高1米的的长条堆垛，采用静态垛式有氧堆肥处理；肥堆进行62°C 以上高温发酵, 翻堆次数视堆内温度而定，每天监控堆内温度，控制温度不高于70°C，超温情况下即进行翻堆，要翻彻底均匀，第二次翻堆时需把剩余的1/3的生物活性菌剂洒到肥堆中翻堆均匀后再静止发酵，全程发酵时间30天；

E、将步骤D所得的发酵物加入硝酸稀土，黄腐酸，复硝酚钠，赤霉素，复合氨基酸、硫酸钾和复合微量元素，掺混均匀后，出料，露天自然晾干后，得到成品造纸污泥堆肥；

F、将成品造纸污泥堆肥烘干，再依次进行筛分、造粒和装袋。

本实施例的复合微量元素包括硫酸锌、硼砂、硫酸锰、钼酸铵、硫酸镁。

实施例3：

本实施例的豆类作物专用生物有机肥采用如下原料：新鲜化学浆造纸污泥239.2千克，甘蔗叶27千克 ，复合氨基酸1.5千克，硫酸钾2千克，红辉沸石5千克，磷矿石3千克，生物活性菌剂0.85千克，硝酸稀土0.12千克、黄腐酸0.2千克，复硝酚钠0.08千克，赤霉素0.06千克，复合微量元素0.3千克；

其制备步骤为：

A、先将甘蔗尾叶晾晒干至含水量≤10%，然后切断成1cm长的短段备用；

B、磷矿石选用磷化工业废弃角料，属低品位磷，P2O5含量为22.0％，粉碎成60目细粉；红辉沸石为天然矿石，经机械粉碎成60目细粉；

C、取含水量为75%的化学浆造纸污泥，与步骤A制得的甘蔗尾叶片混合，使混合物的含水率控制在55%-60%，再加入B步骤制得的磷矿石粉和红辉沸石粉与2/3的生物活性菌剂混合均匀；

D、将步骤C所得物做成底部宽1.5米、高1米的长条堆垛，采用静态垛式有氧堆肥处理；肥堆进行65°C 以上高温发酵, 翻堆次数视堆内温度而定，每天监控堆内温度，控制温度不高于70°C，超温情况下即进行翻堆，要翻彻底均匀，第二次翻堆时需把剩余的1/3的生物活性菌剂洒到肥堆中翻堆均匀后再静止发酵，全程发酵时间30天；

E、将步骤D所得的发酵物加入硝酸稀土，黄腐酸，复硝酚钠，赤霉素，复合氨基酸、硫酸钾和复合微量元素，掺混均匀后，出料，露天自然晾干后，得到成品造纸污泥堆肥；

F、将成品造纸污泥堆肥烘干，再依次进行筛分、造粒和装袋。

本实施例的复合微量元素包括硫酸锌、硼砂、硫酸锰、钼酸铵、硫酸镁。

实施例1-实施例3所得产品具有以下特征：

产品外观：黑褐腐殖质状，疏松，具有土壤气味。

技术指标检测结果：水分13.2%，含氮量为1.62％；含磷量为2.69％；含钾量为1.69％；有机质为50.2％； pH值7.03；有效活菌数(cfu) 为：1.06 亿个/g ；粪大肠菌群数为：23个/g(mL) ；蛔虫卵死亡率为：98.9％ ；均达到NY 884-2004 和NY525-2002 中华人民共和国行业标准。

限量指标及检测结果为(单位：mg/Kg)：

效果试验

试验项目：豆类作物专用肥在黑豆种植中的效果试验

试验土壤：硅质页岩发的灰沙岩土，肥力较低，地形平坦

试验设计：试验分两个处理，三次重复，小区面积为0.06亩（40m²），试验随机，行人道为60cm，周围设保护行。

施用方法：在中耕培土时按每亩复合肥25公斤混合条施

栽培管理：（1）细整土地，适时播种，品种为当地黑豆常规品种，选用早造收后晒干的种子；（2）种植规格：行距36cm，株距12cm；（3）肥料施用：对照处理亩施钙镁磷25千克作基肥，苗期每处理又亩施复合肥25千克，结合培土；试验处理则亩施生物复合专用肥25千克作基肥，苗期亩补施复合专用肥25千克，同样结合培土；（4）除草定苗，于苗期用手扯草，定苗选择健壮无害虫害的只住，每穴保留一株；（5）收割时间：全生育期74天。

试验结果：

1、产量结果

分小区收货脱粒，以处理为单位晒干，称取产量，折成亩产，结果见表

表1 试验产量结果

结果表明，作物施用生物复合专用肥具有显著的增产效果，数理统计达到了极著效果。

2、考种结果：收货前每小区取有代表性的植株10珠进行考种，量出每处理的平均株高、结荚数、分枝数和百粒重，结果见表2.

表2 生物肥对黑豆农艺性状的影响

结果表明：使用生物复合专用肥，能提高根系及酶系的活性，促进作物生长发育，改善农艺形状，表现在显著地提高植株高度，增加分枝数、豆荚数和百粒重。这是其增产的主要原因。

Claims (4)

1.一种豆类作物专用生物有机肥，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：

以干基计的造纸污泥50-60%，甘蔗叶20-30%，复合氨基酸1.5-2.2%，硫酸钾2-2.5%，红辉沸石5-8%，磷矿石3-5%，生物活性菌剂0.7-1.0%，硝酸稀土0.1-0.15%、黄腐酸0.2-0.5%，复硝酚钠0.08-0.1%，赤霉素0.03-0.08%，复合微量元素0.3-0.5%。

2.根据权利要求1所述的豆类作物专用生物有机肥，其特征在于：所述复合微量元素包括硫酸锌、硼砂、硫酸锰、钼酸铵、硫酸镁。

3.一种豆类作物专用生物有机肥的制备方法，其特征在于采用如下重量百分比的原料：

以干基计的造纸污泥50-60%，甘蔗叶20-30%，复合氨基酸1.5-2.2%，硫酸钾2-2.5%，红辉沸石5-8%，磷矿石3-5%，生物活性菌剂0.7-1.0%，硝酸稀土0.1-0.15%、黄腐酸0.2-0.5%，复硝酚钠0.08-0.1%，赤霉素0.03-0.08%，复合微量元素0.3-0.5%；

其制备步骤如下：

A、先将甘蔗叶晾晒干至含水量≤10%，然后切断成1cm～2cm长的短段备用；

B、磷矿石选用磷化工业废弃脚料，属低品位磷，P₂O₅含量不低于17.0％，粉碎成细粉；红辉沸石为天然矿石，经机械粉碎细粉；

C、取含水量为75-80%的造纸污泥，与步骤A制得的甘蔗叶混合，使混合物的含水率控制在55%-60%，再加入B步骤制得的磷矿石粉和红辉沸石粉与配方用量2/3的生物活性菌剂混合均匀；

D、将步骤C所得物做成底部宽1.5-2.0米、高1米的长条堆垛，采用静态垛式有氧堆肥处理；肥堆进行60℃ 以上高温发酵, 翻堆次数视堆内温度而定，每天监控堆内温度，控制温度不高于70℃，超温情况下即进行均匀翻堆，第二次翻堆时需把剩余的1/3的生物活性菌剂洒到肥堆中翻堆均匀后再静止发酵，全程发酵时间28-30天；

E、将步骤D所得的发酵物加入硝酸稀土，黄腐酸，复硝酚钠，赤霉素，复合氨基酸、硫酸钾和复合微量元素，掺混均匀后，出料，露天自然晾干后，得到成品造纸污泥堆肥；

F、将成品造纸污泥堆肥烘干，再依次进行筛分、造粒和装袋。

4.根据权利要求3所述的豆类作物专用生物有机肥的制备方法，其特征在于：B步骤中，所述磷矿石粉碎后过60目筛，所述红辉沸石粉碎后过60目筛；C步骤中，所述造纸污泥为新鲜化学浆造纸污泥。