CN106083264A - 一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺 - Google Patents

一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，该工艺资源化利用程度高、易于大规模工业化生产，有助于实现小麦秸秆资源化利用，解决目前存在的秸秆焚烧环境污染及高效生物有机肥料短缺两大难题。产品兼具生物有机肥料和海藻肥料的功效，富含海藻功能活性成分和大量益生菌，能有效调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，消除常年依赖化肥滥用造成的土壤板结、沙化、盐化等，有效改善土壤，提高农作物产能，具有改良作物品质，提高作物抗逆性的特殊功效；此外产品作用周期长，是发展绿色生态农业的理想肥料。

Description

一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺
技术领域
本发明涉及一种资源化利用小麦秸秆生产肥料的工艺，特别是一种以小麦秸秆为原料制备高效生物有机肥料的方法，属肥料加工领域。
背景技术
小麦秸秆是成熟小麦茎、叶、穗部分总和，是小麦成熟获取籽实后剩余部分，约占作物质量50%。我国每年产生小麦秸秆近1.1亿吨，除少数被作为牲畜饲料、农家肥和农村燃料外，大部分被堆放或直接焚烧后还田，有效工业利用所占比例极低。小麦副产物利用已经引起国内外的关注，如果能将小麦秸秆进行加工利用并实现高值化综合利用，将会对环境和经济做出贡献。开发环保节能型秸秆高效生物有机肥生产工艺，既能实现小麦秸秆等的资源化利用，又能推动生态农业发展，具有重要意义，但是秸秆纤维含量高限制了产品功效、现有工艺腐熟成本高、环境污染重、难以工业化生产等弊端制约了秸秆高效生物有机肥的产业化发展。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，该工艺资源化利用程度高、易于大规模工业化生产，有助于实现小麦秸秆资源化利用，解决目前存在的秸秆焚烧环境污染及高效生物有机肥料短缺两大难题。
本发明上述目的是通过以下技术方案予以实现的：
本发明提供一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
（1）小麦秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎至60目，用沼液调整含水量至30～40%，加入小麦秸秆质量比4～6%的生石灰搅拌均匀，在潮湿状态下保持72～96h；
（2）生物发酵剂制备：取8～10份吸附剂、3～5份磷酸二氢钙、6～8份发酵豆粕、10～15份麸皮、10～15份玉米粉、3～5份菜籽饼、10～15份秸秆、2～3份EM菌剂、1～2份放线菌，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
（3）混料：按质量比秸秆60～70份、沼渣20～30份、猪粪5～10份、蚯蚓粪10～20份、生物发酵剂3～5份、纤维素酶1～2份比例混合均匀，用沼液调整水分至35%～40%；
（4）堆肥发酵：将混合后的混合物堆肥自然发酵10～12d，定期搅拌；
（5）配料：堆肥发酵结束后，加入质量比10～20%海藻、5～10%活性污泥、2～3%乳酸菌粉、1～2%枯草芽孢杆菌粉、1～2%固氮菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜水溶液调整水分至35%～40%；
（6）二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵3～5d；
（7）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
（8）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
（9）烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%即得肥料成品。
上述步骤（2）中所述的吸附剂是沸石、活性炭、膨润土、蛭石中的一种或几种。
本发明提供一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，产品利用秸秆为原料，辅以沼渣、沼液、蚯蚓粪、海藻等，通过生物发酵剂的二步发酵工艺制得。产品质量符合NY525-2011的规定，蛔虫卵死亡率和大肠杆菌群数指标符合NY884的要求。
本发明提供了一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，产品兼具生物有机肥料和海藻肥料的功效，肥料产品富含海藻功能活性成分和大量益生菌，能有效调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，消除常年依赖化肥滥用造成的土壤板结、沙化、盐化等，有效改善土壤，提高农作物产能；此外产品营养丰富，养分作用周期长，具有改良作物品质，提高作物抗逆性的特殊功效，是一种优良的土壤改良剂和作物生长促进剂，是发展绿色生态农业的理想肥料。
本发明的有益效果：一是本发明采用多种微生物复合发酵秸秆生产高效生物有机肥料，产品富含大量益生菌，有利于改良土壤，促进营养元素的吸收；此外本发明原料科学复配中联合秸秆、沼渣、沼液、猪粪、蚯蚓粪、海藻、活性污泥等，显著提升了产品功效，试验结果表明改变原料配方会显著降低产品功效（p<0.01）；二是通过复合酶解、微生物二步发酵提升了秸秆粗纤维、木质素等抗营养因子的降解度，结果表明秸秆中纤维素降解率达到95.27%；三是秸秆腐熟快速充分，当发酵时间达到第10天时种子发芽指数为91.4%，较对照组提前17天，表明本发明减缓了发酵时间，有利于降低生产成本，促进工业化生产；四是二步发酵过程中添加了海藻，产品兼具生物菌肥、有机肥料和海藻肥料的功效，肥效好。
田间试验结果表明：将本发明产品应用偏盐碱土壤小麦种植，较亩均产量提高24.18%，差异达到显著水平（P<0.01），亩均肥料成本降低75元；此外，试验田小麦亩产量接近优良土壤对比亩产量，表明本发明产品具有一定的改良盐碱功效。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，通过以下步骤制备：
（1）小麦秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎至60目，用沼液调整含水量至30～40%，加入小麦秸秆质量比6%的生石灰搅拌均匀，在潮湿状态下保持72h；
（2）生物发酵剂制备：取10份沸石、3份磷酸二氢钙、8份发酵豆粕、10份麸皮、15份玉米粉、3份菜籽饼、15份秸秆、2份EM菌剂、2份放线菌，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵10d；
（3）混料：按质量比秸秆70份、沼渣20份、猪粪10份、蚯蚓粪10份、生物发酵剂5份、纤维素酶1份比例混合均匀，用沼液调整水分至35%～40%左右；
（4）堆肥发酵：将混合后的混合物堆肥自然发酵12d，定期搅拌；
（5）配料：堆肥发酵结束后，加入20%（质量比）海带、5%（质量比）活性污泥、3%（质量比）乳酸菌粉、1%（质量比）枯草芽孢杆菌粉、2%（质量比）固氮菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜水溶液调整水分至35%～40%左右；
（6）二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵3d；
（7）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
（8）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
（9）烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
实施例2：
一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，通过以下步骤制备：
（1）小麦秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎至60目，用沼液调整含水量至30～40%，加入小麦秸秆质量比4%的生石灰搅拌均匀，在潮湿状态下保持96h；
（2）生物发酵剂制备：取8份活性炭、5份磷酸二氢钙、6份发酵豆粕、15份麸皮、10份玉米粉、5份菜籽饼、10份秸秆、3份EM菌剂、1份放线菌，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵7d；
（3）混料：按质量比秸秆60份、沼渣30份、猪粪5份、蚯蚓粪20份、生物发酵剂3份、纤维素酶2份比例混合均匀，用沼液调整水分至35%～40%左右；
（4）堆肥发酵：将混合后的混合物堆肥自然发酵10d，定期搅拌；
（5）配料：堆肥发酵结束后，加入10%（质量比）浒苔、10%（质量比）活性污泥、2%（质量比）乳酸菌粉、1%（质量比）枯草芽孢杆菌粉、2%（质量比）固氮菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜水溶液调整水分至35%～40%左右；
（6）二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵5d；
（7）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
（8）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
（9）烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
实施例3：
一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，通过以下步骤制备：
（1）小麦秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎至60目，用沼液调整含水量至30～40%，加入小麦秸秆质量比5%的生石灰搅拌均匀，在潮湿状态下保持84h；
（2）生物发酵剂制备：取9份膨润土、4份磷酸二氢钙、7份发酵豆粕、12份麸皮、12份玉米粉、4份菜籽饼、12份秸秆、2.5份EM菌剂、1.5份放线菌，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵8d；
（3）混料：按质量比秸秆65份、沼渣25份、猪粪7.5份、蚯蚓粪15份、生物发酵剂4份、纤维素酶1.5份比例混合均匀，用沼液调整水分至35%～40%左右；
（4）堆肥发酵：将混合后的混合物堆肥自然发酵11d，定期搅拌；
（5）配料：堆肥发酵结束后，加入15%（质量比）石莼、7.5%（质量比）活性污泥、2.5%（质量比）乳酸菌粉、1.5%（质量比）枯草芽孢杆菌粉、1.5%（质量比）固氮菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜水溶液调整水分至35%～40%左右；
（6）二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵4d；
（7）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
（8）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
（9）烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
（1）小麦秸秆预处理：将小麦秸秆粉碎至60目，用沼液调整含水量至30～40%，加入小麦秸秆质量比4～6%的生石灰搅拌均匀，在潮湿状态下保持72～96h；
（2）生物发酵剂制备：取8～10份吸附剂、3～5份磷酸二氢钙、6～8份发酵豆粕、10～15份麸皮、10～15份玉米粉、3～5份菜籽饼、10～15份秸秆、2～3份EM菌剂、1～2份放线菌，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
（3）混料：按质量比秸秆60～70份、沼渣20～30份、猪粪5～10份、蚯蚓粪10～20份、生物发酵剂3～5份、纤维素酶1～2份比例混合均匀，用沼液调整水分至35%～40%；
（4）堆肥发酵：将混合后的混合物堆肥自然发酵10～12d，定期搅拌；
（5）配料：堆肥发酵结束后，加入质量比10～20%海藻、5～10%活性污泥、2～3%乳酸菌粉、1～2%枯草芽孢杆菌粉、1～2%固氮菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜水溶液调整水分至35%～40%；
（6）二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵3～5d；
（7）粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
（8）造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
（9）烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%即得肥料成品。
2.根据权利要求1所述的一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，其特征在于步骤（2）中的吸附剂是沸石、活性炭、膨润土、蛭石中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺，其特征在于所述海藻是指海带、浒苔、石莼等中的一种或几种。
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