CN106083453A - 一种生物质有机肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物质有机肥料及其制备方法，属于生物质肥料制造领域，所述生物质有机肥料，按重量份数计，包括秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份；所述腐熟鸡粪由鸡粪和加入其中的发酵菌剂和稳定剂发酵而成，所述发酵菌剂包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌。本发明制备的生物质有机肥料肥效好，且无化学污染。

Description

一种生物质有机肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于生物质肥料制造领域，尤其涉及一种生物质有机肥料及其制备方法。

背景技术

众所周知，农田里施用化肥会造成土壤板结、病虫害增多、加剧环境污染并浪费大量紧缺资源，所以，人们越来越倾向于使用有机肥，国家也提倡使用有机肥。有机肥是指含有有机质，既能提供农作物多种无机养分和有机养分，又能培肥提高土壤肥力的一类肥料。有机肥料的生产原料很多，例如农林剩余物、畜禽粪便、生活垃圾、城市污泥等。

生物质炭是如农林废弃物、畜禽粪便等生物质，经过炭化而得到的副产物。生物质炭有很强的吸附能力，可用做环境中有毒有害物质的吸附剂，施入土壤中后，其丰富的孔隙结构会使土壤中水分渗滤路径改变、速度减慢，使得土壤的田间持水率显著提高，从而增加了土壤对养分的固定能力。生物质炭含有大量植物所需的营养元素，可以促进土壤养分的循环和植物的生长；生物质炭呈碱性，可以降低土壤的酸度和有毒元素如铝和重金属对植物的毒性；生物质炭对农药等有机污染物和重金属等有很强的吸附能力，可用于土壤的修复等等。

鸡粪在所有畜禽粪便中是养分最高、最全面的原材料。经过发酵的鸡粪制成的鸡粪有机肥含有植物所需的中微量元素、有益生物活性菌及多种酶，能够固定空气中氮素，疏松土壤，分解土壤中长期使用化肥固化的磷钾矿物质，为作物提供足够的多种营养物质。一般自然堆积发酵鸡粪，需要5～6个月，发酵时间长。

木醋液又叫植物酸，成分复杂，呈酸性。木醋液在农业上能减少农药和化肥的用量，杀菌驱虫，保护生态环境，而且能提高土壤微生物的活性，可作为植物生长促进剂、土壤改良剂、抗菌剂、杀虫剂、驱避剂、消臭剂、饲料添加剂、有机肥发酵剂来使用。但是，在提取木醋液的过程中会混入油性的木焦油组分，在木醋液中会处于浮游或沉淀状态，其中会含有对生物体有毒的成分，像甲醇、甲醛、3-4苯并芘。

现有技术中的有机肥制备成本很高，并且制作周期长，同时肥效比较低，更为严重的是肥料中的有毒物质不能被完全清除，对植物生长存在一定的副作用。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种成本低，制备周期短的生物质有机肥料及其制备方法，且所得生物质有机肥料的肥效高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种生物质有机肥料，按重量份数计，包括秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份。

作为进一步的优选，所述腐熟鸡粪按重量份数计，由93.5～95.5份的鸡粪，0.4～1.3份的发酵菌剂，3.8～5.3份的稳定剂发酵而成。

作为进一步的优选，所述发酵菌剂包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉菌；

其中所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌的质量比为2～3:5～6:1～2。

作为进一步的优选，所述稳定剂为磷酸二氢钾。

作为进一步的优选，所述鸡粪的含水率为40～50％；所述腐熟鸡粪的含水率为15～20％。

作为进一步的优选，所述生物质有机肥料还包括重量份数为1～2份的添加剂；

所述添加剂起稳定剂、粘结剂和pH调节剂的作用。

作为进一步的优选，所述添加剂为羧甲基纤维素和三乙醇胺的混合物。

一种生物质有机肥料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按重量份数准备以下原材料：秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份；

第二步：将所述腐熟鸡粪与所述秸秆炭、畜禽粪便炭及所述木醋液混合搅拌，制成有机肥料；

第三步：在所述有机肥料中加入1～2份添加剂，搅拌造粒，制成最终肥料。

作为进一步的优选，所述腐熟鸡粪的发酵腐熟方法包括：(1)调节鸡粪的含水率；(2)培养发酵菌剂；(3)将所述鸡粪与发酵菌剂以及稳定剂混合进行鸡粪堆肥发酵8-12天。

作为进一步的优选，所述堆肥发酵温度控制在55～70℃。

本发明的有益效果如下：

(1)以植物残体为原料制备的生物质炭含碳量高，养分含量低；畜禽粪便炭相对生物质而言，含碳量低而养分含量高，将两种炭混合制肥，既可以使肥料的含碳量适宜，起到缓释肥效的作用，又可以使肥料中的养分含量高，本发明是一种肥效好，无化学污染的有机肥料。

(2)使用地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌的菌剂按一定质量比配制的混合菌剂来发酵鸡粪，缩短了鸡粪堆肥时间且肥料质量好。

(3)采用除去杂质的精制木醋液，保证了被施肥产品的安全性；同时，木醋液还有植物生长促进的作用；木醋液是植物源物质，易降解，低残留，有利于环境。

(4)生物质炭有保水保肥、缓释、疏松土壤的作用；

(5)生物质炭和木醋液都是生物质，与无机肥相比，价格低廉，使鸡粪固体肥料的成本降低。

附图说明

图1为本发明实施例生物质有机肥料制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明通过提供一种生物质有机肥料及其制备方法，所得生物质有机肥料的肥效高。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

本申请实施例生物质有机肥料，按重量份数计，包括秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份；所述秸秆炭含碳量高，养分含量低；所述畜禽粪便炭相对而言含碳量低而养分含量高，因而将两种炭混合制备生物质炭肥，弥补相互之不足，发挥最大作用。

所述腐熟鸡粪按重量份数计，由93.5～95.5份的鸡粪，0.4～1.3份的发酵菌剂，3.8～5.3份的稳定剂发酵而成。所述稳定剂为磷酸二氢钾。

所述发酵菌剂包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉菌；其中所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌的质量比为2～3:5～6:1～2。

地衣芽孢杆菌能够抑制鸡粪中有害菌，像大肠杆菌等病原菌的繁殖，促进鸡粪中的有机质分解成腐殖质，极大的提高肥效；枯草芽孢杆菌在发酵过程中繁殖大量功能细菌并产生多种特效代谢产物，刺激作物生长发育，提高作物抗病、抗旱、抗寒能力，进入土壤后，可固氮、解磷、解钾，增加土壤养分，鸡粪中加入枯草芽孢杆菌，可在常温下，迅速升温、脱臭、脱水，加快鸡粪腐熟速度，枯草芽孢杆菌可提高堆体发酵温度，加快有机质分解速度，有助于降低腐熟后堆体含水率，降低堆体发酵初期的pH值，增加全氮相对含量，加快C/N比值的下降速度，促进堆肥腐熟进程；米曲霉菌也能抑制鸡粪中有害菌的繁殖并且促进鸡粪中的有机质分解成腐殖质，提高肥效。地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌按质量比2～3:5～6:1～2配制，这三种发酵菌剂的组合会大大提高鸡粪腐熟速度，也会使肥料的肥效更好。

发酵前，所述鸡粪的含水率为40～50％；发酵后，所述鸡粪的含水率为15-20％。含水率可影响堆肥发酵过程，例如发酵产热、发酵时间或者根据含水率不同有时也需要调整发酵步骤等，以达到最好的发酵转化效果，避免有机质流失。

所述秸秆炭的原料选自花生秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆中的一种或几种。成本低廉。

所述畜禽粪便炭的原料选自牛粪、猪粪、鸡粪和驴粪中的一种或几种，其中包含的有机质的重量占所述畜禽粪便炭总量的10～30％。

所述秸秆炭的炭化温度为350～400℃。所述畜禽粪便炭的炭化温度为420～500℃。本申请实施例将秸秆与畜禽粪便分开炭化，秸秆和畜禽粪便的内部结构不同，秸秆内部结构较畜禽粪便蓬松，所需的炭化温度要比畜禽粪便低。所述炭化温度的选择，可影响成品炭的能量密度及微观结构，得到高质量的生物质炭，从而在生物质炭使用在土壤上时，影响生物质炭与土壤的相互作用。

所述生物质有机肥料还包括重量份数为1～2份的添加剂；所述添加剂起稳定剂、粘结剂和pH调节剂的作用。所述添加剂为羧甲基纤维素和三乙醇胺的混合物。以达到国家肥料酸碱标准，以及稳定造粒，得到成品。

所述木醋液为精制木醋液，去除了其中的有害杂质。所述精制木醋液是生物质热解过程中得到的副产物，经过静置和/或吸附提纯后得到的产物。木醋液通过酸度调节来影响农作物生长的一系列指标(如叶绿素、光合作用、游离氨基酸总量、可溶性糖含量等)，从而提高农作物的质量和产量，少量的酚类起到杀菌促生长的作用；木醋液还可以促进农作物对氮素的利用效率。

如图1所示，本申请实施例生物质有机肥料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

第一步：按重量份数准备以下原材料：秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份；

第二步：将所述腐熟鸡粪与所述秸秆炭、畜禽粪便炭与所述木醋液混合搅拌，制成有机肥料；

第三步：在所述有机肥料中加入1～2份添加剂，搅拌造粒，制成最终肥料。

所述腐熟鸡粪的发酵腐熟方法包括：(1)调节鸡粪的含水率；(2)培养发酵菌剂；(3)将所述鸡粪与发酵菌剂以及稳定剂混合进行鸡粪堆肥发酵8-12天。

所述堆肥发酵温度控制在55～70℃。

实施例1

本申请实施例生物质有机肥料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将花生秸秆放于炭化炉中炭化，慢速升温，控制炭化温度在350℃左右，炭化后冷却，取出花生秸秆炭，粉粹过40～60目筛；

(2)取牛粪和猪粪，比例任意，烘干至含水量低于5％，其中包含的有机质的重量占所述牛粪和猪粪总量的10％；将粪便置于炭化炉中炭化，控制低升温速率，炭化温度在450℃左右，冷却，粉碎过40～60目筛；

(3)调节鸡粪的含水率，使其含水量保持在40％；培养发酵菌剂，其中发酵菌剂是地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌按质量比为2:5:1配制的混合菌剂。

将93.5份鸡粪、0.4份发酵菌剂与3.8份磷酸二氢钾搅拌均匀堆成约高1m，宽1.5m，长度不限的堆，堆放发酵，发酵后第5天搅拌翻动一次，再集中堆放进行再发酵，使发酵温度控制在55℃，直至发酵熟化完成，时间大概在10天左右，直到温度不再升高，水份在15％左右时腐熟完成；

(4)将经过步骤(3)腐熟后的鸡粪21份与所述20份花生秸秆炭、30份畜禽粪便炭与所述5份木醋液混合，制成粗成品；在粗成品中加入1份添加剂(羧甲基纤维素和三乙醇胺)，调节pH，以达到国家标准，搅拌造粒成品。

本实施例中，各份数为重量份数。

实施例2

本申请实施例生物质有机肥料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将玉米秸秆放于炭化炉中炭化，慢速升温，控制炭化温度在380℃左右，炭化后冷却，取出玉米秸秆炭，粉粹过40～60目筛；

(2)取牛粪和鸡粪，比例任意，烘干至含水量低于5％，其中包含的有机质的重量占所述牛粪和鸡粪总量的15％；将粪便置于炭化炉中炭化，控制低升温速率，炭化温度在450℃左右，冷却，粉碎过40～60目筛；

(3)调节鸡粪的含水率，使其含水量保持在45％；培养发酵菌剂，其中发酵菌剂是地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌按质量比为2:6:2配制的混合菌剂。

将94.5份鸡粪、0.8份发酵菌剂与4.5份磷酸二氢钾搅拌均匀堆成约高1m，宽1.5m，长度不限的堆，堆放发酵，发酵后第4天搅拌翻动一次，再集中堆放进行再发酵，使发酵温度控制在60℃，直至发酵熟化完成，时间大概在8天左右，直到温度不再升高，水份在18％左右时腐熟完成；

(4)将经过步骤(3)腐熟后的鸡粪30份与所述25份玉米秸秆炭、35份畜禽粪便炭与所述8份木醋液混合，制成粗成品；在粗成品中加入1.5份添加剂(羧甲基纤维素和三乙醇胺)，调节pH，以达到国家标准，搅拌造粒成品。

本实施例中，各份数为重量份数。

实施例3

本申请实施例生物质有机肥料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将小麦秸秆放于炭化炉中炭化，慢速升温，控制炭化温度在400℃左右，炭化后冷却，取出小麦秸秆炭，粉粹过40～60目筛；

(2)取猪粪和鸡粪，比例任意，烘干至含水量低于5％，其中包含的有机质的重量占所述猪粪和鸡粪总量的20％；将粪便置于炭化炉中炭化，控制低升温速率，炭化温度在420℃左右，冷却，粉碎过40～60目筛；

(3)调节鸡粪的含水率，使其含水量保持在50％；培养发酵菌剂，其中发酵菌剂是地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌按质量比为3:6:2配制的混合菌剂。

将95.5份鸡粪、1.3份发酵菌剂与5.3份磷酸二氢钾搅拌均匀堆成约高1m，宽1.5m，长度不限的堆，堆放发酵，发酵后第6天搅拌翻动一次，再集中堆放进行再发酵，使发酵温度控制在70℃，直至发酵熟化完成，时间大概在12天左右，直到温度不再升高，水份在20％左右时腐熟完成；

(4)将经过步骤(3)腐熟后的鸡粪40份与所述30份小麦秸秆炭、40份畜禽粪便炭与所述10份木醋液混合，制成粗成品；在粗成品中加入2份添加剂(羧甲基纤维素和三乙醇胺)，调节pH，以达到国家标准，搅拌造粒成品。

本实施例中，各份数为重量份数。

实施例4

本申请实施例生物质有机肥料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将花生秸秆放于炭化炉中炭化，慢速升温，控制炭化温度在350℃左右，炭化后冷却，取出花生秸秆炭，粉粹过40～60目筛；

(2)取牛粪和猪粪，比例任意，烘干至含水量低于5％，其中包含的有机质的重量占所述牛粪和猪粪总量的25％；将粪便置于炭化炉中炭化，控制低升温速率，炭化温度在450℃左右，冷却，粉碎过40～60目筛；

(3)调节鸡粪的含水率，使其含水量保持在40％；培养发酵菌剂，其中发酵菌剂是地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌按质量比为2:5:2配制的混合菌剂。

将95份鸡粪、1份发酵菌剂与5份磷酸二氢钾搅拌均匀堆成约高1m，宽1.5m，长度不限的堆，堆放发酵，发酵后第5天搅拌翻动一次，再集中堆放进行再发酵，使发酵温度控制在65℃，直至发酵熟化完成，时间大概在10天左右，直到温度不再升高，水份在18％左右时腐熟完成；

(4)将经过步骤(3)腐熟后的鸡粪44份与所述28份花生秸秆炭、35份畜禽粪便炭与所述7份木醋液混合，制成粗成品；在粗成品中加入1.5份添加剂(羧甲基纤维素和三乙醇胺)，调节pH，以达到国家标准，搅拌造粒成品。

本实施例中，各份数为重量份数。

实施例5

本申请实施例生物质有机肥料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将玉米秸秆放于炭化炉中炭化，慢速升温，控制炭化温度在380℃左右，炭化后冷却，取出玉米秸秆炭，粉粹过40～60目筛；

(2)取牛粪和猪粪，比例任意，烘干至含水量低于5％，其中包含的有机质的重量占所述牛粪和猪粪总量的30％；将粪便置于炭化炉中炭化，控制低升温速率，炭化温度在450℃左右，冷却，粉碎过40～60目筛；

(3)调节鸡粪的含水率，使其含水量保持在50％；培养发酵菌剂，其中发酵菌剂是地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌按质量比为3:5:1配制的混合菌剂。

将94份鸡粪、1.3份发酵菌剂与5.3份磷酸二氢钾搅拌均匀堆成约高1m，宽1.5m，长度不限的堆，堆放发酵，发酵后第5天搅拌翻动一次，再集中堆放进行再发酵，使发酵温度控制在60℃，直至发酵熟化完成，时间大概在8天左右，直到温度不再升高，水份在20％左右时腐熟完成；

(4)将经过步骤(3)腐熟后的鸡粪35份与所述30份玉米秸秆炭、30份畜禽粪便炭与所述5份木醋液混合，制成粗成品；在粗成品中加入2份添加剂(羧甲基纤维素和三乙醇胺)，调节pH，以达到国家标准，搅拌造粒成品。

本实施例中，各份数为重量份数。

产品指标

本申请实施例1所制得的有机肥料的各项性能、质量指标如下表1所示：

表1

在表1中，从行业指标看，所制得的生物质有机肥料均符合行业标准。从国家标准看，各项有害物的指标均低于国家标准。因而，本申请实施例所制得的生物质有机肥的各项指标均符合国家标准。

对比效果试验

实施地点：河北省玉米田间试验；

(1)对照，不施用任何肥料；

(2)常规有机肥：施常规有机堆肥100kg/亩作基肥；

(3)本申请实施例1-5生物质有机肥：施本申请实施例1-5生物质有机肥100kg/亩作基肥。

将试验土地分为七块，每块面积1亩，试验田之间有宽5m的间隔，空白或者种植其他作物，所有其他的操作，像浇水、田间管理等因素均相同。

试验结果表明，施本申请实施例1-5生物质有机肥的土壤有机质较不施肥土壤有机质提高了12.2～18.4％。施本申请实施例1-5生物质有机肥处理当年玉米平均产量较常规有机肥提高了13.4～17.3％。可见施本申请实施例1-5生物质有机肥比不施肥和施常规有机肥相比效果好。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

(1)以植物残体为原料制备的生物质炭含碳量高，养分含量低；畜禽粪便炭相对生物质而言，含碳量低而养分含量高，将两种炭混合制肥，既可以使肥料的含碳量适宜，起到缓释肥效的作用，又可以使肥料中的养分含量高，本发明是一种肥效好，无化学污染的有机肥料。

(2)使用地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌的菌剂按一定质量比配制的混合菌剂来发酵鸡粪，缩短了鸡粪堆肥时间且肥料质量好。

(3)采用除去杂质的精制木醋液，保证了被施肥产品的安全性；同时，木醋液还有植物生长促进的作用；木醋液是植物源物质，易降解，低残留，有利于环境。

(4)生物质炭有保水保肥、缓释、疏松土壤的作用；

(5)生物质炭和木醋液都是生物质，与无机肥相比，价格低廉，使鸡粪固体肥料的成本降低。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种生物质有机肥料，其特征在于：按重量份数计，包括秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份。

2.根据权利要求1所述的生物质有机肥料，其特征在于：所述腐熟鸡粪按重量份数计，由93.5～95.5份的鸡粪，0.4～1.3份的发酵菌剂，3.8～5.3份的稳定剂发酵而成。

3.根据权利要求2所述的生物质有机肥料，其特征在于：所述发酵菌剂包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉菌；

其中所述地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和米曲霉菌的质量比为2～3:5～6:1～2。

4.根据权利要求2所述的生物质有机肥料，其特征在于：所述稳定剂为磷酸二氢钾。

5.根据权利要求2所述的生物质有机肥料，其特征在于：所述鸡粪的含水率为40～50％；所述腐熟鸡粪的含水率为15～20％。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的生物质有机肥料，其特征在于：所述生物质有机肥料还包括重量份数为1～2份的添加剂；

所述添加剂起稳定剂、粘结剂和pH调节剂的作用。

7.根据权利要求6所述的生物质有机肥料，其特征在于：所述添加剂为羧甲基纤维素和三乙醇胺的混合物。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的生物质有机肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按重量份数准备以下原材料：秸秆炭20～30份，畜禽粪便炭30～40份，腐熟鸡粪21～44份，以及木醋液5～10份；

第二步：将所述腐熟鸡粪与所述秸秆炭、畜禽粪便炭及所述木醋液混合搅拌，制成有机肥料；

第三步：在所述有机肥料中加入1～2份添加剂，搅拌造粒，制成最终肥料。

9.根据权利要求8所述的生物质有机肥料的制备方法，其特征在于：

所述腐熟鸡粪的发酵腐熟方法包括：(1)调节鸡粪的含水率；(2)培养发酵菌剂；(3)将所述鸡粪与发酵菌剂以及稳定剂混合进行鸡粪堆肥发酵8-12天。

10.根据权利要求9所述的生物质有机肥料的制备方法，其特征在于：所述堆肥发酵温度控制在55～70℃。