CN107098732A - 一种植物残体液体活化方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物残体液体活化方法及其应用，涉及肥料制造技术领域，包括取植物残体生化发酵成熟的发酵物料，加入本身质量的1.5‑3倍的水，同时加入碱性物料将pH值调至7‑9，搅拌均匀后过滤，制得上清液体b1和渣滓b2，上清液体b1即制得的活化液。本发明水浸提取植物残体中的纤维素、半纤维素和木质素，经过生化发酵成为具有生理活性的物质，被植物吸收率高，使用方便，且方便对植物生长高峰期内微量元素的需求进行调节，可以提高农作物的产量5%‑20%，改善农产品的品质和质量。
Description
技术领域
本发明涉及肥料制造技术领域，特别是涉及一种植物残体液体活化方法及其应用。
背景技术
植物残体，是指植物采收子实体后或凋谢后或被遗弃的部分（例如，秸秆、树叶、杂草、藤蔓等），因为植物的子实以外的残体部分一般蛋白含量较低，消化能较低，没有直接的营养价值。但粗纤维较高，如植物残体中的纤维素、半纤维素和木质素，是聚合在一起的多糖分子链。
目前植物残体直接被焚烧、或者被丢弃，有少量被用作秸秆压块或普通有机肥料，而没有进行进一步深加工，导致工艺较短，技术含量较低，不能完成行业积累，难以抗拒经营风险实现行业较快发展。有少数加工工艺是将至简单生化腐熟后，直接利用，而没有将之进一步深加工和配合以解决应用技术。目前传统有机肥生产过程多采用微生物氧化，首先被微生物氧化的是易溶于水易被呼吸的有机物质，导致不易被降解的有机质以长效有机肥料被施入土壤，从而导致有机肥速效性差，只适合用作底施施入土壤中，不能满足农作物在旺长期对速效肥料的需求，因此不适宜用作追肥。
有机肥经过加工后虽然无害化了，但是没有进一步水浸提取有机精华部分，只能用作底肥施用，另外在加工过程中会因为生物氧化导致相当一部分的有机质氧化成水和二氧化碳造成有机质损失。
另外，目前有机肥基础上进一步复配，以使不同有机成分优势互补，但没有注意到有机成分与无机成分的中微量元素配合使用，导致即使配合施用了充足的有机肥，也起不到充分补充微量元素的作用，同样会导致农作物的“缺素性”危害。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种植物残体液体活化方法及其应用，具有水浸提取植物残体中的纤维素、半纤维素和木质素，经过生化发酵成为具有生理活性的物质，被植物吸收率高，使用方便，且方便对植物生长高峰期内微量元素的需求进行调节，有利于提高农作物的品质和产量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种植物残体液体活化方法，包括取植物残体生化发酵成熟的发酵物料，加入本身质量的1.5-3倍的水，同时加入碱性物料将pH值调至7-9，搅拌均匀后过滤，制得上清液体b1和渣滓b2，上清液体b1即制得的活化液。
优选地，碱性物料为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸钾。
优选地，植物残体生化发酵成熟的发酵物料制取包括以下步骤：
步骤1：取植物源有机物破碎至一寸以内，按照水与植物源有机物质量比为0.5:1-1.5:1，加水配合均匀；
步骤2，向以上混合物料中加入双氧水，直至没有气泡产生为止；
步骤3，向以上混合物料中加入以下原料，按质量百分比计，植物源有机混合物料91%-98%，菌种0.5%-2%，甘蔗糖蜜或甜菜糖蜜1%-5%，氮源：0.5%-2%，所述菌种为EM菌种、酵素菌、上次发酵腐熟余料、或其它有益菌种，所述氮源为尿素或硫酸铵，混合均匀后常温下搁置或堆置发酵；
步骤4，等待大约2日后温度升至30℃以上后（冬季时间约5日）翻堆搅拌，3日后再翻堆搅拌一次，如此每隔二日，连续三次以上，整个过程持续发酵25天以上，料堆高度、中间宽度和中间长度都不小于一米，得到生化发酵成熟的发酵物料，腐熟后的物料呈现棕色或棕黑色，没有臭味和酸味，具有与泥土相近似的味道。
翻堆搅拌采用铲车直接碾压、后捯、堆置、搬倒，这样做会使得料层的高度不受限制，降低专用设备投资，且不会有搅拌死角。
所需场地可以是平面水泥地或者废弃的土坑，如：砖厂取土后的土坑，如选用后者，则将地面整平水泥或石块硬化，四周墙壁用水泥和砖砌好。
优选地，所述活化液b1的有机质含量大于等于20g/L,水不溶物小于等于10g/L。
优选地，本发明提供一种植物残体液体活化方法的应用，制备农作物有机肥为有机水溶配合肥c，应用方法为，原料按重量百分比计，包括：活化液b1：35-91.8%，甲壳素或壳聚糖：1-10% ，海藻酸：1-10%，腐植酸、黄腐酸或其钠盐：1-10%，氨基酸或聚天门冬氨酸 ：0.2-10%，沼液：0-5%，低糖糖蜜或糖蜜酵母液体：5-20%，配合均匀而成；所述有机水溶配合肥料c的有机质含量大于等于300g/L,水不溶物含量小于等于20g/L。
优选地，本发明提供一种植物残体液体活化方法的应用，制备农作物有机肥为高浓有机水溶配合肥d，应用方法为，原料按重量百分比计，包括：有机水溶配合肥料c：60-90%,干酵母粉或干低糖糖蜜粉：10-40%，配合均匀而成；所述高浓有机水溶配合肥料d的有机质含量大于等于300 g/L,水不溶物含量小于等于20g/L。
优选地，本发明提供一种植物残体液体活化方法的应用，制备农作物有机肥为有机无机水溶配合肥料f，应用方法为，按重量百分比计，包括：有机液体b1(或c、d)：80-95% ,螯合态微量元素肥料h：5-20%，配合均匀而成；所述有机无机水溶配合肥料f的有机质大于等于300g/L,水不溶物小于等于20g/L，钙、镁、硫总量大于等于30g/L或微量元素大于等于20g/L。
所述螯合态微量元素肥料按照公开号为CN105085082A，专利名称为“一种有机无机配合肥及其应用”中已公开的螯合态微量元素肥料的制备方法制得，参见该专利权利要求书中的权利要求1和2及说明书相应部分，具体制备方法如下：螯合态微量元素肥料由配合中的微量元素和与螯合剂水溶液以1:1-5:1的质量比例配合均匀制得；配合中的微量元素按质量份计，包括：硝酸钙：45～55份、硫酸镁：25～35份、硫酸亚铁：4～8份、硫酸铜：4～6份、硫酸锌：4～6份、硫酸锰：2～4份、十硼酸钠：0.5～1份、钼酸铵：0.01～0.25份、氨基酸螯合硒：0.01～0.25份，所有组分共计100份；螯合剂水溶液：将聚天门冬氨酸或乙二胺四乙酸二钠或乙二胺二邻苯基乙酸钠溶于其本身质量3～5倍的水中，配合均匀即得。
优选地，本发明提供一种植物残体液体活化方法的应用，产品b1、c和d可以用作生物菌肥和秸秆发酵剂。
优选地，本发明提供一种植物残体液体活化方法的应用，产品b1、c、d和f可以用作农作物追施肥，有机肥、有机无机配合肥的追施方式可选择冲施、滴灌、微灌、喷灌、灌根、叶喷等，渣滓b2可以用作底施有机肥，改良土壤。
优选地，本发明提供一种植物残体液体活化方法的应用，活化液b1喷雾干燥或滚筒干燥得到水溶性固体粉末e，所述活化液b1或水溶性固体粉末e可以用做保健食品，用以提高人体免疫力，调节内分泌，预防脑血栓。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：水浸提取植物残体中的纤维素、半纤维素和木质素，经过生化发酵成为具有生理活性的物质，被植物吸收率高，使用方便，且方便对植物生长高峰期内微量元素的需求进行调节，可以提高农作物的产量5%-20%，改善农产品质量。
在生化发酵过程中，微生物首先分解利用容易被分解利用的糖蜜，得到大量增殖，数量迅速大增。当达到一定数量后，前期加入的少量的糖蜜被分解完，微生物开始分解不易被分解的纤维素、半纤维素和木质素，在“适者生存，优胜略汰”规律下，少数被“驯化”成为可以适应“贫营养”环境下的微生物菌种。
植物残体中的纤维素、半纤维素和木质素，是聚合在一起的多糖分子链，本发明经过水浸提取，将生化发酵将大分子链断开并在分子结构上接上酸性官能团和不饱和键，成为具有生理活性的物质，可以被动植物吸收利用。
浓度较高的液体有机肥，当浓度高到一定程度时，对微生物的生长繁殖处于抑制状态，但不至于“杀死”微生物，使菌群处于相对稳定状态，可以防止夏天胀气和冬天凝固。
有机无机结合状态的中微量元素，由于阳离子交换更充分，所以利用率更高，而且减少了不同肥料之间的不良反应。
植物残体经过生化反应后的物料具有“氮化合物与芳香族化合物的缩聚物”的高度芳香化的特点，只有相类似的分子结构没有固定的分子结构，可以满足植物生长高峰期因为生长条件变化导致的对微量成分需求不确定的变化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
取植物源有机物100千克破碎至一寸以内，加水50千克配合均匀，加入双氧水，直至没有气泡产生为止，得到植物源有机物料；取植物源有机物料91千克，菌种2千克，甜菜糖蜜5千克，尿素2千克，混合均匀，常温下搁置发酵；温度升至30℃以上后翻堆搅拌，3日后再翻堆搅拌一次，如此每隔二日，连续四次，得到生化发酵成熟的发酵物料。
取植物残体生化发酵成熟的发酵物料100千克，加水150千克，加入氢氧化钠调pH为8，搅拌均匀后，过滤，取上清液，得到活化液b1，和渣滓b2。
实施例2
取植物源有机物100千克破碎至一寸以内，加水100千克配合均匀，加入双氧水，直至没有气泡产生为止，得到植物源有机物料；取植物源有机物物料98千克，菌种0.5千克，甜菜糖蜜1千克，硫酸铵0.5千克，混合均匀，常温下搁置发酵；温度升至30℃以上后翻堆搅拌，3日后再翻堆搅拌一次，如此每隔二日，连续四次，得到生化发酵成熟的发酵物料。
取植物残体生化发酵成熟的发酵物料100千克，加水300千克，加入氢氧化钠调pH为8，搅拌均匀后，过滤，取上清液，得到活化液b1，和渣滓b2。
实施例3
取植物源有机物100千克破碎至一寸以内，加水150千克配合均匀，加入双氧水，直至没有气泡产生为止，得到植物源有机物料；取植物源有机物物料94千克，菌种1千克，甘蔗糖蜜3千克，尿素2千克，混合均匀，常温下搁置发酵；温度升至30℃以上后翻堆搅拌，3日后再翻堆搅拌一次，如此每隔二日，连续五次，得到生化发酵成熟的发酵物料。
取植物残体生化发酵成熟的发酵物料100千克，加水200千克，加入氢氧化钠调pH为9，搅拌均匀后，过滤，取上清液，得到活化液b1，和渣滓b2。
实施例4
一种植物残体液体活化方法的应用，有机水溶配合肥料c，按重量百分比计，包括：活化液b1：35-91.8%，甲壳素或壳聚糖：1-10% ，海藻酸：1-10%，腐植酸、黄腐酸或其钠盐：1-10%，氨基酸或聚天门冬氨酸 ：0.2-10%，沼液：0-5%，低糖糖蜜或糖蜜酵母液体：5-20%，配合均匀即得。
有机水溶配合肥料c的制备举例如下：
取活化液b1：35千克，甲壳素：10千克，海藻酸：10千克，腐殖酸：10千克，氨基酸：10千克，沼液：5千克，酵母糖蜜液体：20千克，配合均匀；
取活化液b1：91.8千克，壳聚糖：1千克，海藻酸：1千克，腐殖酸：1千克，氨基酸：0.2千克，沼液：0千克，低糖糖蜜：5千克，配合均匀；
取活化液b1：80千克，甲壳素：5千克，海藻酸：3千克，腐殖酸：3千克，聚天门冬氨酸：2千克，沼液：0千克，低糖糖蜜：7千克，配合均匀；
即得有机水溶配合肥料c。
实施例5
一种植物残体液体活化方法的应用，高浓有机水溶配合肥料d，原料按重量百分比计，包括：有机水溶配合肥料c：60-90%,干酵母粉或干低糖糖蜜粉：10-40%，配合均匀即得。
实验室试验证实，水和酵母粉配合比例达到3:5的条件下，配合物仍然是液体。
高浓有机水溶配合肥料d的制备举例如下：
取有机水溶配合肥料c：60千克,干酵母粉40千克，配合均匀；
取有机水溶配合肥料c：80千克,干酵母粉20千克，配合均匀；
取有机水溶配合肥料c：90千克,干酵母粉10千克，配合均匀；
即得到高浓有机水溶配合肥料d。
实施例6
一种植物残体液体活化方法的应用，有机无机水溶配合肥料f，按重量百分比计，包括：有机液体b1(或c、d)：80-95% ,螯合态微量元素肥料h：5-20%。
有机无机水溶配合肥料f的制备举例如下：
螯合态微量元素肥料由配合中的微量元素和与螯合剂水溶液以1:1-5:1的质量比例配合均匀制得；配合中的微量元素按质量份计，包括：硝酸钙：45～55份、硫酸镁：25～35份、硫酸亚铁：4～8份、硫酸铜：4～6份、硫酸锌：4～6份、硫酸锰：2～4份、十硼酸钠：0.5～1份、钼酸铵：0.01～0.25份、氨基酸螯合硒：0.01～0.25份，所有组分共计100份；螯合剂水溶液：将聚天门冬氨酸或乙二胺四乙酸二钠或乙二胺二邻苯基乙酸钠溶于其本身质量3～5倍的水中，配合均匀即得。
取活化液80千克，螯合态微量元素肥料20千克，配合均匀；
取有机水溶配合肥料90千克，螯合态微量元素肥料10千克，配合均匀；
取高浓有机水溶配合肥料95千克，螯合态微量元素肥料5千克，配合均匀；
即得有机无机水溶配合肥料f。
实施例7
水溶性固体粉末e
活化液b1喷雾干燥得到水溶性固体粉末e。活化液b1或水溶性固体粉末e用作保健食品可以提高人体免疫力，调节内分泌，预防脑血栓。
本发明实施例中的各种有机肥，各种有机无机配合肥均适用于农作物追施肥使用，具体追施时间、施用量根据各地区、不同农作物的生产周期进行调整，与现有普通追施肥大致相同。
Claims (10)
1.一种植物残体液体活化方法，其特征在于，取植物残体生化发酵成熟的发酵物料，加入本身质量的1.5-3倍的水，同时加入碱性物料将pH值调至7-9，搅拌均匀后过滤，制得上清液体b1和渣滓b2，上清液体b1即制得的活化液。
2.根据权利要求１所述的一种植物残体液体活化方法，其特征在于所述碱性物料为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸钾。
3.根据权利要求１所述的一种植物残体液体活化方法，其特征在于所述植物残体生化发酵成熟的发酵物料制取包括以下步骤：
步骤1：取植物源有机物破碎至一寸以内，按照水与植物源有机物质量比为0.5:1-1.5:1，加水配合均匀；
步骤2，向以上混合物料中加入双氧水，直至没有气泡产生为止；
步骤3，向以上混合物料中加入以下原料，按质量百分比计，植物源有机混合物料：91%-98%，菌种：0.5%-2%，甘蔗糖蜜或甜菜糖蜜：1%-5%，氮源：0.5%-2%，所述菌种为EM菌种、酵素菌、上次发酵腐熟余料、或其它有益菌种，所述氮源为尿素或硫酸铵，配合均匀，常温下搁置或堆置发酵；
步骤4，温度升至30℃以上后翻堆搅拌，3日后再翻堆搅拌一次，如此每隔二日，连续三次以上，整个过程持续发酵25天以上，料堆高度、中间宽度和中间长度都不小于一米，得到生化发酵成熟的发酵物料。
4.根据权利要求１所述的一种植物残体液体活化方法，其特征在于所述活化液b1的有机质含量大于等于20g/L,水不溶物小于等于10g/L。
5.根据权利要1所述的一种植物残体液体活化方法的应用，其特征在于用于制备农作物有机肥为有机水溶配合肥c，应用方法为，原料按重量百分比计，包括：活化液b1：35-91.8%，甲壳素或壳聚糖：1-10% ，海藻酸：1-10%，腐植酸、黄腐酸或其钠盐：1-10%，氨基酸或聚天门冬氨酸 ：0.2-10%，沼液：0-5%，低糖糖蜜或糖蜜酵母液体：5-20%，配合均匀而成；所述有机水溶配合肥料c的有机质含量大于等于300g/L,水不溶物含量小于等于20g/L。
6.根据权利要求5所述的一种植物残体液体活化方法的应用，其特征在于用于制备农作物有机肥为高浓有机水溶配合肥d，应用方法为，原料按重量百分比计，包括：有机水溶配合肥料c：60-90%,干酵母粉或干低糖糖蜜粉：10-40%，配合均匀而成；所述高浓有机水溶配合肥料d的有机质含量大于等于300 g/L,水不溶物含量小于等于20g/L。
7.根据权利要求6所述的一种植物残体液体活化方法的应用，其特征在于用于制备农作物有机肥为有机无机水溶配合肥料f，应用方法为，按重量百分比计，包括：有机液体b1(或c、d)：80-95% ,螯合态微量元素肥料h：5-20%，配合均匀而成；所述有机无机水溶配合肥料f的有机质大于等于300g/L,水不溶物小于等于20g/L，钙、镁、硫总量大于等于30g/L或微量元素大于等于20g/L。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种植物残体液体活化方的应用，其特征在于产品b1、c和d可以用作生物菌肥和秸秆发酵剂。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种植物残体液体活化方法的应用，其特征在于产品b1、c、d和f可以用作农作物追施肥。
10.根据权利要求1所述的一种植物残体液体活化方法的应用，其特征在于活化液b1喷雾干燥或滚筒干燥得到水溶性固体粉末e，所述活化液b1或水溶性固体粉末e可以用做保健食品。
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