CN107540461A - 一种具有土壤改良功能的生态有机肥及其生产方法 - Google Patents

一种具有土壤改良功能的生态有机肥及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有土壤改良功能的生态有机肥及其生产方法,属于有机肥生产领域。本发明有机肥的配方包含如下按重量份(干重)计的原料:作物秸秆1000份,水花生100‑300份,水葫芦100‑300份,尿素30‑40份,钙镁磷肥40‑80份,硅藻土粉40‑100份,沸石粉20‑30份,γ﹣聚谷氨酸5‑10份,半夏5‑10份,苦楝10‑20份,侧柏叶10‑20份,枫杨叶5‑10份,黄杜鹃叶10‑20份,绿色木霉菌种10‑20份,调节含水量至60‑80%。将这些原料按一定顺序混合发酵、散堆、干燥、粉碎后得到本发明有机肥。本发明有机肥能提高肥料利用效率,提高土壤抵抗病虫害、干旱、水涝等自然灾害的能力。

Description

一种具有土壤改良功能的生态有机肥及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及有机肥生产领域,具体涉及一种具有土壤改良功能的生态有机肥及其 生产方法。
背景技术
[0002] 我国作物秸杆数量巨大,传统秸杆焚烧严重污染环境;同时作物秸杆是重要的生 物资源,必须遵循生态规律,进行充分利用。我国耕地土壤长期大量施用化肥农药,土壤有 机质严重缺乏,土壤结构破坏,土壤酸化或碱化,土壤孔隙及比例不恰当,土壤板结,通气不 良,作物生根困难,保水保肥能力差,土壤微生物种类少,病虫害易发多发,土壤性能不断恶 化,少数地方甚至已出现作物绝收等极端事例,急需恢复土壤结构及生态,但相关产品缺 乏。
[0003] 作物秸杆有机质丰富,来源于农田,归还于农田,是补充土壤有机质、平衡土壤生 态及土壤肥力的最经济、切实可行的办法。目前秸杆还田,大都采用机器旋耕直接将秸杆翻 埋入土,使作物秸杆在下茬作物生长过程中缓慢分解腐怄。然而,这种秸杆还田方式,由于 秸杆未经过杀菌杀虫、杀灭杂草种子等无害化处理,还田后的秸杆不仅为其提供了养分和 栖息环境,还可能造成病虫害严重流行、杂草逐年趋重、病虫害难以防治等严重情形。湖北 江汉平原一些地区近年来由此发生水稻、油菜严重病虫害,农民不得不加大农药使用剂量、 多种农药交叉混合使用等措施,严重降低了农产品品质,增加了农业投入。
[0004] 水花生又名空心莲子草,水萌芦又名凤眼蓝,为我国1930年代引进的的水生饲料 草本植物,在水沟、池塘、湿地等处大量生长繁殖,已成为著名入侵物种。水花生、水萌芦吸 收和利用氮、磷等元素能力强,生长迅速,一些地方将二者作为规模化养殖场等有机污水处 理的重要净化植物,已取得良好效果。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于充分利用作物秸杆、水花生、水萌芦等原料,并解决现有土壤成 分、结构、生态与功能等方面存在的一些问题,提供一种具有土壤改良功能的生态有机肥及 其制备方法,本发明简便易行、便于推广。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0007] —种具有土壤改良功能的生态有机肥,其配方包含如下按重量份计的原料:作物 秸杆1000份,水花生100-300份,水萌芦100-300份,尿素30-40份,钙镁磷肥40-80份,硅藻土 粉40-100份,沸石粉20-30份,γ -聚谷氨酸5-10份,半夏5-10份,苦楝10-20份,侧柏叶10-20 份,楓杨叶5-10份,黄杜鹃叶10-20份,绿色木霉菌种10-20份;以原料自带水分或添加水分, 调节含水量至60-80%。上述重量份配比为干重配比,如为新鲜原料则应注意含水量的调 节,以保证原料混合后的适当含水量。
[0008] 上述各原料说明如下:
[0009] ⑴作物秸杆:本发明中作物秸杆,可以是水稻、小麦、高粱、油菜等各种作物的秸 杆,优选水稻、小麦秸杆。
[0010] (2)水花生:又名空心莲子草,为苋科莲子草属多年生水生草本,本发明中可以是 鲜草,也可以是干草。水花生是抗病抑菌的中药,对土壤病虫害也有一定防治作用。
[0011] 水萌芦:又名凤眼蓝,为雨久花科凤眼蓝属浮水草本,本发明中可以是鲜草,也可 以是干草。
[0012] 水花生、水萌芦的植物体疏松多孔,粗蛋白含量较高,不仅可以作为土壤有机质原 料,还可以调节土壤孔隙。
[0013] (3)半夏:天南星科半夏属植物的块茎,可以是鲜品,也可以是干品。
[0014] 苦楝:为楝科楝属植物,本发明中的苦楝是指苦楝的树皮、枝叶、花,可以是鲜品, 也可以是干品。
[0015] 侧柏叶:柏科侧柏属植物的枝叶,可以是鲜品,也可以是干品。
[0016] 楓杨叶:胡桃科楓杨树植物的枝叶,可以是鲜品,也可以是干品。
[0017] 黄杜鹃叶:又名闹羊花、羊踯躅、黄花杜鹃,为杜鹃花科杜鹃属植物的枝叶,可以是 鲜品,也可以是干品。
[0018] 半夏、苦楝、侧柏、楓杨、闹羊花等为常见植物及中药,具有杀虫或抑菌功能,资源 丰富。
[0019] ⑷绿色木霉:学名为Trichoderma viride,优选中国农业微生物菌种保藏管理中 心保管的保藏号为ACCC 30793的绿色木霉。
[0020] 上述具有土壤改良功能的生态有机肥的生产方法,包括如下步骤:
[0021] (1)原料准备:
[0022] 1)作物秸杆、水花生、水萌芦粉碎;优选粉碎成1-3厘米小段;
[0023] 2)半夏、苦楝、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃叶研磨粉碎或用粉碎机粉碎;
[0024] ⑵混合发酵:
[0025] 1)将配方用量三分之一至二分之一的尿素溶于适量水,与粉碎的半夏、苦楝、侧柏 叶、楓杨叶、黄杜鹃叶和粉碎的作物秸杆、水花生、水萌芦,以及钙镁磷肥、绿色木霉菌种、水 等原料混合后,搅拌均匀,建堆或装入发酵釜中进行有氧发酵;
[0026] 2)发酵前期控制发酵温度为25-35°C,2-3日翻堆或搅拌一次,有氧发酵10-12日, 至发酵堆体可见大量木霉菌丝生长;
[0027] 3)将剩余量的尿素与沸石粉、硅藻土粉进行混合后,与堆体或发酵釜中的原料进 行混合,搅拌均匀,有氧自然发酵,至温度上升60-70°C,并维持3-4日;
[0028] ⑶散堆、干燥、冷却:
[0029] 发酵料经高温阶段(60_70°C维持3-4日)后,进行散堆、冷却及干燥;
[0030] ⑷添加γ -聚谷氨酸,粉粹
[0031] 经过干燥后的发酵料,加入γ-聚谷氨酸混匀后粉碎,即得到具有土壤改良功能的 生态有机肥。该步骤优选将混合料粉碎至2-5毫米大小。
[0032] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0033] 1、本发明以作物秸杆、水花生、水萌芦等生物材料作为基本成分,具有良好的有机 肥功能。
[0034] 2、硅藻土、沸石粉、γ -聚谷氨酸孔隙度大,配合水花生、水萌芦的多孔特性,且水 花生孔径较细、水萌芦径孔径较大的孔性互补,对改善土壤结构、保证土壤大小孔隙比例合 适、增加土壤通气、破除和防止土壤板结作用明显,同时具有巨大的离子交换及吸附能力, 吸水、保水、保肥能力强,对致酸和致碱离子也有较好的吸附和缓冲作用,因而可对土壤有 良好的改良作用。
[0035] 3、本产品孔隙性强,可有效吸附相关成分,有效防止有效成分散失;同时可根据田 间情况,补充相应数量的速效化肥与本产品混合,进一步使速效养分被本产品相应成分的 孔隙所吸附,减少流失,显著延长养分释放周期,明显提高肥料利用效率,减少肥料等的面 源污染。
[0036] 4、以半夏等中草药、绿色木霉等生物原料对土传病虫害进行预防和控制,与土壤 有机质等共同重建土壤生态,提高土壤抵抗病虫害、干旱、水涝等自然灾害的能力。
[0037] 5、变废为宝,全过程不产生废水废渣,操作较为简单,生态环保。
具体实施方式
[0038] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
[0039] 实施例1
[0040] 产品配方:水稻秸杆110.6公斤(含水量9.6%)、新鲜水花生100公斤(含水量 89%)、新鲜水萌芦400公斤(含水量93%)、尿素3公斤、钙镁磷肥4公斤、硅藻土粉10公斤、沸 石粉3公斤、γ -聚谷氨酸1公斤、半夏0.5公斤、苦楝叶1公斤、侧柏叶1公斤、楓杨叶0.5公斤、 黄杜鹃叶1公斤、绿色木霉(ACCC 30793)孢子粉(含绿色木霉孢子1.0 X 101()cfu/g以上)1公 斤,原料混合后实际总含水量为74.08%。同时,以不加入水萌芦作为一种对照产品进行对 照实验,配方为:水稻秸杆110.6公斤(含水量9.6%)、新鲜水花生100公斤(含水量89%)、尿 素3公斤、钙镁磷肥4公斤、硅藻土粉10公斤、沸石粉3公斤、γ -聚谷氨酸1公斤、半夏0.5公 斤、苦楝叶1公斤、侧柏叶1公斤、楓杨叶0.5公斤、黄杜鹊叶1公斤、绿色木霉(ACCC 30793)孢 子粉(含绿色木霉孢子1.0 X l〇1()Cfu/g以上)1公斤、清水291.9公斤,原料混合后实际总含水 量为 74.08%。
[0041] 产品生产:将水稻秸杆、水花生、水萌芦混合粉碎为约1-2厘米的小段,并充分混 合,使水稻秸杆能充分吸收水花生、水萌芦的水分;将半夏、苦楝叶、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃 叶用粉碎机粉碎,适量流水冲洗并收集残渣及液汁。将粉碎后的水稻秸杆、水花生、水萌芦 及钙镁磷肥、半夏、苦楝叶、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃叶与绿色木霉孢子粉进行混合,将1.5公 斤尿素溶于适量水进一步与上述原料进行混合,搅拌均匀,装入发酵釜进行有氧发酵,调节 发酵温度28-30°C,前期3日搅拌一次、后期2日搅拌1次,发酵12日,可见发酵料内大量菌丝 生长;将剩下的1.5公斤尿素与沸石粉、硅藻土粉进行混合,再加入到发酵釜内与发酵料进 行充分混合,有氧自然发酵,当温度上升到65°C后维持3日,然后散堆、干燥,添加γ-聚谷氨 酸,混合均匀后,粉粹。同时,对照产品按相同方法进行生产。
[0042] 发明产品(加入水萌芦)和对照产品(不加入水萌芦)的养分状况见表1。
[0043] 表1产品养分状况
[0044]
Figure CN107540461AD00051
Figure CN107540461AD00061
[0045] 田间试验:对湖北省荆门市大峪口循环产业园内的一块面积为667m2的板结粘性 土壤,等分为发明产品的实验组、对照产品的对照组1、空白对照的对照组2,对照组2直接旋 耕,对照组1和实验组撒施100公斤产品后旋耕,均浇透水并保持湿润,二十天后测定实验结 果见表2。
[0046] 表2 土壤改良实验结果
Figure CN107540461AD00062
[0049] 本实施例结果说明,空白对照组孔隙度过高,通气孔隙较少,微生物种类及数量较 少;而施用本发明产品的实验组较对照组1,因添加了通气孔隙较多的水萌芦原料,土壤孔 隙度及大、中、小空隙比例更加合理,pH值接近中性,土壤微生物种类及数量显著增加,基本 符合十倍递减规律,有效改良了 土壤结构和土壤生态状况。
[0050] 实施例2
[0051] 产品配方:水稻秸杆110.6公斤(含水量9.6%)、新鲜水花生270公斤(含水量 89%)、新鲜水萌芦100公斤(含水量93%)、尿素4公斤、钙镁磷肥6公斤、硅藻土粉6公斤、沸 石粉3公斤、γ -聚谷氨酸1公斤、半夏5公斤(含水量81%)、苦楝叶6公斤(含水量67%)、侧柏 叶7公斤(含水量72%)、楓杨叶2.3公斤(含水量58%)、黄杜鹃叶4公斤(含水量51%)、绿色 木霉(ACCC 30793)孢子粉(含绿色木霉孢子1.0 X 101()cfu/g以上)1公斤,原料混合后实际含 水量为69.32%。同时,以不加入水花生作为一种对照产品进行对照实验,配方为:水稻秸杆 110.6公斤(含水量9.6%)、新鲜水萌芦100公斤(含水量93%)、尿素4公斤、钙镁磷肥6公斤、 娃藻土粉6公斤、沸石粉3公斤、γ -聚谷氨酸1公斤、半夏5公斤(含水量81%)、苦楝叶6公斤 (含水量67%)、侧柏叶7公斤(含水量72%)、楓杨叶2.3公斤(含水量58%)、黄杜鹃叶4公斤 (含水量51%)、绿色木霉(ACCC 30793)孢子粉(含绿色木霉孢子1.0X101Qcfu/g以上)1公 斤、清水173.0公斤(原料混合后实际含水量为69.31 %)。
[0052] 产品生产:将水稻秸杆、水花生、水萌芦混合粉碎为约1-2厘米的小段,并充分混 合,使水稻秸杆能充分吸收水花生、水萌芦的水分;将半夏、苦楝叶、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃 叶粉碎机粉碎,适量流水冲洗并收集残渣及液汁。将粉碎后的水稻秸杆、水花生、水萌芦及 钙镁磷肥、半夏、苦楝叶、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃叶与绿色木霉孢子粉进行混合,将2公斤尿 素溶于适量水进一步与上述原料进行混合,搅拌均匀,装入发酵釜进行有氧发酵,调节发酵 温度28-30°C,前期3日搅拌一次、后期2日搅拌1次,发酵11日,可见发酵料内大量菌丝生长; 将剩下的2公斤尿素与沸石粉、硅藻土粉进行混合,在发酵釜内与发酵料进行充分混合,有 氧自然发酵,当温度上升到65°C后维持3日,然后散堆、干燥,添加γ-聚谷氨酸,混合均匀 后,粉粹。同时,对照产品按相同方法进行生产。
[0053] 发明产品(加入水花生)和对照产品(不加入水花生)的养分状况见表3。
[0054] 表3产品养分状况
Figure CN107540461AD00071
[0057] 田间试验:对湖北省荆门市大峪口循环产业园内的一块400m2的粘质蔬菜耕地,等 分为4个处理,根据习惯施肥情况,进行黄瓜种植实验。处理1施基肥及追肥均全部施用化 月巴,施肥量为尿素8.2公斤、过磷酸钙17.3公斤、硫酸钾12.5公斤(100%化肥);处理2将本产 品82公斤与尿素2.05公斤、过磷酸钙4.33公斤、硫酸钾3.13公斤混合作基肥(50%本产品+ 25%化肥);处理3只撒施本产品164公斤(100%本产品);处理4只撒施对照产品164公斤。各 处理施基肥时均翻耕入土,覆盖薄膜保湿抑草,二十天后按边长50厘米、深20厘米取土样测 定土壤昆虫、土壤微生物种类及数量、土壤持水量,然后栽种黄瓜。其中处理1,按常规进行 三次追肥并作为对照。黄瓜收获后,比较产量、维生素C含量、生长期间土壤孔隙状况、土壤 pH值等,实验结果见表4。
[0058] 表4栽种黄瓜实验
Figure CN107540461AD00072
[0060] 表中细菌数量单位为107cfU/g,放线菌数量单位为106cfU/g,丝状真菌的数量单位 为105cfu/g,土壤持水量的单位为%,产量单位为kg,维生素C含量单位为mg/kg。
[0061] 本实施例结果说明,处理3施用本发明产品可致土壤昆虫数量显著减少,土壤微生 物种类增加,土壤生态明显改善,明显提高了农产品产量及品质,且与处理2相比较,仅一次 施肥,产量和质量较为接近,说明本发明产品与化肥混合施肥,可提高肥料利用率,可减少 肥料施用量25 %以上,并简化了劳动强度;处理4与处理3产量和质量较为接近,但处理3土 壤持水量更趋合理,处理4好氧性丝状微生物趋多,说明处理4大孔隙较多,处理3大小孔隙 比例更为合理,具有更好的改良土壤功能。
[0062] 实施例3
[0063] 产品配方:水稻秸杆1091.7公斤(含水量8.4%)、水花生2000公斤(含水量87%)、 水萌芦2700公斤(含水量89%)、尿素40公斤、钙镁磷肥80公斤、硅藻土粉100公斤、沸石粉30 公斤、y -聚谷氨酸10公斤、半夏5公斤、苦楝叶10公斤、侧柏叶10公斤、楓杨叶10公斤、黄杜 鹃叶10公斤(以上药用植物均为干品)、绿色木霉(ACCC 30793)孢子粉(含绿色木霉孢子1.0 X 101()Cfu/g以上)15公斤,原料混合后含水量为69.29 %。同时,以不加入水花生、水萌芦作 为一种对照产品进行对照实验,配方为:水稻秸杆1091.7公斤(含水量8.4%)、尿素40公斤、 钙镁磷肥80公斤、硅藻土粉100公斤、沸石粉30公斤、γ -聚谷氨酸10公斤、半夏5公斤、苦楝 叶10公斤、侧柏叶10公斤、楓杨叶10公斤、黄杜鹊叶10公斤(以上药用植物均为干品)、绿色 木霉(ACCC 30793)孢子粉(含绿色木霉孢子1.0 X 101Qcfu/g以上)15公斤、清水2888公斤,原 料混合后含水量为69.30 %。
[0064] 产品生产:将水稻秸杆、水花生、水萌芦混合粉碎为约1-2厘米的小段,并充分混 合,使水稻秸杆能充分吸收水花生、水萌芦的水分;将半夏、苦楝叶、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃 叶粉碎机粉碎,适量流水冲洗并收集残渣及液汁。将粉碎后的水稻秸杆、水花生、水萌芦及 钙镁磷肥、半夏、苦楝叶、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃叶与绿色木霉孢子粉进行混合,将20公斤 尿素溶于适量水进一步与上述原料进行混合,搅拌均匀建堆,每日翻堆2-3次及通过堆高调 节发酵温度25-30Γ,至可见发酵料内大量菌丝生长;然后,将剩下的20公斤尿素与沸石粉、 硅藻土粉进行混合,加入发酵堆体、充分混合、堆高堆体,有氧自然发酵,当温度上升到65°C 并维持3日,然后散堆、干燥,添加γ-聚谷氨酸,混合均匀后,粉粹。同时,对照产品按相同方 法进彳丁生广。
[0065] 发明产品(加入水花生及水萌芦)和对照产品(不加入水花生、水萌芦)的养分状况 见表5。
[0066] 表5产品养分状况
[0067]
Figure CN107540461AD00081
~~田间试验:在湖北省荆门市大峪口循环产业园内的一块粘性土壤水稻田,选取面 积为40m2的9个试验小区,依次为处理1、2、3、4、5、6、7、8、9,进行水稻种植实验。根据习惯施 肥情况,处理1撒施尿素1.65kg、过磷酸钙3.45kg、氯化钾1.62kg,处理2撒施本产品6.75公 斤与尿素1.24kg、过磷酸钙2.59kg、氯化钾1.22kg的混合肥,处理3撒施本产品6.75公斤与 尿素0.83kg、过磷酸钙1.73kg、氯化钾0.81kg的混合肥,处理4撒施本产品6.75公斤与尿素 0.41kg、过磷酸钙0.87kg、氯化钾0.41kg的混合肥,处理5撒施本产品13.5公斤与尿素 0.41kg、过磷酸钙0.87kg、氯化钾0.41kg的混合肥,处理6撒施本产品20.25公斤,处理7只撒 施本产品27公斤,处理8只撒施对照产品27公斤,处理9不施肥为对照,实验结果见表6。
[0069] 表6栽种水稻实验
[0070]
Figure CN107540461AD00082
Figure CN107540461AD00091
[0072] 本实施例处理2、处理5、处理6、处理7的产量和质量较为接近并高于习惯施肥,处 理8产量和质量低于处理7,说明本发明产品不仅具有基本的有机肥功能,更具有积蓄养分、 延迟养分释放、只需一次施肥、省工省时、提高养分利用率等特点,可减施化肥25%以上。
[0073] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种具有土壤改良功能的生态有机肥,其特征在于:其配方包含如下按重量份计的 原料:作物秸杆1000份,水花生100-300份,水萌芦100-300份,尿素30-40份,钙镁磷肥40-80 份,硅藻土粉40-100份,沸石粉20-30份,γ -聚谷氨酸5-10份,半夏5-10份,苦楝10-20份,侧 柏叶10-20份,楓杨叶5-10份,黄杜鹃叶10-20份,绿色木霉菌种10-20份,以原料自带水分或 添加水分,调节含水量至60-80%;上述重量份配比为干重配比。
2. 根据权利要求1所述的生态有机肥,其特征在于:所述的作物秸杆包括水稻秸杆、小 麦猜杆、高粱猜杆、油菜猜杆。
3. 根据权利要求1所述的生态有机肥,其特征在于:所述的绿色木霉为绿色木霉ACCC 30793。
4. 权利要求1-3任一项所述的生态有机肥的生产方法,其特征在于:包括如下步骤: (1) 原料准备: 1) 作物秸杆、水花生、水萌芦粉碎; 2) 半夏、苦楝、侧柏叶、楓杨叶、黄杜鹃叶研磨粉碎或用粉碎机粉碎; (2) 混合发酵: 1) 将配方用量三分之一至二分之一的尿素溶于适量水,与粉碎的半夏、苦楝、侧柏叶、 楓杨叶、黄杜鹃叶和粉碎的作物秸杆、水花生、水萌芦,以及钙镁磷肥、绿色木霉菌种、水混 合后,搅拌均匀,建堆或装入发酵釜中进行发酵; 2) 发酵前期控制发酵温度为25-35 °C,2-3日翻堆或搅拌一次,有氧发酵至发酵堆体可 见大量木霉菌丝生长; 3) 将剩余量的尿素与沸石粉、硅藻土粉进行混合后,与堆体或发酵釜中的原料进行混 合,搅拌均匀,有氧自然发酵,至温度上升60-70°C,并维持3-4日; (3) 散堆、干燥、冷却: 发酵料经高温阶段后,进行散堆、冷却及干燥; (4) 添加γ-聚谷氨酸,粉粹: 经过干燥后的发酵料,加入γ-聚谷氨酸混匀后粉碎,得到具有土壤改良功能的生态有 机肥。
5. 根据权利要求4所述的生产方法,其特征在于:步骤(1)中作物秸杆、水花生、水萌芦 粉碎成1-3厘米小段。
6. 根据权利要求5所述的生产方法,其特征在于:步骤(4)中将混合料粉碎至2-5毫米大 小。
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