CN107540461B

CN107540461B - 一种具有土壤改良功能的生态有机肥及其生产方法

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Publication number: CN107540461B
Application number: CN201710980729.3A
Authority: CN
Inventors: 方华舟; 梁小青
Original assignee: Jingchu University of Technology
Current assignee: Heilongjiang Wokun Agricultural Technology Co ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: CN107540461A

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

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

我国作物秸秆数量巨大，传统秸秆焚烧严重污染环境；同时作物秸秆是重要的生物资源，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。

作物秸秆有机质丰富，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。目前秸秆还田，大都采用机器旋耕直接将秸秆翻埋入土，使作物秸秆在下茬作物生长过程中缓慢分解腐沤。然而，这种秸秆还田方式，由于秸秆未经过杀菌杀虫、杀灭杂草种子等无害化处理，还田后的秸秆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。

水花生又名空心莲子草，水葫芦又名凤眼蓝，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、水葫芦吸收和利用氮、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

本发明的目的在于充分利用作物秸秆、水花生、水葫芦等原料，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。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一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；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。

上述各原料说明如下：

(1)作物秸秆：本发明中作物秸秆，可以是水稻、小麦、高粱、油菜等各种作物的秸秆，优选水稻、小麦秸秆。

(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。

水葫芦：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。

水花生、水葫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。

(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。

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。

侧柏叶：柏科侧柏属植物的枝叶，可以是鲜品，也可以是干品。

枫杨叶：胡桃科枫杨树植物的枝叶，可以是鲜品，也可以是干品。

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。

半夏、苦楝、侧柏、枫杨、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。

(4)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。

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：

(1)原料准备：

1)作物秸秆、水花生、水葫芦粉碎；优选粉碎成1-3厘米小段；

2)半夏、苦楝、侧柏叶、枫杨叶、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、枫杨叶、黄杜鹃叶和粉碎的作物秸秆、水花生、水葫芦，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；

2)发酵前期控制发酵温度为25-35℃，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；

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℃，并维持3-4日；

(3)散堆、干燥、冷却：

发酵料经高温阶段(60-70℃维持3-4日)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，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。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明以作物秸秆、水花生、水葫芦等生物材料作为基本成分，具有良好的有机肥功能。

2、硅藻土、沸石粉、γ﹣聚谷氨酸孔隙度大，配合水花生、水葫芦的多孔特性，且水花生孔径较细、水葫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。

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。

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。

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

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。

实施例1

产品配方：水稻秸秆110.6公斤(含水量9.6％)、新鲜水花生100公斤(含水量89％)、新鲜水葫芦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、枫杨叶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1.0×10¹⁰cfu/g以上)1公斤，原料混合后实际总含水量为74.08％。同时，以不加入水葫芦作为一种对照产品进行对照实验，配方为：水稻秸秆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、枫杨叶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1.0×10¹⁰cfu/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％。

产品生产：将水稻秸秆、水花生、水葫芦混合粉碎为约1-2厘米的小段，并充分混合，使水稻秸秆能充分吸收水花生、水葫芦的水分；将半夏、苦楝叶、侧柏叶、枫杨叶、黄杜鹃叶用粉碎机粉碎，适量流水冲洗并收集残渣及液汁。将粉碎后的水稻秸秆、水花生、水葫芦及钙镁磷肥、半夏、苦楝叶、侧柏叶、枫杨叶、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℃，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℃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。

发明产品(加入水葫芦)和对照产品(不加入水葫芦)的养分状况见表1。

表1产品养分状况

原料处理	有机质	总氮	有效磷	有效钾	总养分
						加入水葫芦	58％	2.4％	1.0％	3.7％	7.1％
不加入水葫芦	55％	1.9％	0.73％	3.5％	6.1％

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。

表2土壤改良实验结果

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葫芦原料，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。

实施例2

产品配方：水稻秸秆110.6公斤(含水量9.6％)、新鲜水花生270公斤(含水量89％)、新鲜水葫芦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％)、枫杨叶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1.0×10¹⁰cfu/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：水稻秸秆110.6公斤(含水量9.6％)、新鲜水葫芦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％)、枫杨叶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1.0×10¹⁰cfu/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％)。

产品生产：将水稻秸秆、水花生、水葫芦混合粉碎为约1-2厘米的小段，并充分混合，使水稻秸秆能充分吸收水花生、水葫芦的水分；将半夏、苦楝叶、侧柏叶、枫杨叶、黄杜鹃叶粉碎机粉碎，适量流水冲洗并收集残渣及液汁。将粉碎后的水稻秸秆、水花生、水葫芦及钙镁磷肥、半夏、苦楝叶、侧柏叶、枫杨叶、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℃，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℃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。

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。

表3产品养分状况

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肥，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。

表4栽种黄瓜实验

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。

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。

实施例3

产品配方：水稻秸秆1091.7公斤(含水量8.4％)、水花生2000公斤(含水量87％)、水葫芦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、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、枫杨叶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1.0×10¹⁰cfu/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、水葫芦作为一种对照产品进行对照实验，配方为：水稻秸秆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、枫杨叶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1.0×10¹⁰cfu/g以上)15公斤、清水2888公斤，原料混合后含水量为69.30％。

产品生产：将水稻秸秆、水花生、水葫芦混合粉碎为约1-2厘米的小段，并充分混合，使水稻秸秆能充分吸收水花生、水葫芦的水分；将半夏、苦楝叶、侧柏叶、枫杨叶、黄杜鹃叶粉碎机粉碎，适量流水冲洗并收集残渣及液汁。将粉碎后的水稻秸秆、水花生、水葫芦及钙镁磷肥、半夏、苦楝叶、侧柏叶、枫杨叶、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25-30℃，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℃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行生产。

发明产品(加入水花生及水葫芦)和对照产品(不加入水花生、水葫芦)的养分状况见表5。

表5产品养分状况

原料处理	有机质	总氮	有效磷	有效钾	总养分
						加入水花生、水葫芦	57％	2.8％	2.3％	3.6％	8.7％
不加入水花生、水葫芦	54％	1.9％	1.4％	3.3％	7.6％

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。

表6栽种水稻实验

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。

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

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，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：所述的作物秸秆包括水稻秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、油菜秸秆。

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ACCC30793。

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）作物秸秆、水花生、水葫芦粉碎；

2）半夏、苦楝、侧柏叶、枫杨叶、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、枫杨叶、黄杜鹃叶和粉碎的作物秸秆、水花生、水葫芦，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℃，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℃，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）中作物秸秆、水花生、水葫芦粉碎成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。