CN108863497A - 珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法 - Google Patents

珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法 Download PDF

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常会庆
朱晓辉
李兆君
郑彩杰
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    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Abstract

本发明涉及农业废弃物资源化处理技术领域，具体涉及珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，通过收集特定含水量的玉米秸秆、水稻秸秆和藤本类废弃物，并粉碎后按照4：1：2的质量比进行共堆肥发酵，以解决珠三角地区夏季农业废弃物资源浪费的技术问题，实现珠三角地区夏季的多种农业废弃物的联合堆肥发酵资源化。利用本发明的方法能够大大减少珠三角地区夏季的农业废弃物，避免或减少农业废弃物因发霉变质对环境造成的污染。

Description

珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法
技术领域
本发明涉及农业废弃物资源化处理技术领域，具体涉及珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法。
背景技术
夏季6-7月份，珠三角地区（广州、深圳、珠海、东莞、佛山、中山、惠州、江门和肇庆）产生的农业物废弃物主要是玉米秆和水稻秆，除此之外还有丝瓜藤、冬瓜藤、苦瓜藤等藤本类废弃物。由于这一时期气候特征多雨炎热，平均湿度达77%以上，平均气温在29℃以上。因此，上述农业废弃物如果不采取及时、适合的方法处理，极易发霉腐烂，不但造成土壤及周围环境的污染，而且也是资源的极大浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种堆肥发酵方法，以解决珠三角地区夏季农业废弃物资源浪费的技术问题，实现珠三角地区夏季的多种农业废弃物的联合堆肥发酵资源化。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，包括以下步骤：
步骤一、农业废弃物的收集与处理
（1）收集玉米秸秆，玉米秸秆在收割时的含水量为50-60%（质量分数），玉米秸秆收割当天粉碎至粒径2-3cm，备用；
（2）收集水稻秸秆，当水稻秸秆的含水量在20%（质量分数）以下时，粉碎至粒径2-3cm，备用；
（3）收集含水量为10-15%（质量分数）的藤本类废弃物，将藤本类废弃物先用铡刀切割为20-30cm，然后进行粉碎至粒径2-3cm，备用；
步骤二、将粉碎后的玉米秆、稻秆和藤本类废弃物按照4：1：2的质量比进行均匀混合，得到混合物Ⅰ；
步骤三、向混合物Ⅰ中加入调理剂、尿素和水，得到混合物Ⅱ；其中，所述的调理剂为腐熟的有机肥，调理剂的加入量为所述混合物Ⅰ质量的10-20%；尿素的加入量为每吨混合物Ⅰ干物质（即混合物Ⅰ按照干重计）加入5kg尿素，以使混合物Ⅱ的碳氮比在20-30之间，尿素的加入方式是用水溶解后均匀加入到混合物Ⅰ中，水的加入量以使混合物Ⅱ的含水量在45-60%（质量分数）之间为准；
步骤四、将混合物Ⅱ放入发酵床发酵20天以上，当温度达到60℃以上时进行翻堆，此后每2天翻堆一次；当物料温度降低到50℃以下时，每4天进行一次翻堆，当温度降低至室温时，即完成一次堆肥发酵，得到有机肥半成品；
步骤五、将经过一次堆肥发酵得到的有机肥半成品粉碎至粒径1cm以下，进行第二次堆肥发酵，此时的堆肥水分含量控制在30-40%之间，添加腐熟的有机肥作为辅料，腐熟的有机肥的添加量为有机肥半成品质量的10%，发酵时间30天，每隔5-10天翻堆一次，当温度降低至室温，将堆体物料从发酵床中取出，即得到可以直接使用的有机肥。
步骤一中，所述的藤本类废弃物为蔬菜藤或/和草藤（杂草的藤）；所述的蔬菜藤为丝瓜藤、冬瓜藤和苦瓜藤中的一种以上。
步骤三中，调理剂优选堆肥返料（采用相同方法进行发酵得到的发酵产物作为下一批堆肥发酵的调理剂）。
步骤五中，作为辅料的腐熟的有机肥为堆肥返料。
有益效果：
（1）本发明充分利用不同废弃物的养分、产量和收集特征，以玉米秸秆为发酵主料，并与稻秆和藤本类废弃物进行合理复配，经好氧发酵处理制成有机肥，能够大大减少珠三角地区夏季的农业废弃物，避免或减少农业废弃物因发霉变质对环境造成的污染；
（2）本发明采用特定的质量比4：1：2进行复配，该复配比例的优点在于新鲜的玉米秸秆养分含量高，与较难分解的其他物料配比便于快速高温发酵，物料在12小时之内便可以升温到55℃的高温期（55℃以上），相对于质量比4：2：2和4：4：2的物料，升温期（物料升温至55℃之前）提前1-2天，而且高温时期持续时间10-12天，相对于质量比4：2：2和4：4：2的物料，高温持续时间可以延长4-6天，能对寄生于废弃物体内的病虫害起到杀灭作用，极大的减少了直接还田造成的病虫害传播；
（3）本发明中，玉米秸秆含水量的控制不是通过水分的添加进行，而是在玉米收获后根据其在农田中适合的含水量后进行收集，试验表明水分含量为50-60%的玉米秸秆与水分含量在20-30%的玉米秸秆相比，干物质中糖分和蛋白含量分别高出20-30%，因此玉米秸秆在水分含量50-60%进行收集既避免了过早收集易腐烂发霉和水分含量大不易发酵的情况，又避免了过晚收集水分含量过低、养分含量不足的情况；
（4）本发明中，稻秆的木质素、纤维素和半纤维素含量较高，在自然状态在较难降解，直接还田由于本身氮含量较少，大量有机质分解会消耗土壤中大量的氮素养分，进而影响下季作物的生长；本发明通过将易分解的玉米秸秆和难分解的稻秆进行配合，并采用共堆肥方式，微生物可以将稻秆中难分解的木质素、纤维素和半纤维素降低40-50%；而且添加含水量较低的水稻秸秆可以起到通风透气的作用；藤本类废弃物虽然含水较高，但由于其收获时期长，在收获期或收获后水分容易挥发，其亩产的干重较低；因此通常收集到含量水较低的此类菜梗废弃物容易进行粉碎；而当藤类菜梗水分含量达到30%以上时，粉碎过程中容易对粉碎设备转轴进行缠绕，损坏设备的风险较大；因此前期对其进行铡断预处理，可以减少由于过长的藤类废弃物对粉碎设备的影响；
（5）采用本发明的方法，利用简易设备即可实现多种废弃物的联合处理；本发明通过添加少量的尿素可以更好的调节原料的C/N比例，并为微生物的对物料的分解提供速效氮源，加速微生物对上述物料的分解；调节剂的添加可以起到加速上述农业废弃物腐熟效果，可以起到替代价格较贵的微生物菌剂作用；该方法的使用使上述废弃物转变为可循环利用的优质有机肥，能够在一定程度上减少化肥使用造成的环境问题和食品安全问题；
（6）利用本发明的方法，农业秸秆的减量率50%以上，C/N比降低到15左右，堆肥物料发芽指数达到85%以上，有机质含量达50%以上，而且N+P2O5+K2O大于5%，符合有机肥主要养分含量的指标；施入土壤后对土壤有机质提升和土壤结构的改善起到重要作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，以下未详述部分均为现有技术或采用现有技术能够实现的。
实施例1
珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，包括以下步骤：
步骤一、农业废弃物的收集与处理
（1）收集玉米秸秆，玉米秸秆在收割时的含水量为50-60%，玉米秸秆收割当天粉碎至粒径2-3cm，备用；
（2）收集水稻秸秆，当水稻秸秆的含水量在18%时，粉碎至粒径2-3cm，备用；
（3）收集含水量为10-15%的藤本类废弃物，所述的藤本类废弃物为丝瓜藤和冬瓜藤，其中丝瓜藤与冬瓜藤质量比为1：1，将藤本类废弃物先用铡刀切割为20-30cm，然后进行粉碎至粒径2-3cm，备用；
步骤二、将粉碎后的玉米秆、稻秆和藤本类废弃物按照4：1：2的质量比进行均匀混合，得到混合物Ⅰ；
步骤三、向混合物Ⅰ中加入调理剂、尿素和水，得到混合物Ⅱ；其中，所述的调理剂为堆肥返料（采用相同方法进行发酵得到的发酵产物作为下一批堆肥发酵的调理剂，属于腐熟的有机肥），调理剂的加入量为所述混合物Ⅰ质量的20%；尿素的加入量为每吨混合物Ⅰ干物质（即混合物Ⅰ按照干重计）加入5kg尿素，以使混合物Ⅱ的碳氮比为24，尿素的加入方式是用水溶解后均匀加入到混合物Ⅰ中，水的加入量以使混合物Ⅱ的含水量在45-60%为准；
步骤四、将混合物Ⅱ放入发酵床发酵22天，当温度达到60℃以上时进行翻堆，此后每2天翻堆一次；当物料温度降低到50℃以下时，每4天进行一次翻堆，当温度降低至室温时，即完成一次堆肥发酵，得到有机肥半成品；
步骤五、将经过一次堆肥发酵得到的有机肥半成品粉碎至粒径1cm以下，进行第二次堆肥发酵，此时的堆肥水分含量控制在30-40%之间，添加堆肥返料作为辅料，堆肥返料的添加量为有机肥半成品质量的10%，发酵时间30天，每隔5-10天翻堆一次，当温度降低至室温，将堆体物料从发酵床中取出，即得到可以直接使用的有机肥。
该实施例中，物料在12小时内进入高温期，高温期持续时间为10天。
经检测该有机肥有机质含量达52%以上，而且N+P2O5+K2O为5.5%，符合有机会主要养分含量的指标。
实施例2
珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，包括以下步骤：
步骤一、农业废弃物的收集与处理
（1）收集玉米秸秆，玉米秸秆在收割时的含水量为50-60%，玉米秸秆收割当天粉碎至粒径2-3cm，备用；
（2）收集水稻秸秆，当水稻秸秆的含水量在18%时，粉碎至粒径2-3cm，备用；
（3）收集含水量为10-15%的藤本类废弃物，所述的藤本类废弃物为丝瓜藤和苦瓜藤，其中丝瓜藤与苦瓜藤质量比为1：1，将藤本类废弃物先用铡刀切割为20-30cm，然后进行粉碎至粒径2-3cm，备用；
步骤二、将粉碎后的玉米秆、稻秆和藤本类废弃物按照4：1：2的质量比进行均匀混合，得到混合物Ⅰ；
步骤三、向混合物Ⅰ中加入调理剂、尿素和水，得到混合物Ⅱ；其中，所述的调理剂为堆肥返料（采用相同方法进行发酵得到的发酵产物作为下一批堆肥发酵的调理剂，属于腐熟的有机肥），调理剂的加入量为所述混合物Ⅰ质量的20%；尿素的加入量为每吨混合物Ⅰ干物质（即混合物Ⅰ按照干重计）加入5kg尿素，以使混合物Ⅱ的碳氮比为24，尿素的加入方式是用水溶解后均匀加入到混合物Ⅰ中，水的加入量以使混合物Ⅱ的含水量在45-60%为准；
步骤四、将混合物Ⅱ放入发酵床发酵22天，当温度达到60℃以上时进行翻堆，此后每2天翻堆一次；当物料温度降低到50℃以下时，每4天进行一次翻堆，当温度降低至室温时，即完成一次堆肥发酵，得到有机肥半成品；
步骤五、将经过一次堆肥发酵得到的有机肥半成品粉碎至粒径1cm以下，进行第二次堆肥发酵，此时的堆肥水分含量控制在30-40%之间，添加堆肥返料作为辅料，堆肥返料的添加量为有机肥半成品质量的10%，发酵时间30天，每隔5-10天翻堆一次，当温度降低至室温，将堆体物料从发酵床中取出，即得到可以直接使用的有机肥。
该实施例中，物料在12小时内进入高温期，高温期持续时间为11天。
经检测该有机肥有机质含量达52%以上，而且N+P2O5+K2O为5.5%，符合有机会主要养分含量的指标。
实施例3
珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，包括以下步骤：
步骤一、农业废弃物的收集与处理
（1）收集玉米秸秆，玉米秸秆在收割时的含水量为50-60%，玉米秸秆收割当天粉碎至粒径2-3cm，备用；
（2）收集水稻秸秆，当水稻秸秆的含水量在18%时，粉碎至粒径2-3cm，备用；
（3）收集含水量为10-15%的藤本类废弃物，所述的藤本类废弃物为丝瓜藤，将藤本类废弃物先用铡刀切割为20-30cm，然后进行粉碎至粒径2-3cm，备用；
步骤二、将粉碎后的玉米秆、稻秆和藤本类废弃物按照4：1：2的质量比进行均匀混合，得到混合物Ⅰ；
步骤三、向混合物Ⅰ中加入调理剂、尿素和水，得到混合物Ⅱ；其中，所述的调理剂为堆肥返料（采用相同方法进行发酵得到的发酵产物作为下一批堆肥发酵的调理剂，属于腐熟的有机肥），调理剂的加入量为所述混合物Ⅰ质量的20%；尿素的加入量为每吨混合物Ⅰ干物质（即混合物Ⅰ按照干重计）加入5kg尿素，以使混合物Ⅱ的碳氮比为24，尿素的加入方式是用水溶解后均匀加入到混合物Ⅰ中，水的加入量以使混合物Ⅱ的含水量在45-60%为准；
步骤四、将混合物Ⅱ放入发酵床发酵22天，当温度达到60℃以上时进行翻堆，此后每2天翻堆一次；当物料温度降低到50℃以下时，每4天进行一次翻堆，当温度降低至室温时，即完成一次堆肥发酵，得到有机肥半成品；
步骤五、将经过一次堆肥发酵得到的有机肥半成品粉碎至粒径1cm以下，进行第二次堆肥发酵，此时的堆肥水分含量控制在30-40%之间，添加堆肥返料作为辅料，堆肥返料的添加量为有机肥半成品质量的10%，发酵时间30天，每隔5-10天翻堆一次，当温度降低至室温，将堆体物料从发酵床中取出，即得到可以直接使用的有机肥。
该实施例中，物料在12小时内进入高温期，高温期持续时间为12天。
经检测该有机肥有机质含量达52%以上，而且N+P2O5+K2O为5.5%，符合有机会主要养分含量的指标。
对比例1
与实施例1不同之处在于：步骤二中玉米秆、稻秆和藤类废弃物的质量比为4：2：2。
该对比例中，物料36h左右进入高温期，高温期持续时间为7天。
对比例2
与实施例1不同之处在于：步骤二中玉米秆、稻秆和藤类废弃物的质量比为4：4：2。
该对比例中，物料60h左右进入高温期，高温期持续时间为6天。
经对比可知，玉米秆、稻秆和藤本类废弃物按照4：1：2的质量比共堆肥发酵，相对于按照4：2：2和4：4：2的质量比共堆肥发酵，升温期可提前1-2天，高温期持续时间可延长4-6天。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、农业废弃物的收集与处理
（1）收集玉米秸秆，玉米秸秆在收割时的含水量为50-60%，玉米秸秆收割当天粉碎至粒径2-3cm，备用；
（2）收集水稻秸秆，当水稻秸秆的含水量在20%以下时，粉碎至粒径2-3cm，备用；
（3）收集含水量为10-15%的藤本类废弃物，将藤本类废弃物先用铡刀切割为20-30cm，然后进行粉碎至粒径2-3cm，备用；
步骤二、将粉碎后的玉米秆、稻秆和藤本类废弃物按照4：1：2的质量比进行均匀混合，得到混合物Ⅰ；
步骤三、向混合物Ⅰ中加入调理剂、尿素和水，得到混合物Ⅱ；其中，所述的调理剂为腐熟的有机肥，调理剂的加入量为所述混合物Ⅰ质量的10-20%；尿素的加入量为每吨混合物Ⅰ干物质加入5kg尿素，以使混合物Ⅱ的碳氮比在20-30之间，尿素的加入方式是用水溶解后均匀加入到混合物Ⅰ中，水的加入量以使混合物Ⅱ的含水量在45-60%之间为准；
步骤四、将混合物Ⅱ放入发酵床发酵20天以上，当温度达到60℃以上时进行翻堆，此后每2天翻堆一次；当物料温度降低到50℃以下时，每4天进行一次翻堆，当温度降低至室温时，即完成一次堆肥发酵，得到有机肥半成品；
步骤五、将经过一次堆肥发酵得到的有机肥半成品粉碎至粒径1cm以下，进行第二次堆肥发酵，此时的堆肥水分含量控制在30-40%之间，添加腐熟的有机肥作为辅料，腐熟的有机肥的添加量为有机肥半成品质量的10%，发酵时间30天，每隔5-10天翻堆一次，当温度降低至室温，将堆体物料从发酵床中取出，即得到可以直接使用的有机肥。
2.如权利要求1所述的珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：步骤一中，所述的藤本类废弃物为蔬菜藤或/和草藤；所述的蔬菜藤为丝瓜藤、冬瓜藤和苦瓜藤中的一种以上。
3.如权利要求1所述的珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：步骤三中，调理剂为堆肥返料。
4.如权利要求1所述的珠三角地区夏季农业废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：步骤五中，作为辅料的腐熟的有机肥为堆肥返料。
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