CN110922250B - 一种有机肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机肥料的制备方法,通过碳化、氨化、发酵、制粒四个步骤处理,能够有效的缩短发酵周期,提高鲜秸秆/满江红的利用率;使得制备的有机肥有机质含量高,能够提高土壤质量,降低作物对重金属的吸收作用,改善土壤结构,培肥地力,相比于鲜秸秆/满江红凼肥,能够提高作物产量20‑30%,鲜秸秆/满江红原材料用量降低60‑80%。
Description
技术领域
本发明涉及有机肥制备技术领域,具体为一种有机肥料的制备方法。
背景技术
满江红又称紫藻、三角藻、红浮萍,为水生蕨类植物,几乎遍布于世界各地的淡水水域,因其生活在水中,根系不能将其固定在土壤中,会随水飘逸,被人俗称“红浮飘”,满江红含粗蛋白质21%以上,粗脂肪2.57%,粗纤维14.6%,无氮浸出物50.97%,具有较高的营养价值,并且还具有生长快、固氮强、单位面积产量高的特点,因此常作为水稻秧肥,培育出的水稻秧苗素质优良,在生产中有一定的经济和生态效益;另外,“红浮萍的固氮能力及增产效果”中提到红浮萍用作小麦底肥时,每亩压萍二千斤,可多收小麦23-45斤,增产5.6-10.7%,每亩压萍三千五百斤,多收小麦39-75斤,增产8.8-17.9%,每亩压萍五千斤,多收小麦62.95斤,增产15.9-22.6%;用作油菜底肥时,每亩压萍四千斤,多收油菜22.3-38.8斤,增产20-23.3%;用作水稻肥料时,每亩用萍五、六千斤沤制凼肥,能增产73.3-213.3斤,增产17.4-48.6%;另外,秸秆含有丰富的粗纤维、粗蛋白、钙、磷、氨基酸等营养成分,对于秸秆的处理,一般是选择直接还田、废弃或者燃烧,造成了农作物秸秆的浪费,容易导致环境污染,影响作物的出苗质量,给农田生态系统造成负面效应,而采用传统自然腐熟的方式,腐熟速度慢,转化率不高;因此现有技术中,将鲜秸秆/满江红用作肥料时,需要大量的鲜秸秆/满江红才能取得增产的技术效果,鲜秸秆/满江红的利用率低。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
(1)碳化:将鲜秸秆/满江红干燥至水分含量≤10%,破碎后送入高温炉中进行高温碳化,碳化温度控制为400-500℃,制得鲜秸秆/满江红碳化颗粒;
(2)氨化:将鲜秸秆/满江红送入粉碎机粉碎处理,得到的碎料含水量调整为30-45%,再按照其质量百分比计,加入2.5-3%的氨化剂,放入搅拌机中搅拌均匀,在25-35℃条件下氨化处理7-9d,得氨化料;
(3)发酵:向氨化料中加入碳化颗粒,加入量为氨化料质量的1-5%,放入搅拌机中搅拌均匀后,接种其质量3-7%发酵菌剂进行发酵,发酵温度为32.5-38.5℃,发酵时间为5-7d,得发酵底料;
(4)制粒:将发酵底料经干燥,然后转入圆盘造粒机中进行造粒。
进一步的,所述碳化在真空条件下进行。
进一步的,所述鲜秸秆/满江红碳化颗粒为40-60目。
进一步的,所述发酵菌剂原料为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌,其质量比为1:1:2:4。
进一步的,所述步骤(3)发酵过程中加入锯末和麸皮组成的混合料。
进一步的,所述混合料以重量百分比计为:锯末20-40%,麸皮60-80%。
进一步的,所述由圆盘造粒机得到的物料颗粒粒径≤5mm。
有益效果
①本发明采用的发酵菌剂可缩短降解时间并提高有机肥品质,在发酵过程中加入本发明所述的发酵菌剂,使堆肥过程的发酵周期得到缩短,相比普通的堆沤发酵(一般需要20-30d左右),仅需5-7天,因此可以大大提高有机肥的生产速度,缩减生产成本,便于实际生产的使用。
②本发明制备的有机肥有机质含量高,能够提高土壤质量,降低作物对重金属的吸收作用,改善土壤结构,培肥地力,进而提高农产品的产量和品质。
③本发明通过试验测试,结果表明采用本发明发酵后的鲜秸秆/满江红有机肥料,相比于鲜秸秆/满江红凼肥,能够提高作物产量10-20%,并且鲜秸秆/满江红原材料用量降低60-80%。
④通过对鲜秸秆/满江红进行氨化处理,增加了鲜秸秆/满江红的粗蛋白的含量,同时也带来了刺鼻的氨味,结合本发明发酵工艺的优化,使得氨味得到消除,提高了有机肥的品质。
⑤满江红本身具有吸附Cr、Cd、Cu、Mn、Zn等重金属的吸附作用,本发明通过对鲜秸秆/满江红进行碳化处理,使其鲜秸秆/满江红的吸附性能增强,从而减少重金属对作物的危害;再配合鲜秸秆/满江红的发酵处理,使得鲜秸秆/满江红中的养分得到降解,进而更加利用作物的吸收,提高鲜秸秆/满江红的利用率;通过对鲜秸秆/满江红碳化颗粒和鲜秸秆/满江红发酵产物用量配比的优化,使得制备的有机肥料肥效显著,增产效果明显。
具体实施方式
下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
(1)碳化:将鲜秸秆/满江红干燥至水分含量≤10%,破碎后送入高温炉中进行高温碳化,碳化温度控制为400℃,制得鲜秸秆/满江红碳化颗粒;
(2)氨化:将鲜秸秆/满江红送入粉碎机粉碎处理,得到的碎料含水量调整为30%,再按照其质量百分比计,加入2.5%的氨化剂,放入搅拌机中搅拌均匀,在25℃条件下氨化处理7d,得氨化料;
(3)发酵:向氨化料中加入碳化颗粒,加入量为氨化料质量的1%,放入搅拌机中搅拌均匀后,接种其质量3%发酵菌剂进行发酵,发酵温度为32.5℃,发酵时间为5d,得发酵底料;
(4)制粒:将发酵底料经干燥,然后转入圆盘造粒机中进行造粒。
进一步的,所述碳化在真空条件下进行。
进一步的,所述鲜秸秆/满江红碳化颗粒为40目。
进一步的,所述发酵菌剂原料为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌,其质量比为1:1:2:4。
进一步的,所述混合料以重量百分比计为:锯末30%,麸皮70%;
进一步的,所述由圆盘造粒机得到的物料颗粒粒径≤5mm。
在其它实施例中,锯末40%,麸皮60%;或锯末20%,麸皮80%。
发酵试验研究:
试验设计分为6组,实验组采用实施例1的技术方案;
对照组1采用实施例1的技术方案,区别在于发酵菌剂为EM菌液,发酵周期为5d;对照组2的区别在于发酵菌剂采用乳酸菌,发酵周期为15d;对照组3的区别在于发酵菌剂采用黑曲霉,发酵周期为15d;对照组4的区别在于发酵菌剂采用光合细菌,发酵周期为15d;对照组5的区别在于发酵菌剂采用光合细菌,发酵周期为15d;对照组6的区别在于发酵菌剂采用梭状芽孢杆菌,发酵周期为15d;对照组7为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌中2种菌种的组合的优选(效果最优),发酵周期为10d;对照组8为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌中3种组合的优选(效果最优),发酵周期为10d;分别对其上述组合的发酵周期以及粗纤维、粗蛋白含量进行测定,结果如下表1:
表1
组别 | 发酵周期(d) | 粗纤维(%) | 粗蛋白(%) |
实验组 | 5 | 4.2 | 28.6 |
对照组1 | 5 | 8.9 | 24.3 |
对照组2 | 15 | 11.9 | 22.6 |
对照组3 | 15 | 12.6 | 22.2 |
对照组4 | 15 | 13.1 | 21.8 |
对照组5 | 15 | 11.4 | 23.1 |
对照组6 | 15 | 12.2 | 23.5 |
对照组7 | 10 | 10.6 | 24.7 |
对照组8 | 10 | 9.7 | 23.9 |
由表1中数据可知,采用本发明方案制备的有机肥,不仅发酵时间短,还使得鲜秸秆/满江红中的粗纤维得到有效的降解,粗蛋白的含量得到明显的增加;另外,本试验还将对照组1-8的发酵周期适当延长,其粗纤维或粗蛋白也会有小幅度的增加,其增加量不能达到实验组中的数据;由此可见,本发明发酵周期短,有机肥品质高;此外,针对本发明实施例2和实施例3进行相同的试验,结果显示,实施例2发酵周期7d,其有机肥中粗纤维含量为4.9%,粗蛋白含量为27.6%,实施例3发酵周期为7d,其有机肥中粗纤维含量为3.8%,粗蛋白含量为29.4%;因此本发明中实施例3肥料品质更佳。
实施例2
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
(1)碳化:将鲜秸秆/满江红干燥至水分含量≤10%,破碎后送入高温炉中进行高温碳化,碳化温度控制为500℃,制得鲜秸秆/满江红碳化颗粒;
(2)发酵:将鲜秸秆/满江红送入粉碎机粉碎处理,得到的碎料含水量调整为45%,再按照其质量百分比计,加入3%的氨化剂,放入搅拌机中搅拌均匀,在35℃条件下氨化处理9d,得氨化料;
(3)氨化:向氨化料中加入碳化颗粒,加入量为氨化料质量的5%,放入搅拌机中搅拌均匀后,接种其质量7%发酵菌剂进行发酵,发酵温度为38.5℃,发酵时间为7d,得发酵底料;
(4)制粒:将发酵底料经干燥,然后转入圆盘造粒机中进行造粒。
进一步的,所述碳化在真空条件下进行。
进一步的,所述鲜秸秆/满江红碳化颗粒为60目。
进一步的,所述发酵菌剂原料为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌,其质量比为1:1:2:4。
进一步的,所述由圆盘造粒机得到的物料颗粒粒径≤5mm。
实施例3
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
(1)碳化:将鲜秸秆/满江红干燥至水分含量≤10%,破碎后送入高温炉中进行高温碳化,碳化温度控制为450℃,制得鲜秸秆/满江红碳化颗粒;
(2)氨化:将鲜秸秆/满江红送入粉碎机粉碎处理,得到的碎料含水量调整为40%,再按照其质量百分比计,加入2.5%的氨化剂,放入搅拌机中搅拌均匀,在30℃条件下氨化处理8d,得氨化料;
(3)发酵:向氨化料中加入碳化颗粒,加入量为氨化料质量的3%,放入搅拌机中搅拌均匀后,接种其质量5%发酵菌剂进行发酵,发酵温度为35.5℃,发酵时间为6d,得发酵底料;
(4)制粒:将发酵底料经干燥,然后转入圆盘造粒机中进行造粒。
进一步的,所述碳化在真空条件下进行。
进一步的,所述鲜秸秆/满江红碳化颗粒为60目。
进一步的,所述发酵菌剂原料为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌,其质量比为1:1:2:4。
进一步的,所述步骤(3)发酵过程中加入锯末和麸皮组成的混合料。
进一步的,所述混合料以重量百分比计为:锯末35%,麸皮65%。
进一步的,所述由圆盘造粒机得到的物料颗粒粒径≤5mm。
试验例1
本发明分别采用实施例1-3方案制备的有机肥,其中实施例1采用的满江红为2000斤;实施例2采用鲜秸秆3000斤;实施例3采用满江红1000斤,以2.5亩的水稻种植区作为试验地,该地区附近有养殖废水,生活污水等影响,土壤中的Cd含量较高;对照组1不施用有机肥,对照组2采用同实施例1相同的技术方案,区别在于有机肥中不加入满江红碳化颗粒;对每组试验水稻产量和重金属Cd含量进行测定,结果如下表2所示:
表2
由表中试验结果可知,实施例1每亩增产200.7斤,水稻中重金属Cd含量为0.16mg/kg;实施例2每亩增产220.6斤,水稻中重金属Cd含量为0.12mg/kg;实施例3每亩增产231.2斤,水稻中重金属Cd含量为0.15mg/kg;此外,还研究了本发明鲜秸秆/满江红有机肥对水稻中Pb、AS重金属离子影响,其中水稻中Pb的含量能够降低23-30%,As的含量能够降低36-42%;
由此可知,本发明方案不仅能够显著提高水稻的产量,同时也能降低水稻中的重金属含量。
在此有必要指出的是,以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解,不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定,本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造,仍然属于本发明的保护范畴。
Claims (6)
1.一种有机肥料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)碳化:将鲜秸秆或满江红干燥至水分含量≤10%,破碎后送入高温炉中进行高温碳化,碳化温度控制为400-500℃,制得鲜秸秆或满江红碳化颗粒;
(2)氨化:将鲜秸秆或满江红送入粉碎机粉碎处理,得到的碎料含水量调整为30-45%,再按照其质量百分比计,加入2.5-3%的氨化剂,放入搅拌机中搅拌均匀,在25-35℃条件下氨化处理7-9d,得氨化料;
(3)发酵:向氨化料中加入碳化颗粒,加入量为氨化料质量的1-5%,放入搅拌机中搅拌均匀后,接种其质量3-7%发酵菌剂进行发酵,发酵温度为32.5-38.5℃,发酵时间为5-7d,得发酵底料;所述发酵菌剂原料为乳酸菌、黑曲霉、光合细菌、梭状芽孢杆菌,其质量比为1:1:2:4;
(4)制粒:将发酵底料经干燥,然后转入圆盘造粒机中进行造粒。
2.如权利要求1所述有机肥料的制备方法,其特征在于,所述碳化在真空条件下进行。
3.如权利要求1所述有机肥料的制备方法,其特征在于,所述鲜秸秆或满江红碳化颗粒为40-60目。
4.如权利要求1所述有机肥料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)发酵过程中加入锯末和麸皮组成的混合料。
5.如权利要求4所述有机肥料的制备方法,其特征在于,所述混合料以重量百分比计为:锯末20-40%,麸皮60-80%。
6.如权利要求1所述有机肥料的制备方法,其特征在于,所述由圆盘造粒机得到的物料颗粒粒径≤5mm。
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