CN111848301A - 一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其制备方法 - Google Patents

一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其制备方法，属于有机肥技术领域。本发明有机肥由菇渣、秸秆、粪污、菜叶果皮、糠麸、黄腐酸钾废渣、骨粉、腐植酸粉、猪胃内容物、硼镁矿、钙粉、腐熟菌剂发酵而成。本发明还提供了一种该有机肥的制备方法。本发明有机肥以卧旋式发酵罐为反应器的利用粪污与有机固体废弃物等原料发酵而成，可以实现资源再利用，且制备的有机肥腐熟反应更为彻底，肥力强，能够提高作物产量，缩短作物生育期，制备过程不要求室外温度，可一年四季连续运行生产，并且相比于传统堆沤可以显著缩短发酵时间。

Description

一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其 制备方法
技术领域
本发明涉及一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其制备方法，属于有机肥技术领域。
背景技术
我国的农业已经有了1万年的悠久历史，农业生产中种植业的发展离不开肥料。古代称肥料为粪，施肥则成为粪田。我国古代最多是利用动物粪便作为肥料；到战国和秦汉又利用腐熟人、畜粪尿、蚕粪、杂草、草木灰、豆萁、河泥、骨汁等；在汉朝已很重视养猪积肥；《汜胜之书》已记述作物施基肥、种肥河特殊的溲种法。
目前我国畜牧业发展迅速，同时也带来了日益严重的环境污染问题。由于种养的分离，使得原本可以作为肥料的畜禽粪便成为了污染源，对大气、水体造成严重污染，威胁人类的健康。
随着我国的粮食产量逐年递增，农作物秸秆产出量越来越大。初步统计，我国每年秸秆产量有9亿吨，利用率不到四成。秸秆富含氮磷钾钙镁等营养元素和大量的有机质，是农业生产中重要的有机肥源。
千百年来农民采用各种传统方法将其加工成有机肥，但是传统方法制得的有机肥堆制时间长，腐熟不彻底，易带入土传病害和虫卵，未腐熟的秸秆施入土壤中，易于作物争夺水分，影响作物生长。
发明内容
为解决现有有机肥料制备时间长，传统堆沤制肥存在肥效低、有害微生物杀灭不彻底的问题，本发明提供了一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其制备方法，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥，包括如下步骤：
步骤一：将秸秆、菇渣和菜叶果皮粉碎后备用；将硼镁矿和黄腐酸废渣粉碎后备用；将猪胃内容物、钙粉和骨粉混拌均匀后备用；
步骤二：将粉碎后的秸秆、菇渣和菜叶果皮，与猪胃内容物、钙粉和骨粉的混拌物以及糠麸混合均匀，然后再加入畜禽粪污混合均匀，得到预混料；其中：所述畜禽粪污为干清粪；
步骤三：向步骤二所得预混料中加入腐熟剂，混合均匀后进行有氧发酵，得发酵料；
步骤四：将步骤三获得的发酵料进行陈化处理；
步骤五：将陈化后的物料与粉碎后的黄腐酸钾废渣和硼镁矿以及腐植酸粉混合均匀后进行造粒。
优选地，步骤三是将步骤二所得预混料装入卧旋式发酵罐中，并加入腐熟剂，然后通过卧旋式发酵罐的自转及内部扬料板的作用将罐内物料混拌均匀并且使罐内物料与罐内氧气充分接触，进行有氧发酵5天-7天，且在有氧发酵过程中控制卧旋式发酵罐每隔6小时运转15min，在有氧发酵过程中罐内物料随着有氧发酵时间的延长温度先升高至60℃-70℃、然后再降低至常温时，罐内有氧发酵完成。
优选地，各原料的重量份数如下：菇渣40份-60份，秸秆40份-70份，畜禽粪污380份-420份，菜叶果皮30份-70份，糠麸30份-60份，黄腐酸钾废渣40份-70份，骨粉70份-105份，腐植酸粉20份-50份，猪胃内容物100份-140份，硼镁矿30份-50份，钙粉50份-75份，腐熟菌剂1份-3份。
最优地，各原料的重量份数如下：菇渣45份，秸秆55份，畜禽粪污400份，菜叶果皮50份，糠麸50份，黄腐酸钾废渣55份，骨粉95份，腐植酸粉30份，猪胃内容物125份，硼镁矿35份，钙粉60份，腐熟菌剂2份。
优选地，步骤一所述秸秆、菇渣和菜叶果皮粉碎至长度为1cm-5cm；步骤一所述硼镁矿和黄腐酸钾废渣粉碎至70目-120目。
优选地，步骤一所述秸秆选自玉米秸秆、水稻秸秆和豆类秸秆中至少一种。
优选地，步骤二所述畜禽粪污选自鸡粪、牛粪和猪粪中至少一种的干清粪。
优选地，步骤二所述干清粪的含水量为70％-80％。
优选地，步骤四所述陈化处理是将发酵料置于室内并在室温下放置10天-15天。
本发明还提供了以上任一所述制备方法制得的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥。
本发明所述的腐熟剂为用于发酵畜禽粪污和/或秸秆腐熟的腐熟剂。
本发明猪胃内容物是指猪宰前最后一次饲喂的饲料在胃内与胃液混合后尚未排入十二指肠的物质。
本发明发酵过程是利用卧旋式发酵罐的自转及内部扬料板作用将物料混合均匀并使物料与罐内空气充分接触，为有氧发酵创造环境，然后停止罐体转动，进行有氧发酵，在有氧发酵过程中设置卧旋式发酵罐每隔6小时连续运转15分钟，目的是使物料与充足的空气接触，使罐体内有足够的氧气供微生物活动，但是卧旋式发酵罐运转时间不宜过长，转动时间过长会影响到温度的攀升，进而影响发酵进程；随着有氧发酵的进行，产热使得物料的温度会逐步升高至60℃-70℃，当罐内物料升高至60℃-70℃时，持续一段时间后，供给微生物活动的营养物质减少，微生物活性减弱，产热减少，因此随着发酵时间的延长物料温度逐渐降低，待罐内物料温度降低至室温时，罐内有氧发酵完成，将物料从卧旋式发酵罐中输出。
本发明在有氧发酵过程中每隔6小时运转15min，为了通过旋转罐体使得物料进行翻动，使物料与氧气进行充分接触完成高效发酵，防止物料进行无氧发酵，进而产生有害物质(如硫化氢等有害气体)，但是卧旋式发酵罐转运时间不宜过长、频率也不宜过勤，过于频繁的转运会使罐体内升温缓慢，不利于发酵的进行。
本发明采用粪污含水量为70％-80％的干清粪能够较好的完成有氧发酵，如果采用普通粪污，则会出现由于含水量过大而形成厌氧环境，产生硫化氢等有害气体，影响发酵效果。
本发明陈化处理的目的是使发酵料中的水分部分流失，降低发酵料中的水分含量，于此同时，如果存在未完全发酵的物料则可以在陈化过程中继续发酵，以保证物料发酵完全，进一步保证有机肥的肥力，经过实验发现在室内室温下放置10天-15天效果较好。
本发明有益效果：
本发明提供了一种有机肥及其制备方法，该有机肥是通过以卧旋式发酵罐为反应器，以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料发酵制备而成，该制备工艺利用卧旋式发酵罐制备有机肥料，可控制性强，与传统堆肥相比，利用发酵罐完成腐熟发酵使得腐熟反应更为彻底，并且该工艺过程不要求室外温度，可一年四季连续运行生产，并且不需要人工翻堆，减少了劳动力支出，节约成本；此外，相比于秸秆粪污传统堆肥显著缩短了发酵时间，只需要5-7天即可完成发酵，完成肥料制备的时间仅需要15-22天。本发明的有机肥以畜禽粪污与有机固体废弃物为主要原料，实现了资源再利用，且肥力较高，经试验发现：该有机肥用于水稻种植，相比于仅施用水稻专用肥处理的处理组，可以提高水稻产量5.8％，缩短水稻生育期2-3天。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
以下实施例中卧旋式发酵罐购自哈尔滨华美亿丰复合材料有限公司生产的HM-30。
以下实施例中秸秆选自玉米秸秆、水稻秸秆和豆类秸秆中至少一种。
以下实施例中畜禽粪污选自鸡粪、牛粪和猪粪中至少一种的干清粪，且干清粪的含水量为70％-80％。
以下实施例中腐熟剂购自北京沃土天地生物科技股份有限公司的通用型VT1000堆肥接种剂，其他能够用于发酵畜禽粪污和/或秸秆腐熟的腐熟剂同样适用于本发明方法。
实施例1
本实施例提供了一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥及其制备方法，该有机肥所用的各原料的重量份数为：菇渣45份，秸秆55份，畜禽粪污400份，菜叶果皮50份，糠麸50份，黄腐酸钾废渣55份，骨粉95份，腐植酸粉30份，猪胃内容物125份，硼镁矿35份，钙粉60份，腐熟菌剂2份；其中：秸秆为玉米秸秆；粪便为牛粪且粪污采用含水量在70％-80％之间的干清粪。
该有机肥按照如下步骤进行制备：
步骤一：将秸秆、菇渣和菜叶果皮粉碎至长度为1cm-5cm之间，备用；将硼镁矿和黄腐酸废渣粉碎至70目-120目，备用；将猪胃内容物、钙粉和骨粉混拌均匀后备用；
步骤二：将粉碎后的秸秆、菇渣和菜叶果皮，与猪胃内容物、钙粉和骨粉的混拌物以及糠麸混合均匀，然后再加入畜禽粪污混合均匀，得到预混料；其中：所述畜禽粪污为干清粪；
步骤三：将步骤二所得预混料装入卧旋式发酵罐中，并加入腐熟剂，然后通过卧旋式发酵罐的自转及内部扬料板的作用将罐内物料混拌均匀并且使罐内物料与罐内氧气充分接触，然后有氧发酵5天-7天，且在有氧发酵过程中控制卧旋式发酵罐每隔6小时运转15min，在有氧发酵过程中罐内物料随着有氧发酵时间的延长温度先升高至60℃-70℃、然后再降低至常温时，罐内有氧发酵完成，得发酵料；
步骤四：将步骤三获得的发酵料置于室内并在室温下放置陈化处理10天-15天，待水分降至30％以下；
步骤五：将陈化后的物料与粉碎后的黄腐酸钾废渣和硼镁矿以及腐植酸粉混合均匀后进行造粒，烘干冷却筛分后计量包装。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：各原料的重量份数不同：菇渣40份，秸秆40份，畜禽粪污420份，菜叶果皮70份，糠麸60份，黄腐酸钾废渣70份，骨粉105份，腐植酸粉50份，猪胃内容物100份，硼镁矿30份，钙粉50份，腐熟菌剂1份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：各原料的重量份数不同：
菇渣60份，秸秆70份，畜禽粪污380份，菜叶果皮30份，糠麸30份，黄腐酸钾废渣40份，骨粉70份，腐植酸粉20份，猪胃内容物140份，硼镁矿50份，钙粉75份，腐熟菌剂3份。
为说明本发明所能够获得的效果，进行了如下实验：
一、为了说明本发明所制备的有机肥在肥力方面的效果，特安排大区对比试验，具体实验如下：
1.材料与方法
1.1供试材料
1.1.1供试材料：按照实施例1-3制备的有机肥；水稻专用肥为购自黑龙江省润田肥业有限公司的博牛水稻专用复合肥；追肥所用肥料为购自黑龙江省润田肥业有限公司的赛利特氮钾追肥。
1.1.2供试作物：水稻品种：绥粳18。
1.2试验设计与方法
1.2.1设计方法：
采取大区对比法进行，四个处理，不设重复。合计试验面积为4000平方米，各实验处理组面积分别为1000平方米。
1.2.2试验处理：
处理组1：基肥：实施例1制备的有机肥料40kg+水稻专用肥20kg；追肥：氮钾追肥二次，每次追肥10kg。
处理组2：基肥：实施例2制备的有机肥料40kg+水稻专用肥20kg；追肥：氮钾追肥二次，每次追肥10kg。
处理组3：基肥：实施例3制备的有机肥料40kg+水稻专用肥20kg；追肥：氮钾追肥二次，每次追肥10kg。
常规处理组CK：基肥：水稻专用肥25kg；追肥：氮钾追肥二次，每次追肥10kg。
1.3试验时间、地点、面积
1.3.1试验时间：2018年4—10月。
1.3.2试验地点：设在黑龙江省齐齐哈尔市龙江县黑岗乡三家子村。
1.3.3试验面积：4000平方米。
1.4试验地基本情况
试验地地形平坦，草甸土，质地为中壤，有机质31.1g/kg，速效氮125.6mg/kg，有效磷24.9mg/kg，速效钾140.2mg/kg，pH值为6.5。
2.试验结果与分析
2.1有机肥对水稻物生育性状的影响
表1相关生物性状调查
Figure BDA0002015407000000051
Figure BDA0002015407000000061
从表1可知：
处理组1水稻秧苗的株高与常规处理组CK相比增高0.3cm，叶龄一致，根数多2.2条。从秧苗鲜干重调查结果分析：处理组1的秧苗从整体上来看要好于常规处理组CK，处理组1相比于比常规处理组CK：处理组1的百株地上株鲜重增加了2.1克，地下根鲜重增加了0.7克；百株地上干重增加了0.3克，根干重增加了0.2克。
处理组2水稻秧苗的株高与常规处理组CK相比增高0.3cm，叶龄一致，根数多2.1条。从秧苗鲜干重调查结果分析：处理组2的秧苗从整体上来看要好于常规处理组CK，处理组2相比于比常规处理组CK：处理组2的百株地上株鲜重增加了2.2克，地下根鲜重增加了0.6克；百株地上干重增加了0.2克，根干重增加了0.2克。
处理组3水稻秧苗的株高与常规处理组CK相比增高0.3cm，叶龄一致，根数多2.1条。从秧苗鲜干重调查结果分析：处理组3的秧苗从整体上来看要好于常规处理组CK，处理组3相比于比常规处理组CK：处理组3的百株地上株鲜重增加了2.1克，地下根鲜重增加了0.7克；百株地上干重增加了0.3克，根干重增加了0.3克。
2.2有机肥对水稻物候期的影响
从表2水稻物候期调查表可以看出，各处理从分蘖期开始生育进程有一定差异，其中处理组1、2、3的分蘖盛期比常规处理组CK提前1天；处理组1、2、3的拔节期比常规处理组CK提前1天，处理组1、2、3的抽穗期比常规处理组CK提前1天；处理组1、2、3的成熟期比常规处理组CK提前2天。说明水稻应用本发明有机肥对水稻具有缩短水稻生育期的效果。
表2物候期调查表
Figure BDA0002015407000000062
Figure BDA0002015407000000071
2.3有机肥对水稻产量的影响
从表3水稻产量调查结果可以看出，不同处理之间水稻产量有显著差异。调查结果表明，处理组1-3比常规处理组CK均有增产效果，其中处理1增产效果最为显著，水稻增产30.2kg，增产幅度为5.8％。
表3产量因子调查表
Figure BDA0002015407000000072
2.4经济效益分析
效益分析结果表明：处理组1效益最高，比常规处理组CK亩增产水稻30.2g，增产幅度为5.8％，增加收入114.76元(稻谷收购价格3.8元/公斤)。
2.5试验结果
试验结果表明：施用本发明有机肥可以减少化肥使用量20％，完全符合国家提倡的“减肥增效”“一控、两减、三基本”要求，提高作物产量，缩短作物生育期，亩增产水稻最高可达30.2公斤，增产率最高可达5.8％。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将秸秆、菇渣和菜叶果皮粉碎后备用；将硼镁矿和黄腐酸废渣粉碎后备用；将猪胃内容物、钙粉和骨粉混拌均匀后备用；
步骤二：将粉碎后的秸秆、菇渣和菜叶果皮，与猪胃内容物、钙粉和骨粉的混拌物以及糠麸混合均匀，然后再加入畜禽粪污混合均匀，得到预混料；其中：所述畜禽粪污为干清粪；
步骤三：向步骤二所得预混料中加入腐熟剂，混合均匀后进行有氧发酵，得发酵料；
步骤四：将步骤三获得的发酵料进行陈化处理；
步骤五：将陈化后的物料与粉碎后的黄腐酸钾废渣和硼镁矿以及腐植酸粉混合均匀后进行造粒。
2.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤三是将步骤二所得预混料装入卧旋式发酵罐中，并加入腐熟剂，然后通过卧旋式发酵罐的自转及内部扬料板作用将罐内物料混拌均匀并且使罐内物料与罐内氧气充分接触，然后进行有氧发酵5天-7天，且在有氧发酵过程中控制卧旋式发酵罐每隔6小时运转15min，在有氧发酵过程中罐内物料随着有氧发酵时间的延长温度先升高至60℃-70℃、然后再降低至常温时，完成罐内有氧发酵。
3.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，各原料的重量份数如下：菇渣40份-60份，秸秆40份-70份，畜禽粪污380份-420份，菜叶果皮30份-70份，糠麸30份-60份，黄腐酸钾废渣40份-70份，骨粉70份-105份，腐植酸粉20份-50份，猪胃内容物100份-140份，硼镁矿30份-50份，钙粉50份-75份，腐熟菌剂1份-3份。
4.根据权利要求3所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，各原料的重量份数如下：菇渣45份，秸秆55份，畜禽粪污400份，菜叶果皮50份，糠麸50份，黄腐酸钾废渣55份，骨粉95份，腐植酸粉30份，猪胃内容物125份，硼镁矿35份，钙粉60份，腐熟菌剂2份。
5.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤一所述秸秆、菇渣和菜叶果皮粉碎至长度为1cm-5cm；步骤一所述硼镁矿和黄腐酸钾废渣粉碎至70目-120目。
6.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤一所述秸秆选自玉米秸秆、水稻秸秆和豆类秸秆中至少一种。
7.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤二所述畜禽粪污选自鸡粪、牛粪和猪粪中至少一种的干清粪。
8.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤二所述干清粪的含水量为70％-80％。
9.根据权利要求1所述的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥的制备方法，其特征在于，步骤四所述陈化处理是将发酵料置于室内并在室温下放置10天-15天。
10.权利要求1-9任一所述制备方法制得的以有机固体废弃物与畜禽粪污为主要原料的有机肥。
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