CN112028671A - 一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺 - Google Patents

一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，过程如下：原料堆肥：对原料进行一次发酵和二次发酵，一次发酵过程持续8‑11天，二次发酵过程持续20‑30天，完成堆肥；功能菌群：将芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉混合；接种及搅拌：功能菌群与堆肥后原料的质量比为0.8‑1.4:100；粉碎及挤压造粒：对接种后的原料进行粉碎，将粉碎后的原料挤压为柱状颗粒产品。使用该生产工艺进行柱状颗粒肥料生产，获得的肥料易于作物吸收利用，持续释放时间长，防止烧苗，具有良好的保营养作用，可将营养锁定在柱状颗粒中，防止随着泄涝而产生损失。该生产工艺具有易于操作、适于推广使用的优点。

Description

一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺
技术领域
本发明涉及有机肥料生产技术领域，具体涉及一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺。
背景技术
有机肥料为作物生长提供丰富的营养物质，是作物栽培的友好伴侣。现有的有机肥料，包括固体肥料和液体肥料，固体肥料又分为粉末状和颗粒状，鉴于颗粒状肥料具有便于贮存及施用便捷的优点，使其备受欢迎。
颗粒状肥料中，以柱状颗粒肥料的研究最为广泛，这是由于柱状颗粒肥料在使用过程中，可以提高土壤的透气性，促进根系的发展，从而对其研究成为热点。现有技术中，柱状颗粒肥料主要存在以下缺点：一是在使用过程中，柱状颗粒肥料的利用率低；二是肥料中的营养释放集中，不利于作物的持续利用，且严重时会造成作物根部烧苗；三是在内涝严重的地方，肥料中的营养容易随着泄涝流失，造成肥料浪费；四是柱状颗粒肥料在内涝严重时，在长时间浸泡后，外观严重变形，不能起到增加土壤透气性的作用。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，具体为一种采用二次发酵堆肥、在堆肥后添加功能菌群的生产工艺。使用该生产工艺进行柱状颗粒肥料生产，获得的肥料易于作物吸收利用，且可在3-4个月内持续发挥作用，释放时间长，防止烧苗，同时，具有良好的保营养作用，可将营养锁定在柱状颗粒中，防止随着泄涝而产生损失且可长时间维持柱状外形。该生产工艺具有易于操作、适于推广使用的优点。
本发明的技术方案如下：
一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，过程如下：
(1)原料堆肥：调控原料中C/N、有机质、密度、含水率及pH，对原料堆肥发酵，发酵过程采用一次发酵和二次发酵，一次发酵过程持续8-11天，二次发酵过程持续20-30天，当可溶盐浓度＜2.5ms/cm、发芽率＞80％、C/N＜20时，停止发酵，完成堆肥；
(2)功能菌群：功能菌群包括芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉，其中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比为：1-2:0.7-1.3:0.6-1.7:1.5-2.4；
(3)接种及搅拌：将步骤(2)的功能菌群接种于步骤(1)的堆肥后原料中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为0.8-1.4:100；接种后，搅拌5-10min，备用；
(4)粉碎及挤压造粒：使用粉碎机对步骤(3)接种后的原料进行粉碎，粉碎后粒度≤1mm；将粉碎后的原料挤压为柱状颗粒产品，直径3-5mm，长度5-10mm，获得成品。
优选的，在步骤(1)中，原料为食品工业尾料、食用菌渣或作物秸秆中的一种或几种。
优选的，在步骤(1)中，调控后原料中的C/N为30-40:1，有机质≥65％，含水率50-60％，密度450-550kg/m3，pH为6.5-7.5。
优选的，在步骤(1)中，一次发酵过程分为升温发酵阶段和高温发酵阶段，升温发酵阶段的过程为：控制风机风量为65-70m3/min，温度为40-50℃，发酵时间为2-3d；高温发酵阶段的过程为：控制风机风量为65-70m3/min，温度为55-75℃，发酵时间为6-8d，且在该过程中，对原料翻抛3次；在升温发酵阶段，原料中的微生物主要对原料中的糖、淀粉和蛋白质等进行分解产生能量，提高微生物的繁殖，为后续发酵提供足够的微生物源；在高温发酵阶段，原料中的嗜热微生物着重于对原料中的纤维素等分解，同时杀灭有害菌群。
优选的，在步骤(1)中，二次发酵的过程为：控制风机风量为45-55m3/min，温度为30-40℃，发酵时间为20-30d；该过程中，对一次发酵过程进行降温，并降低风机风量，使原料进行二次发酵，在经过一次发酵后，会在原料中积累新的碳氮原料，常温微生物利用碳氮原料进行发酵，产生酶、有机酸等衍生物和代谢产物，丰富堆肥后原料中的营养物质。
优选的，在步骤(2)的功能菌群中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比为：1.5:1.0:1.2:1.8。
优选的，在步骤(3)中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为1.1:100。
优选的，在步骤(4)中，对粉碎后的原料进行筛分，控制筛网孔径为3mm；对挤压造粒后的产品进行筛分，筛网孔径为5mm；进一步保证成品外观质量的均一性。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明首次在堆肥后添加功能菌群，该功能菌群在生长过程中，充分利用柱状颗粒中的碳氮原料生长繁殖，对土壤中不易吸收的有机物进行分解，同时繁殖过程中产生菌丝在柱状颗粒的表面及内部延伸，从而在柱状颗粒的内部形成网状，在柱状颗粒的表面形成蜡质菌丝膜，对柱状颗粒肥料中的有机质进行固化，延缓有机质释放，释放时间长达3-4个月，避免产生烧苗现象；另外，固化作用可有效防止内涝而导致大量的有机质营养溶液水中，避免在泄涝时营养流失；经过二次发酵后，肥料中的有机质已经完全腐熟，成为易于作物吸收的营养物，从而提高肥料的吸收利用；营养物质释放后剩余的柱状载体残留在土壤中，使土壤中产生空隙，增加土壤的透气性。
附图说明
图1左边施用柱状颗粒肥料的百合，右边未施用柱状颗粒肥料的百合；
图2为未施用柱状颗粒肥料的百合枝叶干枯死亡；
图3左侧百合未施用柱状颗粒肥料，右侧百合施用柱状颗粒肥料。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，过程如下：
(1)原料堆肥：
糖渣20吨、豆粕30吨、秸秆50吨，混匀，检测，C/N为35.6:1，有机质为75％，含水率56.3％，密度477kg/m3，pH为7.3；
一次发酵：
升温发酵阶段：风机风压为3.2kPa，控制风机风量为67m3/min，温度为45℃，发酵时间为2d；高温发酵阶段：控制风机风量为67m3/min，温度为60℃，发酵时间为7d，在高温发酵阶段的7天发酵过程中，对原料翻抛3次；
二次发酵：
在一次发酵结束后，进行二次发酵，控制风机风量为50m3/min，对一次发酵原料进行降温，温度控制为35℃，此时，常温微生物利用碳氮原料进行二次发酵，产生酶、有机酸等衍生物和代谢产物，丰富堆肥后原料中的营养物质；
测定堆肥后原料的指标：可溶盐浓度：1.1ms/cm；发芽率：95％；C/N：18；pH：8.2；有机质：50.28％；大肠杆菌≤100；
(2)功能菌群准备：
按照芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比1.5:1.0:1.2:1.8的比例，混合，获得功能菌群，其中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉均来源于东省科学院生态研究所；
(3)接种及搅拌：将步骤(2)的功能菌群接种于步骤(1)的堆肥后原料中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为1.1:100；接种后，搅拌5-10min，备用；
(4)粉碎及挤压造粒：使用粉碎机对步骤(3)接种后的原料进行粉碎，粉碎后粒度≤1mm，对粉碎后的原料进行筛分，控制筛网孔径为3mm；将粉碎后的原料挤压为柱状颗粒产品，对挤压造粒后的产品进行筛分，筛网孔径为5mm；进一步保证成品外观质量的均一性。
实施例2
一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，过程如下：
(1)原料堆肥：
糖渣40吨、豆粕20吨、菌渣40吨，混匀，检测，C/N为30.1:1，有机质为78％，含水率50％，密度450kg/m3，pH为6.5；
一次发酵：
升温发酵阶段：风机风压为3.2kPa，控制风机风量为65m3/min，温度为40℃，发酵时间为3d；高温发酵阶段：控制风机风量为65m3/min，温度为55℃，发酵时间为6d，在高温发酵阶段的6天发酵过程中，对原料翻抛3次；
二次发酵：
在一次发酵结束后，进行二次发酵，控制风机风量为45m3/min，对一次发酵原料进行降温，温度控制为30℃，此时，常温微生物利用碳氮原料进行二次发酵，产生酶、有机酸等衍生物和代谢产物，丰富堆肥后原料中的营养物质；
测定堆肥后原料的指标：可溶盐浓度：1.4ms/cm；发芽率：90％；C/N：15；pH:8.1；有机质:49.47％；大肠杆菌≤100；
(2)功能菌群准备：
按照芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比1:0.7:0.6:1.5的比例，混合，获得功能菌群，其中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉均来源于东省科学院生态研究所；
(3)接种及搅拌：将步骤(2)的功能菌群接种于步骤(1)的堆肥后原料中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为0.8:100；接种后，搅拌5-10min，备用；
(4)粉碎及挤压造粒：使用粉碎机对步骤(3)接种后的原料进行粉碎，粉碎后粒度≤1mm，对粉碎后的原料进行筛分，控制筛网孔径为3mm；将粉碎后的原料挤压为柱状颗粒产品，对挤压造粒后的产品进行筛分，筛网孔径为5mm；进一步保证成品外观质量的均一性。
实施例3
一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，过程如下：
(1)原料堆肥：
糖渣41吨、豆粕31吨、菌渣28吨，混匀，检测，C/N为40:1，有机质为86％，含水率60％，密度550kg/m3，pH为7.5；
一次发酵：
升温发酵阶段：风机风压为3.2kPa，控制风机风量为70m3/min，温度为50℃，发酵时间为2.5d；高温发酵阶段：控制风机风量为70m3/min，温度为75℃，发酵时间为8d，在高温发酵阶段的8天发酵过程中，对原料翻抛3次；
二次发酵：
在一次发酵结束后，进行二次发酵，控制风机风量为45m3/min，对一次发酵原料进行降温，温度控制为40℃，此时，常温微生物利用碳氮原料进行二次发酵，产生酶、有机酸等衍生物和代谢产物，丰富堆肥后原料中的营养物质；
测定堆肥后原料的指标：可溶盐浓度：1.8ms/cm；发芽率：89％；C/N：14；pH：8.4；有机质：49.96％；大肠杆菌≤100；
(2)功能菌群准备：
按照芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比2:1.3:1.7:2.4的比例，混合，获得功能菌群，其中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉均来源于东省科学院生态研究所；
(3)接种及搅拌：将步骤(2)的功能菌群接种于步骤(1)的堆肥后原料中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为1.4:100；接种后，搅拌5-10min，备用；
(4)粉碎及挤压造粒：使用粉碎机对步骤(3)接种后的原料进行粉碎，粉碎后粒度≤1mm，对粉碎后的原料进行筛分，控制筛网孔径为3mm；将粉碎后的原料挤压为柱状颗粒产品，对挤压造粒后的产品进行筛分，筛网孔径为5mm；进一步保证成品外观质量的均一性。
实验例
1大田实验
大田试验一：
2017年9月20日，济宁鱼台县罗屯镇赵建设的大蒜地，种植前每亩施用澳利肥星柱状颗粒生物菌肥100公斤，使用方法，撒施后，旋耕到地里，肥料全部施到土壤下5-10厘米的部位。10月6日，种植大蒜，种植前浇透水，播种蒜种，覆膜。
2018年5月20日，采收大蒜，土壤上翻，柱状颗粒肥料显现出来，收集一平方米土地中的柱状肥料，观察，柱状完整，虽然经过8个月的时间，土地多次浇水，但颗粒没有粉碎分解现象。
收获的大蒜蒜头大，品质好，产量比没有用澳利肥星柱状颗粒生物菌肥的增产25.86％，未用澳利肥星柱状颗粒生物菌肥大蒜亩产量为1125kg，用的亩产量1416公斤。
2017年9月20日施入前柱状颗粒肥料的有机质含量：58.23％，
2018年5月20日挖出的柱状颗粒肥料的有机质含量：2.62％。
说明经过一个种植季节，柱状颗粒肥料的养分基本被作物吸收，虽然经过多次浇水浸泡，而颗粒完整，剩余的只是空壳，养分已被利用。
大田试验二：
地点：湖南省郴州市桂阳县莲塘镇反坳村廖林文的百合基地
种植作物：食用百合
面积：施用柱状颗粒肥料的百合共50亩。
未施用柱状颗粒肥料的百合共100余亩。
施肥量：每亩百合施用200公斤柱状颗粒肥料。
施肥方法：种植前均匀撒施于土壤上。
施肥效果：
2013年夏，湖南郴州地区普遍干旱，连续一个月左右未有有效降雨。
廖林文的100余亩未施用柱状颗粒肥料的百合95％以地上部分枝叶干枯，地下根枯萎，鳞茎个头，减产50％；植株生长状态见图1和图2；
施用柱状颗粒肥料的50亩百合，地上枝叶翠绿，没有因干旱而枯死，地下根多根壮，鳞茎个头大，产量较往年增产20％；见图3；
从本试验可以看出，本发明的柱状颗粒肥料具有很好的保水性能，这可能是因为本发明的柱状肥料不易分解且与其释放缓慢具有重要的相关性；不易分解使其具有支撑性能，使土壤之间存在空间，便于存水，而存水使柱状颗粒肥料中的有机质缓慢释放，持续为作物生长提供营养，有效保证了作物生长的营养需求。
2实验室实验
取实施例1柱状颗粒肥料200g，标号1#，对照颗粒肥料200g，标号2#；分别放入容器中，加入200毫升水，浸泡漫过肥料，浸泡24h、48h、96h和144h，分别观察1#样品、2#样品的效果，记录见表1，如下：
其中，实施例1浸泡前的有机质为50.28％，对照肥料的有机质为48.92％；
表1浸泡实验结果
Figure BDA0002678459260000091
通过上面的表1可以看出，本发明提供过的柱状颗粒肥料，受浸泡影响小，颗粒不因浸泡而分散，有机质缓慢释放，因此，释放时间可延续在作物生长的3-4个月内，达到持续作用的目的；同时可明显的看出，本发明提供的柱状颗粒肥料，能够很好的防止其内部的有机质随着内涝及泄涝而产生损失，提高柱状颗粒肥料释放的可控性。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，过程如下：
(1)原料堆肥：调控原料中C/N、有机质、密度、含水率及pH，对原料堆肥发酵，发酵过程采用一次发酵和二次发酵，一次发酵过程持续8-11天，二次发酵过程持续20-30天，当可溶盐浓度＜2.5ms/cm、发芽率＞80％、C/N＜20时，停止发酵，完成堆肥；
(2)功能菌群：功能菌群包括芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉，其中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比为：1-2:0.7-1.3:0.6-1.7:1.5-2.4；
(3)接种及搅拌：将步骤(2)的功能菌群接种于步骤(1)的堆肥后原料中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为0.8-1.4:100；接种后，搅拌5-10min，备用；
(4)粉碎及挤压造粒：使用粉碎机对步骤(3)接种后的原料进行粉碎，粉碎后粒度≤1mm；将粉碎后的原料挤压为柱状颗粒产品，直径3-5mm，长度5-10mm，获得成品。
2.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(1)中，原料为食品工业尾料、食用菌渣或作物秸秆中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(1)中，调控后原料中的C/N为30-40:1，有机质≥65％，含水率50-60％，密度450-550kg/m3，pH为6.5-7.5。
4.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(1)中，一次发酵过程分为升温发酵阶段和高温发酵阶段，升温发酵阶段的过程为：控制风机风量为65-70m3/min，温度为40-50℃，发酵时间为2-3d；高温发酵阶段的过程为：控制风机风量为65-70m3/min，温度为55-75℃，发酵时间为6-8d，且在该过程中，对原料翻抛3次。
5.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(1)中，二次发酵的过程为：控制风机风量为45-55m3/min，温度为30-40℃，发酵时间为20-30d。
6.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(2)的功能菌群中，芽孢杆菌菌粉、木霉菌菌粉、伯克氏菌菌粉和PGPR菌菌粉的质量比为：1.5:1.0:1.2:1.8。
7.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(3)中，功能菌群与堆肥后原料的质量比为1.1:100。
8.如权利要求1所述的抗浸泡分解的柱状颗粒肥料生产工艺，其特征在于，在步骤(4)中，对粉碎后的原料进行筛分，控制筛网孔径为3mm。
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