CN112125750A

CN112125750A - 以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法

Info

Publication number: CN112125750A
Application number: CN202010911077.XA
Authority: CN
Inventors: 李季; 陈妍; 林永锋; 满吉勇; 田光明
Original assignee: Zhongnong Xinke Suzhou Organic Cycle Research Institute Co ltd
Current assignee: Zhongnong Xinke Suzhou Organic Cycle Research Institute Co ltd
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2020-12-25

Abstract

本发明涉及一种以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，该方法具体将原始餐厨物料进行挑拣、淋洗、烘干成含水率为10％～30％的颗粒状餐厨原料，向其中加入含水量低于10％且粒径为1～3cm的木屑，并在每立方米堆料加入的VT菌剂，搅拌混匀，然后采用条剁式堆肥好氧工艺进行发酵，发酵过程中，动态监测堆体温度，当温度升至65℃以上时，进行搅拌翻堆，使其温度降至60℃以下；维持高温期温度55‑65℃5‑7天，菌种在高温期进行快速发酵；然后再按照正常5天一次的频率翻堆搅拌，直至堆体降至环境温度。使用本发明的方法制得的肥料有机质含量达90％以上，水分低于25％，氮含量高于5％，施用于水稻田里，可以显著提升水稻产量和口感、香气，产量平均提升20％以上。

Description

以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法

技术领域

本发明涉及农业环境废弃物资源化利用领域，具体涉及一种以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法。

背景技术

随着城市化的快速发展，城市餐厨垃圾和木屑废弃物的产生量越来越多，近年来，我国餐厨垃圾产量呈稳步上升趋势，各大城市日均餐厨垃圾产量都在1000t以上。餐厨垃圾富含有机物、含水率高、燃烧热值低、油脂和盐分含量高、含病菌和病原微生物、易腐烂变质，在运输与处理的过程中不仅产生大量毒素，而且污染水体和大气，由此产生的二次污染给环境带来巨大危害。同样，由于城市化的发展，建材厂和绿化站的数量随着经济发展而逐渐变多，木屑废弃物的产生量也逐年增加，木屑绿化废弃物如何处理已经成为城市亟待解决的问题之一。餐厨垃圾和木屑废弃物是资源型废弃物，国内外对餐厨垃圾的处置方式有粉碎直排、卫生填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧消化等；对木屑废弃物处置方式有生产有机基质、堆肥、粉碎覆盖等。

好氧堆肥是有效、环保减少和利用餐厨废弃物和木屑废弃物的方式之一，同时，在农田施用有机肥还可以改善土壤状况，对作物产量和品质的提高以及植株的生长发育有显著的促进作用，同时增加植物果实产量，降低硝酸盐含量。有机肥在蔬菜生产上应用的研究屡见不鲜，但餐厨废弃物发酵后作有机肥料在水稻生产上应用的研究则未见报道。

发明内容

针对现有技术中缺乏专门用于水稻种植的有机肥料的问题，本发明提出一种以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，该方法制备的有机肥料能够解决餐厨废弃物制作肥料的工艺难以升温和发酵周期长的问题，可以显著缩短堆肥时间，增加肥料品质，为水稻的生长提供必要的微量元素。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤一：将原始餐厨物料进行挑拣、淋洗后粉碎成浆状，然后烘干成含水率为10％～30％的颗粒状餐厨原料；

步骤二：将原始木屑进行粉碎预处理，制成含水量低于10％且粒径为1～3cm的颗粒状；

步骤三：在步骤一处理后的餐厨物料中加入步骤二处理后的木屑，加水调节物料整体水分至60％～65％，并将物料堆成宽1～2m、高0.8～1.5m的长堆；其中，按质量百分比计，木屑为5％-15％，餐厨物料为85％-95％；

步骤五：每立方米堆料加入1-1.5KG的VT菌剂，并充分搅拌，达到充分混匀的目的，然后采用条剁式堆肥好氧工艺进行发酵，总的发酵时间为25～35天；发酵过程中，动态监测堆体温度，当堆体温度升至65℃以上时，进行搅拌翻堆，使其温度降至60℃以下；维持高温期温度55-65℃5-7天，菌种在高温期进行快速发酵；然后再按照正常5天一次的频率翻堆搅拌，直至堆体降至环境温度。

进一步地，所述的步骤三中，通过加入草炭，增加有机肥料的孔隙率，当加入草炭时，按质量百分比计，木屑为5％-10％，餐厨物料为80％-90％，草炭为5％-10％。

进一步地，所述的步骤一中的颗粒状餐厨原料的含水率为15％～20％，颗粒直径为0.5～3cm。

进一步地，所述的步骤三中，通过加入过磷酸钙，增加有机肥料的磷含量，按质量百分比计，木屑为5％-10％，餐厨物料为80％-85％，草炭为5％-10％，过磷酸钙2-5％。

进一步地，所述的步骤三中，加水调节物料整体水分至60％～62％。

进一步地，所述的步骤五中的搅拌翻堆具体为：在堆体的同一向分别搅拌5-7分钟，每分钟搅拌40-50次，再反向搅拌5-7分钟，频率同样是每分钟40-50次。本发明的有益效果如下：

(1)本发明的方法制备的用于水稻种植的高品质有机肥料，其中以餐厨废弃物为主要发酵原料，粉碎后的木屑作为辅料来进行好氧发酵，通过添加合适的辅料比例控制堆体合适的碳氮比，进行高温好氧发酵工艺，显著缩短发酵时间，减少氮素损失，提高有机质含量。

(2)本发明的方法制备工程中未添加任何化学试剂和成分，对环境无害，且达到废弃物资源化、减量化的目的。

(3)本发明的方法在选择原料方面，餐厨废弃物来源广泛，产量极大，辅料木屑同样量大，不难得到。

(4)使用本发明的方法制得的肥料有机质含量高达90％以上，水分低于25％，氮含量高于5％，施用于水稻田里，可以显著提升水稻产量和口感、香气，产量平均提升20％以上。

具体实施方式

下面根据优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

其中，实施例一和实施例二均通过韩博公司的餐厨干化一体机来实现整个餐厨原料预处理工艺。木屑是来自临湖木材厂刨出来的刨花和木沫，由于木材厂使用的木头均来自苏州太仓大型木材批发市场，使用的木料是花旗松木，木料质地坚硬，结构稳固，作为堆肥辅料，可以为堆体提供充足的氮源。菌种是购自北京沃土公司生产的兼有耐高温、快速腐熟、除臭等功能的复合菌种，该复合菌种的名称为VT，此餐厨废弃物不仅可用于好氧条剁堆肥，还可应用于发酵设备堆肥。

实施例一

步骤一：将原始餐厨物料进行挑拣、淋洗后粉碎成浆状，进入韩博干化机一体机(2吨容积)，搅拌系统开始搅拌物料，加温系统开始升温加热。等物料温度上升到55℃时，加温系统停止工作，余热和里面的微生物发挥作用产生热量使物料温度继续升高，物料温度升到60℃左右时即可打开一体机的物料出口门，让搅拌系统工作将物料从中间往门口推送，送入皮带传送机。皮带传送机继续传送物料至陈化室，出料时间在40-50分钟。出来的物料进入陈化室，陈化室高1.5米，宽2米，长5米，此时物料温度在55-58℃。经陈化，物料从陈化室另一边的皮带传送机输出至成品包装室，得到餐厨原料。此时原料温度在40-45℃之间，待餐厨原料降温成含水率为14％的颗粒状餐厨原料可进行装袋操作；

步骤二：将原始木屑进行粉碎预处理，制成粒径为1～3cm的颗粒状；

步骤三：将80wt％的餐厨物料、10wt％的木屑、10wt％的草炭混合，经上料系统，沿皮带传送机放入发酵罐体内，加水调节物料整体水分至60％，并将物料堆成长4米、宽1.5米、高1米的长堆；

步骤五：每立方米堆料加入1.5KG的VT菌剂，并充分搅拌，达到充分混匀的目的，然后采用条剁式堆肥好氧工艺进行发酵。总的发酵时间为25天；发酵过程中，动态监测堆体温度，当堆体温度升至65℃以上时，进行搅拌翻堆，具体为，在堆体的同一向分别搅拌5分钟，每分钟搅拌40次，再反向搅拌5分钟，频率同样是每分钟40次。使其温度降至60℃以下；维持高温期温度55-65℃5天，菌种在高温期进行快速发酵；然后再按照正常5天一次的频率翻堆搅拌，直至堆体降至环境温度。

实施例二

步骤三：将86wt％的餐厨物料、9wt％的木屑、5wt％的草炭混合，经上料系统，沿皮带传送机放入发酵罐体内，加水调节物料整体水分至60％，并将物料堆成长4米、宽1.5米、高1米的长堆；

步骤五：每立方米堆料加入1KG的VT菌剂，并充分搅拌，达到充分混匀的目的，然后采用条剁式堆肥好氧工艺进行发酵。总的发酵时间为30天；发酵过程中，动态监测堆体温度，当堆体温度升至65℃以上时，进行搅拌翻堆，具体为，在堆体的同一向分别搅拌6分钟，每分钟搅拌45次，再反向搅拌6分钟，频率同样是每分钟45次。使其温度降至60℃以下；维持高温期温度55-65℃6天，菌种在高温期进行快速发酵；然后再按照正常5天一次的频率翻堆搅拌，直至堆体降至环境温度。

实施例三

步骤三：将80wt％的餐厨物料、10wt％的木屑、5wt％的草炭、5wt％的过磷酸钙混合，经上料系统，沿皮带传送机放入发酵罐体内，加水调节物料整体水分至60％，并将物料堆成长4米、宽1.5米、高1米的长堆；

步骤五：每立方米堆料加入1KG的VT菌剂，并充分搅拌，达到充分混匀的目的，然后采用条剁式堆肥好氧工艺进行发酵。总的发酵时间为35天；发酵过程中，动态监测堆体温度，当堆体温度升至65℃以上时，进行搅拌翻堆，具体为，在堆体的同一向分别搅拌7分钟，每分钟搅拌50次，再反向搅拌7分钟，频率同样是每分钟50次。使其温度降至60℃以下；维持高温期温度55-65℃7天，菌种在高温期进行快速发酵；然后再按照正常5天一次的频率翻堆搅拌，直至堆体降至环境温度。

下面为实施例一制备得到的高养分含量的有机肥施用于水稻田，观测对水稻作物的影响。田间试验小区设置在江苏省苏州市有机资源循环利用研究院试验田，试验分为5个处理，三个重复，采用随机区组设计，小区面积为10m×2.5m＝125m²。整地、设置保护行、试验地区划，小区单灌单排，避免串灌串排，各小区用田硬隔开。供试土壤为潮褐土，供试作物水稻，供试肥料为上述概述中制备得到的高养分含量的有机肥，以随机区组方法安排试验小区试验。土壤理化性质分析的方法为：全磷测定采用酸溶-钼第抗比色法，有机质测定采用重铬酸钾容量法，速效钾测定采用乙酸铵-火焰分光光度计测定。试验数据采用Excel2007和SPSS17.0(P<0.05)进行统计分析。

施肥量及施肥时间：按照等氮量，氮素施用量为12.4kg/亩，具体处理及肥料用量见表1，全部一次性于水稻移栽前作为基肥施用。

表1试验处理及施肥量

处理代码	肥料名称	施用量(kg/亩)
			CK	空白
C1	餐厨废弃物第一次发酵	621.98
			C2	餐厨废弃物和木屑二次堆肥	918.16
C3	市售有机肥	867.46
			CF	当地常规化肥	35

表2为不同施肥处理对地上生物量、水稻理论产量和实际产量的影响。与CK处理相比，除CF处理外，其余3个施肥处理均对地上部生物量有较明显的影响，且达到显著差异，各施肥处理增幅为16.13％-44.09％。其中，C1处理和C2处理水稻地上部生物量最高，分别为14.44g/株和14.89g/株，比CK增幅高达39.79％和44.09％，但两者之间无显著差异，其次为C3处理，地上部生物量也维持较高水平，为13.11g/株。从中可以看出，不同施肥处理对水稻理论产量有较明显的影响。与不施肥处理相比，施用C2处理显著增加了水稻理论产量，且达到显著差异，增幅为19.50％，C2处理理论产量最高，为625.31kg/亩；其次是C1处理和C3处理，理论产量分别为563.21kg/亩和568.85kg/亩，两者之间，无显著差异；最低为施用CF处理组，理论产量为507.83kg/亩。

表2不同施肥处理水稻生物量及产量

测试实施例一制备得到的高养分含量的有机肥施用于水稻田，观测对水稻作物的影响。试验分为5个处理(同实施例三)，三个重复，采用随机区组设计，小区面积为10m×2.5m＝125m²。不同比例的有机肥对水稻产量和水稻品质的影响如下述表3所示。表3为不同施肥处理对稻米及水稻植株部分营养元素的影响。结果显示，与CK处理相比，各施肥处理均不同程度提高了稻米全氮含量，增幅为6.82％-25％，其中以C1处理最高，增幅为25％，且与其他处理组差异显著。稻米碳氮比检测结果显示，碳氮比高低排序为：CK>C3>C2>CF>C1，其中C1处理的碳氮比最低，且与其他堆肥处理差异显著。稻米全钾检验结果显示，与不施肥处理相比，C2显著增加了稻米全钾含量，且差异显著。

与CK处理相比，各施肥处理均不同程度提高了水稻植株全磷含量，增幅为15.79％-57.89％。水稻植株全磷含量按照高低顺序排序为：CF>C2>C1>C3>CK，其中CF处理的水稻植株全磷含量最高；C1和C2处理次之，且显著高于C3处理和CK处理；全磷含量最低的是C3处理和CK处理。与CK处理相比，各施肥处理均不同程度提高了水稻植株全钾含量，增幅为8.87％-33.87％。水稻植株全磷含量按照高低顺序排序为：CF>C1>C2>C3>CK，其中CF处理全磷含量最高，显著高于C3处理和CK处理；随后是C1处理和C2处理，C3处理和CK处理含量最低。

表3不同施肥处理对稻米及水稻植株养分含量的影响

本发明制备的有机肥中不仅含有植物所必需的大量和微量元素，还含有丰富的有机养分，如蛋白质、氨基酸、纤维素等，肥效持久，能促进土壤中微生物的繁殖，改善土壤理化性状，从而提高土壤肥力。而将餐厨垃圾做成堆肥，或者说是有机肥，更是一种实现资源化循环利用的良好渠道和方式。与不施肥处理相比，施肥会获得更好的生长状况，其中施用餐厨二次堆肥处理和餐厨一次堆肥处理，在水稻株高、地上部生物量、理论产量和实际产量上都表现较高。且本发明的有机肥的制备方法操作简便、发酵时间快速、养分含量高，有利于农田水稻的种植，对提升水稻品质有良好的的促进作用，可以解决废弃物资源利用的问题，适宜工厂化大规模生产。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims

1.一种以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

步骤一：将原始餐厨物料进行挑拣、淋洗后粉碎成浆状，然后烘干成含水率为10％～30％的颗粒状餐厨原料。

2.根据权利要求1所述的以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，其特征在于，所述的步骤三中，通过加入草炭，增加有机肥料的孔隙率，当加入草炭时，按质量百分比计，木屑为5％-10％，餐厨物料为80％-90％，草炭为5％-10％。

3.根据权利要求1所述的以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，其特征在于，所述的步骤一中的颗粒状餐厨原料的含水率为15％～20％，颗粒直径为0.5～3cm。

4.根据权利要求2所述的以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，其特征在于，所述的步骤三中，通过加入过磷酸钙，增加有机肥料的磷含量，按质量百分比计，木屑为5％-10％，餐厨物料为80％-85％，草炭为5％-10％，过磷酸钙2-5％。

5.根据权利要求1所述的以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，其特征在于，所述的步骤三中，加水调节物料整体水分至60％～62％。

6.根据权利要求1所述的以餐厨废弃物和木屑联合堆肥制备水稻用有机肥料的方法，其特征在于，所述的步骤五中的搅拌翻堆具体为：在堆体的同一向分别搅拌5-7分钟，每分钟搅拌40-50次，再反向搅拌5-7分钟，频率同样是每分钟40-50次。