CN112136454A - 秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，包括：信息采集，秸秆快速腐殖化方案设计，现场操作，重复作业后的施肥方案，数据库完善。现场操作包括秸秆收集、粉碎，配料、预湿，定期翻抛，秸秆腐殖质检测，秸秆腐殖质抛撒还田、改良土壤。配料、预湿过程中使用的高营养起爆剂包括如下步骤制备：培养基原料准备，培养基制备，接种复合菌剂，好氧发酵，检测有机质、水溶性有机质、活菌数。本发明根据作物需营养规律设计秸秆腐殖质施用方案，实现农业废弃物秸秆循环利用、地力提升和农业可持续发展。本发明从信息采集、秸秆快速腐殖化方案设计、现场操作及后续的重复作业均有标准化的操作规程，实现秸秆就地快速腐殖化还田的商业应用。

Description

秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法
技术领域
本发明涉及农业废弃物资源化利用及环境保护技术领域，具体涉及一种秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法。
背景技术
农作物收获后，大量秸秆如何处理一直是政府和农民较为头疼的问题。秸秆乱抛乱丢会造成环境和水体污染。以前农民多将秸秆当场焚烧，但严重污染空气，国家已明令禁止秸秆焚烧。目前秸秆利用可大致分为原料化利用、燃料化利用、基料化利用、饲料化利用、肥料化利用。原料化利用、燃料化利用、基料化利用、饲料化利用，其秸秆利用有限，且使用成本高。在秸秆的多种利用方式中，最有可能和最大利用方向是肥料化利用。常规的肥料化利用方式主要是有机肥和生物炭基肥。
常规有机肥利用，秸秆通过打捆、运输到工厂再经过破碎环节，一是运输成本高、加工难度大、工厂占地面积大，二是土地和环保手续很难获批，所有这些都增加了有机肥的生产和使用成本，对于大田作物而言，施用有机肥的成本太高，效益不足以覆盖施肥成本，因此秸秆肥料化利用不能持续进行下去。
以秸秆加工生物炭，一是生物炭的品位不够，市场前景不好，作为炭基肥料的利用量太少，形象地说相当于肥料“味精”，生物炭市场容量不足以消化秸秆的产量。
发明内容
本发明的目的是提供一种秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
一种秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，所述方法包括：
a.信息采集
所述信息包括区域位置、秸秆作物品种信息、农事信息；
区域位置精确到县域名，以明确土壤类别、土壤酸碱性质；
秸秆作物品种信息包括秸秆作物类别、品种、产量水平、粮草比例，不同秸秆作物类别，秸秆性质不同，成份有异，精确到品种，秸秆成份更加精确；明确秸秆作物产量水平和粮草比例以测算出秸秆产量；
农事信息包括秸秆作物收获时间、拟施秸秆腐殖质作物类别、品种及播种时间、拟施用秸秆腐殖质土地面积和时间；
b.秸秆快速腐殖化方案设计
秸秆快速腐殖化场地选择，结合秸秆地、拟施用秸秆腐殖质土地，以就近原则、接近水源、方便操作，减少秸秆运输距离，确定具体的田间地头为秸秆快速腐殖化场地；所需场地占秸秆地的1/400～1/300；
秸秆快速腐殖化作业量，结合拟施秸秆腐殖质作物类别、品种及预计产出量、拟施用秸秆腐殖质土地面积、秸秆快速腐殖化预计产出量确定秸秆快速腐殖化作业量；
秸秆快速腐殖化作业时间，结合秸秆作物收获时间、拟施秸秆腐殖质作物播种时间、秸秆快速腐殖化花费时间确定秸秆快速腐殖化作业时间；
秸秆快速腐殖化参数，根据秸秆作物类别及品种、预快速腐殖化秸秆数量确定秸秆快速腐殖化参数，包括高营养起爆剂的配方、使用比例和使用量，水分调节，秸秆快速腐殖化堆体数、规格形状，翻抛时间、次数；
c.现场操作
1)、秸秆收集、粉碎：收集秸秆，并粉碎至5cm以下；
2)、配料、预湿：将秸秆和高营养起爆剂混合均匀，调节好秸秆快速腐殖化混合物料的有效碳元素和氮元素的质量比即有效C/N，加水调节水分至55～62wt％，混合预湿后建堆发酵；其中，高营养起爆剂包括如下步骤制备得到：
①、培养基原料准备
以高水溶性有机质含量的有机物为培养基原料，有机物中污染物和卫生指标符合生物有机肥标准NY848-2012；
②、培养基制备
调节所述有机物含水量至50wt％左右，得培养基，按培养基质量的5～10％，添加氨基酸；
③、接种复合菌剂
复合菌剂是由酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌、根霉真菌按活菌数量比2～3:1:0.5:1:1复配而成，接种比例为每吨培养基(干重)接种复合菌剂1.5～3L(活菌总数为1011个/ml数量级)；
④、好氧发酵
接种后将培养基堆成1.5～2米宽、1～1.5米高的三角形条垛，每天翻抛一次，10～15天后，温度稳定在35～40℃时风干或在45℃条件下低温烘干，至水分≤30％；
⑤、检测有机质、水溶性有机质、活菌数
要求总有机质为30～35wt％、水溶性有机质≥7wt％，N≥10wt％，若不足以氨基酸补足，P2O5≥3％，有效活菌数≥2*108/克，若不足，则以原复合菌剂补足；
3)、定期翻抛：建堆后7～10天，当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，进行第一次翻抛，使原料内外混合均匀、增加氧气供应；当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，即第一次翻抛后10～15天，进行第二次翻抛，视情况进行补水至含水量50～55wt％，第二次翻抛后10～15天进行第三次翻抛，每次翻抛后保持堆体高度不变；三次翻抛后就不再翻抛，建堆30～45天后即可形成稳定的秸秆腐殖质；
4)、秸秆腐殖质检测：检测秸秆腐殖质中有机质、氮、磷、钾的含量；
5)、秸秆腐殖质抛撒还田、改良土壤：结合秸秆腐殖质的检测结果，根据斯坦福公式，计算秸秆腐殖质的使用量；在施基肥时间机械化将秸秆腐殖质撒入田地，进行土壤改良；以秸秆腐殖质替代部分或全部化学肥料；
d.重复作业后的施肥方案
对土壤成份进行检测，调整后期所使用的化学肥料，进行多年秸秆快速腐殖化还田后，后期所使用的化学肥料会逐年减少；
e.数据库完善
将上述相关数据输入数据库，以完善数据库指导秸秆就地快速腐殖化还田商业应用，数据库包括品种数据库、土壤数据库、作业数据库、秸秆快速腐殖化辅料数据库、秸秆快速腐殖化数据库、秸秆腐殖质施用数据库；
①、品种数据库：包括秸秆作物类别、品种、秸秆成份、产量水平、粮草比例；
②、土壤数据库：分为土壤情况数据库和土壤产出数据库，土壤情况数据库包括区域位置、土壤类别、土壤酸碱性质、施秸秆腐殖质前土壤成份、施秸秆腐殖质改良后土壤成份，土壤产出数据库包括粮食产量和秸秆产量；
③、作业数据库：包括作业时间、地点、作业工具；
④、秸秆快速腐殖化辅料数据库：包括高营养起爆剂配方、使用比例和使用量；
⑤、秸秆快速腐殖化数据库：包括秸秆快速腐殖化场地选择、秸秆快速腐殖化作业量、秸秆快速腐殖化作业时间、秸秆快速腐殖化参数、及现场操作情况；
⑥、秸秆腐殖质施用数据库：包括秸秆腐殖质及其它有机肥料、化学肥料施用情况。
进一步地，步骤c现场操作步骤1)秸秆收集、粉碎具体操作如下：
如果秸秆已经被收割机所粉碎，碎度在5cm以下，则采用风吸式秸秆捡拾机直接从田间收集运到集中点；
如果秸秆在收割时未经粉碎，则采用捡拾、破碎一体机将秸秆从田间收集同时破碎至5cm以下，然后运输到集中点；
如果秸秆已经打成捆，则在集中点用破捆粉碎机将秸秆粉碎至5cm以下。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中，根据秸秆类别和品种确定高营养起爆剂的配方及使用比例，具体根据秸秆纤维素、半纤维素、木质素含量来调节秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N，木质素含量越高，秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N调节的越高。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤①，高水溶性有机质含量的有机物为餐厨垃圾或厨余垃圾、生活污水处理厂的剩余污泥、酒精发酵污泥、沼气发酵污泥、甜菜糖渣或制糖污泥或糖蜜其中一种或多种等质量混合。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤②，以米糠或麸皮或木屑作为水分调节剂调节所述有机物含水量至50wt％左右。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤②，所述氨基酸为动物源氨基酸。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤③，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌中的一种，根据秸秆种类选择一种。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备还包括：
步骤⑥、定量包装好备用
菌种种类和数量、C、N、P含量可根据秸秆类别、品种进行调配成针对某种秸秆的专用产品，秸秆快速腐殖化现场直接根据秸秆量按比例加入即可。
进一步地，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中，根据材料量可将堆体建成宽5～6米、高2.5米，长度不限的梯形条垛；或建成高2～2.5米、长宽不限的平台型堆体；视情况，可以覆盖防雨膜。
进一步地，步骤c现场操作步骤3)定期翻抛步骤中，梯形条垛式堆体用桥梁式翻抛机翻抛，平台型堆体用链板式翻抛机翻抛；或者堆体用装载车、挖掘机翻堆。
本发明的有益效果：
1、本发明根据作物需营养规律设计秸秆腐殖质施用方案，以秸秆腐殖质替代部分或全部化学肥料，实现农业废弃物秸秆循环利用、地力提升和农业可持续发展。本发明从信息采集、秸秆快速腐殖化方案设计、现场操作及后续的重复作业均有标准化的操作规程，实现了秸秆就地快速腐殖化还田的商业应用。
2、本发明秸秆收集、粉碎一体化，节约时间和成本，所有秸秆快速腐殖化作业全部在田间地头完成，极大减少秸秆和秸秆腐殖质的运输距离和运输成本，同时节约了大量的秸秆收储和加工场地。
3、本发明制作的秸秆腐殖质质量高，有利于作物生长和维护生态，可部分替代或全部替代化肥，秸秆腐殖质使用成本低，即使是大田作物，农民能够用得起。
4、本发明高营养起爆剂筛选的复合菌剂具有强降解有机物能力，具有耐高温(70℃时菌剂仍然具有活力)、活化快、升温快；菌种适应性广，在较低的温度(气温在-30～-40℃)时高营养起爆剂中微生物能够正常发酵；菌剂生命力强，复合菌在分解有机质的过程中形成食物链的关系，一种菌的活动为下一级微生物提供营养，所以能够实现持续高温。
5、本发明高营养起爆剂水溶性营养高，能使微生物快速增殖、起爆，实现秸秆的快速腐熟，一般情况下，经粉碎后的秸秆加入高营养起爆剂后30～45天左右即可以制成优质秸秆腐殖质，全量秸秆快速腐殖化后还田，可以替代30～50％的化学肥料。
6、本发明高营养起爆剂专门配方、定型产品，发酵速度快、肥料质量好、施用简便。不同秸秆不同配方，依据产量决定用量。依据不同作物类别、品种和产量水平配置专用配方的定量的高营养起爆剂成品，现场直接和秸秆混合即可。在室外-40℃情况下正常实现秸秆快速腐殖化。
7、本发明秸秆快速腐殖化接种功能微生物(高营养起爆剂)，提高秸秆腐殖质利用率、控制土壤微生态群落、抑制土壤有害微生物，减轻作物病害。
8、本发明从秸秆收集、粉碎、接种高营养起爆剂、翻抛加速发酵、秸秆腐殖质施用全部可机械化作业。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
图2为水稻秸秆腐殖化试验高营养起爆剂接种后35天内的堆体温度变化图。
图3为水稻秸秆腐殖化试验高营养起爆剂接种后35天水稻秸秆色泽和形态图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，如图1所示，所述方法包括：
a.信息采集
所述信息包括区域位置、秸秆作物品种信息、农事信息；
区域位置精确到县域名，以明确土壤类别、土壤酸碱性质；
秸秆作物品种信息包括秸秆作物类别、品种、产量水平、粮草比例，不同秸秆作物类别，秸秆性质不同，成分有异，精确到品种，秸秆成份更加精确；明确秸秆作物产量水平和粮草比例以测算出秸秆产量；
农事信息包括秸秆作物收获时间、拟施秸秆腐殖质作物类别、品种及播种时间、拟施用秸秆腐殖质土地面积和时间；
b.秸秆快速腐殖化方案设计
秸秆快速腐殖化场地选择，结合秸秆地、拟施用秸秆腐殖质土地，以就近原则、接近水源、方便操作，减少秸秆运输距离，确定具体的田间地头为秸秆快速腐殖化场地；所需场地占秸秆地的1/400～1/300；
秸秆快速腐殖化作业量，结合拟施秸秆腐殖质作物类别、品种及预计产出量、拟施用秸秆腐殖质土地面积、秸秆快速腐殖化预计产出量确定秸秆快速腐殖化作业量；
秸秆快速腐殖化作业时间，结合秸秆作物收获时间、拟施秸秆腐殖质作物播种时间、秸秆快速腐殖化花费时间确定秸秆快速腐殖化作业时间；
秸秆快速腐殖化参数，根据秸秆作物类别及品种、预快速腐殖化秸秆数量确定秸秆快速腐殖化参数，包括高营养起爆剂的配方、使用比例和使用量，水分调节，秸秆快速腐殖化堆体数、规格形状，翻抛时间、次数；
c.现场操作
1)、秸秆收集、粉碎：收集秸秆，并粉碎至5cm以下，所述秸秆包括水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、蔬菜秸秆等，但不限于此；具体操作如下：
如果秸秆已经被收割机所粉碎，碎度在5cm以下，则采用风吸式秸秆捡拾机直接从田间收集运到集中点；
如果秸秆在收割时未经粉碎，则采用捡拾、破碎一体机将秸秆从田间收集同时破碎至3～5cm，然后运输到集中点；
如果秸秆已经打成捆，则在集中点用破捆粉碎机将秸秆粉碎至3～5cm；
2)、配料、预湿：将秸秆和高营养起爆剂混合均匀，根据秸秆类别、品种确定高营养起爆剂的配方及使用比例，具体根据秸秆纤维素、半纤维素、木质素含量来调节秸秆快速腐殖化混合物料的有效碳元素和氮元素的质量比即有效C/N，木质素含量越高，秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N调节的越高，如水稻秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N为20～23:1，玉米秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N为24～28:1，小麦秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N为30～32:1，大豆秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N为32～35:1，加水调节水分至55～62wt％，混合预湿后建堆发酵，根据材料量可将堆体建成宽5～6米、高2.5米，长度不限的梯形条垛；或建成高2～2.5米、长宽不限的平台型堆体；视情况，可以覆盖防雨膜；
其中，高营养起爆剂包括如下步骤制备得到：
①、培养基原料准备
以高水溶性有机质含量的有机物为培养基原料，有机物为餐厨垃圾或厨余垃圾、生活污水处理厂的剩余污泥、酒精发酵污泥、沼气发酵污泥、甜菜糖渣或制糖污泥或糖蜜其中一种或多种等质量混合，上述有机物中污染物含量和卫生指标需符合生物有机肥标准NY848-2012；
②、培养基制备
以米糠或麸皮或木屑作为水分调节剂调节所述有机物含水量至50wt％左右，得培养基，按培养基质量的5～10％，添加氨基酸，所述氨基酸为来源于畜禽皮毛(羽毛)或畜禽遗体等为原料制取的动物源氨基酸；
③、接种复合菌剂
复合菌剂是由酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌、根霉真菌按活菌数量比2～3:1:0.5:1:1复配而成，接种比例为每吨培养基(干重)接种复合菌剂1.5～3L(活菌总数为1011个/ml数量级)；其中，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌中的一种，根据秸秆种类选择一种，对于草质类或较柔软的秸秆选用解淀粉芽孢杆菌，而对于木质化程度高或表面蜡质多的秸秆选用短小芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌介于解淀粉芽孢杆菌和短小芽孢杆菌之间；
④、好氧发酵
接种后将培养基堆成1.5～2米宽、1～1.5米高的三角形条垛，利用翻抛机每天翻抛一次，10～15天后，温度稳定在35～40℃时风干或在45℃条件下低温烘干，至水分≤30％；
⑤、检测有机质、水溶性有机质、活菌数
要求总有机质为30～35wt％、水溶性有机质≥7wt％，N≥10wt％，若不足以氨基酸补足，P2O5≥3％，有效活菌数≥2*108/克，若不足，则以原复合菌剂补足；
⑥、定量包装好备用
菌种种类和数量、C、N、P含量可根据秸秆类别、品种进行调配成针对某种秸秆的专用产品，如稻秸秆高营养起爆剂、玉米秸秆高营养起爆剂等，秸秆快速腐殖化现场直接根据秸秆量按比例加入即可；
3)、定期翻抛：建堆后7～10天，当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，进行第一次翻抛，使原料内外混合均匀、增加氧气供应；当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，即第一次翻抛后10～15天，进行第二次翻抛，视情况进行补水至含水量50～55wt％，第二次翻抛后10～15天进行第三次翻抛，每次翻抛后保持堆体高度不变；三次翻抛后就不再翻抛，建堆30～45天后即可形成稳定的秸秆腐殖质；其中，梯形条垛式堆体用桥梁式翻抛机翻抛，平台型堆体用链板式翻抛机翻抛；或者堆体用装载车、挖掘机翻堆；
4)、秸秆腐殖质检测：检测秸秆腐殖质中有机质、氮、磷、钾的含量；
5)、秸秆腐殖质抛撒还田、改良土壤：结合秸秆腐殖质的检测结果，根据斯坦福公式，计算秸秆腐殖质的使用量；在施基肥时间机械化将秸秆腐殖质撒入田地，进行土壤改良；以秸秆腐殖质即有机肥料替代部分或全部化学肥料；
d.重复作业后的施肥方案
对土壤成份进行检测，调整后期所使用的化学肥料，进行多年秸秆快速腐殖化还田后，后期所使用的化学肥料会逐年减少；
e.数据库完善
将上述相关数据输入数据库，以完善数据库指导秸秆就地快速腐殖化还田商业应用；数据库包括品种数据库、土壤数据库、作业数据库、秸秆快速腐殖化辅料数据库、秸秆快速腐殖化数据库、秸秆腐殖质施用数据库；
①、品种数据库：包括秸秆作物类别、品种、秸秆成份、产量水平、粮草比例；
②、土壤数据库：分为土壤情况数据库和土壤产出数据库，土壤情况数据库包括区域位置、土壤类别、土壤酸碱性质、施秸秆腐殖质前土壤成份、施秸秆腐殖质改良后土壤成份，土壤产出数据库包括粮食产量和秸秆产量；
③、作业数据库：包括作业时间、地点、作业工具；
④、秸秆快速腐殖化辅料数据库：包括高营养起爆剂配方、使用比例和使用量；
⑤、秸秆快速腐殖化数据库：包括秸秆快速腐殖化场地选择、秸秆快速腐殖化作业量、秸秆快速腐殖化作业时间、秸秆快速腐殖化参数、及现场操作情况；
⑥、秸秆腐殖质施用数据库：包括秸秆腐殖质及其它有机肥料、化学肥料施用情况。
实施例1
试验地点、时间：黑龙江省富锦市长安镇东日新村，2018年冬季田间秸秆快速腐殖化，2019年春季施秸秆腐殖质播种；
试验类别、品种：秸秆作物：玉米(吉东56)，拟施秸秆腐殖质作物：玉米(吉东56)；
试验过程：
1)、秸秆收集、粉碎：收集玉米秸秆，并粉碎至5cm以下；
2)、配料、预湿：将秸秆和高营养起爆剂混合均匀，本实施例中玉米秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N为25:1，加水调节水分至60wt％，混合预湿后建堆发酵，将堆体建成宽5米、高2.5米、长10米的梯形条垛；
其中，高营养起爆剂包括如下步骤制备得到：
①、培养基原料准备
以高水溶性有机质含量的有机物为培养基原料，高水溶性有机质含量的有机物为餐厨垃圾和酒精发酵污泥等质量混合，上述有机物中污染物含量和卫生指标符合生物有机肥标准NY848-2012；
②、培养基制备
以米糠作为水分调节剂调节所述有机物含水量至50wt％左右，得培养基，按培养基质量的8％添加氨基酸，所述氨基酸为来源于畜禽皮毛(羽毛)或畜禽遗体等为原料制取的动物源氨基酸，游离氨基酸含量≥20％；
③、接种复合菌剂
复合菌剂是由酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌、根霉真菌按活菌数量比3:1:0.5:1:1复配而成，接种比例为每吨培养基(干重)接种复合菌剂2.5L(活菌总数为1011个/ml数量级)；其中，芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌；
④、好氧发酵
接种后将培养基堆成1.5米宽、1米高的三角形条垛，利用翻抛机每天翻抛一次，12天后，温度稳定在35～40℃时风干，至水分≤30％；
⑤、检测有机质、水溶性有机质、活菌数
总有机质为35wt％，水溶性有机质8wt％，N11wt％，P2O55wt％，有效活菌数5*108/克；
3)、定期翻抛：建堆后8天，当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，用桥梁式翻抛机进行第一次翻抛，使原料内外混合均匀、增加氧气供应；当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，即第一次翻抛后12天，进行第二次翻抛，视情况进行补水至含水量55wt％，第二次翻抛后10天进行第三次翻抛，每次翻抛后保持堆体高度不变；三次翻抛后就不再翻抛，建堆38天后即可形成稳定的秸秆腐殖质；
4)、秸秆腐殖质检测：检测秸秆腐殖质中有机质、氮、磷、钾的含量；有机质、氮、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量分别为55.4％、1.82％、1.735％、1.54％；
5)、秸秆腐殖质抛撒还田、改良土壤：结合秸秆腐殖质的检测结果，根据斯坦福公式，计算秸秆腐殖质的使用量；在施基肥时间机械化将秸秆腐殖质撒入田地，进行土壤改良；以秸秆腐殖质替代部分或全部化学肥料；
6)玉米播种，并常规管理；
试验结果：如表1所示。
表1玉米秸秆快速腐殖化还田对玉米产量影响
玉米秸秆腐殖质(kg/亩) 0 500 500 500 500 0
复混肥(NPK15-15-15)(kg/亩) 45 45 30 15 0 0
玉米产量(kg/亩) 980 1040 960 920 860 740
*玉米秸秆腐殖质、复混肥均是在播种前耕翻土地时施入土壤
实施例2
试验地点、时间：江苏省淮安市洪泽区岔河镇岔河村，2019年春季秸秆快速腐殖化，夏季施秸秆腐殖质插秧；
试验类别、品种：秸秆作物：水稻(南粳9108)，拟施秸秆腐殖质作物：水稻(南粳9108)；
试验过程：
1)、秸秆收集、粉碎：收集水稻秸秆，并粉碎至5cm以下；
2)、配料、预湿：将秸秆和高营养起爆剂混合均匀，本实施例中水稻秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N为20:1，加水调节水分至60wt％，混合预湿后建堆发酵，将堆体建成宽5米、高2.5米、长10米的梯形条垛；
其中，高营养起爆剂包括如下步骤制备得到：
①、培养基原料准备
以高水溶性有机质含量的有机物为培养基原料，高水溶性有机质含量的有机物为餐厨垃圾和酒精发酵污泥等质量混合，上述有机物中污染物含量和卫生指标符合生物有机肥标准NY848-2012；
②、培养基制备
以米糠作为水分调节剂调节所述有机物含水量至50wt％左右，得培养基，按培养基质量的8％添加氨基酸，所述氨基酸为来源于畜禽皮毛(羽毛)或畜禽遗体等为原料制取的动物源氨基酸，游离氨基酸含量≥20％)；
③、接种复合菌剂
复合菌剂是由酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌、根霉真菌按活菌数量比2:1:0.5:1:1复配而成，接种比例为每吨培养基(干重)接种复合菌剂2.5L(活菌总数为1011个/ml数量级)；其中，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌；
④、好氧发酵
接种后将培养基堆成1.5米宽、1米高的三角形条垛，利用翻抛机每天翻抛一次，12天后，温度稳定在35～40℃时风干，至水分≤30％；
⑤、检测有机质、水溶性有机质、活菌数
总有机质为35％wt％，水溶性有机质8wt％，N11wt％，P2O55wt％，有效活菌数5*108/克；
3)、定期翻抛：建堆后8天，当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，用桥梁式翻抛机进行第一次翻抛，使原料内外混合均匀、增加氧气供应；当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，即第一次翻抛后10天，进行第二次翻抛，视情况进行补水至含水量55wt％，第二次翻抛后10天进行第三次翻抛，每次翻抛后保持堆体高度不变；三次翻抛后就不再翻抛，建堆35天后即可形成稳定的秸秆腐殖质；水稻秸秆腐殖化试验高营养起爆剂接种后35天内的堆体温度变化图如图2所示；水稻秸秆腐殖化试验高营养起爆剂接种后35天水稻秸秆色泽和形态如图3所示；
4)、秸秆腐殖质检测：检测秸秆腐殖质中有机质、氮、磷、钾的含量；有机质、氮、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量分别为52％、1.91％、1.62％、1.06％；
5)、秸秆腐殖质抛撒还田、改良土壤：结合秸秆腐殖质的检测结果，根据斯坦福公式，计算秸秆腐殖质的使用量；在施基肥时间机械化将秸秆腐殖质撒入田地，进行土壤改良；以秸秆腐殖质即有机肥料替代部分或全部化学肥料；
6)水稻播种，并常规管理；
试验结果：如表2所示。
表2水稻秸秆快速腐殖化还田对产量的影响
复混肥(kg/亩) 50(NPK15-15-15) 50(NPK 19-6-16) 30(NPK 19-6-16)
水稻秸秆腐殖质(kg/亩) 0 0 200
水稻产量(kg/亩) 1142 1261 1271
*水稻秸秆腐殖质、复混肥均是在插秧前耕翻土地时施入土壤

Claims (10)

1.一种秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，所述方法包括：
a.信息采集
所述信息包括区域位置、秸秆作物品种信息、农事信息；
区域位置精确到县域名，以明确土壤类别、土壤酸碱性质；
秸秆作物品种信息包括秸秆作物类别、品种、产量水平、粮草比例，不同秸秆作物类别，秸秆性质不同，成分有异，精确到品种，秸秆成份更加精确；明确秸秆作物产量水平和粮草比例以测算出秸秆产量；
农事信息包括秸秆作物收获时间、拟施秸秆腐殖质作物类别、品种及播种时间、拟施用秸秆腐殖质土地面积和时间；
b.秸秆快速腐殖化方案设计
秸秆快速腐殖化场地选择，结合秸秆地、拟施用秸秆腐殖质土地，以就近原则、接近水源、方便操作，减少秸秆运输距离，确定具体的田间地头为秸秆快速腐殖化场地；所需场地占秸秆地的1/400～1/300；
秸秆快速腐殖化作业量，结合拟施秸秆腐殖质作物类别、品种及预计产出量、拟施用秸秆腐殖质土地面积、秸秆快速腐殖化预计产出量确定秸秆快速腐殖化作业量；
秸秆快速腐殖化作业时间，结合秸秆作物收获时间、拟施秸秆腐殖质作物播种时间、秸秆快速腐殖化花费时间确定秸秆快速腐殖化作业时间；
秸秆快速腐殖化参数，根据秸秆作物类别及品种、预快速腐殖化秸秆数量确定秸秆快速腐殖化参数，包括高营养起爆剂的配方、使用比例和使用量，水分调节，秸秆快速腐殖化堆体数、规格形状，翻抛时间、次数；
c.现场操作
1)、秸秆收集、粉碎：收集秸秆，并粉碎至5cm以下；
2)、配料、预湿：将秸秆和高营养起爆剂混合均匀，调节好秸秆快速腐殖化混合物料的有效碳元素和氮元素的质量比即有效C/N，加水调节水分至55～62wt％，混合预湿后建堆发酵；其中，高营养起爆剂包括如下步骤制备得到：
①、培养基原料准备
以高水溶性有机质含量的有机物为培养基原料，有机物中污染物和卫生指标符合生物有机肥标准NY848-2012；
②、培养基制备
调节所述有机物含水量至50wt％左右，得培养基，按培养基质量的5～10％，添加氨基酸；
③、接种复合菌剂
复合菌剂是由酵母菌、芽孢杆菌、乳酸菌、放线菌、根霉真菌按活菌数量比2～3:1:0.5:1:1复配而成，接种比例为每吨培养基(干重)接种复合菌剂1.5～3L(活菌总数为1011个/ml数量级)；
④、好氧发酵
接种后将培养基堆成1.5～2米宽、1～1.5米高的三角形条垛，每天翻抛一次，10～15天后，温度稳定在35～40℃时风干或在45℃条件下低温烘干，至水分≤30％；
⑤、检测有机质、水溶性有机质、活菌数
要求总有机质为30～35wt％、水溶性有机质≥7wt％，N≥10wt％，若不足以氨基酸补足，P2O5≥3％，有效活菌数≥2*108/克，若不足，则以原复合菌剂补足；
3)、定期翻抛：建堆后7～10天，当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，进行第一次翻抛，使原料内外混合均匀、增加氧气供应；当堆体中心温度稳定在55～65℃，后温度开始下降至50℃左右，即第一次翻抛后10～15天，进行第二次翻抛，视情况进行补水至含水量50～55wt％，第二次翻抛后10～15天进行第三次翻抛，每次翻抛后保持堆体高度不变；三次翻抛后就不再翻抛，建堆30～45天后即可形成稳定的秸秆腐殖质；
4)、秸秆腐殖质检测：检测秸秆腐殖质中有机质、氮、磷、钾的含量；
5)、秸秆腐殖质抛撒还田、改良土壤：结合秸秆腐殖质的检测结果，根据斯坦福公式，计算秸秆腐殖质的使用量；在施基肥时间机械化将秸秆腐殖质撒入田地，进行土壤改良；以秸秆腐殖质替代部分或全部化学肥料；
d.重复作业后的施肥方案
对土壤成份进行检测，调整后期所使用的化学肥料，进行多年秸秆快速腐殖化还田后，后期所使用的化学肥料会逐年减少；
e.数据库完善
将上述相关数据输入数据库，以完善数据库指导秸秆就地快速腐殖化还田商业应用，数据库包括品种数据库、土壤数据库、作业数据库、秸秆快速腐殖化辅料数据库、秸秆快速腐殖化数据库、秸秆腐殖质施用数据库；
①、品种数据库：包括秸秆作物类别、品种、秸秆成份、产量水平、粮草比例；
②、土壤数据库：分为土壤情况数据库和土壤产出数据库，土壤情况数据库包括区域位置、土壤类别、土壤酸碱性质、施秸秆腐殖质前土壤成份、施秸秆腐殖质改良后土壤成份，土壤产出数据库包括粮食产量和秸秆产量；
③、作业数据库：包括作业时间、地点、作业工具；
④、秸秆快速腐殖化辅料数据库：包括高营养起爆剂配方、使用比例和使用量；
⑤、秸秆快速腐殖化数据库：包括秸秆快速腐殖化场地选择、秸秆快速腐殖化作业量、秸秆快速腐殖化作业时间、秸秆快速腐殖化参数、及现场操作情况；
⑥、秸秆腐殖质施用数据库：包括秸秆腐殖质及其它有机肥料、化学肥料施用情况。
2.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤1)秸秆收集、粉碎具体操作如下：
如果秸秆已经被收割机所粉碎，碎度在5cm以下，则采用风吸式秸秆捡拾机直接从田间收集运到集中点；
如果秸秆在收割时未经粉碎，则采用捡拾、破碎一体机将秸秆从田间收集同时破碎至5cm以下，然后运输到集中点；
如果秸秆已经打成捆，则在集中点用破捆粉碎机将秸秆粉碎至5cm以下。
3.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中，根据秸秆类别和品种确定高营养起爆剂的配方及使用比例，具体根据秸秆纤维素、半纤维素、木质素含量来调节秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N，木质素含量越高，秸秆快速腐殖化混合物料的有效C/N调节的越高。
4.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤①，高水溶性有机质含量的有机物为餐厨垃圾或厨余垃圾、生活污水处理厂的剩余污泥、酒精发酵污泥、沼气发酵污泥、甜菜糖渣或制糖污泥或糖蜜其中一种或多种等质量混合。
5.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤②，以米糠或麸皮或木屑作为水分调节剂调节所述有机物含水量至50wt％左右。
6.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤②，所述氨基酸为动物源氨基酸。
7.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备步骤③，芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌中的一种，根据秸秆种类选择一种。
8.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中高营养起爆剂制备还包括：
步骤⑥、定量包装好备用
菌种种类和数量、C、N、P含量可根据秸秆类别、品种进行调配成针对某种秸秆的专用产品，秸秆快速腐殖化现场直接根据秸秆量按一定比例加入即可。
9.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤2)配料、预湿步骤中，根据材料量可将堆体建成宽5～6米、高2.5米，长度不限的梯形条垛；或建成高2～2.5米、长宽不限的平台型堆体；视情况，可以覆盖防雨膜。
10.根据权利要求1所述的秸秆就地快速腐殖化还田的商业方法，其特征在于，步骤c现场操作步骤3)定期翻抛步骤中，梯形条垛式堆体用桥梁式翻抛机翻抛，平台型堆体用链板式翻抛机翻抛；或者堆体用装载车、挖掘机翻堆。
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