CN113173827A - 一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥及其制备方法与应用，本发明一方面通过高温炭化解决了鸽子粪便制作有机肥过程中鸽子羽毛难于降解的问题，另一方面通过对鸽子粪等有机物料进行发酵后再与无机肥复配，从而使得制备的鸽子粪源肥料具有丰富的氮磷钾大量元素，更符合农作物生长对有机无机养分的需求，提高作物对肥料的利用效率，同时鸽子粪源炭基有机无机复混肥施用后能够提高作物有机肥的施用量，有效改良土壤的理化结构性状，增加土壤的有机质含量，可替代部分化肥施用。

Description

一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥及其制备方法与应用。

背景技术

近二十年来，化肥的使用量逐年上升，由过去的不足逐渐上升为现在的过量。长期施用化肥，不仅导致了耕地土壤结构的破坏和酸化，肥料下降，不利于农作物生长，而且造成了资源浪费、环境污染、果品质量下降等问题。当前，我国农业生产存在的主要问题是有机肥不足，无机化肥使用量大。因而，生产上亟需研究开发更多能为农作物同时提供充足的有机养分和无机养分的有机无机复混肥。

鸽子粪具有很高的农用价值，是所有常规畜禽粪便中营养价值最高的，因为鸽肠子很短，食物在肠道中逗留的时间不长，所以鸽饲料中的养分约有三分之二随粪便排出，造成鸽“拉出去”的都是“宝”。我国肉鸽饲养量占全球饲养总量的80％以上，规模化养殖场中大批量的鸽子粪处理正面临着困境。目前，鸽子粪主要用于制作有机肥，但鸽子粪源有机肥属于纯有机质营养，氮磷钾大量元素含量低，由于缺少农作物所必需的氮磷钾大量元素，因而造成亩使用量大，使用成本高，而且肥效释放慢，见效慢。此外，由于鸽子容易脱毛，鸽子粪中常常混有大量难于降解的羽毛，严重影响了鸽子粪的堆肥及质量。

目前，虽然也出现了一些由鸽子粪制作有机肥，但这些有机肥普遍是简单地将鸽子粪与不同的物料混匀后堆制发酵形成有机肥，存在肥效释放慢、见效慢等问题；此外，均未有考虑粪便中羽毛的降解处理问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥及其制备方法，既解决了鸽子粪便制作有机肥过程中鸽子羽毛难于降解的问题，又解决了由鸽子粪制作的传统有机肥肥效不佳的问题，应用于柑橘等果树上，能够有效促进开花、坐果，提高产量、改善果实品质。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，包括以下重量份的组分：

鸽子粪20-80份、生物炭1-30份、尿素8-50份、磷酸一铵3-30份、硫酸钾5-40份；所述鸽子粪为鸽子粪便与稻壳、蘑菇渣共同发酵的产物；所述生物炭为从鸽子粪便中分离出来的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛中的至少一种共同炭化后的炭化产物。

作为本发明的一个优选实施方式，上述的一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，包括以下重量份的组分：

鸽子粪28-70份、生物炭3-20份、尿素10-30份、磷酸一铵3-15份、硫酸钾7-20份。

优选地，所述鸽子粪便与稻壳、蘑菇渣的质量比为1:(1-3):(1-4)。

优选地，所述生物炭为从鸽子粪便中分离出来的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛共同炭化后的炭化产物，所述鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛的质量比为1:(0-1):(0-1)，所述鸡毛和鸭毛的质量均不为0。

进一步地，所述鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛的质量比为1:1:0.5。

本发明还提供了上述的鸽子粪源炭基有机无机复混肥的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、制备鸽子粪：

S11、将收集的鸽子粪便晾干后，过筛，分离得到干鸽子粪和鸽子羽毛；

S12、将步骤S11中的干鸽子粪与稻壳、蘑菇渣混匀后调节含水量至45-60％，然后加入堆肥发酵剂，并搅拌均匀，将物料起堆进行发酵，堆料的高度为1-1.5米，宽1.5-3米，发酵的时间为20-30天，每2-3天翻堆通气一次，当发酵至物料水分降至20％以下即制得鸽子粪；

S2、制备生物炭：将步骤S11中的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛混合后粉碎成1-3cm的片段，在120-150℃下烘干1-2个小时后升温至400-550℃，绝氧热解3-4个小时，冷却、磨碎后即得生物炭；

S3、制备有机无机复混肥：将步骤S1的鸽子粪、步骤S2的生物炭与尿素、磷酸一铵、硫酸钾按比例混合均匀，粉碎、过筛、造粒后得到鸽子粪源炭基有机无机复混肥。

本发明的鸽子粪便与稻壳、蘑菇渣(蘑菇渣是食用菌产业的固体废物,蘑菇渣中含有食用菌的代谢产物：包括糖类、有机酸类、酶和生物活性物质,数量庞大的微生物群落以及残留的菌丝体)经过科学搭配以及合理发酵后，制备得到的鸽粪含粗蛋白约28％、纯蛋白13％，总氨基酸8％，且各种氨基酸比较平衡，此外，还含有丰富的B族维生素和多种微量元素；鸽子粪便中的鸽子羽毛在缺氧条件下与鸡毛、鸭毛经过科学搭配后通过高温炭化能够生成一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质(即生物炭)，其含有大量碳和矿质元素；上述鸽粪与生物炭经过合理搭配后，富含生物炭和有机质成分，再与无机肥(尿素、磷酸一铵、硫酸钾)进行科学复配后，提高了氮磷钾大量元素的含量，补充了鸽子粪有机肥中的养分短板，能为作物生长提供全面的有机无机养分元素；同时鸽子粪源炭基有机肥与无机养分互补，在增加有机肥速效性的同时保留了有机肥的长效性，施用后能够提高作物有机肥的施用量，同时可以有效改良土壤理化结构性状，增加土壤有机质含量，最终可减少化肥的施用。

需要说明的是，本发明所采用的堆肥发酵剂为市面上常规的粪便发酵剂，比如EM菌剂。

本发明还提供了上述的鸽子粪源炭基有机无机复混肥在果树栽培中的应用。

优选地，所述果树包括但不限于柑橘。

本发明由鸽子羽毛经过高温炭化得到的生物炭能够增加柑橘园土壤中炭基-有机质含量，快速改善橘园土壤结构，促进团粒结构的形成，增强土壤的保水、保肥、增温、透气性，改善柑橘的营养环境，有利于柑橘健康生长；能够活化被土壤固定的多种中微量元素，促进有机养分与无机养分的螯合作用，促进柑橘对中微量元素的吸收利用，产生了叠加效应，起到促进开花和坐果效果；同时可以增加橘园土壤中有益微生物的数量，增加土壤肥力，促进柑橘对矿物营养的平衡吸收，促进碳水化合物转化，促进生长。

本发明经过鸽子粪便发酵得到的鸽粪能补充柑橘生长所需的氨基酸、微量元素营养物质，提高果实品质和风味。同时，本发明的鸽子粪源炭基有机无机复混肥除了富含生物炭和有机质成分，还提高了氮磷钾大量元素的含量，补充鸽子粪有机肥中的养分短板，应用于柑橘栽培中，可以为柑橘生长提供全面的有机无机养分元素；同时该鸽子粪源炭基有机无机复混肥中的有机无机养分互补，既增加了有机肥的速效性，又保留了有机肥的长效性，施用于柑橘后能够提高柑橘的有机肥施用量，并且能有效改良柑橘栽培地的土壤理化结构性状，增加土壤有机质含量，可减少化肥的施用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的鸽子粪源炭基有机无机复混肥及其制备方法，一方面通过高温炭化解决了鸽子粪便制作有机肥过程中鸽子羽毛难于降解的问题，另一方面通过对鸽子粪等有机物料进行发酵后再与无机肥复配，从而使得制备的鸽子粪源肥料具有丰富的氮磷钾大量元素，更符合农作物生长对有机无机养分的需求，提高作物对肥料的利用效率，同时鸽子粪源炭基有机无机复混肥施用后能够提高作物有机肥的施用量，有效改良土壤的理化结构性状，增加土壤的有机质含量，可替代部分化肥施用。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到的。

实施例1一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥的制备

本实施例的鸽子粪源炭基有机无机复混肥，由以下原料组成：

鸽子粪70kg、生物炭10kg、尿素10kg、磷酸一铵3kg、硫酸钾7kg。

上述有机无机复混肥制备方法为：将鸽子粪、生物炭与尿素、磷酸一铵、硫酸钾按比例混合均匀，粉碎后过100目筛，得肥料细粉；肥料细粉通过圆筒造粒机烘干造粒，冷却后包装，得到鸽子粪源炭基有机无机复混肥。

其中，所述鸽子粪的制备方法为：

A1、鸽子粪便的预处理：将收集的鸽子粪便晾干后，使用孔径1cm的筛进行过筛，分离得到干鸽子粪和鸽子羽毛；

A2、制备有机物混合物料：将步骤A1所得的干鸽子粪与稻壳、蘑菇渣按1：2：2的重量比混合均匀；

A3、发酵制备鸽子粪：调节步骤A2所得的有机物混合物料的含水量至60％，按1kg堆肥发酵剂/10吨物料的添加标准加入堆肥发酵剂(购自鹤壁市大德生物科技有限公司)，搅拌均匀，将物料起堆(堆高1.2米，宽2.5米，长度不限)进行发酵，堆肥发酵25天左右，每3天翻堆通气一次，当物料水分降至15％，且无臭味，即完成腐熟，制得鸽子粪。

所述生物炭的制备方法为：

B1、将步骤A1所得的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛按1：1：1的重量比混合后，粉碎成2cm的片段，制得羽毛混合物；

B2、将上述羽毛混合物置于炭化炉中，在135℃下烘干1.5个小时；之后升温至470℃，并于密闭绝氧条件下热解3.5个小时；然后自然冷却至室温，磨碎后过40目筛，即得生物炭。

实施例2一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥的制备

本实施例的鸽子粪源炭基有机无机复混肥，由以下原料组成：

鸽子粪28kg、生物炭3kg、尿素30kg、磷酸一铵15kg、硫酸钾20kg。

上述有机无机复混肥制备方法同实施例1。

其中，所述鸽子粪的制备方法为：

A1、鸽子粪的预处理：将收集的鸽子粪便晾干后，过筛，分离得到干鸽子粪和鸽子羽毛；

A2、制备有机物混合物料：将步骤A1所得的干鸽子粪与稻壳、蘑菇渣按1：2：4的重量比混合均匀；

A3、发酵制备鸽子粪：调节步骤A2所得的有机物混合物料的含水量至50％，按1kg堆肥发酵剂/10吨物料的添加标准加入堆肥发酵剂(购自鹤壁市大德生物科技有限公司)，搅拌均匀，将物料起堆(堆高1米，宽1.5米，长度不限)进行发酵，堆肥发酵20天左右，每2天翻堆通气一次，当物料水分降至10％，且无臭味，即完成腐熟，制得鸽子粪。

所述生物炭的制备方法为：

B1、将步骤A1所得的鸽子羽毛与鸡毛按1：1的重量比混合后，粉碎成1cm的片段，制得羽毛混合物；

B2、将上述羽毛混合物置于炭化炉中，在120℃下烘干2个小时；之后升温至400℃，并于密闭绝氧条件下热解4个小时；然后自然冷却至室温，磨碎后过40目筛，即得生物炭。

实施例3一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥的制备

本实施例的鸽子粪源炭基有机无机复混肥，由以下原料组成：

鸽子粪50kg、生物炭20kg、尿素15kg、磷酸一铵5kg、硫酸钾10kg。

上述有机无机复混肥制备方法同实施例1。

其中，所述鸽子粪的制备方法为：

A1、鸽子粪的预处理：将收集的鸽子粪便晾干后，过筛，分离得到干鸽子粪和鸽子羽毛；

A2、制备有机物混合物料：将步骤A1所得的干鸽子粪与稻壳、蘑菇渣按1：1：3的重量比混合均匀；

A3、发酵制备鸽子粪：调节步骤A2所得的有机物混合物料的含水量至45％，按1kg堆肥发酵剂/10吨物料的添加标准加入堆肥发酵剂(购自鹤壁市大德生物科技有限公司)，搅拌均匀，将物料起堆(堆高1.5米，宽3米，长度不限)进行发酵，堆肥发酵30天左右，每3天翻堆通气一次，当物料水分降至5％，且无臭味，即完成腐熟，制得鸽子粪。

所述生物炭的制备方法为：

B1、将步骤A1所得的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛按1：1：0.5的重量比混合后，粉碎成3cm的片段，制得羽毛混合物；

B2、将上述羽毛混合物置于炭化炉中，在150℃下烘干1个小时；之后升温至550℃，并于密闭绝氧条件下热解3个小时；然后自然冷却至室温，磨碎后过40目筛，即得生物炭。对比例1传统堆制商品化有机肥

将未分离羽毛的鸽子粪与稻壳、蘑菇渣按1：2：2的重量比混合均匀，含水量调节至60％，按1kg堆肥发酵剂/10吨物料的添加标准加入堆肥发酵剂(购自鹤壁市大德生物科技有限公司)，搅拌均匀，将物料起堆(堆高1.2米，宽2.5米，长度不限)进行发酵，堆肥发酵25天左右，每3天翻堆通气一次，当物料水分降至15％，且无臭味，即完成腐熟，制得。

对比例2传统有机无机复混肥

本对比例的有机无机复混肥，由以下原料组成：

对比例1的有机肥80kg、尿素10kg、磷酸一铵3kg、硫酸钾7kg。

上述有机无机复混肥制备方法为：将鸽子粪与尿素、磷酸一铵、硫酸钾按比例混合均匀，粉碎后过100目筛，得肥料细粉；肥料细粉通过圆筒造粒机烘干造粒，冷却后包装，得到鸽子粪源炭基有机无机复混肥。

对比例3传统有机无机复混肥

本对比例的有机无机复混肥，由以下原料组成：

对比例1的有机肥31kg、尿素30kg、磷酸一铵15kg、硫酸钾20kg。

上述有机无机复混肥制备方法同对比例1。

对比例4传统有机无机复混肥

本对比例的有机无机复混肥，由以下原料组成：

对比例1的有机肥70kg、尿素15kg、磷酸一铵5kg、硫酸钾10kg。

上述有机无机复混肥制备方法同对比例1。

对比例5一种鸽子粪源有机无机复混肥的制备

其组成及制备方法同实施例1，不点之处在于，在发酵制备鸽子粪时以鸽子粪和稻壳按1：2的重量比混匀后的混合物料作为发酵的原料(即不包含蘑菇渣)。

对比例6一种鸽子粪源有机无机复混肥的制备

其组成及制备方法同实施例1，不点之处在于，在高温炭化制备生物炭时单独以鸽子羽毛作为炭化的原料(即不包含鸡毛和鸭毛)。

实验例1鸽子粪源炭基有机无机复混肥在柑橘上的应用效果

1、供试肥料：实施例1-3的鸽子粪源炭基有机无机复混肥、对比例1的传统堆制商品化有机肥、对比例2-4的传统有机无机复混肥。

2、试验作物：5年树龄砂糖橘，初蕾期开始试验。

3、试验方法：采用随机试验设计，试验因素为肥料种类，分别为：实施例1-3所述的鸽子粪源炭基有机无机复混肥(记为实施例1-3)、传统堆制商品化有机肥(记为对照组1)、对比例2-4的传统有机无机复混肥(记为对照组2-4)，对比例5、6的鸽子粪源有机无机复混肥(记为对照组5、6)，另外设不施肥处理为空白对照(记为CK)。试验共10个处理，每处理选取砂糖橘树10株，单株为一个重复。于3月初进行施肥，每株砂糖橘施肥量为3kg，试验前后栽培管理措施一致。

4、检测项目：(1)开花数调查：采用随机调查法，在花全部抽出时，每个处理选取长势大小基本一致的4株，分别编号标记，在每株树的东南西北中5个方向选取一个样点，每点选取大小基本一致的2个1cm左右枝条，从上往下数10片成熟叶间的所有花。(2)主要农艺性状调查及果实产量、品质测定：选择开花调查时编号标记的树，调查其坐果、裂果和成品情况；于11月中旬，计算各处理柑橘树的结果个数，并随机采摘20个，称重后计算平均果重，并统计得到各处理单株的产量；采用手持式糖度计测定各处理柑橘果实的品质指标(可溶性固形物)。

5、试验结果：

(1)在施肥后20天对砂糖橘开花情况进行调查，结果如表1所示。

由表1可以看出，不施肥空白处理CK砂糖橘开花数最少，明显低于其他施肥处理，表明施用有机肥或有机无机复混肥可促进砂糖橘开花；对比9个施肥处理，可见实施例1-3施用鸽子粪源炭基有机无机复混肥对砂糖橘的促花作用明显优于传统堆制商品化有机肥(对照组1)、传统有机无机复混肥(对照组2-4)以及鸽子粪源有机无机复混肥(对比例5、6)。试验中，实施例1-3的鸽子粪源炭基有机无机复混肥的开花数分别多于对照组2-4的传统有机无机复混肥和对比例5、6的鸽子粪源有机无机复混肥，表明鸽子粪源炭基有机无机复混肥中含有的生物炭以及鸽子粪源有机质成分，有机、无机养分配比更合理、全面，更能满足橘树生长和开花对养分的需求，更好地促进开花。

表1不同肥料对砂糖橘开花数的影响

(2)对各处理砂糖橘的主要农艺性状调查和果实产量、品质测定，结果如表2和表3所示。

由表2可以看出，不施肥空白处理CK砂糖橘的裂果率最高，并且坐果率、成品率、平均果重和可溶性固形物均明显低于其他施肥处理，表明施用有机肥或有机无机复混肥可改善砂糖橘的农艺性状以及果实品质；对比9个施肥处理，实施例1-3施用鸽子粪源炭基有机无机复混肥的砂糖橘坐果率、成品率、平均果重和可溶性固形物明显优于传统堆制商品化有机肥(对照组1)、传统有机无机复混肥(对照组2-4)和鸽子粪源有机无机复混肥(对比例5、6)，并且裂果率大幅度降低；同时实施例1-3的产量分别高于对照组2-4的传统有机无机复混肥和对比例5、6的鸽子粪源有机无机复混肥。这表明，鸽子粪源炭基有机无机复混肥中含有的生物炭以及鸽子粪源有机质成分，有机、无机养分配比更合理、全面，更能够满足橘树果实生长发育对养分的需求，更好地改善果实品质，提高产量。

表2不同肥料对砂糖橘主要农艺性状的影响

表3不同肥料对砂糖橘产量的影响

处理	平均单株产量(g)	增长率(％)
			CK	37.7	----
对照组1	40.5	7.4
			对照组2	44.8	18.8
对照组3	43.4	15.1
			对照组4	45.0	19.4
对照组5	45.3	20.1
			对照组6	45.5	20.4
实施例1	47.2	25.2
			实施例2	46.1	22.3
实施例3	48.7	29.2

综上所述可见，鸽子粪源炭基有机无机复混肥能够有效促进砂糖橘开花和坐果，降低裂果率，提高果实成品率、平均果重、可溶性固形物，进而提高柑橘产量、改善果实品质。主要是因为鸽子粪源炭基有机无机复混肥中含有的生物炭以及鸽子粪源有机质成分，有机、无机养分配比更合理、全面，并且在制备过程中，有机养分与无机养分硫酸钾等有螯合作用，促进了钾肥的吸收利用率，产生叠加效应，因此对砂糖橘的促花和坐果效果显著优于有机肥、有机肥与无机化肥简单混合的肥料。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，其特征在于，包括以下重量份的组分：

鸽子粪20-80份、生物炭1-30份、尿素8-50份、磷酸一铵3-30份、硫酸钾5-40份；所述鸽子粪为鸽子粪便与稻壳、蘑菇渣共同发酵的产物；所述生物炭为从鸽子粪便中分离出来的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛中的至少一种共同炭化后的炭化产物。

2.根据权利要求1所述的一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，其特征在于，包括以下重量份的组分：

鸽子粪28-70份、生物炭3-20份、尿素10-30份、磷酸一铵3-15份、硫酸钾7-20份。

3.根据权利要求1所述的一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，其特征在于，所述鸽子粪便与稻壳、蘑菇渣的质量比为1:(1-3):(1-4)。

4.根据权利要求1所述的一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，其特征在于，所述生物炭为从鸽子粪便中分离出来的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛共同炭化后的炭化产物，所述鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛的质量比为1:(0-1):(0-1)，所述鸡毛和鸭毛的质量均不为0。

5.根据权利要求4所述的一种鸽子粪源炭基有机无机复混肥，其特征在于，所述鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛的质量比为1:1:0.5。

6.权利要求1-5任一项所述的鸽子粪源炭基有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备鸽子粪：

S11、将收集的鸽子粪便晾干后，过筛，分离得到干鸽子粪和鸽子羽毛；

S12、将步骤S11中的干鸽子粪与稻壳、蘑菇渣混匀后调节含水量至45-60％，然后加入堆肥发酵剂，并搅拌均匀，将物料起堆进行发酵，堆料的高度为1-1.5米，宽1.5-3米，发酵的时间为20-30天，每2-3天翻堆通气一次，当发酵至物料水分降至20％以下即制得鸽子粪；

S2、制备生物炭：将步骤S11中的鸽子羽毛与鸡毛、鸭毛混合后粉碎成1-3cm的片段，在120-150℃下烘干1-2个小时后升温至400-550℃，绝氧热解3-4个小时，冷却、磨碎后即得生物炭；

S3、制备有机无机复混肥：将步骤S1的鸽子粪、步骤S2的生物炭与尿素、磷酸一铵、硫酸钾按比例混合均匀，粉碎、过筛、造粒后得到鸽子粪源炭基有机无机复混肥。

7.权利要求1-5任一项所述的鸽子粪源炭基有机无机复混肥在果树栽培中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述果树包括但不限于柑橘。