CN113354485A - 一种果蔬专用烟末有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种果蔬专用烟末有机肥及其制备方法，果蔬专用烟末有机肥，按质量百分比计，由以下成份组成：烟末20～30％，菌渣50～60％，腐殖酸15～20％，尿素0.5～1％，硼酸0.01～0.5％，发酵菌剂0.05～0.5％。所述果蔬专用烟末有机肥采用纳米膜发酵工艺进行发酵处理得到。本发明充分利用农产废弃物资源烟末和菌渣，减少了农业产品资源浪费，其富含的有机质能对果园菜地土壤养分进行吸附保存，减少养分流失，改善果园菜地土壤的理化性质，达到果园菜地土壤障碍修复的目的。同时其含有的少量烟碱能控制作物病虫害发生，能在一定程度上减少农药施用量，是一种绿色，环保的新型有机肥，适合在瓜果蔬菜类经济作物种植区域推广应用。

Description

一种果蔬专用烟末有机肥及其制备方法

技术领域

本发明属于有机肥领域，涉及果蔬专用有机肥，以及该有机肥的制备方法。

背景技术

近年来，我国水果，蔬菜种植面积不断增加。对于瓜果蔬菜等经济作物而言，在产业技术体系的影响下，集约化种植栽培模式逐渐主流化，老地更新，新地重建成为其发展的重点。化肥是农作物增产的重要因素，瓜果，蔬菜类经济作物需肥量大，长期重化肥而轻有机肥，造成了土壤有机质含量下降，土壤酸化，板结，病虫害增多等问题，严重制约了该产业的发展。

我国是烟草生产大国，年产量达到450～500万t，而卷烟的加工生产所产生的大量的烟末废弃物约为90～100万t，占总产量的25％，其中大部分被废弃，不仅造成资源浪费，而且严重污染环境。

烟末是卷烟生产的大宗副产品，富含各种具有生产应用价值的生物有机成分和次生代谢产物，同时含有大量的氮、磷、钾及微量元素等养分，具有很高的利用价值。近年来，废弃烟末的处置主要集中于提取烟碱，茄尼醇等物质生产相关药物，或提取烟草蛋白质作为优质饲料添加剂，由于烟末废弃物中具有很强植物毒性的烟碱的存在，不能作为有机肥直接施于土壤，但通过合理发酵降解后，少量的烟碱能有效预防病虫害，提升作物品质，而将其作为有机肥源进行资源化利用的相关工艺尚不成熟。

因此，合理利用烟末资源，打造高品质烟末有机肥，对提高果园菜地土壤有机质含量，改善土壤生态环境，预防病虫害，提升作物产质量和瓜果蔬菜类作物产业的可持续性发展具有指导意义。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种果蔬专用烟末有机肥，该有机肥利用农产废弃物资源烟末和菌渣，减少了农业产品资源浪费，其富含的有机质能对果园菜地土壤养分进行吸附保存，减少养分流失，改善果园菜地土壤的理化性质，达到果园菜地土壤障碍修复的目的。

本发明的另一目的在于提供前述有机肥的制备方法。

发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种果蔬专用烟末有机肥，按质量百分比计，由以下成份组成：烟末20～30％，菌渣50～60％，腐殖酸15～20％，尿素0.5～1％，硼酸0.01～0.5％，发酵菌剂0.05～0.5％。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，按质量百分比计，由以下成份组成：烟末25％，菌渣55％，腐殖酸19％，尿素0.7％，硼酸0.1％，发酵菌剂0.2％。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，所述烟末为废弃烟叶或烟梗粉末。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，所述腐殖酸，为活化腐殖酸，有机质含量在60％～70％，pH为9.03。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，所述尿素氮含量45％～46％。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，所述硼酸含硼17％。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，所述发酵菌剂有效菌种包含地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉，有效活菌数>10亿/g，蛋白酶活>100.0U/g，纤维素酶活>1000.0U/g，易氧化有机质>20.0％，pH：5.5-7.5，水分<12.0％。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥的一个优选实施方式，所述地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉的配置比例为6：3～4：4～5。

本发明还提供了一种前述果蔬专用烟末有机肥的制备方法，采用纳米膜发酵工艺进行发酵处理，包括如下步骤：

S1：发酵前在发酵场地安装曝气管道；

S2：将上述烟末粉碎后掺入菌渣，在混合物中添加尿素和发酵菌剂；

S3：根据原料检测数据，调节混合料水分至49％～51％，混合料堆积为梯形条垛；

S4：铺设纳米膜，纳米膜边沿压实至不漏气；

S5：开始发酵，控制膜内各阶段的温度、气压和氧气浓度；

S6：完成发酵后，添加腐殖酸、硼酸，混合均匀，干燥冷却，得到果蔬专用烟末有机肥。

根据本发明果蔬专用烟末有机肥制备方法的一个优选实施方式，所述步骤S5发酵过程分三步进行：

快速升温期：1-2d，该阶段进行间歇式强制曝气供氧，让发酵基温度快速上升，氧气浓度控制在10-15％，通风量控制在0.05-0.20Nm³/(min·m³)；

高温发酵期：7-10d，该阶段在快速升温期的基础上，通过调节氧气浓度来维持发酵温度和发酵菌活性，控制发酵温度在60～75℃，避免温度持续升高而导致有机质高温碳化；

降温期：3-5d，该阶段要加大通风供氧量，将通风量控制在0.20-0.40Nm³/(min·m³)，以达到发酵基干燥降温的目的。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：

a)本发明果蔬专用烟末有机肥可满足瓜果蔬菜类作物对养分的配比需求，其富含的有机质能有效地吸附保存土壤养分，减缓养分因挥发、淋洗等造成的流失。该有机肥中存在的多种生物活性物质能改善土壤理化性能，增强土壤的缓冲能力和保水保肥能力，同时降低土壤病虫害，提升土壤养分有效性，促进作物对土壤养分的吸收和根系生长发育，直接提升作物产质量。

b)本发明果蔬专用烟末有机肥充分利用了农产废弃物烟末，变废为宝，同时纳米膜有机废弃物堆沤技术绿色环保，工艺简单，便于操作，成本低，能够达到有机肥绿色化，工厂化生产的目的。

c)本发明果蔬专用烟末有机肥在解决果园土壤存在的酸化、板结等障碍问题，提高作物产量、外观及内在品质，降低病虫害发生率上均具有显著效果，符合瓜果蔬菜类产业药肥双减，绿色化、持续化发展的要求。

d)本发明方法能满足有机肥标准化和工厂化的工艺生产流程，适合瓜果蔬菜种植区域推广运用。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行说明。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

实施例1

本实施例所描述的果蔬专用烟末有机肥组成成分按质量份计，各组分分别为：烟末25％、菌渣55％、腐殖酸19％、尿素0.7％、硼酸0.1％、发酵菌剂0.2％。各原料组分的养分含量如表1所示。

其中，所述烟末为废弃烟叶或烟梗粉末。烟草体内含有超过1000种的化学物质，主要包括芳香烃、醛、酮、醇、酯、生物碱、色素、氨基酸、纤维素等十几大类物质、其中多数化合物是光合作用的产物。相比普通作物秸秆，烟末中的氮、磷、钾养分含量较高，更能满足瓜果蔬菜类经济作物对于养分的需求，同时烟末中含有的烟碱对果园菜地土壤病虫害防治具有显著作用。

所述菌渣为杏鲍菇菌渣。菌渣中蛋白质含量，糖类、有机酸类、酶类和生物活性物质含量丰富，能够分解复杂的有机物，抑制部分土传性病害，对有害菌繁殖有较好的抑制作用，能够有效地控制和减轻地上病害和土传病害的发生，减轻危害程度，促进植物生长。同时菌渣可以改良土壤的理化性质和生物性状，提高土壤肥力，起到培肥土壤的作用。合理的施用菌渣能够逐步消除化肥污染，降低硝酸盐含量，改良土壤、抗板结，是修复果园菜地土壤障碍，预防作物土传病害的理想材料。

腐殖酸，为活化腐殖酸，有机质含量在60％～70％，pH为9.03。腐植酸具有胶体性质，通过絮凝作用能够与土壤中团聚体、微团聚体形成团粒，降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤具有良好的通透性，有利于土壤中水、肥、气、热状况的调节，形成适合作物根系生长发育的良好土壤环境。同时腐殖酸(带负电荷)通过与土壤结合,能够增加阳离子的吸附量，起到隔盐、吸盐作用，抑制盐分上升，降低表土盐分含量，能有效的调节土壤的pH。

所述尿素氮含量45％～46％。尿素中含氮丰富，添加适量尿素能有效调节发酵基C/N比，同时为发酵基中的微生物提供充足的营养物质，使发酵基快速升温，加快其腐殖化进程，从而达到缩短发酵周期的目的。

所述硼酸含硼17％。硼元素参与作物生长点分生组织的细胞分化，促进根系发育，参与作物生殖器官(花、果)的分化发育和受精，能有效促效花粉萌发，刺激花粉管伸长，有利于种子形成，防止落花落果，提高结实率，同时提升果实维生素和糖含量，增进品质。

所述发酵菌剂有效菌种包含地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉，有效活菌数>10亿/g，蛋白酶活>100.0U/g，纤维素酶活>1000.0U/g，易氧化有机质>20.0％，pH：5.5-7.5，水分<12.0％。地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉的配置比例为6：3～4：4～5，本实施例推荐比例为6：3：4。发酵菌剂能使有机物料迅速升温并维持高温，杀灭有机物料中95％以上动植物病原菌、虫卵，高效降解纤维素等有机大分子形成优质腐殖酸，提高土壤有机质，改善土壤微生态，释放磷，钾等养分，提高作物养分利用率，发酵中防病促生性有益菌大量繁殖，分泌多种生物活性物质，能降低瓜果蔬菜类作物生产中土传病害发生率，促进作物生长，提高其产量和品质。

表1：各组分的养分含量

实施例2

本实施例是实施例1所述果蔬专用烟末有机肥的制备实施例，具体步骤如下：

1)采用纳米膜有机废弃物堆沤技术进行发酵，发酵前在发酵场地进行提前进行曝气管道安装，曝气管道的作用主要是利用高压进行气体交换供氧，达到发酵基前期高温好氧发酵的目的，同时后期降温阶段通过曝气可以调节堆体温度和水分以达到有机肥制备标准。

2)将上述烟末粉碎至30目后掺入菌渣，菌渣经粉碎粒径控制在3～5cm、其中菌渣与烟末比例为11:5，在混合物中添加尿素和发酵菌剂，尿素按7kg/t用量添加，发酵菌剂按2kg/t用量添加。

3)根据原料检测数据，将混合物水分调节至50％左右，堆放至曝气管道上，堆积为梯形条垛，堆体宽度为6m，高度为1.8m，曝气管道总长度为50m。

4)通过人工或覆膜机械开始铺膜。纳米膜铺设过程中，要进行压边处理，利用压边袋或压紧器等方式压实纳米膜边缘，确保边缘不漏气，在堆体完全覆盖好纳米膜后，将温度，压力传感器安装至堆体上，通过传感器实现精准的温度控制和氧气供应，整个发酵流程不需要人工进行翻堆处理。

5)发酵过程分三步进行：快速升温期1-2d，该阶段进行间歇式强制曝气供氧，让发酵基温度快速上升，氧气浓度控制在10-15％，通风量控制在0.05-0.20Nm³/(min·m³)；高温发酵期7-10d，该阶段主要在快速升温期的基础上，通过调节氧气浓度来维持发酵温度和发酵菌活性，控制发酵温度在70℃左右，避免温度持续升高而导致有机质高温碳化；降温期3-5d，该阶段要加大通风供氧量，将通风量控制在0.20-0.40Nm³/(min·m³)，以达到发酵基干燥降温的目的。

6)将上述活化腐殖酸，硼酸与发酵基进行均匀混合，干燥冷却、筛分、检验、计量包装、成品入库，即制得所述的一种用于果园菜地土壤的烟末有机肥。

发酵过程温度和养分变化如表2所示：

表2发酵基温度变化(℃)

表3发酵物质量情况统计表(％)

该种用于果园菜地土壤的烟末有机肥发酵物在发酵过程中的温度变化趋势为先升高后降低，其中堆体于发酵1天后进入高温发酵过程(>50℃)，第7天达到最高平均温度为71.98℃，整个发酵过程中，堆体平均温度在60℃以上的天数达到9天，就整个覆膜发酵周期来说，高温持续过程较长，发酵效果理想。从质量检测结果看，有机质和养分含量在整个发酵过程中均能满足要求，水分含量在发酵过程中逐渐降低至30％以下，符合有机肥生产标准。

所述步骤(6)后检测成品相关指标，如下：

表4成品质量情况统计表(％)

本发明所述一种用于果园菜地土壤的烟末有机肥最终成品满足有机肥质量标准，并合理利用了农产废弃物烟末，从发酵工艺上看，本产品发酵过程升温快，高温持续时间长，且发酵周期短，能达到绿色，降本，工厂化生产的目的。

将所述的一种用于果园菜地土壤的烟末有机肥、普通有机肥分别按比例和柑橘专用化肥配施并与单施柑橘专用化肥进行大田试验对比，观察有机肥施用下橘园土壤理化性质，柑橘产质量，病虫害发生率等情况，具体实例如下：

试验共设置3个处理，分别为，

处理1：100％柑橘专用肥(19-8-13)，用量为2.80kg/株；

处理2：普通有机肥+80％柑橘专用肥，普通有机肥用量10kg/株，柑橘专用肥用量2.24kg/株；

处理3：烟末有机肥+80％柑橘专用肥，烟末有机肥用量10kg/株，柑橘专用肥用量2.24kg/株。

施肥前于树冠四周开15-20cm深沟或沿树冠挖多点穴沟，将肥料均匀撒施于沟中，并与泥土混拌，最后覆土盖密。其余措施按照柑橘标准化生产方式进行统一管理。试验橘园土壤pH 4.89，有机质16.92g·kg^-1，碱解氮97.32mg·kg^-1，有效磷15.10mg·kg^-1，速效钾109.45mg·kg^-1田间试验结果对比如下。

土壤理化性质如下表5和表6所示：

表5土壤水稳性团聚体变化

表6土壤化学性质变化

柑橘外观品质如表7所示：

表7柑橘农艺性状

柑橘内在品质及产量如表8所示：

表8柑橘产质量

柑橘病虫害如表9所示：

表9柑橘病虫害发生情况

将所述的一种用于果园菜地土壤的烟末有机肥、普通有机肥分别按比例和柑橘专用化肥配施并与单施柑橘专用化肥进行大田试验对比，结果表明，本发明对橘园土壤理化性质有明显的改善作用，化肥减量配施烟末有机肥显著提升土壤中>0.25mm团聚体数量，该粒径水稳性团聚体占比较处理1和处理2分别提高10.51％和6.09％，对>2mm的团聚体数量也有显著提升效果，同时橘园土壤pH，速效钾含量都较其他两个处理也有显著提升，其中土壤pH较处理1和处理2分别提升24.80％和16.51％，速效氮，磷和有机质提升较普通有机肥无显著差异但提升效果也最为理想。

在柑橘农艺性状和产值量上，化肥减量配施烟末有机肥能显著提升柑橘单果重和可食率，同时大果比例较处理1和处理2分别提升22.33％和4.45％，小果比例下降34.25％和22.39％，说明本发明能有效促进柑橘的外观品质提升。在产量上，化肥减量配施烟末有机肥处理产量最高，显著高于单施化肥处理，柑橘内在品质中，烟末有机肥在总糖、可溶性固形物、固酸比和糖酸比上的提升效果均达到显著水平，Vc含量也高于其余两个处理，说明本发明在提升柑橘产量和果实质量上具有显著的作用。

从病虫害发生情况看，化肥减量配施烟末有机肥能显著降低柑橘煤污病的发病率和病情指数，发病率较处理1和处理2分别降低28.72％和24.03％，病情指数降低43.41％和33.21％，而在柑橘潜叶蛾防治效果上，三个处理柑橘潜叶蛾受害率差异不显著，但以化肥减量配施烟末有机肥最低，该处理的受害指数同样最低，且与单施化肥的处理差异显著。说明相较于普通有机肥和化肥单施，本发明能在一定程度上对柑橘常见病虫害起到一定的防治作用。

本发明一种用于果园菜地土壤的烟末有机肥大田试验结果说明，该所述肥料在解决果园土壤存在的酸化，板结等障碍问题，提高作物产量，外观及内在品质，降低病虫害发生率上均具有显著效果，符合瓜果蔬菜类产业药肥双减，绿色化、持续化发展的要求，同时合理利用了农产废弃物烟末，其操作便捷，高效，环保，低成本的特点能满足有机肥标准化和工厂化的工艺生产流程，适合瓜果蔬菜种植区域推广运用。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，按质量百分比计，由以下成份组成：烟末20～30％，菌渣50～60％，腐殖酸15～20％，尿素0.5～1％，硼酸0.01～0.5％，发酵菌剂0.05～0.5％。

2.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，按质量百分比计，由以下成份组成：烟末25％，菌渣55％，腐殖酸19％，尿素0.7％，硼酸0.1％，发酵菌剂0.2％。

3.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，所述烟末为废弃烟叶或烟梗粉末。

4.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，所述腐殖酸，为活化腐殖酸，有机质含量在60％～70％，pH为9.03。

5.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，所述尿素氮含量45％～46％。

6.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，所述硼酸含硼17％。

7.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，所述发酵菌剂有效菌种包含地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉，有效活菌数>10亿/g，蛋白酶活>100.0U/g，纤维素酶活>1000.0U/g，易氧化有机质>20.0％，pH：5.5-7.5，水分<12.0％。

8.根据权利要求7所述的果蔬专用烟末有机肥，其特征在于，所述地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉的配置比例为6：3～4：4～5。

9.一种权利要求1～8任一项所述果蔬专用烟末有机肥的制备方法，其特征在于，采用纳米膜发酵工艺进行发酵处理，包括如下步骤：

S1：发酵前在发酵场地安装曝气管道；

S2：将上述烟末粉碎后掺入菌渣，在混合物中添加尿素和发酵菌剂；

S3：根据原料检测数据，调节混合料水分至49％～51％，混合料堆积为梯形条垛；

S4：铺设纳米膜，纳米膜边沿压实至不漏气；

S5：开始发酵，控制膜内各阶段的温度、气压和氧气浓度；

S6：完成发酵后，添加腐殖酸、硼酸，混合均匀，干燥冷却，得到果蔬专用烟末有机肥。

10.根据权利要求1所述的果蔬专用烟末有机肥的制备方法，其特征在于，所述步骤S5发酵过程分三步进行：

快速升温期：1-2d，该阶段进行间歇式强制曝气供氧，让发酵基温度快速上升，氧气浓度控制在10-15％，通风量控制在0.05-0.20Nm³/(min·m³)；

高温发酵期：7-10d，该阶段在快速升温期的基础上，通过调节氧气浓度来维持发酵温度和发酵菌活性，控制发酵温度在60～75℃，避免温度持续升高而导致有机质高温碳化；

降温期：3-5d，该阶段要加大通风供氧量，将通风量控制在0.20-0.40Nm³/(min·m³)，以达到发酵基干燥降温的目的。