CN113372159A - 一种烤烟专用有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烤烟专用有机肥及其制备方法，包括以下原料组分：牛羊粪、菌渣、腐殖酸，发酵菌剂；发酵前在发酵场地安装曝气管道；将牛粪、羊粪和菌渣按预设比例混合，堆放至曝气管道上；调节混合料水分，混合料堆积为梯形条垛；铺设纳米膜，纳米膜边沿压实至不漏气；完成发酵后，添加腐殖酸，混合均匀，干燥冷却，得到烤烟专用有机肥。本发明可满足烤烟对养分的配比需求，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，调节土壤pH，酸化土壤pH提升20％～25％，增强土壤的缓冲能力和保水保肥能力，土壤肥力提升10％～15％，同时提高土壤养分有效性，促进烤烟对土壤养分的吸收和烤烟根系生长发育，直接提升烤烟产质量。

Description

一种烤烟专用有机肥及其制备方法

技术领域

本发明属于农用肥料领域，涉及农用有机肥，特别涉及烤烟专用有机肥。

背景技术

土壤作为地球表层系统的重要组成部分，与其它环境因素的交互过程中发挥的功能，包括水分循环功能、养分循环功能、动物栖息功能及作物生产功能等，其在各个领域都具有基础及重要的作用。

烤烟是我国重要的经济作物，在国民经济中烟草行业也占据了很重要的地位，是卷烟工业企业生产所需要的重要基础性原料，为国家的建设做出了很大的贡献，因此在工农业生产中稳定和发展优质烟叶的意义非常重大。

研究表明，土壤对烟株的生长发育很重要，土壤的理化特性直接影响着土壤的水分、空气、养分和热量协调供应的能力，最终可以影响到烟株的生长发育及产质量。

在烤烟生产中，我国的烟田由于长期大量施用化肥，造成土壤酸化，有机质含量及土壤的碳氮比下降，土壤疏松度和通透性变差，土壤的理化性状和生物学特性逐步恶化。同时，在目前农业高投入高产出的模式下，土壤矿物质养分被大量消耗，导致烟田营养失调，施肥效益下降，成为限制烟叶品质提高的一个重要因素。

有机肥料属于缓释肥，施入土壤后经微生物作用，能缓慢释放多种营养元素。施用有机肥能改善植烟土壤结构，协调水、肥、气、热，提高植烟土壤肥力和生产力。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

A、烤烟生产区所用有机肥类型较为单一且成本较高；

B、普通农家肥的施用又存在发酵不完全，养分含量低，施用量较大；

C、现有有机肥不能有效地改善植烟土壤质量下降的问题。

因此，合理利用农产废弃资源，降低成本，研发新型的烤烟专用有机肥并进行标准工厂化生产对优质烤烟生产和植烟土壤的障碍修复具有现实意义。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种能够改善植烟土壤质量的烟草专用有机肥。

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，提供一种烤烟专用有机肥，经过发酵工艺制备得到，按重量比计，包括以下原料组分：牛羊粪63％～76％、菌渣8％～12％、腐殖酸17％～23％，发酵菌剂0.01％～0.5％。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，按重量比计，包括以下原料组分：牛羊粪70％、菌渣10％、腐殖酸20％，发酵菌剂0.1％。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，所述牛羊粪为羊粪和牛粪按(10～12):(2.5～4)均匀混合而成。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，所述牛羊粪为羊粪和牛粪按11：3均匀混合而成。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，所述菌渣为鸡菇菌菌渣。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，所述腐殖酸为活化腐殖酸，有机质含量在60％～70％，pH值为9.03。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，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>800.0U/g，纤维素酶活>100.0U/g，易氧化有机质>20.0％，pH值为5.5～7.5，水分<12.0％。

根据本发明烤烟专用有机肥的一个实施方式，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烤烟专用有机肥的制备方法，采用纳米膜发酵工艺进行发酵处理，包括如下步骤：

A、发酵前在发酵场地安装曝气管道；

B、将牛粪、羊粪和菌渣按预设比例混合，堆放至曝气管道上，所述菌渣粒径小

于5cm；

C、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；

D、铺设纳米膜，纳米膜边沿压实至不漏气；

E、开始发酵，控制膜内各阶段的温度、气压和氧气浓度；

F、完成发酵后，添加腐殖酸，混合均匀，干燥冷却，得到烤烟专用有机肥。

根据本发明烤烟专用有机肥的制备方法的一个实施方式，所述步骤E中，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10％～15％，通风量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，控制发酵平均温度在60℃～72℃，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)本发明可满足烤烟对养分的配比需求，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。同时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，调节土壤pH，酸化土壤pH提升20％～25％，增强土壤的缓冲能力和保水保肥能力，土壤肥力提升10％～15％，同时提高土壤养分有效性，促进烤烟对土壤养分的吸收和烤烟根系生长发育，直接提升烤烟产质量。

b)本发明使用牛羊粪作为主要原料，其含有的多种活性酶，能提高土壤的保水保肥的性能，促进土壤团粒结构的形成，疏松土壤，改善土壤理化性质，刺激烤烟根系生长发育。同时牛羊粪能有效调节土壤温度，促进土壤中有益微生物的活动和繁殖，这些都直接或间接的提升了烤烟对土壤养分的吸收效率，均衡调控了烤烟生长的营养需求。

c)本发明使用菌渣，特别是鸡菇菌菌渣，其中蛋白质、糖类、有机酸类、酶类和生物活性物质丰富，含量高，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，是改善植烟土壤质量，修复植烟土壤障碍，预防烤烟土传病害的理想材料。

d)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，形成适合烤烟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，能有效的调节植烟土壤的pH。

e)本发明使用的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，提高烤烟养分利用率，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，能降低烤烟土传病害发生率，促进烤烟生长，提高其产量和品质。

f)本发明有机肥充分利用了农产废弃物，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，能够达到新型烟用有机肥绿色化，工厂化生产的目的。

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

本实施例所描述的烤烟专用有机肥，经过发酵工艺制备得到，具体来说，使用采用纳米膜有机废弃物堆沤技术进行发酵得到。按重量比计，包括以下原料组分：

组分1)牛羊粪63％～76％。牛羊粪的添加比例为63％～76％范围内的任一比例，推荐添加比例为物料总重的70％。所述牛羊粪是指牛粪与羊粪的混合物，按照10～12：2.5～4的重量比例均匀混合而成，优选混合比例为11：3。牛、羊粪中含有的多种活性酶，能提高土壤的保水保肥的性能，促进土壤团粒结构的形成，疏松土壤，改善土壤理化性质，刺激烤烟根系生长发育。同时牛羊粪能有效调节土壤温度，促进土壤中有益微生物的活动和繁殖，这些都直接或间接的提升了烤烟对土壤养分的吸收效率，均衡调控了烤烟生长的营养需求。

组分2)菌渣8％～12％。菌渣的添加比例为8％～12％范围内的任一比例，推荐添加比例为物料总重的10％。本实施例中，菌渣为鸡菇菌菌渣，粒径小于5cm，推荐选择菌渣粒径为3～5cm。菌渣中蛋白质、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，是改善植烟土壤质量，修复植烟土壤障碍，预防烤烟土传病害的理想材料。

组分3)腐殖酸17％～23％，推荐添加比例为20％。本实施例中，腐殖酸为活化腐殖酸，有机质含量在60％～70％，pH值为9.03。活化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，形成适合烤烟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，能有效的调节植烟土壤的pH。

组分4)发酵菌剂0.01％～0.5％，推荐添加比例为0.1％。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>800.0U/g，纤维素酶活>100.0U/g，易氧化有机质>20.0％，pH值为5.5～7.5，水分<12.0％。所述地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉的配置比例，按照重量比为6：3～4：4～5，推荐比例为6：3：4。本实施例中，地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉均为市售商品。本实施例中，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，提高烤烟养分利用率，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，能降低烤烟土传病害发生率，促进烤烟生长，提高其产量和品质。

制备过程中，先将组分1)、组分2)和组分4)进行混合发酵，发酵接触后，再与组分3)混合。

实施例2

本实施例为实施例1所述烤烟专用有机肥的制备实施例。

步骤1)选择发酵物料。

本实施例中，各原料组分添加比例及各原料组分的养分含量检测结果如下表1所示：

表1：

步骤2)发酵前在发酵场地安装曝气管道。

采用纳米膜有机废弃物堆沤技术进行发酵。利用纳米膜的自身特性阻断畜禽粪污发酵时产生的臭味气体向空气扩散，有效降低物料含水率，缩短堆肥腐熟发酵周期，进而实现畜禽粪污等有机废弃物的高效，低成本，无害化处理和资源化利用。发酵前在发酵场地提前安装曝气管道，管道长度根据实际情况进行选择，本实施例中曝气管道总长度为50m。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。

步骤3)物料混合

按表1牛粪、羊粪和菌渣进行混合，发酵菌剂按1kg/t用量添加，菌渣经粉碎粒径控制在3～5cm，根据原料检测数据，将混合物水分调节至50％后，堆放至曝气管道上方，堆积为梯形条垛，堆体宽度为6m、高度为1.8m。

步骤4)覆膜

通过人工或覆膜机械开始铺设纳米膜。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。将温度传感器、压力传感器、氧浓度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。

步骤5)发酵

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)，Nm³/(min·m³)是指每立方米发酵物每分钟的通气量。

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。

本实施例中，发酵基温度变化趋势如表2所示。发酵物料的养分变化情形如下表3所示。

表2发酵基温度变化(℃)

表3发酵物质量情况记录表(％)

本实施例中，烤烟专用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，其中堆体于发酵后第8天达到最高平均温度为71.63℃，整个发酵过程中，堆体平均温度在60℃以上的天数达到8天(含第3天的59.86℃)，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，水分含量在发酵后6-9天逐渐降低至30％以下，符合有机肥生产标准。

步骤6)添加活化腐殖酸

降温期结束，添加按照表1添加活化腐殖酸。将活化腐殖酸与发酵基均匀混合，干燥冷却、筛分、检验、计量包装、成品入库，即制得所述的烤烟专用有机肥。

检测烤烟专用有机肥成品相关指标，成品质量情况如表4所示。

表4成品质量情况统计表(％)

本发明所述烤烟专用牛羊粪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资源，达到绿色，降本，工厂化生产的目的。

为进一步说明本发明的技术效果，以下通过对比本实施例所制备得到的烤烟专用有机肥、普通烟用油枯有机肥和普通农家肥的在大田生产中的应用试验效果。

试验共设置3个处理，分别为：

处理1：烤烟专用牛羊粪有机肥，用量100kg/亩；

处理2：普通烟用油枯有机肥，用量20kg/亩；

处理3：普通农家肥，用量300kg/亩。

施用方式均为穴施，其余措施按照烤烟标准化生产方式进行统一管理。大田种植烤烟前后检测植烟土壤理化性质变化情况。种植烤烟前，试验地土壤pH 5.89，有机质9.92g·kg^-1，碱解氮47.65mg·kg^-1，有效磷15.42mg·kg^-1，速效钾96.45mg·kg^-1。收获烤烟后，再次检测各处理植烟土壤理化性质，如表5所示。田间试验结果表明，本发明烤烟专用有机肥对植烟土壤理化性质有明显的改善作用，其效果要优于普通烟用油枯有机肥和普通农家肥，施用后植烟土壤pH，速效磷钾含量都较其他两种有机肥有显著提升，同时能有效降低土壤容重，改善土壤通气性，在提高土壤有机质含量上的效果也较其他两种有机肥也更为理想。

表4土壤理化性质变化

在烤烟的产值量上，烤烟专用有机肥较普通农家肥而言能显著提升烤烟的产量，其中上等烟比例、产值、均价等相关指标均显著高于普通农家肥。烤烟专用有机肥较油枯有机肥而言烤烟的产量高，从生产成本，土壤改良效果和农户接受程度来看，油枯有机肥同样不如烤烟专用有机肥。烤烟产量产值对比结果如下表6所示。

表6烤烟产量产值

烤后烟叶品质上，施用本发明所述烤烟专用有机肥能显著提升烤后烟叶的烟碱、还原糖、糖碱比和钾氯比，其整体品质高于其余两种有机肥处理，烤后烟叶化学成分更接近于优质烟叶标准(总糖18％-22％，还原糖16％-20％，烟碱含量1.5％-3.5％，钾含量大于2.0％)。烟叶品质分析结果如下表7所示。

表7烤烟品质分析

本发明烤烟专用有机肥大田试验结果说明，该有机肥在解决植烟土壤存在的酸化等障碍问题，提高烟叶产质量，改良植烟土壤质量上的效果要优于传统烟用油枯有机肥和普通农家肥，能响应烤烟生产提质增效的主题，同时合理利用了农产废弃物，其操作便捷，高效，环保，低成本的特点能满足烟用有机肥标准化和工厂化的工艺生产流程，适合在烤烟种植区域推广运用。

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)

1.一种烤烟专用有机肥，经过发酵工艺制备得到，其特征在于，按重量比计，包括以下原料组分：牛羊粪63％～76％、菌渣8％～12％、腐殖酸17％～23％，发酵菌剂0.01％～0.5％。

2.根据权利要求1所述的烤烟专用有机肥，其特征在于，按重量比计，包括以下原料组分：牛羊粪70％、菌渣10％、腐殖酸20％，发酵菌剂0.1％。

3.根据权利要求1或2所述的烤烟专用有机肥，其特征在于，所述牛羊粪为羊粪和牛粪按(10～12):(2.5～4)均匀混合而成。

4.根据权利要求4所述的烤烟专用有机肥，其特征在于，所述牛羊粪为羊粪和牛粪按11：3均匀混合而成。

5.根据权利要求3所述的烤烟专用有机肥，其特征在于，所述菌渣为鸡菇菌菌渣。

6.根据权利要求1所述的烤烟专用有机肥，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值为9.03。

7.根据权利要求1所述的烤烟专用有机肥，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>800.0U/g，纤维素酶活>100.0U/g，易氧化有机质>20.0％，pH值为5.5～7.5，水分<12.0％。

8.根据权利要求7所述的烤烟专用有机肥，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任一项所述烤烟专用有机肥的制备方法，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：

A、发酵前在发酵场地安装曝气管道；

B、将牛粪、羊粪和菌渣按预设比例混合，堆放至曝气管道上，所述菌渣粒径小于5cm；

C、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；

D、铺设纳米膜，纳米膜边沿压实至不漏气；

E、开始发酵，控制膜内各阶段的温度、气压和氧气浓度；

F、完成发酵后，添加腐殖酸，混合均匀，干燥冷却，得到烤烟专用有机肥。

10.根据权利要求9所述的烤烟专用有机肥的制备方法，其特征在于，所述步骤E中，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10％～15％，通风量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，控制发酵平均温度在60℃～72℃，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。