CN113387756B - 一种有机肥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机肥及其制备方法和应用，属于肥料生产技术领域，有机肥包括如下配比原料：柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾＝(200‑300)mL：(200‑300)g：(200‑300)g：(10‑20)g：(20‑30)g：(20‑30)g：(10‑20)g；柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液；珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质；发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体。本发明可有效利用柠檬酸发酵废弃物，并改良盐碱地土壤，促进植物生长、增产，适于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及肥料生产技术领域，更具体的说是涉及一种有机肥及其制备方法和应用。
背景技术
土壤内大量盐分的积累，会引起一系列土壤物理性状的恶化，如：结构粘滞，通气性差，容重高，土温上升慢，土壤中好气性微生物活动性差，养分释放慢，渗透系数低等，会严重影响作物生长；因此，亟待解决日趋加剧的土壤盐碱化问题。
柠檬酸作为一种重要的化工原料和食品添加剂被广泛应用于食品、医药、化工等行业。目前，柠檬酸生产主要以薯干、玉米等为原料，依次经原料处理、黑曲霉发酵、提取、精制等工序制得产品；在柠檬酸生产中每年产生大量废水、废发酵菌体残渣和废弃的珍珠岩助滤剂，这些废弃物直接排放，堆放会污染环境。因此，如何有效利用柠檬酸工业生产废弃物是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明以柠檬酸发酵尾液、珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣为原料制备有机肥，既能有效的利用柠檬酸发酵中的废弃物，又能改良盐碱地土壤，促进植物生长、增产，适于推广应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种有机肥，包括如下配比原料：
柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾＝(200-300)mL：(200-300)g：(200-300)g：(10-20)g：(20-30)g：(20-30)g：(10-20)g；
柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液；
珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质；
发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体。
柠檬酸发酵尾液、发酵菌体残渣、珍珠岩助滤剂中含有淀粉、蛋白质、碳水化合物、各种有机酸、氨氮和脂肪，可提高土壤有机质含量；与脱硫石膏结合，可增加土壤孔隙度、降低土壤容重及盐分；与尿素、磷酸二氢钾、氢氧化钾结合，可提高作物根系代谢能力，增强养分吸收的范围和能力。
优选地，柠檬酸发酵尾液有机质含量为310-350g/L，pH为2.0-3.0；
珍珠岩助滤剂有机质的含量为100～140g/kg，pH为3.0-4.0，粒度大小为0.15-1.18mm，孔隙度为60-70％；
发酵菌体残渣有机质含量为120～150g/kg，pH为3.0-4.0。
优选地，有机肥pH为5.5-6.0。
有机肥偏酸性，可避免氨大量挥发降低有机肥养分含量。
优选地，有机肥含水率为5-15％。
适当的含水量可减少有机肥速效养分的损失，增加有机肥肥效时间。
优选地，有机肥中有机质、氮、磷、钾质量分数分别为50-60％、4-10％、5-10％、4-20％。
上述有机肥的制备方法，包括如下步骤：
取柠檬酸发酵尾液，加入尿素和磷酸二氢钾，混匀，用氢氧化钾调节pH值至8.0-9.0，获得混合物A；
将珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣和脱硫石膏充分混匀，添加到混合物A中，搅拌得到颗粒混合物B；
颗粒混合物B在50-60℃烘干至含水率5-15％，得到有机肥。
上述有机肥或上述方法制备的有机肥应用于改良盐碱土壤。
上述有机肥或上述方法制备的有机肥应用于促进植物生长或提高植物产量中。
优选地，植物包括棉花。
由上述技术方案可知，本发明公开的有机肥在实现柠檬酸工业生产废弃物回收利用的同时，可提高盐碱地土壤养分、增加孔隙度、降低土壤容重、含盐量，并且有效促进作物生长，增加作物产量。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
柠檬酸发酵液经过板框过滤，形成初过滤液；然后经过珍珠岩过滤，获得复滤清液、发酵菌体残渣和珍珠岩助滤剂；复滤清液提取柠檬酸，获得柠檬酸发酵尾液。
实施例1
一种有机肥，包括如下配比原料：
柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾＝250mL：250g：250g：15g：25g：25g：10g；
柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液，有机质含量为320g/L，pH值为2.8；
珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质，粒度0.15-1.18mm，孔隙度为70％，有机质含量为120g/kg，pH值为3.2；
发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体，有机质含量为130g/kg，pH值为3.8。
上述有机肥的制备方法：
量取柠檬酸发酵尾液，并加入尿素、磷酸二氢钾，混匀，然后用氢氧化钾调节pH值至8.0，获得混合物A。
分别称取珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣和脱硫石膏，充分混匀，添加到混合物A中，同时不停搅拌，得到颗粒混合物B。
将颗粒混合物B在55℃烘干至含水率为10.6％，即为颗粒有机肥。有机质含量为54％，氮含量为6.3％，磷含量为9.1％，钾含量为8.6％。
实施例2
一种有机肥，包括如下配比原料：
柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾＝250mL：200g：250g：20g：21g：21g：13g；
柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液，有机质含量为320g/L，pH值为2.8；
珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质，粒度0.15-1.18mm，孔隙度为70％，有机质含量为120g/kg，pH值为3.2；
发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体，有机质含量为130g/kg，pH值为3.8。
上述有机肥的制备方法：
量取柠檬酸发酵尾液，并加入尿素、磷酸二氢钾，混匀，然后用氢氧化钾调节pH值至9.0，获得混合物A。
分别称取珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣和脱硫石膏，充分混匀，添加到混合物A中，同时不停搅拌，得到颗粒混合物B。
将颗粒混合物B在50℃烘干至含水率为10.9％，即为颗粒有机肥。该有机肥有机质含量为56.6％，氮含量为4.5％，磷含量为9.9％，钾含量为4.5％。
实施例3
一种有机肥，包括如下配比原料：
柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾＝300mL：300g：300g：10g：30g：30g：15g；
柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液，有机质含量为320g/L，pH值为2.8；
珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质，粒度0.15-1.18mm，孔隙度为70％，有机质含量为120g/kg，pH值为3.2；
发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体，有机质含量为130g/kg，pH值为3.8。
上述有机肥的制备方法：
量取柠檬酸发酵尾液，并加入尿素、磷酸二氢钾，混匀，然后用氢氧化钾调节pH值至9.0，获得混合物A。
分别称取珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣和脱硫石膏，充分混匀，添加到混合物A中，同时不停搅拌，得到颗粒混合物B。
将颗粒混合物B在60℃烘干至含水率为8.9％，即为颗粒有机肥。该有机肥有机质含量为59％，氮含量为5.8％，磷含量为6.9％，钾含量为7.8％，
实施例4
一种有机肥，包括如下配比原料：
柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾＝300mL：200g：300g：20g：21g：21g：13g；
柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液，有机质含量为320g/L，pH值为2.8；
珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质，粒度0.15-1.18mm，孔隙度为70％，有机质含量为120g/kg，pH值为3.2；
发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体，有机质含量为130g/kg，pH值为3.8。
上述有机肥的制备方法：
量取柠檬酸发酵尾液，并加入尿素、磷酸二氢钾，混匀，然后用氢氧化钾调节pH值至9.0，获得混合物A。
分别称取珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣和脱硫石膏，充分混匀，添加到混合物A中，同时不停搅拌，得到颗粒混合物B。
将颗粒混合物B在60℃烘干至含水率为10.6％，即为颗粒有机肥，该有机肥有机质、氮、磷、钾含量分别为57％、8.35％、6.17％、15.56％。
实施例5
实施例4制备的有机肥在促进棉花生长、提高产量及盐碱地土壤改良中的应用：
在同等栽培条件下，设置小区进行对比实验，对棉花生物量、产量和土壤基础养分、容重、孔隙度、含盐量进行检测。
试验设置6个处理，每个处理3个重复，面积为10亩，具体处理如下：
CK：常规大田单施化肥，氮施用18.7kg/亩，磷施用9.3kg/亩，钾施用12.0kg/亩；
处理1：实施例1有机肥，使用量为100kg/亩；
处理2：实施例2有机肥，使用量为100kg/亩；
处理3：实施例3有机肥，使用量为100kg/亩；
处理4：实施例4有机肥，使用量为100kg/亩；
处理5：市面有机肥，有机质含量为≥45％，氮磷钾总含量≥5％，使用量为100kg/亩。
棉花采用覆膜种植，在覆膜前将肥料撒入土壤表层，然后用旋耕机将肥料与表面35cm土壤混匀，然后覆膜机械点播棉花，1膜3管6行配置，总灌水量350m3/亩，灌水8次。
1.棉花生物量的测定
棉花初花后，挖取每小区1m*2.2m＝2.2m2棉株，迅速带回实验室，测定棉花鲜生物量，然后在105℃杀青30min，70℃烘至恒重，测定干生物量；结果如表1所示。施用实施例1、2、3、4有机肥可促进棉花鲜生物量、干生物量，施用实施例1有机肥较CK组分别增加21.94％，17.19％，施用实施例2有机肥较CK组分别增加27.04％，22.65％，施用实施例3有机肥较CK组分别增加23.94％，12.44％，施用实施例4较有机肥CK组分别增加32.04％，27.58％，施用市面有机肥较CK组分别增加19.96％，13.79％。
表1不同处理对棉花生物量的影响
2.棉花产量的测定
棉花吐絮后，每小区随机取样1m*2.2m＝2.2m2，测定其株数、铃数，每小区分上、中、下层采收共100铃，晒干测定平均单铃重。每亩籽棉产量＝(铃数*平均铃重)*小区株数*300*0.85(测产系数)/1000。
结果如表2所示，施用实施例1有机肥处理组较CK组棉花单株铃数增加2.47％，单铃重增加1.85％，籽棉产量显著增加25.37％。施用实施例2有机肥处理组较CK组棉花单株铃数增加4.49％，单铃重增加2.87％，籽棉产量显著增加29.02％。施用实施例3有机肥处理组较CK组棉花单株铃数增加20.45％，单铃重增加4.93％，籽棉产量显著增加30.82％。施用实施例4有机肥处理组较CK组棉花单株铃数增加35.73％，单铃重增加9.65％，籽棉产量显著增加43.71％。施用市面有机肥处理组较CK组棉花单株铃数增加17.30％，单铃重增加7.19％，籽棉产量增加21.95％。相较之下，实施例4有机肥能够更好地增加棉花单株铃数、单铃重，从而增加籽棉产量。
表2不同处理对棉花产量的影响
3.土壤样品的测定
棉花花铃期采集距滴灌带距离10cm附近土层土样，取3点进行混合样品，风干后过1mm和0.15mm筛。
土壤基本理化性质测定：有机质采用重铬酸钾容量法测定、pH和电导率采用酸碱仪测定、碱解氮采用碱解扩散法测定、速效磷采用钼锑抗比色法测定、速效钾采用火焰光度计法测定。
土壤容重与孔隙度测定：土壤容重采用环刀法测定，然后根据土壤容重计算孔隙度。
含盐量测定：采用残渣烘干-质量法。
结果如表3所示，施用实施例1有机肥组较CK组土壤pH降低1.02％，含盐量降低1.32％，土壤容重降低3.65％，EC降低4.68％，孔隙度增加6.49％、有机质提高50.63％、碱解氮提高31.26％、速效磷显著提高21.22％、速效钾提高7.44％。施用实施例2有机肥组较CK组土壤pH降低0.57％，含盐量降低4.56％，土壤容重降低1.46％，EC降低9.36％，孔隙度增加3.22％、有机质提高59.48％、碱解氮提高24.93％、速效磷显著提高2.10％、速效钾提高4.51％。施用实施例3有机肥组较CK组土壤pH降低2.84％，含盐量降低9.35％，土壤容重降低8.03％，EC降低9.56％，孔隙度增加8.88％、有机质提高54.50％、碱解氮提高40.79％、速效磷显著提高7.41％、速效钾提高12.33％。施用实施例4有机肥组较CK组土壤pH降低4.43％，含盐量降低13.31％，土壤容重降低8.76％，孔隙度增加12.02％，EC降低11.99％、有机质提高60.15％、碱解氮提高44.09％、速效磷显著提高32.07％、速效钾提高25.33％。
施用市面有机肥处理组较CK组土壤pH降低2.84％，含盐量降低3.96％，土壤容重降低5.84％，孔隙度增加6.76％，EC降低4.97％、有机质提高15.61％、碱解氮提高24.84％、速效磷显著提高16.44％、速效钾提高8.61％。
相比之下，施用实施例4有机肥后能够更好提高土壤的速效养分、孔隙度并降低EC、含盐量、土壤容重，可见，实施例4有机肥具有良好的培肥地力、改善土壤质量的作用。
表3不同处理对棉花盛铃期土壤的各项指标的影响
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种有机肥，其特征在于，
由如下配比原料组成：
柠檬酸发酵尾液：珍珠岩助滤剂：发酵菌体残渣：脱硫石膏：尿素：磷酸二氢钾：氢氧化钾= 300 mL：200 g：300 g：20 g：21 g：21 g：13 g；
所述柠檬酸发酵尾液为柠檬酸发酵液经珍珠岩滤除发酵菌体、提取柠檬酸后获得的尾液；
所述珍珠岩助滤剂为使用珍珠岩过滤柠檬酸发酵液中的发酵菌体后获得的含有有机质的过滤介质；
所述发酵菌体残渣为柠檬酸发酵液过滤获得的发酵菌体；
所述柠檬酸发酵尾液有机质含量为310-350g/L，pH为2.0-3.0；
所述珍珠岩助滤剂有机质的含量为100-140 g/kg，pH为3.0-4.0 ，粒度大小为0.15-1.18mm，孔隙度为60-70%；
所述发酵菌体残渣有机质含量为120-150 g/kg , pH为3.0-4.0；
所述有机肥pH为5.5-6.0；
所述有机肥含水率为5-15%；
所述有机肥中有机质、氮、磷、钾质量分数分别为50-60%、 4-10%、5-10%、4-20%；
所述有机肥的制备方法包括如下步骤：
取柠檬酸发酵尾液，加入尿素和磷酸二氢钾，混匀，用氢氧化钾调节pH值至8.0-9.0，获得混合物A；
将珍珠岩助滤剂、发酵菌体残渣和脱硫石膏充分混匀，添加到混合物A中，搅拌得到颗粒混合物B；
颗粒混合物B在50-60℃烘干至含水率5-15%，以得到有机肥。
2.权利要求1所述的一种有机肥在改良盐碱土壤中的应用。
3.权利要求1所述的一种有机肥在促进植物生长或提高植物产量中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，
所述植物包括棉花。
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