CN113603538A

CN113603538A - 一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法

Info

Publication number: CN113603538A
Application number: CN202110963461.9A
Authority: CN
Inventors: 李季; 方昭; 林永锋; 田光明
Original assignee: Zhongnong Xinke Suzhou Organic Cycle Research Institute Co ltd
Current assignee: Zhongnong Xinke Suzhou Organic Cycle Research Institute Co ltd
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2021-11-05

Abstract

本发明涉及一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，该方法先将餐厨废弃物、园林废弃物和水草进行预处理并粉碎后混合，使混合物料含水率下降至60％～65％，然后加入草木灰调节pH至6.0～8.0，再向混合物料中加入0.1‑0.5份厨余发酵剂，在80～90℃温度下、0.06～0.12m³/min/m³的曝气条件下进行生物干化处理，使混合物料含水率下降至45％～55％后出料；然后再添加6‑10份黄腐酸钾，陈化20‑30天，达到堆肥腐熟标准后将腐熟肥料进行筛分，并加入6‑12份水溶性硅肥，混合均匀，得到水稻专用生物有机肥。该有机肥有机质含量高，中微量元素丰富，确保水稻整个生育期的养分需求，水稻上使用后每穗粒数和千粒重有所增加，使水稻增产显著；提高了稻谷直链淀粉和蛋白质的含量，香味和食味品质优异。

Description

一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法

技术领域

本发明涉及有机肥料领域，具体涉及一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法。

背景技术

水稻是我国最主要的粮食作物，其播种面积和总产仅次于小麦而居第二位，在农业生产中占有重要地位。水稻属于喜肥作物，必须从土壤中吸收多种营养元素才能正常生长，仅依靠土壤供给不能满足其生长发育的需要。目前化肥的使用为全球水稻的增产做出了重要贡献。然而，对化肥过度依赖的水稻产量增产是以牺牲生态环境改为代价的。近年来，由于化学肥料的偏施、单施和重施，造成稻谷品质下降、土壤板结、酸化加剧，而且过剩的养分在土壤中通过挥发、淋洗、反硝化等方式进入水体和大气，不仅造成肥料利用率下降，还导致地下水污染和江河湖泊的富营养化。

有机肥作为一种肥效较长、增加土壤有机质含量、改善土壤理化性质、促进农业可持续性发展的肥料，在市场广受欢迎。化肥减量成为绿色农业生产的政策目标，有机肥替代化肥成为实现这一目标的重要方式。但是利用畜禽粪便制成的有机肥也存在一定的安全风险。例如鸡粪易滋生根结线虫、某些畜禽粪便中含多种抗生素和重金属等，对畜禽粪便的无害化处理技术带来阻碍。

据报道，2017年我国城镇地区产生餐厨垃圾约1.58×108t，各省、市、自治区餐厨垃圾产生量范围为4.00×105t～1.47×107t。餐厨垃圾含水率高、易腐败发臭、病菌繁殖快。同时含有丰富的有机质、油脂和氮、磷、钾、钙以及各种微量元素，具有很高的再利用价值。目前国内外餐厨垃圾的主要处理方式包括粉碎直排法、填埋法、加工肥料法、生产饲料法和焚烧法。

工艺简单、处理效率高且能够充分利用废物资源、产品可作为改良土壤的肥料化处理方式是目前最具潜力的餐厨垃圾处理方式。但是因杀菌无害化不彻底、盐分浓度过高、含油量较高等各种技术难题，导致餐厨废弃物处理技术发展受到阻碍。如何提高处理工艺、采用经济实用的处理手段来对餐厨废弃物进行无害化处理是当前本技术领域亟待解决的问题。

市场上普遍使用的水稻缓释肥料，虽然能够满足水稻整个生育期的养分需求，但有机质含量很低，水稻产量和品质不能保证。普通的水稻有机肥料不重视提高微生物存活率和矿物质含量，甚至没有重视微量元素，使得收获的大米营养价值不够丰富。水稻是典型的喜硅作物，但市面上水硅肥只重视二氧化硅的水溶性，而忽视了硅、锰、铁三者的协同增效作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，具体技术方案如下：

一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，该方法包括如下步骤：

S1：将餐厨废弃物进行预处理，包括去除杂质、油水分离，使得餐厨垃圾含水率在70％～75％；并对分拣、沥油水后的餐厨废弃物进行粉碎成颗粒状；

将10-15份园林废弃物和5-10份的水草粉碎；

将60-70份颗粒状的餐厨废弃物和粉碎后的园林废弃物、水草混合混合，使得混合物料水分质量分数下降至60％～65％；

S2：向混合物料中添加5-10份草木灰，调节混合物料pH至6.0～8.0；

S3：再向混合物料中加入0.1-0.5份厨余发酵剂，在80～90℃温度下、0.06～0.12m³/min/m³的曝气条件下进行生物干化处理，使混合物料水分质量分数下降至45％～55％后出料；

所述厨余发酵剂为包括多种具有催化功能的生物活性酶、活性酵母菌、活性芽孢杆菌的微生物菌活体细胞；

S4：向S3生物干化后的产物中添加6-10份黄腐酸钾，陈化20-30天，达到堆肥腐熟标准；

S5：将腐熟肥料进行筛分，并加入6-12份水溶性硅肥，混合均匀，得到水稻专用生物有机肥。

进一步地，所述S1中的园林废弃物粉碎后的粒径小于等于5mm。

进一步地，所述园林废弃物和水草的总量为制备水稻专用生物有机肥的原料的总量的15～20％。

进一步地，所述S4中的堆肥腐熟标准为肥料呈黑褐色、粉末状，且鲜样的水分的质量分数小于30％。

一种由上述任意一项的方法制备得到的水稻专用生物有机肥。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明将餐厨废弃物作为有机质的主要来源，有机质含量高，中微量元素丰富，确保水稻整个生育期的养分需求。

(2)本发明添加的黄腐酸钾，能活化板结土壤，促进水稻根系发达、茎叶繁茂；改良土壤团粒结构，疏松土壤，提高土壤的保水保肥能力；还能固氮、解磷、活化钾，特别是对钾肥的增效尤为明显，起到增根壮苗、抗重茬、抗病、改良作物品质的作用。

(3)本发明利用草木灰调节肥料pH，不仅含有6-12％的钾，还能为水稻提供钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼等微量元素。

(4)本发明添加的硅肥不仅能提高水稻的根系活力，提高水稻同化CO₂的能力，改善水稻磷素营养，使水稻增产显著；还能提高水稻的抗倒伏和抗病害能力；通过抑制镉进入水稻植株，增加土壤对镉的吸附量，有效降低水稻镉毒害及稻米含量。

(5)本发明的肥料在水稻上使用后每穗粒数和千粒重有所增加，使水稻增产显著；提高了稻谷直链淀粉和蛋白质的含量，香味和食味品质优异。

附图说明

图1为本发明的利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面的实施例中用到的餐厨废弃物主要为餐馆、饭店等的饮食剩余物及家庭日常生活中丢弃的果蔬及剩饭等易腐有机垃圾。厨余发酵剂为广州市微元生物科技有限公司生产产品，主要含有催化功能的多种生物活性酶、活性酵母菌、活性芽孢杆菌等多种功能性微生物菌活体细胞，能快速分解厨余中的有机质，强力降解蛋白质、除臭等功效；具有氧化降解快、发酵周期短、发酵量大、发酵温度不受限等优点。

餐厨垃圾处理一体机为苏州韩博厨房电器科技有限公司研发的餐厨垃圾处理设备，主要由提升机、分拣台、油水分离、研磨粉碎机、生化机和气体净化机组成，能快速处理餐厨垃圾并进行生物干化处理。

将收集到的餐厨废弃物运输至餐厨垃圾处理一体机，通过提升机倒入分拣台，分拣台面带网孔，人工分拣把非有机垃圾，如金属、塑料等挑拣出来，然后通过油水分离器，水流入隔油池，油通过油水分离的放油孔人工收集，使餐厨垃圾含水率在75％～80％。

下面的实施例中均需要对餐厨废弃物和园林废弃物、水草作如下处理；

将收集到的餐厨废弃物运输至餐厨垃圾处理一体机，通过提升机倒入分拣台，分拣台面带网孔，人工分拣把非有机垃圾如金属、塑料等挑拣出来，然后通过油水分离器，水流入隔油池，油通过油水分离的放油孔人工收集，使餐厨垃圾含水率在70％～75％；分拣、沥油水后的餐厨废弃物推入研磨粉碎设备，破坏其中的大颗粒物质，再通过绞龙运输，把研磨粉碎的餐厨废弃物输送到生化反应器的仓内。

将园林废弃物粉碎成粒径为5mm的颗粒。

将水草粉碎。

实施例1

(1)将去除杂质并粉碎后的60份餐厨废弃物、15份粉碎后的园林废弃物和10份粉碎后的水草混合，使得混合混合物料含水率下降至60％；

(2)向混合物料添加5份草木灰，将混合物料pH调节至6.5；

(3)再向混合物料中加入0.1份厨余发酵剂，进行生物干化处理，设置加热板105℃，生化仓85℃；搅拌50min，停10min；抽风温度50℃；曝气0.06m³/min/m³；含水率下降至45％后出料；

(4)将步骤(3)得到的生物干化后的产物运输至堆肥区域，添加10份黄腐酸钾进行条垛式堆肥，发酵30天，达到堆肥腐熟标准，即肥料呈黑褐色、粉末状，且水分的质量分数小于35％。

(5)将步骤(4)得到的腐熟肥料进入滚筒筛分机进行筛分，粒径为0.5mm，并加入6份水溶性硅肥混合均匀，称重包装成品，即得水稻专用生物有机肥。

实施例2

(1)将去除杂质并粉碎后的65份餐厨废弃物、13份粉碎后的园林废弃物和8份粉碎后的水草混a合，使得混合混合物料含水率下降至62％；

(2)向混合物料添加8份草木灰，将混合物料pH调节至6.8；

(3)再向混合物料中加入0.3份厨余发酵剂，进行生物干化处理，设置加热板110℃，生化仓85℃；搅拌43min，停10min；抽风温度55℃；曝气0.10m³/min/m³；含水率下降至45％后出料；

(4)将步骤(3)得到的生物干化后的产物运输至堆肥区域，添加8份黄腐酸钾进行条垛式堆肥，发酵20-30天，达到堆肥腐熟标准，即肥料呈黑褐色、粉末状，且水分的质量分数小于35％。

(5)将步骤(4)得到的腐熟肥料进入滚筒筛分机进行筛分，粒径为0.5mm，并加入8份水溶性硅肥混合均匀，称重包装成品，即得水稻专用生物有机肥。

实施例3

(1)将将去除杂质并粉碎后的70份餐厨废弃物、10份粉碎后的园林废弃物和5份粉碎后的水草混合，使得混合物料含水率下降至65％；

(2)向混合物料添加10份草木灰，将混合物料pH调节至7.0；

(3)再向混合物料中加入0.5份厨余发酵剂，进行生物干化处理，设置加热板115℃，生化仓90℃；搅拌50min，停10min；抽风温度55℃；曝气0.12m³/min/m³；含水率下降至50％后出料；

(4)将步骤(3)得到的生物干化后的产物运输至堆肥区域，添加6份黄腐酸钾进行条垛式堆肥，发酵30天，达到堆肥腐熟标准，即肥料呈黑褐色、粉末状，且水分质量分数小于35％。

对比试验

试验地点位于江苏省苏州市吴中区临湖镇前塘村，土壤肥力中等，水源充沛，土壤类型为长三角地区典型水稻土(黏性土)。试验分别设4个处理，3次重复，即空白对照、化肥对照、有机肥对照和实施例处理。空白对照不施任何肥料，化肥对照采用常规水稻配方肥，有机肥对照采用鸡粪发酵的商品有机肥。

供试水稻品种为南粳46号，采用移栽的种植方式。采用随机区组设计，设置保护行，小区单灌单排，各小区用田埂隔开，两边薄膜埋深20cm，设置单独进出水道，防止窜水窜肥。各小区按照氮素施用量20kg/亩，全部一次性于水稻移栽前作为基肥施用。各小区统一播种，统一病虫害防止、除草等农事管理，统一收获，各处理取5个点考种测产。水稻收获后，采集小区稻谷和土壤样品进行检测。稻谷直链淀粉含量采用GB/T 15683-2008《大米直链淀粉含量的测定法检测》进行检测，土壤砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)采用按HJ 491-2019《土壤和沉积物铜、锌、铅、镍、铬的测定火焰原子吸收分光光度法》标准中所述方法测定。

田间观察记载、室内考种均采用常规方法；数理统计分析均采用方差分析和新复极差分析的方法。

表1水稻专用生物有机肥的稻谷产量及产量构成统计表

由表1可以看出，与空白对照、化肥对照和有机肥对照相比，施用本发明水稻专用生物有机肥，均具有显著的增产作用。与空白对照相比，实施例1、实施例2和实施例3处理的水稻分别增产14.22％、14.66％、13.84％；与有机肥对照相比，实施例1、实施例2、实施例3处理的水稻分别增产6.98％、7.39％、6.62％；与化肥对照相比，实施例1、实施例2、实施例3处理的水稻分别增产2.84％、3.23％、2.49％。实施例1、2、3处理与有机肥对照、化肥对照相比，稻谷的每穗粒数、千粒重均有显著增加，其中，实施例2稻谷的每穗粒数平均增加7.61％，千粒重平均增加10.56％。以上数据说明本发明产品水稻专用生物有机肥营养均衡，养分含量丰富，一次基施能够满足水稻整个生育期的养分需求，同时通过增加穗粒数和千粒重使水稻显著增产，其效果堪比化肥。

表2水稻专用生物有机肥稻谷重金属含量

处理	Hg(ug/kg)	Cr(mg/kg)	As(mg/kg)	Cd(mg/kg)	Pb(mg/kg)
						空白对照	3.18	0.26	0.11	0.02	0.03
化肥对照	3.90	0.26	0.10	0.02	0.02
						有机肥对照	5.47	0.24	0.11	0.01	0.03
实施例1	3.80	0.21	0.10	0.01	0.02
						实施例2	5.35	0.26	0.11	0.01	0.02
实施例3	6.09	0.24	0.12	0.01	0.02

表2给出了水稻专用生物有机肥稻谷重金属含量。根据国家标准《GB 2762-2017食品安全国家标准食品中污染物限量》中对大米中的汞、砷、铅、镉和铬含量限量要求:Hg≤0.02mg/kg、As≤0.2mg/kg、Pb≤0.2mg/kg、Cd≤0.2mg/kg、Cr≤1.0mg/kg，实施例1～3生产的稻米重金属含量均符合国家食品安全标准。

表3水稻专用生物有机肥的土壤重金属含量

表3为水稻专用生物有机肥使用后的土壤重金属含量，根据《GB 15618-2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》农用地土壤污染风险筛选值各项指标要求(当5.5＜pH≤6.5时，As筛选值为30mg/kg，Cd筛选值为0.4mg/kg，Cr筛选值为250mg/kg，Cu筛选值为50mg/kg，Hg筛选值为0.5mg/kg，Ni筛选值为70mg/kg，Pb筛选值为100mg/kg，Zn筛选值为200mg/kg)，所有处理组均未超标，属于国家要求的安全范围。

由此可见，本发明利用餐厨废弃物制备的水稻专用生物有机肥肥料营养充足，一次基施即能满足水稻整个生育期的养分需求，这种省工有效的施肥方式有利于大面积的推广应用；原料中的硅肥不仅能提高水稻抗倒伏和病害能力，还能有效降低水稻镉毒害；原料中的黄腐酸钾能活化板结土壤，提高土壤的保水保肥能力，还能增根壮苗、改良水稻品质的作用；原料中的餐厨废弃物养分均衡充足，能显著提高水稻的产量。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

将10-15份园林废弃物和5-10份的水草粉碎；

将60-70份颗粒状的餐厨废弃物和粉碎后的园林废弃物、水草混合，使得混合物料的水分质量分数下降至60％～65％；

S3：再向混合物料中加入0.1-0.5份厨余发酵剂，在80～90℃温度下、0.06～0.12m³/min/m³的曝气条件下进行生物干化处理，使混合物料的水分质量分数下降至45％～55％后出料；

2.根据权利要求1所述的利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，其特征在于，所述S1中的园林废弃物粉碎后的粒径小于等于5mm。

3.根据权利要求1所述的利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，其特征在于，所述园林废弃物和水草的总量为制备水稻专用生物有机肥的原料的总量的15～20％。

4.根据权利要求1所述的利用餐厨废弃物制备水稻专用生物有机肥的方法，其特征在于，所述S4中的堆肥腐熟标准为肥料呈黑褐色、粉末状，且鲜样的水分的质量分数小于30％。

5.一种由权利要求1～4中任意一项的方法制备得到的水稻专用生物有机肥。