CN113603540A - 一种有机肥添加剂、有机肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机肥技术领域，具体公开了一种有机肥添加剂，所述有机肥添加剂，按重量份计，由以下组分组成：黄腐酸25~30份、复硝酚钠6~10份、木醋液30~40份、聚天冬氨酸5~8份、凹凸棒土22~28份、中微量元素5~8份、发酵剂3~5份，所述发酵剂由枯草芽孢杆菌5~10份、地衣芽孢杆菌4~8份、巨大芽孢杆菌3~5份、绿色木霉2~4分、鞘氨醇单胞菌1~3份。本发明的有机肥添加剂，用于畜禽粪便堆肥发酵，能够有效杀死畜禽粪便中的病菌；促进畜禽粪便堆肥快速腐熟，缩短腐熟时间；将大分子物质分解为小分子物质，实现营养成分的转化，有助于植物吸收；能够降解畜禽粪便中抗生素等有害物质，钝化和固化重金属，降低重金属的生物有效性。
Description
技术领域
本发明属于有机肥技术领域，特别涉及一种有机肥添加剂、有机肥及其制备方法。
背景技术
肥料是指能供给作物生长发育所需养分，改善土壤性状，提高作物产量和品质的物质，是农业生产中的一种重要生产资料。目前为了使作物能够快速成长，农户大量施用化肥，化肥可以为作物提供所需的营养物质，具有养分足、见效快等优点，但是长年使用化肥，造成土壤板结严重，导致土壤盐基离子容易流失，土壤有机质降低造成土壤贫瘠化，重金属活化土壤中有毒重金属离子含量增加，土壤保水保肥性降低，最终导致农作物生长缓慢、产量和品质下降，严重影响我国农业的可持续发展。
随着养殖业的飞速发展，大量的畜、禽排泄物的处理已成为环境保护的新难题，由于这些排泄物的水分含量高、体积大、处理费用高，致使有些废弃物不经处理就直接排放到河流、湖泊中，导致水质污染、富营养化，严重破坏了自然生态系统。畜禽粪便中富含N、P、K等微量元素和有机物质，同时还存留着各种病原菌及线虫等寄生虫，畜禽粪便不能直接用于作物肥料，需要进行发酵处理。利用畜禽粪便发酵生产有机肥，不仅解决了畜禽粪便对环境的污染，可以为作物提供养分，还具有改善土壤的理化性状、提高土壤肥力、提高农产品品质、增强作物抗逆性等作用，这是化肥所不具备的。目前常用的发酵处理为自然堆肥发酵处理，存在腐熟发酵时间长、腐熟发酵不标准、肥效不高等问题，从而造成烧根烧苗、影响作物生长等问题。此外，铜、锌、砷等微量重金属元素及抗生素类饲料添加剂因为能促进动物生长、预防和治疗疾病及提高饲料利用率而成为畜禽必不可少的成分，由于添加剂的用量普遍超标和畜禽对这些添加剂吸收利用率很低，大部分重金属和抗生素随粪便排泄出来，导致粪便含有大量重金属和抗生素的原药或代谢物，猪粪中大部分的重金属能够迁移以生物可利用态存在，如果不加处理会使得大量的抗生素和重金属进入到环境的水体和土壤中，会对土壤和水体造成潜在威胁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机肥添加剂、有机肥及其制备方法，有机肥添加剂能够缩短畜禽粪便、秸秆等堆肥发酵时间，改善有机肥品质。
为实现上述目的，本发明提供了一种有机肥添加剂，所述有机肥添加剂，按重量份计，由以下组分组成：黄腐酸25～30份、复硝酚钠6～10份、木醋液30～40份、聚天冬氨酸5～8份、凹凸棒土22～28份、中微量元素5～8份、发酵剂3～5份，所述发酵剂由枯草芽孢杆菌5～10份、地衣芽孢杆菌4～8份、巨大芽孢杆菌3～5份、绿色木霉2～4分、鞘氨醇单胞菌1～3份。
优选的，上述有机肥添加剂中，所述中微量元素包括氨基酸螯合铁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合钼、硼砂、单硅酸中的一种或多种。
优选的，上述有机肥添加剂中，按重量份计，由以下组分组成：黄腐酸28份、复硝酚钠8份、木醋液35份、聚天冬氨酸7份、凹凸棒土25份、中微量元素6份、发酵剂4份，所述发酵剂由枯草芽孢杆菌7份、地衣芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、绿色木霉3分、鞘氨醇单胞菌2份。
优选的，上述有机肥添加剂中，所述凹凸棒为改性凹凸棒土，所述改性凹凸棒土的制备方法包括以下步骤：
S1.将凹凸棒土在350～400℃下煅烧2～3h，然后研磨，得到150～300目预处理凹凸棒粉末；
S2.将步骤S1得到的预处理凹凸棒粉末与木质素磺酸钠、硅烷偶联剂、去离子水混合，然后在球磨转速为300～500rpm条件下球磨1～2h，干燥，得到改性凹凸棒土。凹凸棒土经高温预处理，内部结构疏松多孔，从而增加孔面积，增强吸附能力；再与木质素磺酸钠、硅烷偶联剂和去离子水混合球磨进行改性，通过机械力将木质素磺酸钠的一钠端接枝到凹凸棒土层间中，增加层间距，提高吸附重金属容量，另一端在外游离的环网状结构含有大量羟基、羧基和磺酸基等极性基团，能够吸附大量重金属离子，进一步固化重金属。
优选的，上述有机肥添加剂中，所述步骤S2中，预处理凹凸棒粉末、木质素磺酸钠、硅烷偶联剂与去离子水的重量比为100:3～5:1～2:100～120。
一种有机肥，所述有机肥为包括畜禽粪便和上述的有机肥添加剂混合堆肥腐熟得到。
一种上述有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便与秸秆按重量比为2～4:1混合，加入所述有机肥添加剂混匀得到混合物料，调节混合物料水分含量为60～70％，进行堆肥腐熟处理；
(2)堆肥处理5～7天后进行翻堆，然后继续堆肥处理5～10天，得到有机肥。
优选的，上述有机肥的制备方法中，所述步骤(1)中，有机肥添加剂的加入量为畜禽粪便与秸秆总重量的3～5％。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的有机肥添加剂，用于畜禽粪便堆肥腐熟，能够有效杀死畜禽粪便中的病菌；促进畜禽粪便堆肥快速腐熟，缩短腐熟时间；将大分子物质分解为小分子物质，实现营养成分的转化，有助于植物吸收；能够降解畜禽粪便中抗生素等有害物质，钝化和固化重金属，降低重金属的生物有效性。
2.本发明的有机肥是将畜禽粪便、秸秆和有机肥添加剂经过堆肥腐熟制得，具有肥效高，富有作物生长所需的各种营养成分，易被作物吸收利用，能够促进植物生长，具有抑菌抗病、提高植物体免疫功能作用。适用范围广，可用作叶子菜类、瓜果类、根茎类等农作物肥料，能够使农作物长势健壮、根系发达，提高作物产量和品质。
3.本发明的有机肥，富含有益菌和有机质等，能够加速物质快速分解，提高各种营养元素的释放，提高肥料的利用率和肥效。本发明的有机肥还能能够改善土壤板结情况，提高土壤通透性和土壤有机质含量，增强土壤保水保肥的能力。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种有机肥添加剂，由以下重量份组分组成：黄腐酸28份、复硝酚钠8份、木醋液35份、聚天冬氨酸7份、凹凸棒土25份、中微量元素6份、发酵剂4份，发酵剂由枯草芽孢杆菌7份、地衣芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、绿色木霉3分、鞘氨醇单胞菌2份。中微量元素包括氨基酸螯合铁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合钼、硼砂、单硅酸。
一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便与秸秆按重量比为3:1混合，加入畜禽粪便与秸秆总重量的4％有机肥添加剂混匀得混合物料，调节混合物料水分含量为65％，进行堆肥腐熟处理；
(2)堆肥处理5天进行翻堆，然后继续堆肥处理10天，得到有机肥。
实施例2
一种有机肥添加剂，由以下重量份组分组成：黄腐酸25份、复硝酚钠7份、木醋液40份、聚天冬氨酸5份、凹凸棒土28份、中微量元素7份、发酵剂3份，发酵剂由枯草芽孢杆菌8份、地衣芽孢杆菌7份、巨大芽孢杆菌3份、绿色木霉4分、鞘氨醇单胞菌1份。中微量元素包括氨基酸螯合铁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合钼、硼砂、单硅酸。
一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便与秸秆按重量比为3:1混合，加入畜禽粪便与秸秆总重量的4％有机肥添加剂混匀得到混合物料，调节混合物料水分含量为65％，进行堆肥腐熟处理；
(2)堆肥处理5天进行翻堆，然后继续堆肥处理10天，得到有机肥。
实施例3
一种有机肥添加剂，由以下重量份组分组成：黄腐酸28份、复硝酚钠8份、木醋液35份、聚天冬氨酸7份、改性凹凸棒土25份、中微量元素6份、发酵剂4份，发酵剂由枯草芽孢杆菌7份、地衣芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、绿色木霉3分、鞘氨醇单胞菌2份。中微量元素包括氨基酸螯合铁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合钼、硼砂、单硅酸。
改性凹凸棒土的制备方法包括以下步骤：
S1.将凹凸棒土在380℃下煅烧2h，然后研磨，得到150～300目预处理凹凸棒粉末；
S2.将步骤S1得到的预处理凹凸棒粉末与木质素磺酸钠、硅烷偶联剂、去离子水按照重量比100:4:1.5:100混合，然后在球磨转速为400rpm条件下球磨2h，干燥，得到改性凹凸棒土。
一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便与秸秆按重量比为3:1混合，加入畜禽粪便与秸秆总重量的4％有机肥添加剂混匀得到混合物料，调节混合物料水分含量为65％，进行堆肥腐熟处理；
(2)堆肥处理5天进行翻堆，然后继续堆肥处理10天，得到有机肥。
采用鸡粪和玉米秸秆作为原料，鸡粪为某大型养殖场提供，将玉米秸秆切短成小于1cm短杆与鸡粪混合，分别采用实施例1～3提供的方法制备有机肥，设置一组对比例组，将鸡粪与秸秆按重量比为3:1混合，加入4％市售有机肥发酵剂，堆肥腐熟处理，第5天进行翻堆，继续堆肥处理10天，得到有机肥。参照NY884-2012和NY525-2012对有机肥中有效活菌数、粪大肠菌群数、蛔虫卵死亡率、有机质含量进行检测，肥料中重金属含量参照NY/T1978-2010进行测定，检测结果为表1。
表1各组制备的有机肥技术指标检测结果
从表1中可以看出，本发明的有机肥技术指标均达到行业标准，其中有益活菌数明显高于对比例，粪大肠菌群数低，蛔虫卵死亡率达到99％以上，有机质和养分含量高，说明本发明的有机肥的制备方法能够有效杀死畜禽粪便中的病菌，促进畜禽粪便堆肥快速腐熟，缩短腐熟时间，提高有机肥肥效。重金属含量在标准范围内，各组重金属含量有一定差别，这是由于发酵原料中可降解有机物在微生物的作用下分解、转化为稳定的有机物及挥发性物质挥发，从而导致堆料的总质量不一致导致的。
参照GB/T 32951-2016标准中的方法检测堆肥前后堆料中的抗生素(土霉素、金霉素、四环素和强力霉素)含量，计算抗生素降解率，结果见表2。
表2
| 组别 | 抗生素降解率，％ |
| 实施例1 | 89.2 |
| 实施例2 | 87.6 |
| 实施例3 | 91.1 |
| 对比例 | 84.5 |
Tessier(Tessier A,Campbell PGC,Bisson M.extraction procedure for thespeciation of particulate tracemetals.Analytical Chemistry,1979,51:844-851)将重金属的结合形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、有机结合态和残渣态，可交换态的活性、毒性以及植物有效性最大，碳酸盐结合态、铁锰结合态活性和毒性依次降低，有机结合态是有机质中各官能团与之结合的部分即有机质所固定的部分，通常情况下不参与对植物的供给；残渣态是部分金属牢固结合于矿物晶体中，经过相当长的时间也不易被释放不能被生物利用，有机结合态和残渣态作为稳定态，两者所占总重金属比例，用于评价重金属生物有效性。采用Tessier的5步提取法进行重金属As、Pb、Cr、Cu和Zn形态的测定，计算稳定态所占比例，具体结果见表3。
表3有机肥的重金属稳定态比例
从表2和表3中可以看出，实施例组抗生素降解率高于对比例组，实施例组有机肥的重金属稳定态比例明显高于对比例，说明通过添加本发明的有机肥添加剂进行堆肥发酵能够降解畜禽粪便中抗生素等有害物质，钝化和固化重金属，降低重金属的生物可利用性和有效性。
效果试验一-玉米种植
试验分五个处理组：A组、B组、C组、D组合和对照组，每组三次重复，小区面积为50cm2，随机排列，各小区株行距相同。小区间设行人道，开排灌沟，试区周围设保护行种植。其中，在种植前进行翻耕松土沟施底肥，A组、B组、C组、D组分别施用实施例1～3和对比例得到的有机肥200公斤/亩，对照组按照常规方法施用化肥作为底肥，后续不再进行追肥。每小区种植密度相同，为3800株/亩，其他按照常规栽培管理方法进行。
收获期调查玉米的产量、穗粒数和百粒重，测试玉米的蛋白质含量和脂肪含量，具体结果见表4。
表4各处理组玉米产量和品质
从表4中可以看出，采用本发明实施例制备的有机肥进行玉米种植，玉米产量提高30％以上，玉米中蛋白质含量和脂肪含量得到提高，说明本发明的有机肥能够为作物提供营养成分，提高作物产量和品质。
效果试验二-土壤改良效果
某农场土壤由于长期施用化肥和石灰等原因，土壤出现板结情况。分别用实施例1和对比例制备的有机肥，施肥量为150公斤/亩作为基肥，连续施用3年，对施用有机肥前后的土壤情况做比较，具体如表5所示。
表5施用有机肥前后土壤理学性能变化
| 处理 | 土壤容重，g.cm<sup>3</sup> | 总孔隙度，％ | 田间持水量，％ |
| 施用前 | 1.75 | 41.58 | 24.6 |
| 实施例1有机肥 | 1.42 | 44.62 | 29.5 |
| 对比例有机肥 | 1.57 | 42.84 | 27.1 |
从表2可看到，与施用前相比，土壤容重降低了18％，总孔隙度提高了7.3％，田间持水量提高了19％。说明本发明的方法能够改善板结土壤结构，增加土壤的通透性和保水保肥能力。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (8)
1.一种有机肥添加剂，其特征在于，所述有机肥添加剂，按重量份计，由以下组分组成：黄腐酸25~30份、复硝酚钠6~10份、木醋液30~40份、聚天冬氨酸5~8份、凹凸棒土22~28份、中微量元素5~8份、发酵剂3~5份，所述发酵剂由枯草芽孢杆菌5~10份、地衣芽孢杆菌4~8份、巨大芽孢杆菌3~5份、绿色木霉2~4分、鞘氨醇单胞菌1~3份。
2.根据权利要求1所述的有机肥添加剂，其特征在于，所述中微量元素包括氨基酸螯合铁、氨基酸螯合锌、氨基酸螯合钼、硼砂、单硅酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的有机肥添加剂，其特征在于，所述有机肥添加剂，按重量份计，由以下组分组成：黄腐酸28份、复硝酚钠8份、木醋液35份、聚天冬氨酸7份、凹凸棒土25份、中微量元素6份、发酵剂4份，所述发酵剂由枯草芽孢杆菌7份、地衣芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌4份、绿色木霉3分、鞘氨醇单胞菌2份。
4.根据权利要求1~3任一项所述的有机肥添加剂，其特征在于，所述凹凸棒为改性凹凸棒土，所述改性凹凸棒土的制备方法包括以下步骤：
S1. 将凹凸棒土在350~400℃下煅烧2~3h，然后研磨，得到150~300目预处理凹凸棒粉末；
S2. 将步骤S1得到的预处理凹凸棒粉末与木质素磺酸钠、硅烷偶联剂、去离子水混合，然后在球磨转速为300~500rpm条件下球磨1~2h，干燥，得到改性凹凸棒土。
5.根据权利要求4所述的有机肥添加剂，其特征在于，所述步骤S2中，预处理凹凸棒粉末、木质素磺酸钠、硅烷偶联剂与去离子水的重量比为100:3~5:1~2:100~120。
6.一种有机肥，其特征在于，所述有机肥为包括畜禽粪便和权利要求1~3任一项所述的有机肥添加剂混合堆肥腐熟得到。
7.根据权利要求6所述的有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将畜禽粪便与秸秆按重量比为2~4:1混合，加入所述有机肥添加剂混匀得到混合物料，调节混合物料水分含量为60~70%，进行堆肥腐熟处理；
（2）堆肥处理5~7天后进行翻堆，然后继续堆肥处理5~10天，得到有机肥。
8.根据权利要求7所述的有机肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，有机肥添加剂的加入量为畜禽粪便与秸秆总重量的3~5%。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211105 |
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