CN115611665A - 一种中药材废料有机肥的制备方法 - Google Patents

一种中药材废料有机肥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于中药材有机肥料技术领域，具体地涉及一种中药材废料有机肥的制备方法。以药材废弃物为原料，根据植物结构分为根部废料与非根部废料，而后与辅料复配混合，混合后调节水分含量至50％‑60％，堆成条形堆体，于25℃‑37℃中发酵腐熟30d‑45d，发酵腐熟过程中每1‑3d翻堆1次，即可制成有机肥料。本发明方法充分回收利用中药材生产及加工过程中产生的废料作为原料，生产工艺简单，可操作性强，实现了中药材废料的再利用，所得肥料含有中药材生长所需的养分，可以显著促进中药的生长，增加产量、提升品质。

Description

一种中药材废料有机肥的制备方法
技术领域
本发明属于中药材有机肥料技术领域，具体地涉及一种中药材废料有机肥的制备方法。
发明背景
目前我国每年在中药资源生产及其利用过程中产生了大量的废弃物，中药废弃物主要包括中药材种植过程中，其采收中药材后副产大量的茎秆和残叶等废料，饮片加工企业产生的下脚料。茎秆与残叶中纤维素与半纤维素含量较多，含有一定的可溶性糖，易被微生物降解利用，而根中木质素成分含量较高，不易被微生物分解利用，分解速度慢，将二者混合在一起直接堆肥时，影响堆肥腐熟程度，导致中药废弃物不能大量再利用。既对环境造成了严重的破坏，同时也严重制约了中药产业的发展。
专利CN110668898 A“一种中药材专用肥料及其制备方法”使用腐熟农家肥、中药下脚料、哈茨木霉菌、海藻肥等成分制备中药材专用肥料，制备的肥料可以促进中药材的生长，达到增产目的。
专利CN108358728A“含有中药材废弃物的土壤调理基质及其制备方法和应用”应用秸秆颗粒物、中药材废弃物、煤炭副产物、发酵动物粪便制备土壤调理基质，促进农作物生长发育，达到增产增收的目的。上述专利中，对中药材废料的添加比例较少，添加量在5％～15％，对中药材废料利用程度较低，不适合规模化利用；且对中药废料利用过程中普遍添加畜禽粪便，易产生中药材重金属超标问题，影响中药材品质，进一步降低了中药材废料的使用率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用中药废料制作有机肥料的方法，实现废物利用、资源循环，既解决了中药渣废弃物带来的资源浪费和环境污染，又实现了中药废料的规模化利用。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种中药材废料有机肥的制备方法，以药材废弃物为原料，根据植物结构分为根部废料与非根部废料，而后与辅料复配混合，混合后调节水分含量至50％-60％，堆成条形堆体，于25℃-37℃中发酵腐熟30d-45d，发酵腐熟过程中每1-3d翻堆1次，即可制成有机肥料。
所述原料为中药材种植产生的废弃物和/或药材加工企业的下脚料。
所述中药为大宗药材中的一种或几种；其中，大宗药材为黄芪、秦艽、柴胡、黄芩、板蓝根、金银花、枸杞、党参一种或几种。
将原料料粉碎至0.5cm-1cm，而后按重量百分比计，非根部中药废料加入50％-80％，根部废料加入10％-25％和辅料10％-25％。
所述辅料为豆饼、花生饼、菜籽饼中的一种或几种。
所述堆肥发酵腐熟过程分为前中后三个时段，前10天中每天翻堆1次，后10天每3d翻堆1次；中间时段每2d翻堆1次。
上述采用中药材种植产生的废弃物、药材加工企业的下脚料为主要原料，并将上述原料分为根部废料与非根部废料，经测定根部废料的碳/氮(C/N)在55-67之间，非根部废料的碳/氮(C/N)在29-35之间，可以利用二者碳/氮的差异调节用量。
本发明所提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明方法充分回收利用中药材生产及加工过程中产生的废料作为原料，通过对中药材废料收集后测定其碳/氮(C/N)值，以不同C/N的中药材废料调整堆肥过程中整体的C/N值至30-33之间，对其分类使用，有利于微生物的分解利用，加速废料的腐熟。因而，提高了中药废料在堆肥中的添加比例，并且生产工艺简单，可操作性强，实现了中药材废料的再利用，所得肥料含有中药材生长所需的养分，可以显著促进中药的生长，增加产量、提升品质。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步描述，以下这些实施例并不能作为限制本发明权利要求保护的范围。
下述各实施例中中药材均是药材种植过程中产生的废弃物及药用部分的下脚料收集后(药材废料由宁夏西北药材科技有限公司提供)。
实施例1
将秦艽、柴胡、黄芩、板蓝根、金银花、枸杞中药材种植过程中产生的废弃物及药用部分的下脚料收集后(各类药材废料以任意比例混合)，按照根部废料与非根部废料分类并将废料粉碎至0.5cm-1.0cm，按质量百分比计，依据比例添加50％非根部废料(C/N＝30.26)、加入25％根部废料(C/N＝55.71)，添加25％豆饼(C/N＝6.76)，混合均匀后(C/N＝30.75)，用水调节物料含水量至50％，将物料堆成长3m、宽1.5m、高1m的条堆，在25℃以上环境中好氧堆肥共堆肥30天，前10d每天翻堆1次，10d-20d每2d翻堆1次，20d-30d每3d翻堆1次，直至30d堆肥结束。堆肥完成后，依据有机肥料标准NY/T 525-2021，测定相关指标，测定数据见下表1：
表1.堆肥后各指标含量
Figure BDA0003866434110000021
Figure BDA0003866434110000031
利用上述好氧堆肥处理后所得有机肥料外观呈深褐色、质地松散，无特别气味，由表中数据知，依据NY/T 525-2021测定的各指标含量均符合有机肥料标准，测定的种子发芽指数为156.22％，表明堆肥腐熟程度很好，说明本堆肥制作成功，可用于作物种植。
实施例2
将黄芪、秦艽、黄芩、金银花、枸杞、党参中药材种植过程中产生的废弃物及药用部分的下脚料收集后(各类药材废料以任意比例混合)，按质量百分比计，按照根部废料与非根部废料分类并将废料粉碎至0.5cm-1.0cm，依据比例添加70％非根部废料(C/N＝31.07)、加入15％根部废料(C/N＝62.15)，添加15％豆饼(C/N＝6.76)，混合均匀后(C/N＝32.09)，用水调节物料含水量至55％，将物料堆成长3.2m、宽1.6m、高1.0m的条堆，在25℃以上环境中好氧堆肥共堆肥35天，前10d每天翻堆1次，11d-25d每2d翻堆1次，26d-35d每3d翻堆1次，直至35d堆肥结束。堆肥完成后，依据有机肥料标准NY/T 525-2021，测定相关指标，测定数据见表2：
表2.堆肥后各指标含量
Figure BDA0003866434110000032
利用上述好氧堆肥处理后所得有机肥料外观呈深褐色、质地松散，无特别气味，由表中数据知，依据NY/T 525-2021测定的各指标含量均符合有机肥料标准，测定的种子发芽指数为125.35％，表明堆肥腐熟程度很好，说明本堆肥制作成功，可用于作物种植。
实施例3
将黄芪、秦艽、柴胡、黄芩、板蓝根、金银花、枸杞、党参中药材种植过程中产生的废弃物及药用部分的下脚料收集后(各类药材废料以任意比例混合)，按质量百分比计，按照根部废料与非根部废料分类并将废料粉碎至0.5cm-1.0cm，依据比例添加80％非根部废料(C/N＝32.35)、加入10％根部废料(C/N＝64.39)，添加10％豆饼粉(C/N＝6.76)，混合均匀后(C/N＝32.98)，用水调节物料含水量至60％，将物料堆成长3m、宽1.5m、高1m的条堆，在25℃-35℃环境中好氧堆肥共堆肥45天，前10d每天翻堆1次，11d-30d每2d翻堆1次，31d-45d每3d翻堆1次，直至45d堆肥结束。堆肥完成后，依据有机肥料标准NY/T 525-2021，测定相关指标，测定数据见表3：
表3.堆肥后各指标含量
Figure BDA0003866434110000041
利用上述好氧堆肥处理后所得有机肥料外观呈深褐色、质地松散，无特别气味，由表中数据知，依据NY/T 525-2021测定的各指标含量均符合有机肥料标准，测定的种子发芽指数为110.67％，表明堆肥腐熟程度很好，说明本堆肥制作成功，可用于作物种植。
对比例1
将黄芪、秦艽、柴胡、黄芩、金银花、党参中药材种植过程中产生的废弃物及药用部分的下脚料收集后(各类药材废料以任意比例混合)，测定废料的C/N为46.32，由于未将中药废料分类处理，不能使用中药废料调节C/N需要添加38％豆饼粉调节C/N值至31.28，将中药废料与豆饼粉混合均匀后，用水调节物料含水量至50％，将物料堆成长3m、宽1.5m、高1m的条堆，在25℃以上环境中好氧堆肥共堆肥35天，前10d每天翻堆1次，11d-25d每2d翻堆1次，26d-35d每3d翻堆1次，直至35d堆肥结束。堆肥完成后，依据有机肥料标准NY/T 525-2021，测定相关指标，测定数据见表4：
表4.堆肥后各指标含量
Figure BDA0003866434110000042
Figure BDA0003866434110000051
利用上述好氧堆肥处理后所得有机肥料外观呈灰褐色、质地较松散，有微量的氨味。由表中数据知，依据NY/T 525-2021测定的各指标含量均符合有机肥料标准，测定的种子发芽指数为78.25％，对种子发芽率及种子根生长有一定的抑制作用，表明堆肥腐熟程度较差。
对比例2
将秦艽、柴胡、黄芩、板蓝根、金银花、枸杞中药材种植过程中产生的废弃物及药用部分的下脚料收集后(各类药材废料以任意比例混合)，测定废料的C/N为33.68，由于未将中药废料分类处理，不能使用中药废料调节C/N，需要添加8％豆饼粉调节C/N值至31.52，将中药废料与豆饼粉混合均匀后，用水调节物料含水量至60％，将物料堆成长3m、宽1.5m、高1m的条堆，在25℃以上环境中好氧堆肥共堆肥45天，前10d每天翻堆1次，11d-30d每2d翻堆1次，31d-45d每3d翻堆1次，直至45d堆肥结束。堆肥完成后，依据有机肥料标准NY/T 525-2021，测定相关指标，测定数据见表5：
表5.堆肥后各指标含量
Figure BDA0003866434110000052
利用上述好氧堆肥处理后所得有机肥料外观呈灰黄色、质地不均匀，有较浓的氨味，可能由于加入的豆饼量较高，氮含量高导致；豆饼含量高也增加了生产成本。依据NY/T525-2021测定堆肥后的各指标含量表5所示，水分含量、酸碱度高于有机肥标准范围，种子发芽指数为57.42％，低于标准的≥70％，说明本好氧堆肥腐熟程度较差，不可用于作物种植。
实施例4
中药废料有机肥在中药材黄芩种植中的应用
选阳光充足、土层深厚、排水良好，疏松肥沃的砂质壤土(宁夏西北药材科技有限公司中药材种植基地)。试验设计采用随机区组试验设计，设4个处理，3次重复，每个小区面积30m2。各试验处理组为:T1(实施例1制备的有机肥)、T2(实施例2制备的有机肥)、T3(实施例3制备的有机肥)、T4(对比例1)、CK(农家肥)，按照每亩施肥2500kg施入上述5种肥料，其余肥料、施肥方法及日常维护管理均一致。黄芩以种子种植后，2年后采收，根部烘干，测定产量，并按照2020年版《中国药典》第一部规定方法测定黄芩苷含量，测定数据见表6：
表6.不同试验处理下黄芩产量及黄芩苷含量
Figure BDA0003866434110000061
注：产量以30m2计
表中数据知，制备的中药材废料有机肥对黄芩产量有一定的促进作用，与CK相比最大增加11.51％，试验处理组黄芩苷含量都有较大的提高，其中T3的黄芩苷含量较CK提高了25.73％，说明中药废料有机肥可以提升中药材的品质。T4与其他3个处理组相比，施入该处理有机肥后，黄芩苗出现烧苗现象，对黄芩产量及黄芩苷含量也没有明显的提高，但T4中豆饼粉含量较3个处理组多13％-28％，相应的增加了肥料制备成本，所以，对比例1的中药废料有机肥制备方法不适合用于黄芩的种植。
实施例5
中药废料有机肥在中药材秦艽种植中的应用
在宁夏西北药材科技有限公司秦艽种植基地，采用随机区组试验设计，设4个处理，3次重复，每个小区面积28m2。各试验处理组为:T1(实施例1制备的有机肥)、T2(实施例2制备的有机肥)、T3(实施例3制备的有机肥)、T4(对比例1)、CK(农家肥)，按照每亩施肥3000kg施入上述4种肥料，其余肥料、施肥方法及日常维护管理均一致。秦艽采用育苗移栽的方式种植，3年后采收，晾干测定产量，并依据2020年版《中国药典》第一部规定方法测定龙胆苦苷、马钱苷酸含量，测定数据见表5：
表7.不同试验处理下秦艽产量及指标含量
Figure BDA0003866434110000071
注：产量以28m2计
表7数据知，施入制备的中药废料有机肥，4个处理产量都有一定的增加，T2较CK增加13.55％；4个处理组的龙胆苦苷与马钱苷酸都有一定的提升，T3龙胆苦苷含量与CK相比增加了13.54％，马钱苷酸含量较CK增加了48.04％，说明施入制备的中药废料有机肥可以提升秦艽的品质。T4处理试验过程中，施入该处理有机肥后，秦艽苗存在烧苗现象，其余3个处理无烧苗情况，T4处理与另外3个处理相比产量无明显的而增加，且T4处理制备的有机肥成本较高，因此，优选其他3个处理方法制备中药废料有机肥。

Claims (6)

1.一种中药材废料有机肥的制备方法，其特征在于：以药材废弃物为原料，根据植物结构分为根部废料与非根部废料，而后与辅料复配混合，混合后调节水分含量至50％-60％，堆成条形堆体，于25℃-37℃中发酵腐熟30d-45d，发酵腐熟过程中每1-3d翻堆1次，即可制成有机肥料。
2.按权利要求1所述的中药材废料有机肥的制备方法，其特征在于：所述原料为中药材种植产生的废弃物和/或药材加工企业的下脚料。
3.按权利要求1或2所述的中药材废料有机肥的制备方法，其特征在于：所述中药为大宗药材中的一种或几种。
4.按权利要求1所述的中药材废料有机肥的制备方法，其特征在于：将原料料粉碎至0.5cm-1cm，而后按重量百分比计，非根部中药废料加入50％-80％，根部废料加入10％-25％和辅料10％-25％。
5.按权利要求4所述的中药材废料有机肥的制备方法，其特征在于：所述辅料为豆饼、花生饼、菜籽饼中的一种或几种。
6.按权利要求1所述的中药材废料有机肥的制备方法，其特征在于：所述堆肥发酵腐熟过程分为前中后三个时段，前10天中每天翻堆1次，后10天每3d翻堆1次；中间时段每2d翻堆1次。
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