CN1215022C - 利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法及其肥料产品 - Google Patents
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Abstract
本发明一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法及其肥料产品，属于农业固体废弃物资源化的处理技术。将畜禽粪便、作物秸秆、无机氮肥和豆渣分别按70-80∶10-20∶1-8∶5-10(以干重计)混合后发酵，堆肥制成真正意义上的有机高氮肥产品，全氮含量为4.3%以上(此全氮中90%以上为有机氮)，总养分超过9%。试验结果表明，在草莓、不结球小白菜、芦笋、水稻等作物上施用本发明肥料后，其增产效果比等价格的商品单质化肥或复合肥增产5-10%，比对照增产20-35%，且产品品质显著得到改善。
Description
一、技术领域
本发明一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法及其肥料，属于农业固体废弃物资源化的处理技术，专用于畜禽粪便和作物秸秆的处理利用。
二、技术背景
农业部农发[2001]15号《关于“十五”期间控制农产品肥料污染的指导意见》，强调了开发利用有机肥料，以提高土壤肥力。文件指出，充分利用我国丰富的有机肥源，大力推广有机肥料科学积制技术，调整有机-无机养分比例，疏松和活化土壤，改善土壤理化性状，培肥地力，降低肥料污染，提高农产品品质。文件把有机肥的生产和应用作为开发无公害农产品、绿色食品、有机食品的重要措施。虽然有机肥对提高作物品质和风味有显著的作用，但由于其肥效低这一明显的缺陷，使有机肥的应用受到很大的限制。
为什么有机肥的增产效果不大？究其原因是有机肥中的含氮量太低，通常只有2％左右，而作物增产效果主要体现在氮素的施用方面，有鉴于此，很多厂家生产的有机肥产品名义上是有机肥，实际上是有机无机复合肥(在肥料制造的最后一道造粒工序中添加了无机氮肥)，由于国家在制定商品有机肥的标准时只制定了其中的有机质含量和总养分含量，而忽视了全氮中有机氮占的比例这一标准，因此目前市场上的所谓有机肥产品很混乱，商品有机肥有机氮含量太低的问题，给我国无公害农产品、绿色食品和有机食品生产带来了较大的麻烦。因此如何提高商品有机肥中的有机氮含量是发展有机肥以及出口农业的关键技术之一。
三、发明内容
技术问题 本发明的目的在于克服过去有机肥含氮量低的缺点，一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法及其肥料，利用农业固体废弃物，合成精致有机高氮肥。
2.技术方案 一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法，其特征在于，将畜禽粪便、作物秸秆、无机氮肥和豆渣分别按干重计以75-85∶10-20∶1-8∶5-10比例混合后发酵，待堆肥温度上升至60-70℃时维持3-7天，以后每2-3天翻堆一次，每次均匀地加入1-4％(干重百分比)的无机氮肥，直至堆肥温度从50-60℃开始降温，再堆制5-8天进一步后熟，制成的有机肥产品即为获得的有机高氮肥。所用无机氮肥指的是铵态氮肥，以氯化铵或硫酸铵最好。所用作物秸秆最好是粉碎至10-30cm的作物秸秆。
上述利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法制成的肥料产品，其有机质含量可高达30％，全氮(有机氮)含量为4％以上，总养分(氮、磷、钾和其他必需营养元素)超过9％，为国内纯有机肥养分含量居首。整个堆制时间在春、夏、秋季节为20天左右，在冬天为25-30天。
有益效果本发明利用畜禽粪便中的发酵微生物和其有机材料、作物秸秆中丰富的碳源和一定量的无机氮肥及有机发酵起爆材料豆渣为原料，经过堆制过程中微生物的生物同化，是一条制造有机高氮肥的有效途径。所提供的肥料产品及其生产工艺技术，与现有技术相比具有如下优点：
1.肥料产品中的氮90％以上是有机态的，目前市场上真正的有机肥(主要原料为畜禽粪便)其含氮量只在2％左右，而本产品中的有机氮含量为4％以上，而且有机肥中氮的供应与植物的需求过程较吻合，因此其氮的利用率一般在80％以上，而化肥氮的利用率则在25-30％，很大比例的化肥氮将损失于环境中。
2.本产品原料主体部分为猪粪，因此磷的生物有效性很高，总磷含量高达4.5％以上，在做成商品有机肥产品中无需添加任何含磷化肥，更使本产品成为真正意义上的有机肥，是有机食品生产的首选生产资料。
3.本产品的生产工艺采取了逐渐发酵、逐渐添加少量化肥氮的技术路线，这样既保证了堆肥好气发酵进程的顺利进行，又大大提高了所加入的化肥氮合成有机氮的转化率，减少了化肥氮在堆制过程中的损失。
4.本产品生产原料来源广而丰富，且为农业固体废弃物，原料成本很低，生产工艺简便，固定资产投入少，生产过程中耗电耗水极少，因此产品价位低而质量高，厂家每生产1吨有机高氮肥的所有成本不超过400元，而象这种高品位的肥料(有机氮占90％以上)目前在市场上的价格在700-750元/吨，因此本产品具有强大的社会、环境和经济生命力。
5.试验结果表明，本发明所研制的有机高氮肥全氮含量为4.3％以上(此全氮中90％以上为有机氮)，总养分(氮、磷、钾和其他必需营养元素)超过9％，在草莓、不结球小白菜、芦笋、水稻等作物上施用本肥料后，其增产效果比等价格的商品单质化肥或复合肥增产5-10％，比对照增产20-37％，且产品品质显著得到改善。
四、具体实施方式
将猪粪(无需脱水)、水稻秸秆(粉碎约20cm)、氯化铵和豆渣分别按75∶12∶3∶10(均以这四种堆肥材料的干重计)混合后发酵，待堆肥温度上升至60-70℃时维持4天，以后每2天翻堆一次，每次均匀地加入2％(以此时堆肥的干重计)的氯化铵，直至堆肥温度从50-60℃开始降温，再堆制5天，以便进一步后熟，制成真正意义上的有机肥产品，整个堆制时间为24天，其养分含量见表1。
表1堆制前后猪粪肥料中养分含量
| 总有机碳(％) | 全氮(％) | 总有机氮(％) | 全磷(％) | 全钾(％) | |
| 堆制前 | 18.67 | 1.82 | 1.51 | 4.91 | 0.81 |
| 堆制后 | 19.12 | 4.34 | 4.02 | 4.67 | 0.88 |
表1表明通过本发明技术及生产工艺可生产出总有机氮含量超过4％以及总养分(氮、磷、钾和其他必需营养元素)超过9％以上的高品位有机肥，其有机质(总有机碳×1.7)也超过了行标(30％)，充分说明了本发明技术及生产工艺制造高品位有机肥的可行性。
所研制的高氮有机肥产品对草莓产量有非常显著的影响(见表2左列)，草莓对无机肥特别敏感，尤其是在前期，施用尿素处理的草莓根系伤害很严重，虽然中后期有较大的恢复，但草莓果子最终的产量显著低于各处理；以等氮量施入的高氮有机肥比未处理猪粪增产31％，说明猪粪经过本发明方法加工生成的肥料产品比未处理猪粪的效果要好得多；以等价格肥料投入计算，高氮有机肥(施用量为40mgN/kg)比尿素处理(施用量为100mgN/kg)增产71％，显示出本产品的增产优势和市场优势。不仅如此，施用高氮有机肥处理的草莓的糖分含量和Vc含量比任何一个施肥处理的要高，分别高达9.65％和91.6mg/100g(见表3右列)，显著提高了草莓的品质。
表2所研制的高氮有机肥产品对草莓产量、草莓糖分和Vc含量的影响(田间试验)
| 草莓果子鲜重(g/株) | 草莓糖分(％) | Vc(mg/100g) | |
| CK(对照) | 87.2±14.2 | 4.54±1.05 | 82.1±4.32 |
| 尿素(100mgN/kg) | 70.4±16.3 | 4.98±0.96 | 76.4±3.71 |
| 未处理猪粪(40mgN/kg) | 91.8±15.7 | 6.48±0.81 | 87.7±4.27 |
| 高氮有机肥(40mgN/kg) | 120.9±18.6 | 9.65±1.27 | 91.6±6.95 |
所研制的高氮有机肥产品对菠菜产量有显著的增产作用(见表3左列)，未处理猪粪的处理菠菜产量显著低于尿素处理和高氮有机肥处理，说明新鲜猪粪不宜直接用于肥料施入土壤，以等价格肥料投入计算，高氮有机肥(施用量为40mgN/kg)与尿素处理(施用量为100mgN/kg)对菠菜产量影响没有差异，但两者比对照增产37％，说明等价格投入的有机高氮肥与尿素增产效应相当，但有机高氮肥能显著提高菠菜体内Vc含量，使其含量高达38.5mg/100g(见表3右列)，比尿素处理的增加26％，从而显著改善蔬菜的品质。
表3所研制的高氮有机肥产品对菠菜产量和体内Vc含量的影响(盆钵试验)
| 菠菜鲜重(g/钵) | Vc含量(mg/100g) | |
| CK(对照) | 129.6±6.82 | 26.6±3.65 |
| 尿素(100mgN/kg) | 177.4±5.89 | 30.4±4.79 |
| 未处理猪粪(40mgN/kg) | 155.6±7.47 | 31.6±3.27 |
| 高氮有机肥(40mgN/kg) | 178.5±10.3 | 38.5±3.68 |
用硫酸铵替代上述实施例中的氯化铵是本领域技术人员所掌握的，并能达到同样的效果。
Claims (3)
1.一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法，其特征在于，
将畜禽粪便、作物秸秆、氯化铵或硫酸铵和豆渣分别按干重计以75-85∶10-20∶1-8∶5-10比例混合后发酵，待堆肥温度上升至60-70℃时维持3-7天，以后每2-3天翻堆一次，每次均匀地加入干重百分比为1-4％的无机氮肥，直至堆肥温度从50-60℃开始降温，再堆制5-8天进一步后熟，制成的有机肥产品即为获得的有机高氮肥。
2.根据权利要求1所述一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法，其特征在于，所用作物秸秆是粉碎至10-30cm的作物秸秆。
3.用权利要求1或2所述一种利用农业固体废弃物制成有机高氮肥的方法制成的肥料产品。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Owner name: NANJING AGRICULTURAL UNIVERSITY ASSET MANAGEMENT Free format text: FORMER OWNER: NANJING AGRICULTURAL UNIVERSITY Effective date: 20071109 |
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Effective date of registration: 20071109 Address after: Nanjing City, Jiangsu province 210095 Weigang No. 1 Nanjing Agricultural University Department of science and technology Qian Baoying Patentee after: Assets Management Corporation of Nanjing Agriculture University Address before: Nanjing City, Jiangsu province 210095 Weigang No. 1 Nanjing Agricultural University Department of science and technology Qian Baoying Patentee before: Nanjing Agricultural University |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JIANGSU ENGINEERING CENTER XINTIANDI BIOFERTILIZE Free format text: FORMER OWNER: NANJING AGRICULTURAL UNIVERSITY ASSET MANAGEMENT CO., LTD. Effective date: 20080328 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20080328 Address after: Jiangsu city in Yixing province Xin Jie Dao Lu Ping Cun Peng Tao Patentee after: Jiangsu Xintiandi Bio-fertilizer Engineering Center Co.,Ltd. Address before: Nanjing City, Jiangsu Province, No. 1 Weigang science and technology department at Nanjing Agricultural University Qian Baoying Patentee before: Assets Management Corporation of Nanjing Agriculture University |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20161215 Address after: Baiquan town Qigihar city Heilongjiang province Baiquan County 164799 North Gate g Bailuxi Patentee after: Heilongjiang Dahe Agriculture Co., Ltd. Address before: 210095 Jiangsu city in Yixing province Xin Jie Dao Lu Ping Cun Peng Tao Patentee before: Jiangsu Xintiandi Bio-fertilizer Engineering Center Co.,Ltd. |