一種功能性改土有機無機複合肥及生產方法
2023-09-18 01:00:50
一種功能性改土有機無機複合肥及生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種功能性改土有機無機複合肥及生產方法，將植物秸稈與草炭土按一定比例混合，使混合原料中的含水量在適宜蒸煮的範圍，通過選擇使用適宜的蒸煮腐解劑和反應工藝條件，可得到高濃度的腐殖質漿狀蒸煮液；將動物廢棄物冷凍、粉碎、高溫高壓殺菌，添加催化劑、高效複合微生物進行發酵，得到有機漿狀發酵液，將漿狀蒸煮液與漿狀發酵液混合，加入氮、磷、鉀及多功能土壤改良劑，烘乾造粒即成無機有機肥料。經田間試驗，能顯著的改良土壤，提高作物產量。
【專利說明】一種功能性改土有機無機複合肥及生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種複合肥，尤其涉及一種功能性改土有機無機複合肥及生產方法。【背景技術】
[0002]隨著化學工業的高速發展，各種肥料的生產和施用量不斷增加，對農業生產的發展起到了重要的推動作用，但隨著化肥施用量的不斷增加，農業對化肥產生了很強的依賴，而化肥的施用缺點也日益凸現出來。
[0003]首先，化肥的長期使用造成了土壤肥力下降，土壤板結嚴重。過量使用化肥會惡化土壤的理化性質、阻塞土壤空隙、破壞土壤團粒結構，造成土壤營養元素失衡、板結、汙染和肥力下降。同時過量施用化肥也可導致地下水汙染和大氣汙染，對人體健康也是一種威脅。其次，化肥的過量使用導致土壤吸收能力差，化肥利用效率降低，成本增加。目前，我國化肥領域的氮肥利用率僅為15~40%，磷肥利用率僅為10~20%，鉀肥利用率僅為20~25%。第三，化學肥料的長期使用嚴重影響農作物質量，化學物質殘留富集讓作物危害人類生命安全。
[0004]有機肥料雖然含有植物生長所需的各種營養元素，能夠改善土壤結構，增加土壤肥力，但有機肥料中所含的養分大多為有機態的物質，且N、P、K含量不高，所以其肥效慢，單獨使用還滿足不了農作物的需求。
[0005]我公司科技人員結合國內外農業發展狀況和將來肥料的發展趨勢，經過反覆研究論證，開發生產了代表我國新型肥料先進水平的功能性改土有機無機複合肥，這種新型肥料能提高種植物的產量和品 質，能夠改善土壤肥力、緩解土壤板結、增加土壤中有機質的含量。該肥料應用範圍廣泛、適應各種土壤。具有抑菌抗病滅蟲，提高作物抗逆性的功效，長期施用能起到防止和減少環境汙染的作用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種以植物秸杆和動物廢棄物為原料，以多功能土壤改良劑為添加劑的功能性改土有機無機複合肥及生產方法，實現了植物秸杆和動物廢棄物的肥料化利用。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案實現的，將植物秸杆與草炭土按一定比例混合，使混合原料中的含水量在適宜蒸煮的範圍，通過選擇使用適宜的蒸煮腐解劑和反應工藝條件，可得到高濃度的腐殖質漿狀蒸煮液；將動物廢棄物冷凍、粉碎、高溫高壓殺菌，添加催化劑、高效複合微生物進行發酵，得到有機漿狀發酵液；將漿狀蒸煮液與漿狀發酵液和多功能土壤改良劑混合，加入氮、磷、鉀，烘乾造粒即成無機有機肥料。
[0008]具體地，本發明所說的功能性改土有機無機複合肥及生產方法包括以下步驟：
[0009](I)植物秸杆粉蒸煮
[0010]將植物秸杆粉和草炭土（原始未加工的）及蒸煮藥劑混合，並拌合均勻，裝入耐壓和耐高溫的容器中，用蒸汽或外源熱源加熱到120~160°C之間，並保持5~7h，加熱過程中應使容器慢速轉動，以使物料保持混勻狀態；植物秸杆和草炭土的混合質量比控制在5 ： 15，蒸煮藥劑的用量為上述混合物折合乾重質量的5~10%，拌合過程可在蒸煮容器外進行，也可在蒸煮容器中進行，反應結束後得到腐殖質漿液，其幹固體含量為20~60% ；pH在8~9之間，呈弱鹼性，可免去用酸中和，得到漿狀蒸煮液。
[0011](2)動物廢棄物發酵
[0012]動物殘體、下腳料放入冷庫冷凍，將冷庫後的動物體用密封輸送帶送入粉碎機進行粉碎，把動物體粉碎成塊狀，大小3-4釐米左右，粉碎後再進行高溫高壓殺菌；粉碎後的動物體經高溫高壓殺菌後經格柵進行分離過濾，將油脂類物質與毛和骨頭類物質分開，毛和骨頭類物質烘乾後進入真空碳化爐進行碳化處理，經碳化處理的毛和骨頭類物質加入到油脂類物質中，將PH值調至7-8，再添加催化劑、高效複合微生物、有機廢水和汙泥攪拌配製成混合有機物質，汙泥、油脂類物質、催化劑、高效複合微生物和高濃度有機廢水的質量比為I : 0.6 : 0.4 : 0.2 : 1，並在厭氧塔內進行發酵，發酵時間2~5天，發酵溫度控制在20~55°C，得到漿狀發酵液。
[0013](3)所述多功能土壤改良劑為粉煤灰、中草藥使君子粉、海藻提取物的混合物，所述它們的用量比為5 : 3 : 2。
[0014](3)有機無機複合肥製備
[0015]將步驟（I)得到的漿狀蒸煮液和步驟（2)得到的漿狀發酵液按I : I的比例混合，向混合液中加入成品化學肥料和多功能土壤改良劑，充分攪拌均勻，然後乾燥造粒製成顆粒狀有機無機複合肥。[0016]所述步驟（I)中的植物秸杆可以是小麥、玉米、棉花、高粱、稻草、豆類的秸杆的一種或多種的任意質量比混合，使用時粉碎。
[0017]所述步驟⑴中的草炭土有機質含量50% -60%，腐殖酸40%-50%，含水量50-70%，PH值為5. 0-5. 5成偏酸性。
[0018]所述步驟（I)中的蒸煮藥劑為亞硫酸銨、亞硫酸鈉和亞硫酸氫鉀中的一種或幾種，加入亞硫酸鹽的作用是使秸杆和汙泥中的有機物發生水解、分解、溶解及腐殖化轉化。
[0019]所述步驟⑵中催化劑由硅藻土、麥飯石、沸石及硫酸亞鐵按質量比1.5 ： 2 ： 2 ： I配製而成。
[0020]所述步驟（2)中的高效複合微生物為芽孢桿菌屬、產鹼假單胞菌屬、硫桿菌屬、硝化菌屬、乳桿菌屬、糖單胞菌屬、產鹼菌屬中的一種或多種組成的組合物。
[0021]所述步驟（2)中的有機汙水主要有畜禽屠宰廢水、腸衣廠加工廢水、豆製品加工廠廢水；所述的汙泥主要指生活汙水處理廠汙泥、腸衣加工廠汙泥。
[0022]所述步驟（3)的使君子粉，是將中草藥使君子晾乾或烘乾，過40目篩。
實施例
[0023](I)植物秸杆粉蒸煮：取草炭土 150千克（含水率為60% )，加入固體亞硫酸鈉8. 5千克，攪拌均勻，再加入粉碎並過20目篩網的玉米秸粉30千克，攪拌均勻，裝入蒸煮罐中，保持蒸球慢速轉動狀態下，用高壓水蒸氣加熱至150°C，然後在此溫度下保持2h ;停止加熱和轉動，待冷卻至100°C左右時將蒸煮得到的漿狀物放出，轉移至冷卻池中降至室溫，得到漿狀蒸煮液。[0024](2)動物廢棄物發酵：取動物殘體、下腳料180千克放入冷庫冷凍，將冷庫後的動物體用密封輸送帶送入粉碎機進行粉碎，把動物體粉碎成塊狀，大小3-4釐米左右，粉碎後再進行高溫高壓殺菌；粉碎後的動物體經高溫高壓殺菌後經格柵進行分離過濾，將油脂類物質與毛和骨頭類物質分開，毛和骨頭類物質烘乾後進入真空碳化爐進行碳化處理，經碳化處理的毛和骨頭類物質加入到油脂類物質中，將PH值調至7-8，再添加由硅藻土、麥飯石、沸石及硫酸亞鐵按質量比1.5 ： 2 ： 2 ： I配製而成的催化劑4千克、芽孢桿菌屬、產鹼假單胞菌屬、硫桿菌屬高效複合微生物2千克、有機廢水10千克和汙泥10千克攪拌配製成混合有機物質，在厭氧塔內進行發酵，發酵時間4天，發酵溫度控制在45°C，得到漿狀發酵液。
[0025](3)取粉煤灰5千克、中草藥使君子粉3千克、海藻提取物2千克充分混合。
[0026](4)將步驟⑴得到的漿狀蒸煮液和步驟（2)得到的漿狀發酵液按I : I的比例混合，然後加入含氮（N)量46%的尿素50千克、含磷（P205) 46%的重過磷酸鈣40千克、含鉀（K20)60%的氯化鉀35千克，以及步驟（3)製得的多功能土壤改良劑，經熱風乾燥後，通過機械擠壓造粒得到粒狀有機無機複合肥產品。產品的指標為：有機質30. 5%，含氮（N)量20. 4%,含磷(Ρ205)8. 5%,含氧化鉀(Κ20)9.5%。
[0027]本發明所述的功能性改土有機無機複合肥不但養分全面，養分易於被作物吸收，同時，還能通過改善土壤團粒結構，使土壤膠體帶有較多的正電荷，從而提高作物對土壤中養分的吸收，同時，置換掉一些如CI_、N03_、NO2-等，從而達到降低土壤鹽鹼度，調節酸鹼度，改善土壤環境的效果。
[0028]田間改土試驗
[0029]選擇砂壤土、輕粘土、重粘土三種質地不同的土壤，在基礎條件儘量一致的情況下，每種類型的土壤都設置對照區和試驗區，面積各66. 7平方米，試驗區施用功能性改土有機無機複合肥5公斤，對照區`按正常田間管理，改土效果見表1.
[0030]表1不同類型的土壤施用功能性改土有機無機複合肥改土效果
土壤類甩陽離了·交換景孔隙度_水分含量
(m. e/1 OOg十)
_對照區試驗岡對照岡試驗區對照區試驗區
[0031]
砂壤土 18. 51 19.6540. 30 48. 10 24.00 27.60
輕粘十 16.10 17.5041. 50 49. 60 25.50 28.80
重粘土 14. 50 15. 63 35. 50 40. 90 25. 45 29. 50
[0032]結果表明，試驗區施用本發明所述的功能性改土有機無機複合肥後，陰離子交換量（衡量土壤保肥能力的重要指標）有較大幅度的提高，增長幅度在3-5%之間，孔隙度提高12-13%之間，水分含量增加9-11%，孔隙度增加，則土壤容重降低，板結程度也就降低，這也表明施用該功能性改土有機無機複合肥后土壤的結構得到了改善，土壤對水、肥、氣、熱的調控能力增強，有利於微生物的滋生。
[0033]田間增產試驗
[0034]經田間試驗證明，施用本發明所述的功能性改土有機無機複合肥具有較好的增產效果，在山東省壽光市的進行了黃瓜栽培的試驗，設立其它肥料區和空白區作對照，在同等條件下，施用本肥料的苗出苗早且壯，葉片肥厚且綠色深。在臨沂現代農業示範園的試驗表明，用該肥料種植的西紅柿、袖珍黃瓜、甜瓜等品種，比施用其它肥料種植的長勢好、葉大、莖粗、色深，掛果早，數量多，果實飽滿，一般增產15-30%，而且品質好，化肥和農藥殘留符合國家標準，可以認定為綠色產品。
【權利要求】
1.一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於包括以下步驟： (1)植物秸杆粉蒸煮 將植物秸杆粉和草炭土（原始未加工的）及蒸煮藥劑混合，並拌合均勻，裝入耐壓和耐高溫的容器中，用蒸汽或外源熱源加熱到120~160°C之間，並保持5~7h，加熱過程中應使容器慢速轉動，以使物料保持混勻狀態；植物秸杆和草炭土的混合質量比控制在5 ： 15，蒸煮藥劑的用量為上述混合物折合乾重質量的5~10%，拌合過程可在蒸煮容器外進行，也可在蒸煮容器中進行，反應結束後得到腐殖質漿液，其幹固體含量為20~60% ;pH在8~9之間，呈弱鹼性，可免去用酸中和，得到漿狀蒸煮液； (2)動物廢棄物發酵 動物殘體、下腳料放入冷庫冷凍，將冷庫後的動物體用密封輸送帶送入粉碎機進行粉碎，把動物體粉碎成塊狀，大小3-4釐米左右，粉碎後再進行高溫高壓殺菌；粉碎後的動物體經高溫高壓殺菌後經格柵進行分離過濾，將油脂類物質與毛和骨頭類物質分開，毛和骨頭類物質烘乾後進入真空碳化爐進行碳化處理，經碳化處理的毛和骨頭類物質加入到油脂類物質中，將PH值調至7-8，再添加催化劑、高效複合微生物、有機廢水和汙泥攪拌配製成混合有機物質，汙泥、油脂類物質、催化劑、高效複合微生物和高濃度有機廢水的質量比為1 ： 0.6 ： 0.4 ： 0.2 ： 1，並在厭氧塔內進行發酵，發酵時間2~5天，發酵溫度控制在20~55°C，得到漿狀發酵液； (3)所述多功能土壤改良劑為粉煤灰、中草藥使君子粉、海藻提取物的混合物，所述它們的用量比為5 : 3 : 2。 (4)有機無機複合肥製備 將步驟（1)得到的漿狀蒸煮液和步驟（2)得到的漿狀發酵液按I : I的比例混合，向混合液中加入成品化學肥料和多功能土壤改良劑，充分攪拌均勻，然後乾燥造粒製成顆粒狀有機無機複合肥。
2.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟⑴中的植物秸杆可以是小麥、玉米、棉花、高粱、稻草、豆類的秸杆的一種或多種的任意質量比混合，使用時粉碎。
3.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟（1)中的草炭土有機質含量50% -60%，腐殖酸40% -50%，含水量50-70%，PH值為5. 0-5. 5成偏酸性。
4.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟（1)中的蒸煮藥劑為亞硫酸銨、亞硫酸鈉和亞硫酸氫鉀中的一種或幾種。加入亞硫酸鹽的作用是使秸杆和汙泥中的有機物發生水解、分解、溶解及腐殖化轉化。
5.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟（2)中催化劑由硅藻土、麥飯石、沸石及硫酸亞鐵按質量比I. 5 ： 2 ： 2 ： I配製而成。
6.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟（2)中的高效複合微生物為芽孢桿菌屬、產鹼假單胞菌屬、硫桿菌屬、硝化菌屬、乳桿菌屬、糖單胞菌屬、產鹼菌屬中的一種或多種組成的組合物。
7.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟（2)中的有機汙水主要有畜禽屠宰廢水、腸衣廠加工廢水、豆製品加工廠廢水；所述的汙泥主要指生活汙水處理廠汙泥、腸衣加工廠汙泥。
8.根據權利要求1所述的一種功能性改土有機無機複合肥的生產方法，其特徵在於所述步驟（3)的使君 子粉，是將中草藥使君子晾乾或烘乾粉碎，過40目篩。
【文檔編號】C05G3/04GK103708982SQ201310722179
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月15日 優先權日:2013年12月15日
【發明者】張彩年, 嶽萬華 申請人:張彩年