一種有機複合鉀肥及其生產方法
2023-11-04 21:29:47 2
專利名稱：一種有機複合鉀肥及其生產方法
技術領域：
背景技術：
我國是一個可溶性鉀礦資源極為缺乏的國家，鉀鹽儲量4.57億噸，僅佔世界 的2. 6%，可溶性鉀資源的缺乏導致我國缺鉀耕地面積已佔耕地總面積的56%， 70 80%的耕地 鉀養分不足，農業投入的鉀養分也僅為發達國家的43% (張曉衛，2006)。在鉀肥供需方面 ，《2005年國土資源公報》顯示2005年我國鉀肥產量(折K20)為232. 66萬噸，自給率僅 為20%左右；鉀肥進口917萬噸，比2004年增長23. 4%，對外依存度達70%以上；《公報》還預 測到2010年，我國鉀肥需求量1262萬噸，供需缺口非常大。目前，鉀肥的缺乏和國外鉀肥生 產企業的價格壟斷，不僅使得我國的鉀肥供需矛盾越發突出，增加了農業生產的成本，同時 對我國糧食生產安全也造成了一定的衝擊。我國低品位含鉀巖石(1(20含量一般為7 10%) 資源非常豐富(中國農業科學院土壤肥料研究所，1994;林繼雄，李家康1993;連賓，1998 )，為了緩解我國鉀肥匱乏和充分利用該類資源，我國自50年代就開始探索利用含鉀巖石制 取鉀肥的工藝。雖然曾先後採用不同的方法(主要是熱法和溼化學法)進行鉀肥開發，但由 於工藝過程存在能耗大、物耗大、產品含鉀量低、引起土壤酸化、環境汙染和破壞等問題而 形成工業化生產的技術不多，已經投產的項目也被陸續關閉(陳履安，1996)。
隨著微生物技術的發展，微生物技術在處理低品位含鉀巖石，提高其生物有效性方面的 應用越來越受矚目，目前在基礎研究方面已取得豐碩成果，主要集中在菌種篩選、有效性試 驗、機理和菌劑應用等方面(Monib，et al. 1984; Avakyan， 1984; Rozanova， 1986; Groudev，et al.， 1987; Malinovskaya， 1988; Malinoskaya， 1990; Mel'nikova， et al ，1990; Friedrich， 1991;連賓，1998; Welch, 1999;連賓等，2002)。在真菌解鉀方 面的研究也有進展(Ling Yuan et al. ， 2004; Wallander & Tonie， 1999; Glowa， et al.， 2003)。
從國內外的專利申請來看，涉及到低品位含鉀巖石微生物處理生產鉀肥的研究可歸納為 以下三個方面
(1) 有機質經微生物發酵腐熟後釋放出活性鉀素，加入適量的化學鉀肥混合後製成含 鐘有機生物月巴茅鬥。如Fertilizer compositions and methods of making and using same
(Porubcan， 2005， US6878179) ; Method for producing biofertilizer ( Jangjeng-Ying， et al， 2005， TW229064B);磁化多元生物菌肥的製備方法(李少勇等， 2006， CN1727312);利用城市垃圾糞便製備生物肥料的方法(李元方等，2006， CN1727311 );有機生物發酵復混肥的生產方法(鄒洪偉等，2005， CN1623961);多效有機生物肥料 生產方法及設備(徐少雲等，1995， CN1113223);生物有機肥料及其製備方法(王學泠等 ，2003， CN1413953);等。
(2) 簡易堆肥腐熟法製成含鉀有機肥料，如Method for producing bio-fertilizer (Rajmanov et al， 1999， RU2130005);活性粉煤灰肥料(路西泉，1996， CN1136544)
; 一種生物磷、鉀肥的製備方法(李善寬，2005， CN1569766);利用微生物固體發酵分解 難溶鉀礦生產菌鉀肥的方法(杜士偉等，2001， CN1290673)。
(3) 含有活性解鉀微生物的生物肥料，如Bacterial cultures for
root-colonizing plants (Klo印per et al. ， 1995， US5503652);矽酸鹽細菌及含有矽酸 鹽細菌的肥料(殷永嫻等，2002， CN1379083); —種生產高密度矽酸鹽細菌菌劑的工藝( 李永興和李久蒂，2004， CN1504563);等。
杜士偉等於2001年申請的"利用微生物固體發酵分解難溶鉀礦生產菌鉀肥的方法"( CN1290673)取得了較好的效果，但該申請是用含有K2 0、 A1 2 0 3 、 6 S i O 2的鉀長石 ，氧化鈣和碳源氮源物質為固體發酵原料與水、解鉀菌液混合發酵製得菌鉀肥，菌液的培養 時間長，生產工藝較為複雜，在原料的選取上也沒有實現資源的增殖利用。
目前，由於缺乏處理農業廢棄物的有效方法和得力措施，農業垃圾被焚燒和隨意丟棄現 象十分普遍，既造成資源的浪費也帶來環境的汙染。中國食用菌協會的統計數據顯示，我國 是全球食用菌生產和貿易大國，總產量佔全球總產的70%以上，2005年我國食用菌產量為 1334萬噸，佔全球總產量的75%，食用菌產業已經成為我國農業經濟中極具活力的一項新興 產業，僅次於糧、棉、油、菜、果，居第6位，每年利用的農作物下腳料約4447萬噸，出菇 後原料重量約減少一半，產生2223萬噸的廢菌渣。廢菌渣主要基質為棉籽殼、鋸木屑、稻草 、玉米芯、甘蔗渣及多種農業秸稈，有大量的菌柄、菌絲體、菌根等留在其中，含有菌體蛋 白、菌類多糖和大量其它活性物質，其營養成分因食用菌種類和栽培主料等不同而有一定差 異，粗蛋白質含量在6.4% 10.2%之間，平均為7.9%;粗脂肪含量在O. 1% 1.4%之間，平均 為0. 8%;粗纖維在9. 3% 29. 2%之間，平均為17. 7%;無氮浸出物在13. 8% 63. 5%之間，平均
為38.6%;還含有鈣、磷、鐵、鎂、鋅、銅等微量元素(李學梅，2003)。目前，只有少數 廢菌渣被進一步加工利用，主要方式有食用菌再生產的配料、飼料和有機肥料，但由於處理 工藝的不完善，重複利用率非常低，大量的菌糠依舊被丟棄，造成巨大的資源浪費和環境汙 染。
為了將農業廢棄物(如食用菌栽培廢料、畜禽糞便、農產品加工廢棄物等)變廢為寶 ，促進資源循環利用，提高其價值，改善農業生態環境，實現農業生態系統的良性循環，通 過一定的技術將農業廢棄料(如食用菌栽培的廢菌渣)應用到有機鉀肥的生產中將具有重要 的現實意義。
發明內容
本發明的目的在於提供一種有機複合鉀肥及其生產方法。本發明以礦物學、地質微生 物學原理和現代固體發酵理論為理論依據，通過固體發酵處理使低品位含鉀巖石和食用菌栽 培廢菌渣轉化為多功能複合鉀肥，不僅使低品位含鉀巖石真正實現資源化，同時也使食用菌 栽培的廢菌渣變廢為寶，實現了資源的循環利用。
本發明是這樣構成的 一種有機複合鉀肥，按照重量組分計算，它是用低品位含鉀巖石 4-5份、食用菌栽培廢菌渣5-6份、發酵輔料1-2份和水10 13份，並加入5% 8%重量百分比 的EM製劑製成的。
準確地說，它是用低品位含鉀巖石4份、食用菌栽培廢菌渣5份、發酵輔料1份和水11 13份，並加入5% 8%重量百分比的EM製劑製成的。
所述的低品位含鉀巖石中鉀含量以K20計為8 12% 。 所述的發酵輔料為重量比=2 : l的廢糖蜜和豆餅粉。
本發明所述有機複合鉀肥的生產方法為將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，食用 菌栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢菌渣混合，然後加入發酵輔料和水拌勻，再接入EM 製劑；已接種的物料堆置發酵，發酵溫度40 7(TC，溼度70 80%，間歇式通氣供氧，發酵 時間15天；發酵結束後產物打散乾燥，檢測合格後粉碎，造粒，包裝，即得。
具體的說，已接種的物料堆置成5.0mX2.0mX0.5 m長方形堆狀，排成多行平行的堆， 上面覆蓋稻草或塑料薄膜，以保持堆置物料的溫度。
通氣供氧的具體方式為翻堆、自然通風。
第1 6天每2天翻堆通氣1次，每次O. 1 0. 3h;第7 15天每天通氣1次，每次O. 1 0. 3h 本發明所述的技術方案是發明人經過了大量的試驗研究之後篩選出來的最佳方案。試驗
過程中，將單純的含鉀巖石(平均鉀含量以1(20計為10.43%)配入一定量的石灰石和煤，粉 磨製塊，在800 125(TC高溫下燒結，再打成粉，有效鉀含量也可達到4%，但成本高、工藝 複雜，而且由這樣的礦粉製成肥料長期使用會使土壤沙化，效果不好。而食用菌栽培廢菌渣 是農業廢棄物，含有大量菌體蛋白、多種代謝產物及未被充分利用的養料。例如用棉籽殼 栽培平菇一個生產周期，棉籽殼的利用價值僅為50%左右。因此，對食用菌栽培廢料進行綜 合利用大有可為。其含鉀量依據栽培食用菌時所選取原料的不同存在差異。採用發酵方法對 菌渣廢料進行微生物轉化則有助於提高其養分利用率。利用發酵輔料是幫助微生物製劑(EM 製劑)快速生長的必要措施。因此，以上組分混合製成的發酵物料能很快進入高溫發酵階段 並促進含鉀巖石粉和廢菌渣的物質轉化。
EM菌製劑是國內外綜合性最強，活性最強的微生物製劑，適用於一切畜禽養殖飼草、飼 料的發酵儲存。其效果是促進生長，能夠增進動物食慾，增強動物對營養物質的消化、合成 功能，提高飼料報酬；增強畜禽抗病能力，改善體內環境，提高動物免疫力，降低畜禽發病 率和死亡率，提高成活率及畜禽的受胎率、飼料轉化率，縮短飼養時間，改善產品質量，消 除化學汙染和生物汙染，降低畜禽脂肪、膽固醇含量；提高飼料吸收利用率。以EM菌製劑發 酵農作物秸稈，可明顯改善秸稈的適口性，提高消化吸收利用率，無環境汙染，減少養殖廠 用藥成本，最大限度的減少了畜禽舍的臭味，能明顯抑制蚊蠅滋生和傳染源。本發明人將EM 菌製劑用在含鉀巖石粉和廢菌渣的發酵中進行試驗，取得了良好的效果。
本發明以礦物學、地質微生物學原理和現代固體發酵理論為理論依據，運用固態發酵法 轉化低品位含鉀巖石和食用菌栽培廢菌渣以生產有機複合鉀肥，具有以下優點
1. 以可高效轉化含鉀巖石的EM製劑為發酵用菌劑，大大提高了對含鉀巖石的降解速率；
2. 採用高溫發酵技術，省去了對發酵底料的滅菌處理環節，節省了成本，同時也避免了 發酵過程中常溫型微生物對底料的汙染；
3. 工藝簡單、技術成本低、操作簡便、生產周期短，還可實現不同規模的工業化生產， 此外生產過程中無汙染物排放，實現了清潔生產；
4. 通過處理使低品位含鉀巖石和食用菌栽培的廢料經發酵轉化為多功能有機鉀肥，不僅 使低品位含鉀巖石真正實現資源化，同時也使食用菌栽培的廢料變廢為寶，實現了資源的循 環利用。
5. 產品品質優良
生產的有機鉀肥中有機質》30%，總養分》15% (總氮》7%、有效磷》4%、有效鉀》4%)
，水分《10%，同時含有對作物有益的微量元素(Si、 Mo、 Cu、 Zn、 Se、 Fe、 Mn等)、稀土 元素、菌體及其代謝產物，如胺基酸、蛋白質、胞外多糖等物質。不僅可補充作物生長所需 養分，而且可增加土壤有機質，疏鬆板結，保育土壤，提高肥力。產品質量同時符合中華人 民共和國國家標準性謝？無機復混肥料(GB 18877- 2002)和中華人民共和國農業行業標準 性謝柿希LY525-2002)，是一種優質的多功能有機肥料。
與現有技術相比，本發明以食用菌栽培廢菌渣和低品位含鉀巖石的混合物為發酵基質， EM製劑為發酵菌劑，採用堆置發酵方式進行生產，在簡化工藝、提高生產效率的同時，實現 了生產過程的清潔化和資源的增值利用；產品質量優良，不僅含有豐富的可補充作物生長所 需的養分，而且還能增加土壤有機質，疏鬆板結，保育土壤，提高肥力。
具體實施例方式
本發明的實施例l:低品位含鉀巖石(鉀含量以1(20計為10%) 40Kg、平菇栽培廢菌渣 50Kg、發酵輔料(重量比=2 : l的廢糖蜜和豆餅粉)10Kg、水120Kg、 EM菌劑13. 2Kg
將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，平菇栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢菌 渣混合，然後加入發酵輔料和水拌勻，再接入EM菌劑；已接種的物料堆置成5.0mX2.0mX 0.5m的長方形堆狀，排成多行平行的堆垛發酵，上面覆蓋稻草或塑料薄膜，以保持堆置物料 的溫度；發酵溫度40 7(TC，溼度70 80%，通過翻堆的方式通氣供氧，發酵時間15天；第l 6天每2天翻堆通氣1次，每次01 0. 3h;第7 15天每天通氣1次，每次01 0. 3h。發酵結 束後，產物打散乾燥，檢測分析有機質、速效鉀、有效氮、有效磷和水分等指標後粉碎，造 粒，包裝，即得有機複合鉀肥約80Kg。其品質為有機質》30%，總養分》15% (總氮》7%、有 效磷》4%、有效鉀》4%)，水分《10%，同時含有對作物有益的微量元素(Si、 Mo、 Cu、 Zn 、Se、 Fe、 Mn等)、稀土元素、菌體及其代謝產物，如胺基酸、蛋白質、胞外多糖等物質。 產品質量符合有機-無機復混肥料(GB 18877- 2002)和有機肥料(NY525-2002)的要求。
本發明的實施例2:低品位含鉀巖石(鉀含量以1(20計為8 10%) 40Kg、食用菌栽培廢菌 渣50Kg、發酵輔料(重量比=2 : l的廢糖蜜和豆餅粉)10Kg、水100Kg、 EM菌劑10Kg
將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，食用菌栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢 菌渣混合，然後加入發酵輔料和水拌勻，再接入EM菌劑；已接種的物料堆置成5.0mX2.0mX 0. 5m的堆狀發酵，發酵溫度40 7(TC，溼度70 80%，通過翻堆的方式通氣供氧，發酵時間 15天；第1 6天每2天翻堆通氣1次，每次01 0. 3h;第7 15天每天通氣1次，每次01 0. 3h 。發酵結束後，產物打散乾燥，檢測合格後粉碎，造粒，包裝，即得有機複合鉀肥約80Kg。 其品質為有機質》30%，總養分》15% (總氮》7%、有效磷》4%、有效鉀》4%)，水分《10%
，同時含有對作物有益的微量元素(Si、 Mo、 Cu、 Zn、 Se、 Fe、 Mn等)、稀土元素、菌體及 其代謝產物，如胺基酸、蛋白質、胞外多糖等物質。產品質量符合有機-無機復混肥料(GB 18877- 2002)和有機肥料(NY525-2002)的要求。
本發明的實施例3:低品位含鉀巖石(鉀含量以1(20計為10 12%) 50Kg、食用菌栽培廢 菌渣60Kg、發酵輔料20Kg、水130Kg、 EM菌劑20. 8Kg
將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，食用菌栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢 菌渣混合，然後加入發酵輔料和水拌勻，再接入EM菌劑；已接種的物料堆置發酵，發酵溫度 40 70°C，溼度70 80%，通過翻堆的方式通氣供氧，發酵時間15天；發酵結束後，產物打 散乾燥，檢測合格後粉碎，造粒，包裝，即得有機複合鉀肥約80Kg。
以上所用的EM製劑為市售產品，可在農資銷售部門購買。
權利要求
1.一種有機複合鉀肥，其特徵在於按照重量組分計算，它是用低品位含鉀巖石4-5份、食用菌栽培廢菌渣5-6份、發酵輔料1-2份和水10～13份，並加入5％～8％重量百分比的EM製劑製成的。
全文摘要
本發明公開了一種有機複合鉀肥及其生產方法，按照重量組分計算，它是用低品位含鉀巖石4-5份、食用菌栽培廢菌渣5-6份、發酵輔料1-2份和水10～13份，並加入5％～8％重量百分比的EM製劑製成的。與現有技術相比，本發明以食用菌栽培廢菌渣和低品位含鉀巖石的混合物為發酵基質，EM菌劑為發酵菌劑，採用堆置發酵方式進行生產，在簡化工藝、提高生產效率的同時，實現了生產過程的清潔化和資源的增值利用；產品質量優良，不僅含有豐富的可補充作物生長所需的養分，而且還能增加土壤有機質，疏鬆板結，保育土壤，提高肥力。
文檔編號C05D1/04GK101100401SQ20071020100
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月5日 優先權日2007年7月5日
發明者斌 王, 賓 連 申請人:中國科學院地球化學研究所