CN107522580A - 一种水稻秸秆有机肥及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水稻秸秆有机肥，属于作物秸秆利用及有机肥生产领域。本发明有机肥配方包含如下按重量份计的原料：水稻秸秆1000份，水1200‑1400份，98%浓硫酸溶液40‑60份，85%浓磷酸溶液90‑110份，氨气25‑30份，钙镁磷肥200‑300份，硅藻土粉20‑30份，具有促进秸秆腐熟功能的发酵剂1‑2份。将这些原料按一定顺序混合发酵、翻料、干燥后得到本发明有机肥。本发明有机肥养分含量高、养分齐全、均衡，具有改良土壤的功能，且其生产工艺简单，生产周期短。本发明充分利用了水稻秸秆等废弃物，无废水废渣产生，适合规模化生产。

Description

一种水稻秸秆有机肥及其生产方法

技术领域

本发明涉及作物秸秆利用及有机肥生产领域，具体涉及一种水稻秸秆有机肥及其生产方法。

背景技术

水稻是我国主要粮食作物，秸秆数量巨大。水稻秸秆有机质丰富，来源于农田，通过发酵腐熟，归还于农田，是补充土壤有机质、土壤养分、改善土壤结构的重要肥料来源。因水稻秸秆表面覆盖一层蜡质及纤维素、半纤维素、木质素含量高等原因，传统水稻秸秆发酵腐熟，时间长、效率低，农民大多不愿意采用；近年来，随着农业机械推广，以旋耕方式将秸秆直接粉粹翻埋入田，虽然简便易行，但由于没有经过杀虫、杀菌、杀灭杂草种子等处理，病虫害等容易残留，具有巨大的病害、虫害、杂草流行的潜在风险，少数地方甚至已出现因秸秆旋耕直接还田而出现病害严重流行情况。同时，尽管水稻秸秆各种养分元素齐全，但氮、磷等主要养分元素含量过低，发酵进程缓慢，限制了秸秆利用。

中国专利CN201510282842“一种通过酸、碱处理秸秆的有机肥生产工艺”，以盐酸、硫酸、磷酸及氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙的强酸强碱溶液，通过控制酸、碱溶液pH于4-5及9-10范围而对秸秆进行短时间处理，以及以清水分别冲洗掉酸液、碱液后，以堆肥发酵方式生产有机肥，其操作过程复杂，养分含量低，且实验证明，以此酸碱方式处理水稻秸秆，效果并不明显，还可能造成环境污染，堆肥时间较长且养分含量不高。

我国中低品位磷矿储量巨大，尤其适合生产钙镁磷肥。钙镁磷肥富含磷、镁、硅、钙、钾等营养元素，可为作物生长提供多种必须养分。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种水稻秸秆有机肥及其生产方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种水稻秸秆有机肥，其配方包含如下按重量份计的原料：水稻秸秆1000份，水1200-1400份，98％浓硫酸溶液40-60份，85％浓磷酸溶液90-110份，氨气25-30份，钙镁磷肥200-300份，硅藻土粉20-30份，具有促进秸秆腐熟功能的发酵剂1-2份。可根据作物生长对氮、磷养分的需求状况，适当调节硫酸用量、磷酸用量、钙镁磷肥用量、氨气用量。上述98％浓硫酸溶液40-60份、85％浓磷酸溶液90-110份是对硫酸、磷酸总用量的限制，如果浓硫酸溶液、浓磷酸溶液浓度有变化则重量份可以相应变化保持总量不变即可。

上述水稻秸秆有机肥的生产方法，包括如下步骤：

(1)水稻秸秆准备：

将水稻秸秆粉粹成粉末状小段，优选为0.2-0.3厘米的粉末状小段；

(2)部分水稻秸秆酸处理：

将配方用量三分之一到二分之一的水加入到反应釜中，徐徐加入配方用量的浓硫酸溶液，搅拌均匀后徐徐加入配方用量的浓磷酸溶液，搅拌均匀；将配方用量三分之一到二分之一的水稻秸秆加入到反应釜中，混合、拌匀，处理12-24小时，至秸秆颜色明显改变、秸秆明显变软、纤维易于扯断；

(3)加入剩下的水稻秸秆及清水：

在反应釜中继续加入配方用量剩下的水稻秸秆及水，搅拌、混匀，使酸液在物料中均匀分布；

(4)通入氨气及加入钙镁磷肥处理：

在反应釜中通入配方用量的氨气，至氨气吸收；加入配方用量的钙镁磷肥，搅拌、混匀，使钙镁磷肥与水稻秸秆及酸液充分接触，反应1-3小时，至温度不再上升；

(5)加入硅藻土粉：

加入配方用量的硅藻土粉，搅拌10-30分钟，使硅藻土粉在物料中分布均匀；

(6)接入发酵腐熟菌剂，有氧发酵：

在经过上述处理的水稻秸秆物料中，加入配方用量的具有促进秸秆腐熟功能的发酵菌剂，进行有氧发酵，1-2天即可达到70-80℃而进入高温期，再经过7-9天的翻料、熟化、降温过程，即可腐熟，并通过此过程促进物料进行水分蒸发，促进物料干燥；

(7)干燥：

对腐熟后的物料进一步进行翻料、适当干燥等降低含水量操作，使产品中的水分含量至10％以下，即为本产品。

本发明以水稻秸秆为主要原料，通过磷酸、氨气等富含养分元素的常见物质，在充分破坏水稻秸秆表面蜡质及纤维素、木质素等主要物质结构的同时，利用反应热适当升高反应温度，并适当补充氮、磷等养分，以有机、无机相结合方式，显著缩短发酵腐熟周期，以便于自动化、规模化、工厂化生产方式，生产水稻秸秆有机肥，既含有丰富有机质，又含充足的氮磷钾等速效养分元素，可以实现长效养分与速效养分、供给作物养分与用土养土的协调统一。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、以硫酸、磷酸等酸类物质对部分水稻秸秆的木质素、纤维素等难降解成分进行了充分破坏和一定程度降解，从而为水稻秸秆中相关发酵微生物的迅速生长提供了良好条件；

2、充分利用了硅藻土粉的孔隙度及比表面积大的特点，充分吸附发酵物料中的水溶性及易挥发性的氮素养分等，有效避免了发酵过程中氨气等养分的挥发、散失等，保证了发酵微生物的良好营养及生长条件；

3、充分利用酸液与氨气、钙镁磷肥等物质之间产生的化学反应热，使物料发酵腐熟的起始温度有较明显的上升，从而促进水稻秸秆快速发酵和腐熟；

4、经过强酸、发酵高温等处理，水稻秸秆等携带的病源菌、虫卵、杂草种子等得到了处理和杀灭，保证了用肥安全；

5、生产工艺简单，生产周期短，充分利用了水稻秸秆等废弃物，且无废水废渣产生，变废为宝，保护环境，尤其适合工厂化、规模化生产；

6、融合了有机肥与速效化肥的优点，有机质含量丰富，氮磷钾等主要养分含量高，其它养分齐全、均衡、全面，不仅可全面供给作物养分，可用于基肥、追肥等，还具有改良土壤作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

原料配方：水稻秸秆1000公斤，水1300公斤，98％浓硫酸溶液50公斤，85％磷酸100公斤，氨气28公斤，钙镁磷肥250公斤，硅藻土粉25公斤，具有促进秸秆腐熟功能的发酵剂1公斤；

产品生产：反应釜中加入清水650公斤，徐徐加入50公斤98％浓硫酸，搅拌均匀后再徐徐加入85％浓磷酸100公斤，搅拌均匀；加入已粉碎成0.2-0.3厘米粉末状小段的水稻秸秆500公斤，混合、搅拌均匀，反应15小时后，至秸秆颜色明显改变、秸秆明显变软、纤维易于扯断；加入经粉碎处理的另一半水稻秸秆及清水，搅拌、混合均匀，通入氨气28公斤，搅拌，可见氨气吸收；然后加入钙镁磷肥250公斤，混合、搅拌，2小时后可见物料升温至35℃(此时环境温度16℃)；加入硅藻土粉25公斤并混匀后，加入河南省鹤壁市人元生物技术发展有限公司生产的的Rw促腐剂(秸秆型)1公斤并与物料混匀，通气发酵，1天后发酵温度即上升至76℃，3后开始每天翻料2次，如此经过7天的熟化、降温过程及通过该过程加快物料水分蒸发后，即降至常温，适当烘干至含水量10％，即为本发明产品(处理1)。以不加入钙镁磷肥或硅藻土粉生产对照产品1(处理2)、对照产品2(处理3)，进行产品对照。

表1发明产品与对照产品情况比较

表中产品率为100公斤水稻秸秆所形成产品的比率。

本实施例中，处理2因不加入钙镁磷肥处理，物料呈强酸性，微生物发酵不易进行，虽然氮素营养及水稻秸秆有机质损失少，总肥力水平低，且不具备肥料功能；处理3未加入硅藻土粉，铵离子等养分未被有效吸附，发酵过程中尤其高温期易于散失，腐熟和干燥过程相应延长，有机质消耗较多，产品率较低。发明产品产率高，生产周期较短、肥力水平也较高。

实施例2

原料配方：水稻秸秆1000公斤，水1200公斤，98％的浓硫酸溶液40公斤，85％磷酸90公斤，氨气25公斤，钙镁磷肥200公斤，硅藻土粉20公斤，具有促进秸秆腐熟功能的发酵剂1公斤；

产品生产：反应釜中加入清水600公斤，徐徐加入40公斤98％浓硫酸，搅拌均匀后再徐徐加入85％磷酸90公斤，搅拌均匀；加入已粉碎成0.2-0.3厘米粉末状小段的水稻秸秆400公斤，混合、搅拌均匀，反应15小时后，至秸秆颜色明显改变、秸秆明显变软、纤维易于扯断；加入经粉碎处理的剩下600公斤水稻秸秆及清水600公斤，搅拌、混合均匀，向反应釜中通入氨气25公斤，搅拌，可见氨气吸收；然后加入钙镁磷肥200公斤，混合、搅拌，2小时后可见物料升温至38℃(此时环境温度23℃)；加入硅藻土粉20公斤并混匀后，加入北京康源绿洲生物科技有限公司生产的“如金”秸秆腐熟em菌种1公斤(不加入与该菌种配套的营养剂)并与物料混匀，通气发酵，2天后发酵温度即上升至72℃，3后开始每天翻料2次，如此经过8天的熟化、降温过程及通过该过程加快物料水分蒸发后，即降至常温，适当烘干至含水量10％，即为本发明产品(处理1)。以不加入钙镁磷肥或硅藻土粉生产对照产品1(处理2)、对照产品2(处理3)，进行产品对照。

表2发明产品与对照产品情况比较

表中产品率为100公斤水稻秸秆所形成产品的比率。

本实施例中，同样处理2因不加入钙镁磷肥处理，不易进行发酵、总养分较低且不具备肥料功能；处理3未加入硅藻土粉，腐熟和干燥过程相应延长，产品率较低。本发明产品生产周期、肥力水平及产率较高。

实施例3

原料配方：水稻秸秆1000公斤，水1400公斤，98％浓硫酸溶液60公斤，85％浓磷酸溶液110公斤，氨气30公斤，钙镁磷肥300公斤，硅藻土粉30公斤，具有促进秸秆腐熟功能的发酵剂2公斤。

产品生产：反应釜中加入清水700公斤，徐徐加入60公斤98％浓硫酸，搅拌均匀后再徐徐加入85％磷酸110公斤，搅拌均匀；加入已粉碎处理成0.2-0.3厘米粉末状小段的水稻秸秆500公斤，混合、搅拌均匀，反应16小时后，至秸秆颜色明显改变、秸秆明显变软、纤维易于扯断；加入经粉碎处理的剩下500公斤水稻秸秆及清水700公斤，搅拌、混合均匀，向反应釜中通入氨气30公斤，搅拌，可见氨气吸收；然后加入钙镁磷肥300公斤，混合、搅拌，2小时后可见物料升温至46℃时温度不再上升(此时环境温度24℃)；加入硅藻土粉30公斤并混匀后，加入山东省长泰生物科技有限公司生产的N-3054通用型普通有机废弃物发酵剂——长泰生物“高效腐熟剂”2公斤并与物料混匀，通气发酵，1天后发酵温度即上升至78℃，3后开始每天翻料2次，如此经过7天的熟化、降温过程及通过该过程加快物料水分蒸发后，即降至常温，适当烘干至含水量10％，即为本产品(处理1)。以不加入钙镁磷肥或硅藻土粉生产对照产品1(处理2)、对照产品2(处理3)，进行产品性能对照。

表3发明产品与对照产品情况比较

表中产品率为100公斤水稻秸秆所形成产品的比率。

本实施例与实施例1、实施例2情况基本相同，本发明产品生产周期、肥力水平及产率较高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水稻秸秆有机肥，其特征在于：其配方包含如下按重量份计的原料：水稻秸秆1000份，水1200-1400份，98%浓硫酸溶液40-60份，85%浓磷酸溶液90-110份，氨气25-30份，钙镁磷肥200-300份，硅藻土粉20-30份，具有促进秸秆腐熟功能的发酵剂1-2份。

2.权利要求1所述的水稻秸秆有机肥的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）水稻秸秆准备：

将水稻秸秆粉粹成粉末状小段；

（2）部分水稻秸秆酸处理：

将配方用量三分之一到二分之一的水加入到反应釜中，徐徐加入配方用量的浓硫酸溶液和浓磷酸溶液，搅拌均匀；将配方用量三分之一到二分之一的水稻秸秆加入到反应釜中，混合、拌匀，处理12-24小时；

（3）加入剩下的水稻秸秆及清水：

在反应釜中继续加入配方用量剩下的水稻秸秆及水，搅拌、混匀，使酸液在物料中均匀分布；

（4）通入氨气及加入钙镁磷肥处理：

在反应釜中通入配方用量的氨气，至氨气吸收；加入配方用量的钙镁磷肥，搅拌、混匀，使钙镁磷肥与水稻秸秆及酸液充分接触，反应至温度不再上升；

（5）加入硅藻土粉：

加入配方用量的硅藻土粉，搅拌使硅藻土粉在物料中分布均匀；

（6）接入发酵腐熟菌剂，有氧发酵：

在经过上述处理的水稻秸秆物料中，加入配方用量的具有促进秸秆腐熟功能的发酵菌剂，进行有氧发酵，进入高温期后再经过7-9天的翻料、熟化、降温过程，即可腐熟；

（7）干燥：

使腐熟后的物料中的水分含量降至10%以下，得到水稻秸秆有机肥。

3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：步骤（1）为将水稻秸秆粉粹成0.2-0.3厘米的粉末状小段。