专利名称：：以过磷酸钙为调理剂在鸡粪的工厂化堆肥生产中减少氨气释放的应用方法
技术领域：
：本发明属于肥料用调理剂
技术领域：
，具体涉及以过磷酸钙为调理剂在鸡粪的工厂化堆肥生产中减少氨气释放的应用方法。
背景技术：
：随着集约化、规模化畜禽养殖业的迅速发展，大型现代化畜牧场、养殖厂不断出现，随之产生大量的畜禽废弃物，鸡粪等畜禽粪便的堆腐处理(其中尤以鸡的粪便处理最难)是农业废弃物减量化、无害化和资源化最便捷的处理方式之一，不仅能解决有机物的环境污染问题，同时还为农业生产提供优质有机肥，符合现代农业的可持续的发展方向。畜禽粪便中含氮物质多，碳氮比低，堆肥过程中会出现氨气挥发，如果不采取措施防止氨气的挥发，势必会造成大量的氮素损失。另外，氨气是堆肥产生臭气的主要成分，臭气的散发会导致大气污染；虽然氨气虽然不是畜禽粪便致臭的唯一物质，但氨气释放量与粪便中其它致臭物质的挥发高度相关，即减少氨气释放，可以减少粪便的恶臭。一般来说，堆肥过程中因氨气释放而损失的氮素总量占原有氮素总量的n一50%，并且，含氮量越高，氨气释放量就越大。所以控制堆肥过程中氨气释放是臭味控制和提高氮素保留率的关键所在。另外，由于堆肥原料的含磷量不足，所以堆肥产品中的磷素含量也普遍较低，应考虑在生产堆肥过程中适量补充磷素。防止堆肥过程中氨气挥发的途径可以从以下几个方面来考虑1、适宜的堆肥工艺条件。在堆肥过程中，控制堆肥材料适宜的碳氮比、pH值、水分含量，并适当控制通风和搅拌等各种参数，将会有效的抑制氮素损失。2、在堆肥时添加具有吸附性的材料以防止氨气挥发。如添加锯末、树皮等时，防止氨气挥发的效果较好，在添加蛭石、沸石等无机性吸附材料时，吸附性则更强，抑制臭气产生和氨气挥发的效果越好。但是由于添加吸附材料要么碳氮比高，要么养分含量低或不含养分，往往会降低堆肥的养分含量或推迟堆肥的腐熟时间。3、利用化学法回收氨气。将堆肥过程所散发出的气体通入稀硫酸或磷酸来吸收氨，这种方法效果较好，但消耗大量硫酸或磷酸会增加堆肥生产成本。4、添加微生物菌剂降低氨气的挥发。利用微生物菌剂的固氮作用减少氨气的损失。尽管国内外在堆肥氨气控制方面围绕以上方法做了大量研究工作，但多数都是对产生的氨气进行吸收，并没有从根本上减少氨气的释放，未起到氮素固定的效果，目前在生产上推广的效果并不是很好。过磷酸钙又称过磷酸石灰或普钙。一般为白色或浅灰色粉末，也有颗粒状的，它是由磷矿粉用酸处理而制成的，用磷矿粉生产过磷酸钙的主要化学反应方程式为Cal0(PO4)6F2+7H2S04+3H20—3Ca(H2P04).H20+7CaS04+2HF过磷酸钙的主要成分是水溶性的一水磷酸一钙(Ca(H2P04》H20)和难溶于水的硫酸钙(CaS04)二者分别占过磷酸钙肥料的30—50%和40%，其中前者是过磷酸钙的有效成分，另外过磷酸钙还有2—4%的硫酸铁、硫酸铝，3.5—5.0%的游离酸(主要是磷酸和硫酸)。过磷酸钙国家规定的质量标准为GB20413-2006，属水溶性速效磷肥，可直接作磷肥，也可用于制复合肥料。
发明内容本发明的目的在于提供以过磷酸钙为调理剂在鸡粪的工厂化堆肥生产中减少氨气释放的应用方法，降低氮素损失和增加磷素，以克服现有技术的不足。本发明的技术方案是包括以下步骤a)混料将鸡粪和粉碎为l-2cm的小段玉米干秸秆混合均匀形成堆肥材料，使其碳氮比为25:1，将商品磷肥过磷酸钙均匀撒到上述堆肥材料中形成混合物，其用量为堆肥材料按干基计重的1一2%，在堆肥之前，仅施用一次；b)调水分将上述混合物投入固体发酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量为60%;C)堆肥在30天的堆肥的生产周期屮，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，每120min搅拌l次，每次搅拌15-20min，搅拌转速为10转/min;d)出肥将完成堆肥的混合物从固体发酵罐倒出，得到工厂化堆肥产品，称量、包装出厂。本发明调理剂对氨气的控制机理是堆肥初期，在高温微生物的用下，大量有机物质被分解，有机态氮转化成无机态氮，无机态氮在氨化细菌的作用下进一步转成氨气(NH3)，因此，氨气释放量的高峰期出现在堆肥的初期。而后，随着微生物矿化作用减弱，有机态氮降解为无机氮的量减少，铵态氮含量下降。即使堆肥的pH值有所上升，但氨气的产生量却由于铵态氮含量下降而随之减少；加之，铵态氮在硝化细菌的用下转化成硝态氮，抑制了氨气的产生。由此可见，堆肥过程中氨气释放的调控点在于堆肥的前期。所用作调理剂的过磷酸钙肥料中除含有Ca(H2P04)2.H20(主要成分)、CaS04'H20(杂质)外，还含有一定量的磷酸、硫酸等游离酸，游离酸中的FT离子能够与氨气反应从而有利于氨气的固定，抑制pH值升高，减少其向外界挥发与释放。氨气与H+离子反应方程式NH3+H+—NH4+。吉林农业大学有机肥课题组开展研究的结果与分析1、堆肥材料堆肥材料为鸡粪和玉米秸秆。鸡粪取自吉林省长春市净月区十里铺村蛋鸡饲养场，玉米桔秆取自吉林农业大学实验站的试验田，粉碎为l-2cm左右的小段秸秆。堆肥材料基本性状见表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2、堆肥设备上海保兴生物设备工程有限公司生产的BIOTECH-30SS型固体发酵罐。3、堆肥方案将6.86kg鸡粪(按干基计)和8.14kg玉米秸秆(按千基计)混合均匀(按此比例混合后的堆肥材料的碳氮比为25:1)，控制堆肥材料的初始水分含量为60%，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，120min搅拌1次，每次搅拌20min，转速为10转/min。试验设置对照组(不添加过磷酸钙)、添加1%过磷酸钙组和添加2%过磷酸钙组共3个组别，分别在堆肥的0、1、2、3、5、7、10、15、20、25、30天测定氨气的释放量。4、技术指标的试验方法全氮含量的测定NY/T53-1987的规定进行；全碳含量的测定NY/T85-1988的规定进行；全磷含量的测定NY/T88-1988的规定进行；全钾含量的测定NY/T87-1988的规定进行；有效磷含量的测定NY/T148-19%的规定进行；水分的测定NY/T52-1987的规定进行。排放气体中氧气浓度的测定用CYES-II型02、C02气体测定仪(上海市嘉定学联仪表厂生产)测定。氧气的测定方法采用2%硼酸连续吸收10小时，见图l，以溴甲酚绿一甲基红(0.099g溴甲酚绿和0.066g甲基红溶于100ml乙醇中)作混合指示剂，0.01mol/L标准盐酸滴定的方法。5、效果检验结果见图2，纵坐标为氨气释放速率，单位为mg/hour，横坐标为时间，单位为天；曲线1为对照组，曲线2为添加1%过磷酸钙组，曲线3为添加2°/。过磷酸钙组。图2表明堆肥材料中加入过磷酸钙调理剂之后，挥发性氨的挥发趋势与无调理剂的对照处理一致。堆肥初期，随着堆温的上升，氨气的挥发量迅速增加，最高峰出现在5天时，随后随着硝化作用和反硝化作用的进行以及堆肥温度的逐渐下降，氨的挥发量降低。添加调理剂处理与对照相比，虽然氨气挥发规律一致，但挥发强度明显减弱，过磷酸钙1%添加量、过磷酸钙2%添加量与对照相比，氨气最大挥发速率分别降低了14.2%和16.7%。对相同的堆肥材料在同一条件下进行堆肥，30天后测定3个处理堆肥产品中全氮及有效磷的含量，见表2。表2堆肥产品的养分含量分析(g^g—1)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从表2中数据可知将过磷酸钙投加到有机物料中，经堆肥处理后，相对于对照组，添加比例为1%时，全氮含量增加1.09glg"，增幅为7.36%;添加比例为2%时，全氮含量增加1.63g'kg"，增幅为11.0%，表明过磷酸钙调理剂具有一定的保氮能力。有效磷含量，分别比对照组增加了0.72g，kg"(添加比例为1%处理)、1.44g'kg"(添加比例为2%处理)。由图2可见，在堆肥的中后期，氨气也仍然保持一定的释放量，但释放量很小，即堆肥过程中氨气释放主要集中在堆肥初期，因此，在堆肥前加入过磷酸钙的效果会好于堆肥后期加入。本发明的积极效果在于适用于有机固体废弃物的原位、易位堆肥，既能够减少氨气的挥发与释放，起到固定氮素的作用，同时还能够增加堆肥产品中的磷的含量，补充堆肥中磷素不足，具有起效快，成本低，无毒、不污染环境的特点。图1是氨气吸收示意图。图2是堆肥过程中氨气释放速率的变化曲线。具体实施例方式本发明下面将结合实施例作进一步详述实施例l:a)混料将457kg鸡粪(按干基计)和543kg(按干基计)粉碎为lcm的小段玉米干秸秆混合均匀形成堆肥材料，使其碳氮比为25:1，将将用量为堆肥材料按干基计重的1%即10kg商品磷肥过磷酸钙均匀撒到上述堆肥材料中形成混合物，在堆肥之前，仅施用一次-,b)调水分将上述混合物投入固体发酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量为60%;C)堆肥在30天的堆肥的生产周期中，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，每120min搅拌l次，每次搅拌15min，搅拌转速为10转/min;d)出肥将完成堆肥的混合物从固体发酵罐倒出，得到工厂化堆肥产品，称量、包装出厂。实施例2:a)混料将457kg鸡粪(按干基计)和543kg(按干基计)粉碎为1.2cm的小段玉米干秸秆混合均匀形成堆肥材料，使其碳氮比为25:1，将用量为堆肥材料按干基计重的1.5%即15kg商品磷肥过磷酸钙均匀撒到上述堆肥材料中形成混合物，在堆肥之前，仅施用一次-，b)调水分将上述混合物投入固体发酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量为60%;C)堆肥在30天的堆肥的生产周期中，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，每120min搅拌l次，每次搅拌17.5min，搅拌转速为10转/min;d)出肥将完成堆肥的混合物从固体发酵罐倒出，得到工厂化堆肥产品，称量、包装出厂。实施例3:a)混料将457kg鸡粪(按干基计)和543kg(按干基计)粉碎为1.2cm的小段玉米干秸秆混合均匀形成堆肥材料，使其碳氮比为25:1，将用量为堆肥材料按干基计重的2%即20kg商品磷肥过磷酸钙均匀撒到上述堆肥材料中形成混合物，作为处理组，在堆肥之前，仅施用一次；与此同时，设立对照组，另将457kg鸡粪(按干基计)和543kg(按干基计)混合均匀形成混合物，而不加商品磷肥过磷酸钙；b)调水分将上述混合物投入固体发酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量为60%;C)堆肥在30天的堆肥的生产周期中，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10%来调节通气量，每120min搅拌l次，每次搅拌20min，搅拌转速为10转/min;按照上述"堆肥方案"中的要求对处理组和对照组进行好氧堆肥处理。分别在第5天和10天测定氨气的释放量。氨气释放情况见表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表3可见，在按其释放较为集中的堆肥初期，添加过磷酸钙使氨气释放量减少了16.0%(5天)和34.6%(10天)，因此，本方法对于氨气释放的控制效果明显；d)出肥将完成堆肥的混合物从固体发酵罐倒出，得到工厂化堆肥产品，称量、包装出J、测定处理组和对照组堆肥产品中全氮含量分别为16.21g4cg—1(添加磷酸钙处理组)、13.60g'kg'1(对照组)，表明添加过磷酸钙能够抑制堆肥过程中的氮素的损失，从而增加堆肥产品中氮素的含量。权利要求1、以过磷酸钙为调理剂在鸡粪的工厂化堆肥生产中减少氨气释放的应用方法，其特征是包括以下步骤a)混料将鸡粪和粉碎为1-2cm的小段玉米干秸秆混合均匀形成堆肥材料，使其碳氮比为25∶1，将商品磷肥过磷酸钙均匀撒到上述堆肥材料中形成混合物，其用量为堆肥材料按干基计重的1-2％，在堆肥之前，仅施用一次；b)调水分将上述混合物投入固体发酵罐中，控制堆肥材料的初始水分含量为60％；c)堆肥在30天的堆肥的生产周期中，强制通风，以排放气体中氧气浓度不低于10％来调节通气量，每120min搅拌1次，每次搅拌15-20min，搅拌转速为10转/min；d)出肥将完成堆肥的混合物从固体发酵罐倒出，得到工厂化堆肥产品，称量、包装出厂。全文摘要以过磷酸钙为调理剂在鸡粪的工厂化堆肥生产中减少氨气释放的应用方法，属于肥料用调理剂
技术领域：
。本发明包括以下步骤a)混料将鸡粪和玉米干秸秆按碳氮比为25∶1混合成堆肥材料，将过磷酸钙按堆肥材料干基计重的1-2％用量匀撒到其中；b)调水分投入固体发酵罐中，控制初始水分含量为60％；c)堆肥以排放气体中氧气浓度不低于10％来调节通风量，每120min搅拌1次，每次搅拌15-20min，搅拌转速为10转/min；d)出肥从罐中倒出，称量、包装出厂。本发明适用于原位、易位堆肥，既能减少氨气的挥发与释放，起到固定氮素的作用，还能增加磷含量，补充磷素不足，具有起效快，成本低，无毒、不污染环境的特点。文档编号C05F17/00GK101613223SQ20091006725公开日2009年12月30日申请日期2009年7月7日优先权日2009年7月7日发明者王玉军,森窦申请人:吉林农业大学