专利名称：：一种堆肥方法及其专用添加剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种堆肥方法及其专用添加剂。
背景技术：
：集约化禽畜养殖业的迅速崛起，使禽畜粪便污染急剧增多，成为环境污染的突出问题。禽畜粪便有机质丰富，含有较高的N、P、K及微量元素，是农业生产中很好的肥料资源，高温堆肥是将其转化为优质有机肥的重要的无害化和资源化途径。而高温堆肥中的氮素损失不仅污染大气，而且降低了肥料的养分含量。以鸡粪为例，有研究表明，鸡粪含氮量约为1.63%，但是在堆肥过程中氨挥发过程显得快而猛，氨挥发总量在挥发到30d时到100%(范志金,艾应伟,李建明,等.控制畜禽粪氮素挥发的措施探讨.四川师范大学学报(自然科学版)，2005,23(5):548550)。所以，如何控制堆制中的氮素损失是高温堆肥的关键问题。据报道，高温堆肥的升温和高温阶段是氮素损失的主要时期，损失途径主要是NH3的挥发，如何减少高温期NH3的挥发是高温堆肥保氮措施的关键。
发明内容本发明的目的是提供一种可减少堆肥氨气挥发量、提高堆肥温度，减少氮素损失的堆肥方法及其专用添加剂。本发明所提供的堆肥反应添加剂，由麦秸、普钙和沸石组成。上述普钙，又称过磷酸石灰。主要成分为Ca(H2P04)2.H20、无水硫酸钙和少量磷酸，含有效P401Q12%14%，其中80%95%溶于水，属水溶性速效磷肥，可直接作磷肥，也可用于制复合肥料。上述沸石一般化学式为AmBp02p.nH20，其中A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，p为阳离子化合价，m为阳离子数，n为水分子数。自然界已发现的沸石有30多种，较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石、斜发沸石等，都以含钙、钠为主。工业上常将其作为分子筛，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离、石油净化、处理工业污染等。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。所述秸秆、普钙和沸石的重量份数比为100:9—6:30—20;优选为100:7.5:25本发明所提供的堆肥的方法，是将上述述添加剂与有机肥混合，然后进行堆肥处理；所述添加剂与有机肥混合的重量比为139—126:500;优选为132.5:500。本发明的发明人对鸡粪进行上述实验，其效果显著，因此本发明的方法尤其适于鸡粪堆肥。摘要将鸡粪与不同量添加剂混合，在堆肥反应器中堆肥，研究堆肥过程中氨气挥发量、以及各种形态氮素含量的变化情况。结果表明在鸡粪处理中添加20%麦秸+1.5%普钙+5%沸石的处理能够显著降低氨气挥发量，其单位时间氨气挥发量仅为纯鸡粪对照处理的1/37，全氮仅损失6.4%。添加20%麦秸+5%沸石的处理也能够降低氨气挥发量，其单位时间氨气挥发量为对照处理的1/20，全氮损失8.9%。本发明的堆肥添加剂可以明显提高堆肥的效果，提高堆肥腐熟程度，减少氮肥损失，增加营养富积(如全磷和全钾富积)，特别能减少污染气体氨气的释放。实验证明，本发明的方法使用本发明的添加剂与有机肥混匀后进行堆肥，在堆肥过程，可以大大减轻有机肥原有的恶臭，能起到很好的保氮效果，全氮仅损失6.4%，其氨气排放量小，仅为不加任何添加组分对照(鸡粪CM组)的1/37，堆肥温度最高，达到58'C，降低含水率达到27.23%，比对照(CM组)和其它添加组分的各组处理均具有明显的效果。图1为各组堆肥处理过程中温度变化结果。图2为各组堆肥处理过程中含水率变化结果。图3为各组堆肥处理过程中NH3挥发量变化结果。图4为各组堆肥处理过程中铵态氮变化结果。图5为各组堆肥处理过程中硝氮变化结果。图6为各组堆肥处理过程中全氮变化结果。图7为各组堆肥处理过程中全磷变化结果。图8为各组堆肥处理过程中全钾变化结果。具体实施方式下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。下述百分含量如无特别说明，均为质量百分含量。下述实施例中使用的沸石(Z)、普钙(Ph)为普通的商品沸石和普钙。实施例1、本发明的堆肥反应添加剂的组分筛选及其效果验证采用几种添加剂进行堆肥试验，旨在探讨添加剂在高温堆肥中的保氮效果。具体方法如下所述1、供试材料普通鸡粪(CM)，堆肥添加组分麦秸(M)，调理剂为沸石(Z)、普钙(Ph)基本性状如表1所示。表l.i隹置材料基本tfe质堆置材料全氮(%)全钾(K20)(%)全磷(P502)(%)水分(%)鸡粪(CM)2.691.074.5180.7麦秸(M)6.22.012.58.3沸石(z)购自北京友合攀宝科技有限公司，种类为斜发沸石。普钙(Ph)购自山东省新泰市磷肥厂，P20s含量为12%14%注表中的"％"指质量百分含量。2、试验方法为了测试不同添加组分对堆肥效果的影响，将鸡粪按照表2所示的比例和添加组分种类分别与不同添加组分混合(如表2所示)，共设5组处理，其中以没有任何添加组分的鸡粪(CM)作为对照。在试验取样过程中，在堆体不同部位多点采集堆肥样品约500g，将样品混合后制作成三个堆肥重复样，取约300g存放在-2。C冰柜中待测，约200g风干待测。上述将鸡粪(CM)与添加组分充分混合后，为了检测氨气释放量等堆肥理化指标，将上述混和后的肥料分别置于密闭的可保温的容器(带有真空绝缘层的不锈钢容器，容器外围包裹了一层塑料泡沫和一层木板(木板在最外层))中分别进行堆肥反应，容器设有出气口收集氨气，用硼酸吸收法计算氨气的释放量。各组处理堆肥30天，从5月10日到6月10日。表2.堆肥化处理试验方案添加处理鸡粪(CM)麦秸(M)普钙(Ph)沸石(z)CM15Kg0005<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>堆肥过程中前10天每2天人工翻堆一次、后20天每5天翻堆一次。堆置期间，在第l、4、7、10、15、20、25、30天时测定堆体氨气挥发量(硼酸吸收法)(其计算方式为抽气采集的单位时间(min)内吸收到的氨气量(ug)，此数据可以对比在堆肥不同时期内单位时间的氨气挥发量)，并进行多点采样，制作三个堆肥重复样品。堆置期间每天定时测定室温和堆体温度，堆肥样品按照文献(鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社，2000:25275)所述的方法测定含水率、氨态氮、硝态氮、全氮。第1天和第30天的各组处理的堆肥样品按照文献(鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,2000:25275)测定全磷、全钾。3、结果1)温度变化温度是判定堆肥能否达到无害化要求的重要指标之一。堆肥过程中，堆体温度应控制在55'C6(TC。堆体温度过低无法杀灭堆体中有害病菌；温度过高则会消耗大量有机质降低堆肥品质。从图1可以看出，堆肥初期除鸡粪对照处理CM以外，其它处理均在23天达到高温(50。以上)。鸡粪各个处理中最高温度是CM+M+Z+Ph在堆肥开始第三天出现的58'C。由于反应器为密闭容器，物料与外界热量没有交换，水分散发不出去，导致物料没有在高温期维持较长时间。4天后经过翻堆，温度略有回升。15天后温度基本降至室温。2)含水率变化各组堆肥处理的含水率如图2所示，结果表明，加麦秸(M)的处理相比鸡粪对照处理CM能明显调节鸡粪的含水率。CM、CM+M、CM+M+Z、CM+M+Ph禾t.lCM+M+Z+Ph组处理堆肥期间，堆体含水率分别下降了24.29%、24.09%、10.01%、25.59%、27.23%。CM+M+Z组处理中，沸石由于有良好的吸水性能，使得水分在升温阶段没有挥发出去仍然保持在堆体中，最后含水率依然偏高。CM+M+Ph，普钙起到了良好的调节水分作用，在CM+M+Z+Ph中也能看出。CM+M中只添加秸秆，一部分水分被秸秆吸收，堆肥进入高温期之后水分就散发出去。但是由于反应器为密闭容器，堆肥进入高温期后，堆体水分只散失在容器中，没有进入外界环境，温度下降后，水分又回到物料中，导致整个堆肥期间含水率变化都不太大。3)氨气挥发量变化各组处理过程中氨气挥发量(挥发速率)的变化如图3所示，从氨气挥发量变化总的趋势可以看出，NH3在堆肥前期因有机质(OM)的分解而释放量大，45天之后因微生物活动变慢，可供降解的有机质(OM)减少，NH3的释放量也随之减少。从图3可以看出处理CM+M+Z、CM+M+Z+Ph控制NH3挥发的作用比较明显，NH3的挥发量(挥发速率)从初期就一直很低。这说明沸石在没有过高含水率的影响下，能够起到很好的保氮作用。从堆肥第一天的氨气挥发速率看，为鸡粪对照处理CM氨气挥发速率的1/20(对照处理CM为13.12figTnin"，CM+M+Z组处理为0.69吗'min—1)。而同时添加了沸石和普钙的CM+M+Z+Ph，保氮效果则更为明显，堆肥第一天的氨气挥发速率仅为鸡粪对照处理CM氨气挥发速率的1/37(仅为0.36吗'min—1)。但是添加只普钙的处理(CM+M+Ph)在堆肥第一天没有达到较好的抑制氨气挥发的效果，其氨气挥发量比对照处理CM还要高，为19.^gTOin"。而CM+M组处理第一天氨气挥发速率为2.29吗TOin—1。当高温期过后，堆肥进入后期腐熟阶段，其它处理均明显低于对照处理CM。4)堆肥铵态氮变化各组处理堆肥铵态氮变化如图4所示，结果表明鸡粪堆肥的各个处理在堆肥开始后堆体中的铵态氮都呈现下降趋势，这可能是由于反应器堆肥温度不够高，微生物在堆体不活跃，堆体铵态氮以堆体中水溶性氮的形式损失掉了，其中CM+M十Z+Ph和CM损失最多，分别损失了85.8%和88.4%。所以在堆肥过程中保证堆体通气量使得堆体温度升高，迅速降低堆体含水率，可以在堆肥过程中起到很好的保氮作用。5)硝态氮变化各组处理堆肥硝氮变化如图5所示，从图中可以看出，由于反应器通风性能不好，导致反应器内物料硝化反应明显。CM+M+Z和CM+M+Ph，硝态氮分别上升2.60g'Kg"和2.05g'Kg'1。其余处理硝态氮含量都减少，鸡粪处理CM+M+Z+Ph、CM+M和CM分别减少了3.19g-Kg—1、0.70g-Kg—1禾卩6.70g-Kg—1;说明反硝化作用明显，硝化细菌受到抑制，堆体硝态氮通过反硝化作用转变为各种含N气体，以气态形式损失。为了防治堆体中反硝化反应的发生，增加堆体供氧量，提高堆体温度是非常必要的。6)堆肥全氮各组处理堆肥全氮变化如图6所示，各组处理全氮量在堆置中总体表现为下降，在前十天内下降较多，CM组下降了6.0%,CM+M组下降了11.6%,CM+M+Z组下降了7.2%，CM+M+Ph组下降了8.4%,CM+M+Z+Ph组下降了6.0%。结果表明，同时添加麦秸、沸石和普钙的处理(CM+M+Z+Ph组)能够在堆肥初期很好的减少氮素损失。相对为对照(CM)，此阶段CM+M的处理，在堆肥过程中氮素损失最多。CM+M+Z+Ph组氮素损失最少。而对照处理CM由于基本没有进行堆肥化，所以氮素损失还是以持续的氨气挥发为主，在堆肥前20天氮素较少都不太大。在10至20天内有些处理有回升的现象，这是因为降温期有机碳分解较快，使全氮含量相对增加。从整个堆肥过程看，各组处理中CM下降了32.5%，CM+M+Z下降了8.9%，CM+M+Ph下降了3.9%，CM+M下降了16.0%,CM+M+Z+Ph下降了6.4M。各添加剂都有利于降低堆肥过程氮素损失，尤其是减少堆置初期的氮素损失，效果非常明显。7)堆肥前后全磷、全钾各组处理堆肥前后全磷变化如图7所示，结果表明各组堆肥前后全磷变化中，全磷富积量((堆肥30天后全磷质量含量-堆肥前全磷质量含量)/堆肥前全磷质量含量)都在10%以下。各组处理堆肥前后全钾变化如图8所示，结果表明各组处理全钾富积量((堆肥30天后全钾质量含量-堆肥前全钾质量含量)/堆肥前全钾质量含量)最多的是CM十M+Z十Ph处理，为45.4%。上述结果表明在堆月巴过程中，随着水分的散失，全磷、全钾含量的变化均为富积过程。4、结论分析上述各种处理经过30天的堆肥发酵后，除鸡粪对照处理(CM)以外，其余各个处理基本上都形成了黑色的腐殖质，并且与鸡粪(CM)原有的恶臭相比气味都有不同程度的减轻。根据各组堆肥试验的各项测定结果我们可以看出，在堆肥过程，同时添加沸石、普钙和麦秸(CM+M+Z+Ph组)能起到最好的保氮效果，全氮仅损失6.4%，其氨气排放量最小，仅为不加任何添加组分对照(CM组)的1/37，堆肥温度最高，达到58。C，降低含水率达到27.23%，比对照(CM组)和其它添加组分的各组处理均具有明显的效果。麦秸、普钙和沸石同时与有机肥混合或者先将麦秸、普钙和沸石混匀后在与有机肥混合可以明显提高堆肥的效果，提高堆肥腐熟程度，减少氮肥损失，增加营养富积(如全磷和全钾富积)，特别能减少污染气体氨气的释放。为了方便使用，将麦秸、普钙和沸石混匀后即得到本发明的堆肥添加剂，该添加剂中麦秸、普钙和沸石的比例可以根据经济价值等因素确定添加量，具体可为表2中所示的比例，添加剂与有机肥(如鸡粪)的比例应该在139—126:500范围内。权利要求1、一种堆肥反应添加剂，为由麦秸、普钙和沸石组成的混合物。2、根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于所述麦秸、普转和沸石的重量份数比为100:9一6:30—20。3、根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于所述麦秸、普钙和沸石的重量份数比为100:7.5:25。4、一种堆肥的方法，是将权利要求1-3中任意一项所述添加剂与有机肥混合，然后进行堆肥处理；所述添加剂与有机肥混合的重量比为139—126:500。5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述添加剂与有机肥混合的重量比为132.5:500。6、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述有机肥为鸡粪。全文摘要本发明公开了一种堆肥的方法及其专用添加剂。该添加剂为由麦秸、普钙和沸石组成的混合物。该方法，是将所述添加剂与有机肥混合，然后进行堆肥处理；所述添加剂与有机肥混合的重量比为132.5∶500。本发明的方法使用其专用堆肥添加剂可以明显提高堆肥的效果，提高堆肥腐熟程度，减少氮肥损失，增加营养富积(如全磷和全钾富积)，特别能减少污染气体氨气的释放。文档编号C05F17/00GK101575247SQ20091008655公开日2009年11月11日申请日期2009年6月9日优先权日2009年6月9日发明者崔希龙,强左,李吉进,熊建军,邹国元申请人:北京市农林科学院