一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料的制作方法

文档序号:16889239发布日期:2019-02-15 22:55阅读:329来源:国知局
本发明属于农业肥料
技术领域
:,尤其涉及一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料。
背景技术
::我国是农业大国,植物在生长的过程中都需要肥料,化肥可以为作物的生长提供所需的养分,而长期使用化肥会造成土壤板结、物理结构变差,破坏了农田生态环境。同时我国的秸秆资源非常丰富,秸秆中富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等。但是目前我国秸秆利用率非常低,秸秆成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下,完全由农民来处理,就出现了大量焚烧的现象,不仅成为农村环境保护的瓶颈问题,甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。综上所述,现有技术存在的问题是:(1)长期使用化肥会造成土壤板结、物理结构变差,破坏了农田生态环境。(2)秸秆利用率非常低,秸秆成为废弃物浪费资源,污染环境。(3)现有技术对于农作物秸秆综合利用比例方案缺乏理论性指导,不能对生物有机肥料的综合利用价值进行定性判断,造成制备的生物有机肥料有效利用率使用不一。技术实现要素:针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料。本发明是这样实现的,一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料,所述利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料由农作物秸秆40-60g、畜禽粪25-40g、木屑5g-10g、菌种粉1-2g、尿素20-30g、菌渣10-20g、腐殖酸6-12g、酵素菌5-10g、硫酸镁3-5g、硫酸钴2-4g以及氯化钾4g-6g组成。进一步,农作物秸秆为水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆、油菜秸秆、高粱秸秆中的一种或两种以任意比例的混合秸秆。本发明另一目的在于提供一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料制备方法包括以下步骤:步骤一:将经过粉碎的农作物秸秆与畜禽粪、木屑、腐殖酸、硫酸镁和硫酸钴混合均匀得混合物料,加水并调整所述混合物料的水分含量为混合物料重量的40-60%;步骤二:第一次发酵:将菌种粉、酵素菌、菌渣混合均匀,然后均匀的散在制得的混合料上,投入发酵槽中发酵1-2天;步骤三:第二次发酵:第一次发酵结束后撒入尿素继续堆积发酵20-30天,发酵温度为60-70℃,期间采用翻抛机翻堆3-5次,当发酵到30-40℃,物料全部呈黑色表示发酵完成;步骤四:发酵完成后翻倒散开,晾干至水分为25-30%,粉碎,制得所述农作物秸秆有机肥料。本发明的另一目的在于提供一种各组分比例搭配分析方法包括:第一步,按照传统理想解法确定理想方案与负理想方案,然后利用灰色关联理论去测评各方案与理想方案和负理想方案的关联程度;第二步,利用欧氏距离去测评各方案与理想方案和负理想方案的位置距离;第三步,将灰色关联度和欧氏距离结合,获得各方案的相对贴近度,得到各方案的各组分比例搭配排序。进一步,记第i个方案与理想方案的欧式距离为di,与负理想方案的欧式距离为di,与理想方案的灰色关联度系数为ri,与负理想方案的灰色关联度系数为ri;di和ri数值越大,则备选方案与理想方案越接近,选用si反映方案与理想方案的接近程度,si越大,备选方案与理想方案越接近;具体包括:反映方案与负理想方案的接近程度,越大,备选方案与负理想方案越接近;其中,α1和α2为偏好系数,分别反映决策者,对位置和形状的偏好程度;α1+α2=1;若a1+a2≠1,则进行归一化处理,令此时α′1+α′2=1;式中,ci既反映方案与理想和负理想方案之间距离的接近度,又反映与理想和负理想方案数据曲线的相似度;按照ci的大小对方案进行排序,贴近度越大方案越优,贴近度越小方案越劣。进一步,在对各组分比例搭配方案进行优选时,从方案的功能、经济效益、环境效益和适应性方面进行综合评价。进一步,评价指标分值的确定,采用九级分值赋值方法进行转化得到,9级分值赋值标准为:1分代表极差或者极低,3分代表较差或者较低,5分代表一般,7分代表较好或较高,9分代表极好或极高,其余分值均介于两者之间;适应性指标,根据评价的区域进行确定。进一步,选择基于序关系分析g1法用于体现评价指标的相对重要程度,具体步骤如下:若决策者给出rk的理性赋值,满足关系式则ωj(j=1,2,…,m)为ωk-1=rkωkk=m,m-1,…,3,2式中,rk表示决策者对指标权重相对重要程度的赋值,ωj表示第j项指标权重。当m较大时,上述关系式rk可取1。进一步,熵值法用于体现被评价对象之间的差异,具体步骤如下:设xij(i1,2,,n;j1,2,,m)为第i个被评价对象中的第j项指标的数据。假定gj=1-ej式中,pij表示在第j项指标下,第i个被评价对象的特征比重;ej表示第j项指标的熵值;gj表示差异性系数。由g1法得到的权重向量由熵值法得到的权重向量α、β分别表示ω′、ω″的重要程度,将g1法的权重向量与熵值法的权重向量进行综合,得到ω=αω′+βω″;α2+β2=1;构造拉格朗日函数进行求解,得到最优解α*、β*为将α*、β*带入式ω=αω′+βω″,得到基于综合集成赋权法的指标权重值。综上所述,本发明的优点及积极效果为:生物有机肥营养全面均衡,提高了土壤活性、改善土壤理化性状,保护农田生态环境。利用技术提高了秸秆的利用率,解决了农业生产过程中的环境污染和资源浪费问题。农作物秸秆是一种重要的生物质资源,其综合利用不仅保护产地环境、促进农民增收,而且是循环经济与新兴产业发展的基础与机遇。农作物秸秆综合利用方案有秸秆用作肥料、燃料和工业原料等。为了对农业废弃物菌渣、秸秆发酵综合利用方案的比例进行合理优选,根据文献信息对评价指标体系进行赋值,应用基于序关系分析法和熵值法的综合集成赋权方法进行指标权重确定,采用灰色关联理想解法将指标权重和指标属性值进行集结,并将该方法应用于地区的农作物秸秆比例综合利用方案优选中。得出本发明秸秆的应用比例,优选结果与实际情况及发展规划相吻合,同时优选结果为按照多元利用原则规划农作物秸秆综合利用模式提供支持。此外评价指标的赋值根据已有文献信息进行9级赋值,方法具有较好的适应性,可很方便的用于不同区域农作物秸秆的综合利用。附图说明图1是本发明实施例提供的利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料制备方法流程图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。本发明实施例提供的利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料由农作物秸秆40-60g、畜禽粪25-40g、木屑5g-10g、菌种粉1-2g、尿素20-30g、菌渣10-20g、腐殖酸6-12g、酵素菌5-10g、硫酸镁3-5g、硫酸钴2-4g以及氯化钾4g-6g组成。农作物秸秆为水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆、油菜秸秆、高粱秸秆中的一种或两种以任意比例的混合秸秆。如图1所示,本发明实施例提供的利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料的制备方法包括以下步骤:s101:将经过粉碎的农作物秸秆与畜禽粪、木屑、腐殖酸、硫酸镁和硫酸钴混合均匀得混合物料,加水并调整所述混合物料的水分含量为混合物料重量的40-60%。s102:第一次发酵:将菌种粉、酵素菌、菌渣混合均匀,然后均匀的散在制得的混合料上,投入发酵槽中发酵1-2天。s103:第二次发酵:第一次发酵结束后撒入尿素继续堆积发酵20-30天,发酵温度为60-70℃,期间采用翻抛机翻堆3-5次,当发酵到30-40℃,物料全部呈黑色表示发酵完成。s104:发酵完成后翻倒散开,晾干至水分为25-30%,粉碎,制得所述农作物秸秆有机肥料。下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。实施例1一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料,所述利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料由农作物秸秆40g、畜禽粪25g、木屑5g、菌种粉1-2g、尿素20-30g、菌渣10-20g、腐殖酸6-12g、酵素菌5-10g、硫酸镁3-5g、硫酸钴2-4g以及氯化钾4g-6g组成。实施例2一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料,所述利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料由农作物秸秆60g、畜禽粪40g、木屑10g、菌种粉1-2g、尿素20-30g、菌渣10-20g、腐殖酸6-12g、酵素菌5-10g、硫酸镁3-5g、硫酸钴2-4g以及氯化钾4g-6g组成。实施例3一种利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料,所述利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料由农作物秸秆50g、畜禽粪32g、木屑8g、菌种粉1-2g、尿素20-30g、菌渣10-20g、腐殖酸6-12g、酵素菌5-10g、硫酸镁3-5g、硫酸钴2-4g以及氯化钾4g-6g组成。下面结合具体分析对本发明作进一步描述。本发明实施例提供的利用农业废弃物菌渣、秸秆发酵制备的生物有机肥料各组分比例搭配分析方法中;对于农作物秸秆、畜禽粪、木屑、菌种粉、尿素、菌渣、腐殖酸、酵素菌、硫酸镁、硫酸钴以及氯化钾应用于农作物的能效可从现有资料或采用现有技术的测定方法获得;本发明重点在于筛选最优比例组合。1基于组合权重的灰色关联理想解法:1.1评价指标权重确定方法——综合集成赋权法选择基于序关系分析法—g1法(rankcorrelationanalysismethod)和熵值法(entropymethod)的综合集成赋权方法进行指标权重确定。g1法主要体现了评价指标的相对重要程度,具体步骤如下:若决策者给出rk的理性赋值,满足关系式则ωj(j=1,2,…,m)为ωk-1=rkωkk=m,m-1,…,3,2(2)式中,rk表示决策者对指标权重相对重要程度的赋值,ωj表示第j项指标权重。当m较大时,上述关系式rk可取1。rk的赋值见表1。表1rk赋值参考tablelvaluationreferenceofrk而熵值法(entropymethod)主要体现了被评价对象之间的差异,具体步骤如下:设xij(i1,2,,n;j1,2,,m)为第i个被评价对象中的第j项指标的数据。假定gj=1-ej(5)式中,pij表示在第j项指标下,第i个被评价对象的特征比重;ej表示第j项指标的熵值;gj表示差异性系数。记由g1法得到的权重向量由熵值法得到的权重向量α、β分别表示ω′、ω″的重要程度,将g1法的权重向量与熵值法的权重向量进行综合,得到ω=αω′+βω″(7)α2+β2=1(8)。构造拉格朗日函数进行求解,得到最优解α*、β*为将α*、β*带入式(7),得到基于综合集成赋权法的指标权重值。1.2评价信息集结方式——灰色关联理想解法评价信息集结是指将指标权重与指标属性值相集结,从而得到评价值的过程。评价信息集结方式的选取对评价结果有着较大影响。本发明选取灰色关联理想解法进行评价信息集结,该方法不仅保留了理想解法计算简便、应用灵活、评价结果较合理、易解决负向指标转向问题等优点,而且利用欧式距离与灰色关联度分别从位置和形状相似性上反映了备选方案与理想方案的接近程度。基本思路:首先按照传统理想解法确定理想方案与负理想方案,然后一方面利用灰色关联理论去测评各方案与理想方案和负理想方案的关联程度,另一方面利用欧氏距离去测评各方案与理想方案和负理想方案的位置距离。最后将灰色关联度和欧氏距离结合,获得各方案的相对贴近度,从而得到各方案的排序。记第i个方案与理想方案的欧式距离为di,与负理想方案的欧式距离为di,与理想方案的灰色关联度系数为ri,与负理想方案的灰色关联度系数为ri。di和ri数值越大,则备选方案与理想方案越接近,因此选用si反映方案与理想方案的接近程度,si越大,备选方案与理想方案越接近。反映方案与负理想方案的接近程度,越大,备选方案与负理想方案越接近。其中,α1和α2为偏好系数,分别反映了决策者,对位置和形状的偏好程度。α1+α2=1。若α1+α2≠1,则可进行归一化处理,令此时α′1+α′2=1。式中,ci既反映了方案与理想和负理想方案之间距离的接近度,又反映了与理想和负理想方案数据曲线的相似度,对方案的决策更加科学和客观。按照ci的大小对方案进行排序,贴近度越大方案越优,贴近度越小方案越劣。2评价指标体系和指标赋值2.1评价指标体系在对农作物秸秆综合利用方案进行优选时,主要从方案的功能、效益(包括经济、环境效益)和适应性方面进行综合评价,根据评价目的,遵循系统性、合理性、数据处理具有可操作性、指标选取具有代表性等原则选择评价指标体系(表2)表2农作物秸秆综合利用方案优选评价指标体系table2evaluationindexsystemforoptimizingchoiceofutilizationapproachesofcropstraw2.2评价指标赋值评价指标分值的确定,采用将现有文献信息按九级分值赋值方法进行转化得到,9级分值赋值标准为:1分代表极差或者极低,3分代表较差或者较低,5分代表一般,7分代表较好或较高,9分代表极好或极高,其余分值均介于两者之间。功能性指标、经济效益指标和环境效益指标根据秸秆用作肥料方面已公开发表文献确定,文献信息及赋值详见表3。适应性指标,根据要评价的区域进行确定。表3秸秆综合利用功能性、效益性评价指标赋值表table3functionalandbeneficialassignmentindicesforutilizationapproachesofcropstraw。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12当前第1页12
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