一种内通气保温保湿法深度发酵有机肥的方法与流程

文档序号:17917645发布日期:2019-06-14 23:53

技术领域

本发明属于农业和有机肥技术领域,具体涉及一种内通气保温保湿法深度发酵有机肥的方法。



背景技术:

我国是一个农业大国,近年来,蔬菜、烟草、果树、茶叶等作物种植面积和产量迅速增加。然而,由于高度集约化种植过程中长期过量施用化肥,使得这些作物品质不断下降。化肥减施和施用有机肥是改良土壤、提高肥料利用率、提高农作物品质的重要措施之一。另一方面,随着农业、畜牧业和各种农产品加工业的迅速发展,其产生的有机废弃物产量也相当可观。据统计,全国畜禽粪便年排放量高达31.9亿吨,白酒酒糟的年产量多达2000万吨。据估计,每生产1千克食用菌,就会产生5千克菇渣,而我国食用菌的产量在2013年已超过3000万吨。随着工农业生产迅速发展和人口持续增长,农业废弃物将以年均5%~10%的速度递增。这些农业有机废弃物如果得不到及时有效处理,不仅浪费可以有效利用的资源,危害畜牧业、农产品加工等产业的可持续发展,而且对生态环境造成严重污染。因此,有效开发农业废弃物有机肥资源化处理新技术,对提升农作物品质、发展有机肥生产技术及农业生态环境保护等都具有非常重要的意义。

目前国内外有机肥腐熟发酵一般采用条垛式和发酵槽等工艺制备,制备过程中需要对堆体进行翻堆,为好氧发酵提供必须的水分和空气,以确保物料能够均匀混合和充分腐熟。理论上认为,翻堆后使得有机肥堆体处于好氧环境,但实际上,翻堆10分钟后,有机肥堆体表面15cm以下的氧气含量已经很低了,翻堆仅维持了堆体10分钟的好氧状态,其余时间堆体都处于不同程度的厌氧状态,堆体内通气性差,空气流通不畅,氧气供应严重不足,最终导致有机肥发酵不充分,因此其成品有机肥基本没有硝态氮含量。另一方面,现有有机肥发酵工艺中,由于发酵堆体是敞开式的,没有覆盖物,发酵过程中温度较高,堆体水分蒸发快,湿度不能保证,这也是有机肥不能完全发酵的原因之一。大量测试结果表明,通过条垛式和发酵槽等方法制备的成品有机肥,由于腐熟不完全,施入土壤后其速效养分释放速度慢,大部分成品有机肥施入土壤30天后,其释放的速效氮磷养分低于20%。目前广泛使用的普通商品有机肥速效氮含量偏低,据我们调查分析,大部分商品有机肥样品的速效氮含量仅3000~6000 mg/kg,其硝态氮占比也非常低,一般不会超过5~10%,这与喜硝作物的需肥规律不协调,从而影响当季作物生长和品质提升。其次,由于条垛式和发酵槽等有机肥发酵工艺大多是敞开式的,每隔一段时间需要进行翻堆,这不仅造成物料中大量氨挥发到空气中,引起大气环境污染,同时物料中氮损失也较严重,从而造成有机肥品质下降。目前国内市场上的普通商品有机肥大多腐熟不完全,硝态氮含量低,施入土壤后其速效养分释放缓慢。这些普通商品有机肥由于未经深度发酵,直接施用后烧苗现象较严重,影响了当季作物产量。因此,当前市场上需要一种经过深度腐熟发酵的高效有机肥制备新技术。



技术实现要素:

解决的技术问题:为了克服当前市场上普通商品有机肥发酵技术中存在的发酵不彻底、翻堆造成氨挥发等不足,本发明提供一种内通气保温保湿法深度发酵有机肥的方法,其能够提高有机肥发酵过程中堆体内部的通气性和保温保湿性,使发酵堆内部物料处于好氧环境中,提高有机肥腐熟程度,从而进行深度发酵,显著提高了有机肥硝态氮含量和占比,且免去翻堆等工序,减少氮损失,最终提高成品有机肥的有效养分含量和品质。

技术方案:一种内通气保温保湿法深度发酵有机肥的方法,包括通气床,所述通气床由通气料铺成,通气床上堆放有含有通气料的发酵物料,发酵物料内设有通气管,发酵物料表层铺设波纹管后再依次铺设塑料膜层和保温材料层。

所述发酵物料由55份~90份主原料、5份~25份精料、2份~4份辅料和10份~30份通气料组成;其中主原料为全氮含量大于1.5%的有机物料,精料为菜籽饼、芝麻饼、豆饼、花生饼或氨基酸中的任意1-3种,辅料包括尿素、硫酸铵、硝铵磷、磷酸一铵、钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙、硫酸钾和葡萄糖中的任意2-4种;通气料为多孔状陶瓷颗粒。

所述通气料为多孔状陶瓷颗粒,其松散容重为0.2~0.3g/cm3,孔隙度约为90%,其中通气孔隙为71%,粒径为2~15mm,通气床厚度为5~20cm。

所述有机物料为菇渣、醋糟、酒糟、木薯渣、咖啡果皮、鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪、枯枝落叶、甜叶菊渣、花生秧、菊花粕、辣椒粕、稻草粉中的任意1~3种。

所述多孔状陶瓷颗粒粒径为2~15mm,粒径大小依据主原料粒径而定,当主原料粒径为10~15mm时,陶瓷颗粒粒径为2~5mm;当主原料粒径为5-10 mm时,陶瓷颗粒粒径为5~10mm;当主原料粒径<5 mm时,陶瓷颗粒陶粒的粒径为10~15mm。

所述通气料先用水浸泡24小时后,与精料、辅料一起翻拌混合均匀,再与主原料翻拌混合均匀;在物料翻拌混匀过程中均匀撒水,使发酵物料总含水量达到60wt.%。

所述通气管为微孔纳米曝气管,其外径为28mm,内径为20mm,其微孔孔径为0.03~0.06mm,微孔密度为800~1200个/米,有效曝气量0.002~0.006 m3/min.m,两根微孔纳米曝气管的间隔为50cm,管一头连接空气压缩机,另一头设有堵头。

所述波纹管外径为60mm,两根波纹管之间的网格间隔为40cm~70cm。

所述混合后的发酵物料堆放到通气床上,当堆高40~75cm时,将堆体顶部物料摊平,沿着堆体长度方向水平放置若干根微孔纳米曝气管,微孔通气管放平后,继续在堆体上添加发酵物料,直至堆体成型,将发酵堆表面摊平。

发酵时间为2个月~4个月;发酵期间,每天间断式向通气管鼓风通气6次,每次鼓风2小时,间断2小时。

有益效果:本发明公开了一种内通气保湿法制备高效有机肥的方法。与目前普通商品有机肥发酵技术相比:首先,该方法通过在发酵堆下部铺一层多孔状陶瓷颗粒作为通气床和在发酵物料中添加陶瓷颗粒作为通气料,从而明显增加堆体内部的通气性;其次,在发酵体内部放置微孔通气管,间断式通风鼓气,与通气床和通气料作用相结合,使物料在发酵过程中堆体内部通气性大幅增加,保证了整个发酵过程中空气扩散畅通,氧气供应充足,确保物料深度发酵;第三,在发酵堆表面用波纹管网格式架空,在网格波纹管之上覆盖塑料薄膜,在塑料薄膜之上覆盖保温被,确保发酵堆体既达到通气效果又达到保温保湿的效果;第四,与条垛式或发酵槽等发酵工艺相比,本发明工艺免去翻堆等操作工序,可大幅降低劳动力成本,同时降低翻堆造成的氨挥发,减少对大气环境的污染,显著提高成品有机肥品质。该发明工艺制备的高效有机肥,各项指标均达到农业部有机肥料农业行业标准NY/T 525-2012,其外观松散,颗粒粒径小于5mm,无恶臭味,水分含量<30%,pH范围5~8,有机质含量>50%,氮磷钾含量>5%,其中速效氮含量大于9000 mg/kg,硝态氮含量占速效氮含量的50%以上,其当季作物肥效显著高于同基质普通商品有机肥。

具体实施方式

以下实例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

实施例1

首先,在发酵场内平整的水泥地上,均匀铺一层粒径为5~10mm的陶瓷颗粒作为通气床,通气床厚度为5cm左右,通气床长5m,宽3m,其松散容重为0.2~0.3g/cm3,孔隙度约为90%,其中通气孔隙为71%。

以100份干物质重量份计,称取65份菇渣和22份菜籽饼作为主料,称取2.4份葡萄糖、0.3份尿素、0.3份磷酸一铵作为辅料,称取10份粒径为2~5mm的陶瓷颗粒作为通气料。

用水将10份粒径为2~5mm的通气料陶瓷颗粒浸泡24小时后,再与上述主料、精料和辅料混合均匀,在翻拌混匀过程中不断加水,使混合料水分含量约为60wt.%。

将上述混合好的发酵物料共约3.6吨自然均匀堆放在铺好的通气床上,当发酵堆高约50cm时,将堆体顶部摊平,沿着发酵堆长度方向水平平行放置两根微孔通气管,其外径为28mm,内径为20mm,其微孔孔径为0.03~0.06mm,微孔密度为800~1200个/米,有效曝气量0.002~0.006 m3/min﹒m,两根微孔通气管之间的间隔为50cm。每根微孔管一头连接压缩机,另一头加一个堵头。微孔通气管放置好后,继续在堆体上添加混合物料,直至堆体高度为100cm,堆体成型后将发酵堆表面摊平,在发酵堆顶部网格状放置外径为60 mm的波纹管2条,再横向放置波纹管数条,间隔为60cm构成网格状。在网格状波纹管上盖一层塑料膜,并在塑料膜上盖一层保温被,开始进行发酵,堆体发酵时间为5月24日~8月12日。发酵期间,每天通过定时器间断式向微孔通气管鼓风通气6次,每次2小时。

发酵结束后取其混合物料,测定其含水量为17%,pH值为6.8,有机质含量为76.3%,氮磷钾含量为6.46%,其中速效氮含量为10000 mg/kg,氨态氮含量为3630 mg/kg,硝态氮含量为6390 mg/kg。

实施例2

在发酵场内平整的水泥地上,均匀铺一层粒径大小为10~15mm的陶瓷颗粒作为通气床,通气床长15m,宽5m,通气床的陶瓷颗粒厚度为20cm左右,其松散容重为0.2~0.3g/cm3,孔隙度约为90%,其中通气孔隙为71%。

以100份干物质重量份计,称取55份木薯渣作为主料,称取7份菜籽饼和4份氨基酸粉作为精料,称取2份硝铵磷、1份硫酸钾和1份葡萄糖作为辅料,称取30份粒径为10~15mm的陶瓷颗粒作为通气料。

用水将30份粒径为10~15mm的通气料陶瓷颗粒浸泡24小时后,再与上述主料、精料和辅料混合均匀,在翻拌混匀过程中不断加水,使混合料水分含量约为60 wt.%。

将上述混合好的发酵物料共约17吨自然均匀堆放在通气床上,当堆高约75cm时,将堆体顶部摊平,沿着发酵体长度方向水平平行放置4根微孔通气管,其外径为28mm,内径为20mm,其微孔孔径为0.03~0.06mm,微孔密度为800~1200个/米,有效曝气量0.002~0.006 m3/min.m,两根微孔通气管之间的间隔为50cm。每根微孔管一头连接压缩机,另一头加一个堵头。微孔通气管放置好后,继续在堆体上添加混合物料,直至堆体高度为150cm。堆体成型后将发酵堆表面摊平,沿着有机肥发酵体长度方向再放置外径为60mm的波纹管2条,再横向放置波纹管数条,间隔为60cm构成网格状,然后在波纹管上盖一层塑料膜,并在塑料膜上盖一层保温被,开始进行发酵,发酵时间为7月18日~10月10日,整个发酵过程中不需要翻堆。发酵期间,每天通过定时器间断式向微孔通气管鼓风通气6次,每次2小时。

发酵结束后,取混合物料测得其平均含水量为23.1%,pH值为5.9,有机质含量为57.6%,氮磷钾总养分含量为5.94%,其中速效氮含量为9630mg/kg,氨态氮含量为3510 mg/kg,硝态氮含量为6120 mg/kg。

实施例3

在发酵场内平整的水泥地上,均匀铺一层粒径大小为5~10mm的陶瓷颗粒做通气床,通气床长14m,宽3.6m,通气床的陶瓷颗粒厚度为10cm,其松散容重为0.2~0.3g/cm3,孔隙度约为90%,其中通气孔隙为71%。

以100份干物质重量份计,称取60份干酒糟和15份甜叶菊渣作为主原料,称取5份花生饼和3份氨基酸粉作为精料,称取1.2份过磷酸钙和0.8份尿素作辅料,称取15份粒径为5~10mm的陶瓷颗粒作为通气料。

用水将15份粒径为5~10mm的通气料陶粒浸泡24小时后,再与上述主料、精料和辅料混合均匀,在翻拌混匀过程中不断加水,使混合料水分含量约为60 wt.%。

将上述混合好的发酵物料共11吨自然均匀堆放在通气床上,当堆高约60cm时,将堆体顶部摊平,沿着发酵体长度方向水平平行放置3根微孔通气管,其外径为28mm,内径为20mm,其微孔孔径为0.03~0.06mm,微孔密度为800~1200个/米,有效曝气量0.002~0.006 m3/min.m,两根微孔通气管之间的间隔为50cm。每根微孔管一头连接压缩机,另一头加一个堵头。微孔通气管放置好后,继续在堆体上添加混合物料,直至堆体高度为120cm,堆体成型后将发酵堆表面摊平,沿着有机肥发酵体长度方向再放置外径为60mm的波纹管2条,再横向放置波纹管数条,间隔为60cm构成网格状,然后在波纹管上盖一层塑料膜,并在塑料膜上盖一层保温被,开始进行发酵,发酵时间为9月28日~12月26日,整个发酵过程中不需要翻堆。发酵期间,每天通过定时器间断式向微孔通气管鼓风通气6次,每次2小时。

发酵结束后,取混合物料测得其平均含水量为28.7%,pH值为6.0,有机质含量为79.1%,氮磷钾含量为7.49%,其中速效氮含量为10800mg/kg,氨态氮含量为3990 mg/kg,硝态氮含量为6810 mg/kg。

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