专利名称：利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于农作物秸秆处理技术领域，尤其涉及一种利用碱渣促进农作物秸秆腐熟的方法及应用。
背景技术：
我国每年产生约7亿吨的农作物秸秆，大部分都没有被有效利用。而堆肥则是利用秸秆资源的有效方式。近年来，较多学者从改善堆肥环境、添加物质、配施菌剂等途径，寻找促进堆肥高效腐熟的方法。牟克捃等研究显示，以FeSO4为添加剂处理的猪粪秸秆堆肥全氮含量相对空白对照增加5. 3%，NO3-N含量分别增加969mg. kg—1，具有明显保氮效果，提高堆肥质量。接种菌剂可以使堆肥物料快速达到高温、控制堆肥过程中臭气的产生，缩短堆肥腐熟进程。赵京音等在鸡粪中添加微生物制剂EM，显著提高堆肥中有机物质的和氮素的保留率，减少氮的气态损失。但是目前大部分结果都是以秸秆配合其他物料为试验对象，而针对秸秆配合化学添加剂报道较少。碱渣作为工业副产品，其数量巨大，一直都没有得到较好利用。而碱渣中含有大量农作物所需的Ca、Mg、Si、K、P等多种元素，可加强有益微生物活动，促进有机质的分解。
发明内容
解决的技术问题本发明针对目前农作物秸秆利用率低的问题，提供一种利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法及其在水稻、花生秸秆处理中的应用。技术方案利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法，其特征在于先将秸秆粉碎并调节含水量至60 70% wt，加入菌剂混勻，用尿素调节碳/氮比至20 30，再添加占上述混合物质量5 15%的碱渣，将物料密闭培养50 60天，每隔两天通气一次，每次通气5 15分钟，期间调节含水量保持在60 70% wt。所述菌剂为液态EM菌或固态菌。上述方法在处理水稻秸秆或花生秸秆中的应用。上述方法在处理水稻秸秆中的应用，所述碱渣的添加量为混合物质量的5 %，施加的菌剂为液态EM菌。上述方法在处理花生秸秆中的应用，所述碱渣的添加量占混合物质量的15 %，施加的菌剂为固态菌。有益效果本试验采用花生和水稻秸秆为原料，选用两种菌剂(固态菌剂名称为秸秆腐熟剂，主要成分包括微生物，麸皮，秸秆粉，无机盐；液态EM菌剂，主要成分为光合细菌、乳酸菌群、酵母菌群、放线菌群、丝状菌群等微生物)，再分别添加不同水平碱渣，在恒温培养条件下研究不同水平碱渣添加对秸秆高效腐熟的促进效果，为秸秆的好氧堆肥提供适宜的化学添加剂，提高秸秆农业利用价值。在水稻秸秆处理过程中各处理的PH均在8 9之间，呈微碱性，达到秸秆腐熟指标。配合固体菌剂对全磷的提高有较好效果，而EM菌剂则对全钾含量提高作用较明显，其中5%和15%碱渣的全磷、全钾和全氮含量均处于较高水平。15%碱渣配合固体菌剂、EM菌剂的腐植酸含量均达到本次实验的较高水平，分别为83. 1,83. 3g. kg—1，相对于空白对照分别提高28. 4%,28. 7%, 且胡敏酸含量分别达到68. 24,48, 22g. kg—1，说明高量碱渣对秸秆腐解产物腐植酸的形成效果最佳。对照的GI值低于50%，而以碱渣为添加剂的三组处理的GI值大部分达到80%以上，说明碱渣添加不仅促进秸秆腐熟，还有效消除秸秆腐解产生的毒害作用。5%和10%碱渣处理的GI较高，分别达到92. 5%和83. 45%，说明低量碱渣就可达到很好的促水稻秸秆腐熟及无害化效果。综合本次试验结果显示5%碱渣配合菌剂对水稻秸秆高效腐熟促进作用最好。在花生秸秆处理过程中各处理的pH均微碱性，适宜微生物的生长。5%和15%碱渣处理的腐植酸含量分别为98. 45和97. 42g. kg—1，高于空白对照，且该两组的胡富比水平相当，E4/E6均较低，表明低量和高量碱渣对秸秆腐解产物腐植酸的形成效果最佳。对照处理的GI值都低于50%，但加入碱渣后，随着其用量的提高，GI呈递增趋势，当碱渣用量为15%时，GI为80. 17，达到腐熟与无害化标准。综合本次实验结果显示15%碱渣配合菌剂对花生秸秆高效腐熟作用最好。
图1为不同碱渣添加量对水稻秸秆腐解产物腐植酸及其性质的影响(腐植酸(HE， g· kg-1))；图2为不同碱渣添加量对水稻秸秆腐解产物腐植酸及其性质的影响(胡敏酸(HA， g· kg-1))；图3为不同碱渣添加量对水稻秸秆腐解产物腐植酸及其性质的影响(胡富比)；图4为不同碱渣添加量对水稻秸秆腐解产物腐植酸及其性质的影响(光密度(E4/ E6))；图5为不同碱渣添加量对水稻秸秆堆肥发芽指数的影响；图6为不同碱渣添加量对花生秸秆腐解产物发芽指数(GI)的影响。
具体实施例方式实施例11材料与方法1. 1试验材料水稻秸秆取自江西省鹰潭红壤站，其含碳403. 79g/kg、氮6. 37g/kg、磷0. 88g/kg、 钾 21. 21g/kg ；碱渣 pH 为 11. 48，含钙 179. 4g/kg、镁 79. 17g/kg、磷 0. 29g/kg、铜 12. 03mg/ kg、锌79. 47mg/kg、镉Omg/kg，其重金属含量远低于国家土壤环境质量标准要求；本实验选取两种复合菌剂供试，分别为液态EM菌，句容蓝天碧水公司提供的固态菌。1. 2试验方法本实验设置空白对照，CK，以及三个水平碱渣添加量配合两种菌剂共9个处理(表 1)，采用恒温培养箱，30°C恒温通气培养。首先将80g粉碎的水稻秸秆以蒸馏水调节含水量
4至65%，与此同时加入菌剂混勻，为达到微生物生长所需的最佳C/N，用尿素调节其至25， 最后加入三个水平添加量的碱渣。将装有物料的500mL无盖培养瓶置于培养箱中培养M 天，每隔两天通气一次，每次通气10分钟，并用蒸馏水调节含水量在65%左右(达到手攥成团，打开即散状态)。物料培养至M天，将其混勻并取样约60g，其中20g风干备用。
表1试验处理设置
处理对照秸秆+水CK秸秆+菌剂(2%液；5%固)1秸秆+菌剂+5%碱渣2秸秆+菌剂+10%碱渣3秸秆+菌剂+ 15%碱渣1. 3分析方法秸秆腐解产物的pH、含水量以及养分按照文献鲁如坤.土壤农业化学分析方法.北京中国农业科学出版社，1999提供的方法进行测定。其中全磷采用硝酸-高氯酸消煮-钼锑抗分光光度法，全钾采用硝酸-高氯酸消煮-火焰光度法，全氮采用凯氏定氮法。腐殖质组成和腐植酸碳采用0. Imol焦磷酸钠和0. Imol氢氧化钠提取，TOC仪测碳。E4/E6采用分光光度计法。种子发芽指数(GI)参照张小平的方法测定，先用蒸馏水把本地萝卜种子冲洗干净，并浸种4h后取吸水纸吸干种子表面的水分。取5g(干重计)堆肥物料，用蒸馏水按料水比=1 5振荡半小时后过滤即得浸提液。吸取10. OmL浸提液加到铺有2层定性滤纸的9cm的培养皿中，每培养皿中均勻放入20粒萝卜种子，以蒸馏水为空白对照。在恒温培养箱中培养72h，测定种子发芽率和根长。发芽指数的公计算公式如下发芽指数(GI)=(处理的发芽率X处理的平均根长)/ (空白的发芽率X空白的平均根长)X100%2结果与分析2. 1不同碱渣添加量对秸秆腐解产物pH的影响表2为施用不同水平碱渣处理下水稻秸秆腐解产物的pH值。一般认为有机物料在腐解过程中由于含N物质分解产生NH3,致使腐解产物处于微碱状态。添加不同水平碱渣处理下pH值差别不大，均在8-9之间(表2)，属微碱性，符合秸秆腐熟标准。表2不同处理的pH
固体菌剂EM菌剂对照8..7CK8.278.2618.318.4428.258.3638.248.5 2. 2不同碱渣添加量对秸秆腐解产物养分含量的影响
从表3可知，固体菌剂对全磷、全氮含量的提高效果较显著，而EM菌剂对全钾含量的提高较明显。各处理的全磷、全钾和全氮含量均较水稻秸秆原始值(0.88、21.21和 6. 73g. kg"1)高，个处理间差异显著，这是由于秸秆在腐解过程中失重，而全磷、全钾绝对含量不变，从而导致其相对含量的提高。添加5%碱渣处理的全磷含量较高，为2. llg/kg。而全钾含量则是15%碱渣较高，在配合两种菌剂处理下分别为36. 45和42. 73g/kg。由表3 可知，5%和15%碱渣处理的全氮含量较高，较对照高5. 6% _7.4%，水稻秸秆腐解产物营养水平较好。表3不同碱渣添加量对秸秆腐解产物养分含量的影响
权利要求
1.利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法，其特征在于先将秸秆粉碎并调节含水量至60 70%wt，加入菌剂混勻，用尿素调节碳/氮比至20 30，再添加占上述混合物质量5 15%的碱渣，将物料密闭培养50 60天，每隔两天通气一次，每次通气5 15分钟，期间调节含水量保持在60 70%wt。
2.根据权利要求1所述的利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法，其特征在于所述菌剂为液态EM菌或固态菌。
3.上述任意一条权利要求所述方法在处理水稻秸秆或花生秸秆中的应用。
4.根据权利要求3所述的利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法在处理水稻秸秆中的应用，其特征在于所述碱渣的添加量为混合物质量的5%，施加的菌剂为液态EM菌。
5.根据权利要求3所述的利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法在处理花生秸秆中的应用，其特征在于所述碱渣的添加量占混合物质量的15%，施加的菌剂为固态菌。
全文摘要
利用碱渣促进农作物秸秆高效腐熟的方法及应用，先将秸秆粉碎并调节含水量至60～70%wt，加入菌剂混匀，用尿素调节碳/氮比至20～30，再添加占上述混合物质量5～15%的碱渣，将物料密闭培养50～60天，每隔两天通气一次，每次通气5～15分钟，期间调节含水量保持在60～70%wt。本试验采用花生和水稻秸秆为原料，选用两种菌剂，再分别添加不同水平碱渣，在恒温培养条件下研究不同水平碱渣添加对秸秆高效腐熟的促进效果，为秸秆的好氧堆肥提供适宜的化学添加剂，提高秸秆农业利用价值。
文档编号C05F11/02GK102249748SQ20111010812
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者刘明, 李忠佩, 翟修彩 申请人:中国科学院南京土壤研究所