专利名称：生活垃圾制肥中甘蔗专用微生物有机肥配方及生产方法
技术领域：
本发明涉及一种生活垃圾制肥技术，属肥料生产领域，特别是涉及一种以生活垃圾为原料的甘蔗专用微生物有机肥配方及生产方法。
背景技术：
甘蔗是多年生植物，以获取蔗茎为主要目的，有别于收获籽实、块根等作物，在制肥施肥理论和方法上有质的区别。尤其在新植蔗基肥的施用上，目前存在两大弊端一是用复合肥或单施化肥做基肥，基本上是无效投资。这是因为一节一节的蔗种埋入土壤需15-20天才萌芽；发芽后由于地温低，蔗牙生长很慢，至少要20-30天才能长成约20cm高的一心两叶，这期间甘蔗幼苗的营养是靠母体供给的。也就是说，等甘蔗长出新根，能自身从土壤中吸取营养要在甘蔗种下35-50天之后。而这时候用作基肥的复合肥包括单施化肥因其性质，大部分在25天内就已挥发损耗和被土壤胶体固定，等于白白浪费掉，变成无效投 资；二是施用堆肥和未经发酵腐熟的所谓有机肥料，结果收效甚微。这是因为堆肥和未经发酵腐熟的滤泥等有机物料，没有经过高温矿质化反应，不能形成水溶性有机质、氨基酸、蛋白质，作物很难吸收，况且有机肥料主营养本来就偏低，因此，即使每亩施用1-2吨，效果也不理想。再说用肥量大，劳动强度就大，蔗农也不愿意接受。为什么I亩蔗田里放了七、八吨滤泥，田里弥漫着臭气，结果蔗苗还是长得又黄又瘦呢？这是因为，臭气来自滤泥自然发酵，而发酵必然有微生物活动，微生物也需要营养，便与蔗苗争夺养分，蔗苗营养不足，所以又瘦又黄。由此看来，用复合肥或单施化肥，施用堆肥和未经发酵腐熟的有机肥料，对于农作物尤其是甘蔗，均不可取。开拓有机肥料的原料来源，注重有机肥料品质和功效；因缺补缺，研发各种作物专用的微生物有机肥，是肥料行业发展的方向和目标。只有把微生物、有机肥、无机肥、植物生长调节物质、土壤调理剂相结合而生产新型作物专用肥料，才符合现代农业的用肥需求，也是肥料行业的发展趋势。近几年，我们顺应这一发展方向和趋势，以生活垃圾为原料，发明了生活垃圾制肥工艺及其配套设施。其工艺流程是，先将分选出塑料和废金属后的垃圾料磨细制浆，然后采取络合沉淀法剔除垃圾(动植物残体)中重金属(离子)的危害，再经脱水配伍并经高温矿质化反应发酵获得有机原肥，最后经两次元素配位制肥工艺产出微生物有机肥。所产肥料经质检机构检验，有害重金属已剔除，有效活菌数、主养分等各项指标全部达标。与单施普通有机肥和单施复合肥相比较，微生物有机肥施用后作物的生长效果显著提高，为进一步研发各种作物专用肥奠定了基础。
发明内容
发明目的本发明的目的是在采用生活垃圾制肥工艺中所生产的高温矿化原肥的基础上，研制甘蔗专用微生物有机肥配方及生产方法。发明原理依据植物矿质营养学说、营养元素同等重要与不可替代率、最小养分率等理论，将生活垃圾分选后的有机物料，经剔除重金属离子工艺(兼顾深层厌氧发酵)消除重金属污染后，利用太阳能供热、超导暖气片升温，进行高温矿质化反应发酵，继而得到腐熟度> 80%的有机原肥(此时原肥中有机质已可形成溶于水的碳水化合物，富含生物蛋白、氨基酸，达到植物矿质营养要求)。依其理化性质，可以调配N、P、K达到> 7%而不影响有机肥的特性，还可以分别调配各种作物特别敏感的有益元素。由于有机成分大，对微生物没有伤害，所以又可以加入生物制剂(根际功能性微生物菌种)、土壤调理剂以及加富载体植物生长调节物质，从而在土壤溶液中形成综合性碳水化合物直接供作物根部吸收。甘蔗专用微生物有机肥配方的依据经查询多方资料，结合制肥、施肥以及甘蔗生长习性分析，肥料配方中除必须包含合理的主养分N、P、K之外，还必须兼顾(I)硅元素在甘蔗种植上的应用甘蔗在营养生长、生殖生长期都需要氧化硅。实践告诉我们，甘蔗缺硅会发生叶斑病，随着病斑逐渐扩大，蔗叶衰老速度加快，蔗茎组织发育受阻，光合作用强度下降，蔗茎中蔗糖积累速度变慢，成熟期推迟，甘蔗产量降低。补充硅元素，可使甘蔗茎叶坚固，防止倒伏，防治病虫害，同时对根系的吸收能力有一定促进作用。就是不缺硅的土壤，由于多年单施化肥，造成土壤PH值增高，在酸性土壤中硅也难以转化成有效硅。因此，种蔗一定要补充硅元素。此外，硅酸钠所含的钠元素是一种强力细胞赋活剂，与植物接触后能迅速渗透到植物体内，促进细胞的原生质流动，提高细胞活力；能加快生根速度，促进生长发育， 提高作物的抗逆能力；可以补充碱基，改善土壤酸度，置换出土壤中的钾元素，且钠还有取代钾补钾的功能。(2)添加硫酸镁，可一举两得硫酸镁既含镁又含硫，分别为作物的第五和第六营养元素。据全国土壤普查数据，全国有6%左右的耕地面积缺镁状况比较严重。镁是甘蔗必需的营养元素，是叶绿素的组成部分，能促进光合作用，促进碳水化合物、蛋白质的形成；是许多酶的活化剂，能促进各种物质的合成，如维生素A、维生素C等，从而提高甘蔗品质；能促进甘蔗对磷、硅元素的吸收，增强磷的营养代谢，提高甘蔗抗病能力。硫元素则是甘蔗中合成氨基酸、蛋白质、纤维素以及酶类所必需的。由于长年施用氮磷钾化肥，不断携出土壤中的镁和硫，加之含硫化肥锐减，含硫农药限用或禁用以及烟气治理项目的实施，硫的来源几乎断绝，同时又缺乏必要的补救措施，致使我国部分地区特别是南方诸省份土壤缺硫严重。因此在甘蔗配方中添加硫酸镁很有必要。(3)添加硼砂，为甘蔗提供比较敏感的硼元素我国是世界上缺硼最严重的国家，根据全国第二次土壤普查数据，我国土壤缺硼面积在40%以上，而我国南方缺硼面积则高达60%。缺硼严重地限制各地农业生产的发展，已成为妨害甘蔗产量及品质提高的主要限制因子。硼虽不是甘蔗体内各种有机物的组成成分，但它是甘蔗必需元素，能够加强甘蔗的某些重要生理机能，促进甘蔗体内碳水化合物的代谢及运输，调节生长素的代谢及细胞分裂，促进蛋白质、核酸的合成，从而能显著增强甘蔗的抗病性，提高甘蔗产量，改善甘蔗品质。就是说，硼素供应充足，甘蔗生长繁茂，根系良好，丰收有保证；反之硼素供应不足，植株生长不良，甘蔗的质量和产量下降。总之，甘蔗生长需要合理地调整N、P、K比例并使主养分> 7%，在这个基础上科学地补充应用硅、镁、硼等有益元素，再添加生物制剂、土壤调理剂、植物生长调节物质，这种综合应用多种元素的甘蔗专用微生物有机肥，则是一种较科学的配方。甘蔗专用微生物有机肥产品的技术质量指标依据最小养分率和甘蔗生长习性、物候期，制定出甘蔗专用肥的质量指标高温矿化发酵原肥水溶性有机质> 30%、原肥NPK彡3.5% ;再合理调配添加N、P、K彡7% ;水溶性二氧化硅彡2. 9 %、钠彡I. 2 %、镁彡I. 3%、硼彡O. 01% ;生物制剂彡O. 1% ;加富载体植物生长素合剂彡O. 1% ;土壤调理剂彡0.1%。总有效成分彡45%，含水分< 20%。甘蔗专用微生物有机肥的科学配方根据甘蔗专用肥必须达到的技术质量指标，甘蔗专用肥吨产品的具体配方是按每吨高温矿化发酵原肥(含水率<40%，有机质彡40%，NPK彡3. 5% )，添加吨产品重量9%的尿素(英文名urea，化学式(NH2)2CO,N > 46 % ) 90Kg ;添加吨产品重量7 %的I丐续憐肥(英文名fused calcium-magnesiumphosphate,无明确的分子式，P2O5 ^18% ) 70Kg ;添加吨产品重量5%的氯化钾(英文名potassium chloride,化学式KCL，K2O ^ 60 % ) 50Kg ;添加吨产品重量5 %的硫酸镁(英文名 magnesium sulphate,化学式 MgSO4, Mg+MgO > 26 %) 50Kg ;添加吨产品重fiO. 1% 的硼砂(英文名 borax,化学式 Na2[B4O5(OH)4] · 8H20，B ^ 11 % ) IKg ;添加吨产品重量10 %的娃酸钠水溶液(英文名Sodium metasilicatenonahydrate,分子式Na2SiO3, SiO2彡29. 2%, Na2O彡12. 8% ) IOOKg ;添加吨产品重量0. I %的由纤维分解菌、荧光杆菌五四O六放线菌合成的生物制剂IKg;添加吨产品重量0. 1%的由吲哚丁酸(lh-indole-3-butanoic acid) +α-蔡乙酸(a -naphthaleneacetic acid)和细胞分裂素(6-Benzylaminopurine)+B族维生素(vitamin)合成的加富载体植物生长素合剂(由于这 些元素易被土壤胶体固定而失效，所以必须先加工配置载体化合后应用)IKg ;添加其重量0. I %的由聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)和免深耕构成的土壤调理剂lKg。甘蔗专用微生物有机肥的生产方法采用两次元素配位的生产工艺，第一次元素配位，是利用5套机组分若干次将烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的高温发酵原肥、尿素、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸镁各自重量的5/6，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入原肥总重量10%的硅酸钠水溶液与第一次配位造粒物料重量15%的水混配的料浆进行造粒，然后烘干至含水分< 15%，并筛选出直径2-4_颗粒半成品待用；第二次元素配位是利用I套机组分若干次将高温发酵原肥、尿素、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸镁各自重量的1/6，添加原肥总重量0. 1%的硼砂、0. I %的生物制剂、0. I %加富载体植物生长素合剂并混合搅拌均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入原肥总重量0. I %的土壤调理剂与第二次配位造粒物料重量20%的水混配制成的溶液进行造粒。最后将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料通过控制计量器按5 I的比例进行再混合、抛光，并筛选出直径2-4_颗粒成品进行包装。本发明的有益效果本发明针对甘蔗生长的特点，因缺补缺，科学配方，在高品质有机原肥并合理调整主养分N、P、K的比例基础上，添加甘蔗敏感的有益元素、生物制剂、土壤调理剂以及加富载体植物生长调节物质，并经严格的双配位制肥工艺生产，研制出甘蔗的完全营养肥料。尤其是以生活垃圾为原料，在保护和改善生态环境的同时，为有机肥生产开辟了大量的源源不断的原料市场，将有力地支持农业可持续发展。肥料生产中采用两次配位的生产方法，解决了三大难题一是解决了在烘干中易挥发失效的有益元素难以加进肥料的课题；二是解决了单施固体硅肥不好配用、液体硅肥又不方便施用而干脆不用所造成的作物生长缺硅的难题；三是以加富载体形式解决了植物生长调节物质易被土壤胶体固定和生物降解的难题。从而建立作物营养平衡、肥料含元素全面又长效的施肥机制。本发明既能有效提高作物营养利用率，又以生物热力学来改变土壤结构，提高土壤肥力，减少或降低病虫害发生，可提高甘蔗产量75%以上，增加甘蔗品质纯度1-1. 5%。
图I :双配位生物有机肥生产线结构示意中所示1-1和1-2、配料混合机2-1和2-2、粉碎机3_1至3_8、输送带4_1和4-2、造粒盘5、烘干机6-1和6-2、分析筛7、控制计量器8、混合抛光机9、电子包装机
具体实施例方式第一次元素配位将不怕烘干受损、失效的原肥倒入配料混合机1-1并按配方要求配入尿素、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸镁，混合均匀，再经粉碎机2-1粉碎混配形成的团状料，流入输送带3-1送进造粒盘4-1，再按比例喷入原肥总重量10 %的硅酸钠水溶液与第一次配位造粒物料重量15%的水混配的料浆进行造粒，颗粒料再经输送带3-3送入烘干机5烘干，经15分钟烘干后，流经输送带3-5进入分析筛6-1，经过筛分选(筛前部细分出小于2mm物料返回再加工，筛中部后1/3处筛选出2_4mm合格颗粒料，筛上物即> 4mm的料流出 筛返回重新加工)，直径2-4_的颗粒料(含水分< 15% )流入输送带3-6，通向混合抛光机8 ;第二次元素配位在配料混合机1-2中将发酵原肥按比例添加尿素、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸镁，再按比例添加原肥总重量O. 1%的硼砂、O. 1%的生物制剂、O. 1%加富载体植物生长素合剂并混合搅拌均匀，流入粉碎机2-2粉碎混配中形成的团装料，而后经输送带3-2送进造粒盘4-2，再依比例喷入原肥总重量O. I %的土壤调理剂与第二次配位物料重量20%的水混配制成的溶液进行造粒，颗粒料再经输送带3-4送入控制计量器7。最后经控制计量器7控制，按第一次配位造粒经烘干的颗粒料第二次配位造粒未经烘干的颗粒料=5 I的比例，流经两次配位共用的输送带3-6送进抛光机8，烘干的和未经烘干的两种颗粒在抛光机8内同时完成混配、抛光，再经输送带3-7送进分析筛6-2，筛选(同上)后而为成品(颗粒直径2-4mm，含水分<20%)，然后经输送带3-8进电子包装机9包装。生产实例I (过程简述):利用双配位生物有机肥生产线机器设备。备料高温矿化发酵原肥(含水率40%，有机质彡40, NPK彡3. 5% ) 54吨；尿素(N彡46% ) 4. 86吨；钙镁磷肥(P2O5彡18% ) 3. 78吨；氯化钾(K2O彡60% ) 2. 7吨；硫酸镁(Mg+MgO彡26% ) 2. 7吨。将以上物料混配均匀，并按5 I分成两组A组56. 7吨，B组
11.3 吨。A组硅酸钠水溶液制备硅酸钠水溶液5. 4吨+水8. 5吨(喷浆造粒需按A组物料重量56. 7吨的15%加水)混配制成溶液。B组土壤调理剂水溶液制备土壤调理剂54Kg，加水2. 3吨(即按B组物料重量
11.3吨的20%加水即2. 3吨)配制成水溶液。第一次元素配位(A组)安排5套机组同时生产。将混合、粉碎后的物料经输送带进造粒盘，打开喷浆开关(调喷浆到合适位置)，喷入已制备好的硅酸钠水溶液进行造粒，待颗粒形成(2-4_)时，5套机组料同时排入输送带送去烘干。经15分钟烘干出料，筛选，待用。第二次元素配位(B组):将混合、粉碎后的物料混入硼砂54Kg、生物制剂54Kg、力口富载体生长素合剂54Kg，搅拌均匀，送入造粒盘，开动喷浆装置喷入已配置好的土壤调理剂水溶液，造粒成球(2-4mm)。按第一次元素配位经烘干的颗粒料和第二次元素配位未经烘干的颗粒料5 I的比例同时进入抛光机混合整理，再筛选、包装，即得成品。生产实例2 (机械化精细化工生产方式)机械设备双配位生物有机肥生产线；采用容积为IOOOKg的大型混合粉碎机组，利用原肥54吨按比例添加配料，一次原肥投放量为500Kg。操作过程如下第一次元素配位(A组)安排5套混合粉碎机组同时生产。每套原肥500Kg(为一次量，每套机组各连续操作18次，共用原肥45吨)，添加尿素45Kg，钙镁磷肥35Kg，氯化钾25Kg，硫酸镁25Kg，开机混合、粉碎并开动输送带上造粒盘，打开喷浆开关(调喷浆到合适位置)，喷入已制备好的硅酸钠水溶液进行造粒，待颗粒形成(2-4_)时，5套机组料同时排入输送带送去烘干。打开烘炉风门，开动烘干机转动起来，经15分钟烘干出料，筛选，待用。 第二次元素配位(B组)安排I套机组，与第一次元素配位同时生产。原肥500Kg(为一次量，连续操作18次，共用原肥9吨)，添加尿素45Kg、钙镁磷肥35Kg、氯化钾25Kg、硫酸镁25Kg，再添加硼砂3Kg，生物制剂3Kg，加富载体植物生长素合剂3Kg，开机混合、粉碎落入输送带送上造粒盘，打开喷浆开关(调喷浆到合适位置)，再喷入已制备好的土壤调理剂水溶液，造粒成球，送进控制计量器。打开控制计量器，按第一次元素配位经烘干的颗粒料与第二次元素配位未经烘干的颗粒料5 I的比例进入共用的输送带，送进抛光机混合、筛选整理，用电子包装机包装。这批成品共计55. 2吨，经检验符合国家有关标准并达到自行设计的技术质量指标。
吨产品质量指标及其配方表 吨产品质量指标及其配方表
权利要求
1.甘蔗专用微生物有机肥的吨产品配方按每吨含水率<40 %、有机质> 40%、NPK彡3. 5%的高温矿化发酵原肥，添加吨产品重量9%、N彡46%的尿素90Kg，添加吨产品重量7%、P205彡18%的钙镁磷肥70Kg，添加吨产品重量5%、K20彡60%的氯化钾50Kg，添加吨产品重量5%、Mg+MgO彡26%的硫酸镁50Kg，添加吨产品重量O. 1%,B ^ 11%的硼砂lKg，添加吨产品重量10%, SiO2 ^ 29. 2%, Na2O彡12. 8%的硅酸钠水溶液lOOKg，添加吨产品重量O. 1%的由纤维分解菌、荧光杆菌、五四O六放线菌合成的生物制剂lKg，添加吨产品重量O. I %的由吲哚丁酸、α -萘乙酸和细胞分裂素、B族维生素合成的加富载体植物生长素合剂lKg，添加其重量O. I %的由聚丙烯酰胺和免深耕构成的土壤调理剂lKg。
2.甘蔗专用微生物有机肥的生产方法采用两次元素配位的生产工艺，第一次元素配位，是利用5套机组分若干次将烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的高温发酵原肥、尿素、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸镁各自重量的5/6，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入原肥总重量10%的硅酸钠水溶液与第一次配位造粒物料重量15%的水混配的料浆进行造粒，然后烘干至含水分< 15%，并筛选出2-4mm颗粒半成品待用；第二次元素配位是利用I套机组分若干次将高温发酵原肥、尿素、钙镁磷肥、氯化钾、硫酸镁各自重量的1/6，添加原肥总重量O. 1%的硼砂、O. 1%的生物制剂、O. I %加富载体植物生长素合剂并混合搅拌均匀，经粉碎后送入造粒盘，再喷入原肥总重量O. I %的土壤调理剂与第二次配位造粒物料重量20%的水混配制成的溶液进行造粒；最后将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料通过控制计量器按5 I的比例进行再混合、抛光，并筛选出直径2-4_颗粒成品进行包装。
全文摘要
生活垃圾制肥中甘蔗专用微生物有机肥配方及生产方法，以生活垃圾剔除重金属危害再经高温矿化发酵处理的有机质≥40％的原肥为基础原料，在合理调配添加氮、磷、钾主养分的同时，适量添加甘蔗特殊需求的硅、镁、硼有益元素和生物制剂、加富载体植物生长素合剂、土壤调理剂。本发明采用两次元素配位生产方法，一能解决在烘干中易挥发失效的有益元素不能加进肥料的难题；二能解决单施固体硅肥不好配用、液体硅肥不方便施用所造成的甘蔗生长缺硅的难题；三是以加富载体形式解决植物生长调节物质易被土壤胶体固定和生物降解的难题。本发明有利于建立作物营养平衡、肥料元素全面又长效的施肥机制，有利于改良土壤、提高甘蔗品质和产量。
文档编号C05G3/00GK102816009SQ20121033835
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者熊汉夫, 杨俊义, 蒙汉康 申请人:熊汉夫, 杨俊义, 蒙汉康