一种富含甲壳素的有机肥的制备方法
【专利摘要】本发明一种富含甲壳素的有机肥的制备方法涉及一种用废物或残渣制作肥料的方法，尤其涉及一种利用微生物分解和蚯蚓消化系统结合制备富含甲壳素肥料的方法。其目的是为了提供一种无需专门提取甲壳素，生产成本低，环境污染小，制得产品甲壳素含量高的有机肥的制备方法。本发明一种富含甲壳素的有机肥的制备方法包括，包括以下步骤：昆虫或甲壳类动物壳的粉碎；基料的堆置发酵；饲养蚯蚓并收集蚯蚓粪便；富含甲壳素的蚯蚓粪肥料的收集。本发明的制备方法操作安全简便，生产成本低，环境污染小；本发明制备的产品甲壳素含量高，养分易被植物吸收，可以有效地改善土壤结构，提高农产品品质，且施用过程对环境无污染。本发明用于肥料生产【技术领域】。
【专利说明】一种富含甲壳素的有机肥的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用废物或残渣制作肥料的方法，尤其涉及一种利用微生物分解和蚯蚓消化系统结合制备富含甲壳素肥料的方法。
【背景技术】
[0002]甲壳素又名甲壳质、壳聚糖，是一种化学结构与纤维类似的高分子多糖，被誉为继糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质之后人体必须的第六生命要素，它广泛存在于昆虫、甲壳类动物的硬壳以及菌类的细胞壁中。
[0003]甲壳素肥料不但使作物从产量的进步、内在品质和外在的商品性的晋升，农药和肥料用量的减少还会产生巨大的生态效益，如安全、环保、无公害等。其主要功效表现在以下几方面:改良泥土，培肥地力，进步泥土中养分利用率；良好的生根保根效果，解除根生长不良，有效解决重茬题目；明显的诱导植物抗病抗逆性，以生物防治取代化学防治，减少化学农药用量；降低根部病害的发生率，防治根结线虫；强化光合作用，进步品质，优极品率进步明显；双向调控，增产效果明显，长期使用产量较常规施肥进步。
[0004]目前制备含甲壳素的肥料通常是通过向原料中直接添加甲壳素，成本较高，且目前甲壳素的提取工艺对环境均有一定程度的污染。蚯蚓是腐食性土壤动物，主要以腐烂的有机物为食。所以蚯蚓在自然界物质循环中，是属于分解者。生物学家达尔文的著作《蚯蚓的习性和它对形成植物土壤的作用》中写道“蚯蚓的消化系统是天然的化工厂”。蚯蚓有着惊人的消化能力，在消化过程中能分泌许多特殊活性物质和多种消化酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、几丁质酶等，在自然界物质循环和生态平衡中起着巨大的作用。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种无需专门提取甲壳素，减少生产成本，降低环境污染，制得产品甲壳素含量高的有机肥的制备方法。
[0006]本发明一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，主要包括以下步骤:
[0007]—、将昆虫或甲壳类动物壳晾干、粉碎成20~40目的粉末；
[0008]二、将有机废料、步骤一中制得的粉末和BFA (生物腐植酸)按质量份数分别为225~375份、70~80份和1份混匀，调整C/N为20~30，水分含量为60~80%，于30~70°C堆置发酵15~30d ；
[0009]三、用步骤二中发酵好的基料饲养蚯蚓，适时加水保持基料水分含量为50~60%，温度为16~25°C ;
[0010]四、每周采收一次基料上层的蚯蚓粪混合物，晾干；
[0011]五、将步骤四中制得的干燥的蚯蚓粪混合物经过第一次筛选，分离未完全发酵或没有被蚯蚓吃过的基料；第二次过筛，分离成蚓的粪便；第三次过筛，分离蚯蚓卵茧和不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便；
[0012]六、将蚯蚓粪 干燥去除水分，即制得富含甲壳素的有机肥。[0013]可选的，所述的步骤二中所述有机废料为动物粪便、秸杆、酒糟、果皮或果渣。
[0014]可选的，所述的步骤二中所述发酵温度为35~65°C。
[0015]可选的，所述的步骤二中所述发酵温度为40~60°C。
[0016]可选的，所述的步骤二中所述发酵温度为45~55°C。
[0017]可选的，所述的步骤二中所述发酵时间，夏季为15~20d，冬季为20~30d。
[0018]可选的，所述的步骤三中所述蚯蚓加入的量为3~4kg/m3。
[0019]可选的，所述的步骤三中所述的加水方式为喷水。
[0020]可选的，所述的步骤四中所述蚯蚓粪的采收方式为刮板采收。
[0021]可选的，所述的步骤四中所述蚯蚓粪晾至水分含量为35~45%。
[0022]可选的，所述的步骤五中所述分离蚯蚓粪混合物时，可使用四级分离筛进行分离。
[0023]可选的，所述的步骤五中所述三次筛选，分别过孔径为9.25mm、6.35mm和3.25mm的筛子。
[0024]可选的，所述的步骤五中所述的第一次过筛后，筛面剩余的未发酵完全的基料按步骤二进行处理发酵后，可重新作为基料饲养蚯蚓。
[0025]可选的，所述的步骤五中所述第二次过筛分离得到的蚯蚓粪便质量最好，可单独包装，用于高尔夫球场、足球场 和高端花卉原料的高级肥料。
[0026]可选的，所述的步骤五中所述第三次过筛分离得到的不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便质量一般，可单独包装，用于茶树、果树、露地蔬菜的有机肥料。
[0027]可选的，所述的步骤五中所述的第三次过筛后，筛面剩余部分的蚯蚓卵可用于繁殖蚯蚓。
[0028]可选的，所述的步骤六中所述的蚯蚓粪的干燥方法为自然风干或人工干燥。
[0029]可选的，所述的步骤六中所述的蚯蚓粪用于制备复合配方有机肥，制备方法如下:按质量分数将300~400份Φ丘蝴粪、50份腐植酸、100份100目贝壳粉和1份螯合微量兀素均匀混合。
[0030]可选的，所述的步骤六中所述的蚯蚓粪用于制备液体甲壳素冲施肥，制备方法如下:按质量份数将180~220份蚯蚓粪加入600~800份水中，加热至60~70°C并保温，搅拌30min ;加入80~120份腐植酸,搅拌60min ;加入40~60份磷酸二氢钾,搅拌30min ；降温至20~30°C，加入80~120份硝酸钾，搅拌IOmin ;加入40~60份尿素，搅拌IOmin ；静置12h以上，取上清，即为液体甲壳素冲施肥。
[0031]可选的，所述的步骤六中所述的蚯蚓粪用于制备液体甲壳素叶面肥，制备方法如下:按质量份数将140~160份蚯蚓粪加入700份水中，加热至60~70°C并保温，搅拌30min ;加入90~110份磷酸二氢钾、40~60份黄腐酸，搅拌30min ;加入2份硫酸锌、3份硫酸亚铁、2份硫酸铜、2份硫酸锰、0.5份钥酸铵，搅拌90min ;降温至20~30°C，加110~130份尿素，搅拌IOmin ;静置24h以上，取上清，即为液体甲壳素叶面肥。
[0032]可选的，所述的步骤六中所述的蚯蚓粪经浸泡、淋洗后所得液体，为液体甲壳素肥料。
[0033]本发明具有以下有益效果: [0034]1、本发明的制备方法合理的利用多种微生物的降解作用和蚯蚓的消化系统能够分泌多种蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶等，将昆虫或甲壳类动物壳进行分解，形成可以直接被植物吸收和利用的可溶性甲壳素和寡糖素，从而生产富含甲壳素的肥料，可以有减少传统方法中提取甲壳素的步骤，从而减少环境污染，改善农业生态环境；同时降低了生产成本和生产过程中的危险操作。
[0035]2、本发明的制备方法向发酵基料中添加BFA (生物腐植酸)，能够使发酵基料升温快，最高温度达到65~75°C，免翻堆，节省劳动力，15~30d即完成发酵过程，所得基料气味佳、腐熟充分，内含物中的水溶性有机质和黄腐酸含量高。
[0036]3、本发明的制备方法利用蚯蚓对甜味和腥味非常敏感的特点，向基料中添加了昆虫和甲壳粉末，可以增进蚯蚓的食欲和食量，有益于蚯蚓生长、繁殖，蚓粪产量提高15~20%。
[0037]4、本发明的制备方法具有绿色环保，节约能源，节省劳动力，价格低廉，甲壳素含量高，易被植物吸收的优点。
[0038]5、本发明方法制备的肥料具有颗粒均匀、干净卫生、无异味、吸水、保水、透气性强等物理特性，是有机肥和生物肥在蚯蚓体内自然结合的产物，能提高植物光合作用、保苗、壮苗、抗病虫害和抑制有害菌和土传病害，可明显改善土壤结构，提高肥力和彻底解决土壤板结问题，在提高农产品品质，尤其是茶、果、蔬类产品的品质方面效果卓著。
[0039]6、本发明方法制备的肥料不仅含有氮、磷、锌等大量元素，而且含有铁、锰、锌、铜、镁等多种微量元素和18种氨基酸，有机质含量和腐植质含量都达到30%左右，每克含微生物有益菌群在I亿以上，同时含有拮抗微生物和植物生长素，这些有效成分是普通化学肥料、有机肥或微生物肥所无法达到的。
[0040]7、本发明的制备方法采用生物腐植酸对基料进行发酵，然后投喂蚯蚓，在通过消化道时，随食物进入体内的真菌营养体及大部分细菌被杀死，只有真菌孢子和部分细菌仍保持活力，生长缓慢的细菌通过消化道后群体下降，而生长快的细菌，在消化道内迅速繁殖，在蚯蚓排泄物中的群体数量甚至会超过进入蚯蚓体时的数量。蚯蚓粪有机肥中微生物含量在I亿个/克左右，更可贵的是含有至少两种拮抗微生物。这些大量有益微生物施入土壤后，迅速抑制害菌的繁殖，有益菌得以繁殖扩大，减少土传病害的发生，使农作物不易生病，同时增加植物根部的固氮、解钾、解磷的能力。研究表明，大量微生物的代谢能改善土壤的理化性质，使土壤成分多样化和易于吸收，并产生土壤肥力形成和发育的生物能，提高土壤在有机物和无机物之间能量转换的动力，保护土地生态环境。
[0041]8、本发明方法制备的肥料含有多种消化酶和中和土壤酸碱度的菌体物质，能提高土壤中性磷酸、蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性，从而提高土壤的供肥能力，改善土壤结构和平衡酸碱度，最终体现在作物的生长发育、产量及品质上。
[0042]9、本发明方法制备的肥料有机质含量约30%，而且有机质经过2次发酵和2次动物消化，所形成的有机质质量高、易溶于土壤中，易被植物吸收。促进土壤团粒结构，提高土壤通透性、保水性、保肥力、利于微生物的繁殖和增加，使土壤吸收养分和储存养分的能力增强，从源头上解决化肥施用次数多、量大、易流失，利用率低等问题。经蚯蚓消化后的有机质颗粒细小，表面面积比消化前提高100倍以上，能提供更多的机会让土壤与空气接触，从根本上解决土地板结的问题。
[0043]10、本发明方法制备的肥料营养元素含量丰富，甲壳素含量高，取代传统化肥施加后，可以改良土壤，培肥地力，提高土壤中养分利用率；具有良好的生根保根效果，解除根生长不良，有效解决重茬问题；显著的诱导植物抗病抗逆性，以生物防治取代化学防治，减少化学农药用量；可以降低根部病害的发生率，防治根结线虫；强化光合作用，提高品质，果实优品率显著提高；双向调控，增产效果显著。
[0044]11、施用本发明方法制备的富含甲壳素的有机肥可改变土壤物理性能，使粘土疏松，使砂土凝结；可促使土壤空气流通，加速微生物繁殖，有利于植物吸收养分；可增强保水、保肥性，防止土壤流失；能吸着盐基成分起交换作用，防止过量化肥的使用带来的危害；能分解土壤中的矿物质，供植物利用；与其它化学肥料混合使用，肥效长久；对植物、人、畜无害，还可以增强植物对病虫害的抵抗力，抑制植物土传病害，改善作物品质，恢复作物的自然风味。
[0045]12、本发明方法制备的肥料同时具有、生物肥、生物有机肥、有机肥、氨基酸肥、腐植酸肥、菌肥、微肥的特点，但又不是这些肥料的简单组合，是蚯蚓亿万年进化过程中逐渐形成的最适合植物生长的组合。
【具体实施方式】
[0046]采用以下实施例和对比实验对本发明进行进一步的说明。
[0047]实施例一
[0048]本实施例的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，按以下步骤进行:
[0049]—、将昆虫壳和奸蟹壳晾干,粉碎成20~40目的粉末；
[0050]二、将225kg牛粪、75kg步骤一中制得的粉末和Ikg的BFA混匀，调整C/N为20，水分含量为80%，于70°C堆置发酵15d ；
[0051]三、用步骤二中发酵 好的基料饲养蚯蚓，适时加水保持基料水分含量为60%，温度为 20 0C ；
[0052]四、每周采收一次基料上层的蚯蚓粪混合物，晾干；
[0053]五、将步骤四中制得的干燥的蚯蚓粪混合物先过孔径为9.25mm的筛，筛面上为未完全发酵或没有被蚯蚓吃过的基料；再过孔径为6.35mm的筛，筛面上为成蚓的粪便；再过孔径为3.25mm的筛，筛面上为蚯蚓卵茧，通过筛网的为不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便；
[0054]六、将蚯蚓粪干燥去除水分，即制得富含甲壳素的有机肥。
[0055]实施例二
[0056]本实施例的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，按以下步骤进行:
[0057]—、将昆虫壳和奸蟹壳晾干,粉碎成20~40目的粉末；
[0058]二、将325kg牛粪、70kg步骤一中制得的粉末和Ikg的BFA混匀，调整C/N为30，水分含量为60%,于45°C堆置发酵25d ；
[0059]三、用步骤二中发酵好的基料饲养蚯蚓，适时加水保持基料水分含量为50%，温度为 25 0C ；
[0060]四、每周采收一次基料上层的蚯蚓粪混合物，晾干；
[0061]五、将步骤四中制得的干燥的蚯蚓粪混合物先过孔径为9.25mm的筛，筛面上为未完全发酵或没有被蚯蚓吃过的基料；再 过孔径为6.35mm的筛，筛面上为成蚓的粪便；再过孔径为3.25mm的筛，筛面上为蚯蚓卵茧，通过筛网的为不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便；
[0062]六、将蚯蚓粪干燥去除水分，即制得富含甲壳素的有机肥。
[0063]实施例三
[0064]本实施例的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，按以下步骤进行:
[0065]—、将昆虫壳和奸蟹壳晾干,粉碎成20~40目的粉末；
[0066]二、将375kg牛粪、80kg步骤一中制得的粉末和Ikg的BFA混匀，调整C/N为25，水分含量为70%，于30°C堆置发酵30d ；
[0067]三、用步骤二中发酵好的基料饲养蚯蚓，适时加水保持基料水分含量为55%，温度为 22。。；
[0068]四、每周采收一次基料上层的蚯蚓粪混合物，晾干；
[0069]五、将步骤四中制得的干燥的蚯蚓粪混合物先过孔径为9.25mm的筛，筛面上为未完全发酵或没有被蚯蚓吃过的基料；再过孔径为6.35mm的筛，筛面上为成蚓的粪便；再过孔径为3.25mm的筛，筛面上为蚯蚓卵茧，通过筛网的为不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便；
[0070]六、将蚯蚓粪干燥去除水分，即制得富含甲壳素的有机肥。
[0071]实施例四
[0072]本实施例的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，按以下步骤进行:
[0073]—、将昆虫壳和奸蟹壳晾干,粉碎成20~40目的粉末；
[0074]二、将275kg牛粪、75kg步骤一中制得的粉末和Ikg的BFA混匀，调整C/N为30，水分含量为60%，于55 °C堆置发酵20d ；
[0075]三、用步骤二中发酵好的基料饲养蚯蚓，适时加水保持基料水分含量为60%，温度为 16 0C ；
[0076]四、每周采收一次基料上层的蚯蚓粪混合物，晾干；
[0077]五、将步骤四中制得的干燥的蚯蚓粪混合物先过孔径为9.25mm的筛，筛面上为未完全发酵或没有被蚯蚓吃过的基料；再过孔径为6.35mm的筛，筛面上为成蚓的粪便；再过孔径为3.25mm的筛，筛面上为蚯蚓卵茧，通过筛网的为不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便；
[0078]六、将蚯蚓粪干燥去除水分，即制得富含甲壳素的有机肥。
[0079]实施例五
[0080]本实施例的一种富含甲壳素的复合配方有机肥，按以下步骤制备:
[0081]将700kg实施例一至四中制得的蚯蚓粪与IOOkg腐植酸、200kg100目贝壳粉、2kg螯合微量元素均匀混合，即制得富含甲壳素的复合配方有机肥。
[0082]实施例六
[0083]本实施例的一种液体甲壳素冲施肥，按以下步骤制备:
[0084]将200kg实施例一至四中制得的蚯蚓粪加入600kg水中，加热至65 °C并保温，搅拌30min ;加入1OOkg腐植酸,搅拌60min ;加入50kg磷酸二氢钾,搅拌30min ;降温至25°C,加入1OOkg硝酸钾,搅拌1Omin ;加入50kg尿素,搅拌IOmin ;静置13h,取上清，即制得液体甲壳素冲施肥。
[0085]实施例七[0086]本实施例的一种液体甲壳素叶面肥，按以下步骤制备:
[0087]将150kg实施例一至四中制得的蚯蚓粪加入700kg水中，加热至65 °C并保温，搅拌30min ;加入IOOkg磷酸二氢钾、50kg黄腐酸,搅拌30min ;加入2kg硫酸锌、3kg硫酸亚铁、2kg硫酸铜、2kg硫酸锰、0.5kg钥酸铵，搅拌90min ;降温至25°C，加120份尿素，搅拌IOmin ；静置25h，取上清，即制得液体甲壳素叶面肥。
[0088]实施例八
[0089]本实施例的一种富含甲壳素的液体肥料，按以下步骤制备:
[0090]将实施例一至四中制得的蚯蚓粪，浸泡、淋洗，过滤后取上清，即制得富含甲壳素的液体肥料。
[0091]经检测，实施例一至四各成分的含量见表1。
[0092]表1本发明制得的有机肥、普通蚯蚓粪有机肥和牛粪中各成分的含量
[0093]
【权利要求】
1.一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤: 一、将昆虫或甲壳类动物壳晾干、粉碎成20~40目的粉末； 二、将有机废料、步骤一中制得的粉末和生物腐植酸按质量份数分别为225~375份、70~80份和1份混匀，调整C/N为20~30，水分含量为60~80%，于30~70°C堆置发酵15 ~30d ； 三、用步骤二中发酵好的基料饲养蚯蚓，适时加水保持基料水分含量为50~60%，温度为 16 ~25°C ； 四、每周采收一次基料上层的蚯蚓粪混合物，晾干； 五、将步骤四中制得的干燥的蚯蚓粪混合物经过第一次筛选，分离未完全发酵或没有被蚯蚓吃过的基料；第二次过筛，分离成蚓的粪便；第三次过筛，分离蚯蚓卵茧和不成形的蚯蚓粪便或小蚯蚓的粪便； 六、将蚯蚓粪干燥去除水分，即制得富含甲壳素的有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，其特征在于:所述的步骤二中所述有机废料为动物粪便、秸杆、酒糟、果皮或果渣。
3.根据权利要求1或2所述的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，其特征在于:所述的步骤二中所述发酵时间，夏季为18~22d，冬季为30~35d。
4.根据权利要求1 或2所述的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，其特征在于:所述的步骤五中所述三次筛选，分别过孔径为9.25mm、6.35mm和3.25mm的筛子。
5.根据权利要求1或2所述的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，其特征在于:所述的步骤五中所述的第一次过筛后，筛面剩余的未发酵完全的基料按步骤二进行处理发酵后，重新作为基料饲养蚯蚓。
6.根据权利要求1或2所述的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法，其特征在于:所述的步骤五中所述的第三次过筛后，筛面剩余部分的蚯蚓卵用于繁殖蚯蚓。
7.用权利要求1的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法制得的蚯蚓粪制备复合配方有机肥的方法，其特征在于制备方法如下:按质量分数将300~400份蚯蚓粪、50份腐植酸、100份100目贝壳粉和1份螯合微量元素均匀混合，即制得复合配方有机肥。
8.用权利要求1的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法制得的蚯蚓粪制备液体甲壳素冲施肥的方法，其特征在于制备方法如下:按质量份数将180~220份蚯蚓粪加入600~800份水中，加热至60~70°C并保温，搅拌30min ;加入80~120份腐植酸，搅拌60min ；加入40~60份磷酸二氢钾，搅拌30min ;降温至20~30°C，加入80~120份硝酸钾，搅拌IOmin;加入40~60份尿素，搅拌IOmin ;静置12h以上，取上清，即制得液体甲壳素冲施肥。
9.用权利要求1的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法制得的蚯蚓粪制备液体甲壳素叶面肥的方法，其特征在于制备方法如下:按质量份数将140~160份蚯蚓粪加入700份水中，加热至60~70°C并保温，搅拌30min ;加入90~110份磷酸二氢钾、40~60份黄腐酸，搅拌30min ;加入2份硫酸锌、3份硫酸亚铁、2份硫酸铜、2份硫酸锰、0.5份钥酸铵，搅拌90min ;降温至20~30°C，加110~130份尿素，搅拌IOmin ;静置24h以上，取上清，即制得液体甲壳素叶面肥。
10.用权利要求1的一种富含甲壳素的有机肥的制备方法制得的蚯蚓粪制备液体甲壳素肥料的方法，其特征在于制备方法如下:将蚯蚓粪浸泡、淋洗，过滤后取上清，即制得液体甲壳素 肥料。
【文档编号】C05F3/00GK103864474SQ201410138453
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】任科宇 申请人:北京沃可丰科技发展有限公司