一种生物有机肥及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种生物有机肥及其制备方法，采用生物好氧堆肥技术，通过调节碳氮比、水分、粒径等物料参数，添加有机物料腐熟剂，强制供氧，使有机物料充分腐熟，为农作物提供易于吸收的全营养。添加功能性微生物后，大大提高化肥的利用率，减少50%的化肥用量保证不减产。连续使用能提高土壤有机质含量，增加保水保肥能力。大力推广生物有机肥能大幅减少化肥用量，增加土壤氮、磷、钾的容量，减少化肥流入水体的量，从而从根本上解决地下水硝酸盐超标的问题。本发明所述生物有机肥，可以解决土壤板结、肥力利用率下降问题，减缓大量施用化肥造成的水土污染问题，大面积使用可以提高农产品品质。
【专利说明】一种生物有机肥及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业【技术领域】，具体涉及一种生物有机肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]中国以占世界上9%的耕地养育着占世界22%的人口，其中化肥的使用功不可没。但是在30年持续大量施用后，一些科研人员认为，它将对中国的粮食安全造成负面影响。一些大棚和土地因过量施肥，已出现“死棚”、“绝地”现象。目前因土壤中高达70%的化肥流失造成的弊端已严重显现:水体富营养化加剧，酿成江河湖泊及近海海域蓝藻、赤潮成灾，水体腥臭。化肥使用不当是造成水污染的重要原因。很多农民为补上土壤流失的养分，只得加大施肥量。然而，施的越多，流失的也就越多。化肥在大雨或大水漫田灌溉时大量被流水带走，最终随水汇入江河湖海，造成水体的富营养化。因此，化肥流失与大量施用化肥形成了恶性循环。
[0003]中国农科院在北方五省20个县集约化蔬菜种植区的调查显示，在800多个调查点中，50%的地下水硝酸盐含量因过量用氮超标。据预测，2015年中国除江西、山西外的中部和东南部所有省份，均将因为过量用氮而成为地下水硝酸盐含量超标的潜在高风险区。
[0004]20世纪70年代以后，因化肥具有便于贮运、施用简单、见效快的优点，加上畜禽养殖特点的演变和务农劳动力的转移，特别是畜禽粪便含水量大、恶臭带来运输、处理、施用的不方便更加剧了畜禽粪便直接还田的难度，致使农业种植用肥有农家肥向化肥的转变。化肥的大量使用，有机肥的投入量大幅的削减，带来的后果是土壤板结、土质下降、农产品亚硝酸盐含量超标、水体富营养化等严重的环境问题。
[0005]国际公认的化肥施用安全上限是225千克/公顷，但目前我国农用化肥单位面积平均施用量达到434.3千克/公顷，是安全上限的1.93倍。从我国化肥平均施用量变化表上看出，上世纪50年代我国一公顷(15亩)土地施用化肥8斤多，现在是868斤，以百倍速度增加。
[0006]随着畜禽养殖业规模的逐渐扩大，畜禽养殖特点发生如下变化:由过去的分散经营、饲养头数少、主要分布在农区转变为现在的集中经营、饲养头数多、分布在城市郊区或集镇区。由于养殖规模、养殖方式和分布区域发生了变化，导致畜禽养殖呈现总量增加、程度加剧和范围扩大的趋势。养殖业规模化的跨越式发展产生的畜禽粪便总量也急剧增加，根据国家环保总局对全国23个规模化畜禽养殖集中的省、市调查显示，我国2003年畜禽粪便产生量约31亿吨。畜禽粪便的氮磷排放量分别为0.19亿吨和0.04亿吨，分别占氮肥、磷肥的79%和50%。多个省市畜禽养殖超过其环境容量，农地、水体氮磷污染风险高。具体表现在以下几个方面:
1.氮和磷的污染
畜禽粪便中含有大量的氮和磷化合物，比如，肉仔鸡粪便中含食入氮的50%、食入磷的55% ;生猪排出食入氮、磷的80%-85%。据测算，一个万头猪场，每年向猪场周围排污3万t，其中约107t的氮和31t磷，这些氮和磷集中进入小面积土壤后，超越土壤容量，会转化为硝酸盐和磷酸盐，随雨水进入水体，使水体富营养化。并造成氮、磷的大量浪费。
[0007]2.臭气对环境的污染
畜牧业生产中的恶臭主要来自粪便、饲料发酵和家畜呼吸等，臭气的主要化合物有氨、硫化氢、甲烷、吲哚以及脂肪族的醛类、硫醇、按类等。臭气中的氨气、硫化氢和甲烷等，浓度低时可降低畜禽的生产性能，浓度高时可使幼畜中毒死亡，使养殖工作人员健康受损，易患呼吸道疾病。如果粪便排除后不能及时处理会使臭味增加，危害人人畜的健康。
[0008]3.污水对环境的污染
规模化猪场和奶牛场产生的污水数量最多，据统计:规模化养猪场每生产一头肥猪约产生4t污水，一个年出栏一万头的肥猪生产线，每天清洁地面、冲洗粪沟及猪饮水时浪费而产生的污水总量为100-150t，C0D平均1500 m g/ L，BOD达1200 — 1300 m g/ L，总氮量接近1100 m g/ L ,总磷量约为440 m g/ L ,猪场污水中可检出的病菌主要有:致病性肠杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、沙门杆菌、结核菌、布氏杆菌和猪丹毒等。
[0009]4.矿物元素对环境的污染
为提闻生猪的生广性能，词料中添加大剂量铜、锋、铁等矿物兀素，铜、锋、铁对动物和植物为必须的微量元素，同时也是重金属元素，超量是就对土壤、水体形成重金属污染。
【发明内容】
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物有机肥及其制备方法。 [0011]本发明所述生物有机肥，主要由牛粪、猪粪、鸡粪与辅料通过有机物料腐熟剂好氧发酵腐熟而成，其中，牛粪350-450份、猪粪100-300份、鸡粪100-300份、辅料150-240份、有机物料腐熟剂2-8份。
[0012]优选的，所述猪粪含水率为65-75%。
[0013]优选的，所述辅料选自谷糠、木屑、糠醛渣中的一种或几种。
[0014]糠醛渣是生物质类物质如玉米芯、玉米杆、稻壳、棉籽壳以及农副产品加工下脚料中的聚戊糖成分水解生产糠醛(呋喃甲醛)产生的生物质类废弃物。
[0015]牛粪、猪粪、鸡粪等含有大量菌体蛋白形式的氮，养分比较高，但这类物料含有大量高分子物质，含水量大、成分单一，直接发酵难度较大，需要添加一定比例的辅料(如谷糠、木屑等)，一方面可调节物料的碳氮比，另一方面利用辅料的吸水性强、质地疏松的特点调节物料的水分和通透性。
[0016]有机物料腐熟剂是由包括真菌、放线菌、细菌在内的菌种组成的复合菌群。有机物料腐熟剂能加速各种有机物料(包括农作物秸杆、畜禽粪便、生活垃圾及城市污泥等)分解、腐熟的微生物活体制剂，本发明所采用的有机物料腐熟剂可以从市场购买得到，符合国家相关标准。
[0017]本发明所述生物有机肥的制备方法，主要包括如下步骤:
(1)将预先脱水的猪粪、以及牛粪、鸡粪与辅料混合，使混合物料含水率达到45-65%，添加有机物料腐熟剂，利用机械翻动物料，使混合物料快速腐熟，得到好氧发酵腐熟的有机原料；
(2)按照颗粒线生产工艺或粉状线生产工艺生产:
a、颗粒线生产工艺:将步骤(1)所述腐熟的有机原料由皮带机送至双螺旋搅拌机中搅匀，输送到分料平皮带机上，通过分料器分别将物料刮入喂料仓中，经造粒机造粒，再经抛光机抛光成圆球形颗粒，然后将颗粒输送至一次烘干机中，≤60°C下一次烘干后，再送入二次烘干机烘干，水分≤15%后，在冷却机中进行风冷，冷却后的颗粒进入筛分机中进行大颗粒和成品的分级筛选，大颗粒粉碎后与粉料重新返回混合造粒系统，成品颗粒输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库，其中成品的粒径为0.2-0.5mm ；
b、粉状线生产工艺:将步骤(1)所述腐熟的有机原料通过搅拌机搅匀，经过分筛机过50-100目筛筛分后，未能过筛的物料返料破碎后重新进入配料系统，继续通过搅拌机搅匀，过分筛机筛分，筛分得到的细粉输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库。
[0018]根据本发明实施方式之一，所述步骤(1)采用槽式堆肥发酵模式发酵有机原料，发酵时顶棚采用阳光棚，透光瓦透光率≥ 75%。
[0019]对于好氧发酵的堆肥模式目前主要有塔式堆肥、条垛式堆肥和槽式堆肥等几种形式可供选择。槽式堆肥是物料堆入发酵槽中，每天进料并通过槽式翻抛机翻抛和向前推进物料，通过鼓风系统强制曝气通风。该模式生产能力大，自动化程度高，占地面积较小、硬底化厚度要求低，投资较少，发酵场可密封异味可控。因此，本发明优选槽式堆肥发酵模式发酵有机原料。
[0020]发酵过程中腐熟剂能够使发酵物料迅速升温，通过高温杀死有机物料中的病原菌、害虫卵、杂草种子等；能促进物料中的粗纤维、蛋白质等大分子物质分解；同时，还兼具除臭等功效。利用发酵设备对有机物料进行发酵，加强通气增氧效果，均匀混合物料，加速发酵进程。
[0021]根据本发明另一实施方式，所述所述步骤(1)好氧发酵时的pH值控制在7.5-8.5。
[0022]发酵堆料整体pH值，直接影响好氧微生物的生长代谢速度，进而影响发酵周期。本发明中将发酵PH值控制在7.5-8.5能够促进好氧微生物的生长代谢。
[0023]本发明采用生物好氧堆肥技术，通过调节碳氮比、水分、粒径等物料参数，添加有机物料腐熟剂，强制供氧，使堆内温度能达到70°C，充分杀死病原菌，蛔虫卵等有害物质。堆制28天左右，使粪便等有机物料充分腐熟矿化，为农作物提供易于吸收的全营养。添加功能性微生物后，大大提高化肥的利用率，减少50%的化肥用量保证不减产。连续使用能提高土壤有机质含量，增加保水保肥能力。大力推广生物有机肥能大幅减少化肥用量，增加土壤氮、磷、钾的容量，减少化肥流入水体的量，从而从根本上解决地下水硝酸盐超标的问题。本发明所述生物有机肥，可以解决土壤板结、肥力利用率下降问题，减缓大量施用化肥造成的水土污染问题，大面积使用可以提高农产品品质。
[0024]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0026]实施例一
1、取200Kg猪粪脱水至含水量为70%、400Kg牛粪、200Kg鸡粪与195Kg糠醛渣混合，混合后调节混合物料含水率为60%，然后加入到发酵槽中，添加5Kg有机物料腐熟剂，通过槽式翻抛机翻抛和向前推进物料，通过鼓风系统强制曝气通风，顶棚采用阳光棚，透光瓦透光率> 75%，控制pH在7.5-8.5，使混合物料快速腐熟，约28天得到好氧发酵腐熟的有机原料；
2、将腐熟后的有机原料由皮带机送至双螺旋搅拌机中搅匀，输送到分料平皮带机上，通过分料器分别将物料刮入喂料仓中，经造粒机造粒，再经抛光机抛光成圆球形颗粒，然后将颗粒输送至一次烘干机中，< 60°C下一次烘干后，再送入二次烘干机烘干，水分(15%后，在冷却机中进行风冷，冷却后的颗粒进入筛分机中进行大颗粒和成品(粒径为
0.2-0.5mm)的分级筛选，大颗粒粉碎后与粉料重新返回混合造粒系统，成品颗粒输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库。
[0027]实施例二
1、取IOOKg猪粪脱水至含水量为70%、450Kg牛粪、150Kg鸡粪与130Kg糠醛渣、20Kg木屑混合，混合后调节混合物料含水率为60%，然后加入到发酵槽中，添加6Kg有机物料腐熟剂，通过槽式翻抛机翻抛和向前推进物料，通过鼓风系统强制曝气通风，顶棚采用阳光棚，透光瓦透光率≥75%，控制pH在7.5-8.5，使混合物料快速腐熟，约28天得到好氧发酵腐熟的有机原料；
2、将腐熟的有机原料通过搅拌机搅匀，经过分筛机过50-100目筛筛分后，未能过筛的物料返料破碎后重新进入配料系统，继续通过搅拌机搅匀，过分筛机筛分，筛分得到的细粉输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库。
[0028]实施例三
1、取300Kg猪粪脱水至含水量为75%、350Kg牛粪、IOOKg鸡粪与200Kg糠醛渣、40Kg谷糠混合，混合后调节混合物料含水率为65%，然后加入到发酵槽中，添加SKg有机物料腐熟剂，通过槽式翻抛机翻抛和向前推进物料，通过鼓风系统强制曝气通风，顶棚采用阳光棚，透光瓦透光率≥75%，控制pH在7.5-8.5，使混合物料快速腐熟，约28天得到好氧发酵腐熟的有机原料；
2、将腐熟后的有机原料由皮带机送至双螺旋搅拌机中搅匀，输送到分料平皮带机上，通过分料器分别将物料刮入喂料仓中，经造粒机造粒，再经抛光机抛光成圆球形颗粒，然后将颗粒输送至一次烘干机中，< 60°C下一次烘干后，再送入二次烘干机烘干，水分(15%后，在冷却机中进行风冷，冷却后的颗粒进入筛分机中进行大颗粒和成品(粒径为
0.2-0.5mm)的分级筛选，大颗粒粉碎后与粉料重新返回混合造粒系统，成品颗粒输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库。
[0029]实施例四
1、取220Kg猪粪脱水至含水量为65%、380Kg牛粪、300Kg鸡粪与IOOKg谷糠、80Kg木屑混合，混合后调节混合物料含水率为45%，然后加入到发酵槽中，添加2Kg有机物料腐熟剂，通过槽式翻抛机翻抛和向前推进物料，通过鼓风系统强制曝气通风，顶棚采用阳光棚，透光瓦透光率> 75%，控制pH在7.5-8.5，使混合物料快速腐熟，约28天得到好氧发酵腐熟的有机原料；
2、将腐熟的有机原料通过搅拌机搅匀，经过分筛机过50-100目筛筛分后，未能过筛的物料返料破碎后重新进入配料系统，继续通过搅拌机搅匀，过分筛机筛分，筛分得到的细粉输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库。[0030]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种生物有机肥，其特征在于，主要由牛粪、猪粪、鸡粪与辅料通过有机物料腐熟剂好氧发酵腐熟而成，其中，牛粪350-450份、猪粪100-300份、鸡粪100-300份、辅料150-240份、有机物料腐熟剂2-8份。
2.如权利要求1所述生物有机肥，其特征在于，所述猪粪含水率为65-75%。
3.如权利要求1所述生物有机肥，其特征在于，所述辅料选自谷糠、木屑、糠醛渣中的一种或几种。
4.权利要求1-3任一项所述生物有机肥的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤: (1)将预先脱水的猪粪、以及牛粪、鸡粪与辅料混合，使混合物料含水率达到45-65%，添加有机物料腐熟剂，利用机械翻动物料，使混合物料快速腐熟，得到好氧发酵腐熟的有机原料； (2)按照颗粒线生产工艺或粉状线生产工艺生产: a、颗粒线生产工艺:将步骤(1)所述腐熟的有机原料由皮带机送至双螺旋搅拌机中搅匀，输送到分料平皮带机上，通过分料器分别将物料刮入喂料仓中，经造粒机造粒，再经抛光机抛光成圆球形颗粒，然后将颗粒输送至一次烘干机中，<60°C下一次烘干后，再送入二次烘干机烘干，水分< 15%后，在冷却机中进行风冷，冷却后的颗粒进入筛分机中进行大颗粒和成品的分级筛选，大颗粒粉碎后与粉料重新返回混合造粒系统，成品颗粒输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库，其中成品的粒径为0.2-0.5mm ； b、粉状线生产工艺:将步骤(1)所述腐熟的有机原料通过搅拌机搅匀，经过分筛机过.50-100目筛筛分后，未能过 筛的物料返料破碎后重新进入配料系统，继续通过搅拌机搅匀，过分筛机筛分，筛分得到的细粉输送到成品料仓，经电脑定量包装系统计量、包装后入库。
5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)采用槽式堆肥发酵模式发酵有机原料，发酵时顶棚米用阳光棚，透光瓦透光率> 75%ο
6.如权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)好氧发酵时的pH值控制在.7.5-8.5。
【文档编号】C05F15/00GK104003773SQ201410236416
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】张雨, 沙树芬, 代晓燕 申请人:山东永旺生物科技有限公司