本发明属于废弃物资源化利用及植物保护
技术领域：
，尤其涉及一种畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法和产品。
背景技术：
：畜禽粪便指畜禽养殖业中产生的一类农村固体废物，包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪等。动物排泄物中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等养分，同时也能供给作物所需的钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，满足作物生长过程中对多种养分的需要，一直被人们当作土壤肥料的重要来源。由于畜禽粪便中抗生素，重金属，病菌，虫卵等含量高，目前有人采用畜禽粪便发酵液体制备水溶肥，并不能去除，并且发酵过程还会产生环境污染。如这些畜禽粪便排入自然界中会引发一系列环境问题，重金属即便微量也会对环境生态和人类健康造成损害。秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁、锌、铁、锰、铜和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。我国每年产生大量各类作物秸秆等含有纤维素的物质，但这些物质用作饲料的不足10％，剩下的大都采用焚烧处理。近年来在政府推动下大量采用秸秆还田方法处理，秸秆还田是把不宜直接作饲料的秸秆，直接或堆积腐熟后施入土壤的一种方法。秸秆还田虽然有改良土壤的优点，但会造成病虫害加重、与作物争肥、氮肥消耗大等问题，造成增大农药使用量、农残高，作物生长受限，减产、品质差等。另外，秸秆中虽然存在各类营养元素，但多以结合状态存在，如存在于木质素和半纤维素结构中，不易或不能被植物吸收,并不能达到增肥效果。此外,秸秆如果在土壤表面或耕作层，会使种子发芽后根系无法扎根到土壤中，根系会因为长期接触不到土壤而不能吸收水分和养分，会引发病害、弱苗等，造成作物减产。而秸秆类物质的堆积腐熟后再施入土壤中，则费工费时，堆积腐熟品质无法保障。综上，我们需要找到一种既能不对环境造成污染又可以制备高附加值产品的秸秆、畜禽废弃物的综合利用途径。温度是影响作物生长的重要因素之一，在农业生产过程中，由于天气变化，作物常常受到低温侵害，造成作物生理障碍，引起作物的减产甚至死亡。低温危害包括冷害和冻害，冷害是指在作物生长过程中，在零摄氏度以上低温对作物的损害。冷害使作物生理活动受到障碍，严重时某些组织遭到破坏。一些喜温作物如水稻、黄瓜、辣椒等经常发生冷害现象。冻害是指零摄氏度以下的低温使作物体内结冰，对作物造成的伤害。常发生的有越冬作物冻害、果树冻害和经济林木冻害等。目前一般通过提高农艺栽培手段来减轻低温对作物的危害，如冬季采用温室大棚种植，覆膜种植等方式来提高温度，改善作物生长环境。也可以采用杂交育种或基因工程来培育抗寒能力优越的品种，减少低温的不利影响。但改善农艺措施费时费工，杂交育种抗冷性资源不足，选择周期长，基因工程技术难度大。比较简单的办法就是使用外源物质来提高作物对寒冷的抗性，外源物质主要包括植物生长调节剂，如脱落酸、芸苔素内酯、水杨酸等；渗透调节物质，如可溶性糖、甜菜碱等；无机盐离子，如ca+，k+等。因此，目前的作物抗寒剂多为利用多糖、多肽、氨基酸、植物生长调节剂等进行复配而成，而利用畜禽粪便或秸秆等废弃物进行资源化来开发作物抗寒性目前尚未报道。技术实现要素：本发明的目的就在于为了解决上述技术问题，提供一种畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法和产品，以利用废弃的畜禽粪便和秸秆资源，制备得到能够有效降低作物冷害伤害的作物抗寒保护剂产品。本发明通过以下技术方案来实现上述目的：本发明提供了一种畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法，包括以下步骤：(1)畜禽粪便水解液的获得：将畜禽粪便进行微波水解，收集水解液，获得畜禽粪便水解液；(2)秸秆酸解产物的获得：将秸秆破碎后进行微波酸解，经固液分离后收集固形物，干燥，获得秸秆酸解产物；经微波酸解改性后的秸秆能够释放多糖等营养成分，对作物抗寒具有一定保护作用，同时，秸秆属于多孔类物质，具有较大比表面积，经过微波酸解改性后，能够显著提高其重金属的吸附能力，去除畜禽粪便水解液中的重金属等有害成分；(3)将步骤(1)的畜禽粪便水解液和步骤(2)的秸秆酸解产物混匀后进行固液分离，收集滤液进行浓缩或干燥处理，获得一种作物抗寒保护剂产品。作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(2)中，在固形物中添加沸石、凹凸棒土、硅藻土、单宁、聚谷氨酸、聚天冬氨酸中的一种或多种复配，复配的质量百分比为固形物60-90％，其它为10-40％；经微波酸解的秸秆具有重金属吸附能力，添加沸石、凹凸棒土、硅藻土、单宁、聚谷氨酸或聚天冬氨酸可以与微波酸解的秸秆协同作用，对重金属离子具有显著吸附固定作用。作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(2)中，秸秆破碎后进行微波酸解的步骤包括：将秸秆破碎至0.5cm-0.1mm，投入酸溶液中，同时用微波辐照进行处理。作为本发明的进一步优化方案，所述酸溶液为醋酸、乳酸、柠檬酸、草酸、盐酸、硫酸中的一种或多种混合物，酸溶液的浓度为1-10％体积比。作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(1)中，微波水解处理的微波频率为500-5000mhz，水解时间为15-120min，水解温度为50-130℃；所述步骤(2)中，微波酸解处理的微波频率为1000-3000mhz，微波时间为2-30min，温度为50-70℃。作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(3)中，按重量计，将滤液浓缩至多糖含量为10-50％，多肽含量为20-50％，氨基酸含量为5-20％。作为本发明的进一步优化方案，所述步骤(3)中，在浓缩或干燥处理后的滤液中添加海藻多糖，按重量份数计，浓缩的滤液为50-95份，海藻多糖为5-30份。本发明还提供了一种抗寒保护剂，所述抗寒保护剂由上述任一方法制备获得。作为本发明的进一步优化方案，所述作物抗寒保护剂为抗寒保护液体制剂或抗寒保护粉剂。本发明还提供了上述作物抗寒保护剂在预防作物冻害中的应用。本发明的有益效果在于：本发明以废弃的畜禽粪便和秸秆为原料，利用微波酸解和微波水解相结合的技术，在同时实现废弃物的安全无害化处置和资源化利用基础上制备获得了一种作物抗寒保护剂，制备成本低廉。畜禽粪便和秸秆原料经过微波水解和酸解后，会分解成多糖、多肽和小分子氨基酸，为作物提供营养成分输入，实现抗寒保护。微波水解和酸解还能够充分杀灭病原菌、虫卵，降解抗生素。此外，经过微波酸解后的秸秆本身还能够将畜禽粪便中的重金属吸附去除，使制备获得的作物抗寒保护剂更加绿色环保。具体实施方式下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请做出一些非本质的改进和调整。实施例1本实施例提供了一种畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法，包括以下步骤：(1)畜禽粪便水解液的获得将畜禽粪便用微波辐照处理，获得含有多肽和多糖的畜禽粪便水解液，其中，微波频率为500mhz，水解时间为120min，水解温度为130℃。(2)秸秆酸解产物的获得将秸秆破碎至0.1mm，投入酸溶液中，同时用微波辐照进行处理，最后经固液分离后收集固形物，并在100℃干燥1h，获得秸秆酸解产物。其中，酸溶液为体积浓度为1％的醋酸、乳酸、柠檬酸、草酸、盐酸、硫酸中的一种或多种混合物，微波辐照处理的微波频率为1000mhz，微波时间为30min，温度为70℃。将秸秆酸解产物与沸石、凹凸棒土、硅藻土、单宁、聚谷氨酸、聚天冬氨酸中的一种或几种进行复配，秸秆复配的重量比在60％，其他复配物的重量比为40％，获得重金属吸附剂。(3)混合将步骤(1)的畜禽粪便水解液和步骤(2)的重金属吸附剂混合，搅拌2-5小时使充分混匀后，进行固液分离，收集滤液进行浓缩，至滤液中多糖含量为10-50％质量比，多肽含量为20-50％质量比，氨基酸含量为5-20％质量比。在浓缩液中加入海藻多糖，制备获得作物抗寒保护液体制剂，其中，按重量份数计，浓缩液为50份，海藻多糖为30份。为验证本发明畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法制备获得的产品对作物的抗寒效果，在环境温度低于5℃前的两天，取三组长势相当的辣椒田，按照每组100株，分成3组独立的区域，其中：将本实施例的抗寒保护液体制剂+芸苔素内酯0.8份，稀释500倍后均匀喷洒在a组辣椒的叶面上；将本实施例的抗寒保护液体制剂中的浓缩液用等量的辣椒叶面肥代替+芸苔素内酯0.8份，制备不含有浓缩料的液体制剂，稀释500倍后均匀喷洒在b组辣椒的叶面上；将芸苔素内酯用水稀释500倍后均匀喷洒在对照组辣椒的叶面上作为空白对照。5℃低温处理7天，连续观察，统计各组的落花落果量，计算b组和对照相比较a组的产量比，结果如下表1所示：表1：不同处理下辣椒落花落果数量情况统计组别低温前花量落花数量低温前果量落果数率a组1203朵89朵1515个103个b组1056朵784朵1612个831个对照1103朵989朵1569个1073个表2：不同处理下辣椒落花落果比例情况统计组别落花量落果率a组7.4％6.8％b组74.2％51.6％对照89.7％68.4％表1-2中可以看出，本发明利用畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法制备获得的产品，可以作为辣椒抗寒保护剂，并对辣椒具有显著抗寒保护效果，有利于保证低温状态下作物的产量。实施例2本实施例提供了一种作物抗寒保护剂的制备方法，包括以下步骤：(1)畜禽粪便水解液的获得将畜禽粪便用微波辐照处理，获得含有多肽和多糖的畜禽粪便水解液，其中，微波频率为5000mhz，水解时间为15min，水解温度为50℃。(2)秸秆酸解产物的获得将秸秆破碎至0.5cm，投入酸溶液中，同时用微波辐照进行处理，最后经固液分离后收集固形物，并在50℃干燥10h，获得秸秆酸解产物。其中，酸溶液为体积浓度为10％的醋酸、乳酸、柠檬酸、草酸、盐酸、硫酸中的一种或多种混合物，微波辐照处理的微波频率为3000mhz，微波时间为2min，温度为50℃。将秸秆酸解产物与沸石、凹凸棒土、硅藻土、单宁、聚谷氨酸、聚天冬氨酸中的一种或几种进行复配，秸秆复配的重量比在90％，其他复配物的重量比为10％，获得重金属吸附剂。(3)混合将步骤(1)的畜禽粪便水解液和步骤(2)的重金属吸附剂混合，搅拌2-5小时使充分混匀后，进行固液分离，收集滤液进行浓缩，至滤液中多糖含量为10-50％质量比，多肽含量为20-50％质量比，氨基酸含量为5-20％质量比。在浓缩液中加入海藻多糖，制备获得作物抗寒保护液体制剂，其中，按重量份数计，浓缩液为95份，海藻多糖为5份。为验证本发明的作物抗寒效果，在环境温度低于10℃前的两天，取三组长势相当的草莓田，按照面积20平米/组，分成3组独立的区域，并利用不同的作物抗寒保护剂对植株进行抗寒保护处理，具体为：将本实施例的抗寒保护液体制剂+芸苔素内酯0.5份，稀释500倍后均匀喷洒在a组草莓的叶面上；将本实施例的抗寒保护液体制剂中的浓缩液用等量的草莓叶面肥代替+芸苔素内酯0.5份，制备不含有浓缩料的液体制剂，稀释500倍后均匀喷洒在b组草莓的叶面上；将芸苔素内酯用水稀释500倍后，均匀喷洒在对照组草莓的叶面上作为空白对照。10℃低温处理10天，连续观察，统计各组的落果量，计算各组的产量比，结果如下表3所示：表3：不同处理下草莓落果数量情况统计组别喷施前果数量冻害后落果数量落果率a组5023个80个1.6％b组4984个2053个41.2％对照4917个2497个50.8％表3中可以看出，本发明利用畜禽粪便和秸秆的资源化利用方法制备获得的产品，可以作为草莓抗寒保护剂，对草莓具有显著抗寒保护效果，有利于保证低温状态下作物的产量。实施例3本实施例提供了一种作物抗寒保护剂的制备方法，包括以下步骤：(1)畜禽粪便水解液的获得将畜禽粪便用微波辐照处理，获得含有多肽和多糖的畜禽粪便水解液，其中，微波频率为2000mhz，水解时间为80min，水解温度为80℃。(2)秸秆酸解产物的获得将秸秆破碎至0.1cm，投入酸溶液中，同时用微波辐照进行处理，最后经固液分离后收集固形物，并在100℃干燥1h，获得秸秆酸解产物。其中，酸溶液为体积浓度为5％的醋酸、乳酸、柠檬酸、草酸、盐酸、硫酸中的一种或多种混合物，微波辐照处理的微波频率为2000mhz，微波时间为15min，温度为60℃。将秸秆酸解产物与沸石、凹凸棒土、硅藻土、单宁、聚谷氨酸、聚天冬氨酸中的一种或几种进行复配，秸秆复配的重量比在80％，其他复配物的重量比为20％，获得重金属吸附剂。(3)混合将步骤(1)的畜禽粪便水解液和步骤(2)的重金属吸附剂混合，搅拌2-5小时使充分混匀后，进行固液分离，收集滤液进行浓缩，至滤液中多糖含量为10-50％质量比，多肽含量为20-50％质量比，氨基酸含量为5-20％质量比。在浓缩液中加入海藻多糖，制备获得作物抗寒保护液体制剂，其中，按重量份数计，浓缩液为80份，海藻多糖为19.5份。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12