秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法与流程

文档序号:11824852阅读:746来源:国知局

本发明属于农业领域,尤其涉及秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法。

技术背景

作为一个农业大国,我国每年各种农业秸秆产量达到13亿吨,而随着农村生产和生活方式的改变,超过50%的农业秸秆被废弃或直接焚烧,这既是一种巨大的资源浪费也带来严重的污染问题。而日本、美国以及西欧等发达国家,利用秸秆发电、产沼气、产乙醇、建材应用等技术相对成熟,超过70%的秸秆得到有效利用。就我国目前技术水平和农业模式来看,秸秆还田是唯一可以大量消纳农业秸秆且实用经济的绿色处理方式。

秸秆还田可以实现秸秆中的元素还田,提高土壤有机质含量,增强土壤肥力,减少化肥施用量,防止土壤板结,同时也可减少氮磷随雨水流入河流造成的水体污染。将收获后的秸秆直接粉碎还田是一项简单、省时、生工的还田方式,但是未经高温发酵直接还田的秸秆,可能导致病害蔓延,且秸秆自然降解速度缓慢对耕作有一定影响,不利于种子生根和发育。如果将秸秆进一步加工成有机肥可有效避免上述问题,可将秸秆快速腐熟以促进耕作效率,同时也能提高土壤肥力、增产增收并促进土壤健康发育。

利用秸秆生产有机肥是很多科研单位和企业的研究内容,也成功开发出了多种生产技术并发表了相关专利。如梁华东的专利《一种秸秆有机肥》(CN201510456832.9)介绍了将粉碎至1cm以下的秸秆经蒸爆处理后与畜禽粪便混合发酵生产有机肥的方法;蔡金新的专利《一种秸秆有机肥及制备工艺》(CN201410773315.X)公布了一种秸秆、杂草、铵盐、钾盐、亚铁盐、锰盐、羊粪、蚕粪、木薯渣等原料混合发酵烘干制得有机肥的技术;陈达祥的专利《一种秸秆有机肥的制备方法》(CN201310436370.5)描述了将秸秆炭化后再与干鸡粪混合并接种微生物发酵生产有机肥的方法;而顾金刚的专利《秸秆有机肥料及其制备方法》(CN200810224245.7)公布了一种秸秆快速腐熟生产有机肥的方法:将秸秆粉碎至片段小于1.0cm,混合尿素并依次按比例接种黄绿木酶、饲料类芽孢杆菌和绿色木霉发酵制成有机肥;季承润在专利《一种秸秆生物有机肥及其制备方法》(CN201510089509.2)中详细介绍了利用里氏木霉、酿酒酵母、绿色木酶、枯草芽孢杆菌、黑曲霉等复合菌种在控制条件下发酵牛粪和秸秆末的混合物生产有机肥的技术。

上述专利表明秸秆可以在微生物的作用下转化为有机肥,很多专利技术在腐熟发酵过程中需添加大量畜禽粪便,或者要将秸秆粉碎至颗粒较小(1cm以下),或者要将秸秆长距离运输至工厂加工处理,或者将秸秆做辅料与大量畜禽粪便混合发酵,这些方法都存在秸秆运输成本高和粉碎费用较高等推广障碍,而且相对于巨大的秸秆产量而言处理量太小。若只用秸秆堆积腐熟(不加畜禽粪便),一般要2-3个月才能腐熟完全,周期长,效率低,占用土地资源,也不能快速高效实现秸秆资源化利用。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法,该方法操作简便、成本低廉、推广应用价值高、提高秸秆资源化利用率的方法。

为了达到上述目的,本发明采取以下技术措施:

秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法,包括下述步骤:

1)农作物收割后,将秸秆粉碎至0.1cm~10cm;

2)将秸秆就地堆放在收割后的农田中,添加尿素、过磷酸钙、水和复合菌剂,每吨干秸秆拌入1.5-2.5kg复合菌剂;混合完毕后,使得物料的C/N为25:1~30:1,C/P为75:1~100:1,物料的含水量为65%-70%;最后再与泥土进行混合,每吨干秸秆掺入50kg~10吨泥土。

本发明计算物料的C/N,C/P以及含水量时,均不考虑泥土的重量、成分和其他因素;

所述的复合菌剂包括里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌按有效活菌数0.9~1.1:0.9~1.1:1.8~2.2:1.8~2.2比例混合而成,每克复合菌剂总活菌数≥3×109CFU。

所述的泥土为农作物收割后的农田的泥土,泥土含水量≥30%。

3)将混合后的秸秆压实覆盖塑料薄膜或遮雨布后静置发酵,待内部温度上升至60-70℃,再降至35℃即腐熟完成。

以上所述的方案中,优选的,步骤2)中每吨干秸秆掺入1.5-3吨泥土,所述的泥土为农作物收割后的农田的泥土,泥土含水量≥70%。

以上所述方案中,优选的,步骤1)中将秸秆粉碎至4-6cm。

腐熟完成后将秸秆摊开,自然风干(减少还田劳动力)即可直接还田,翻耕后进行种植,也可如其它肥料施撒在已播种地表。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

1.秸秆粉碎至长度4-6cm即可,而其它利用秸秆生产有机肥方法需将秸秆粉碎至1cm以下,本法粉碎难度低,能耗少,设备磨损小,粉碎成本低。

2.秸秆堆积过程中掺入原位农田中的泥土,就地取材,同时可达到保水增菌提供养分目的,可有效解决秸秆吸水性差水分含量低导致的微生物生长代谢缓慢问题,发酵过程无需翻堆和加水,降低劳动成本。

3.利用里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌四种微生物按比例混合,所用的微生物具有秸秆降解利用高活性特点,可对秸秆进行快速腐熟,微生物菌剂用量较小,同时添加酵母粉,可促进微生物生长,有效缩短腐熟周期而且成本较低,整个腐熟周期17-23天。

4.在收割后的农田内即可进行腐熟化操作,秸秆无需长距离运输,节省了秸秆利用过程中的运输费用,可以实现秸秆原位降解的肥料化利用。

5.场地设置灵活,不占用耕地(腐熟完成后可继续耕种),也不影响耕作,处理规模可大可小,小至两三亩,大至二三十亩都可应用此法集中腐熟处理。每5亩农田仅需约15平米空地用于秸秆腐熟,每一块腐熟区域相当于一个“微型有机肥工厂”,可以灵活设置而不影响耕作,使其有较强的推广与应用价值。

6.无需额外设备投入(带有秸秆收割和粉碎的收割机)和场地建设。

7.处理方式简单,操作方便,成本低廉,农民易学易懂,推广应用技术难度低。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例,对本发明的技术方案进行详细描述。本发明所述技术方案,如未特别说明,均为本领域的常规方案。所述试剂或材料,如未特别说明,均来源于商业渠道。

实施例1:

秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法:

1)0.5吨玉米秸秆粉碎至4-6cm,并测算秸秆水分,秸秆的水分含量是9.8%。

2)将秸秆堆放在水泥地中,添加尿素、过磷酸钙、水和复合菌剂,共拌入1kg复合菌剂;混合完毕后,使得物料的的C/N为27:1,C/P为85:1,含水量为68%,最后再与1200kg泥土混合均匀。

C/N、C/P和含水量计算时不考虑泥土的重量、成分和其他因素,例如上述在计算物料含水量,1吨干秸秆,加2吨水,含水量就是66.7%,不考虑泥土的重量。

所述的泥土的含水量为:75%;

所述的复合菌剂包括里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌按有效活菌数1:1:2:2比例混合而成,每克复合菌剂总活菌数为3.5×109cfu;

拌好的物料建堆,堆高为1.2m,锥形,占地约5㎡,为秸秆堆。

3)将秸秆堆覆盖塑料膜,静置发酵,待其自然升温并降温,17天后秸秆堆内部温度降低至35℃,秸秆腐熟完成。将秸秆堆翻开摊薄,风干3天,水分挥发即可回田。

腐熟完成后的产品取样检测有机质含量为50.53%,游离腐殖酸24.35%,氮1.83%,五氧化二磷1.46%,氧化钾1.24%,pH值7.2。

实施例2:

秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法:

1)收割3亩地玉米,在玉米收获同时将玉米秸秆切割至4-6cm,并测算秸秆水分为12.2%和干重为1600kg。切割后的的玉米秸秆就地集中于收割后的玉米地里。

2)向玉米秸秆中添加尿素、过磷酸钙、水和复合菌剂,共拌入3kg复合菌剂;混合完毕后,使得物料的的C/N为26:1,C/P为84:1,含水量为66%,最后再与3000kg泥土混合均匀。

C/N、C/P和含水量计算时不考虑泥土的重量、成分和其他因素,例如上述在计算物料含水量时,1吨干秸秆,加2吨水,含水量就是66.7%,不考虑泥土的重量。

所述泥土为玉米收割后的农田的泥土,泥土的含水量为80%;

所述的复合菌剂包括里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌按有效活菌数1:1:2:2比例混合而成,每克复合菌剂总活菌数为3.5×109cfu;

拌好的物料建堆,堆高为1.8m,锥形,占地约8㎡,为秸秆堆。

3)将秸秆堆覆盖塑料膜,静置发酵,待其自然升温并降温,19天后秸秆堆内部温度降低至35℃,秸秆腐熟完成。将秸秆堆扒开,自然晾晒3天,可以进行回田。

腐熟完成后的产品取样检测有机质含量为51.30%,游离腐殖酸25.16%,氮1.85%,五氧化二磷1.47%,氧化钾1.26%,pH值7.2。

实施例3:

秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法:

1)收割5亩地玉米,在玉米收获同时将玉米秸秆切割至4-6cm,并测算秸秆水分为13.7%和干重为2700kg。切割后的的玉米秸秆就地集中于收割后的玉米地里。

2)向玉米秸秆中添加尿素、过磷酸钙、水和复合菌剂,共拌入5kg复合菌剂;混合完毕后,使得物料的的C/N为28:1,C/P为80:1,含水量为65%,最后再与5300kg泥土进行混合均匀。

C/N、C/P和含水量计算时不考虑泥土的重量、成分和其他因素,例如上述在计算物料含水量时,1吨干秸秆,加2吨水,含水量就是66.7%,不考虑泥土的重量。

所述的泥土为玉米收割后的农田的泥土,泥土的含水量为82%;

所述的复合菌剂包括里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌按有效活菌数1:1:2:2比例混合而成,每克复合菌剂总活菌数为3.7×109cfu;

拌好的物料建堆,堆高为2.2m,锥形,占地约10㎡,为秸秆堆。

3)将秸秆堆覆盖塑料膜,静置发酵,待其自然升温并降温,21天后秸秆堆内部温度降低至35℃,秸秆腐熟完成。将秸秆堆扒开,风吹晾晒5天,水分挥发,可以进行回田。

腐熟完成后的产品取样检测得到秸秆有机肥有机质含量为51.64%,游离腐殖酸24.70%,氮1.78%,五氧化二磷1.37%,氧化钾1.30%,pH值7.1。

实施例4:

秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法:

1)收割3亩地水稻,在水稻收获同时将水稻秸秆切割至4-6cm,并测算秸秆水分为14.5%和干重为1300kg。切割后的的水稻秸秆就地集中于收割后的水稻地里。

2)向水稻秸秆中添加尿素、过磷酸钙、水和复合菌剂,共拌入3.0kg复合菌剂;混合完毕后,使得物料的的C/N为27:1,C/P为75:1,含水量为68%,最后再与3700kg泥土进行混合均匀。

C/N、C/P和含水量计算时不考虑泥土的重量、成分和其他因素,例如上述在计算物料含水量时,1吨干秸秆,加2吨水,含水量就是66.7%,不考虑泥土的重量。

所述的泥土为水稻收割后的农田的泥土,泥土含水量为78%;

所述的复合菌剂包括里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌按有效活菌数1:1:2:2比例混合而成,每克复合菌剂总活菌数为3.8×109cfu;

拌好的物料建堆,2.0m,锥形,占地约10㎡,为秸秆堆。

3)将秸秆堆覆盖塑料膜,静置发酵,待其自然升温并降温,20天后秸秆堆内部温度降低至35℃,秸秆腐熟完成。将秸秆堆扒开,风吹晾晒5天,水分挥发,可以进行回田。

腐熟完成后的产品取样检测得到秸秆有机肥有机质含量为50.23%,游离腐殖酸25.85%,氮1.95%,五氧化二磷1.52%,氧化钾1.38%,pH值7.6。

实施例5:

秸秆田间集中腐熟肥料化利用方法:

1)收割6亩地水稻,在水稻收获同时将水稻秸秆切割至4-6cm,并测算秸秆水分为13.4%和干重为3500kg。切割后的的水稻秸秆就地集中于收割后的水稻地里。

2)向水稻秸秆中添加尿素、过磷酸钙、水和复合菌剂,共拌入7kg复合菌剂;混合完毕后,使得物料的的C/N为27:1,C/P为75:1,含水量为70%,最后再与7500kg泥土进行混合均匀。

C/N、C/P和含水量计算时不考虑泥土的重量或成分或其他因素,例如上述在计算物料含水量时,1吨干秸秆,加2吨水,含水量就是66.7%,不考虑泥土的重量。

所述的泥土为水稻收割后的农田的泥土,泥土的含水量为:84%;

所述的复合菌剂包括里氏木霉、黑曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌按有效活菌数1:1:2:2比例混合而成,每克复合菌剂总活菌数为3.4×109cfu;

拌好的物料建堆,堆垛高度为2.3m,占地约15㎡,为秸秆堆。

3)将秸秆堆覆盖塑料膜,静置发酵,待其自然升温并降温,22天后秸秆堆内部温度降低至35℃,秸秆腐熟完成。将秸秆堆扒开,风吹晾晒4天,水分挥发,可以进行回田。

腐熟完成后的产品取样检测得到秸秆有机肥有机质含量为51.50%,游离腐殖酸26.20%,氮1.89%,五氧化二磷1.54%,氧化钾1.40%,pH值7.3。

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