一种掺杂改性秸秆的家畜粪便肥料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]对于秸杆的处理:化学处理的一般方法是采用酸、碱、氨及氧等试剂，通过发生化学反应来破坏杆中三素的交联结构，降低消化难度，从而提升发酵效率。酸化处理是一个水解程，可分为浓酸处理和烯酸处理两类，但由于浓酸具有强腐蚀性，考虑到污染问题，处理后必须进行回收，因此烯酸处理更为常用；碱化处理常用的试NaOH、Ca(OH)2,似!10)3等，其作用就是破坏木质素的醚键，将半纤维素与木质素之间的酯键皂化，从削弱内部氢键作用，使原料水解膨胀，降低聚合度和结晶度，并伴随着部分碳水化合的溶解，采用NaOH溶液实行浸泡处理，能够引发秸中木质素形态结构的显著变化，木质素的网状结构遭到破坏使纤维素得以释放，这是导致稻厌氧发酵产气提高的根本内在因素。氨化处理采用的氨类试剂为碱性，亦可起到碱化用，但一般氨溶于水后与秸杆中的有机物发生氨解反应，形成铵盐，能为微生物生长供必须的氮源。此外，氨化处理还可中和秸杆中的有机酸，使微生物的活性增强。
【发明内容】
[0003]为了提高富含木质素秸杆的利用率，通过微波的辐射作用及加入氨类碱液进行氨化作用，一方面提高秸杆表面的粗糙程度，扩大其与菌剂、化学元素、基质及其他成分的接触面积，另一方面提高其亲水性，改善秸杆表面对于水的极性，提高秸杆表面粘滞性，用做肥料后可提高土壤的胶质性能，调高土壤保水、保肥能力，提高土壤有机质等多项好处。
[0004]一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:玉米秸杆35?50、小麦秸杆50?70、鸭粪25?35、干牛粪20?30、羊粪球30?40、EM菌剂3?4、尿素10?15、氯化铵6?10、硝酸钾12?16、过磷酸钙15?20、腐植酸钾8?12、添加剂3?5和适量的水；
[0005]添加剂由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸钠I?2、麦饭石粉6?8、醋酸乙烯7?10、乙醇6?9、N，N-亚甲基双丙烯酰胺2?3和适量的水30 ;制备方法是:于反应釜中将乙醇与水混合稀释，然后加入醋酸乙烯及N，N-亚甲基双丙烯酰胺，150?200r/min搅拌5?lOmin，最后依次加入十二烧基硫酸钠和麦饭石粉，在250?400r/min的转速下搅拌复配0.5?Ih后形成均匀的乳剂即得。
[0006]一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:
[0007](I)将玉米秸杆与小麦秸杆混合，统一用破碎机先粉碎成长宽3?4cm的片段，加入2?3倍其重量份的水，然后加入尿素，搅拌溶解后，于30?35°C环境条件下浸泡氨化处理12?16天，然后过滤去除多余水分得残渣；
[0008](2)将(I)所述残渣放入微波处理机中，调整微波功率210?250w，微波辐射作用6?lOmin，完成后备用；
[0009](3)将(2)所述处理过后的秸杆渣与鸭粪、干牛粪及羊粪球混合，喷洒10倍稀释的EM菌剂，然后调整含水量60%，混匀后堆积发酵6?10天；
[0010](4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂，然后加入氯化铵、硝酸钾、过磷酸钙、腐植酸钾及其它剩余成分，混匀后控制含水量20%，造粒即可。
[0011]通过正交试验证明:选用尿素、碳酸氢铵、氯化铵等溶于水后产生铵根离子的碱性溶液，浓度为5%左右(占秸杆干物质质量)，于30?35°C温度条件下浸泡事先粉碎的秸杆15?20天，然后滤干水分，放入微波处理器中，调整功率200?250w作用5?lOmin，完成后的秸杆通过原力学显微镜下的照片显示:
[0012]如图la)、lb)分别为处理前后秸杆表面形态图；
[0013]照片可以看出:未经处理的秸杆表面平滑，纤维排列紧有序，结构坚硬；经过处理后，秸杆表面遭到一定程度的破坏变得较为粗糙，形许多凹凸不平的沟槽，出现大量断裂分层现象。
[0014]如图lc)、ld)分别为处理前后秸杆截面形态图；
[0015]从小麦秸杆的横切面图来看，由于裁的剪切力作用，未处理秸杆的表皮组织受到挤压向内压缩致使秸杆变形；氨化处理后小麦秸杆的薄壁细胞蓬松，维管束发生变形，秸杆形态恢复，对氨化作用机理进行分析表明，经过处理过后，麦秸杆中木质素与纤维素、半纤维素间的酯键被打断，镶嵌结构被破坏，使得维素从包裹结构中被释放出来，加速了秸杆水解。
[0016]未处理的小麦秸杆接触角(气液界面切线与固液界线所形成的夹角，亲水界定为90° )为98°，属不亲水表面；而处理后的小麦秸杆接触角变为72.6°，面即呈现亲水性。亲水性能发生改变的原因在于:由于麦秸表层中含有硅细胞与栓质细胞，所形的表面矿质化和栓质化结构使表皮易形成角质层，从而影响基体的亲水性能，使其易湿润，从而转变为亲水性表面。
[0017]本发明配合采用特殊添加剂，由具有乳化交联特性的醋酸乙烯及交联物质N, N-亚甲基双丙烯酰胺与表面活性物质十二烷基硫酸钠复配而成，加入麦饭石粉作为结构剂，乙醇作为助溶剂制成，配合本发明的亲水性秸杆的表面，对肥料有一定的吸附能力，首先添加剂与亲水性秸杆混合，然后秸杆表面的粘滞特性对化学肥料又具有很好的粘结、吸附能力，大大减少肥料的流失情况。
[0018]本发明的有益效果:本发明属于一种改性的秸杆型肥料，通过氨化作用与微波辐射的共同作用，使得光滑的秸杆表面变得粗糙、易碎，具有很好的亲水性能，使得微生物可以更有效的附着在上面，通过短暂的堆积发酵后，残留的大部分半发酵纤维组织，具有使土壤蓬松，疏水的作用。
【附图说明】
[0019]图1a)为处理前秸杆表面形态图；
[0020]图1b)为处理后稻杆表面形态图；
[0021]图1c)为处理前秸杆截面形态图；
[0022]图1d)为处理后秸杆截面形态图。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料，其特征在于，由以下重量份(kg)的原料制成:玉米秸杆35、小麦秸杆70、鸭粪35、干牛粪20、羊粪球30、EM菌剂3、尿素10、氯化铵6、硝酸钾15、过磷酸钙15、腐植酸钾12、添加剂5和适量的水；
[0025]添加剂由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸钠1、麦饭石粉6、醋酸乙烯7、乙醇6、N, N-亚甲基双丙烯酰胺3和适量的水30 ;制备方法是:于反应釜中将乙醇与水混合稀释，然后加入醋酸乙稀及N, N-亚甲基双丙稀酰胺，150?200r/min搅拌5?lOmin，最后依次加入十二烧基硫酸钠和麦饭石粉，在250?400r/min的转速下搅拌复配0.5?Ih后形成均匀的乳剂即得。
[0026]一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:
[0027](I)将玉米秸杆与小麦秸杆混合，统一用破碎机先粉碎成长宽3?4cm的片段，加入2?3倍其重量份的水，然后加入尿素，搅拌溶解后，于30?35°C环境条件下浸泡氨化处理12?16天，然后过滤去除多余水分得残渣；
[0028](2)将(I)所述残渣放入微波处理机中，调整微波功率210?250w，微波辐射作用6?lOmin，完成后备用；
[0029](3)将(2)所述处理过后的秸杆渣与鸭粪、干牛粪及羊粪球混合，喷洒10倍稀释的EM菌剂，然后调整含水量60%，混匀后堆积发酵6?10天；
[0030](4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂，然后加入氯化铵、硝酸钾、过磷酸钙、腐植酸钾及其它剩余成分，混匀后控制含水量20%，造粒即可。
[0031]将本发明的掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料用于种植普通农作物实验，选择5亩种植基地，施用本发明的肥料，作为实验组，对照组的5亩基地按常规种植要求施常规肥料，其它条件相同，实验证明，在使用相同量肥料的情况下，实验组种植的农作物，其长势和鲜嫩程度明显优于对照组，产量明显提升，同时检测土壤性质，发现实验组土壤土质疏松透气，保水、保肥能力好，有机质含量高出对照组2倍左右，经济较往年提高21.2%。
【主权项】
1.一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:玉米秸杆35~50、小麦秸杆50~70、鸭粪25~35、干牛粪20~30、羊粪球30~40、EM菌剂3~4、尿素10~15、氯化铵6~10、硝酸钾12~16、过磷酸钙15~20、腐植酸钾8~12、添加剂3~5和适量的水； 添加剂由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸钠1~2、麦饭石粉6~8、醋酸乙烯7~10、乙醇6~9、N, N-亚甲基双丙烯酰胺2~3和适量的水30 ;制备方法是:于反应釜中将乙醇与水混合稀释，然后加入醋酸乙稀及N, N-亚甲基双丙稀酰胺，150~200r/min搅拌5~10min，最后依次加入十二烷基硫酸钠和麦饭石粉，在250~400r/min的转速下搅拌复配0.5~lh后形成均匀的乳剂即得。2.根据权利要求1所述一种掺杂改性秸杆的家畜粪便肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤: (1)将玉米秸杆与小麦秸杆混合，统一用破碎机先粉碎成长宽3~4cm的片段，加入2~3倍其重量份的水，然后加入尿素，搅拌溶解后，于30~35°C环境条件下浸泡氨化处理12~16天，然后过滤去除多余水分得残渣； (2)将(I)所述残渣放入微波处理机中，调整微波功率210~250w，微波辐射作用6~10min，完成后备用； (3)将(2)所述处理过后的秸杆渣与鸭粪、干牛粪及羊粪球混合，喷洒10倍稀释的EM菌剂，然后调整含水量60%，混匀后堆积发酵6~10天； (4)将(3)所述发酵料进行二次粉碎，先加入添加剂，然后加入氯化铵、硝酸钾、过磷酸钙、腐植酸钾及其它剩余成分，混匀后控制含水量20 %，造粒即可。
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂改性秸秆的家畜粪便肥料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：玉米秸秆35~50、小麦秸秆50~70、鸭粪25~35、干牛粪20~30、羊粪球30~40、EM菌剂3~4、尿素10~15、氯化铵6~10、硝酸钾12~16、过磷酸钙15~20、腐植酸钾8~12、添加剂3~5和适量的水；本发明属于一种改性的秸秆型肥料，通过氨化作用与微波辐射的共同作用，使得光滑的秸秆表面变得粗糙、易碎，具有很好的亲水性能，使得微生物可以更有效的附着在上面，通过短暂的堆积发酵后，残留的大部分半发酵纤维组织，具有使土壤蓬松，疏水的作用。
【IPC分类】C05G3/00, C05G3/04
【公开号】CN104945084
【申请号】CN201510225843
【发明人】孙坚政, 杨世安, 张大来, 韦世宏, 解小敏
【申请人】肥西县农业技术推广中心
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月6日