一种环保型生物基有机肥及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环保型生物基有机肥及其制备方法，属于有机废弃物资源化利用 领域。
【背景技术】
[0002] 随着现代农业的快速发展，有机肥在农产品生产过程中发挥着越来越重要的地 位。有机肥的应用与推广不仅解决了有机废弃物的环境污染问题，同时，有机肥部分代替了 化肥的使用，对提升土壤肥力、提高农产品品质起到至关重要的作用。有机肥一般是以畜禽 粪便、生活垃圾、生活污泥等富含有机质的废弃物为主要原料经发酵腐熟后制成。然而，由 于环境污染以及集约化养殖业的发展，一些重金属元素如Cu、Zn、As、Cr、Pb等被广泛应用 于畜禽动物饲料添加剂，有机肥原料中的重金属等有毒有害物质不断积累，导致有机肥品 质不佳，有机质含量低，重金属等污染物质随着有机废弃物进入到有机肥中。按照德国腐熟 堆肥中部分重金属限量标准，我国商品有机肥中的重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、Ni、Hg含量超 标率分别为19. 1%、16%、9. 3%、1. 2%、67. 9%、45. 1%、10. 5%。这些重金属将随着有机肥 施用进入农田，不但在农业环境中累积造成污染，而且存在着进入食物链最终危害人体健 康的安全隐患。因此，在有机肥生产中迫切需要筛选一种或几种有机肥基料，优化有机肥制 备工艺，达到降低有机肥中重金属活性，提高有机肥中有机质含量的目的。
[0003] 生物炭和腐植酸对重金属具有一定的吸附络合作用，并且其本身就是很好的土壤 改良剂。生物炭对重金属离子的吸附主要是重金属离子在生物炭表面的离子交换吸附；同 时还有重金属离子与其表面官能团之间的化学交联以及重金属离子在生物炭表面沉积而 发生的物理吸附。生物炭具有多孔结构，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保 存水分和养料，保持土壤肥力。生物炭的孔洞结构易聚集营养物质和有益微生物，从而可提 高有机肥品质。腐植酸是一种有机高分子化合物，带负电且阳离子代换量高，对重金属离子 具有吸附作用，其特有的分子结构和官能团，可以与重金属离子发生交换、络合和螯合等作 用，稳定重金属活性，为土壤、泥炭等补充有机成分。
[0004] 因此，在有机肥制备过程中添加生物炭和生物腐殖酸，可为有机废弃物资源化再 利用创造条件，对改善土壤理化性质、提升农产品品质、降低重金属对人体健康的威胁具有 重要的现实意义，这也是农业可持续发展的必然要求。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是通过优选可钝化重金属、提升有机肥肥效的生物 炭、生物腐植酸等有机废弃物转化产品作为堆肥基料，优化堆肥工艺，以达到生产环保型优 质有机肥的目的。
[0006] 针对本发明所要解决的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保型生物基有机 肥，其为发明人通过实验筛选得到，重金属活性大大降低，有机质含量得到一定的提高。
[0007] 本发明的另一个目的在于提供一种环保型生物基有机肥的制备方法。
[0008] 根据本发明的一个目的，本发明提供了一种环保型生物基有机肥，其由畜禽粪便、 秸杆、生物炭、生物腐植酸制备所得，所述有机肥原料包含如下质量比例的成分：畜禽粪便 72%~87%，秸杆7%~19%，生物炭4%~6%，生物腐植酸2%~4%。
[0009] 上述质量配比为本发明人通过实验筛选得到，该配比的生物炭、生物腐植酸可以 使重金属活性最大限度地降低，同时最大程度提升有机肥有机质含量。
[0010] 在本发明的一个较佳实施方式中，所述有机肥原料的质量比依次为78. 6 ; 12. 3 : 5. 5 : 3. 6。
[0011] 优选的，所述秸杆的粒径为1~5厘米，以有利于有机肥的快速腐熟。
[0012] 在本发明中，相关术语如无特别说明，定义如下：
[0013] 所述秸杆可以为选自含有纤维素的各种农业废弃物的一种或多种，例如，玉米秸 杆、麦結、稻草等。
[0014] 所述生物炭可以为选自缺氧和300°C~600°C条件下生物质高温热裂解的固体产 物的一种或多种，例如，秸杆炭、花生壳炭、木屑炭、生物质颗粒炭等。
[0015] 所述生物腐植酸可以为选自生物质生物发酵的固体产物的一种或多种，例如，餐 厨垃圾为原料的生物腐植酸，畜禽粪便为原料的生物腐植酸等。
[0016] 根据本发明的另一目的，本发明提供了一种环保型生物基有机肥的制备方法，包 括物料充分混合、堆肥、腐熟等步骤，其具体步骤如下：
[0017] 1)将有机肥原料按如下比例充分混合：畜禽粪便72%~87%，秸杆7%~19%， 生物炭4 %~6 %，生物腐植酸2 %~4 %原料，进行堆肥；
[0018] 2)使堆体温度维持50°C以上至少5~7天后，待温度降低至室温时，结束堆肥；
[0019] 3)将堆料后腐熟直至含水率降至30%以下。
[0020] 优选的，在步骤1)中，将混合原料水分控制在60%~65%之间，更有利于堆肥的 进行。
[0021] 在步骤2)中，采用翻堆式通风或强制通风进行堆肥，有利于堆体温度的升高和保 持。
[0022] 在步骤3)中，堆料后腐熟最好通过自然晾晒实现。
[0023] 本发明方法制备的生物基有机肥，其重金属活性达到最低，主要以残渣态存在，有 机质含量得到了一定程度地提升，可作为优质的有机肥使用。
[0024] 以下通过对本发明较佳实施方式的说明，详细描述但不限制本发明。
【具体实施方式】
[0025] 本发明所要解决的技术问题是通过优选可钝化重金属、提升有机肥肥效的生物 炭、生物腐植酸等有机废弃物转化产品作为堆肥基料，优化堆肥工艺，以达到生产环保型优 质有机肥的目的。
[0026] 针对本发明所要解决的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保型生物基有机 肥，其为发明人通过实验筛选得到，重金属活性大大降低，有机质含量得到一定的提高。
[0027] 本发明的另一个目的在于提供一种环保型生物基有机肥的制备方法。
[0028]根据本发明的一个目的，本发明提供了一种环保型生物基有机肥，其由畜禽粪便、 秸杆、生物炭、生物腐植酸制备所得，所述有机肥原料包含如下质量比例的成分：畜禽粪便 72%~87%，秸杆7%~19%，生物炭4%~6%，生物腐植酸2%~4%。
[0029] 上述质量配比为本发明人通过实验筛选得到，该配比的生物炭、生物腐植酸可以 使重金属活性最大限度地降低，同时最大程度提升有机肥有机质含量。
[0030] 在本发明的一个较佳实施方式中，所述有机肥原料的质量比依次为 78. 6 : 12. 3 : 5. 5 : 3. 6。
[0031] 优选的，所述秸杆的粒径为1~5厘米，以有利于有机肥的快速腐熟。
[0032] 在本发明中，相关术语如无特别说明，定义如下：
[0033] 所述秸杆可以为选自含有纤维素的各种农业废弃物的一种或多种，例如，玉米秸 杆、麦結、稻草等。
[0034] 所述生物炭可以为选自缺氧和300°C~600°C条件下生物质高温热裂解的固体产 物的一种或多种，例如，秸杆炭、花生壳炭、木屑炭、生物质颗粒炭等。
[0035] 所述生物腐植酸可以为选自生物质生物发酵的固体产物的一种或多种，例如，餐 厨垃圾为原料的生物腐植酸，畜禽粪便为原料的生物腐植酸等。
[0036] 根据本发明的另一目的，本发明提供了一种环保型生物基有机肥的制备方法，包 括物料充分混合、堆肥、腐熟等步骤，其具体步骤如下：
[0037] 1)将有机肥原料按如下比例充分混合：畜禽粪便72%~87%，秸杆7%~19%， 生物炭4 %~6 %，生物腐植酸2 %~4 %原料，进行堆肥；
[0038] 2)使堆体温度维持50°C以上至少5~7天后，待温度降低至室温时，结束堆肥；
[0039] 3)将堆料后腐熟直至含水率降至30%以下。
[0040] 优选的，在步骤1)中，将混合原料水分控制在60%~65%之间，更有利于堆肥的 进行。
[0041] 在步骤2)中，采用翻堆式通风或强制通风进行堆肥，有利于堆体温度的升高和保 持。
[0042] 在步骤3)中，堆料后腐熟最好通过自然晾晒实现。
[0043] 本发明方法制备的生物基有机肥，其重金属活性达到最低，主要以残渣态存在，有 机质含量得到了一定程度地提升，可作为优质的有机肥使用。
[0044] 以下通过对本发明较佳实施方式的说明，详细描述但不限制本发明。
[0045]表1环保型生物基有机肥的重金属钝化效果
[0046]
[0047] 注：小写字母a、b表示p< 0. 05显著水平。
【主权项】
1. 一种环保型生物基有机肥，其特征是所述原料全部属于有机废弃物或其转化产品， 原料包含如下质量比例的成分：畜禽粪便72 %~87 %，秸杆7 %~19 %，生物炭4 %~6 %， 生物腐植酸2%~4%。2. 根据权利要求1所述的环保型生物基有机肥，其特征在于，所述的原料秸杆可以是 选自含有纤维素的各种农业废弃物的一种或多种，例如，玉米秸杆、麦秸、稻草等，含水率低 于20%，所述秸杆的粒径为1~10厘米。3. 根据权利要求1所述的环保型生物基有机肥，其特征在于，所述的原料生物炭可以 是选自缺氧条件下生物质高温热裂解的固体产物的一种或多种，例如，秸杆炭、花生壳炭、 木屑炭、生物质颗粒炭等。4. 根据权利要求1所述的环保型生物基有机肥，其特征在于，所述的原料生物腐植酸 可以是选自生物质生物发酵的固体产物的一种或多种，例如，餐厨垃圾为原料的生物腐植 酸，畜禽粪便为原料的生物腐植酸等。5. -种环保型生物基有机肥制备方法，其特征在于，包括下述步骤： 1) 根据权利要求1所述的原料充分混合，进行堆肥； 2) 使堆体温度维持50°C以上至少5~7天后，待温度降低至室温时，结束堆肥； 3) 将堆料后腐熟直至含水率降至30%以下。
【专利摘要】本发明涉及一种环保型生物基有机肥及其制备方法，属于有机废弃物资源化利用领域，其特征是所述原料全部属于废弃物或废弃物转化产品，原料包含如下质量比例的成分：畜禽粪便72％～87％，秸秆7％～19％，生物炭4％～6％，生物腐植酸2％～4％；所述原料按比例均匀混合后，利用好氧堆肥工艺，制备生物基有机肥。生物炭具有较强的吸附性，生物腐植酸具有较强的螯合功能，可实现畜禽粪便中的重金属钝化；生物炭与生物腐植酸兼顾土壤改良与肥料增效功能；本发明不仅可达到有机废弃物资源化利用的目的，还能实现有机肥肥效提升、有机肥中重金属活性降低的功能，从而生产出优质、高效、环保的生物基有机肥产品。
【IPC分类】C05G3/04, C05F17/00
【公开号】CN105037027
【申请号】CN201410580012
【发明人】沈玉君, 赵立欣, 孟海波, 侯月卿, 程红胜
【申请人】农业部规划设计研究院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年10月24日