CN107759400A - 一种有机碳肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机碳肥及其制备方法，其中，所述有机碳肥按质量百分比计，包括：土壤复合微生物制剂5‑40％；生物质固体废弃物30‑85％；保水剂5‑25％；聚丙烯酰胺2‑10％。本发明实施例提供的有机碳肥料持续地按照植物的需要供给最直接有效的养分和水分，促使植物叶色和花色更鲜艳，植株更加健壮，籽粒或果品品质更好。

Description

一种有机碳肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种有机碳肥及其制备方法。

背景技术

众所周知：碳是植物必须的六种大量元素之首。碳占农作物有机质的58％，干物质的30％-35％。农作物所需的碳，主要由叶片气孔吸收空气中的二氧化碳，经叶绿素的光合作用转化为碳水化合物，组成农作物的内部组织。植物的根部也由土壤中的有机质直接吸收溶解于水的碳，输入植物内部经另一性质的电化学反应形成植物的内部组织，主要是纤维素、木质素、糖分等等。在原生态环境中，亿万年来形成的各植物物种，都各自形成了从空气中得碳和从土壤中得碳的某种平衡互补比例。但在人工种植中，尤其是在忽视有机肥偏施化肥的情况下，这种机制破坏了。这就出现了作物叶片变薄、茎干虚胖(干物质少)、口感差、容易发病和植株早衰等问题。这也反过来证明：作物气孔吸收二氧化碳不能替代根部吸收水溶碳的作用。而当环境出现严重胁迫时，例如连续阴雨，或者气温反常(特热特寒)，以及塑料大棚种植的情况，农作物不能进行正常光合作用，或者需要支持额外大量能量，根部吸收水溶碳的作用就更加不可或缺，不可替代。

然后，目前使用的有机肥是缓效肥料，它的有机质含量虽高，但大部分在短近期不能溶于水。大部分有机质以矿化腐殖质形式存在，须经土壤微生物长时间分解才能逐渐释放出水溶性碳。试验发现，将有机肥兑8倍水混匀置于密闭容器中100天，测试其溶于水的有机碳仅1％，可见，施进土壤的有机肥，其当季被吸收的有机营养(主要是水溶有效碳)是非常少的。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够根据植物的生长需求释放营养的有机碳肥。

一种有机碳肥，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

所述土壤复合微生物制剂由解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、酵素菌中的至少3种组成；

所述生物质固体废弃物由生物质资源经过发酵而成；

所述保水剂由羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺中的1种或多种组成。

进一步地，如上所述的机碳肥，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅰ10％以内。

进一步地，如上所述的机碳肥，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂II 5％以内。

进一步地，如上所述的机碳肥，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅲ15％以内。

进一步地，如上所述的机碳肥，包括：其特征在于，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅳ5％以内。

一种制备如上所述有机碳肥的方法，包括以下步骤：

步骤1：将保水剂、土壤复合微生物制剂喷洒到生物质固体废弃物表面，搅拌均匀进行发酵；发酵温度为55℃以上，发酵时间 72h以上；

步骤2：当步骤1的发酵物达到腐熟要求后，经二次发酵腐熟后，添加聚丙烯酰胺搅拌混匀，最后经过挤压造粒机最终制得保水型多功能有机碳肥；

按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

所述土壤复合微生物制剂由解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、酵素菌中的至少3种组成；

所述生物质固体废弃物由生物质资源经过发酵而成；

所述保水剂由羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺中的1种或多种组成。

进一步地，如上所述的方法，步骤1中在发酵之前，还添加有助剂Ⅰ、助剂Ⅱ、助剂Ⅲ、助剂Ⅳ；

按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅰ10％以内，助剂II 5％以内，助剂Ⅲ15％以内，助剂Ⅳ5％以内。

以上所述土壤复合微生物制剂的载体为生物质固体废弃物经制粒、炭化、调理和整形后制成的生物质炭粒，该生物质炭粒结构具有疏松多孔性和超比表面积性，在与保水剂的充分吸收饱和条件下，可实现土壤复合微生物快速倍增繁殖的“起爆”效应，将其用于发酵罐的设施发酵，能够达到升温时间短，高温持续时间长，发酵分解快，腐熟程度高，菌种活性和有效性高、不易退化的优点。

有益效果：

本发明实施例提供的有机碳肥料持续地按照植物的需要供给最直接有效的养分和水分，促使植物叶色和花色更鲜艳，植株更加健壮，籽粒或果品品质更好。普通化肥的养分释放迅速，施用后使植物处在烧根、烧苗的危险之中。相比之下，该肥料显示出其得天独厚的优势，不仅施用一次可根据植物的需要持续不断地供给养分达3～9个月的时间，而且对植物安全，不会造成烧根、烧苗，并易于保存，使用方便。

有机碳肥料施用后，土壤或基质中的水分使肥料内亲水基团吸水膨胀，并缓慢供水、供肥，将在3～9个月的时间里持续不断地释放养分。其释放速率受植物吸收水分和养分的速率控制，与土壤和基质的温度无关。因此，当植物生长加快，该肥料水分和养分释放速率也随之加快；当植物生长变缓或休眠时，该肥料水分和养分释放速率也随之变慢或停止释放；另一方面，随着作物吸收养分的逐渐累积，肥料内的养分量增加，养分浓度降低，肥料外土壤中的养分会顺着浓度梯度向肥料内扩散，并通过肥料营养包向作物持续供应养分。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的有机肥，一是它改变了土壤的结构，提高了土壤的物理肥力和生物肥力；二是它所含的N、P、K营养成份(一般在5％左右)作用发挥得比较充分，具备了一定的化学肥力。有机碳肥提高了土壤的碳氮比(C/N)使土壤微生物获得良好的繁殖条件。土壤微生物的大量繁殖提高了土壤的生物肥力和物理肥力，从而进一步提高了土壤中N、P、K等矿质营养元素的利用率。使用过有机碳肥，土壤变疏松，作物根系更发达。所以有机碳肥对土壤和农作物的作用，既有如化肥营养那样的直接向作物输入营养成分的作用，也有由它而提升了化肥利用率和改良土壤而产生的综合效应的作用。向土壤施加了“有效碳”，整个小环境的生态都改变了，土壤四种肥力(水、肥、气、热)都得到了提升。

实施例1：

将生物质固体废弃物(棕榈渣、木薯渣和椰糠的组合物)650kg，投入到混料器中，然后将含有解磷菌、解钾菌、枯草芽孢杆菌的土壤复合微生物制剂和保水剂共计18kg喷洒到载体为所述生物质炭粒的生物质固体废弃物表面，搅拌均匀，送入生物发酵罐中共混发酵，仓体温度为55℃以上，发酵时间维持72h以上。发酵物料达到腐熟要求后，倾出，经过二次发酵腐熟后，最后添加100kg 聚丙烯酰胺，搅拌混匀，送入挤压造粒机中，直接挤压造粒，经过挤压后得到棒状的中间体，再经过抛光整形即可得到直径为 3-5mm的球星颗粒状有机碳肥。

实施例2：

将生物质固体废弃物(棕榈渣、木薯渣和椰糠的组合物)600kg，投入到混料器中，然后将含有解磷菌、解钾菌、枯草芽孢杆菌的土壤复合微生物制剂和保水剂共计150kg喷洒到载体为所述生物质炭粒的生物质固体废弃物表面，搅拌均匀，同时添加50kg助剂Ⅰ，50kg助剂Ⅱ(颗粒要求：过149μm筛)，50kg助剂Ⅲ，继续搅拌均匀，送入生物发酵罐中共混发酵，仓体温度为55℃以上，发酵时间维持72h以上。发酵物料达到腐熟要求后，倾出，经过二次发酵腐熟后，最后添加100kg聚丙烯酰胺，搅拌混匀，送入挤压造粒机中，直接挤压造粒，经过挤压后得到棒状的中间体，再经过抛光整形即可得到直径为3-5mm的球星颗粒状有机碳肥。

以上所述助剂Ⅰ为富含有机氮的农业固体废物。助剂Ⅱ为富含有机磷的农业有机废物和天然矿物粉的优化组合。助剂Ⅲ为生物源富含钾营养元素的农业固体废弃物。助剂Ⅳ为富含钙、镁、硫中量元素和铁、镁、铜、锌、硼、钼、氯、镍等微量元素，以及富含钠、硅、硒等有益元素的多种生物源废弃物的优化组合。

所述生物质固体废弃物主要指大规模生物质资源化废弃物 (如棕榈渣、榴莲渣、椰糠、甘蔗渣、木薯渣等其中的一种或多种优化组合)经过好氧堆肥过程处理，其好氧堆肥过程是在发酵罐中完成，发酵仓体温度达在55℃以上，维持时间多于72小时。

所述土壤复合微生物制剂(土壤复合微生物制剂含有解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、酵素菌等，其中至少3 种及其以上菌种的优化组合)。土壤复合微生物制剂的载体为生物质固体废弃物经制粒、炭化、调理和整形后制成的生物质炭粒，该炭粒结构具有疏松多孔性和超比表面积性，在与液体培养基的充分吸收饱和条件下，可实现土壤复合微生物快速倍增繁殖的“起爆”效应用于发酵罐的设施发酵，起到升温时间短，高温持续时间长，发酵分解快，腐熟程度高，菌种活性和有效性高，不易退化等诸多优点。

经上述方法制得的保水型多功能有机碳肥可用作保护地作物种植，特别适用于黄瓜和设备番茄等作物的种植，可有效的提高苗期作物的成活率，有效防治土传病害，显著改善产品品质。

本发明提供的有机碳肥料无论对室内、室外、盆栽、苗圃、花园、水培、砂培、土培的花卉、蔬菜、草坪、果树、林木以及大田中的农作物等都是一种理想和完美的有机碳肥料。

有机碳肥的主要功效：松土促根、培肥地力、改变土壤碳氮比、培育生物多样性、提高化肥利用率达40％以上、增强农作物光合作用和抗逆机能，改善农产品质量。应用有机碳肥许多经济作物都可增产30％以上，通过试验发现，使用本发明有机碳肥可使水稻增产34％，可见用有机碳肥能实现农业大幅度增产。有机碳肥和化肥结合，有机碳肥和微生物肥料结合，都能产生1+1＞2 的效益，必将有力促进肥料产业结构调整和技术升级。

从对环保和节能减排的贡献看，每生产应用1吨有机碳肥可节省1.5吨化肥(同等产量计)。如果把有机碳肥做到年产100万吨，可节约150万吨化肥，其节能和减排的贡献十分显著。以此类推，我国目前纯养分消费量在5000～7000万吨的化肥计算，如果1/5的量用有机碳肥替代，即可节约1500～2100万吨的化肥，即可节约450亿～630亿元RMB。从而减少农业面源污染，尤其氮磷对地下水和地表水的污染，保护水源地，保护土壤生态，减少氨挥发和氧化亚氮挥发，从而减少导致雾霾肆虐的罪魁亚硝酸铵气溶胶的产生，重塑“碧海蓝天”，再造“绿水青山”。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离。

Claims (7)

1.一种有机碳肥，其特征在于，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

所述土壤复合微生物制剂由解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、酵素菌中的至少3种组成；

所述生物质固体废弃物由生物质资源经过发酵而成；

所述保水剂由羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺中的1种或多种组成。

2.根据权利要求1所述的机碳肥，其特征在于，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅰ10％以内。

3.根据权利要求2所述的机碳肥，其特征在于，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂II 5％以内。

4.根据权利要求3所述的机碳肥，其特征在于，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅲ15％以内。

5.根据权利要求4所述的机碳肥，其特征在于，按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅳ5％以内。

6.一种制备权利要求1所述有机碳肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将保水剂、土壤复合微生物制剂喷洒到生物质固体废弃物表面，搅拌均匀进行发酵；发酵温度为55℃以上，发酵时间72h以上；

步骤2：当步骤1的发酵物达到腐熟要求后，经二次发酵腐熟后，添加聚丙烯酰胺搅拌混匀，最后经过挤压造粒机最终制得保水型多功能有机碳肥；

按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

所述土壤复合微生物制剂由解磷菌、解钾菌、固氮菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、酵素菌中的至少3种组成；

所述生物质固体废弃物由生物质资源经过发酵而成；

所述保水剂由羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺中的1种或多种组成。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1中在发酵之前，还添加有助剂Ⅰ、助剂Ⅱ、助剂Ⅲ、助剂Ⅳ；

按质量百分比计，包括：

土壤复合微生物制剂5-40％

生物质固体废弃物30-85％

保水剂5-25％；

聚丙烯酰胺2-10％；

助剂Ⅰ10％以内，助剂II 5％以内，助剂Ⅲ15％以内，助剂Ⅳ5％以内。