[發明專利]一種利用生物炭制備高效有機肥的方法

在審

• 申請號: 201710213519.1
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106866278A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 鞠美庭;李維尊;劉樂;王雁南;儀亮;隨鵬
• 申請（專利權）人: 南開大學;山東米高生物科技股份有限公司
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物肥料技術領域，具體涉及一種高效生物有機肥的制備方法。

背景技術

自從亞馬遜河流域黑土壤中發現大量生物炭的痕跡后，目前生物炭已經得到國內外許多科研機構、政府及企業等的廣泛關注。我國陳溫福院士2006年率先提出“農林廢棄物碳化還田技術”的理念并開展相關科學研究工作，生物炭逐漸成為一種可應用于農業、環境領域的優良材質。由于生物炭的多孔性、大比表面積和高電荷密度的優點，使得生物炭對水分和營養元素的吸持能力增強，不僅能優化土壤結構，還能促進土壤中微生物群落的生存和繁衍，同時對土壤生產力與作物生長起到積極的促進作用。大量研究結果表明，生物炭直接炭化還田對作物生長、土壤蓄水保肥、提高肥料利用率、增產提質方面都有重要作用。但由于生物炭自身養分含量很少，能直接供給作物的養分含量更少，在追求糧食增產和提高效益的現實驅動下，單純以生物炭代替有機肥有一定難度。為解決上述問題，將生物炭的來源方式及應用進一步拓展，以農作物秸稈、畜禽動物糞便和蚯蚓為原料，生產一種新型生物有機肥，其優勢在于：能發揮材料的整體優勢；將生物炭作為蚯蚓糞肥的載體材料，吸持肥料養分，延緩水溶性化學肥料的養分釋放，提高肥料養分利用率；降低肥料淋洗損失的作用，減輕因肥料損失而產生的環境污染問題；復合后的生物炭，不易被飄散，大幅降低粉塵損失；生物炭中含有一定量的礦質養分，可增加土壤中礦質養分含量，如磷、鉀、鈣、鎂及氮素；生物炭具有數量大、可再生、生產成本低的優勢，復配的化學肥料需要的人工投入少。

發明內容

本發明的目的在于針對上述要解決的技術問題提供一種以農作物秸稈、畜禽動物糞便和蚯蚓基質為原料，利用生物質固廢生產一種高效有機肥的方法。同時，該肥料營養充足，可滿足農作物生長需求，不需追肥，能改善貧瘠土壤環境，部分或全部替代化學肥料，實現農作物有機種植的高效有機肥。

該方法依據厭氧消化技術、生物炭高溫煅燒以及蚯蚓高效養殖方法，利用生物炭的多孔、吸附性作為蚯蚓糞肥的載體材料，配合礦物質的營養成分制備高效有機肥，實現生物質固廢的綠色、循環、高效利用，并獲得可觀的經濟效益。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案包括以下步驟：

1）將農作物秸稈粉碎至1-2cm，根據公式（C₁+C₂+^...+C_n）/（N₁+N₂^...+C_n）=25/1-30/1，用畜禽糞便調節C/N值。然后在35℃條件下進行厭氧消化產氣，消化后的沼渣干燥、粉碎，過20目篩網（取篩下率），于105℃烘干備用；

2）沼渣制備生物炭，在高溫管式爐，氮氣氣氛下加熱，熱解升溫速率為25℃/min，熱解溫度為600℃狀態下熱解3h。冷卻，烘干，研磨，80目篩網篩分，干燥保存待用；

3）秸稈粉碎至1-2cm，與畜禽糞便按C/N比為15-35:1比例混合并充分攪拌均勻，然后用濃度為2 w%的尿素或鹽酸調節pH在6.2-8.0，濕度65-75%，于50-70℃溫度下反應5-10天，得到蚯蚓養殖基質；

4）將生物炭與蚯蚓基質按3：7的比例混合后用于蚯蚓養殖，待蚯蚓大量繁殖后，刮除養殖基質，用粉碎機粉碎后過20目篩（取篩下率）；

5）將礦物質按比例均勻噴灑在粉碎后的有機肥中并不斷攪拌均勻，控制有機肥的濕度在30%左右，制得有機肥產品。

其中，所述蚯蚓養殖，其蚯蚓與養殖基質的比例為500-600條/m²。

其中，所述礦物質為按重量比：磷礦粉10-15%，鳥糞石2.5%，腐殖酸5%，鉀長石5%，生物炭0.5%。

本發明的優點和有益效果是：

該方法工藝簡單、易操作，戶用或商用制作成本低廉，具有顯著的社會意義和經濟價值；能改善現有貧瘠土壤的營養缺乏，滿足農作物基本生長需求；一次性施肥，不用追肥；生物炭吸持肥料養分，延緩水溶性化學肥料的養分釋放，提高肥料養分利用率；降低肥料淋洗損失的作用，減輕因肥料損失而產生的環境污染問題。

具體實施方式

本發明通過以下實施例進一步詳述，但本實施例所敘述的技術內容是說明性的，而不是限定性的，不應依此來局限本發明的保護范圍。

實施例1：

1）將玉米秸稈粉碎至2cm，用牛糞調節C/N值在25:1。35℃條件下進行厭氧消化產氣，消化后的沼渣粉碎，過20目篩網（取篩下率），于105℃烘干備用；