一种改良土壤的生物炭复合有机肥料及其制备方法与流程

专利2026-02-19  12


本发明涉及一种生物炭复合有机肥料,特别涉及一种改良土壤的生物炭复合有机肥料及其制备方法。


背景技术:

1、化肥是利用化学、物理方法制成的含有一种或多种农作物生长所需营养元素的肥料,化肥是重要的农业基本生产资料,对农作物增产有重大作用,化肥具有养分含量高,施用量少的特点,同时肥效快,大多数易溶于水,能很快被农作物吸收利用,化肥是农业农作物种植的重要物质基础,随着各种化肥的生产和施用量不断增加,对农业生产的发展起到重要的推动作用,但随着化肥施用量不断增加,农业对化肥产生了很强的依赖甚至产生抗性,化肥的施用缺点日益凸现出来,过量使用化肥会恶化土壤的理化性质、阻塞土壤空隙、破坏土壤团粒结构,从而造成土壤营养元素失衡、农产品品质退化、土壤肥力下降和土壤板结等,并且影响人类的生存环境,近年来,越来越多的农业科学家和政府都在积极倡导减少化肥的使用,多施用生物有机肥,并且通过生物炭改善土壤结构。

2、公告号cn 111995476 b公开了一种利用餐厨垃圾沼渣制备有机肥的方法,包括a.将具有三维互通多孔网络结构的活性炭、膨润土、锯木屑、七水硫酸铁、餐厨垃圾、乳酸发酵液与微生物复合菌剂和水混合制得沼渣处理剂;b.将步骤a中的沼渣处理剂与沼渣混合发酵处理;c.将发酵处理后的沼渣在自然条件下连续曝气处理制得固体残渣;d.向固体残渣中添加1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐和1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯后进行固液分离;e.向步骤d中分离出的固体残渣添加除油脂剂;f.堆肥发酵;发酵后产物的含水量低于30%,且产品腐熟度好、质地均匀、结构松散、透气性强、物理性状好、不造成任何环境污染,所生产的有机肥均符合行业标准,该发明需要加除油脂剂对餐厨垃圾进行除油处理,工艺复杂,且加入的氢氧化钠、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐容易残留进入土壤后破坏土壤的质地结构、污染土壤环境。

3、因此,基于现代环保观念,在解决提高农作物营养的同时、改善土壤结构是现代农作物行业亟需解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种改良土壤的生物炭复合有机肥料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种改良土壤的生物炭复合有机肥料,包括以下重量份的组分:改性生物炭22~25份、发酵有机肥85~90份、酪蛋白3~4份;

3、进一步的,所述改性生物炭由酒糟、稻壳、中药废渣、坚果壳按重量比1:0.8~1:0.5~0.6:1组成,通过流化床炭化后加入改性剂(聚乙烯亚胺、戊二醛、十四烷基三甲基溴化铵按重量比为1.5~2:0.8~1:0.8~1组成)超声波改性制得;

4、进一步的,所述发酵有机肥是由以下重量份组成:猪粪35~40份、豆粕20~25份、葵花籽粕20~22份、中药废渣15~18份、动物骨头12~15份、糖渣8~10份、枯草芽孢杆菌3~5份、嗜高温酵母菌3~4份、长枝木霉菌2~3份、绿色木霉菌1.5~3份、米曲霉菌1~1.5份经发酵粉碎后制得;

5、进一步的,所述坚果壳由花生壳、葵花籽壳、杏壳按重量比为2:1:1组成。

6、进一步的,所述动物骨头由猪骨、鱼骨按质量比为1~1.5:2组成。

7、进一步的,所述生物炭复合有机肥料的制备方法,具体包括以下步骤:

8、步骤一、生物炭制备:将中药废渣、坚果壳、酒糟、稻壳进行晾晒至水分含量10~15%;将晾晒后的中药废渣、坚果壳、酒糟、稻壳分别在粉碎机中粉碎得50目粉碎料,然后按比例混合后置于流化床加热炭化,先280~300℃炭化75~80分钟后460~470℃炭化60~65分钟得生物炭;

9、步骤二、生物炭改性:将步骤一制得的生物炭75~80份置于超声波设备中,加入改性剂6~8份、水55~60份进行混合改性,然后过滤、烘干、粉碎制得改性生物炭,水分含量为8~10%,改性生物炭目数为150目;

10、步骤三、将猪粪、豆粕、葵花籽粕、中药废渣、动物骨头、糖渣、枯草芽孢杆菌、嗜高温酵母菌、长枝木霉菌、绿色木霉菌、米曲霉菌按比例混合在发酵池中堆放14~15天,每隔18~24小时进行翻料处理,堆放原料中心温度不高于55℃;

11、步骤四、将经步骤三发酵后的原料粉碎得目数为150目的发酵有机肥;

12、步骤五、将改性生物炭22~25份、发酵有机肥85~90份、酪蛋白3~4份经混合、造粒制得生物炭复合有机肥料。

13、作为本发明的一种优选技术方案,所述酒糟成分为米、麦、高梁。

14、作为本发明的一种优选技术方案,所述超声波设备温度设置为50~55℃、频率为85~90khz、时间15~18分钟。

15、作为本发明的一种优选技术方案,所述造粒是在造粒机中完成造粒成型,造粒过程加雾化水汽,加雾化水汽量为混合原料重量的16~18%,有机肥料的粒径为0.6~1.0mm。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

17、1、本发明是将中药废渣、坚果壳、酒糟、稻壳进行晾晒粉碎处理后在流化床中进行加热炭化,在高温无氧条件下中药废渣、坚果壳、酒糟、稻壳中的木质素、纤维素和一些有机物质会发生热分解反应,释放出气体和液体,在材料中形成富炭微孔结构,同时采用流化床加热炭化,使悬浮的物料颗粒受热炭化更均匀稳定、炭化时间更短、且更节能环保,采用先低温再高温炭化,使容易炭化挥发的有机质在280~300℃低温条件下先进行炭化,使生物炭形成较多孔隙的同时产生含氧官能团,如羧基、羟基等,这些官能团可以增加生物炭的化学活性和吸附能力,460~470℃高温炭化可以进一步扩大孔隙并改善孔隙结构,从而增加生物炭的比表面积和孔隙度,进一步提高生物炭的吸附性能和化学反应活性。

18、2、本发明加入改性剂聚乙烯亚胺、戊二醛、十四烷基三甲基溴化铵对生物炭进行改性处理,通过与生物炭表面的官能团发生反应,增加生物炭的表面积和孔隙结构,同时引入新的官能团,如铵盐、烷基等,提高其对有机污染物的吸附能力,增加生物炭表面的疏水性和阳离子交换能力,从而提高生物炭对污染物的吸附能力,采用超声波加热混合对生物炭进行改性,更容易促进生物炭化学反应和改性,提高改性效果。

19、3、本发明在有机肥堆放过程中加入枯草芽孢杆菌、嗜高温酵母菌、长枝木霉菌、绿色木霉菌、米曲霉菌发酵混合菌种,枯草芽孢杆菌能在发酵过程中产生蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等,这些酶能够加速原料有机物的分解,长枝木霉菌、绿色木霉可以产生纤维素酶,分解纤维素等复杂的有机物,使其更容易被其他微生物利用,还可以产生一些植物生长调节物质,如吲哚乙酸等,这些物质可以促进植物的生长和发育,米曲霉菌可以产生蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、果胶酶等,从而分解原料中的大分子物质,提高肥料的营养价值,在堆放发酵过程中原料温度会升高到45℃,嗜高温酵母菌能在较高温度下存活且对原料进行发酵,提高肥料的营养价值,将不同种类的菌种混合发酵,更有利于原料中的纤维素、木质素、蛋白质大分子物质分解和腐熟,提高有机肥的营养价值。

20、4、本发明将生物炭和有机肥料粉碎成150目细小颗粒,同时加入酪蛋白,提高生物炭造粒粘结效果,使生物炭复合有机肥料造粒更加紧密、稳定,同时酪蛋白是一种天然可食用蛋白,还有大量的氨基酸等营养物质,将其作为有机肥原料为植物生长提供氮营养,促进植物的生长、增加土壤中的有机质含量,改善土壤的团粒结构。

21、5、本发明将动物骨头猪骨、鱼骨,猪粪,豆粕,葵花籽粕等固废综合利用发酵,变废为宝,制作成含氮、磷、钾等营养的有机肥料,同时添加改性生物炭,提高肥料营养价值的同时能改变土壤的物理、化学、生物学性质,提高土壤的通透性,促进土壤有机质的形成,减少农作物对重金属铅、镉等的吸收。


技术特征:

1.一种改良土壤的生物炭复合有机肥料,其特征在于,包括以下重量份的组分:改性生物炭22~25份、发酵有机肥85~90份、酪蛋白3~4份;

2.根据权利要求1所述的一种改良土壤的生物炭复合有机肥料,其特征在于,坚果壳由花生壳、葵花籽壳、杏壳按重量比为2:1:1组成。

3.根据权利要求1所述的一种改良土壤的生物炭复合有机肥料,其特征在于,酒糟成分为米、麦、高梁。

4.根据权利要求1所述的一种改良土壤的生物炭复合有机肥料,其特征在于,动物骨头由猪骨、鱼骨按质量比为1~1.5:2组成。

5.根据权利要求1所述的一种改良土壤的生物炭复合有机肥料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种改良土壤的生物炭复合有机肥料的制备方法,其特征在于,超声波设备温度设置为50~55℃、频率为85~90khz、时间15~18分钟。

7.根据权利要求5所述的一种改良土壤的生物炭复合有机肥料的制备方法,其特征在于,造粒是在造粒机中完成造粒成型,造粒过程加雾化水汽,加雾化水汽量为混合原料重量的16~18%,有机肥料的粒径为0.6~1.0mm。


技术总结
本发明公开了一种改良土壤的生物炭复合有机肥料,由以下重量份制成:改性生物炭22~25份、发酵有机肥85~90份、酪蛋白3~4份,其中改性生物炭是由酒糟、稻壳、中药废渣、坚果壳按比例通过流化床炭化后加入改性剂超声波改性制得,发酵有机肥是由猪粪35~40份、豆粕20~25份、葵花籽粕20~22份、中药废渣15~18份、动物骨头12~15份、糖渣8~10份、枯草芽孢杆菌3~5份、嗜高温酵母菌3~4份、长枝木霉菌2~3份、绿色木霉菌1.5~3份、米曲霉菌1~1.5份经发酵粉碎后制得,其制备方法为生物炭制备、生物炭改性、有机肥料发酵、改性生物炭和有机肥料混合造粒制得成品,通过此方法制得的生物炭有机肥料营养价值高高、促进农作物生长、改良土壤结构、无污染,且生产成本低、制作简单。

技术研发人员:张焕邦,王建忠,吴国林,陈永祥,芦光元,关琪,柴顺秀,谢云发,张启萍,马永阔,许文慧,黄国玉,山雪琳,鲍守萍,张发梅,扈添青
受保护的技术使用者:青海肥特力亚农牧开发有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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