一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法技术

一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法，涉及一种提高堆肥腐殖酸含量的方法。本发明专利技术是要解决现有堆肥方法中腐殖酸的含量不高的问题。方法：一、对蛋白类有机废弃物和纤维类有机废弃物进行堆肥，在堆肥升温期添加MnO2，并添加低浓度的多酚类废弃物；二、在堆肥高温期前，蛋白类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加含糖废弃物、多酚类废弃物和羧基类废弃物；纤维类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加蛋白类有机废弃物和羧基类废弃物；三、堆肥高温期，将含腐殖酸前体废弃物装入纺织袋，埋入堆肥高温期的堆肥中；四、在堆肥降温期，向堆肥中添加至少一次无害化后的含腐殖酸前体废弃物。本发明专利技术用于堆肥领域。

A composting method for increasing humic acid content by adding humic acid precursors in stages

【技术实现步骤摘要】
一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法
本专利技术涉及一种提高堆肥腐殖酸含量的方法。
技术介绍
随着中国经济的迅猛发展，人口数目剧增，人们在对于各样的农业产品的需求剧增的同时将会产生许多的废弃物，其排放已经位于世界的首位。而有害的废弃物并没有获得妥善无害的处理，更是没有得到有效合理利用，其对环境以及生态造成了极其恶劣的影响。当前，对畜禽粪便、秸秆等农业废弃物最简便、快捷、无污染化和专业化的处理方法是堆肥处理技术。目的在于充分利用有机废弃物，能够十分有效的把废弃物转变成为土地能够吸收利用的有机肥料。经过适当条件的堆肥处理后，有机物可被各种微生物逐步降解产生腐殖酸物质，其中腐殖酸是堆肥的最终副产物，其所产生的含量的多少表明堆肥是否具有资源利用效果，同时，也是检测堆肥是否完全、是否达到无害化标准的重要指标。堆肥过程最具有代表性及应用性的有益次生代谢物是腐殖酸(也称“腐植酸”)，其在农业、园林畜牧业、医药卫生、工业、环境工程等领域均有广泛应用。尤其对于提高土壤肥力、保水抗旱和消除残留在土壤中农药的毒性等方面有着重要的作用。然而现有堆肥方法中腐殖酸的含量并不高，不利于提高土壤肥力、保水抗旱和消除残留在土壤中农药的毒性。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有堆肥方法中腐殖酸的含量不高的问题，提供一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法。本专利技术分阶段添加腐殖酸前体物质提高堆肥中腐殖酸含量方法，包括以下步骤：一、对蛋白类有机废弃物和纤维类有机废弃物进行堆肥，在堆肥升温期添加MnO2，添加比例控制在堆肥质量的0.01％-0.05％，并添加低浓度的多酚类废弃物，添加比例控制在堆肥质量的1％-5％；二、在堆肥高温期前，蛋白类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加含糖废弃物、多酚类废弃物和羧基类废弃物；纤维类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加蛋白类有机废弃物和羧基类废弃物；三、堆肥高温期，将含腐殖酸前体废弃物装入纺织袋，埋入堆肥高温期的堆肥中，堆肥温度为60℃-70℃，堆肥天数为3天以上，进行无害化处理；所述含腐殖酸前体废弃物为含糖废弃物、多酚类废弃物、氨基酸类废弃物和羧基类废弃物；四、在堆肥降温期，向堆肥中添加至少一次无害化后的含腐殖酸前体废弃物。进一步的，步骤一中蛋白类有机废弃物指蛋白含量较高的有机废弃物，主要包括畜禽粪便、餐饮垃圾(指产生自饭店、食堂等餐饮业的残羹剩饭)和部分厨余垃圾(指居民日常烹调中废弃的下脚料，如鱼、肉、骨头等)；纤维类有机废弃物指主要由纤维素、木质素组成的有机废弃物，主要包括农作物残留物秸秆类垃圾、森林残留物树叶杂草垃圾等。进一步的，步骤一中MnO2作为催化剂，其主要目的是促进堆肥中化学合成反应，高效利用微生物分解产生的氨基酸以及还原糖等小分子化合物合成腐殖酸类物质，并减少堆肥中矿化反应，降低二氧化碳的排放。进一步的，步骤一中多酚类废弃物指含有多酚类官能团比例较高的有机废弃物，主要指茶叶废弃物，茶叶废弃物中多酚的质量分数为10％-30％，添加比例控制在堆肥质量比1％-5％，避免酚类物质积累产生毒害作用。多酚类物质中的酚基是合成腐殖酸类物质重要的前体官能团之一，酚基可以不断地与其他官能团的聚合之后连接到腐殖酸分子上的化学键上，作为腐殖酸复杂的结构中的一部分，合成复杂的腐殖酸大分子物质。但在堆肥过程中对合成腐殖酸利用的酚基是有限的，过量的多酚类会产生毒害作用，因此添加比例需适宜。进一步的，步骤二中含糖废弃物指糖分含量较高的有机废弃物(主要指果蔬废弃物)，多酚类废弃物指含有多酚类官能团比例较高的有机废弃物(主要指茶叶废弃物)，羧基类废弃物指含有羧基类官能团比例较高的有机废弃物(主要指醋渣浸提液)。进一步的，步骤二中蛋白质类有机废弃物堆肥每次翻堆时补充含糖废弃物，添加比例控制在堆肥质量的5％-10％，初次添加比例为10％，随着翻堆过程逐渐减少浓度。糖类物质是微生物重要的能源营养物，并且糖类中的多糖和还原糖同样是参与腐殖酸形成的重要的前体物质。前期糖类物质主要供微生物利用，并参与腐殖质物质合成，而后期主要用于合成相对稳定的大分子腐殖质物质，因此添加比例应逐渐减少。进一步的，步骤二中蛋白质类有机废弃物堆肥每次翻堆时补充多酚类废弃物(茶叶废弃物等)，添加比例控制在堆肥质量的0.5％-4.5％，保持低于堆肥初期添加比例添加，以防酚类物质积累。进一步的，步骤二中纤维类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加蛋白类有机废弃物，添加比例控制在堆肥质量的5％-10％，初次添加比例为5％，随着翻堆过程逐渐增加浓度。堆肥过程中氨基化合物对腐殖酸的形成具有十分重要的作用，是稳定腐殖质物质形成的关键官能团之一，蛋白类有机物包含有丰富的氨基化合物，前期与其他官能团形成小分子腐殖质物质，后期大量结合到腐殖酸骨架上参与形成大分子稳定腐殖质物质，因此随翻堆过程逐渐增加浓度。进一步的，步骤二中无论蛋白质类有机废弃物堆肥还是纤维类有机废弃物堆肥，羧基类废弃物质添加比例控制在堆肥质量的1％-3％，浓度不宜过高。因为羧基类废弃物含有大量羧基官能团，它是腐殖酸对环境中各种因素起络合作用的一种关键的官能团，主要的功能是增加腐殖酸分子的含碳量以及腐殖酸的相对分子质量。进一步的，步骤三中氨基酸类废弃物指包含合成腐殖质物质的前体氨基酸官能团的有机废弃物，主要指味精、氨基酸生产废弃物。进一步的，步骤三中堆肥天数依据堆肥物料、堆体大小而定，最终以达到堆肥无害化要求标准为准。进一步的，步骤四中含腐殖酸前体废弃物的添加次数适宜，最终以达到堆肥无害化要求标准为准。本专利技术的有益效果：腐殖酸是高分子化合物，它的形成需要各种官能团的参与，官能团通过化学键连接到腐殖酸的核心骨架上，构成腐殖酸的一部分。经过堆肥过程一系列复杂的化学反应，堆肥主要前体在腐殖酸形成中具有重要作用，所以参与组成腐殖酸的各种的主要官能团也是促进腐殖酸生成的一个十分特殊的元素。因此，通过外源添加含有腐殖酸前体物质的物料进行堆肥，对于提高堆肥中腐殖酸的含量是至关重要的。本专利技术依据堆肥过程中腐殖酸形成特点、有机物转化过程及微生物变化特征，采用分阶段添加含有腐殖酸前体物质的物料进行堆肥，以提高堆肥中腐殖酸的产量的目的。堆肥可以将不同来源有机废弃物转变为稳定可供利用的腐殖酸。其最主要参与者是微生物，特别是细菌类，在整个堆肥中都具有主导作用。通过外源分阶段添加含有腐殖酸官能团的前体物质，即可以影响微生物的生命活动以及群落演替，促进堆肥中细菌种类的多样性，并能够进一步提高细菌分解有机质及合成腐殖酸前体的能力。因此，在初期添加催化腐殖酸形成的MnO2，可以作为催化剂，促进堆肥过程终产物腐殖酸的形成。并分阶段添加含腐殖酸官能团的前体物质，该物质中分别含有糖类(多糖、还原糖)、氨基酸、羧基、酚基等腐殖酸前体官能团，参与腐殖酸形成。糖类物质一方面可以促进细菌等微生物作用，加速堆肥过程中化学反应，提高合成腐殖酸前体的能力，另一方面糖类(多糖、还原糖)与氨基酸在前期可形成稳定的腐殖酸分子骨架结构；羧基作为腐殖酸对环境中各种因素起络合作用的一种关键的官能团，主要用于增加腐殖酸分子的含碳量以及腐殖酸的相对分子质量；酚基在微生物的作用下与其他各种官能团一起作为前体物质连接到腐殖酸侧链上，并不断地与其他官能团的聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法，其特征在于该堆肥方法包括以下步骤：一、对蛋白类有机废弃物和纤维类有机废弃物进行堆肥，在堆肥升温期添加MnO2，添加比例控制在堆肥质量的0.01％‑0.05％，并添加低浓度的多酚类废弃物，添加比例控制在堆肥质量的1％‑5％；二、在堆肥高温期前，蛋白类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加含糖废弃物、多酚类废弃物和羧基类废弃物；纤维类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加蛋白类有机废弃物和羧基类废弃物；三、堆肥高温期，将含腐殖酸前体废弃物装入纺织袋，埋入堆肥高温期的堆肥中，堆肥温度为60℃‑70℃，堆肥天数为3天以上，进行无害化处理；所述含腐殖酸前体废弃物为含糖废弃物、多酚类废弃物、氨基酸类废弃物和羧基类废弃物；四、在堆肥降温期，向堆肥中添加至少一次无害化后的含腐殖酸前体废弃物。

【技术特征摘要】
1.一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法，其特征在于该堆肥方法包括以下步骤：一、对蛋白类有机废弃物和纤维类有机废弃物进行堆肥，在堆肥升温期添加MnO2，添加比例控制在堆肥质量的0.01％-0.05％，并添加低浓度的多酚类废弃物，添加比例控制在堆肥质量的1％-5％；二、在堆肥高温期前，蛋白类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加含糖废弃物、多酚类废弃物和羧基类废弃物；纤维类有机废弃物堆肥每次翻堆肥时补充添加蛋白类有机废弃物和羧基类废弃物；三、堆肥高温期，将含腐殖酸前体废弃物装入纺织袋，埋入堆肥高温期的堆肥中，堆肥温度为60℃-70℃，堆肥天数为3天以上，进行无害化处理；所述含腐殖酸前体废弃物为含糖废弃物、多酚类废弃物、氨基酸类废弃物和羧基类废弃物；四、在堆肥降温期，向堆肥中添加至少一次无害化后的含腐殖酸前体废弃物。2.根据权利要求1所述的一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法，其特征在于步骤一中蛋白类有机废弃物包括畜禽粪便、餐饮垃圾或厨余垃圾，所述厨余垃圾指居民日常烹调中废弃的下脚料。3.根据权利要求1所述的一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法，其特征在于步骤一中纤维类有机废弃物包括农作物残留物秸秆类垃圾或森林残留物树叶杂草垃圾。4.根据权利要求1所述的一种分阶段添加腐殖酸前体物质提高腐殖酸含量的堆肥方法，其特征在于步骤一中多酚类废弃物指茶叶废弃物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏自民，张哲超，席北斗，赵越，张旭，于会彬，李鸣晓，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23