一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：(1)粪肥一级好氧发酵：将粪肥加入到发酵剂中混合均匀，放置一天后，重新翻堆混匀，加粪水后进行发酵，发酵完成后得到粪肥发酵物A；(2)生物炭材料制备：将农业副产物材料B风干，与等重量的粪肥混合均匀，在绝氧或缺氧的条件下加热裂解制备得到生物炭材料C；(3)混合二级厌氧发酵：将粪肥发酵物A、农业副产物材料B、生物炭材料C以一定比例混合均匀，接种微生物菌剂，加入农用尿素，密闭发酵完成后过筛，即得到双重发酵型生物炭基有机肥。本发明专利技术的生物炭基有机肥料对促进作物生长、改良土壤结构具有明显作用效果。改良土壤结构具有明显作用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及有机肥
，具体涉及IPC分类号C05G3/04，更具体涉及一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]为了提高农业作物的产量，通常需要通过施洒化肥，而化肥的过度施用会容易使得土壤结构被破坏，从而造成有机质含量和养分比例失调，同时还会出现土壤板结的现象。
[0003]耕地质量是“三农”问题关注的焦点，由于南方地区水热充足、农业副产物量大，微生物活动强，导致南方的土壤呈现出酸化、结构性差的问题。采用农业秸秆直接还田或有机肥还田短期效应比较明显，但长期作用效果不好，且有机肥(秸秆材料)利用率低。生物炭材料含有溶解性有机碳，空隙结构丰富，半衰期长，结构稳定等优点，与畜禽粪污、农业废弃物共同制备成为生物炭基有机肥，能够延长肥效，提高有机肥利用效率，改良土壤空隙度、团聚体结构。然而现在市面上的很多生物炭基肥由于原料和制备方法的不恰当，使生物炭材料的孔隙结构较少，吸附性能较差，同时施用肥效低。中国专利CN111662123A公开了一种活性生物炭有机肥及其制备方法，有效解决了土壤板结的问题，使土壤的内部结构透气性和保水性较佳，还可以对重金属产生一定的吸附作用，但是该专利技术并未对所述生物炭有机肥的实际施用效果进行评价，因此无法评判对作物的生长产生何种影响。
[0004]如何有效发挥不同农业废弃物的优点、回避缺点，实现农业废弃物高效资源化利用，探索农业废弃物“取之于田，用之于田”的“养分高效归还利用”理念是本专利技术的立足点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术一方面提供了一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)粪肥一级好氧发酵：将粪肥加入到发酵剂中混合均匀，放置一天后，重新翻堆混匀，加粪水后进行发酵，发酵完成后得到粪肥发酵物A；
[0007](2)生物炭材料制备：将农业副产物材料B风干，与等重量的粪肥混合均匀，在绝氧或缺氧的条件下加热裂解制备得到生物炭材料C；
[0008](3)混合二级厌氧发酵：将粪肥发酵物A、农业副产物材料B、生物炭材料C以一定比例混合均匀，接种微生物菌剂，加入农用尿素，密闭发酵完成后过筛，即得到双重发酵型生物炭基有机肥。
[0009]在一些实施方式中，所述步骤(1)中粪肥包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪中的一种或多种。
[0010]优选地，所述步骤(1)中粪肥包括猪粪、牛粪、鸡粪。
[0011]更加优选地，所述步骤(1)中粪肥包括猪粪、牛粪、鸡粪，且三者的重量比为(1
‑
2)：(2
‑
5)：(1
‑
3)。
[0012]进一步优选地，所述步骤(1)中粪肥包括猪粪、牛粪、鸡粪，且三者的重量比为1.5：
3.5：2。
[0013]在一些实施方式中，所述步骤(1)中粪肥的含水量控制在13
‑
17wt％。
[0014]优选地，所述步骤(1)中粪肥的含水量控制在15wt％。
[0015]在一些实施方式中，所述步骤(1)中粪水的种类包括猪粪污水、牛粪污水、鸡粪污水中的一种或多种。
[0016]优选地，所述步骤(1)中粪水的种类为猪粪污水。
[0017]在一些实施方式中，所述猪粪污水的加入至发酵体系中的含水量达到40
‑
60wt％。
[0018]优选地，所述猪粪污水的加入至发酵体系中的含水量达到50wt％。
[0019]在一些实施方式中，所述步骤(1)中的发酵剂的浓度1
×
103～4
×
103CFU/mL。
[0020]优选地，所述步骤(1)中的发酵剂的浓度1.5
×
103～3
×
103CFU/mL。
[0021]在一些实施方式中，所述发酵剂包括枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌中的至少两种。
[0022]优选地，所述发酵剂包括枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌，且重量比为1：(0.5
‑
1)：(1
‑
2)。
[0023]更加优选地，所述发酵剂包括枯草芽孢杆菌、放线菌、乳酸菌，且重量比为1：0.75：1.5。
[0024]在一些实施方式中，所述步骤(1)中发酵的温度为50
‑
70℃，发酵时间为15
‑
25天。
[0025]优选地，所述步骤(1)中发酵的温度为60℃，发酵时间为21天。
[0026]在一些实施方式中，所述步骤(1)中的发酵期间每天鼓风曝气25
‑
35min，每6
‑
8天进行一次翻堆混匀。
[0027]优选地，所述步骤(1)中的发酵期间每天鼓风曝气30min，每7天进行一次翻堆混匀。
[0028]鸡粪中的养分含量较高，包括氮、磷、钾等微量元素，是一种重要的有机肥料，但是由于是热性肥料，在施用于作物时可能会对作物产生烧蚀，申请人在研究意外发现采用特定比例的猪粪、牛粪和鸡粪共同使用，同时在特定的发酵剂浓度、发酵温度和发酵时间下，尤其是发酵剂的浓度为1.5
×
103～3
×
103CFU/mL，发酵的温度为50
‑
70℃，发酵时间为15
‑
25天，同时在发酵期间每天鼓风曝气30min，每7天进行一次翻堆混匀，可以使制备的生物炭基有机肥对作物生长有非常明显的促进作用，且不会对作物造成烧损，申请人认为可能的原因在于采用不同粪肥的混合，结合特定的发酵条件，可以促进粪肥的充分发酵，避免在使用的过程中分解产生高温而对作物产生损害。
[0029]在一些实施方式中，所述步骤(2)中农业副产物材料B包括香蕉杆、菠萝叶、甘蔗叶、椰糠、甘蔗渣中的一种或多种。
[0030]优选地，所述步骤(2)中农业副产物材料B包括香蕉杆、菠萝叶、甘蔗叶、椰糠、甘蔗渣。
[0031]本专利技术对农业副产物材料B中香蕉杆、菠萝叶、甘蔗叶、椰糠、甘蔗渣的比例不做特殊限定。
[0032]在一些实施方式中，所述步骤(2)中农业副产物材料B风干至水分含量小于5wt％。
[0033]在一些实施方式中，所述步骤(2)中的粪肥包括牛粪和鸡粪，且二者的重量比为(1
‑
2)：1。
[0034]优选地，所述步骤(2)中的粪肥包括牛粪和鸡粪，且二者的重量比为1.6：1。
[0035]在一些实施方式中，所述步骤(2)中的加热裂解的温度为450
‑
550℃。
[0036]优选地，所述步骤(2)中的加热裂解的温度为500℃。
[0037]本专利技术中对生物炭材料C的制备方法不做特殊限制，可以按照现有技术中的常规方法制备，也可以按照本申请人单位自行研发的电磁式生物炭制备系统制备。
[0038]优选地，所述生物炭材料C通过申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)粪肥一级好氧发酵：将粪肥加入到发酵剂中混合均匀，放置一天后，重新翻堆混匀，加粪水后进行发酵，发酵完成后得到粪肥发酵物A；(2)生物炭材料制备：将农业副产物材料B风干，与等重量的粪肥混合均匀，在绝氧或缺氧的条件下加热裂解制备得到生物炭材料C；(3)混合二级厌氧发酵：将粪肥发酵物A、农业副产物材料B、生物炭材料C以一定比例混合均匀，接种微生物菌剂，加入农用尿素，密闭发酵完成后过筛，即得到双重发酵型生物炭基有机肥。2.根据权利要求1所述的一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中粪肥包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中粪肥的含水量控制在13
‑
17wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种双重发酵型生物炭基有机肥的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的发酵剂的浓度1
×
103～4
×
103CFU/mL。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋书会，杨子明，焦静，李普旺，刘运浩，何祖宇，周闯，王超，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，
类型：发明
国别省市：