一种水溶性有机肥的制备方法
文献发布时间：2024-04-18 19:48:15
技术领域
本发明涉及有机肥的制备方法，具体为一种水溶性有机肥的制备方法。
背景技术
有机肥可通过改变土壤物理性状、养分、酶活性及微生物组群落结构，来降低或消除因长期单施或过施无机肥对土壤理化性状和微生物生态产生的负面影响，被认为是增加土壤有机质和提高土壤肥力的有效途径。
水溶性有机肥的稳定性对于其有效性和持久性至关重要。稳定性涉及以下几个方面。首先，稳定性确保养分的保持。有机肥中含有植物所需的养分，如氮、磷和钾等。如果有机肥失去稳定性，养分可能会被挥发、分解或转化为无法有效利用的形式，从而降低施肥效果。其次，稳定性决定了有机肥在土壤中的持久性。稳定的有机肥可以在一段时间内缓慢释放养分，提供长期的营养供应。相反，不稳定的有机肥可能会迅速分解，造成养分释放过多或过快，导致养分浪费、环境污染或根系烧伤等问题。所以提高水溶性有机肥的水溶性以及土壤的稳定性并对土壤做到有效改善是本发明的研究重点。
植物的抗逆性是指植物对外界环境变化和逆境条件的适应和耐受能力。当植物遭受各种压力和不良环境因素时，如高温、低温、干旱、盐碱、病虫害等，植物能够通过一系列的生理、生化和分子机制来应对并减轻这些逆境的负面影响，从而保持其正常生长和发育。提高作物的抗逆性和产量也是本发明的重点研究。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的具体制备工艺如下：
(1)将6-8份的粪污、2-4份的稻草、2-4份的秸秆，混合送入搅拌机，搅拌15-20min后，加入8-12份的水，控制含水量在40-50％；
(2)制备复配菌液：
所述复配菌液为现将0.1份的胶质芽孢杆菌、0.1份的木霉菌、0.1份的嗜酸乳杆菌、0.1份的红糖、0.4份的水、0.1份的增效剂在40-50℃，pH＝4-7条件下，混合静置20-30min活化后再加入0.1份增效剂加热到55-60℃进行强化5-10min后得到复配菌液；
其中，增效剂为5-氨基乙酰丙酸磷酸盐。
(3)向上述步骤(1)的物料中加入1-1.5份复配菌液，搅拌15-30min后，送入发酵车间，堆成发酵堆，控制发酵温度为50-65℃，期间每次补充浓度为10-15％的调节剂溶液，每次添加间隔时间在4h以上，每天翻耕1-2次，发酵温度50℃-65℃保持7-10天，待温度降为45℃以下，并维持10-15天后发酵完成；
其中，调节剂溶液为7-氨基庚酸乙酯盐酸盐溶液。
(4)向发酵完成后的堆料加入1-3份的氨基酸，加入0.2-0.4份的添加剂，将其转移到气动搅拌桶中，工作气压为0.6-0.8Mpa，转速为200-400rpm，搅拌20-30min，搅拌后进行自然晒干、研磨成粉，细度为100目，即得水溶性有机肥。
其中，添加剂为DL-3-羟基丁酸钙。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述的水溶性有机肥水溶性好，效果显著，能够有效改善土壤的稳定性，并且一定程度解决土壤中重金属的问题，提高作物的抗逆性，改善作物的生长状态和产量。
(2)通过在有机废料发酵的不同时间段中加入5-氨基乙酰丙酸磷酸盐，改善了发酵环境中的成分含量，达到刺激菌体的代谢活动，促进发酵菌的活化和繁殖，然后在适宜的温度和环境和进一步5-氨基乙酰丙酸磷酸盐的作用下，使发酵过程中产生更多的有机酸，增加发酵产物酸类物质的含量，其丰富的酸性官能团的络合作用能够对土壤的As，Cd起到吸附持留能力，阻碍其通过根系吸收进入食物链，降低As，Cd被植物吸收的概率；另一方面，在5-氨基乙酰丙酸磷酸盐的还原作用下，能够使发酵有机肥和土壤中的硫酸盐向硫化物转化，可进一步促使部分As，Cd等重金属形成硫化物沉淀，降低重金属在土壤中的迁移转化能力，降低对植物和环境健康的危害，保护地下水资源。
(3)7-氨基庚酸乙酯盐酸盐可以通过与发酵的高温过程产生的有机物发生键合作用，促进植物根部H+-ATPase的活性，降低作物氧负离子和MDA的含量，增强作物的抗氧化能力，减少细胞和组织的氧化损伤，缓解土壤中有害元素的毒害，从而提高植物的抗逆性，面对逆境时能够保持良好的生长状态、减少生长受损，并且能够更快地恢复和适应逆境环境。
(4)7-氨基庚酸乙酯盐酸盐在施用的过程中通过和不同大小的土壤颗粒都可以形成牢固的结合，显著促进了土壤中较大颗粒和水溶性有机肥之间的相互作用，并且进一步促进了土壤的团聚化作用，可大幅度地减少由于耕作所引起的土壤团聚体的破坏，提高土壤中有机物质的含量，并有助于土壤有机碳物质进一步的固定，提高土壤的稳定性。
(5)DL-3-羟基丁酸钙可以通过氢键、离子络合等方式与有机肥料中的分子或离子相互作用，打破它们之间的相互吸引力或化学键，从而促进有机肥料的溶解。DL-3-羟基丁酸钙具有较低的表面张力，可以降低水的表面张力，使水更容易渗透到有机肥料颗粒内部，可以加快溶解过程，使溶解物质更快地释放到水中。
(6)DL-3-羟基丁酸钙可以通过与肥料中的氨基酸等有机物在一定压力的搅拌作用下结合形成络合物结构，后期施用能被植物快速吸收，提高根系SOD活性，根系POD活性，增加根系体积和吸收面积、增加叶绿素含量和提高吸收光强的能力，从而促进作物对光能的捕获及其转化，还可以提高作物硝酸还原酶(NR)活性和叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性，促进植物生长发育，提高其光能利用效率，显著提高产量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明实施例所使用的所有原材料均来自附近畜禽养殖场，农田的废料。其余的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例1
(1)将7份的粪污、3份的稻草、3份的秸秆，混合送入搅拌机，搅拌18min后，加入10份的水，控制含水量在45％；
(2)制备复配菌液：
所述复配菌液为现将0.1份的胶质芽孢杆菌、0.1份的木霉菌、0.1份的嗜酸乳杆菌、0.1份的红糖、0.4份的水、0.1份的5-氨基乙酰丙酸磷酸盐在45℃，pH＝5.5条件下，混合静置25min活化后再加入0.1份增效剂加热到58℃进行强化8min后得到复配菌液；
(3)向步骤(1)的物料中加入1.2份复配菌液，搅拌22min后，送入发酵车间，堆成发酵堆，控制发酵温度为58℃，期间每次补充浓度为12％的调节剂溶液，每次添加间隔时间为6.2h，每天翻耕2次，发酵温度58℃保持8天，待温度降为45℃以下，并维持12天后发酵完成；
(4)向发酵完成后的堆料加入2份的氨基酸，加入0.3份的DL-3-羟基丁酸钙，将其转移到气动搅拌桶中，工作气压为0.7Mpa，转速为300rpm，搅拌25min，搅拌后进行自然晒干、研磨成粉，细度为100目，即得水溶性有机肥。
实施例2
(1)将6份的粪污、2份的稻草、4份的秸秆，混合送入搅拌机，搅拌20min后，加入12份的水，控制含水量在40％；
(2)制备复配菌液：
所述复配菌液为现将0.1份的胶质芽孢杆菌、0.1份的木霉菌、0.1份的嗜酸乳杆菌、0.1份的红糖、0.4份的水、0.1份的5-氨基乙酰丙酸磷酸盐在40℃，pH＝4条件下，混合静置30min活化后再加入0.1份增效剂加热到60℃进行强化10min后得到复配菌液；
(3)向步骤(1)的物料中加入1份复配菌液，搅拌15min后，送入发酵车间，堆成发酵堆，控制发酵温度为50℃，期间每次补充浓度为10的调节剂溶液，每次添加间隔时间为4.8h，每天翻耕1次，发酵温度50℃保持7天，待温度降为45℃以下，并维持10天后发酵完成；
(4)向发酵完成后的堆料加入1份的氨基酸，加入0.2份的DL-3-羟基丁酸钙，将其转移到气动搅拌桶中，工作气压为0.8Mpa，转速为400rpm，搅拌20min，搅拌后进行自然晒干、研磨成粉，细度为100目，即得水溶性有机肥。
实施例3
(1)将8份的粪污、4份的稻草、2份的秸秆，混合送入搅拌机，搅拌15min后，加入8份的水，控制含水量在50％；
(2)制备复配菌液：
所述复配菌液为现将0.1份的胶质芽孢杆菌、0.1份的木霉菌、0.1份的嗜酸乳杆菌、0.1份的红糖、0.4份的水、0.1份的5-氨基乙酰丙酸磷酸盐在50℃，pH＝7条件下，混合静置20min活化后再加入0.1份增效剂加热到55℃进行强化10min后得到复配菌液；
(3)向步骤(1)的物料中加入1.5份复配菌液，搅拌30min后，送入发酵车间，堆成发酵堆，控制发酵温度为65℃，期间每次补充浓度为15％的调节剂溶液，每次添加间隔时间为8h，每天翻耕2次，发酵温度65℃保持10天，待温度降为45℃以下，并维持15天后发酵完成；
(4)向发酵完成后的堆料加入3份的氨基酸，加入0.4份的DL-3-羟基丁酸钙，将其转移到气动搅拌桶中，工作气压为0.6Mpa，转速为200rpm，搅拌30min，搅拌后进行自然晒干、研磨成粉，细度为100目，即得水溶性有机肥。
对比例1
本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的5-氨基乙酰丙酸磷酸盐为海藻酸盐。
对比例2
本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(2)中的5-氨基乙酰丙酸磷酸盐为羟丙基纤维素。
对比例3
本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(3)中的7-氨基庚酸乙酯盐酸盐溶液为硫酸铵溶液。
对比例4
本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(3)中的7-氨基庚酸乙酯盐酸盐溶液为石灰溶液。
对比例5
本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(4)中的DL-3-羟基丁酸钙为二氧化硅。
对比例6
本对比例与实施例1的不同点在于，所述步骤(4)中的DL-3-羟基丁酸钙为氯化钾。
测试如下：
将各实施例1-3和对比例1-6所制得的水溶性有机肥兑水稀释成浓度为5％的水溶液，并设置对照组，对照组采用常规的水溶性有机肥，将上述水溶性有机肥按15kg/亩的施用量施用在各自对应的叶类速生蔬菜样地中，然后使用喷水枪将稀释后的水溶液喷洒在菜地上，待叶类速生蔬菜播种后7天后开始追肥，每间隔7天，施用3次，每次施用2kg/亩，待一个月后蔬菜成熟后，采摘并记录每块地采摘蔬菜的重量，并进行重金属检测，结果如表1。
表1统计结果表