一种生物质有机肥料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种生物质有机肥料及其制备方法和应用。

背景技术

化肥是重要的农业生产资料，是粮食的“粮食”。化肥在促进粮食和农业生产发展中起了不可替代的作用，但目前也存在化肥过量施用、盲目施用等问题，带来了成本的增加和环境的污染，亟需改进施肥方式，提高肥料利用率，减少不合理投入，保障粮食等主要农产品有效供给，促进农业可持续发展。

化肥施用不合理问题与我国粮食增产压力大、耕地基础地力低、耕地利用强度高、农户生产规模小等相关，也与肥料生产经营脱离农业需求、肥料品种结构不合理、施肥技术落后、肥料管理制度不健全等相关。过量施肥、盲目施肥不仅增加农业生产成本、浪费资源，也造成耕地板结、土壤酸化。实施化肥使用量零增长行动，是推进农业“转方式、调结构”的重大措施，也是促进节本增效、节能减排的现实需要，对保障国家粮食安全、农产品质量安全和农业生态安全具有十分重要的意义。有机肥的应用是达到化肥零增长目标的有效方式，但是有机肥中氮、磷和钾的肥效很低，达不到农作物快速生长的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质有机肥料及其制备方法和应用，所述生物质有机肥料可提高农作物生长速度，用于提高农产品质量和安全，改良土壤和保护环境，提高综合效益。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种生物质有机肥料，所述生物质有机肥料的原料包括发酵原料、有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养；

所述发酵原料包括：食用菌废料、油茶枯、油菜饼、橄榄渣和花椒油渣；

所述无机营养包括：大量元素和中微量元素。

优选的，所述发酵原料、有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养的质量比为(34～100)：(5～10)：(10～20)：(2～10)：(9～23)。

优选的，所述发酵原料中食用菌废料、油茶枯、油菜饼、橄榄渣和花椒油渣的质量比为(20～40)：(5～25)：(5～15)：(2～10)：(2～10)。

优选的，所述大量元素包括氮、磷和钾，所述大量元素由大量元素肥料提供，所述大量元素肥料包括氮肥、磷肥和钾肥；

所述中微量元素包括硼、锌和镁，所述中微量元素由中微量元素肥料提供，所述中微量元素肥料包括硼肥、锌肥和镁肥。

本发明还提供了上述生物质有机肥料的制备方法，包括以下步骤：

将所述发酵原料混合后发酵，得发酵物；

将所述发酵物与有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养混合后干燥和超微粉碎，得所述生物质有机肥料。

优选的，所述混合前还包括对所述发酵原料进行粗碎，所述粗碎后的粒径均为30～50目。

优选的，所述发酵的温度为40～70℃，时间为48～52小时。

优选的，所述超微粉碎后还包括：将得到的微米级粉体制备成可湿性粉剂。

本发明还提供了上述生物质有机肥料或上述制备方法得到的生物质有机肥料在植物栽培和改良土壤中的应用。

本发明还提供了一种提高作物产量和品质的方法，包括以下步骤：在作物生育期内，施用上述技术方案所述生物质有机肥料或上述制备方法得到的生物质有机肥料；

所述施用包括喷施、滴灌、喷灌或漫灌。

有益效果：本发明提供了一种生物质有机肥料，充分利用农产品生产加工的大宗有机废料(包括食用菌废料、油茶枯、油菜饼、橄榄渣、花椒油渣和猪油渣)生产高效优质的生物有机肥，施用所述生物质有机肥料后，可快速显效，施用3天后即可使土壤结构变得疏松，全面改善土壤有机质，减少板结；同时还能提高肥料利用率，增加作物产量，改善作物品质，促进根系生长，增强抗逆性，可减少过量施肥对环境造成的不良影响，还能活化土壤中处于固定态的养分元素。

利用本发明所述生物质有机肥料，可发展循环经济，降低企业生产成本和环境成本，提高作物生产的质量和安全，改良土壤和保护环境，提高综合效益。在本发明中，所述农产品生产加工大宗有机废料供给稳定，经发酵后能分解成葡萄糖、氨基酸、腐殖质等，富含大量生物蛋白和纤维素等有机质，发酵后产生的氨基酸、腐殖酸属于生物刺激素，可以参与和刺激植物对营养元素的吸收，能改良土壤微生物生态环境，减少农作物病虫害，活化并促进植物对肥料及土壤中营养成分的吸收，提高氮、磷和钾的利用率和有效转化率。本发明所述生物质有机肥料还添加了生物活性物质腐植酸钾，主要起到生物刺激和生理调节作用，与上述农产品生产加工大宗有机废料通过发酵，既能给作物补充全方位营养、又能抑制作物因缺素、病害、生理因素等引起的黄叶、黄头顶、失绿、小叶、卷叶、植株矮小的发生，快速恢复健壮生长，快速绿叶，生长旺盛，保花膨果；提高土壤有机质含量，使肥料吸收利用率提高，促进根系生长发育，快速缓苗、壮棵；提高开花、挂果率，提前上市，延长采收期；增强作物抗逆机能，提高免疫力，减轻各种病虫害的发生；改善作物表面光洁度和色泽，提高作物的产量和品质。

具体实施方式

本发明提供了一种生物质有机肥料，所述生物质有机肥料的原料包括发酵原料、有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养；

所述发酵原料包括：食用菌废料、油茶枯、油菜饼、橄榄渣和花椒油渣；

所述无机营养包括：大量元素和中微量元素。

本发明所述发酵原料的干重、有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养的质量比优选为(34～100)：(5～10)：(10～20)：(2～10)：(9～23)，更优选为(51～79)：5：(12～18)：(4～6)：(12～19)，最优选为65:5:15:5:15。

本发明所述发酵原料中食用菌废料、油茶枯、油菜饼、橄榄渣和花椒油渣的质量比优选为(20～40)：(5～25)：(5～15)：(2～10)：(2～10)，更优选为(25～35)：(10～20)：(8～12)：(4～6)：(4～6)，最优选为30:15:10:5:5。

本发明所述发酵原料中包括食用菌废料，所述食用菌废料的质量百分含量优选为干重，质量优选为所述发酵原料质量的25～35％，最优选为30％。在本发明中，所述食用菌本发明所述食用菌废料(废菌棒及废菌渣)，其内含有蛋白质及其他的营养物质，有“菌体蛋白”之称，含有大量菌丝体。废菌棒及废菌渣所生产的有机肥疏松透气，可在土壤中进一步分解成具有良好通气、蓄水能力的腐殖质，可增强土壤的透气性，避免土壤板结等现象；并且富含有机物和多种矿质元素，可改良土壤，增加土壤肥力，提高单位土壤面积的生产效益；同时具有较小的碳氮比(低于20:1)，从而避免了食用菌培养料直接施用于农田出现的夺氮现象，不仅可提高产量，还能增强口感，增产提质的功效，而且生产的农产品为无公害产品。

本发明所述油茶枯中含有丰富的粗蛋白及多种氨基酸等营养物质，经发酵处理后就能使植物在生长时吸收丰富营养，同时还能有效的杀死地老虎、线虫等虫害，能络合土壤中的重金属，修复土壤，降低铅、铬等有害重金属的含量，同时由于茶皂素的趋避和生物刺激，可刺激作物生长，增强作物的抗逆性，提高作物的产量与品质。

本发明所述油菜饼(菜籽饼粕)是一种极为丰富的蛋白质资源，是植物生长的良好肥料，能为作物提供氮、磷、钾、多种中微量元素和小分子营养物质，菜籽饼粕中有机肥养分完全，肥效持久，适于各类土壤和多种作物，具有开花整齐、提高座果率、促进早熟等作用；促使果实均匀生长，膨果快、裂果少、果脆汁多、色正果大、改质高产、风味自然，尤其能提高烟草、瓜果、小麦等作物产量和改善品质，还能调节土壤水、肥、气、热条件，改良长期单施化肥对土壤造成的不良影响，提高土壤肥力。

本发明所述橄榄渣(油橄榄果渣)是一种营养较丰富的副产物，主要化学成分及其含量为：水分49.34％、粗蛋白质2.51％、粗脂肪8.02％、灰分0.93％、粗纤维26.41％、还原糖0.25％、钾3628mg/kg、钙527mg/kg、镁167mg/kg、钠68mg/kg、铁41mg/kg、锌0.6mg/kg、黄酮6.14mg/g和多酚3.78mg//g；鲜油橄榄果渣的总氨基酸含量为2.10％，包括17种氨基酸，其中必需氨基酸占总氨基酸含量的36％，必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量比值为0.56。

本发明所述花椒油渣含粗脂肪5.83％，粗蛋白12.39％，粗纤维63.46％，含氮、磷、钾分别为2.06％、0.71％，2.5％，以及镁、钙、锰、锌等15种微量元素，含钾量高并含有各种氨基酸，花椒籽在发酵中木质素和纤维素转化为菌体蛋白等有机物质，提高了酸值，使产品中有机物质和酸值都得到提高，施入田间后呈脂溶性，肥效长，有效成分被植物吸收后，不仅促使农作物生长旺盛，而且茎杆或节间短小粗壮，叶片深绿增厚，根系发达，蛋白质含量增加，能大幅提高植株抗倒伏能力和增加作物的产量和品质，并能改良耕地，改善区域性农业生产条件，具有增甜增色、防虫抗病、保花保果等作用，有利于农作物的生长。

本发明所述猪油渣含有多种蛋白质与氨基酸，以及脂肪细胞组织与大量无法分离的饱和脂肪酸，经发酵后可被分解成多种氨基酸物质，可以增加土壤肥力，活化土壤养分，疏松土壤，增加土壤微生物及蚯蚓数量，有效养分迅速提高；促进作物根系发达，植株生长健壮，叶片肥厚，光合作用能力强，作物生长发育前期尤为突出；增强作物抗盐碱能力，同时还具有增加作物有机质含量，增加甜度、增强口感的作用。

本发明所述腐植酸钾优选为生化黄腐酸钾，并非纯分子化合物，而是一种不均一的复合性的大分子结构且成分极其复杂的混合物；除高含量的的黄腐酸外，还富含植物生长过程中所需的几乎全部氨基酸、氮、磷、钾、多种酶类、糖类(低聚糖、果糖等)蛋白质、核酸、胡敏酸和VC、VE以及大量的B族维生素等营养成份，是一种绿色的生物菌肥。具有高生物活性功能的未知的促长因子；络合能力强，提高植物微量元素的吸收与运转抗絮凝、具缓冲，溶解性能好，与金属离子相互作用能力强；具有抗寒抗旱的显著功能；分子量小，平均分子量为300，高生物活性，通过其吸附、传导、转运、架桥、缓释、活化等多种功能，使植物细胞能够吸收到更多原本无法获取的水份、养分，同时将光合作用所积累、合成的碳水化合物、蛋白质、糖分等营养物质向果实部位输送，以改善品质，提高产量。

本发明所述大量元素优选包括氮、磷和钾，所述大量元素优选由大量元素肥料提供，所述大量元素肥料优选包括氮肥、磷肥和钾肥，且所述氮肥(N)、磷肥(P

在本发明中，大中微量元素成分达到了15％，所述比例非常适合中国土壤的现状，使无机肥料的速效性与有机肥料的长效性和提供植物养分与改良培肥土壤有机结合，实现农作物增产，农产品品质提升以及土壤的优化改良。本发明所述有机肥料是无毒、无污染、可降解、不含激素、不含重金属、无任何副作用的环境友好型产品，可减少过量施肥对环境造成的不良影响，还能活化土壤中处于固定态的养分元素，既提高了肥料利用率，又改善了土壤质量。

在本发明中，所述有机润湿分散剂优选包括茶皂素或木质素，本发明所述生物质有机肥料优选为可湿性粉剂，粒径为微米级，起效速度快，施用后3天就能看到明显的效果，如使土壤结构变得疏松，全面改善土壤有机质，减少板结。

本发明所述无机营养中大量元素和中微量元素的质量比优选为(10～15)：(2～4)，更优选为12:3。本发明所述大量元素优选包括氮、磷和钾，所述大量元素优选由大量元素肥料提供，所述大量元素肥料优选包括氮肥、磷肥和钾肥；所述中微量元素优选包括硼、锌和镁，所述中微量元素优选由中微量元素肥料提供，所述中微量元素肥料优选包括硼肥、锌肥和镁肥。

本发明还提供了上述生物质有机肥料的制备方法，包括以下步骤：

将所述发酵原料混合后发酵，得发酵物；

将所述发酵物与有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养混合后干燥和超微粉碎，得所述生物质有机肥料。

本发明在所述混合前优选还包括对所述发酵原料分别进行粗碎，经所述粗碎后的粒径为30～50目。本发明因为原料的差异，会造成粗碎细度的差异，造成粉碎成不同粒径，有利于彼此充分分散和混匀，其经发酵后能分解成葡萄糖、氨基酸、腐殖质等，富含大量生物蛋白和纤维素等有机质，能改良土壤微生物生态环境，减少农作物病虫害，活化并促进植物对肥料及其土壤中营养成分的吸收，提高氮、磷钾的利用率和有效转化率。

本发明将经过粗碎后的发酵原料进行发酵，所述发酵优选在高温发酵机中进行，通过蒸汽加热以及电加热辅助，先通过压力蒸汽直接与有机质原料进行高温消毒灭菌，然后把温度控制在40～70℃进行发酵，所述发酵的时间优选为48～52小时；所述发酵的温度更优选为60℃，发酵的时间更优选为48小时。

本发明将所述发酵物与有机润湿分散剂、腐植酸钾、猪油渣和无机营养混合后干燥和超微粉碎，所述干燥优选包括闪蒸干燥，所述闪蒸干燥优选包括蒸发至含水量不高于3％。经所述闪蒸干燥后，致使大量元素如氮、磷、钾以及有机质的含量大为提高，经取样检验，其中有机质含量达到50％；氮、磷和钾的肥效都达到了12％；硼镁钾含量达3％，大大地改善了土壤，其活性高、利用率高，且无二次污染，绿色环保。本发明所述超微粉碎优选包括气流粉碎，经所述气流粉碎后，细度可达400目以上的微米级粉体，可完全分散于水中，利于吸收和转化，撒施、穴施后，经过雨水淋洗，通过土壤缝隙直接渗透到土壤内部，直接作用至作物根部，使根毛能快速吸收，转化成植物所需要的养分。

本发明在得到所述超微粉碎的微米级粉体后，优选还包括将所述微米级粉体制备可湿性粉剂。本发明对所述可实行粉剂的制备方法并没有特殊限定，利用本领域的常规制备方法即可。

本发明所述可湿性粉剂完全可以润湿、分散于水中，可以进行叶面喷施，所述有机肥料可以通过叶片气孔吸收，传导至作物体内，通过气孔的渗透作用来吸收养分，可以为座果期的作物快速的提供养分，活化作物生理功能，调节元素代谢，促进花芽分化，开花整齐，座果率高，促使果实均匀生长，膨果快、裂果少、果脆汁多、色正果大、改质高产、风味自然；提高超氧歧化酶(SOD)的活性，对降低农药的残留量有显著的促进作用。利用本发明所述方法制备得到的有机肥分子小，粒径达到微米级，通过雨水的淋溶，可以3小时后就被作物根部吸收转化成各种营养，使有机养分直接的被作物吸收并转化，其活性高、利用率高，果蔬有机质含量高，是发展绿色无公害有机产品的理想肥料。

利用本发明所述方法制备得到的生物质有机肥料，具有如下理化性质：外观：为组成均匀的疏松粉末，不应有团块；溶解度：与水形成悬浮液；比重：0.9～1.0g/cm

本发明还提供了上述生物质有机肥料或上述制备方法得到的生物质有机肥料在植物栽培和土壤改良中的应用。

在本发明中，施用所述生物质有机肥后，可显著提高肥料利用率，土壤中氮、磷、钾养分在各个时期保持较高的有效性，氮肥利用率可提高15.3％，磷肥的利用率提高8.3％，钾肥的利用率提高10.7％。每亩可节省化肥50％左右，且不易发生缺素症状；增加作物产量，产量增加约5％～30％，同时可促进作物早熟、增甜增色、增加有机质的功效，有机质含量增加5％～15％，糖度增加5％～10％，可提早7天上市，经济效益显著提高；改善作物品质，通过促进中微量元素的吸收，达到了作物养分的协调供应，改善了作物品质；避免了营养不良和使用激素引起的畸型果、秃尖、裂果和着色不好等情况，同时可提高果实的保鲜期，保鲜期达15天以上；促进根系生长，增强抗逆性，能有效地促进作物根系的发育，使之长出更长的根和更多根毛，增加根的表面积，提高作物吸收养分的能力，增强作物的抗倒伏、抗旱、抗寒、抗病等抗逆能力；绿色环保，改良土壤。

本发明还提供了一种提高作物产量和品质的方法，包括以下步骤：在作物生育期内，施用上述生物质有机肥料或上述之类方法得到的生物质有机肥料；

所述施用包括喷施、滴灌、喷灌或漫灌。

本发明所述作物优选包括：茄果类、瓜类、叶菜类、根菜类、豆类、草莓、果树和花椒。在应用所述生物质有机肥料时，不同的施用方法，施用浓度不同，喷施：稀释150～200倍，叶片正反面均匀喷施，果树开花前喷施2次，谢花后再喷施1次，采摘前20天再喷施1次，每亩地喷施稀释液40kg；滴灌、喷灌：稀释500～800倍，间隔7～15天，连续使用2～3次，每亩地滴灌或喷灌稀释液40kg；漫灌：800倍液，间隔7～15天，连续使用3次。

下面结合实施例对本发明提供的一种生物质有机肥料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

食用菌(茶树菇)废料40％(湿重，干重为32％)、油茶枯10％、油菜饼5％(湿重，干重为4％)、橄榄渣5％(湿重，干重为4％)、腐植酸钾20％、花椒油渣5％、猪油渣5％、大量元素(N4％，P4％，K4％，其中N由硫酸铵提供，P和K由磷酸二氢钾提供)和中微量元素(B1％，Zn1％，Mg1％，其中B由硼酸提供；Zn由无水硫酸锌提供；Mg由无水硫酸镁提供)，先将食用菌废料与油茶枯、油菜饼、橄榄渣、花椒油渣在60℃温度下发酵48小时，将发酵物与其余的物料在双锥搅拌机中混合均匀，进行闪蒸脱水处理，控制水分在1％以内，经过气流粉碎至400目后即可包装入库。

实施例2

食用菌(平菇)菌棒30％(湿重，干重为22％)、山油茶枯20％、油菜饼10％(湿重，干重为8％)、橄榄渣8％(湿重，干重为6％)、腐植酸钾10％、花椒油渣10％、猪油渣5％、大量元素(N4％，P4％，K4％，其中N由硫酸铵提供，P和K由磷酸二氢钾提供)和中微量元素(B1％，Zn1％，Mg1％，其中B由硼酸提供；Zn由无水硫酸锌提供；Mg由无水硫酸镁提供)，先将食用菌废料与油茶枯、油菜饼、橄榄渣、花椒油渣在60℃温度下发酵48小时，将发酵物与其余的物料在双锥搅拌机中混合均匀，进行闪蒸脱水处理，控制水分在1％以内，经过气流粉碎至400目后即可包装入库。

实施例3

食用菌(金针菇)菌渣25％(湿重，干重为20％)、油茶枯15％、油菜饼10％(湿重，干重为8％)、橄榄渣5％(湿重，干重为4％)、腐植酸钾15％、花椒油渣10％、猪油渣5％、大量元素(N4％，P4％，K4％，其中N由硫酸铵提供，P和K由磷酸二氢钾提供)和中微量元素(B1％，Zn1％，Mg1％，其中B由硼酸提供；Zn由无水硫酸锌提供；Mg由无水硫酸镁提供)，先将食用菌废料与油茶枯、油菜饼、橄榄渣、花椒油渣在60℃温度下发酵48小时，将发酵物与其余的物料在双锥搅拌机中混合均匀，进行闪蒸脱水处理，控制水分在1％以内，经过气流粉碎至400目后即可包装入库。

实验例1

以实施例2制备得到的生物质有机肥料进行如下的肥料性能测试，并以常规有机肥料(有机质≥45％，N+P

试验点位于永川区市黄瓜山镇，前茬作物为豇豆，土壤肥料水平中等，质地为砂壤土。土壤基本理化性状为：pH值6.5，有机质含量30.15g/kg，全氮含量2.12g/kg，碱解氮224.56mg/kg，速效磷25.40mg/kg，速效钾110.2mg/kg。

供试作物：黄瓜。

设4个处理，每个处理设3次重复，共计12个试验小区，每个处理面积为20m

施用底肥：

清水对照处理(CK空白)：底肥按照商品有机肥400kg/亩+45％复合肥50kg/亩+尿素10kg/亩撒施后移栽黄瓜。

常规有机肥对照处理：底肥施用方式同CK空白处理一致，400kg/亩常规有机肥撒施2次。

含腐植酸水溶肥对照处理：底肥施用方式同CK空白处理一致，5kg/亩含腐植酸水溶肥施2次。

生物质有机肥料：全部处理底肥施用方式同CK空白处理一致，施2次，每次5kg/亩，施肥方式和用量与CK肥处理一致。

该试验地黄瓜于7月25日播种；8月7日间定苗，每穴留一苗，定植密度为4000株；8月28日开花，收获期9月10日-10月15日。在开花后和第一次采果后施壮果肥，按照10kg/亩各冲施一次水溶肥，冲施浓度200倍稀释，按照试验设计每个处理使用相应的冲施肥料品种。

不同处理黄瓜生物学性状如表1所示，使用可所述生物质有机肥料，黄瓜叶片浓绿、长势更旺、黄瓜长度和粗度都有增加，单株结果数量也有提升，差异显著。

表1不同处理黄瓜生物学性状比较

试验例2

以实施例2制备得到的生物质有机肥料(有机质≥45％，N+P

试验点位于永川区石笋山景区农场，土壤为沙壤土，经过近10年的耕作改良，土壤肥力基本一致。土壤基本理化性状为：红壤土，pH值6.2，有机质含量23.2g/kg，碱解氮136.4mg/kg，速效磷30.5mg/kg，速效钾80.2mg/kg。

供试作物：猕猴桃。

设3个处理，每个处理设3次重复，共计9个试验小区，每个处理667m

处理1：常规施肥(硫酸钾复合肥30kg)+供试肥料10kg；

处理2：常规施肥(硫酸钾复合肥30kg)+鸡粪500kg；

处理3(CK空白)：常规施肥(硫酸钾复合肥30kg)。

田间管理：弥猴桃常规施肥分2次进行，第一次在1月下旬完成，芽前肥(基肥)施肥量占总施肥量的60％，第二次在5月中旬完成中，壮果肥，施肥量占总施肥量的40％

采收：10月15日实地测产。

对弥猴桃的产量影响如表2所示，处理1比处理2、处理3分别增产285.0、214.0kg/667m

表2有机生物肥料对弥猴桃的产量影响

对猕猴桃果品品质影响，果品品质比较如表3所示，处理1的果实可溶性固型物含量，Vc含量、总糖含量、糖酸比均高于处理2和处理3。

表3有机生物肥料对弥猴桃的果品品质影响

猕猴桃施用生物质有机肥料后产量有很大提高，处理1比处理3(CK)增产385.0kg/667m

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。