一种应用于有机肥处理的预制体及制备工艺

技术领域

本发明涉及有机肥料预制技术领域，更具体地说，涉及一种应用于有机肥处理的预制体及制备工艺。

背景技术

随着科学和技术的飞速发展，人们的生活水平逐渐提高，人们对农作物产量和质量的要求越来越高，因此化学肥料作为一种快速、高效的农业肥料被人们广泛应用于农业生产中，有效地提高了农作物的产量和质量。但是，普通的化学肥料利用率比较低，长期使用造成巨大的浪费，且普通的化学肥料营养元素单一，经常会使用造成土壤侵蚀，破坏土壤结构，严重的土壤侵蚀使大面积土地的粮食生产能力下降。土壤有机质含量的下降，为农业的发展带来了潜在威胁，而利用生物有机肥，可以弥补土壤有机质含量下降的情况。

有机肥料是天然有机质经微生物分解或发酵而成的一种肥料，富含大量有益物质，包含多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素，具有原料来源广，数量大的优点，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性。

目前，现有的大部分微生物有机肥料的保水性能还仅依靠有机肥原料，其保水性还有待提高，导致土壤保水蓄水能力差，从而会直接导致土壤保肥、蓄肥能为差，难以长效改善土壤。

为此，我们提出一种应用于有机肥处理的预制体及制备工艺来有效提高有机肥的保水性以及延长其缓释时间。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于有机肥处理的预制体及制备工艺，利用多种天然有机肥原料发酵造粒得到预制发酵物，易被土壤吸收，可促进作物快速生长和预防虫害，在预制发酵物的外表面包裹一层保水层，有效提高其高保水性能，当外界水分透过内包膜导入至预制发酵物处时，保水层对水分进行保存，促进营养成分溶解，养分在渗透压的作用下再透过内包膜向土壤扩散，提高突然的保水保肥性，同时在内包膜与外包膜之间形成一层微生物附着层，附着于内包膜外表面上的多个生物菌预制包囊脱离内包膜后扩散于土壤内，大量有益微生物进入土壤，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，同时可对周围的有害重金属进行一定程度上的吸附。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种应用于有机肥处理的预制体，包括预制发酵物，所述预制发酵物的外端面从内至外依次设有内包膜和外包膜，所述预制发酵物与内包膜之间设有一层保水层，所述保水层贴付于预制发酵物的外端面，所述预制发酵物为椭形结构，所述保水层呈扁形片状结构，所述内包膜与外包膜之间填充有微生物附着层，所述微生物附着层为分布于内包膜外端面上的多个生物菌预制包囊，所述生物菌预制包囊包括生物质预制颗粒，所述生物质预制颗粒内设有纤维丝，且生物质预制颗粒的孔隙内浸渍有生物菌剂。

进一步的，所述预制发酵物的原材料包括农作物废弃物、畜禽粪便、土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土、沸石颗粒以及水，所述农作物废弃物、畜禽粪便、土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土、沸石颗粒以及水的质量比为2:4:0.5:0.4:1:1，利用天然有机肥作为主体肥料，养分高，易被土壤吸收，可促进作物快速生长和预防虫害。

进一步的，所述农作物废弃物选用秸秆、草木灰、稻草、木屑，所述畜禽粪便选用牛粪、鸡粪、猪粪。

进一步的，所述土壤改良剂选用苜蓿粉、豆粕粉、磷矿粉、绿沙粉，所述生长促进剂选用骨粉、羽毛粉，有效提高该有机肥预制体中的氮、磷和钾以及磷和钙，促进土壤植被的生长。

进一步的，所述保水层包括吸水片，所述吸水片的外表面包裹一层树脂粘合剂，所述树脂粘合剂上粘附有高吸水纤维绒毛，保水层附着于预制发酵物的外表面，有利于提高预制发酵物的保水性能，当外界水分通过内包膜导入至保水层处，保水层能够对大量水分进行保存，水渗透至预制发酵物内，使得营养成分溶解，渗透压升高，促使养分透过内包膜向土壤溶液扩散，不断被作物吸收利用，减少可溶性养分的淋失、氨的挥发损失和磷的固定等，有利于提高肥料利用率。

一种应用于有机肥处理的预制体的制备工艺，包括以下步骤：

S1、制备预制发酵物，将农作物废弃物、畜禽粪便分别晒干、粉碎得到原料粉碎物，将原料粉碎物置于发酵池内加水搅拌，并加入土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土，密封发酵6-10d；

S2、发酵完成后，向发酵池内加入沸石颗粒再次搅拌，天然晒干至60%-70%，利用造粒机进行造粒，过筛、机器烘干，得到预制发酵物；

S3、利用混料机构对吸水片、树脂粘合剂以及高吸水纤维绒毛进行搅拌得到保水层，再将预制发酵物与保水层进行混合搅拌，且预制发酵物的外表面事先涂覆一层粘合液，使保水层均匀裹覆在预制发酵物的外表面；

S4、将包覆有保水层的预制发酵物传送至覆膜机内，向覆膜机内洒入成膜浆液，充分混合搅拌，使得包覆有保水层的预制发酵物的外表面形成内包膜；

S5、采用生物质碳灰与纤维混合造粒形成掺杂有纤维丝的生物质预制颗粒，向生物质预制颗粒内浸渍生物菌剂，低温干燥得到生物菌预制包囊；

S6、将S3中得到的预制发酵物洒落于生物菌预制包囊内，且在内包膜的外表面事先涂抹一层水溶性包膜液，充分混合搅拌，多个生物菌预制包囊粘附于内包膜的外表面；

S7、最后，将S6中所得到的预制发酵物再次洒落于覆膜机中，向覆膜机内同样洒入水溶性包膜液，充分混合搅拌，即得到外表面带有外包膜的预制体。

进一步的，所述混料机构包括转动安装于一对支架之间的上混料筒，其中一个支架上安装有对上混料筒进行驱动的电机，所述上混料筒的顶端设有上进料斗，所述上混料筒的底端连接有入料板，所述入料板的底端连接有下混料筒，所述下混料筒、入料板以及上混料筒的内部相互连通，所述上混料筒的底端侧壁上安装有电磁阀板，所述入料板的顶端一侧设有与其内部相连通的下进料斗。

进一步的，所述S3中，吸水片、树脂粘合剂以及高吸水纤维绒毛通过上进料斗置于上混料筒内，启动电机，电机采用正反转电机，实现上混料筒来回往复运动，使得高吸水纤维绒毛贴附于吸水片上，再打开上混料筒底部的电磁阀板，保水层落入下混料筒内，再通过下进料斗将事先拌有粘合液的预制发酵物导入下混料筒内，实现预制发酵物与保水层之间的充分搅拌，易于预制发酵物、保水层前后无间断地进行搅拌，无需利用两个混搅机构，操作简单，易于两者的贴附粘合。

进一步的，所述成膜浆液选用粘合树脂、石蜡、聚乙烯混合配比而成，为一种半透性或难溶性膜，具有缓慢释放养分特性，起到很好的缓释作用。

进一步的，所述水溶性包膜液包括环氧树脂、可溶性成膜剂混合配比而成，当该预制体被投放至土壤内后，外层的外包膜遇水溶解，裸露出内侧的多个生物菌预制包囊，带有生物菌剂的生物菌预制包囊与土壤接触后，大量有益微生物的进入土壤内，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，同时可对周围的有害重金属进行一定程度上的吸附。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案利用多种天然有机肥原料发酵造粒得到预制发酵物，易被土壤吸收，可促进作物快速生长和预防虫害，在预制发酵物的外表面包裹一层保水层，有效提高其高保水性能，当外界水分透过内包膜导入至预制发酵物处时，保水层对水分进行保存，促进营养成分溶解，养分在渗透压的作用下再透过内包膜向土壤扩散，提高突然的保水保肥性，同时在内包膜与外包膜之间形成一层微生物附着层，附着于内包膜外表面上的多个生物菌预制包囊脱离内包膜后扩散于土壤内，大量有益微生物进入土壤，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，同时可对周围的有害重金属进行一定程度上的吸附。

（2）预制发酵物的原材料包括农作物废弃物、畜禽粪便、土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土、沸石颗粒以及水，农作物废弃物、畜禽粪便、土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土、沸石颗粒以及水的质量比为2:4:0.5:0.4:1:1，利用天然有机肥作为主体肥料，养分高，易被土壤吸收，可促进作物快速生长和预防虫害。

（3）农作物废弃物选用秸秆、草木灰、稻草、木屑，畜禽粪便选用牛粪、鸡粪、猪粪，土壤改良剂选用苜蓿粉、豆粕粉、磷矿粉、绿沙粉，生长促进剂选用骨粉、羽毛粉，有效提高该有机肥预制体中的氮、磷和钾以及磷和钙，促进土壤植被的生长。

（4）保水层包括吸水片，吸水片的外表面包裹一层树脂粘合剂，树脂粘合剂上粘附有高吸水纤维绒毛，吸水片采用环保型吸水保水材料制成，高吸水纤维绒毛进一步促进吸水片的吸水性，保水层附着于预制发酵物的外表面，有利于提高预制发酵物的保水性能，当外界水分通过内包膜导入至保水层处，保水层能够对大量水分进行保存，水渗透至预制发酵物内，使得营养成分溶解，渗透压升高，促使养分透过内包膜向土壤溶液扩散，不断被作物吸收利用，减少可溶性养分的淋失、氨的挥发损失和磷的固定等，有利于提高肥料利用率。

（5）成膜浆液选用粘合树脂、石蜡、聚乙烯混合配比而成，为一种半透性或难溶性膜，具有缓慢释放养分特性，起到很好的缓释作用。

（6）水溶性包膜液包括环氧树脂、可溶性成膜剂混合配比而成，当该预制体被投放至土壤内后，外层的外包膜遇水溶解，裸露出内侧的多个生物菌预制包囊，带有生物菌剂的生物菌预制包囊与土壤接触后，大量有益微生物的进入土壤内，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，同时可对周围的有害重金属进行一定程度上的吸附。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明保水层处的结构示意图；

图3为本发明的生物菌预制包囊处的内部示意图；

图4为本发明的生物菌预制包囊脱离内包膜时的结构示意图；

图5为本发明的混料机构处的立体图一；

图6为本发明的混料机构处的立体图二。

图中标号说明：

1预制发酵物、2保水层、201吸水片、202树脂粘合剂、203高吸水纤维绒毛、3内包膜、4生物菌预制包囊、401生物质预制颗粒、402纤维丝、403生物菌剂、5外包膜、6上混料筒、601上进料斗、7入料板、701下进料斗、8下混料筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种应用于有机肥处理的预制体，包括预制发酵物1，预制发酵物1的外端面从内至外依次设有内包膜3和外包膜5，预制发酵物1与内包膜3之间设有一层保水层2，保水层2贴付于预制发酵物1的外端面，预制发酵物1为椭形结构，保水层2呈扁形片状结构，内包膜3与外包膜5之间填充有微生物附着层，微生物附着层为分布于内包膜3外端面上的多个生物菌预制包囊4，生物菌预制包囊4包括生物质预制颗粒401，生物质预制颗粒401内设有纤维丝402，且生物质预制颗粒401的孔隙内浸渍有生物菌剂403，生物质预制颗粒401采用生物质碳灰制成，生物质炭灰是具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质，它含有大量的碳和植物营养物质、具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团，能够对生物菌剂403起到附着作用，纤维丝402进一步扩大微生物附着面积，大量有益微生物进入土壤，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，它不仅可以改良土壤、增加肥力，吸附土壤或污水中的重金属及有机污染物，而且对碳氮具有较好的固定作用，同时生物质炭灰具有较强的吸水能力，能充分将贴近其组分中的水分进行吸附，促进土壤的保水性。

其中，预制发酵物1的原材料包括农作物废弃物、畜禽粪便、土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土、沸石颗粒以及水，农作物废弃物、畜禽粪便、土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土、沸石颗粒以及水的质量比为2:4:0.5:0.4:1:1，利用天然有机肥作为主体肥料，养分高，易被土壤吸收，可促进作物快速生长和预防虫害。

具体的，农作物废弃物选用秸秆、草木灰、稻草、木屑，畜禽粪便选用牛粪、鸡粪、猪粪，土壤改良剂选用苜蓿粉、豆粕粉、磷矿粉、绿沙粉，生长促进剂选用骨粉、羽毛粉，有效提高该有机肥预制体中的氮、磷和钾以及磷和钙，促进土壤植被的生长。

请参阅图2，保水层2包括吸水片201，吸水片201的外表面包裹一层树脂粘合剂202，树脂粘合剂202上粘附有高吸水纤维绒毛203，保水层2附着于预制发酵物1的外表面，有利于提高预制发酵物1的保水性能，当外界水分通过内包膜3导入至保水层2处，保水层2能够对大量水分进行保存，水渗透至预制发酵物1内，使得营养成分溶解，渗透压升高，促使养分透过内包膜3向土壤溶液扩散，不断被作物吸收利用，减少可溶性养分的淋失、氨的挥发损失和磷的固定等，有利于提高肥料利用率。

一种应用于有机肥处理的预制体的制备工艺，包括以下步骤：

S1、制备预制发酵物1，将农作物废弃物、畜禽粪便分别晒干、粉碎得到原料粉碎物，将原料粉碎物置于发酵池内加水搅拌，并加入土壤改良剂、生长促进剂、硅藻土、膨润土，密封发酵6-10d；

S2、发酵完成后，向发酵池内加入沸石颗粒再次搅拌，天然晒干至60%-70%，利用造粒机进行造粒，过筛、机器烘干，得到预制发酵物1；

S3、利用混料机构对吸水片201、树脂粘合剂202以及高吸水纤维绒毛203进行搅拌得到保水层2，再将预制发酵物1与保水层2进行混合搅拌，且预制发酵物1的外表面事先涂覆一层粘合液，使保水层2均匀裹覆在预制发酵物1的外表面；

S4、将包覆有保水层2的预制发酵物1传送至覆膜机内，向覆膜机内洒入成膜浆液，充分混合搅拌，使得包覆有保水层2的预制发酵物1的外表面形成内包膜3；

S5、采用生物质碳灰与纤维混合造粒形成掺杂有纤维丝402的生物质预制颗粒401，向生物质预制颗粒401内浸渍生物菌剂403，低温干燥得到生物菌预制包囊4；

S6、将S3中得到的预制发酵物1洒落于生物菌预制包囊4内，且在内包膜3的外表面事先涂抹一层水溶性包膜液，充分混合搅拌，多个生物菌预制包囊4粘附于内包膜3的外表面；

S7、最后，将S6中所得到的预制发酵物1再次洒落于覆膜机中，向覆膜机内同样洒入水溶性包膜液，充分混合搅拌，即得到外表面带有外包膜5的预制体。

请参阅图5-6，混料机构包括转动安装于一对支架之间的上混料筒6，其中一个支架上安装有对上混料筒6进行驱动的电机，上混料筒6的顶端设有上进料斗601，上混料筒6的底端连接有入料板7，入料板7的底端连接有下混料筒8，下混料筒8、入料板7以及上混料筒6的内部相互连通，上混料筒6的底端侧壁上安装有电磁阀板，入料板7的顶端一侧设有与其内部相连通的下进料斗701，S3中，吸水片201、树脂粘合剂202以及高吸水纤维绒毛203通过上进料斗601置于上混料筒6内，启动电机，电机采用正反转电机，实现上混料筒6来回往复运动，使得高吸水纤维绒毛203贴附于吸水片201上，再打开上混料筒6底部的电磁阀板，保水层2落入下混料筒8内，再通过下进料斗701将事先拌有粘合液的预制发酵物1导入下混料筒8内，实现预制发酵物1与保水层2之间的充分搅拌，易于预制发酵物1、保水层2前后无间断地进行搅拌，无需利用两个混搅机构，操作简单，易于两者的贴附粘合。

在此，需要补充的是，成膜浆液选用粘合树脂、石蜡、聚乙烯混合配比而成，为一种半透性或难溶性膜，具有缓慢释放养分特性，起到很好的缓释作用，水溶性包膜液包括环氧树脂、可溶性成膜剂混合配比而成，当该预制体被投放至土壤内后，外层的外包膜5遇水溶解，裸露出内侧的多个生物菌预制包囊4，带有生物菌剂403的生物菌预制包囊4与土壤接触后，大量有益微生物的进入土壤内，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，同时可对周围的有害重金属进行一定程度上的吸附。

本发明利用多种天然有机肥原料发酵造粒得到预制发酵物1，有机肥料养分高，易被土壤吸收，可促进作物快速生长和预防虫害，在预制发酵物1的外表面包裹一层保水层2，有效提高预制发酵物1的高保水性能，当外界水分透过内包膜3导入至预制发酵物1处时，保水层2能够对大量水分进行保存，促进营养成分溶解，养分在渗透压的作用下再透过内包膜3向土壤溶液扩散，不断被作物吸收利用，减少可溶性养分的淋失、氨的挥发损失和磷的固定等，有利于提高肥料利用率，同时在内包膜3与外包膜5之间形成一层微生物附着层，请参阅图4，当外层的外包膜5溶解后，附着于内包膜3外表面上的多个生物菌预制包囊4脱离内包膜3，多个生物菌预制包囊4扩散于土壤内，大量有益微生物的进入土壤内，有效抑制了有害病菌的生长和繁殖，同时可对周围的有害重金属进行一定程度上的吸附。

以上；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。