专利名称：一种高效有机肥及制备方法
技术领域：
本发明涉及有机肥料，具体地说是一种高效有机肥及其制备方法。
背景技术：
目前，固体废弃物如污泥、城市垃圾、秸秆、禽畜粪便等的污染已经成为环境污染 的突出问题，尤其是随着集约化养殖业的迅速发展，禽畜粪便污染急剧发展。如果不能有效 进行处理，会严重影响生态环境甚至危害人体健康。高温堆肥是将固体废弃物无害化和资 源化而转化为优质有机肥的有效途径。高温堆肥使有机废弃物分解，具有处理时间短、无害 化比较彻底等特点。堆肥产品因富含腐殖质和矿质养分而作为良好的土壤调理剂和有机肥 料。但高温堆肥过程中普遍存在氮素损失现象，有时高达77%，大部分以氨(NH3)的形式挥 发而进入大气中，不仅污染环境、威胁人类健康，而且降低了肥料中的养分含量。为了适应 废弃物资源化、规模化和工厂化处理的发展趋势和环保要求，堆肥化处理中的保氮技术已 成为国内外研究的热点。通过工业途径，生产以高利用率、高环境安全性为特征的高效有机 肥，对于推动我国肥料工业和无公害农业的发展意义重大。酸或酸性盐等化学改良剂在降低堆肥氮素损失、促进氮素更多地以铵态氮(氨和 铵)的形式贮存是十分有效的。而基于经济成本和环境安全方面的考虑，成本较低的可溶 性盐类又是优选的化学改良剂。在有机物料堆制过程中添加脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三 胺(N-(n-butyl)ti0ph0Sph0riCtriamide，NBPT)是原位保氮的一种有效措施。脲酶抑制剂 是能够抑制土壤脲酶活性的一类物质的总称，在尿素中加入脲酶抑制剂是近10年来研究 出来的新技术使用土壤脲酶抑制剂可有效地减缓尿素分解成氨的酶解过程，延长施肥点处 尿素的扩散时间，由此降低土壤中NH4+和NH3的浓度，使土壤供肥和作物需肥同步。因此，应 用土壤脲酶抑制剂对节省尿素肥施用量、提高作物产量、减少环境污染等均有好处，是一种 可持续的农业生产技术。正丁基硫代磷酰三胺(N — (n-butyl)tiophosphoric triamide, NBPT)是目前最有效的土壤脲酶抑制剂之一，同时，NBPT可直接用于改良土壤，促进植物生 长，使用后提高农作物产量10 20%。然而，综合利用有机肥和脲酶抑制剂来提高有机肥 料养分的研究尚未见报道。
发明内容
针对现有堆肥化过程中养分损失较高的问题，本发明提供一种既能提高有机肥料 养分含量、又能改良土壤提高农产品品质的高效有机肥及其制备方法。本发明技术方案如下一种高效有机肥，由腐熟的添加了脲酶抑制剂NBPT的禽畜粪便、玉米秸秆以及微 量元素组成，按干基重量份数比例计，其具体成份为禽畜粪便10 25份，玉米秸秆60 70份，脲酶抑制剂1 3份，草炭10 20份，微量元素0 3份，镁砂0 1份。所述微量元素为Zn、B、Mn、Fe, Mo之一或其组合。所述高效有机肥的制备方法为
按比例将禽畜粪便、玉米秸秆、草炭、微量元素、镁砂、NBPT混合堆腐，混合造粒，粉 碎后的原料按如下干基重量份数比例混合禽畜粪便10 25份，玉米秸秆60 70份，脲酶抑 制剂NBPT 1 3份，微量元素0 3份，镁砂0 1份，含腐植酸30 70wt%的草炭10 20份；其中，混合堆腐保氮堆肥的过程为将含水20_35wt %玉米秸秆粉碎至< 40目，将60 70份玉米秸秆、含水 20-30wt% 10 20份草炭、微量元素0 3份，镁砂0 1份与10 25份含水60_85wt% 禽畜粪便均勻混合处理，在一木箱中堆成三角条垛形式进行露天堆腐，露天温度控制在 15-35 0C ；调节混合物料含水率在55_65衬％之间，碳氮比为30 1-25 1之间，添加微生 物复合菌剂“301”菌剂，其为禽畜粪便、玉米秸秆和草炭三种物质干基重量的万分之一-万 分之三，采用露天好氧发酵，对上述物料混合物进行翻抛处理，为其创造最好的反应环境， 使物料充分与氧接触，从而使生产出的有机肥达到最佳肥效；在第一次翻堆时添加1 3份的脲酶抑制剂进行保氮除臭；发酵周期为25-40天，前两周每周翻抛2-4次，以后每周翻抛1_3次，大约共翻抛 10-15次；也可以根据堆垛温度而改变翻抛次数，当堆垛温度低于60°C或高于65°C时，应适 当的增加翻抛次数。最终物料混合物的含水率为25-30%左右；采用筛分机把没有完全腐熟的直径大 于20毫米的大颗粒物料筛分出来，进行再次的堆腐翻抛处理；将完全腐熟的直径< 20毫米 颗粒加入搅拌机内，搅拌均勻(6min左右)，输入圆盘造粒机造粒，粒度3 4mm之间，然后 再送入滚筒干燥机内烘干，冷却，冷却、筛分、包装，得到含高量氮素的黑色高效有机肥，干 燥要求有机肥含水量彡5wt% 20wt%，干燥温度60-120°C。上述采用造粒技术所制备的肥料重量份数比例为玉米秸秆60份 70份，禽畜粪 便10 25份，NBPT 1 3份，微量元素(Zn、B、Mn、Fe、Mo) 0 3份，镁砂0 1份，草炭 10 20份。所述高效有机肥干固物的含水量最好> 5wt% 10%，干燥温度最好80-120°C; 所述脲酶抑制剂NBPT (N-丁基硫代磷酰三胺)磨碎过筛，粒径<60目；所述微量元素为Si、 B、Mn、Fe、Mo之一或其组合。发明原理草炭中的活性基团对养分有较强的吸附螯合能力，使被吸附螯合的养分缓慢释 放，减少其在土壤中的固定损失和淋失，增加其作物吸收率；利用脲酶抑制剂NBPT和尿素 对禽畜粪便等有机物料的堆腐进行保氮处理，减少了氮素损失，使有机肥不仅本身能提供 作物生长所需养分，促进作物生长，而且也提高了对有机肥的增效作用；同时脲酶抑制剂 NBPT能抑制土壤脲酶活性，因而能有效延缓有机肥料用于土壤后氮素水解为铵态氮的过 程，降低氨挥发损失。与其它普通有机肥相比，本发明的主要优点是1.有机肥转化为腐殖质，促进土壤形成团粒结构，提高土壤保肥、保水、保温性能， 改良土壤，培肥地力，有利于增加土壤中微生物的数量，为土壤中微生物的活动创造良好的环境，增加微生物活性，促进微生物对有机肥料的分解转化能力。2.显著提高肥料养分利用率。可提高氮利用率10% 30%，提高磷利用率5% 10%，提高钾利用率5%左右，并能显著提高中微量元素利用率。3.能满足和供应植物生长所需的多种养分，调理植物生长，提高作物产量和质量。 本发明含有作物生长所需的氮、磷、钾和多种中微量元素，并含有蛋白质、氨基酸以及各种 其它小分子有机酸和多糖等生理活性物质；同时NBPT自身能加速作物新陈代谢，调理植物 生长。4.改良土壤物理性状，能促进健康土壤生物链的形成，降低及防止病虫害的衍生， 为植物生长建立优良的有机生态条件。
具体实施例方式下面通过实施例详述本发明。实施例1(以重量份数比计，下同)将5kg粉碎至彡40目的玉米秸秆(含水25%左右)和Ikg草炭(含水约 25 % )，60g 的镁砂、180g 的微量元素(ZnSO4 硼砂MnSO4 FeSO4 (NH4)2MoO4 = 50 5 14 30 1)等干燥物与5kg禽畜粪便(含水75%左右)均勻混合处理，添加 微生物菌剂“301”菌剂(有机肥干基重量的万分之一-万分之三)，在一木槽中堆成三角条 垛形式进行露天堆腐。根据原材料中C、N含量的测定结果，调节混合物料含水率在60%左 右，调节碳氮比约为30 1，采用露天好氧发酵工艺。发酵周期为25天，前两周每周翻抛3 次，后两周每周翻抛2次，共翻抛10次，室内温度控制在15°C以上。对畜禽粪便混合物进行 翻抛处理，为其创造良好的反应环境，使物料充分与氧接触，从而使生产出的有机肥达到最 佳肥效。在第一次翻堆时添加150g脲酶抑制剂NBPTX粉碎至< 60目)进行保氮除臭。最 终畜禽粪便混合物成有机肥含水率为左右。采用筛分机把完全腐熟的颗粒(直径小于 20毫米)有机肥筛分出来，放入搅拌机内搅拌均勻(6min左右)，输入圆盘造粒机造粒，粒 度3 4mm之间，然后再送入滚筒干燥机内烘干数小时，冷却、筛分、包装，得到含高量氮素 的黑色高效有机肥，干燥要求含水量< 20%，干燥温度低于120°C。上述采用造粒技术所制备的肥料重量份数比例为玉米秸秆61份，草炭12. 2份， 禽畜粪便20. 4份，NBPT 2. 44份，微量元素(Zn、B、Mn、Fe、Mo) 2. 93份，镁砂0. 98份。实施例2将5. 35kg粉碎至彡40目的玉米秸秆(含水30%左右)和0. 94kg草炭(含水 约 20% )，30g 的镁砂，150g 的微量元素(ZnSO4 硼砂MnSO4 FeSO4 (NH4)2MoO4 = 50 5 14 30 1)等干燥物与3. 6kg禽畜粪便(含水65%左右)均勻混合处理，添 加180g脲酶抑制剂NBPT (粉碎至彡60目)进行保氮除臭，添加微生物菌剂“301”菌剂(有 机肥干基重量的万分之一-万分之三)，在一木槽中堆成三角条垛形式进行露天堆腐。根据 原材料中C、N含量的测定结果，调节混合物料含水率在60%左右，调节碳氮比约为25 1， 采用露天好氧发酵工艺。发酵周期为观天，前两周每周翻抛3次，后两周每周翻抛2 3 次，共翻抛10 12次，室内温度控制在15°C以上。对畜禽粪便混合物进行翻抛处理，为其 创造良好的反应环境，使物料充分与氧接触，从而使生产出的有机肥达到最佳肥效。最终畜 禽粪便混合物成有机肥含水率为22%左右。采用筛分机把完全腐熟的颗粒(直径小于20毫米)有机肥筛分出来，放入搅拌机内搅拌均勻(5min左右)，输入圆盘造粒机造粒，粒度 3 4mm之间，然后再送入滚筒干燥机内烘干数小时，冷却、筛分、包装，得到含高量氮素的 黑色高效有机肥，干燥要求含水量< 20%，干燥温度低于100°C。上述采用造粒技术所制备的肥料重量份数比例为玉米秸秆61. 2份，禽畜粪便 20. 6 份，NBPT 2. 9 份，微量元素(Zn、B、Mn、Fe、Mo) 2. 45 份，镁砂 0. 45 份，草炭 12. 3 份。本发明原理是调控有机物料中碳氮比例、调控脲酶活性、稳定氨离子、提高氮素利 用率，在土壤中保持氮磷钾三要素的配比相对稳定，从而实现平衡施肥的应用效果。本发明 肥料能显著提高肥料养分利用率，能满足和供应植物生长所需的多种养分，改良土壤，保护 生态环境，调理植物生长，提高作物产量和质量。
权利要求
1.一种高效有机肥，其特征在于由腐熟的添加了脲酶抑制剂NBPT的禽畜粪便、玉米 秸秆以及微量元素组成，按干基重量份数比例计，其具体成份为禽畜粪便10 25份，玉 米秸秆60 70份，脲酶抑制剂1 3份，草炭10 20份，微量元素0 3份，镁砂0 1 份。
2.根据权利要求1所述高效有机肥，其特征在于所述微量元素为Zn、B、Mn、Fe、M0之一或其组合。
3.—种权利要求1所述高效有机肥的制备方法，其特征在于按比例将禽畜粪便、玉米 秸秆、草炭、微量元素、镁砂、正丁基硫代磷酰三胺NBPT混合堆腐，混合造粒，粉碎后的原料按如下干基重量份数比例混合禽畜粪便10 25份，玉米秸秆60 70份，脲酶抑制 剂正丁基硫代磷酰三胺NBPT 1 3份，微量元素0 3份，镁砂0 1份，含腐植酸30 70wt%的草炭10 20份；其中，混合堆腐保氮堆肥的过程为将含水20-35衬％玉米秸秆粉碎至< 40目，将60 70份玉米秸秆、含水20_30wt% 10 20份草炭、微量元素0 3份，镁砂0 1份与10 25份含水60_85衬％禽畜粪便 均勻混合处理，在一木箱中堆成三角条垛形式进行露天堆腐，露天温度控制在15-35°C ；调节混合物料含水率在55-65wt%之间，碳氮比为30 1-25 1之间，添加微生物复 合菌剂“301”菌剂，其为禽畜粪便、玉米秸秆和草炭三种物质干基重量的万分之一-万分之 三，采用露天好氧发酵，对上述物料混合物进行翻抛处理，为其创造最好的反应环境，使物 料充分与氧接触，从而使生产出的有机肥达到最佳肥效；在第一次翻堆时添加1 3份的脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺NBPT进行保氮除臭； 发酵周期为25-40天，前两周每周翻抛2-4次，以后每周翻抛1-3次，大约共翻抛10-15次；最终物料混合物的含水率为25-30%左右；采用筛分机把没有完全腐熟的直径大于20 毫米的大颗粒物料筛分出来，进行再次的堆腐翻抛处理；将完全腐熟的直径< 20毫米颗粒 加入搅拌机内，搅拌均勻，送入滚筒干燥机内烘干，冷却，得到含高量氮素的黑色高效有机 肥，干燥要求有机肥含水量> 5wt% 20wt%，干燥温度60-120°C。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于可以根据堆垛温度而改变翻抛次数， 当堆垛温度低于60°C或高于65°C时，应适当的增加翻抛次数。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述高效有机肥干固物的含水量 ^ 5wt% - ^ 10%，干燥温度 80-120°C。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述脲酶抑制剂NBPT(N-丁基硫代 磷酰三胺)磨碎过筛，粒径< 60目。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述微量元素为Zn、B、Mn、Fe、M0之 一或其组合。
全文摘要
本发明涉及有机肥料，具体地说是一种高效有机肥及其制备方法，按干基重量份数比例计，其具体成份为禽畜粪便10～25份，玉米秸秆60～70份，脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺NBPT1～3份，草炭10～20份，微量元素0～3份，镁砂0～1份。本发明原理是调控有机物料中碳氮比例、调控脲酶活性、稳定氨离子、提高氮素利用率，在土壤中保持氮磷钾三要素的配比相对稳定，从而实现平衡施肥的应用效果。本发明肥料能显著提高肥料养分利用率，能满足和供应植物生长所需的多种养分，改良土壤，保护生态环境，调理植物生长，提高作物产量和质量。
文档编号C05G3/04GK102079668SQ20091022019
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者张玉兰, 武志杰, 王俊宇, 陈利军 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所