一種提高磷素有效性的生物質有機肥料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種提高磷素有效性的生物質有機肥料，由下列重量份的原料制成：硫酸鈉2?3、瓜爾豆膠粉3?4、啤酒糟11?13、磷酸二氫銨3?4亞硒酸鉀1?3、木炭15?16、豆粕20?22、農作物秸稈86?90、伊樂藻64?66、纖維素酶制劑2?3、蛋白酶制劑2?4、酸豆果6?7、水適量；本發明的生物質有機肥利用原料發酵物中大量有機酸吸附土壤中的磷酸根，并依靠伊樂藻生物炭的大比表面積和豐富的含氧功能團，降低土壤中氧化鐵鋁等對磷的吸附，顯著提高了磷在土壤中的活性和生物有效性，一方面滿足了作物對磷元素的吸收要求，另一方面減輕了磷對土壤和水體的污染，具有較高的環境經濟效益。
【專利說明】
一種提高磷素有效性的生物質有機肥料
技術領域
[0001]本發明涉及有機肥料技術領域，尤其涉及一種提高磷素有效性的生物質有機肥料。
【背景技術】
[0002]隨著我國農業生產的專業化、產業化、規模化的發展，農業對于肥料、土壤肥力的要求不斷升級，而傳統無機肥的大量使用又導致土壤理化性質惡化，農產品的產量、品質及抗性下降，制約了農業種植的可持續發展。針對以上問題不少農業種植戶選擇使用有機肥來改善種植條件，但有機肥制備過程中的關鍵步驟是對難分解的纖維素類物質的分解，在植物秸桿的結構中，纖維素是秸桿細胞壁的重要組成成分，起著支持和固定植物體的主要功能，難于被生物分解，阻礙了細胞內容物的釋放和礦化。
[0003]為此，使用生物酶對植物纖維進行降解是一種較好的方法，但游離的生物酶在高溫、強酸、強堿、高離子濃度等條件下不夠穩定，容易失活而降低其催化能力，造成了在應用上的很大限制。
[0004]為此，本發明人提供一種生物質炭固載生物酶的方法，以提高酶的穩定性和抗抑制性，并針對目前大量土壤含磷量低、磷素有效性低的現狀，提供了一種提高磷素有效性的生物質有機肥料，用以促進農業種植產業的發展。
【發明內容】
[0005]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種提高磷素有效性的生物質有機肥料。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種提高磷素有效性的生物質有機肥料，由下列重量份的原料制成:硫酸鈉2-3、瓜爾豆膠粉3-4、啤酒糟11-13、磷酸二氫銨3-4亞砸酸鉀1-3、木炭15-16、豆柏20-22、、農作物秸桿86-90、伊樂藻64-66、纖維素酶制劑2_3、蛋白酶制劑2_4、酸豆果6_7、水適量。
[0007]所述的生物質有機肥料的制備方法的具體步驟如下:
(1)將酸豆果壓榨出汁后過濾，將濾液與硫酸鈉、亞砸酸鉀混合并加熱至68-70°C，攪拌20分鐘后烘干，得粉末備用；
(2)將伊樂藻烘干后置于密封高溫爐中，以5-7°C/分的速度升溫至450°C，達到最終溫度后繼續加熱保溫90-120分鐘，冷卻后取出，將所得生物炭粉碎后過篩，取粒徑在0.15-
0.25mm的顆粒備用；
(3)將生物炭與水按質量比1:9混合后浸泡18-24小時，離心去除上清液后繼續重復浸泡，至上清液無色后將所得生物炭在55-60°C下烘干備用；
(4)將步驟3所得生物炭與0.2mol/L的高錳酸鉀溶液按質量比1:12混合后，使用頻率為30-40kHz，功率為15W的超聲波超聲60-80分鐘以混勻，加熱蒸干后在放入高溫爐中在450-500°C下無氧熱解30-40分鐘，得到固載了錳氧化物的生物炭材料，備用； (5 )向步驟4所得生物炭材料中加入5-6倍質量水，再加入纖維素酶制劑和蛋白酶制劑，調節液體PH為5.0-5.5，在室溫下緩慢攪拌10-20分鐘后浸漬7小時，過濾并在48-52 °C下烘干，得到外源酶固定的生物炭復合材料；
(6)將步驟I所得酸豆果渣以及農作物秸桿、木炭、豆柏混合后進行堆肥發酵，待20天后堆肥溫度降低，加入瓜爾豆膠粉、啤酒糟以及步驟5所得生物炭復合材料，繼續發酵12-15天；
(7)將步驟6所得發酵料在45-50°C低溫下烘干后粉碎，并與磷酸二氫銨、步驟I所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒機中制粒，即得本發明生物質肥料。
[0008]本發明的優點是:
伊樂藻經熱解后所得生物炭表面會被熱解過程中產生的無機鹽、醋液、焦油等副產物附著，因此采用與水混合浸泡離心洗脫以除去雜質，既提高了生物炭的吸附性能，又能防止雜質進入土壤后造成的二次污染。
[0009]將錳氧化物固載在生物炭上可以大大提高其對重金屬的吸附效果，增強肥料顆粒對土壤重金屬污染的約束力，提高土壤安全性。
[0010]采用纖維素酶和蛋白酶協同作用對堆肥進行降解發酵，通過纖維素酶促進秸桿纖維素的降解，破壞秸桿細胞壁的骨架結構，再由蛋白酶分解秸桿細胞壁上的粗蛋白，在細胞壁上形成通道并提高氮含量，最終完全分解發酵料，顯著提高了肥料顆粒的養分含量。
[0011]本發明的生物質有機肥利用原料發酵物中大量有機酸吸附土壤中的磷酸根，并依靠伊樂藻生物炭的大比表面積和豐富的含氧功能團，降低土壤中氧化鐵鋁等對磷的吸附，顯著提高了磷在土壤中的活性和生物有效性，一方面滿足了作物對磷元素的吸收要求，另一方面減輕了磷對土壤和水體的污染，具有較高的環境經濟效益。
【具體實施方式】
[0012]—種提高磷素有效性的生物質有機肥料，由下列重量份(kg)的原料制成:硫酸鈉
2、瓜爾豆膠粉3、啤酒糟11、磷酸二氫銨3亞砸酸鉀1、木炭15、豆柏20、、農作物秸桿86、伊樂藻64、纖維素酶制劑2、蛋白酶制劑2、酸豆果6、水適量。
[0013]所述的生物質有機肥料的制備方法的具體步驟如下:
(1)將酸豆果壓榨出汁后過濾，將濾液與硫酸鈉、亞砸酸鉀混合并加熱至68°C，攪拌20分鐘后烘干，得粉末備用；
(2)將伊樂藻烘干后置于密封高溫爐中，以5°C/分的速度升溫至450°C，達到最終溫度后繼續加熱保溫90分鐘，冷卻后取出，將所得生物炭粉碎后過篩，取粒徑在0.15_的顆粒備用；
(3)將生物炭與水按質量比1:9混合后浸泡18小時，離心去除上清液后繼續重復浸泡，至上清液無色后將所得生物炭在55 °C下烘干備用；
(4)將步驟3所得生物炭與0.2mol/L的高錳酸鉀溶液按質量比1:12混合后，使用頻率為30kHz，功率為15W的超聲波超聲60分鐘以混勻，加熱蒸干后在放入高溫爐中在450°C下無氧熱解30分鐘，得到固載了錳氧化物的生物炭材料，備用；
(5)向步驟4所得生物炭材料中加入5倍質量水，再加入纖維素酶制劑和蛋白酶制劑，調節液體PH為5.0，在室溫下緩慢攪拌10分鐘后浸漬7小時，過濾并在48°C下烘干，得到外源酶固定的生物炭復合材料；
(6)將步驟I所得酸豆果渣以及農作物秸桿、木炭、豆柏混合后進行堆肥發酵，待20天后堆肥溫度降低，加入瓜爾豆膠粉、啤酒糟以及步驟5所得生物炭復合材料，繼續發酵12天；
(7)將步驟6所得發酵料在45°C低溫下烘干后粉碎，并與磷酸二氫銨、步驟I所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒機中制粒，即得本發明生物質肥料。
[0014]通過使用本發明生物質有機肥，土壤肥力得到較大幅度的改善，其中有效氮、鉀，尤其是磷以及多種微量元素含量都得到提高，同時土壤的理化性質也有所改善，具體表現在土壤干濕平衡，有機質含量增加，土壤內有益菌群數量增加，同時土壤中有機碳水平和土壤陽離子交換量都得到提高，最終得到較高產量和質量的農產品，可以看出本發明有機肥具有極高的使用價值。
【主權項】
1.一種提高磷素有效性的生物質有機肥料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:硫酸鈉2-3、瓜爾豆膠粉3-4、啤酒糟11-13、磷酸二氫銨3-4亞砸酸鉀1-3、木炭15-16、豆柏20-22、、農作物秸桿86-90、伊樂藻64-66、纖維素酶制劑2-3、蛋白酶制劑2-4、酸豆果6-7、水適量。2.根據權利要求書I所述的提高磷素有效性的生物質有機肥料，其特征在于，制備方法的具體步驟如下: (1)將酸豆果壓榨出汁后過濾，將濾液與硫酸鈉、亞砸酸鉀混合并加熱至68-70°C，攪拌20分鐘后烘干，得粉末備用； (2)將伊樂藻烘干后置于密封高溫爐中，以5-7°C/分的速度升溫至450°C，達到最終溫度后繼續加熱保溫90-120分鐘，冷卻后取出，將所得生物炭粉碎后過篩，取粒徑在0.15-.0.25mm的顆粒備用； (3)將生物炭與水按質量比1:9混合后浸泡18-24小時，離心去除上清液后繼續重復浸泡，至上清液無色后將所得生物炭在55-60°C下烘干備用； (4)將步驟3所得生物炭與0.2mol/L的高錳酸鉀溶液按質量比1:12混合后，使用頻率為30-40kHz，功率為15W的超聲波超聲60-80分鐘以混勻，加熱蒸干后在放入高溫爐中在450-500°C下無氧熱解30-40分鐘，得到固載了錳氧化物的生物炭材料，備用； (5)向步驟4所得生物炭材料中加入5-6倍質量水，再加入纖維素酶制劑和蛋白酶制劑，調節液體PH為5.0-5.5，在室溫下緩慢攪拌10-20分鐘后浸漬7小時，過濾并在48-52 V下烘干，得到外源酶固定的生物炭復合材料； (6)將步驟I所得酸豆果渣以及農作物秸桿、木炭、豆柏混合后進行堆肥發酵，待20天后堆肥溫度降低，加入瓜爾豆膠粉、啤酒糟以及步驟5所得生物炭復合材料，繼續發酵12-15天； (7)將步驟6所得發酵料在45-50°C低溫下烘干后粉碎，并與磷酸二氫銨、步驟I所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒機中制粒，即得本發明生物質肥料。
【文檔編號】C05G3/08GK106007916SQ201610323942
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】楊新虎
【申請人】安徽昊利肥業有限公司