采用畜禽粪便制备的高养分有机肥的制作方法

2021-01-30 20:01:26|

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技术领域：

本发明涉及有机肥技术领域，具体涉及一种采用畜禽粪便制备的高养分有机肥。

背景技术：
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有机肥，主要来源于植物和或动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，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，是绿色食品生产的主要养分。

由于挥发、流失、渗透等因素，我国肥料的当季利用率较低，氮肥约为30-35％，磷肥约为10-25％，钾肥约为35-50％，远远低于发达国家水平。低的肥料利用率不仅会造成巨大的经济损失，而且还会严重污染水体，使水体富营养化，并使水体中的硝酸盐等有害成分的含量超标。

农作物秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。目前，农作物秸秆作为肥料的通常应用方式是直接掩埋还田，虽然操作简便，但存在秸秆养分利用率不高的问题，并且由于秸秆不似腐熟的农家肥一般碎，因此会影响农作物的种植，从而导致焚烧现象的出现。

本发明基于降低加工成本同时提高肥料利用率的目的，采用畜禽粪便作为主料制备有机肥，所制有机肥富含植物生长所需的多种营养元素，能够很好地满足植物的健康生长，并且绿色环保。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用畜禽粪便制备的高养分有机肥，一方面可以利用所含丰富的营养元素来满足植物生长所需，另一方面可以保证有机肥的利用率，强化有机肥的绿色环保性。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

采用畜禽粪便制备的高养分有机肥，由颗粒肥料和包衣材料制成，所述颗粒肥料包含如下重量份数的组分：

畜禽粪便干料100-200份、植物油粕20-50份、米糠20-50份、糖蜜5-15份、石粉5-15份、磷石膏5-15份、中微量元素1-10份、生物菌种0.5-5份；

所述包衣材料是以n-((2-(二异丙胺基)乙氧基)甲基)丙烯酰胺作为单体经聚合反应制成，平均聚合度为500-1300；

所述n-((2-(二异丙胺基)乙氧基)甲基)丙烯酰胺是由n-羟甲基丙烯酰胺与二异丙氨基乙基氯盐酸盐经取代反应制成。

所述n-羟甲基丙烯酰胺、二异丙氨基乙基氯盐酸盐的摩尔比为1:1。

所述颗粒肥料、包衣材料的质量比为80-95:5-20。

所述植物油粕选自菜籽油粕、大豆油粕、花生油粕、芝麻油粕、玉米油粕、葵花籽油粕中的至少一种。

所述糖蜜选自甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜、葡萄糖蜜、玉米糖蜜中的至少一种。

所述石粉选自沸石粉、蛭石粉、蒙脱石粉、麦饭石粉、海泡石粉中的至少一种。

所述生物菌种由质量比1-5:1-5:1-5:1-5的固氮菌、解磷菌、解钾菌、黑曲霉组成。

所述中微量元素由质量比1-10:1-10:1-10:1-10:1-10:1-10:1-10的硫酸锌、硫酸铵、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂、硫酸锰组成。

采用畜禽粪便制备高养分有机肥的方法，包括以下制备步骤：

(1)颗粒肥料的制备：向混合机中加入畜禽粪便干料、植物油粕、米糠、糖蜜、石粉、磷石膏、中微量元素、生物菌种，充分混合后利用肥料制粒机制成颗粒肥料；

(2)包衣材料的制备：将n-羟甲基丙烯酰胺和二异丙氨基乙基氯盐酸盐溶解于水中，再加入三乙胺，加热进行取代反应，取代反应结束后加入过硫酸钾，继续加热进行聚合反应，聚合反应结束后冷却，加入乙醇沉淀，过滤，取固体，干燥，得到包衣材料；

(3)有机肥的制备：将包衣材料用5％醋酸溶液溶解制成包衣液，并将颗粒肥料加入包衣机中，在包衣机旋转下喷入包衣液，喷完后继续旋转，干燥，得到有机肥。

油粕是榨油后的副产品，通常作为牲畜的饲料，也作为植物的肥料。将油粕作为肥料不仅可以肥沃土壤，还能起到疏松土壤的作用。

米糠主要含有蛋白质、脂肪和糖，作为肥料施入土壤后也能起到疏松土壤的作用，缓解土壤板结的问题。

糖蜜是制糖工业的副产品，含有大量的可发酵糖，主要是蔗糖，是很好的发酵原料，可以作为生物菌种的营养来源。

磷石膏含有丰富的可溶性钙、硫、磷和微量元素，可以作为低浓度肥料和微量元素供给剂，并且用在碱化土壤上可以起到改良剂和肥料的双重作用。

中微量元素包含多种中量元素和微量元素，植物生长缺乏中微量元素时会出现生长缓慢、产量受损和品质低下的问题。

生物菌种可以起到提高土壤肥力、协助植物吸收营养和增强植物抗逆性的作用。

本发明的有益效果是：本发明利用畜禽粪便和植物油粕等辅料制备颗粒肥料，并以聚n-((2-(二异丙胺基)乙氧基)甲基)丙烯酰胺作为包衣材料，对颗粒肥料进行包衣处理从而制得有机肥；所制有机肥含有丰富的养分且配比合理，不仅能够显著提高土壤的肥力，满足多种农作物的生长需求，还能保证肥力的利用率，避免肥力的流失，减轻肥力流失后对环境的污染。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

(1)颗粒肥料的制备：向混合机中加入15.5kg畜禽粪便干料、3.8kg菜籽油粕、2.8kg米糠、1kg甜菜糖蜜、1kg蛭石粉、0.8kg磷石膏、0.5kg中微量元素(由质量比8:6:5:4:3:2:1的硫酸锌、硫酸铵、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铜、硼砂、硫酸锰组成)、0.2kg生物菌种(由质量比5:2:2:1的固氮菌、解磷菌、解钾菌、黑曲霉组成)，充分混合后利用肥料制粒机制成平均粒径3.5mm的颗粒肥料。

(2)包衣材料的制备：将10gn-羟甲基丙烯酰胺和20g二异丙氨基乙基氯盐酸盐溶解于水中，再加入20g三乙胺，加热至60℃进行取代反应2h，取代反应结束后加入1.5g过硫酸钾，继续加热至70℃进行聚合反应3h，聚合反应结束后冷却，加入等量乙醇沉淀，过滤，取固体，干燥，得到包衣材料，平均聚合度为1020。

(3)有机肥的制备：将1.5kg包衣材料用5％醋酸溶液溶解制成包衣液，并将8.5kg颗粒肥料加入包衣机中，在包衣机旋转下喷入包衣液，喷完后继续旋转，干燥，得到有机肥。

实施例2

实施例2不同于实施例1的是调整了包衣材料与颗粒肥料的质量比。

(3)有机肥的制备：将2kg包衣材料用5％醋酸溶液溶解制成包衣液，并将8kg颗粒肥料加入包衣机中，在包衣机旋转下喷入包衣液，喷完后继续旋转，干燥，得到有机肥。

对照例1

对照例1不同于实施例1的是在制备包衣材料时直接以n-羟甲基丙烯酰胺作为聚合单体。

(2)包衣材料的制备：将30gn-羟甲基丙烯酰胺溶解于水中，再加入1.5g过硫酸钾，继续加热至70℃进行聚合反应3h，聚合反应结束后冷却，加入等量乙醇沉淀，过滤，取固体，干燥，得到包衣材料。

对照例2

对照例2不同于实施例1的是以质量比1:1的壳聚糖和β-环糊精的混合物作为包衣材料。

(2)包衣材料的制备：将质量比1:1的壳聚糖和β-环糊精混合均匀，得到包衣材料。

对照例3

对照例3不同于实施例1的是聚乙烯醇作为包衣材料。

(2)有机肥的制备：将2kg聚乙烯醇用5％醋酸溶液溶解制成包衣液，并将8kg颗粒肥料加入包衣机中，在包衣机旋转下喷入包衣液，喷完后继续旋转，干燥，得到有机肥。

经红外光谱分析，实施例1制备的包衣材料在图谱上出现酰胺基、醚基的红外吸收峰，由此证明该包衣材料确实是由n-羟甲基丙烯酰胺和二异丙氨基乙基氯盐酸盐反应制成。

按照gb/t23348测定上述实施例和对照例所制有机肥的养分释放率。

将10g有机肥放入尼龙纱布袋中，封口后放入盛有250ml蒸馏水的烧瓶中，加盖密封烧瓶，以匀速振荡24h后将烧瓶中的水移出，测定初期养分释放率，再向烧瓶中加入250ml蒸馏水，继续匀速振荡，重复操作，测定30天、60天、90天的累积养分释放率。每组试验平行三次，取平均值。结果见表1。

表1

从上表可知，实施例所采用的包衣材料可以赋予制备的有机肥良好的缓释效果，并且缓释效果优于常规的壳聚糖、β-环糊精、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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