[发明专利]一种环保型生物基有机肥及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型生物基有机肥及其制备方法，属于有机废弃物资源化利用领域。

背景技术

随着现代农业的快速发展，有机肥在农产品生产过程中发挥着越来越重要的地位。有机肥的应用与推广不仅解决了有机废弃物的环境污染问题，同时，有机肥部分代替了化肥的使用，对提升土壤肥力、提高农产品品质起到至关重要的作用。有机肥一般是以畜禽粪便、生活垃圾、生活污泥等富含有机质的废弃物为主要原料经发酵腐熟后制成。然而，由于环境污染以及集约化养殖业的发展，一些重金属元素如Cu、Zn、As、Cr、Pb等被广泛应用于畜禽动物饲料添加剂，有机肥原料中的重金属等有毒有害物质不断积累，导致有机肥品质不佳，有机质含量低，重金属等污染物质随着有机废弃物进入到有机肥中。按照德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准，我国商品有机肥中的重金属Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、Ni、Hg含量超标率分别为19.1％、16％、9.3％、1.2％、67.9％、45.1％、10.5％。这些重金属将随着有机肥施用进入农田，不但在农业环境中累积造成污染，而且存在着进入食物链最终危害人体健康的安全隐患。因此，在有机肥生产中迫切需要筛选一种或几种有机肥基料，优化有机肥制备工艺，达到降低有机肥中重金属活性，提高有机肥中有机质含量的目的。

生物炭和腐植酸对重金属具有一定的吸附络合作用，并且其本身就是很好的土壤改良剂。生物炭对重金属离子的吸附主要是重金属离子在生物炭表面的离子交换吸附；同时还有重金属离子与其表面官能团之间的化学交联以及重金属离子在生物炭表面沉积而发生的物理吸附。生物炭具有多孔结构，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，保持土壤肥力。生物炭的孔洞结构易聚集营养物质和有益微生物，从而可提高有机肥品质。腐植酸是一种有机高分子化合物，带负电且阳离子代换量高，对重金属离子具有吸附作用，其特有的分子结构和官能团，可以与重金属离子发生交换、络合和螯合等作用，稳定重金属活性，为土壤、泥炭等补充有机成分。

因此，在有机肥制备过程中添加生物炭和生物腐殖酸，可为有机废弃物资源化再利用创造条件，对改善土壤理化性质、提升农产品品质、降低重金属对人体健康的威胁具有重要的现实意义，这也是农业可持续发展的必然要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过优选可钝化重金属、提升有机肥肥效的生物炭、生物腐植酸等有机废弃物转化产品作为堆肥基料，优化堆肥工艺，以达到生产环保型优质有机肥的目的。

针对本发明所要解决的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保型生物基有机肥，其为发明人通过实验筛选得到，重金属活性大大降低，有机质含量得到一定的提高。

本发明的另一个目的在于提供一种环保型生物基有机肥的制备方法。

根据本发明的一个目的，本发明提供了一种环保型生物基有机肥，其由畜禽粪便、秸秆、生物炭、生物腐植酸制备所得，所述有机肥原料包含如下质量比例的成分：畜禽粪便72％～87％，秸秆7％～19％，生物炭4％～6％，生物腐植酸2％～4％。

上述质量配比为本发明人通过实验筛选得到，该配比的生物炭、生物腐植酸可以使重金属活性最大限度地降低，同时最大程度提升有机肥有机质含量。

在本发明的一个较佳实施方式中，所述有机肥原料的质量比依次为78.6；12.3∶5.5∶3.6。

优选的，所述秸秆的粒径为1～5厘米，以有利于有机肥的快速腐熟。

在本发明中，相关术语如无特别说明，定义如下：

所述秸秆可以为选自含有纤维素的各种农业废弃物的一种或多种，例如，玉米秸秆、麦秸、稻草等。

所述生物炭可以为选自缺氧和300℃～600℃条件下生物质高温热裂解的固体产物的一种或多种，例如，秸秆炭、花生壳炭、木屑炭、生物质颗粒炭等。

所述生物腐植酸可以为选自生物质生物发酵的固体产物的一种或多种，例如，餐厨垃圾为原料的生物腐植酸，畜禽粪便为原料的生物腐植酸等。

根据本发明的另一目的，本发明提供了一种环保型生物基有机肥的制备方法，包括物料充分混合、堆肥、腐熟等步骤，其具体步骤如下：

1)将有机肥原料按如下比例充分混合：畜禽粪便72％～87％，秸秆7％～19％，生物炭4％～6％，生物腐植酸2％～4％原料，进行堆肥；

2)使堆体温度维持50℃以上至少5～7天后，待温度降低至室温时，结束堆肥；

3)将堆料后腐熟直至含水率降至30％以下。

优选的，在步骤1)中，将混合原料水分控制在60％～65％之间，更有利于堆肥的进行。