一种提高磷素有效性的生物质有机肥料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高磷素有效性的生物质有机肥料，由下列重量份的原料制成：硫酸钠2?3、瓜尔豆胶粉3?4、啤酒糟11?13、磷酸二氢铵3?4亚硒酸钾1?3、木炭15?16、豆粕20?22、农作物秸秆86?90、伊乐藻64?66、纤维素酶制剂2?3、蛋白酶制剂2?4、酸豆果6?7、水适量；本发明的生物质有机肥利用原料发酵物中大量有机酸吸附土壤中的磷酸根，并依靠伊乐藻生物炭的大比表面积和丰富的含氧功能团，降低土壤中氧化铁铝等对磷的吸附，显著提高了磷在土壤中的活性和生物有效性，一方面满足了作物对磷元素的吸收要求，另一方面减轻了磷对土壤和水体的污染，具有较高的环境经济效益。
【专利说明】
一种提高磷素有效性的生物质有机肥料
技术领域
[0001]本发明涉及有机肥料技术领域，尤其涉及一种提高磷素有效性的生物质有机肥料。
【背景技术】
[0002]随着我国农业生产的专业化、产业化、规模化的发展，农业对于肥料、土壤肥力的要求不断升级，而传统无机肥的大量使用又导致土壤理化性质恶化，农产品的产量、品质及抗性下降，制约了农业种植的可持续发展。针对以上问题不少农业种植户选择使用有机肥来改善种植条件，但有机肥制备过程中的关键步骤是对难分解的纤维素类物质的分解，在植物秸杆的结构中，纤维素是秸杆细胞壁的重要组成成分，起着支持和固定植物体的主要功能，难于被生物分解，阻碍了细胞内容物的释放和矿化。
[0003]为此，使用生物酶对植物纤维进行降解是一种较好的方法，但游离的生物酶在高温、强酸、强碱、高离子浓度等条件下不够稳定，容易失活而降低其催化能力，造成了在应用上的很大限制。
[0004]为此，本发明人提供一种生物质炭固载生物酶的方法，以提高酶的稳定性和抗抑制性，并针对目前大量土壤含磷量低、磷素有效性低的现状，提供了一种提高磷素有效性的生物质有机肥料，用以促进农业种植产业的发展。
【发明内容】
[0005]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种提高磷素有效性的生物质有机肥料。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种提高磷素有效性的生物质有机肥料，由下列重量份的原料制成:硫酸钠2-3、瓜尔豆胶粉3-4、啤酒糟11-13、磷酸二氢铵3-4亚砸酸钾1-3、木炭15-16、豆柏20-22、、农作物秸杆86-90、伊乐藻64-66、纤维素酶制剂2_3、蛋白酶制剂2_4、酸豆果6_7、水适量。
[0007]所述的生物质有机肥料的制备方法的具体步骤如下:
(1)将酸豆果压榨出汁后过滤，将滤液与硫酸钠、亚砸酸钾混合并加热至68-70°C，搅拌20分钟后烘干，得粉末备用；
(2)将伊乐藻烘干后置于密封高温炉中，以5-7°C/分的速度升温至450°C，达到最终温度后继续加热保温90-120分钟，冷却后取出，将所得生物炭粉碎后过筛，取粒径在0.15-
0.25mm的颗粒备用；
(3)将生物炭与水按质量比1:9混合后浸泡18-24小时，离心去除上清液后继续重复浸泡，至上清液无色后将所得生物炭在55-60°C下烘干备用；
(4)将步骤3所得生物炭与0.2mol/L的高锰酸钾溶液按质量比1:12混合后，使用频率为30-40kHz，功率为15W的超声波超声60-80分钟以混匀，加热蒸干后在放入高温炉中在450-500°C下无氧热解30-40分钟，得到固载了锰氧化物的生物炭材料，备用； (5 )向步骤4所得生物炭材料中加入5-6倍质量水，再加入纤维素酶制剂和蛋白酶制剂，调节液体PH为5.0-5.5，在室温下缓慢搅拌10-20分钟后浸渍7小时，过滤并在48-52 °C下烘干，得到外源酶固定的生物炭复合材料；
(6)将步骤I所得酸豆果渣以及农作物秸杆、木炭、豆柏混合后进行堆肥发酵，待20天后堆肥温度降低，加入瓜尔豆胶粉、啤酒糟以及步骤5所得生物炭复合材料，继续发酵12-15天；
(7)将步骤6所得发酵料在45-50°C低温下烘干后粉碎，并与磷酸二氢铵、步骤I所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒机中制粒，即得本发明生物质肥料。
[0008]本发明的优点是:
伊乐藻经热解后所得生物炭表面会被热解过程中产生的无机盐、醋液、焦油等副产物附着，因此采用与水混合浸泡离心洗脱以除去杂质，既提高了生物炭的吸附性能，又能防止杂质进入土壤后造成的二次污染。
[0009]将锰氧化物固载在生物炭上可以大大提高其对重金属的吸附效果，增强肥料颗粒对土壤重金属污染的约束力，提高土壤安全性。
[0010]采用纤维素酶和蛋白酶协同作用对堆肥进行降解发酵，通过纤维素酶促进秸杆纤维素的降解，破坏秸杆细胞壁的骨架结构，再由蛋白酶分解秸杆细胞壁上的粗蛋白，在细胞壁上形成通道并提高氮含量，最终完全分解发酵料，显著提高了肥料颗粒的养分含量。
[0011]本发明的生物质有机肥利用原料发酵物中大量有机酸吸附土壤中的磷酸根，并依靠伊乐藻生物炭的大比表面积和丰富的含氧功能团，降低土壤中氧化铁铝等对磷的吸附，显著提高了磷在土壤中的活性和生物有效性，一方面满足了作物对磷元素的吸收要求，另一方面减轻了磷对土壤和水体的污染，具有较高的环境经济效益。
【具体实施方式】
[0012]—种提高磷素有效性的生物质有机肥料，由下列重量份(kg)的原料制成:硫酸钠
2、瓜尔豆胶粉3、啤酒糟11、磷酸二氢铵3亚砸酸钾1、木炭15、豆柏20、、农作物秸杆86、伊乐藻64、纤维素酶制剂2、蛋白酶制剂2、酸豆果6、水适量。
[0013]所述的生物质有机肥料的制备方法的具体步骤如下:
(1)将酸豆果压榨出汁后过滤，将滤液与硫酸钠、亚砸酸钾混合并加热至68°C，搅拌20分钟后烘干，得粉末备用；
(2)将伊乐藻烘干后置于密封高温炉中，以5°C/分的速度升温至450°C，达到最终温度后继续加热保温90分钟，冷却后取出，将所得生物炭粉碎后过筛，取粒径在0.15_的颗粒备用；
(3)将生物炭与水按质量比1:9混合后浸泡18小时，离心去除上清液后继续重复浸泡，至上清液无色后将所得生物炭在55 °C下烘干备用；
(4)将步骤3所得生物炭与0.2mol/L的高锰酸钾溶液按质量比1:12混合后，使用频率为30kHz，功率为15W的超声波超声60分钟以混匀，加热蒸干后在放入高温炉中在450°C下无氧热解30分钟，得到固载了锰氧化物的生物炭材料，备用；
(5)向步骤4所得生物炭材料中加入5倍质量水，再加入纤维素酶制剂和蛋白酶制剂，调节液体PH为5.0，在室温下缓慢搅拌10分钟后浸渍7小时，过滤并在48°C下烘干，得到外源酶固定的生物炭复合材料；
(6)将步骤I所得酸豆果渣以及农作物秸杆、木炭、豆柏混合后进行堆肥发酵，待20天后堆肥温度降低，加入瓜尔豆胶粉、啤酒糟以及步骤5所得生物炭复合材料，继续发酵12天；
(7)将步骤6所得发酵料在45°C低温下烘干后粉碎，并与磷酸二氢铵、步骤I所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒机中制粒，即得本发明生物质肥料。
[0014]通过使用本发明生物质有机肥，土壤肥力得到较大幅度的改善，其中有效氮、钾，尤其是磷以及多种微量元素含量都得到提高，同时土壤的理化性质也有所改善，具体表现在土壤干湿平衡，有机质含量增加，土壤内有益菌群数量增加，同时土壤中有机碳水平和土壤阳离子交换量都得到提高，最终得到较高产量和质量的农产品，可以看出本发明有机肥具有极高的使用价值。
【主权项】
1.一种提高磷素有效性的生物质有机肥料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:硫酸钠2-3、瓜尔豆胶粉3-4、啤酒糟11-13、磷酸二氢铵3-4亚砸酸钾1-3、木炭15-16、豆柏20-22、、农作物秸杆86-90、伊乐藻64-66、纤维素酶制剂2-3、蛋白酶制剂2-4、酸豆果6-7、水适量。2.根据权利要求书I所述的提高磷素有效性的生物质有机肥料，其特征在于，制备方法的具体步骤如下: (1)将酸豆果压榨出汁后过滤，将滤液与硫酸钠、亚砸酸钾混合并加热至68-70°C，搅拌20分钟后烘干，得粉末备用； (2)将伊乐藻烘干后置于密封高温炉中，以5-7°C/分的速度升温至450°C，达到最终温度后继续加热保温90-120分钟，冷却后取出，将所得生物炭粉碎后过筛，取粒径在0.15-.0.25mm的颗粒备用； (3)将生物炭与水按质量比1:9混合后浸泡18-24小时，离心去除上清液后继续重复浸泡，至上清液无色后将所得生物炭在55-60°C下烘干备用； (4)将步骤3所得生物炭与0.2mol/L的高锰酸钾溶液按质量比1:12混合后，使用频率为30-40kHz，功率为15W的超声波超声60-80分钟以混匀，加热蒸干后在放入高温炉中在450-500°C下无氧热解30-40分钟，得到固载了锰氧化物的生物炭材料，备用； (5)向步骤4所得生物炭材料中加入5-6倍质量水，再加入纤维素酶制剂和蛋白酶制剂，调节液体PH为5.0-5.5，在室温下缓慢搅拌10-20分钟后浸渍7小时，过滤并在48-52 V下烘干，得到外源酶固定的生物炭复合材料； (6)将步骤I所得酸豆果渣以及农作物秸杆、木炭、豆柏混合后进行堆肥发酵，待20天后堆肥温度降低，加入瓜尔豆胶粉、啤酒糟以及步骤5所得生物炭复合材料，继续发酵12-15天； (7)将步骤6所得发酵料在45-50°C低温下烘干后粉碎，并与磷酸二氢铵、步骤I所得粉末以及其他剩余物料混合置于造粒机中制粒，即得本发明生物质肥料。
【文档编号】C05G3/08GK106007916SQ201610323942
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】杨新虎
【申请人】安徽昊利肥业有限公司