专利名称：生活垃圾制肥中小麦专用微生物有机肥配方及生产方法
技术领域：
本发明涉及一种生活垃圾制肥技术，属农业生产资料肥料生产领域，特别是涉及一种以生活垃圾为原料的小麦专用微生物有机肥配方及生产方法。
背景技术：
我国肥料行业随着农业的发展和科学技术的进步，近几十年也在进行演变，新型肥料品种不断涌现，对农业生产起到了一定的推动作用。化学肥料具有养分含量高、见效快、效果好的特点，所以长期以来人们养成了单施化肥的习惯。但是，在获得农作物增产的同时，也带来了因单施化肥造成的难以弥补的负面影响土壤酸化板结，肥力下降，农作物也受到污染，品质降低；后来人们考虑到农作物对主养分氮(N)、磷(P)、钾(K)的综合需求，便把单元素化肥按比例生产成复合肥，这样主要养分N、P、K虽然都有了，但没有考虑各种作物生长的习性及实际需求量的不同，不可避免地造成某些养分的浪费。例如N、P、K含量各15%即主养分45%的复合肥,用来种小麦,就违背了小麦所需N、P、K的比例为·I (0.3-0. 4) (0.6-0.8)的生长用肥习性，不但过多的P、K元素被浪费掉了，还增加了作物种植成本。随着国家的重视以及人们对化肥危害认识的加深，自2002年国家出台有机肥料标准和微生物肥料标准以来，有机肥料生产获得较快发展并初具规模。有机肥料虽然是完全营养肥料，对改良土壤、提高作物品质有化肥不可替代的作用。问题是，有机肥料的生产工艺还停留在堆肥阶段，大都没有严格地经过高温矿化发酵形成水溶性有机质、氨基酸、蛋白质，有机酸没有转化，不利于农作物吸收，主营养低，使用价值不高；有机肥生产的原料来源紧缺，导致市场肥料价格很高。而大量的源源不断的生活垃圾作为原料仅在堆肥法处理垃圾中利用，且没有剔除重金属离子污染，致使肥料难以达标而没有市场；制肥过程中又将遇热易分解而丧失效力的功能性微生物、植物生长调节物质、土壤调理剂等元素排斥在外，直接影响了肥料应有的功效。开拓有机肥料的原料来源，注重有机肥料品质和功效；因缺补缺，研发各种作物专用的微生物有机肥，是现代农业生产资料行业发展的方向和目标。只有把微生物、有机肥、无机肥、植物生长调节物质、土壤调理剂相结合而生产新型作物专用肥料，才符合现代农业的用肥需求，也是肥料行业的发展趋势。近几年，我们顺应这一发展方向和趋势，以生活垃圾包括餐厨垃圾、污水处理厂的污泥为原料，发明了生活垃圾制肥工艺及其配套设施。其工艺流程是，先将分选出塑料和废金属后的垃圾料磨细制浆，然后采取络合沉淀法剔除垃圾中动植物残体所含重金属离子的危害，再经脱水配伍并经高温矿质化反应发酵获得有机原月巴，最后经两次元素配位制肥工艺产出生物有机肥。所产肥料经质检机构检验，无重金属危害，有效活菌数、主养分等各项指标全部达到国标要求。与单施有机肥和单施复合化肥相比较，生物有机肥施用后作物的生长效果显著提高，为进一步研发各种作物专用肥奠定了基础。
发明内容
发明目的本发明的目的是为现代农业肥料生产和施用开创一条新路子，是在生活垃圾制肥工艺技术的基础上，深入研制小麦专用微生物有机肥的科学配方及生产方法。发明原理生活垃圾分选后的有机物料，经剔除重金属离子工艺消除污染后，按照“植物矿质营养学说”要求，进行高温矿质化反应发酵，继而得到腐熟度> 80%的有机原肥(此时原肥中有机质已可形成溶于水的碳水化合物)。依其理化性质，可以调配N、P、K达到^ 7%而不影响有机肥的特性，还可以分别调配各种作物特别敏感的有益元素，形成独有的施用效果。由于有机成分大，对微生物没有伤害，所以又可以加入生物制剂、土壤调理剂以及加富载体植物生长调节物质，而不被土壤生物降解，不被土壤胶体固定，使其和土壤溶液共同形成碳水化合物供作物根部吸收，为农作物提供全面营养。小麦专用微生物有机肥配方的依据经查询多方资料，结合制肥、施肥以及小麦生长状况分析(1)小麦在营养生长、生殖生长期都需要铜。铜是植物体内多种氧化酶的成分，与植物体内的氧化还原反应和呼吸作用有关；铜对蛋白质代谢及叶绿素的形成有重大 影响；铜还能增强光合作用和促进花粉萌发和花粉管伸长，提高结实率。尤其在小麦越冬期铜的影响特别大，对铜元素的需求敏感度在所有作物之首，补铜显得比增施N、P、K都重要；又因为铜用量大一点就是杀虫剂，还是杀菌剂，使用中务必谨慎，配肥施用量常在百万分之几/ppm(亩用量2_5g)即可。(2)硅元素在小麦种植应用上也十分重要。实践告诉我们，小麦补硅会产生同水稻补硅一样的效果，这是因为硅元素既可作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤，还兼有防病、防虫和减毒的作用。另据《我国耕地土壤中硅元素的状况》一文分析，就是不缺硅的土壤，由于多年单施化肥，造成土壤PH值增高，呈强酸反应，土壤中硅也难以转化成有效硅。因此，在小麦种植上补充水溶性硅元素，很有必要。而且硅酸钠所含的钠元素可以改善土壤酸度，置换出土壤中的钾元素，增加肥效。(3)钥的应用。30年前，大家都认为钥是花生的专用元素，小麦对钥不敏感。而今钥却成了小麦营养生长、生殖生长中的限制因子。钥是植物必需的微量营养元素之一。钥的生理功能主要在氮素代谢方面。钥是固氮酶的组成元素，必须有钥的参与固氮酶再有固氮活性；钥又是硝酸还原酶的成分，缺钥时硝态氮在作物体内的还原过程受阻，在体内积累，而减少蛋白质的合成；钥还能促进作物对磷的吸收和无机磷向有机磷的转化；钥在维生素C和碳水化合物的生成、运转和转化中都有重要作用。缺钥的作物体内维生素C含量较低，植株矮小，生长不良，叶脉间失绿，叶片边缘坏死、卷曲。由金盾出版社出版、鲁剑巍主编的《测土配方与作物配方施肥技术》151页指出施钥冬小麦具有出苗整齐、麦苗健壮、叶片深绿、叶挺、抗寒性强、分蘖早而多、穗大粉多、早熟等特点，小麦施钥肥已成为湖北省冬小麦高产的一项措施。尤其在土壤PH值低、土壤有效钥含量低、越冬期温度低和氮肥用量高的耕地，配施钥元素更是小麦增产普遍认同的措施。(4)锰和锌都是植物生长所需的微量元素。锰元素一能促进光合作用，二能调节体内的氧化还原反应，三能加快氮素代谢，四能促进种子萌发，使作物生长良好，增加产量。实践证明，施锰可使小麦增产6. 3% 30. 8%;锌能增强作物的光合作用和呼吸作用，激发细胞活力，促进作物体内碳水化合物的合成和运转，增加叶绿素和生长素的合成，促进作物对氮磷钾等营养元素的吸收，提高作物耐寒、耐旱、抗盐碱、抗病、抗逆能力，促早熟、增加千粒重，提高产量和品质。总之，在利用生活垃圾、餐厨垃圾、污泥制取有机原肥的基础上，除了按小麦生长需求合理地调整添加N、P、K并使主养分> 7%之外，科学地补充应用铜、硅、钥、锰、锌等有益元素，再添加生物制剂、土壤调理剂、植物生长调节物质，这种因缺补缺、综合应用多种元素配方的小麦专用微生物有机肥，必定会产生特有的施肥效果。小麦专用微生物有机肥产品质量指标依据最小养分率和小麦生长习性、物候期，制定出小麦专用肥的质量指标。吨产品含量高温矿化原肥中水溶性有机质> 30%,NPK 彡 3. 5%;按 I : (0.3-0. 4) (0. 6-0. 8)标准配入 N、P、K 彡 7 钥彡 0. 03 %、铜彡0. 02%、锰彡0. 16%、锌彡0. 17%、硅彡2. 92%、钠彡I. 28%;生物制剂彡2000万株/mi ；植物生长调节物质> 200克；土壤调理剂> 200克。总有效成分> 45%，含水率< 20%。小麦专用微生物有机肥的科学配方根据小麦专用肥必须达到的质量指标，小麦专用肥吨产品的具体配方是以高温矿化发酵原肥I吨(含水率彡40%，有机质彡40%,NPK ^ 3. 5% )为基础，添加其吨产品重量9%的尿素(英文名称urea，化学式CO(NH2)2,N ^ 46% ) 90Kg ;添加其吨产品重量6%的过磷酸I丐(英文名称calcium superphosphate,化学式Ca(H2PO4)2和CaSO4 CH2C^P2O5 ^ 18% )60Kg ;添加其吨产品重量5%的氯化钾(英文名potassium chloride，化学式KCL，K2O彡60% ) 50Kg ;添加其吨产品重量0. 1%的钥·酸钠(英文名 Sodiummolybdate dihydrate, Sodium molybdate, disodium molybdate,化学式Na2MoO4 2H20,钥Mo彡39% ) IKg ;添加其吨产品重量0. 08%的硫酸铜(英文名称copper sulfate，化学式CuSO4 5H20，铜Cu彡25% )0. 8Kg ;添加其吨产品重量1%的硫酸猛(英文名称 Manganous sulfate monohydrate,化学式 MnSO4 H2O,猛 Mn ^ 32 % )和硫酸锌(英文名称zinc sulfate，化学式ZnS04，锌Zn > 35. 7% )10Kg(各5Kg);添加其吨产品重量10%的娃酸钠水溶液(英文名Sodium metasilicatenonahydrate,分子式Na2SiO3,SiO2 ^29. 2%, Na2O彡12. 8) IOOKg ;添加其吨产品重量0. I %、含菌2000万株/ml的纤维分解菌、荧光杆菌、五四0六放线菌合成的生物制剂IKg ;添加其吨产品重量0. 1%、纯量20(^的由 n引哚丁酸(lh-indole-3-butanoic acid) +a-萘乙酸(a-naphthaleneacetic acid)和细胞分裂素(6-Benzylaminopurine)合成的加富载体植物生长素合剂lKg(由于这些元素易被土壤胶体固定而失效，所以必须先加工配置载体化合后应用)；添加其吨产品重量0. 1%、纯量200g的由聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)和免深耕构成的土壤调理剂lKg。小麦专用微生物有机肥的生产方法其特征是采用两次元素配位的生产工艺，第一次元素配位就是把在烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的高温发酵原肥，按配方加入过磷酸钙、氯化钾、硫酸锰、七水硫酸锌和配方量90%的尿素，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘，再打开喷浆装置喷洒按混配料重量10%的水与硅酸钠水溶液合成的水浆进行造粒，然后烘干并筛选出2-4_颗粒半成品待用；第二次元素配位，是用配方量10%的尿素混入硫酸铜、钥酸钠、加富载体植物生长素合剂并搅拌均匀，同时在原肥中兑入生物制剂并搅拌均匀，然后一并混合、粉碎，送入造粒盘，再喷入按混配料重量20%的水与土壤调理剂配制的溶液进行造粒。最后将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料通过控制计量器按5 I的比例进行再混合、抛光并筛选出2-4_颗粒，包装。本发明的有益效果本发明针对小麦生长的特点，因缺补缺，科学配方，在高品质有机原肥并合理调整主养分N、P、K的比例基础上，添加小麦敏感的有益元素、根际微生物菌剂、土壤调理剂以及加富载体植物生长调节物质，并经严格的双配位制肥工艺生产，研制出小麦的完全营养肥料。尤其是以生活垃圾、餐厨垃圾、污泥为原料制肥，在保护和改善生态环境的同时，为有机肥生产开辟了大量的源源不断的原料市场，将有力地支持农业可持续发展。肥料生产中采用两次配位的生产方法，解决了三大难题一是解决了在烘干中易挥发失效的有益元素难以加进肥料的课题；二是解决了固体硅肥不好用、液体硅肥又不方便施用的难题；三是以加富载体形式解决了植物生长调节物质易被土壤胶体固定和生物降解的难题，从而做到肥料营养平衡、全面又方便施用。本发明既能有效提高作物营养利用率，又以生物热力学来改变土壤结构，提高土壤肥力，减少或降低病虫害发生，提高农作物产量，改善农产品品质。
图I ;双配位生物有机肥生产线结构示意中所示1-1和1-2、配料混合机2-1和2-2、粉碎机3-1至3_8、输送带4_1和4-2、造粒盘5、烘干机6-1和6-2、分析筛7、控制计量器8、混合抛光机9、电子包装机
具体实施方式
·第一次元素配位将不怕烘干受损、失效的原肥倒入配料混合机1-1并按配方要求配入尿素、过磷酸钙、氯化钾、硫酸锰和七水硫酸锌，混合均匀，并经粉碎机2-1粉碎混配形成的团状料，流入输送带3-1送进造粒盘4-1喷浆(按混配料重量的10%加水与硅酸钠水溶液混配成浆)造粒成球，颗粒料再经输送带3-3送入烘干机5烘干，经25分钟滚动烘干后，流经输送带3-5进入分析筛6-1，经过筛分选(筛前部细分出小于2_物料返回再加工，筛中部后1/3处筛选出2-4_合格颗粒料，筛上物即> 4mm的料流出筛返回重新加工)，直径2-4mm的颗粒料(含水分< 15% )流入输送带3_6，通向混合抛光机8。第二次元素配位分别在配料混合机1-2中将尿素混入硫酸铜、钥酸钠、加富载体植物生长素合剂并搅拌均匀，将原肥兑入生物制剂并搅拌均匀，然后再一并混合搅拌均匀，流入粉碎机2-2粉碎混配中形成的团装料，而后经输送带3-2送进造粒盘4-2喷浆(按混配料重量的20%加水与土壤调理剂混配成浆)造粒，颗粒料再经输送带3-4送入控制计量器7。最后经控制计量器7控制按第一次配位造粒第二次配位造粒=5 I的比例经两次配位共用的输送带3-6送进抛光机8，烘干的和未经烘干的两种颗粒在抛光机8内同时完成混配、抛光，再经输送带3-7送进分析筛6-2，筛选(同上)后而为成品(颗粒直径
2-4_，含水分< 20% )，然后经输送带3-8进电子包装机9包装。生产实例I (过程简述)利用双配位生物有机肥生产线机器设备，用54吨高温发酵原肥生产小麦专用肥。第一次元素配位高温发酵原肥(含水率<40%) 45吨，配入尿素3. 86吨、过磷酸钙3. 24吨、氯化钾2. 7吨、硫酸锰、七水硫酸锌各0. 27吨，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘。打开喷雾器，喷浆(按混配料重量10%的水即5. 5吨与硅酸钠水溶液5. 4吨合成的水浆)进行造粒，经筛选，成熟颗粒(2-4_)进烘干机烘干流入输送带。第二次元素配位(I)用50Kg尿素混入硫酸铜43. 2Kg ;用50Kg尿素混入钥酸钠54Kg ;用50Kg尿素混入加富载体植物生长素合剂54Kg。然后一并与850Kg尿素混合搅拌均匀待用；(2)原肥9吨，兑入54Kg生物制剂(纤维分解菌、荧光杆菌、五四0六放线菌等)，搅拌均匀待用；(3)溶剂制备1. 8吨水兑入土壤调理剂54Kg。将上述(I)和(2)物料混合、粉碎，送入造粒盘，开动喷浆装置喷入(3)料浆进行造粒(直径2-4mm)。按第一次元素配位经烘干的颗粒料和第二次元素配位未经烘干的颗粒料5 I的比例同时进入抛光机混合整理、包装，即得成品。生产实例2 (机械化精细化工生产方式)机械设备双配位生物有机肥生产线；生产日期2010年9月9日；生产单位南宁市小金山肥料厂产品名称小麦专用微生物有机肥；原肥54吨及配料；产出成品肥54. 6吨。生产时间4小时。操作过程如下第一次元素配位(A组):安排5个造粒盘配套生产。(I)备料原肥45吨(含水分< 40% )，尿素3. 86吨，过磷酸钙3. 24吨，氯化钾2. 7吨，硫酸锰、七水硫酸锌各0. 27吨，硅酸钠水溶液5. 4吨加水5. 5吨混配成水浆；(2)计量标准以大型混合机容量(0. 7吨)为准，按每次配料0. 5吨原肥为单位进行操作。(3)操作人员(夏富贵)用中号铲车上料。
(4)配料人员(樊宇福)计算每次配料量如下原肥500Kg+尿素42. 9Kg+过磷酸I丐36Kg+氯化钾30Kg+硫酸锰3Kg+硫酸锌3Kg。(5)操作工(杜国选)开机混合、粉碎并开动输送 带上盘，打开喷浆开关(调喷浆到合适位置)，喷入配置好的硅酸钠水浆约121Kg，造粒，待颗粒形成(2-4_)排入输送带便送去烘干。(6)操作工(王宝贞)打开烘炉风门，开动烘干机转动起来，经25分钟烘干出料。第二次元素配位(B组)与第一次元素配位同时生产。(I)备料原肥9吨(含水分< 40% )，尿素I吨，硫酸铜43. 2Kg，钥钥酸54Kg，生物制剂54Kg，加富载体植物生长素合剂54Kg，土壤调理剂54Kg+水I. 8吨混配的溶液喷浆用。(2)操作工(张运江)上料每盘次500Kg原肥。(3)配料员(蓝冠心)每盘次配入尿素55. 6Kg、硫酸铜2. 4Kg、钥酸钠3Kg、菌种3Kg、植物生长索合剂3Kg，混合后流入粉碎机，经粉碎流入输送带送去盘造粒。打开喷浆开关，喷入配置好的土壤调理剂水溶液103Kg进行造粒。(4)看盘(杜老武)2-4mm的合格颗粒自动落入输送带流进控制计量器。打开控制计量器阀门，按第一次元素配位经烘干的颗粒料与第二次元素配位未经烘干的颗粒料5 I的比例进入共用的输送带，送进抛光机混合整理，再经筛选后，由包装工用电子包装机包装，并按产品质量标准检验，达到国家有关标准并符合本产品质量技术指标为合格广品。吨产品质量指标及配方表(见下页)
吨产品质量指标及配方表
权利要求
1.小麦专用微生物有机肥吨产品配方以含水率彡40%，有机质彡40%,NPK彡3.5%的高温矿化发酵原肥I吨为基础，添加其吨产品重量9%、含氮46%的尿素90Kg ;添加其吨产品重量6 %、含磷18 %的过磷酸钙60Kg添加其吨产品重量5 %、含钾60 %的氯化钾50Kg ；添加其吨产品重量O. I %、含钥39%的钥酸钠IKg ;添加其吨产品重量O. 08%、含铜25%的硫酸铜O. 8Kg ;添加其吨产品重量O. 5 %、含锰32%的硫酸锰5Kg ;添加其吨产品重量O. 5%、含锌35. 7%的七水硫酸锌5Kg ;添加其吨产品重量10%、含硅29. 2%、含钠12. 8%的硅酸钠水溶液IOOKg ;添加其吨产品重量O. I %、含菌2000万株/ml的纤维分解菌、荧光杆菌、五四O六放线菌合成的生物制剂IKg :添加其吨产品重量O. 1%、纯量200g的由吲哚丁酸、α -萘乙酸和细胞分裂素合成的加富载体植物生长素合剂IKg ;添加其吨产品重量O.1%、纯量20(^的由聚丙烯酰胺和免深耕构成的土壤调理剂lKg。
2.小麦专用微生物有机肥的生产方法其特征是采用两次元素配位的生产工艺，第一次元素配位就是把在烘干中不易挥发、耐高温且不易失效的高温发酵原肥，按配方加入过磷酸钙、氯化钾、硫酸锰、七水硫酸锌和配方量90%的尿素，混合均匀，经粉碎后送入造粒盘，再打开喷浆装置喷洒按混配料重量10%的水与硅酸钠水溶液合成的水浆进行造粒，然后烘干并筛选出2-4_颗粒半成品待用；第二次元素配位，是用配方量10%的尿素混入硫酸铜、钥酸钠、加富载体植物生长素合剂并搅拌均匀，同时在原肥中兑入生物制剂并搅拌均匀，然后一并混合、粉碎，送入造粒盘，再喷入按混配料重量20%的水与土壤调理剂配制的溶液进行造粒。最后将第一次配位烘干后的颗粒料与第二次配位不经烘干的颗粒料通过控制计量器按5 I的比例进行再混合、抛光并筛选出2-4_颗粒，包装。
全文摘要
生活垃圾制肥中小麦专用微生物有机肥配方及生产方法，根据小麦生长习性及对各种营养成分的不同需求提供配方以生活垃圾剔除重金属离子、再经高温矿化发酵处理的有机质≥40％的原肥为基础原料，在合理调配氮、磷、钾主养分的同时，添加小麦特殊需求的钼、铜、硅、锰、锌元素和生物制剂、加富载体植物生长素合剂、土壤调理剂。本发明采用两次元素配位生产方法，一能解决在烘干中易挥发失效的有益元素不能加进肥料的难题；二能解决固体硅肥不好用、液体硅肥不方便施用的难题；三是以加富载体形式解决了植物生长调节物质易被土壤胶体固定和生物降解的难题，做到肥料营养平衡、全面又方便施用，有利于改良土壤、增加肥效、提高作物品质和产量。
文档编号C05G3/04GK102786365SQ201210329708
公开日2012年11月21日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者杨俊义, 熊汉夫, 蒙汉康 申请人:杨俊义, 熊汉夫, 蒙汉康