一種高效玉米秸稈有機(jī)肥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種高效玉米秸桿有機(jī)肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于秸桿的處理:化學(xué)處理的一般方法是采用酸、堿、氨及氧等試劑，通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)破壞桿中三素的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，降低消化難度，從而提升發(fā)酵效率。酸化處理是一個(gè)水解程，可分為濃酸處理和烯酸處理兩類，但由于濃酸具有強(qiáng)腐蝕性，考慮到污染問(wèn)題，處理后必須進(jìn)行回收，因此烯酸處理更為常用；堿化處理常用的試NaOH、Ca(OH)2,似!10)3等，其作用就是破壞木質(zhì)素的醚鍵，將半纖維素與木質(zhì)素之間的酯鍵皂化，從削弱內(nèi)部氫鍵作用，使原料水解膨脹，降低聚合度和結(jié)晶度，并伴隨著部分碳水化合的溶解，采用NaOH溶液實(shí)行浸泡處理，能夠引發(fā)秸中木質(zhì)素形態(tài)結(jié)構(gòu)的顯著變化，木質(zhì)素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭到破壞使纖維素得以釋放，這是導(dǎo)致稻厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣提高的根本內(nèi)在因素。氨化處理采用的氨類試劑為堿性，亦可起到堿化用，但一般氨溶于水后與秸桿中的有機(jī)物發(fā)生氨解反應(yīng)，形成銨鹽，能為微生物生長(zhǎng)供必須的氮源。此外，氨化處理還可中和秸桿中的有機(jī)酸，使微生物的活性增強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高富含木質(zhì)素秸桿的利用率，通過(guò)微波的輻射作用及加入氨類堿液進(jìn)行氨化作用，一方面提高秸桿表面的粗糙程度，擴(kuò)大其與菌劑、化學(xué)元素、基質(zhì)及其他成分的接觸面積，另一方面提高其親水性，改善秸桿表面對(duì)于水的極性，提高秸桿表面粘滯性，用做肥料后可提高土壤的膠質(zhì)性能，調(diào)高土壤保水、保肥能力，提高土壤有機(jī)質(zhì)等多項(xiàng)好處。
[0004]一種高效玉米秸桿有機(jī)肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:玉米秸桿50?70、碳酸氫銨5?8、尿素12?16、硫酸鉀15?20、鈣鎂磷肥10?15、干牛糞20?30、荷塘淤泥5?10、EM菌劑2?3、添加劑3?5和適量的水；
[0005]添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉I?2、麥飯石粉6?8、醋酸乙烯7?10、乙醇6?9、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺2?3和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)Il中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙稀及N, N-亞甲基雙丙稀酰胺，150?200r/min攪拌5?lOmin，最后依次加入十二燒基硫酸鈉和麥飯石粉，在250?400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0006]一種高效玉米秸桿有機(jī)肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
[0007](I)將玉米稻桿統(tǒng)一用破碎機(jī)破碎成長(zhǎng)寬3?4cm的塊狀，加入2?3倍其重量份的水，然后加入碳酸氫銨，攪拌溶解后，于30?35°C環(huán)境條件下氨化處理15?18天，然后過(guò)濾多余水分得殘?jiān)?br>[0008](2)將(I)所述殘?jiān)湃胛⒉ㄌ幚頇C(jī)中，功率230?250w，微波輻射作用5?1min ；
[0009](3)將(2)所述處理過(guò)后的秸桿渣與EM菌劑、干牛糞及荷塘淤泥混合，調(diào)整含水量60%,混勻后堆積發(fā)酵6?10天；
[0010](4)將⑶所述發(fā)酵料進(jìn)行二次粉碎，先加入添加劑混勻，然后加入尿素、硫酸鉀、鈣鎂磷肥及其它剩余成分，混勻后適量加水控制含水量20%，造粒即可。
[0011]通過(guò)正交試驗(yàn)證明:選用尿素、碳酸氫銨、氯化銨等溶于水后產(chǎn)生銨根離子的堿性溶液，濃度為5%左右(占秸桿干物質(zhì)質(zhì)量)，于30?35°C溫度條件下浸泡事先粉碎的秸桿15?20天，然后濾干水分，放入微波處理器中，調(diào)整功率200?250w作用5?lOmin，完成后的秸桿通過(guò)原力學(xué)顯微鏡下的照片顯示:
[0012]如圖la)、lb)分別為處理前后秸桿表面形態(tài)圖；
[0013]照片可以看出:未經(jīng)處理的秸桿表面平滑，纖維排列緊有序，結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬；經(jīng)過(guò)處理后，秸桿表面遭到一定程度的破壞變得較為粗糙，形許多凹凸不平的溝槽，出現(xiàn)大量斷裂分層現(xiàn)象。
[0014]如圖lc)、ld)分別為處理前后秸桿截面形態(tài)圖；
[0015]從小麥秸桿的橫切面圖來(lái)看，由于裁的剪切力作用，未處理秸桿的表皮組織受到擠壓向內(nèi)壓縮致使秸桿變形；氨化處理后小麥秸桿的薄壁細(xì)胞蓬松，維管束發(fā)生變形，秸桿形態(tài)恢復(fù)，對(duì)氨化作用機(jī)理進(jìn)行分析表明，經(jīng)過(guò)處理過(guò)后，麥秸桿中木質(zhì)素與纖維素、半纖維素間的酯鍵被打斷，鑲嵌結(jié)構(gòu)被破壞，使得維素從包裹結(jié)構(gòu)中被釋放出來(lái)，加速了秸桿水解。
[0016]未處理的小麥秸桿接觸角(氣液界面切線與固液界線所形成的夾角，親水界定為90° )為98°，屬不親水表面；而處理后的小麥秸桿接觸角變?yōu)?2.6°，面即呈現(xiàn)親水性。親水性能發(fā)生改變的原因在于:由于麥秸表層中含有硅細(xì)胞與栓質(zhì)細(xì)胞，所形的表面礦質(zhì)化和栓質(zhì)化結(jié)構(gòu)使表皮易形成角質(zhì)層，從而影響基體的親水性能，使其易濕潤(rùn)，從而轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性表面。
[0017]添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉I?2、麥飯石粉6?8、醋酸乙烯7?10、乙醇6?9、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺2?3和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)Il中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙稀及N, N-亞甲基雙丙稀酰胺，150?200r/min攪拌5?lOmin，最后依次加入十二燒基硫酸鈉和麥飯石粉，在250?400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0018]本發(fā)明的有益效果:通過(guò)將玉米秸桿粉碎，然后利用堿性的銨根離子水溶液浸泡，然后再經(jīng)過(guò)微波輻射的處理，有利于提高秸桿表面親水性，增大秸桿表面與水的接觸面積，有利于半發(fā)酵的秸桿產(chǎn)生粘滯的表面，有利于吸附化學(xué)原料，增加土壤膠質(zhì)程度，有效提高肥料利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1a)為處理前秸桿表面形態(tài)圖；
[0020]圖1b)為處理后秸桿表面形態(tài)圖；
[0021]圖1c)為處理前秸桿截面形態(tài)圖；
[0022]圖1d)為處理后秸桿截面形態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1:
[0024]一種高效玉米秸桿有機(jī)肥，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:玉米秸桿60、碳酸氫銨6、尿素16、硫酸鉀15、鈣鎂磷肥15、干牛糞30、荷塘淤泥5、EM菌劑2、添加劑5和適量的水；
[0025]添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉1、麥飯石粉8、醋酸乙烯8、乙醇6、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺3和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)釜中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙稀及N, N-亞甲基雙丙稀酰胺，150?200r/min攪拌5?lOmin，最后依次加入十二燒基硫酸鈉和麥飯石粉，在250?400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5?Ih后形成均勻的乳劑即得。
[0026]一種高效玉米秸桿有機(jī)肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
[0027](I)將玉米稻桿統(tǒng)一用破碎機(jī)破碎成長(zhǎng)寬3?4cm的塊狀，加入2?3倍其重量份的水，然后加入碳酸氫銨，攪拌溶解后，于30?35°C環(huán)境條件下氨化處理15?18天，然后過(guò)濾多余水分得殘?jiān)?br>[0028](2)將(I)所述殘?jiān)湃胛⒉ㄌ幚頇C(jī)中，功率230?250w，微波輻射作用5?1min ；
[0029](3)將(2)所述處理過(guò)后的秸桿渣與EM菌劑、干牛糞及荷塘淤泥混合，調(diào)整含水量60%,混勻后堆積發(fā)酵6?10天；
[0030](4)將⑶所述發(fā)酵料進(jìn)行二次粉碎，先加入添加劑混勻，然后加入尿素、硫酸鉀、鈣鎂磷肥及其它剩余成分，混勻后適量加水控制含水量20%，造粒即可。
[0031]將本發(fā)明的高效玉米秸桿有機(jī)肥用于種植普通農(nóng)作物實(shí)驗(yàn)，選擇5畝種植基地，施用本發(fā)明的肥料，作為實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組的5畝基地按常規(guī)種植要求施常規(guī)肥料，其它條件相同，實(shí)驗(yàn)證明，在使用相同量肥料的情況下，實(shí)驗(yàn)組種植的農(nóng)作物，其秸桿和枝葉更加粗壯，長(zhǎng)勢(shì)明顯優(yōu)于對(duì)照組，產(chǎn)量明顯提升，同時(shí)檢測(cè)土壤，實(shí)驗(yàn)組土壤土質(zhì)疏松透氣，有機(jī)質(zhì)含量高出對(duì)照組2.1倍左右，經(jīng)濟(jì)較往年提高23.4%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效玉米秸桿有機(jī)肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:玉米秸桿50~70、碳酸氫銨5~8、尿素12~16、硫酸鉀15~20、鈣鎂磷肥10~15、干牛糞20~30、荷塘淤泥5-10, EM菌劑2~3、添加劑3~5和適量的水； 添加劑由以下重量份的原料制成:十二烷基硫酸鈉1~2、麥飯石粉6~8、醋酸乙烯7~10、乙醇6~9、N, N-亞甲基雙丙烯酰胺2~3和適量的水30 ;制備方法是:于反應(yīng)釜中將乙醇與水混合稀釋，然后加入醋酸乙稀及N, N-亞甲基雙丙稀酰胺，150~200r/min攪拌5~10min，最后依次加入十二烷基硫酸鈉和麥飯石粉，在250~400r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌復(fù)配0.5~lh后形成均勻的乳劑即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效玉米秸桿有機(jī)肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: (1)將玉米秸桿統(tǒng)一用破碎機(jī)破碎成長(zhǎng)寬3~4cm的塊狀，加入2~3倍其重量份的水，然后加入碳酸氫銨，攪拌溶解后，于30~35°C環(huán)境條件下氨化處理15~18天，然后過(guò)濾多余水分得殘?jiān)? (2)將(I)所述殘?jiān)湃胛⒉ㄌ幚頇C(jī)中，功率230~250w，微波輻射作用5~10min； (3)將(2)所述處理過(guò)后的秸桿渣與EM菌劑、干牛糞及荷塘淤泥混合，調(diào)整含水量60%,混勻后堆積發(fā)酵6~10天； (4)將(3)所述發(fā)酵料進(jìn)行二次粉碎，先加入添加劑混勻，然后加入尿素、硫酸鉀、鈣鎂磷肥及其它剩余成分，混勻后適量加水控制含水量20%，造粒即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效玉米秸稈有機(jī)肥及其制備方法，由以下重量份的原料制成：玉米秸稈50~70、碳酸氫銨5~8、尿素12~16、硫酸鉀15~20、鈣鎂磷肥10~15、干牛糞20~30、荷塘淤泥5~10、EM菌劑2~3、添加劑3~5和適量的水；具體是通過(guò)將玉米秸稈粉碎，然后利用堿性的銨根離子水溶液浸泡，然后再經(jīng)過(guò)微波輻射的處理，有利于提高秸稈表面親水性，增大秸稈表面與水的接觸面積，有利于半發(fā)酵的秸稈產(chǎn)生粘滯的表面，有利于吸附化學(xué)原料，增加土壤膠質(zhì)程度，有效提高肥料利用率。
【IPC分類】C05F17/00, C05G3/00
【公開號(hào)】CN104973924
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510174351
【發(fā)明人】宋克文
【申請(qǐng)人】安徽綠園肥業(yè)有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日