專利名稱：一種分解作物秸稈的方法及其制成的肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種分解作物秸稈的方法及其制成的肥料，屬于農(nóng)田作物秸稈處理的技術(shù)領(lǐng)域及其制造有機無機復(fù)合肥料的技術(shù)領(lǐng)域，專用于農(nóng)田作物秸稈處理。
水稻、小麥、玉米、油菜等作物秸稈就地焚燒已造成了飛機失事增多、土壤有機質(zhì)含量下降、大氣CO2濃度增加、全球氣候變化異常等社會、環(huán)境問題，也極大地浪費了作物有機秸稈能作為肥料的CNPKS及微量元素的養(yǎng)分資源。因此，如何無害化及合理、經(jīng)濟有效的利用作物秸稈不僅是科學家們一直潛心研究的問題，也是各級政府領(lǐng)導(dǎo)人員十分重視的問題，廣大農(nóng)民也長期地在實踐試圖將作物秸稈變廢為寶，給他們的農(nóng)田帶來肥料，給他們的家庭帶來收入。然而近幾十年來圍繞著作物秸稈的綜合利用，政府部門已投入了相當多的資金，科研人員也投入了相當大的人力和物力，但見效甚微。總結(jié)以前的作物秸稈利用方式，主要還是以直接還田為主，但由于直接還田帶來后季作物耕作不便和后季作物部分土壤養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)等原因，這一方法時興時落，最終沒有被農(nóng)民接受。作物秸稈的微生物快速腐解雖然在理論上很講得通，國家也投了不少經(jīng)費引進和篩選所謂的有益微生物、快速腐解菌等，但觀其利用效果遠沒有人們想象的那樣顯著，國內(nèi)至今還沒有一種真正能快速腐解作物秸稈的微生物種類或組群得到大面積使用，究其主要原因是作物秸稈的蠟質(zhì)、木質(zhì)素、硅膠等物質(zhì)含量高且很難被微生物分解。
本發(fā)明的目的是針對當前作物秸稈處理中一直沒有一種行之有效的方法途徑，一改作物秸稈微生物處理技術(shù)途徑的思路，提供一種分解作物秸稈的方法，將作物秸稈在極短(2天)時間內(nèi)分解成細碎末狀，分解后的固型物經(jīng)處理后制成優(yōu)質(zhì)有機無機復(fù)合肥，其分解液經(jīng)處理后制成液體肥料，從而實現(xiàn)了治理大氣環(huán)境、培肥土壤、提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)、降低農(nóng)業(yè)成本、增加農(nóng)民收入等多重目標。
本發(fā)明所提供的一種分解作物秸稈的方法為，將稍加粉碎至30cm以內(nèi)的作物秸稈按秸稈∶溶液為1∶5～25(質(zhì)量比)放入0.1N～5N濃度的HCl、H2SO4、HNO3中任何二種、比例為3∶1的酸溶液，分解24～72小時，然后將固型物撈出放入含氮堿溶液中，調(diào)節(jié)酸堿度至pH穩(wěn)定在5～7，維持1～10小時，即得到作物秸稈分解液和作物秸稈分解固型物。撈出后的酸解液經(jīng)調(diào)整酸濃度后繼續(xù)用于下一批秸稈水解。將作物秸稈分解液過濾出的固型物烘干或曬干，制成有機無機復(fù)合肥，剩余溶液制成液體肥料。所用含氮堿溶液為氨水。
用上述分解作物秸稈的方法制成的肥料，固體肥料中有機質(zhì)含量達60％(M/M，下文同以上)，氮素含量為6％，其中60％為速效性氮，40％為緩效性氮，磷素含量為2％，鉀素含量為2％，微量元素總量為2％；液體肥料中除含有所有植物必需的營養(yǎng)元素外，還含有較多的可溶性有機化合物，這些有機物質(zhì)對植物生長發(fā)育有顯著的刺激作用，是生產(chǎn)植物葉面肥料的好原料，也可直接用于基質(zhì)培養(yǎng)的營養(yǎng)液、管道施用的液體肥料等。
本發(fā)明所提供的一種分解作物秸稈的方法及其制成的肥料，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明一改作物秸稈微生物處理的技術(shù)途徑，采用物理化學方法將作物秸稈在極短(2天)時間內(nèi)分解成細碎末狀，分解后的固型物經(jīng)處理后制成優(yōu)質(zhì)有機無機復(fù)合肥，其分解液經(jīng)處理后制成液體肥料，從而實現(xiàn)了治理大氣環(huán)境、培肥土壤、提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)、降低農(nóng)業(yè)成本、增加農(nóng)民收入等多重目標。
2.本生產(chǎn)方法過程中同時生產(chǎn)出固體和液體肥料二種。
固體肥料中有機質(zhì)含量達60％以上，且有機碳活性高，能迅速刺激土壤微生物活性和加速土壤固有有機質(zhì)的周轉(zhuǎn)速率；氮素含量為6％，其中60％為速效性氮，40％為緩效性氮；磷素含量為2％，大部分為速效性磷；鉀素含量為2％，絕大部分為速效性鉀；微量元素總量為2％。生產(chǎn)廠家還可根據(jù)不同作物、不同土壤將該產(chǎn)品與不同量的無機化肥配合生產(chǎn)出不同營養(yǎng)元素含量的有機無機系列復(fù)合肥料。
液體肥料中除含有所有植物必需的營養(yǎng)元素外，還含有較多的可溶性有機化合物，這些有機物質(zhì)對植物生長發(fā)育有顯著的刺激作用，是生產(chǎn)植物葉面肥料的好原料，也可直接用于基質(zhì)培養(yǎng)的營養(yǎng)液、管道施用的液體肥料等。
3.本發(fā)明的固體肥料為優(yōu)質(zhì)的有機無機復(fù)合肥，其增產(chǎn)效果與目前市場上的25％(NPK)無機復(fù)合肥等價格施用相當或略有增加，且本產(chǎn)品肥料還具有培肥土壤的另一優(yōu)點。
本發(fā)明的液體肥料如作為葉面肥稀釋后直接噴施，一般能增產(chǎn)5％～15％，相當于目前市場上優(yōu)質(zhì)的葉面肥料的增產(chǎn)效果，但由于本產(chǎn)品葉面肥是生產(chǎn)固體有機無機復(fù)肥的副產(chǎn)品，價格定位是目前市場上的所有其他葉面肥所不能比及的。
4.原料來源廣而豐富，并且價格便宜；生產(chǎn)工藝簡便，固定資產(chǎn)投入少，生產(chǎn)過程中耗電耗水極少；生產(chǎn)過程無三廢，所有物質(zhì)均成為商品肥料(固體和液體，所采用的酸堿原料中N、Cl、S三種元素均為作物必須營養(yǎng)元素)；生產(chǎn)廠家利潤高，按目前肥料的價格定位，廠家每生產(chǎn)1噸固體有機無機復(fù)肥和1噸液體肥料可獲利潤400元左右；消除了作物秸稈就地焚燒的社會環(huán)境問題，因而產(chǎn)品具有強大的社會和經(jīng)濟生命力。
實施例實施例1將稍加粉碎(20cm左右)后的玉米秸稈按秸稈∶溶液為1∶10(質(zhì)量比)放入0.5N濃度HCl與0.8N濃度H2SO4比例為3∶1的溶液中，分解24小時，分解過程中定時攪拌，然后將固型物撈出放入氨水中維持3小時左右(撈出后的酸解液經(jīng)調(diào)整濃度后繼續(xù)用于下一批秸稈水解)，在維持3小時期間，邊攪拌邊調(diào)節(jié)酸堿度直至pH穩(wěn)定在6左右，然后過濾出固型物，烘干(或曬干)，制成有機無機復(fù)合肥，剩余溶液制成液體(或葉面)肥料。
上述試制的固體肥料和葉面肥料產(chǎn)品已進行了部分田間試驗，其增產(chǎn)效果和提高土壤肥力的效果見下表1和表2。
表1 不同有機無機肥料配方在旱作水稻作物上的增產(chǎn)效果和土壤養(yǎng)分變化
注1CK不施任何肥，處理1處理后的秸稈(100kg/畝)，處理2處理后的秸稈(100kg/畝)+尿素10kgN/畝，處理3處理后的秸稈(100kg/畝)+尿素15kgN/畝，處理4尿素18kgN/畝注2試驗在江蘇宜興黃泥土上進行表2秸稈處理后的副產(chǎn)品葉面肥在旱作水稻上的噴施效果
注試驗在江蘇宜興黃泥土上進行實施例2將稍加粉碎(30cm左右)后的水稻秸稈按秸稈∶溶液為1∶5(質(zhì)量比)放入0.5N濃度HCl與0.8N濃度HNO3比例為3∶1的溶液中，分解20小時，然后將固型物撈出放入氨水中維持3小時左右(撈出后的酸解液經(jīng)調(diào)整濃度后繼續(xù)用于下一批秸稈水解)，在維持3小時期間，調(diào)節(jié)酸堿度直至pH穩(wěn)定在6左右，然后過濾出固型物，烘干(或曬干)，制成有機無機復(fù)合肥，剩余溶液制成液體(或葉面)肥料。
上述試制的固體肥料在江蘇淮陰蔬菜(小青菜)作物(每畝施100公斤此肥料)上增產(chǎn)鮮重30％(與每畝施30公斤尿素相比)。用上述獲得的葉面肥料噴施在江蘇淮陰蘋果作物上(蘋果掛果后每隔三天連續(xù)噴三次)，比噴水處理的增收蘋果14％。
實施例3將稍加粉碎(30cm左右)后的小麥秸稈按秸稈∶溶液為1∶15(質(zhì)量比)放入1N濃度HCl與1.5N濃度H2SO4比例為3∶1的溶液中，分解72小時，分解過程中定時攪拌，然后將固型物撈出放入氨水中維持8小時左右(撈出后的酸解液經(jīng)調(diào)整濃度后繼續(xù)用于下一批秸稈水解)，在維持8小時期間，調(diào)節(jié)酸堿度直至pH穩(wěn)定在6左右，然后過濾出固型物，烘干(或曬干)，制成有機無機復(fù)合肥，剩余溶液制成液體(或葉面)肥料。
上述試制的固體肥料在江蘇東?；ㄉ魑?每畝施100公斤此肥料)上增產(chǎn)花生果子鮮重14％(與每畝施50公斤復(fù)合肥(N∶P∶K為8∶6∶11)相比)。用上述獲得的葉面肥料噴施在黃瓜作物上(黃瓜掛果后每隔三天連續(xù)噴三次)，比噴水處理的增收黃瓜15％。
權(quán)利要求
1.一種分解作物秸稈的方法，其特征在于將稍加粉碎至30cm以內(nèi)的作物秸稈按秸稈∶溶液為1∶5～25(質(zhì)量比)放入0.1N～5N濃度的HCl、H2SO4、HNO3中任何二種、比例為3∶1的酸溶液，分解24～72小時，然后將固型物撈出放入含氮堿溶液中，調(diào)節(jié)酸堿度至pH穩(wěn)定在5～7，維持1～10小時，即得到作物秸稈分解固型物和分解液，撈出后的酸解液經(jīng)調(diào)整濃度后繼續(xù)用于下一批秸稈水解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種分解作物秸稈的方法，其特征在于所用含氮堿溶液為氨水。
3.用權(quán)利要求1或2所述一種分解作物秸稈的方法制成的肥料，其特征在于將作物秸稈分解液過濾出固型物，烘干或曬干，即成有機無機復(fù)合肥，還可根據(jù)不同作物、不同土壤將該產(chǎn)品與不同量的無機化肥配合生產(chǎn)出不同營養(yǎng)元素含量的有機無機系列復(fù)合肥料；剩余溶液即成為液體肥料。
全文摘要
本發(fā)明為一種分解作物秸稈及制成肥料的方法,屬于農(nóng)田作物秸稈處理技術(shù)。將作物秸稈放入0.1N～5N濃度的HCl、H
文檔編號C05F11/00GK1281835SQ0011251
公開日2001年1月31日 申請日期2000年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月6日
發(fā)明者沈其榮 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學