一种发酵粉煤灰基肥及其制备方法与流程

本发明属于农业肥料，特别是涉及一种发酵粉煤灰基肥及其制备方法。

背景技术：

1、滨海盐碱地水稻育秧以当地土壤为主要原料配制育秧土，受土壤本底含盐量高及水分蒸发返盐影响，种子和幼苗根际长期处于高盐环境，导致种子吸水困难、萌发迟缓、幼根伸长受阻，出苗率低、秧苗整齐度差，直接影响后续机插秧作业质量。现有改良手段包括淡水淋洗、掺入脱硫石膏和普通有机肥。淡水淋洗仅能暂时降低耕层盐分，水分蒸发后盐分随毛管水重新向表土层聚集；脱硫石膏对氯离子等盐分离子总量控制有限，无法在种子根际形成物理隔离层；普通有机肥缺乏阻盐和盐分缓冲功能，难以在根际形成持续低盐微环境；育秧期较短，秧苗根系集中分布于育秧盘浅层，对根际盐分浓度波动敏感；因此，我们提出一种发酵粉煤灰基肥及其制备方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

2、本发明为一种发酵粉煤灰基肥，包括内核和包覆于内核外表面的外层阻盐膜；

3、所述内核由包含以下质量份的发酵原料经好氧发酵和厌氧发酵后干燥造粒制得，按重量份计包括以下组分：

4、粉煤灰35～45份、鸡粪15～20份、牛粪10～15份、羊粪5～10份、碎秸秆20～25份、复合菌剂0.5～1份、糖蜜3～5份；

5、所述复合菌剂由枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、酿酒酵母和植物乳杆菌按活菌数比例(2～3):(1～2):(1～2):(3～4)混合而成；

6、所述外层阻盐膜由包含以下质量份的包膜液固化形成，按重量份计包括以下组分：

7、超细粉煤灰20～30份、海藻酸钠3～5份、腐殖酸钙2～3份、甘油1～2份、水补足至100份。

8、一种发酵粉煤灰基肥的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤s1：原料预处理：将粉煤灰过筛，将鸡粪、牛粪、羊粪分别粉碎过筛，将碎秸秆粉碎，并按比例配制复合菌剂；

10、步骤s2：混合调配：将粉煤灰与碎秸秆混合，加入鸡粪、牛粪、羊粪混合，喷入糖蜜水溶液，调节物料c/n比至25～30:1、含水率至55%～60%、ph至6.5～7.5，静置；

11、步骤s3：好氧发酵产酸活化：将混合料堆置，接入复合菌剂中的好氧菌部分，在55～65℃下好氧发酵5～7天，至堆温降至40℃以下不再回升；

12、步骤s4：厌氧络合缓冲：将好氧发酵产物密封，补加剩余复合菌剂和糖蜜，调节含水率至65%～70%，在30～38℃下厌氧发酵12～15天，得到络合物；

13、步骤s5：低温干燥与粉碎：将厌氧发酵产物在45～55℃下干燥至含水率≤20%，粉碎过60～80目筛，得内核基料；

14、步骤s6：内核造粒：将内核基料与腐殖酸钠水溶液混合，圆盘造粒，得到粒径2～4mm的球形颗粒，干燥至含水率≤15%，得内核颗粒；

15、步骤s7：外层阻盐膜包衣：配制含超细粉煤灰、海藻酸钠、腐殖酸钙的包膜液，将内核颗粒置于流化床包衣机中喷入包膜液，控制包膜厚度0.2～0.5mm，干燥固化；

16、步骤s8：冷却与包装：将核壳颗粒冷却至室温，过筛除去粒径小于1mm和大于6mm的颗粒，即得成品。

17、进一步地，所述步骤s1包括以下步骤：

18、步骤s11：取粉煤灰，要求sio2含量≥45%、al2o3含量≥25%、fe2o3含量≤8%、cao含量≤10%，粒径≤75μm的颗粒占比≥85%，含水率≤5%，过100目筛除去粗颗粒；

19、步骤s12：取鸡粪、牛粪、羊粪，分别晾晒至含水率≤30%，剔除石块、塑料杂物后粉碎过10目筛，得到粒径≤2mm的粪肥颗粒；

20、步骤s13：取水稻秸秆或玉米秸秆，风干至含水率≤15%，用铡草机粉碎至长度≤2cm，长径比≤5:1；

21、步骤s14：按活菌数比例(2～3):(1～2):(1～2):(3～4)称取枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、酿酒酵母、植物乳杆菌，混合均匀制得复合菌剂，总有效活菌数≥2×108cfu/g，各菌种活菌数分别不低于配比下限对应值。

22、进一步地，所述步骤s2中包括以下步骤：

23、步骤s21：将粉煤灰与碎秸秆投入混合机中，以20～30r/min的转速干混5min，使粉煤灰均匀附着于碎秸秆表面；

24、步骤s22：向混合机中加入鸡粪、牛粪、羊粪，继续以20～30r/min混合10min，混合过程中保持物料温度15～35℃；

25、步骤s23：将糖蜜溶解于30～40℃温水中，均匀喷入混合料中，调节物料c/n比为25～30:1、含水率为55%～60%、ph为6.5～7.5，然后静置30min，静置期间保持物料疏松、不压实。

26、进一步地，所述步骤s3中包括以下步骤：

27、步骤s31：将获得的混合料堆成条垛或装入发酵槽，堆高1.2～1.5m，堆宽2～3m，采用自然通风或间歇通风，通风量为0.1～0.3min·m³物料；

28、步骤s32：取复合菌剂中由枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、酿酒酵母组成的好氧菌部分，好氧菌部分占复合菌剂总质量的60%～70%，先将好氧菌部分菌剂与少量物料预混均匀后撒入堆体；

29、步骤s33：待堆体温度自然升至55℃时开始计时，维持55～65℃发酵5～7天，期间每2天翻堆一次，翻堆时视物料干湿情况补充水分，使含水率保持在50%～60%；

30、步骤s34：当堆温自然下降至40℃以下且连续24h不再回升时结束好氧发酵，所得产物中有机酸含量≥8%，ph为5.5～6.5。

31、进一步地，所述步骤s4中包括以下步骤：

32、步骤s41：将步骤s3的好氧发酵产物转移至带搅拌和温控的密封发酵罐或厌氧发酵袋中，边装料边压实，排除物料间隙空气，装填系数为0.8～0.9；

33、步骤s42：将复合菌剂中的植物乳杆菌与糖蜜1～2份预先混合后补加至物料中，调节物料含水率至65%～70%，然后密封；

34、步骤s43：控制发酵温度30～38℃，密封发酵12～15天，期间每3天以10～20r/min的转速缓慢搅拌5～10min，避免破坏厌氧环境；

35、步骤s44：发酵过程中每24h检测一次物料ph，当ph稳定在5.0～5.8且连续3天不再明显下降时结束厌氧发酵，所得产物中非晶态硅铝酸盐-有机酸络合物含量≥15%。

36、进一步地，所述步骤s5中包括以下步骤：

37、步骤s51：将步骤s4的厌氧发酵产物在45～55℃下热风干燥，热风风速0.5～1.0m/s，干燥时间不超过6h，使含水率降至20%以下；

38、步骤s52：将干燥后的物料用粉碎机粉碎，过60～80目筛，筛下物占比≥90%，得到内核基料，内核基料堆积角堆积角≤40°。

39、进一步地，所述步骤s6中包括以下步骤：

40、步骤s61：取步骤s5所得内核基料100份，加入质量分数5%的腐殖酸钠水溶液5～8份，腐殖酸钠水溶液粘度200～500mpa·s；

41、步骤s62：将混合料加入圆盘造粒机中，圆盘倾角45°～50°，转速25～35r/min，造粒时间15～20min，造粒过程中喷入物料总质量3%～5%的水，得到粒径2～4mm的球形颗粒；

42、步骤s63：将湿颗粒在50℃下烘干至含水率≤15%，冷却至室温，得到内核颗粒，颗粒抗压强度≥20n。

43、进一步地，所述步骤s7中包括以下步骤：

44、步骤s71：配制包膜液，取超细粉煤灰20～30份、海藻酸钠3～5份、腐殖酸钙2～3份、甘油1～2份，加水至100份，在60℃下搅拌溶解并以20～30mpa压力均质30min，得到粘度300～800mpa·s的均匀悬浮包膜液；

45、步骤s72：将步骤s6所得内核颗粒置于流化床包衣机中，进风温度50～60℃，雾化压力0.2～0.4mpa，喷入包膜液，包膜液用量为内核颗粒质量的15%～25%，控制包膜厚度0.2～0.5mm，包膜过程中物料温度保持在35～45℃；

46、步骤s73：喷液结束后继续通入50～60℃热风干燥10～15min，使外层膜固化，固化后外层膜含水率≤10%。

47、进一步地，所述步骤s8中包括以下步骤：

48、步骤s81：将步骤s7所得核壳颗粒自然冷却或冷风冷却至室温；

49、步骤s82：将冷却后的颗粒依次过4目筛和8目筛，除去粒径小于1mm的碎屑和大于6mm的粘连颗粒；

50、步骤s83：制得成品核壳型发酵粉煤灰基肥，成品含水率≤12%，粒径2～5mm，外壳完整、无明显裂纹，定量包装，置于温度≤25℃、相对湿度≤60%的阴凉干燥处储存。

51、本发明具有以下有益效果：

52、1、本发明中核壳型发酵粉煤灰基肥通过外层阻盐膜与内核盐分缓冲络合物的协同作用，在滨海盐碱地水稻育秧土的种子和幼苗根际形成相对低盐的微环境；外层阻盐膜在盐碱条件下缓慢溶胀，形成低渗透阻盐层，减少外部盐分离子向根际迁移；内核中的非晶态硅铝酸盐-有机酸络合物通过离子交换和有机酸缓释，降低根际溶液中钠离子等盐分离子的有效活度。上述协同作用缓解了盐分对种子吸水和幼根伸长的胁迫，使种子在育秧期能够正常萌发和扎根，提高出苗整齐度。

53、2、本发明发酵过程采用先好氧产酸、后厌氧络合的分阶段变温变氧工艺，使粉煤灰中活性硅、铝、钙、镁等组分被有机酸逐步活化释放，并与有机酸、微生物代谢物形成具有盐分缓冲功能的复合物。该复合物掺入育秧土后，能够对根际酸碱度和盐分离子浓度变化起到缓冲作用，减少因水分蒸发、灌溉或返盐引起的盐分波动对幼苗的冲击，为秧苗根系提供较为稳定的生长环境。

54、3、本发明内核由粉煤灰与鸡粪、牛粪、羊粪、碎秸秆及复合菌剂经充分发酵腐熟后造粒而成，含有腐殖化有机质和多种有益微生物代谢产物。肥料颗粒在育秧土中缓慢释放养分，改善育秧土团粒结构和保水保肥能力，促进秧苗根系发育。同时，粉煤灰作为主要原料得到资源化利用，减少工业固废堆存压力，降低育秧土改良成本，符合农业废弃物与工业固废协同利用的方向。

55、4、本发明外层阻盐膜由超细粉煤灰、海藻酸钠和腐殖酸钙等材料构成，在发挥阻盐功能的同时保持一定的透气性，避免根系区域因完全封闭而缺氧；包膜材料与育秧土环境相容性良好，不引入有害物质，不改变育秧土的基本耕作性能；核壳结构使阻盐功能集中于种子根际区域，便于在育秧土中直接掺混使用，适合滨海盐碱地区水稻育秧和机插秧的农艺操作要求。

56、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。