一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法、系统、设备及介质

本发明涉及农业废弃物资源化利用，具体涉及一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、花卉规模化种植过程中会产生大量采收副产物，主要包括茎秆、枝叶及花序残余等，其中茎秆表面覆有连续的角质蜡质层，该蜡质层具有强疏水性和生物惰性，阻碍微生物与纤维素、半纤维素底物的接触，导致茎秆在自然条件下难以被微生物分解利用。

2、现有处理方式通常是将上述副产物集中外运进行堆肥处理或直接粉碎还田，前者运输成本高、操作繁琐，难以实现就地资源化利用；后者因蜡质层未被破坏，粉碎后的物料颗粒仍保留完整蜡质包覆结构，微生物无法有效侵入底物，腐解过程极为缓慢。

3、例如，在将花卉茎秆直接粉碎并覆膜堆置的实际操作中，由于蜡质层阻隔，堆体升温迟缓，有效高温期不足，堆肥结束时物料碳氮比仍居高不下，种子发芽指数难以达到腐熟判定标准，最终导致未腐熟物料还田后与作物争氮，对后茬作物产生明显的生长抑制效应。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，本发明提供一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法、系统、设备及介质。

2、因此，本发明解决的技术问题是：如何实现花卉采收副产物在田间就地高效腐熟还田，解决现有堆肥工艺中茎秆难降解、堆体通气不足与腐熟周期长的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法，其包括以下步骤：将花卉采收副产物进行机械破壁处理，破坏茎秆角质蜡质层的连续性，得到蜡质层开裂物料；在所述蜡质层开裂物料中接种以纤维素及半纤维素为作用底物的复合微生物菌剂，得到菌剂负载物料；将田间含氮调理物与所述菌剂负载物料混合，得到初始堆料，对所述初始堆料进行就地微孔透气处理，得到覆膜堆体；在所述覆膜堆体的温度回落阶段，对所述覆膜堆体进行翻堆补氧操作，并同步施入纤维素酶制剂，得到酶解腐熟物料；对所述酶解腐熟物料进行腐熟度综合评价，以腐熟度综合评价量值达标为判定依据，将达标的所述酶解腐熟物料按还田农艺量翻压还田。

4、作为本发明所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的一种优选方案，其中：在将田间含氮调理物与所述菌剂负载物料混合前，包括以下步骤：向菌剂负载物料中补充以叶黄素酯为碳源的驯化微生物菌液，得到菌剂负载物料；将田间含氮调理物与所述菌剂负载物料混合的步骤包括：以花卉种植田间伴生的豆科绿肥作为含氮调理物，将豆科绿肥经粗粉碎后与菌剂负载物料按使碳氮比降至腐熟设定值的质量比混合，得到初始堆料。

5、作为本发明所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的一种优选方案，其中：进行所述机械破壁处理的步骤包括：对花卉采收副产物进行揉搓破碎处理，将茎秆角质蜡质层沿茎秆纵向产生裂缝，保留茎秆主体长度结构；利用保留的茎秆主体长度结构进行推挤，形成纵向气体流通孔隙，得到蜡质层开裂物料。

6、作为本发明所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的一种优选方案，其中：进行所述就地微孔透气处理的步骤包括：将微孔透气膜以拱形覆盖方式铺设于初始堆料上方，直到微孔透气膜与初始堆料顶面之间保留气体汇集空间，将微孔透气膜四周边缘压实固定于地面，形成覆膜堆体。

7、作为本发明所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的一种优选方案，其中：进行所述翻堆补氧操作的步骤包括：将覆膜堆体沿堆体深度方向依次分为若干层并执行翻堆作业；响应于所述翻堆作业结束后，对每层翻出后的新鲜表面喷施纤维素酶制剂，待各层物料均完成喷施后，将喷施后的各层物料按原层序倒置重新堆积并继续堆置，得到酶解腐熟物料。

8、所述翻堆作业的步骤包括：沿覆膜堆体深度方向等间距布设温度测定点，以相邻测定点温差大于5℃的深度位置作为相邻层的分界面；将温度高于沿覆膜堆平均温度10℃以上、且位于沿覆膜堆横截面中心区域1/3半径范围内的物料定义为高温核心区物料；将位于堆体表面至深度20cm范围内的物料定义为外层物料；将高温核心区物料翻至堆体外层位置、将外层物料翻至原高温核心区，使翻堆后覆膜堆体内部温度降至纤维素酶制剂的作用温度区间内，得到酶解腐熟物料。

9、作为本发明所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的一种优选方案，其中：进行所述腐熟度综合评价的步骤包括：对所述酶解腐熟物料按覆膜堆体划分的表层、中层及核心层分别取样；对各层取样物料分别测定碳氮比及种子发芽指数，以各层测定值中的最低值作为腐熟度综合评价量值；在所述腐熟度综合评价量值达标后将酶解腐熟物料翻压还田。

10、作为本发明所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的一种优选方案，其中：在进行所述机械破壁处理前，包括以下步骤：将花卉采收副产物中花序残余与茎秆分离，对花序残余进行日晒摊晾处理；再将日晒摊晾处理后的花序残余与茎秆合并后进行所述机械破壁处理，得到蜡质层开裂物料。

11、本发明提供了一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备系统。

12、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备系统，包括：机械破壁单元，用于对花卉采收副产物实施机械破壁，破坏茎秆角质蜡质层连续性，输出蜡质层开裂物料；

13、菌剂接种混合单元，用于向蜡质层开裂物料中投加以纤维素及半纤维素为作用底物的复合微生物菌剂并混匀，输出菌剂负载物料；

14、配料混料单元，进料端接入所述菌剂接种混合单元出料口，用于将田间含氮调理物与菌剂负载物料混合配制得到初始堆料；

15、就地微孔透气覆膜成型单元，接收所述初始堆料，对初始堆料实施就地布设微孔透气结构并覆膜，成型得到覆膜堆体；

16、堆温在线监测单元，布设于覆膜堆体内部，实时采集堆体温度信号并识别堆体温度回落阶段；

17、同步投加单元，用于对覆膜堆体执行翻堆补氧，并且同步添加纤维素酶制剂，产出酶解腐熟物料；

18、腐熟度检测评价单元，取样检测酶解腐熟物料各项腐熟指标并计算腐熟度综合评价量值，输出腐熟达标判定结果。

19、本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的步骤。

20、本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种花卉采收副产物就地堆肥还田制备方法的步骤。

21、本发明的有益效果：通过对花卉采收副产物进行机械破壁处理，将茎秆角质蜡质层沿纵向产生裂缝并保留茎秆主体长度结构，在破除蜡质层生物惰性屏障的同时，利用保留的茎秆主体长度结构推挤形成纵向气体流通孔隙，解决了现有方式中蜡质层阻隔导致微生物无法有效接触底物、堆体通气不良的双重瓶颈问题。在此基础上，接种以纤维素及半纤维素为作用底物的复合微生物菌剂，并结合微孔透气膜拱形覆膜的就地微孔透气处理，为微生物高效降解创造了适宜的温湿气环境。

22、在覆膜堆体的温度回落阶段，通过将高温核心区物料与外层物料对调翻堆，使堆体内部温度迅速降至纤维素酶制剂的作用温度区间内，同步喷施纤维素酶制剂协同强化酶解腐熟进程，缩短了腐熟周期。结合按表层、中层及核心层分层取样、以各层最低值作为腐熟度综合评价量值的评价体系，确保整体堆体全面腐熟达标后方可翻压还田，有效避免了未腐熟物料还田对后茬作物造成的生长抑制风险，实现了花卉采收副产物的高质量就地资源化还田。