一种澳洲坚果皮有机肥及其制备方法与流程

1.本发明属于肥料生产技术领域，尤其是一种澳洲坚果皮有机肥及其制备方法。


背景技术：

2.澳洲坚果(拉丁学名：macadamia ternifolia f.muell.)又称昆士兰栗、澳洲胡桃、夏威夷果、昆士兰果，是一种富含热能和人体生长所必需营养物质的高档干果，其口感风味极佳，有“干果之王”之称。我国坚果种植面积超过300万亩，位居世界第一，广西是我国坚果主要种植区域之一。由于澳洲坚果树的种植效益高，得到了世界各地认可并不断的扩大种植规模，其果实采收后需要加工去皮，得到的果皮数量庞大。
3.澳洲坚果皮，又称澳洲坚果壳，是指澳洲坚果外部绿色的青皮，占鲜果重量的45％～60％，是澳洲坚果加工产生的副产物。据研究，澳洲坚果皮含有蛋白质、可溶性糖、单宁、酚类等多种活性成分，具有杀虫、抗氧化等活性，可用于制备肥料、饲料、杀虫剂、除草剂及抗氧化剂等。
4.据统计，广西当前种植澳洲坚果树约有50万亩，每亩平均可产坚果0.6吨，鲜果每年产量约为30万吨，主要集中在8-12月份。目前对澳洲坚果皮的回收利用率很低，只有少量用于沤肥或饲料，绝大部分都被直接丢弃了，不仅浪费资源，还污染周边环境。
5.对澳洲坚果皮进行资源化利用不仅可以降低农民的生产成本，还能提高农产品的经济效益，促进解决环境污染的问题，因此亟需对其进行更多的有效开发利用。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供一种澳洲坚果皮有机肥及其制备方法，以澳洲坚果皮为主要原料，解决澳洲坚果皮资源浪费、污染环境的问题，为澳洲坚果皮的开发利用提供新的方向。此外，制备的有机肥有机质含量高，营养物质丰富，富含氮、磷、钾等养分，肥效高，适用范围广，可提高农作物的产量和品质，减少农作物感染病虫害的风险。
7.为实现上述目的，本发明提供的方案如下：
8.一种澳洲坚果皮有机肥，包括以下重量份数原料：澳洲坚果皮30-40份，滤泥20-30份，酒精渣5-15份，蔗髓5-15份，蘑菇渣5-15份，烟粉0-5份，米糠0-5份，豆渣0-5份，花生麸0-5份。
9.具体地，所述的澳洲坚果皮为澳洲坚果外部绿色的青皮，由干皮和湿皮混合而成。
10.具体地，所述的干皮含水量为15-30％，所述的湿皮含水量为60-75％；所述干皮和湿皮的质量比为1:2-3。
11.具体地，所述的滤泥是甘蔗采用亚硫酸法制糖过程中，蔗汁通过澄清、由压滤机或真空吸滤机过滤后的残渣。
12.具体地，所述的烟粉和米糠的重量份数不同时为0；所述豆渣和花生麸的重量份数不同时为0。
13.作为技术方案的优选，所述的澳洲坚果皮有机肥的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)澳洲坚果皮粉碎：用粉碎机将澳洲坚果皮粉碎至10-30目；
15.(2)配发酵料：将粉碎后的坚果皮与其他各原料按照配比混合均匀，控制水分含量为55-60％，控制c/n为28-30：1，有机质含量≥60％，得到发酵料；
16.(3)槽式发酵：将配好的发酵料投进发酵槽，喷入发酵料总质量0.2％的复合发酵菌剂，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛1-2次，发酵温度控制在60-70℃，发酵时间15-20天；
17.(4)陈化后熟：将发酵后的物料转移到陈化槽，于40-55℃条件下进行陈化后熟，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛1-2次，陈化时间为10-15天，控制陈化后的物料水分含量不超过30％，c/n为10-20：1，得到坚果皮肥。
18.作为本发明技术方案的补充，本发明的制备方法还包括后加工的步骤，所述的后加工具体为：将陈化后的坚果皮肥与一定量的中微量元素或功能菌进行配比，经过筛分、造粒、包装，即可得到商品澳洲坚果皮有机肥。
19.优选地，所述的复合发酵菌剂包括以下重量份数的原料：em菌10-20份，枯草芽孢杆菌5-10份，绿色木霉3-5份，巨大芽孢杆菌2-5份。
20.优选地，所述的发酵槽宽为3.5-5米，所述的陈化槽宽为10-12米。
21.所述的功能菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌中的一种或者多种结合。
22.具体的，本发明所述的陈化后的坚果皮肥可直接用于农作物的育苗肥、基肥或者追肥，也可进一步加工后制备成商品澳洲坚果皮有机肥再使用。
23.本发明所用原料具体如下：
24.澳洲坚果皮：含有丰富的有机质以及丰富的氮、磷、钾、有机碳等营养物质，还含有蛋白质、可溶性糖、单宁、酚类等多种活性成分。经检测，本发明所用的澳洲坚果皮中钾含量丰富，可以有效促进植物根系的生长。
25.滤泥：在制糖生产过程中，向混合汁加入氢氧化钙、二氧化硫、磷酸等物质，使蛋白质、果胶质、有机酸等非糖分有机物沉淀下来，这些沉淀物即为滤泥，是甘蔗制糖的大宗副产品之一。我国制糖企业普遍采用的是亚硫酸法，其产生的滤泥称为亚硫酸法滤泥，占甘蔗榨量的0.7％～1.5％左右，亚硫酸法制糖产生的滤泥具有较高的利用价值。亚硫酸法滤泥干物中有机物总量可达80％左右，主要为类脂物(蔗蜡和蔗脂)5-14％，纤维15-30％，糖分5-15％，粗蛋白5-15％，总灰分9-20％，ph6.0左右。滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖，带有蔗蜡的凝结胶体，以及蛋白质、磷酸钙等，还含有少量的铁、锌等微量元素，具有多孔性，富含植物生长所需的各种矿质营养，很适合用于制作肥料。
26.酒精渣：即酒糟，是米、麦、高梁等酿酒后剩余的残渣。目前常用酒糟直接喂牛或其他动物，这种方式营养价值不但得不到充分利用，而且作为饲料的适口性较差。酒精渣含有丰富的粗蛋白，还含有多种微量元素、维生素、酵母菌等，可用于发酵肥料。
27.蔗髓：蔗渣中含有非纤维薄壁细胞(髓细胞)，是蔗渣造纸或人造板筛分出来的蔗渣糠，约占蔗渣的30％。经过榨糖之后剩下的甘蔗渣，大部分的纤维可以用来造纸，但其中还有部分蔗髓没有交织力，制浆过程前一般会将其除去。本发明将其用于制备有机肥可提高肥料的营养性和疏松透气性，还能对其进行充分利用。
28.蘑菇渣：是栽培蘑菇后产生的基质废渣，这些废渣含有丰富的粗蛋白、粗脂肪，还
含有钙、磷、钾等物质，经过发酵后除去其中的有害成分(有害菌、虫卵、酚类物质等)，制备成肥料，可提高肥料的有机质和腐殖质的含量，改善土壤的结构。
29.烟粉：是烟草经过燃烧残留下的粉末状固体，其含有一些有益于植物生长的元素，可以帮助植株的生长，还具有驱虫、抑菌、改良土壤、促进生根等作用。
30.米糠：是稻谷加工的副产品，主要是由果皮、种皮、外胚乳、糊粉层和胚加工制成。米糠中富含各种营养素和生理活性物质，其中约含蛋白质15％，脂肪16％-22％，糖3％-8％，水分10％，并含有维生素、植物醇、膳食纤维、氨基酸及矿物质等。
31.豆渣：是生产豆奶或豆腐过程中的副产品，豆渣富含蛋白质、脂肪等，发酵之后含有丰富的钙、磷、铁等多种元素，具有促进开花、壮大果实、促进根系健壮的作用。
32.花生麸：是花生带壳榨油后的附产物通过加工而成，富含氮、磷、钾，有机质含量达75-86％，果树施入带花生麸的肥料，既能提高产量又能提高果实的品质，还能改善土壤的理化性状，增加对根系生长有益的微生物数量，改变土壤板结状况。
33.本发明使用的发酵菌剂：
34.em菌(effective microorganisms)是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10个属80余个微生物复合而成的一种微生物菌制剂。可快速分解原料中的有机物，将植物不能利用的养分转化为有效养分，供作物吸收利用，还能大大提高有机肥的发酵效率。
35.枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)是芽孢杆菌属的一种。枯草芽孢杆菌菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，可分解蛋白质、多种糖及淀粉，能合成维生素b1、b2、b6、烟酸等多种b族维生素。枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。
36.绿色木霉(拉丁学名trichoderma viride)是木霉菌的一种，在自然界分布广泛，常腐生于木材、种子及植物残体上。绿色木霉能产生多种具有生物活性的酶系，所产纤维素酶活性最高的菌株之一，所产生的纤维素酶具有很好的降解纤维素的作用。
37.巨大芽孢杆菌(bacillus megaterium de bary，1884)能利用多种糖类，水解淀粉，发酵葡萄糖、乳糖，蔗糖，能降解土壤中难溶的含磷化合物，使之成为作物能吸收的可溶物，还具有固氮增效作用。
38.本发明具有以下有益效果：
39.1、本发明利用澳洲坚果皮为主要原料制备有机肥，以澳洲坚果皮为主要原料，再加入滤泥、酒精渣、蔗髓、蘑菇渣等辅料进行科学配合，经发酵后的种子发芽指数达到75％以上，其原料来源广泛、价格低廉，制备方法简单，绿色环保，不仅解决了澳洲坚果皮资源浪费、污染环境的问题，还为澳洲坚果皮的开发利用提供新的方向。
40.2、本发明制备的有机肥有机质含量高，营养物质丰富，富含氮、磷、钾等养分，肥效高；且肥料松软，可改善土壤板结的问题，适用范围广，可用于萝卜、花生、玉米、大豆等农作物的育苗肥及生长用肥，还可以用于澳洲坚果、芒果等果树的基肥和追肥，可提高农作物的产量和品质，减少农作物感染病虫害的风险。
41.3、本发明将原料经过发酵后转化为植物易于吸收的小分子物质，以提高有机肥的肥效，使用的复合发酵菌剂由em菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉按照科学配比组成；其中，加入的枯草芽孢杆菌不仅能发酵有机肥料，在施用时还能定殖至植物根际、体表或体内，与病
原菌竞争植物周围的营养，分泌抗菌物质以抑制病原菌生长，同时诱导植物防御系统抵御病原菌入侵，从而达到生防的目的，抑制由丝状真菌等植物病原菌所引起的多种植物病害。
42.4、本发明在发酵陈化后的坚果皮肥中加入、中微量元素及功能菌，制成商品有机肥，可增加有机肥的功能多样性，还能进行工业化生产。1)加入枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌可产生植物生长素、细胞分裂素、赤霉素、细胞激动素以及核苷酸类物质，可促进植物快速生长；解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌还能产生脂肽、吡咯菌素、藤黄绿脓菌素、几丁质酶、葡聚糖酶等物质，提高植物的抗病抗虫能力。2)加入巨大芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌，可产生有机酸和多糖，促进溶磷含量的增加，还能促进解钾，提高土壤肥力及抗盐碱、抗逆性；3)加入地衣芽孢杆菌，可提高作物抗病能力、杀灭有害菌，尽快构建根际环境保护屏障；4)加入侧孢芽孢杆菌，具有杀线虫功能可降低线虫危害，以及促根、杀菌及降解重金属。5)以上功能菌产生的多糖类物质及表面活性剂，还能够徐进植物对于营养物质的吸收，从而提高农产品的品质。
43.5、本发明的有机肥还能用于农作物种子育苗，可有效提高农作物的生根率、发芽率和成活率，与育苗基质混匀后疏松透气，能够保水保肥，有利于植物根系的发育。
附图说明
44.图1是本发明实施例1生产的坚果皮肥。
45.图2是本发明实施例2在陈化槽中陈化的坚果皮肥。
46.图3是本发明实施例3柱状产品有机肥。
47.图4是本发明实施例4圆粒产品有机肥。
具体实施方式
48.下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
49.本发明实施例使用的澳洲坚果皮营养成分含量如下(按质量分数计)：水分70.29％，有机质100.18％，总养分4.80％，有效氮1.38％，有效磷0.17％，有效钾3.25％，ph为4.95％。
50.实施例1
51.一种澳洲坚果皮有机肥，包括以下重量份数原料：澳洲坚果皮30份，滤泥30份，酒精渣10份，蔗髓10份，蘑菇渣5份，米糠5份，豆渣5份，花生麸5份。
52.其中，澳洲坚果皮由含水量为15％的干皮和含水量为60％的湿皮按照质量比1:2混合而成。
53.所述的澳洲坚果皮有机肥的制备方法，包括以下步骤：
54.(1)澳洲坚果皮粉碎：用粉碎机将澳洲坚果皮粉碎至20目；
55.(2)配发酵料：将粉碎后的坚果皮与其他各原料按照配比混合均匀，控制水分含量为60％，控制c/n为30：1，有机质含量≥60％，得到发酵料；
56.(3)槽式发酵：将配好的发酵料投进宽为4.5米的发酵槽，喷入发酵料总质量0.2％的复合发酵菌剂，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，发酵温度控制在60-70℃，发酵时间15天；
57.其中，复合发酵菌剂包括以下重量份数的原料：em菌10份，枯草芽孢杆菌10份，绿
色木霉3份，巨大芽孢杆菌2份。
58.(4)陈化后熟：将发酵后的物料转移到宽为10米的陈化槽，于40℃条件下进行陈化后熟，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，陈化时间为12天，控制陈化后的物料水分含量不超过30％，c/n为15：1，得到坚果皮肥。
59.实施例2
60.一种澳洲坚果皮有机肥，包括以下重量份数原料：澳洲坚果皮35份，滤泥25份，酒精渣15份，蔗髓10份，蘑菇渣5份，烟粉5份，豆渣5份。
61.其中，澳洲坚果皮由含水量为20％的干皮和含水量为65％的湿皮按照质量比1:3混合而成。
62.所述的澳洲坚果皮有机肥的制备方法，包括以下步骤：
63.(1)澳洲坚果皮粉碎：用粉碎机将澳洲坚果皮粉碎至30目；
64.(2)配发酵料：将粉碎后的坚果皮与其他各原料按照配比混合均匀，控制水分含量为55％，控制c/n为30：1，有机质含量≥60％，得到发酵料；
65.(3)槽式发酵：将配好的发酵料投进宽为5米的发酵槽，喷入发酵料总质量0.2％的复合发酵菌剂，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，发酵温度控制在70℃，发酵时间20天；
66.其中，复合发酵菌剂包括以下重量份数的原料：em菌20份，枯草芽孢杆菌10份，绿色木霉5份，巨大芽孢杆菌5份。
67.(4)陈化后熟：将发酵后的物料转移到宽为12米的陈化槽，于55℃条件下进行陈化后熟，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，陈化时间为15天，控制陈化后的物料水分含量不超过30％，c/n为20：1，得到坚果皮肥；
68.实施例3
69.一种澳洲坚果皮有机肥，包括以下重量份数原料：澳洲坚果皮40份，滤泥30份，酒精渣5份，蔗髓5份，蘑菇渣5份，烟粉2.5份，米糠2.5份，豆渣5份，花生麸5份。
70.其中，澳洲坚果皮由含水量为15％的干皮和含水量为75％的湿皮按照质量比1:2.5混合而成。
71.所述的澳洲坚果皮有机肥的制备方法，包括以下步骤：
72.(1)澳洲坚果皮粉碎：用粉碎机将澳洲坚果皮粉碎至30目；
73.(2)配发酵料：将粉碎后的坚果皮与其他各原料按照配比混合均匀，控制水分含量为55％，控制c/n为28：1，有机质含量≥60％，得到发酵料；
74.(3)槽式发酵：将配好的发酵料投进宽为3.5米的发酵槽，喷入发酵料总质量0.2％的复合发酵菌剂，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，发酵温度控制在65℃，发酵时间18天；
75.其中，复合发酵菌剂包括以下重量份数的原料：em菌15份，枯草芽孢杆菌8份，绿色木霉4份，巨大芽孢杆菌2份。
76.(4)陈化后熟：将发酵后的物料转移到宽为12米的陈化槽，于45℃条件下进行陈化后熟，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，陈化时间为15天，控制陈化后的物料水分含量不超过30％，c/n为15：1，得到陈化后的坚果皮肥；
77.(5)后加工：将陈化后的坚果皮肥与一定量的功能菌进行配比，按照每千克坚果皮
肥加入功能菌1.5g，进行筛分，然后送入造粒机进行造粒，制成直径为5-6mm、长度为6-10mm的柱状肥料，经包装后得到柱状产品有机肥；
78.所述的功能菌由枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌按照各菌种同比例重量混合。
79.实施例4
80.一种澳洲坚果皮有机肥，包括以下重量份数原料：澳洲坚果皮35份，滤泥20份，酒精渣15份，蔗髓8份，蘑菇渣12份，烟粉2.5份，米糠2.5份，豆渣2.5份，花生麸2.5份。
81.其中，澳洲坚果皮由含水量为30％的干皮和含水量为65％的湿皮按照质量比1:3混合而成。
82.所述的澳洲坚果皮有机肥的制备方法，包括以下步骤：
83.(1)澳洲坚果皮粉碎：用粉碎机将澳洲坚果皮粉碎至10目；
84.(2)配发酵料：将粉碎后的坚果皮与其他各原料按照配比混合均匀，控制水分含量为58％，控制c/n为29：1，有机质含量≥60％，得到发酵料；
85.(3)槽式发酵：将配好的发酵料投进宽为3.5米的发酵槽，喷入发酵料总质量0.2％的复合发酵菌剂，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，发酵温度控制在60℃，发酵时间20天；
86.其中，复合发酵菌剂包括以下重量份数的原料：em菌15份，枯草芽孢杆菌5份，绿色木霉5份，巨大芽孢杆菌5份。
87.(4)陈化后熟：将发酵后的物料转移到宽为10米的陈化槽，于55℃条件下进行陈化后熟，开启打氧曝气风机和翻堆机，每天翻抛2次，陈化时间为10天，控制陈化后的物料水分含量不超过30％，c/n为10：1，得到陈化后的坚果皮肥；
88.(5)后加工：将陈化后的坚果皮肥与一定量的功能菌进行配比，按照每千克坚果皮肥加入功能菌1.5g，进行筛分，然后送入造粒机进行造粒，制成粒度为5-6mm的柱状肥料，经包装后得到柱状产品有机肥；
89.所述的功能菌由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌按照各菌种同比例重量混合。
90.检测试验
91.1、肥料成分检测
92.将原料澳洲坚果皮及实施例1-4的坚果皮肥肥料各取样500g，按照ny/t 525-2021《有机肥料》标准，进行ph值、有机质、水分、总养分(氮、磷、钾)等项目的检测，按质量分数计，其检测结果如表1所示。
93.表1肥料检测结果
[0094][0095]
可见，本发明生产的有机肥的各技术指标均高于标准值，而且在保证合理氮磷钾比例的同时，其有效钾含量较高，有利于植物的生长。
[0096]
2、对种子发芽指数的测定
[0097]
按照ny/t 525-2021《有机肥料》标准来测定种子发芽指数；具体操作：取实施例1-4制备的有机肥料，按照1g肥料与10ml蒸馏水混合均匀，室内浸提1h，然后3500rpm下离心10min，取上清液，即为肥料浸提液，用于培养白萝卜种子。测试种子总数为100颗，采用培养皿内纸发芽的方式，每个培养皿内放置20颗种子，加入10ml肥料浸提液，置于25℃恒温箱内，连续培育48h。
[0098]
1)设置对照组1：将实施例1的坚果皮肥替换成市场上购买的普通有机肥，按照1g普通有机肥与10ml蒸馏水混合，制备成浸提液；
[0099]
2)设置对照组2：将实施例2的坚果皮肥替换成市场上购买的普通有机肥和氯化钾，按照0.98g普通有机肥、0.02g氯化钾与10ml蒸馏水混合，制备成浸提液；
[0100]
3)设置对照组3：将实施例2的坚果皮肥替换成市场上购买的普通有机肥和花生麸，按照0.95g普通有机肥、0.05g花生麸与10ml蒸馏水混合，制备成浸提液；
[0101]
4)设置空白对照：使用10ml的蒸馏水培养。
[0102]
各对照组测试的种子数量均为100颗，培育48h后测定各组种子的发芽率、发芽指数及芽的平均长度，结果如表2所示。
[0103]
表2肥料培育种子发芽结果
[0104][0105]
其中，种子发芽指数＝(处理组的种子发芽率
×
种子平均根长)
÷
(空白组的种子
发芽率
×
种子平均根长)
×
100％。
[0106]
种子发芽试验被认为是评价堆腐产品无害腐熟最具说服力的方法，也是最敏感、最可靠的堆肥腐熟度评价指标。本发明实施例生产的肥料的种子发芽指数均达到了70％以上，说明该肥料对种子基本无毒性，且腐熟度较高。
[0107]
3、肥效对比实验
[0108]
为了进一步说明本发明的有益效果，将实施例1-4的有机肥当作澳洲坚果的基肥施用，测试其施用效果，以市场上购买的普通有机肥作为对照组。
[0109]
在移栽定植前，选取50棵培育时间相同、且长势相近(包括株高和冠幅相近)的澳洲坚果树苗，分为5组，每组10棵，将种植地划分为5个区域，每个区域的肥料互不影响。
[0110]
澳洲坚果树苗定植后，分别将实施例1-4的有机肥及市场上购买的普通有机肥作为基肥施入5块区域中，除了肥料不同，其他的种植管理过程均相同。3个月后各组澳洲坚果树苗的长势健康，且均无病虫害，统计每组澳洲坚果树苗平均增高、主茎的周长，结果如表3所示。
[0111]
表3肥料用于澳洲坚果基肥的测试结果
[0112][0113][0114]
可见，施用本发明的有机肥与施用市场购买的普通有机肥相比，在保证成活率为100％的情况下，平均株高提高了15.81％-24.30％，平均茎粗提高了9.00％-17.03％，平均冠幅提高了5.36％-13.78％，说明本发明的有机肥肥效更好。
[0115]
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。