一种烟草废弃物生物有机肥及其制备方法与流程

1.本发明涉及有机肥技术领域，具体涉及一种烟草废弃物生物有机肥及其制备方法。


背景技术：

2.烟草植物的种植面积广泛且产量高，约有25％的烟叶、烟末等下脚料被废弃，不能用于卷烟生产，目前的主要处理方法是直接焚烧后掩埋，造成环境污染。而烟草废弃物本身富含大量的氮、磷、钾以及微量元素成分，同时，在烟草废弃物中烟碱平均含量达4％左右，烟碱是有高度挥发性的植物源杀虫药剂，可防治蔬菜、果树上的蚜虫、介壳虫、潜叶蝇、蓟马、菜粉蝶幼虫等，也可用于防治稻飞虱及棉花、柑橘上的红蜘蛛等。将烟草废弃物通过生物腐熟技术，制成具有杀虫功能的生物有机肥，可达到清洁农业和变废为宝的目的。
3.目前，由于烟碱易被氧化、也会被微生物和细菌的酶降解，在烟草废弃物生物发酵腐熟制作有机肥过程中烟碱基本被损失掉。因此，如何将烟碱固态化，控制烟碱的氧化和降解，提高生物有机肥的质量和防病虫的功能是目前亟需解决的重要难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种烟草废弃物生物发酵腐熟有机肥，通过加入有机酸类和无机盐，使发酵物料中烟碱固态化，控制烟碱的氧化和降解，减少烟碱的流失，提高生物有机肥的质量和防病虫的功能。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种烟草废弃物生物有机肥，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物30％～80％，禽畜粪便10％～30％，作物秸秆10％～30％，柠檬酸0.5％～10％、苹果酸0.5％～10％、过磷酸钙1％～10％、硫酸铵1％～10％、硫酸镁1％～10％、硫磺粉1％～5％、微生物菌剂0.2％～0.5％。
7.优选地，所述烟草废弃物包括烟叶碎屑、烟梗、烟杆下脚料中的一种或几种。
8.优选地，所述禽畜粪便包括牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种。
9.优选地，所述微生物菌剂包括乳酸菌、放线菌和芽孢杆菌。
10.优选地，所述微生物菌剂活菌数为2～6亿个/ml。
11.本发明提供了一种上述所述烟草废弃物生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：将烟草废弃物、禽畜粪便、作物秸秆粉、柠檬酸、苹果酸、过磷酸钙、硫酸铵、硫酸镁、硫磺粉和复合微生物菌剂按照比例混合均匀进行堆肥发酵即得。
12.优选地，所述发酵过程中原料c/n为20:1～35:1。
13.优选地，所述发酵条件为物料含水量50％～60％，发酵温度40℃～60℃，ph为5～6.5。
14.优选地，当发酵温度上升至50～60℃时进行翻堆，之后6～8天内，每隔10～12h翻堆一次。
15.优选地，当堆肥中水分含量下降至20％以下进行产品检测，所述检测结果符合ny 884-2012标准。
16.与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
17.(1)本发明在烟草废弃物发酵腐熟制备有机肥前通过加入有机酸类无机盐使得发酵物料处于酸性状态，控制生物有机肥原料的c/n在20:1～35:1之间，使得生物有机肥中烟碱固态化，减少了烟碱的损失，提高生物有机肥的质量和防病虫的功能。
18.(2)本发明在发酵过程将ph调整至5～6.5，使得发酵过程在酸性状态下进行，并通过调节物料含水量以及发酵温度，进一步避免了烟碱的氧化和降解。
19.(3)本发明获得的生物有机肥中烟碱含量≥1.6％。经试验表明，在西瓜栽培时，沟施本发明制备的烟草废弃物生物有机肥200kg/亩，栽苗30天后调查，成苗率高达98％。
具体实施方式
20.本发明提供了一种烟草废弃物生物有机肥，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物30％～80％，禽畜粪便10％～30％，作物秸秆10％～30％，柠檬酸0.5％～10％、苹果酸0.5％～10％、过磷酸钙1％～10％、硫酸铵1％～10％、硫酸镁1％～10％、硫磺粉1％～5％、微生物菌剂0.2％～0.5％。优选地，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物40％～70％，禽畜粪便15％～25％，作物秸秆15％～25％，柠檬酸1％～8％、苹果酸1％～8％、过磷酸钙2％～8％、硫酸铵2％～8％、硫酸镁2％～8％、硫磺粉2％～4.5％、微生物菌剂0.3％～0.45％。更优选地，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物50％～60％，禽畜粪便18％～20％，作物秸秆18％～20％，柠檬酸2％～5％、苹果酸2％～5％、过磷酸钙3％～6％、硫酸铵3％～6％、硫酸镁3％～6％、硫磺粉3％～4％、微生物菌剂0.35％～0.4％。本发明对所述原料来源不作特殊限定。
21.在本发明中，所述烟草废弃物包括烟叶碎屑、烟梗、烟杆下脚料中的一种或几种。
22.在本发明中，所述禽畜粪便包括牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种。畜禽粪便中含有大量农作物生长所必需的氮、磷、钾等营养成分和大量的有机质，为农作物生长提供营养基础。
23.在本发明中，所述微生物菌剂包括乳酸菌、放线菌和芽孢杆菌。在本发明中，乳酸菌、放线菌、芽孢杆菌协同互作，迅速降解烟草废弃物以及作物秸秆物料的有机物，并代谢出抗氧化物质；与禽畜粪便的发酵反应，产生植物生长所需的氮磷钾等营养成分和有机质，抑制有害微生物的生长；增加堆肥的含氮量，缩短烟草废弃物发酵腐熟的进程。本发明中对所述乳酸菌、放线菌、芽孢杆菌的来源不作特殊限定，选择常规市售产品即可。
24.在本发明中，所述微生物菌剂活菌数为2～6亿个/ml。优选地，所述微生物菌剂活菌数为3～5亿个/ml。
25.本发明提供了一种上述所述烟草废弃物生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：将烟草废弃物、禽畜粪便、作物秸秆粉、柠檬酸、苹果酸、过磷酸钙、硫酸铵、硫酸镁、硫磺粉和复合微生物菌剂按照比例混合均匀进行堆肥发酵即得。
26.在本发明中，所述发酵过程中原料c/n为20:1～35:1。在发酵过程中，发酵物料的c/n是影响发酵进程以及反应发酵物料腐熟度的重要指标。本发明通过调整发酵物料之间的比例，使得发酵物料在发酵时的c/n保持在20:1～35:1之间，优选地，c/n为25:1～30:1，
使得发酵物料充分发酵腐熟，促进烟草废弃物发酵腐熟的进程，有效控制烟碱的氧化、挥发和流失。
27.在本发明中，所述发酵条件为物料含水量50％～60％，发酵温度40℃～60℃，ph为5～6.5。优选地，所述发酵条件为物料含水量55％～58％，发酵温度50℃～55℃，ph为5.5～6.0。本发明将发酵物料调至酸性状态，使得发酵过程在酸性状态下进行，并通过调节物料含水量以及发酵温度，进一步避免了烟碱的氧化和降解。所述含水量以及温度利于发酵以及微生物菌剂的代谢反应，促进微生物菌剂与其他物料产生更多更有利的营养元素，提高发酵料的营养成分。
28.在本发明中，当发酵温度上升至50～60℃时进行翻堆，之后6～8天内，每隔10～12h翻堆一次。在本发明中，翻堆时微生物发酵产生的高温将水蒸发，同时进行好氧发酵，有利于微生物菌群代谢活动。
29.在本发明中，当堆肥中水分含量下降至20％以下进行产品检测，所述检测结果符合ny 884-2012标准。本发明获得的烟草废弃物生物有机肥产品均符合以下技术指标。
30.表1烟草废弃物生物有机肥产品技术参数
31.项目技术指标有效活菌数(cfu)，亿/g≥0.20有机质(以干基计)，％≥40.0烟碱(以干基计，％≥1.00水分，％≤30.0ph5.5～6.5粪大肠菌群数，个/g≤100蛔虫卵死亡率，％≥95有效期，月≥6
32.表2烟草废弃物生物有机肥产品5种重金属限量技术要求
33.项目技术指标总砷(as)(以干基计，mg/kg)≤15总镉(cd)(以干基计，mg/kg)≤3总铅(pd)(以干基计，mg/kg)≤50总铬(cr)(以干基计，mg/kg)≤150总汞(hg)(以干基计，mg/kg)≤2
34.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1
36.一种烟草废弃物生物有机肥，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物60％，禽畜粪便20％，作物秸秆10％，柠檬酸2％、苹果酸2％、过磷酸钙2％、硫酸铵1％、硫酸镁1％、硫磺粉1.5％、微生物菌剂0.5％。所述微生物菌剂为乳酸菌、放线菌、芽孢杆菌，活菌数均为5亿个/ml。
37.实施例2
38.一种烟草废弃物生物有机肥，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物55％，禽畜粪便10％，作物秸秆20％，柠檬酸5％、苹果酸5％、过磷酸钙1％、硫酸铵1％、硫酸镁1.5％、硫磺粉1％、微生物菌剂0.5％。所述微生物菌剂为乳酸菌、放线菌、芽孢杆菌，活菌数均为2亿个/ml。
39.实施例3
40.一种烟草废弃物生物有机肥，所述生物有机肥包括以下重量百分比的发酵原料：烟草废弃物30％，禽畜粪便30％，作物秸秆30％，柠檬酸0.8％、苹果酸0.8％、过磷酸钙2％、硫酸铵2％、硫酸镁2％、硫磺粉2％、微生物菌剂0.4％。所述微生物菌剂为乳酸菌、放线菌、芽孢杆菌，活菌数均为6亿个/ml。
41.实施例4
42.一种烟草废弃物生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：按照实施例1～3中重量百分比发酵原料，将烟草废弃物、禽畜粪便、作物秸秆粉、柠檬酸、苹果酸、过磷酸钙、硫酸铵、硫酸镁、硫磺粉和复合微生物菌剂按照比例混合均匀，c/n为20:1～35:1，调节发酵物料含水量60％，发酵温度60℃，ph为5；在发酵车间发酵72小时；待温度上升到60℃时用自动翻堆机开始翻堆，在以后的6-8天内，每隔12小时翻堆一次；当堆肥中的水份含量下降到20％以下时，进行产品检测；对检测合格，达到ny 884-2012标准的产品进行定量包装即成进行堆肥发酵即得。
43.实施例5
44.与实施例4不同的是，调节发酵物料含水量50％，发酵温度55℃，ph为6，其余步骤不变。
45.实施例6
46.与实施例4不同的是，调节发酵物料含水量55％，发酵温度40℃，ph为6.5，其余步骤不变。
47.实施例7
48.与实施例4不同的是，当发酵温度上升至50℃时进行翻堆，之后6～8天内，每隔10h翻堆一次，其余步骤不变。
49.实施例8
50.与实施例4不同的是，当发酵温度上升至55℃时进行翻堆，之后6～8天内，每隔11h翻堆一次，其余步骤不变。
51.对比例1
52.与实施例4不同的是，有机发酵料不添加柠檬酸、苹果酸、过磷酸钙、硫酸铵、硫酸镁、硫磺粉和复合微生物菌剂，c/n为30:1～45:1，发酵温度为73℃，ph值为7.6条件下，发酵制备得到有机肥，其余步骤与实施例4相同。
53.对比例2
54.普通有机肥，购自市售以畜禽粪为主要原料，复合ny-2021标准的有机肥产品。
55.表3存放时间对烟草废弃物生物有机肥烟碱含量的影响
[0056][0057]
根据表3可以看出，本发明制备得到的烟草废弃物生物有机肥，烟碱含量为1.6％，在室温为20～30℃条件下，存放360天后，烟碱含量基本没有损失；而不添加有机酸类物质、无机盐类和微生物菌剂的有机肥，烟碱含量为0.3％，存放360天后，烟碱含量损失明显。
[0058]
表4烟草废弃物生物有机肥防治西瓜地下害虫效果
[0059][0060]
根据表4可以看出，在西瓜栽苗时，沟施本发明实施例4制备的烟草废弃物生物有机肥200kg/亩，栽苗30天后调查，成苗率为98％；沟施同等用量对比例1的有机肥，成苗率为74％；普通有机肥成苗率为71％。表明本发明获得的生物有机肥具有较好的防病虫功能。
[0061]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。