專利名稱：一種有機(jī)復(fù)合鉀肥及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
我國是一個可溶性鉀礦資源極為缺乏的國家，鉀鹽儲量4.57億噸，僅占世界 的2. 6%，可溶性鉀資源的缺乏導(dǎo)致我國缺鉀耕地面積已占耕地總面積的56%， 70 80%的耕地 鉀養(yǎng)分不足，農(nóng)業(yè)投入的鉀養(yǎng)分也僅為發(fā)達(dá)國家的43% (張曉衛(wèi)，2006)。在鉀肥供需方面 ，《2005年國土資源公報》顯示2005年我國鉀肥產(chǎn)量(折K20)為232. 66萬噸，自給率僅 為20%左右；鉀肥進(jìn)口917萬噸，比2004年增長23. 4%，對外依存度達(dá)70%以上；《公報》還預(yù) 測到2010年，我國鉀肥需求量1262萬噸，供需缺口非常大。目前，鉀肥的缺乏和國外鉀肥生 產(chǎn)企業(yè)的價格壟斷，不僅使得我國的鉀肥供需矛盾越發(fā)突出，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本，同時 對我國糧食生產(chǎn)安全也造成了一定的沖擊。我國低品位含鉀巖石(1(20含量一般為7 10%) 資源非常豐富(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，1994;林繼雄，李家康1993;連賓，1998 )，為了緩解我國鉀肥匱乏和充分利用該類資源，我國自50年代就開始探索利用含鉀巖石制 取鉀肥的工藝。雖然曾先后采用不同的方法(主要是熱法和濕化學(xué)法)進(jìn)行鉀肥開發(fā)，但由 于工藝過程存在能耗大、物耗大、產(chǎn)品含鉀量低、引起土壤酸化、環(huán)境污染和破壞等問題而 形成工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)不多，已經(jīng)投產(chǎn)的項目也被陸續(xù)關(guān)閉(陳履安，1996)。
隨著微生物技術(shù)的發(fā)展，微生物技術(shù)在處理低品位含鉀巖石，提高其生物有效性方面的 應(yīng)用越來越受矚目，目前在基礎(chǔ)研究方面已取得豐碩成果，主要集中在菌種篩選、有效性試 驗、機(jī)理和菌劑應(yīng)用等方面(Monib，et al. 1984; Avakyan， 1984; Rozanova， 1986; Groudev，et al.， 1987; Malinovskaya， 1988; Malinoskaya， 1990; Mel'nikova， et al ，1990; Friedrich， 1991;連賓，1998; Welch, 1999;連賓等，2002)。在真菌解鉀方 面的研究也有進(jìn)展(Ling Yuan et al. ， 2004; Wallander & Tonie， 1999; Glowa， et al.， 2003)。
從國內(nèi)外的專利申請來看，涉及到低品位含鉀巖石微生物處理生產(chǎn)鉀肥的研究可歸納為 以下三個方面
(1) 有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物發(fā)酵腐熟后釋放出活性鉀素，加入適量的化學(xué)鉀肥混合后制成含 鐘有機(jī)生物月巴茅斗。如Fertilizer compositions and methods of making and using same
(Porubcan， 2005， US6878179) ; Method for producing biofertilizer ( Jangjeng-Ying， et al， 2005， TW229064B);磁化多元生物菌肥的制備方法(李少勇等， 2006， CN1727312);利用城市垃圾糞便制備生物肥料的方法(李元方等，2006， CN1727311 );有機(jī)生物發(fā)酵復(fù)混肥的生產(chǎn)方法(鄒洪偉等，2005， CN1623961);多效有機(jī)生物肥料 生產(chǎn)方法及設(shè)備(徐少云等，1995， CN1113223);生物有機(jī)肥料及其制備方法(王學(xué)泠等 ，2003， CN1413953);等。
(2) 簡易堆肥腐熟法制成含鉀有機(jī)肥料，如Method for producing bio-fertilizer (Rajmanov et al， 1999， RU2130005);活性粉煤灰肥料(路西泉，1996， CN1136544)
; 一種生物磷、鉀肥的制備方法(李善寬，2005， CN1569766);利用微生物固體發(fā)酵分解 難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法(杜士偉等，2001， CN1290673)。
(3) 含有活性解鉀微生物的生物肥料，如Bacterial cultures for
root-colonizing plants (Klo印per et al. ， 1995， US5503652);硅酸鹽細(xì)菌及含有硅酸 鹽細(xì)菌的肥料(殷永嫻等，2002， CN1379083); —種生產(chǎn)高密度硅酸鹽細(xì)菌菌劑的工藝( 李永興和李久蒂，2004， CN1504563);等。
杜士偉等于2001年申請的"利用微生物固體發(fā)酵分解難溶鉀礦生產(chǎn)菌鉀肥的方法"( CN1290673)取得了較好的效果，但該申請是用含有K2 0、 A1 2 0 3 、 6 S i O 2的鉀長石 ，氧化鈣和碳源氮源物質(zhì)為固體發(fā)酵原料與水、解鉀菌液混合發(fā)酵制得菌鉀肥，菌液的培養(yǎng) 時間長，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，在原料的選取上也沒有實現(xiàn)資源的增殖利用。
目前，由于缺乏處理農(nóng)業(yè)廢棄物的有效方法和得力措施，農(nóng)業(yè)垃圾被焚燒和隨意丟棄現(xiàn) 象十分普遍，既造成資源的浪費也帶來環(huán)境的污染。中國食用菌協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國 是全球食用菌生產(chǎn)和貿(mào)易大國，總產(chǎn)量占全球總產(chǎn)的70%以上，2005年我國食用菌產(chǎn)量為 1334萬噸，占全球總產(chǎn)量的75%，食用菌產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中極具活力的一項新興 產(chǎn)業(yè)，僅次于糧、棉、油、菜、果，居第6位，每年利用的農(nóng)作物下腳料約4447萬噸，出菇 后原料重量約減少一半，產(chǎn)生2223萬噸的廢菌渣。廢菌渣主要基質(zhì)為棉籽殼、鋸木屑、稻草 、玉米芯、甘蔗渣及多種農(nóng)業(yè)秸稈，有大量的菌柄、菌絲體、菌根等留在其中，含有菌體蛋 白、菌類多糖和大量其它活性物質(zhì)，其營養(yǎng)成分因食用菌種類和栽培主料等不同而有一定差 異，粗蛋白質(zhì)含量在6.4% 10.2%之間，平均為7.9%;粗脂肪含量在O. 1% 1.4%之間，平均 為0. 8%;粗纖維在9. 3% 29. 2%之間，平均為17. 7%;無氮浸出物在13. 8% 63. 5%之間，平均
為38.6%;還含有鈣、磷、鐵、鎂、鋅、銅等微量元素(李學(xué)梅，2003)。目前，只有少數(shù) 廢菌渣被進(jìn)一步加工利用，主要方式有食用菌再生產(chǎn)的配料、飼料和有機(jī)肥料，但由于處理 工藝的不完善，重復(fù)利用率非常低，大量的菌糠依舊被丟棄，造成巨大的資源浪費和環(huán)境污 染。
為了將農(nóng)業(yè)廢棄物(如食用菌栽培廢料、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物等)變廢為寶 ，促進(jìn)資源循環(huán)利用，提高其價值，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，通 過一定的技術(shù)將農(nóng)業(yè)廢棄料(如食用菌栽培的廢菌渣)應(yīng)用到有機(jī)鉀肥的生產(chǎn)中將具有重要 的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)復(fù)合鉀肥及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明以礦物學(xué)、地質(zhì)微生 物學(xué)原理和現(xiàn)代固體發(fā)酵理論為理論依據(jù)，通過固體發(fā)酵處理使低品位含鉀巖石和食用菌栽 培廢菌渣轉(zhuǎn)化為多功能復(fù)合鉀肥，不僅使低品位含鉀巖石真正實現(xiàn)資源化，同時也使食用菌 栽培的廢菌渣變廢為寶，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的 一種有機(jī)復(fù)合鉀肥，按照重量組分計算，它是用低品位含鉀巖石 4-5份、食用菌栽培廢菌渣5-6份、發(fā)酵輔料1-2份和水10 13份，并加入5% 8%重量百分比 的EM制劑制成的。
準(zhǔn)確地說，它是用低品位含鉀巖石4份、食用菌栽培廢菌渣5份、發(fā)酵輔料1份和水11 13份，并加入5% 8%重量百分比的EM制劑制成的。
所述的低品位含鉀巖石中鉀含量以K20計為8 12% 。 所述的發(fā)酵輔料為重量比=2 : l的廢糖蜜和豆餅粉。
本發(fā)明所述有機(jī)復(fù)合鉀肥的生產(chǎn)方法為將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，食用 菌栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢菌渣混合，然后加入發(fā)酵輔料和水拌勻，再接入EM 制劑；已接種的物料堆置發(fā)酵，發(fā)酵溫度40 7(TC，濕度70 80%，間歇式通氣供氧，發(fā)酵 時間15天；發(fā)酵結(jié)束后產(chǎn)物打散干燥，檢測合格后粉碎，造粒，包裝，即得。
具體的說，已接種的物料堆置成5.0mX2.0mX0.5 m長方形堆狀，排成多行平行的堆， 上面覆蓋稻草或塑料薄膜，以保持堆置物料的溫度。
通氣供氧的具體方式為翻堆、自然通風(fēng)。
第1 6天每2天翻堆通氣1次，每次O. 1 0. 3h;第7 15天每天通氣1次，每次O. 1 0. 3h 本發(fā)明所述的技術(shù)方案是發(fā)明人經(jīng)過了大量的試驗研究之后篩選出來的最佳方案。試驗
過程中，將單純的含鉀巖石(平均鉀含量以1(20計為10.43%)配入一定量的石灰石和煤，粉 磨制塊，在800 125(TC高溫下燒結(jié)，再打成粉，有效鉀含量也可達(dá)到4%，但成本高、工藝 復(fù)雜，而且由這樣的礦粉制成肥料長期使用會使土壤沙化，效果不好。而食用菌栽培廢菌渣 是農(nóng)業(yè)廢棄物，含有大量菌體蛋白、多種代謝產(chǎn)物及未被充分利用的養(yǎng)料。例如用棉籽殼 栽培平菇一個生產(chǎn)周期，棉籽殼的利用價值僅為50%左右。因此，對食用菌栽培廢料進(jìn)行綜 合利用大有可為。其含鉀量依據(jù)栽培食用菌時所選取原料的不同存在差異。采用發(fā)酵方法對 菌渣廢料進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化則有助于提高其養(yǎng)分利用率。利用發(fā)酵輔料是幫助微生物制劑(EM 制劑)快速生長的必要措施。因此，以上組分混合制成的發(fā)酵物料能很快進(jìn)入高溫發(fā)酵階段 并促進(jìn)含鉀巖石粉和廢菌渣的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。
EM菌制劑是國內(nèi)外綜合性最強(qiáng)，活性最強(qiáng)的微生物制劑，適用于一切畜禽養(yǎng)殖飼草、飼 料的發(fā)酵儲存。其效果是促進(jìn)生長，能夠增進(jìn)動物食欲，增強(qiáng)動物對營養(yǎng)物質(zhì)的消化、合成 功能，提高飼料報酬；增強(qiáng)畜禽抗病能力，改善體內(nèi)環(huán)境，提高動物免疫力，降低畜禽發(fā)病 率和死亡率，提高成活率及畜禽的受胎率、飼料轉(zhuǎn)化率，縮短飼養(yǎng)時間，改善產(chǎn)品質(zhì)量，消 除化學(xué)污染和生物污染，降低畜禽脂肪、膽固醇含量；提高飼料吸收利用率。以EM菌制劑發(fā) 酵農(nóng)作物秸稈，可明顯改善秸稈的適口性，提高消化吸收利用率，無環(huán)境污染，減少養(yǎng)殖廠 用藥成本，最大限度的減少了畜禽舍的臭味，能明顯抑制蚊蠅滋生和傳染源。本發(fā)明人將EM 菌制劑用在含鉀巖石粉和廢菌渣的發(fā)酵中進(jìn)行試驗，取得了良好的效果。
本發(fā)明以礦物學(xué)、地質(zhì)微生物學(xué)原理和現(xiàn)代固體發(fā)酵理論為理論依據(jù)，運用固態(tài)發(fā)酵法 轉(zhuǎn)化低品位含鉀巖石和食用菌栽培廢菌渣以生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合鉀肥，具有以下優(yōu)點
1. 以可高效轉(zhuǎn)化含鉀巖石的EM制劑為發(fā)酵用菌劑，大大提高了對含鉀巖石的降解速率；
2. 采用高溫發(fā)酵技術(shù)，省去了對發(fā)酵底料的滅菌處理環(huán)節(jié)，節(jié)省了成本，同時也避免了 發(fā)酵過程中常溫型微生物對底料的污染；
3. 工藝簡單、技術(shù)成本低、操作簡便、生產(chǎn)周期短，還可實現(xiàn)不同規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)， 此外生產(chǎn)過程中無污染物排放，實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)；
4. 通過處理使低品位含鉀巖石和食用菌栽培的廢料經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化為多功能有機(jī)鉀肥，不僅 使低品位含鉀巖石真正實現(xiàn)資源化，同時也使食用菌栽培的廢料變廢為寶，實現(xiàn)了資源的循 環(huán)利用。
5. 產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良
生產(chǎn)的有機(jī)鉀肥中有機(jī)質(zhì)》30%，總養(yǎng)分》15% (總氮》7%、有效磷》4%、有效鉀》4%)
，水分《10%，同時含有對作物有益的微量元素(Si、 Mo、 Cu、 Zn、 Se、 Fe、 Mn等)、稀土 元素、菌體及其代謝產(chǎn)物，如氨基酸、蛋白質(zhì)、胞外多糖等物質(zhì)。不僅可補(bǔ)充作物生長所需 養(yǎng)分，而且可增加土壤有機(jī)質(zhì)，疏松板結(jié)，保育土壤，提高肥力。產(chǎn)品質(zhì)量同時符合中華人 民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)性謝？無機(jī)復(fù)混肥料(GB 18877- 2002)和中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 性謝柿希LY525-2002)，是一種優(yōu)質(zhì)的多功能有機(jī)肥料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以食用菌栽培廢菌渣和低品位含鉀巖石的混合物為發(fā)酵基質(zhì)， EM制劑為發(fā)酵菌劑，采用堆置發(fā)酵方式進(jìn)行生產(chǎn)，在簡化工藝、提高生產(chǎn)效率的同時，實現(xiàn) 了生產(chǎn)過程的清潔化和資源的增值利用；產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，不僅含有豐富的可補(bǔ)充作物生長所 需的養(yǎng)分，而且還能增加土壤有機(jī)質(zhì)，疏松板結(jié)，保育土壤，提高肥力。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例l:低品位含鉀巖石(鉀含量以1(20計為10%) 40Kg、平菇栽培廢菌渣 50Kg、發(fā)酵輔料(重量比=2 : l的廢糖蜜和豆餅粉)10Kg、水120Kg、 EM菌劑13. 2Kg
將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，平菇栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢菌 渣混合，然后加入發(fā)酵輔料和水拌勻，再接入EM菌劑；已接種的物料堆置成5.0mX2.0mX 0.5m的長方形堆狀，排成多行平行的堆垛發(fā)酵，上面覆蓋稻草或塑料薄膜，以保持堆置物料 的溫度；發(fā)酵溫度40 7(TC，濕度70 80%，通過翻堆的方式通氣供氧，發(fā)酵時間15天；第l 6天每2天翻堆通氣1次，每次01 0. 3h;第7 15天每天通氣1次，每次01 0. 3h。發(fā)酵結(jié) 束后，產(chǎn)物打散干燥，檢測分析有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效氮、有效磷和水分等指標(biāo)后粉碎，造 粒，包裝，即得有機(jī)復(fù)合鉀肥約80Kg。其品質(zhì)為有機(jī)質(zhì)》30%，總養(yǎng)分》15% (總氮》7%、有 效磷》4%、有效鉀》4%)，水分《10%，同時含有對作物有益的微量元素(Si、 Mo、 Cu、 Zn 、Se、 Fe、 Mn等)、稀土元素、菌體及其代謝產(chǎn)物，如氨基酸、蛋白質(zhì)、胞外多糖等物質(zhì)。 產(chǎn)品質(zhì)量符合有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料(GB 18877- 2002)和有機(jī)肥料(NY525-2002)的要求。
本發(fā)明的實施例2:低品位含鉀巖石(鉀含量以1(20計為8 10%) 40Kg、食用菌栽培廢菌 渣50Kg、發(fā)酵輔料(重量比=2 : l的廢糖蜜和豆餅粉)10Kg、水100Kg、 EM菌劑10Kg
將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，食用菌栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢 菌渣混合，然后加入發(fā)酵輔料和水拌勻，再接入EM菌劑；已接種的物料堆置成5.0mX2.0mX 0. 5m的堆狀發(fā)酵，發(fā)酵溫度40 7(TC，濕度70 80%，通過翻堆的方式通氣供氧，發(fā)酵時間 15天；第1 6天每2天翻堆通氣1次，每次01 0. 3h;第7 15天每天通氣1次，每次01 0. 3h 。發(fā)酵結(jié)束后，產(chǎn)物打散干燥，檢測合格后粉碎，造粒，包裝，即得有機(jī)復(fù)合鉀肥約80Kg。 其品質(zhì)為有機(jī)質(zhì)》30%，總養(yǎng)分》15% (總氮》7%、有效磷》4%、有效鉀》4%)，水分《10%
，同時含有對作物有益的微量元素(Si、 Mo、 Cu、 Zn、 Se、 Fe、 Mn等)、稀土元素、菌體及 其代謝產(chǎn)物，如氨基酸、蛋白質(zhì)、胞外多糖等物質(zhì)。產(chǎn)品質(zhì)量符合有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料(GB 18877- 2002)和有機(jī)肥料(NY525-2002)的要求。
本發(fā)明的實施例3:低品位含鉀巖石(鉀含量以1(20計為10 12%) 50Kg、食用菌栽培廢 菌渣60Kg、發(fā)酵輔料20Kg、水130Kg、 EM菌劑20. 8Kg
將低品位含鉀巖石粉碎至150目的礦粉，食用菌栽培廢菌渣打散，按比例稱取礦粉和廢 菌渣混合，然后加入發(fā)酵輔料和水拌勻，再接入EM菌劑；已接種的物料堆置發(fā)酵，發(fā)酵溫度 40 70°C，濕度70 80%，通過翻堆的方式通氣供氧，發(fā)酵時間15天；發(fā)酵結(jié)束后，產(chǎn)物打 散干燥，檢測合格后粉碎，造粒，包裝，即得有機(jī)復(fù)合鉀肥約80Kg。
以上所用的EM制劑為市售產(chǎn)品，可在農(nóng)資銷售部門購買。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)復(fù)合鉀肥，其特征在于按照重量組分計算，它是用低品位含鉀巖石4-5份、食用菌栽培廢菌渣5-6份、發(fā)酵輔料1-2份和水10～13份，并加入5％～8％重量百分比的EM制劑制成的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)復(fù)合鉀肥及其生產(chǎn)方法，按照重量組分計算，它是用低品位含鉀巖石4-5份、食用菌栽培廢菌渣5-6份、發(fā)酵輔料1-2份和水10～13份，并加入5％～8％重量百分比的EM制劑制成的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以食用菌栽培廢菌渣和低品位含鉀巖石的混合物為發(fā)酵基質(zhì)，EM菌劑為發(fā)酵菌劑，采用堆置發(fā)酵方式進(jìn)行生產(chǎn)，在簡化工藝、提高生產(chǎn)效率的同時，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的清潔化和資源的增值利用；產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，不僅含有豐富的可補(bǔ)充作物生長所需的養(yǎng)分，而且還能增加土壤有機(jī)質(zhì)，疏松板結(jié)，保育土壤，提高肥力。
文檔編號C05D1/04GK101100401SQ20071020100
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者斌 王, 賓 連 申請人:中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所