CN101696129A - 一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于中药渣等固体有机废弃物资源化利用领域，具体涉及一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法。该方法包括有机物料好氧发酵腐熟、中微量元素添加剂与N、P、K添加剂的配方确定、有机物料与腐植酸氨化处理、有机物料与无机添加剂的双螯合作用处理与产品的造粒、干燥的步骤。本发明利用来源广泛的矿物和工农业废弃物来制备水溶腐植酸和氨基酸，既作为中微量元素的螯合剂，又作为有机原料，具有成本低，效果好的特点。

Description

一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法

技术领域

本发明属于中药渣等固体有机废弃物资源化利用领域，包括有机肥生产、有机无机复混肥生产等技术领域，是中药厂清洁生产技术的有机组成部分，可以解决中药厂生产导致的大量中药渣环境污染问题。具体涉及一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法。

背景技术

随着中医药卫生事业的发展，中草药和中成药的应用日益广泛，中药渣废弃量日渐增加，据统计，我国仅植物类药渣年排放量达65万多吨。中药渣一般含水量较高，极易腐败，会对环境造成严重的污染。早期中药渣处理的形式主要包括填埋、焚烧、固定区域堆放等，不仅耗去大量的资金，而且造成了资源的浪费和严重的环境污染。

中药渣含有一定量的活性成分和大量的粗纤维、粗脂肪、淀粉、粗多糖、氨基酸等营养成分，富含有机质及氮、磷、钾等养分，质量轻，通气性好，可显著改善土壤的通透性，是一种优质的有机肥和轻基质原料。唐懋华等利用生产脉络宁的药渣，配合适量的无机肥和生物菌肥施用可快速提高生土活性与生土供养能力，促进生土团粒结构形成，使生土快速熟化，实现当年熟化当年丰产；在与鸡粪投入成本相当的情况下，改土、增产效果优于鸡粪。因此，生产有机类肥料是当前资源化处理利用中药渣的重要发展方向，在为制药企业带来良好经济效益的同时又对环境不造成危害，是目前医药、化学和环境科学领域的一个重要课题。

与其他原料相比，利用中药渣直接生产有机类肥料存在着中微量元素养分含量不高，生物有效性低的问题。本研究发现可以通过将处理好的中药渣与腐殖酸和氨基酸等进行氨化作用后，与中微量元素鳌合配伍的途径来解决。

植物生长除需要氮、磷、钾等大量元素外，还需要钙、镁、硫、硼、锰、铜、锌、钼、铁、氯等中微量元素，这些营养元素在植物体内的作用有很强的专一性，是不可缺乏和不可替代的，当供给不足时，植物往往表现出特定的缺乏症状，农作物产量降低，质量下降，严重时可能绝产。中微量元素大部分都是金属元素，直接施用到土壤中很容易被土壤固定，有效性和利用率都很低。目前市场上的有机一无机复混肥中虽然也加入了中微量元素，但忽视中微量元素的有效性，忽视中微量元素在肥料加工过程以及在施入土壤后被土壤固定而失去生物有效性，造成植物无法吸收的问题。本专利根据植物养分吸收特点，在中药渣中配伍一定比例的中微量元素，并通过腐植酸的螯合作用增强其生物有效性，提高肥料中养分的利用率。

腐植酸是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列的化学过程和积累起来的一类有机物质。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。它广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又称草炭)、褐煤、风化煤中。腐植酸按照天然结合状态，又分为游离腐植酸和(钙、镁)结合腐植酸。游离腐植酸是一种天然的螯合剂，与中微量金属离子螯合形成的螯合物溶解度大，在土壤中的有效性很高。但不经处理的腐植酸其中水溶性腐植酸含量很低，非但不能活化中微量金属元素提高其利用率，相反还固定中微量金属元素，使其在土壤中的有效性更低。目前市场上销售的各种复混肥料都是将腐植酸原料直接与无机等养分物理混合，其产品中几乎测不出游离腐植酸。本技术发明通过氨化作用显著提高了游离腐植酸的含量，从而提高了中微量元素的生物有效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法。该方法通过采用中药渣高温发酵、有机物料与腐殖酸氨化、中微量元素的双螯合等技术手段制备出氨基酸有机-无机复混肥料。

本发明的采取的技术方案是：一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法，包括以下步骤：

(1)有机物料好氧发酵腐熟：将中药渣与动物粪便按体积比1-1.5∶1均匀混合后，按每方添加发酵菌种1-1.5公斤，通过控制物料比调节碳氮比在25-30∶1，混合物料放入封闭式太阳能发酵大棚，进行高温发酵处理至发酵腐熟；

(2)有机物料与腐植酸氨化处理：用粉碎机将风化煤和步骤(1)发酵好的有机物料粉碎，过筛，将有机物料和风化煤按质量比0.8-1∶1比例混合，再按质量比加入8％-10％的过磷酸钙和5％-10％的碳酸氢铵，用搅拌机搅拌，调整pH值在7-9范围内；处理好的物料堆放在水泥地面上，盖上塑料薄膜密封存放，通过添加混合氨基酸溶液调节物料含水量在25-30％，10-15天后原料氨化处理工艺完成；

(3)有机物料与无机添加剂的双螯合作用处理与产品的造粒、干燥：根据目标产品的需要在氨化处理后的物料中定量加入中微量元素添加剂，充分搅拌，用碳酸氢铵和过磷酸钙调节PH值到7-9，控制在含水量25-30％，密封存放6-8天，进行中微量元素的第一次螯合反应；根据目标产品的需要将第一次螯合反应好的物料中定量加入N、P、K添加剂，搅拌均匀后送入转股造粒机，按质量比8％-15％比例添加混合氨基酸溶液进行造粒，然后进行烘干，控制物料温度在50-70℃，在干燥的同时进行中微量元素的第二次螯合反应；

其中所说的中微量元素添加剂是按以下质量比配制：硫酸锌2％-3％，硼砂3％-4％，硫酸亚铁4％-6％，碳酸氢铵9％-17％，硫酸铵17％-26％，过磷酸钙14％-17％，硫酸镁9％-14％，硝酸钙3％-10％，钼酸铵1％-2％；

N、P、K添加剂是按以下质量比配制：尿素17％-50％、磷酸一铵或磷酸二铵17％-25％、氯化钾或硫酸钾8％-25％。

本发明步骤(1)中所说的发酵菌种，是凡能对有机物料起快速腐熟作用的菌种均可以，优先选择南农大有机肥发酵菌种或恒隆态HM发酵菌种。

上述步骤(1)中所说的动物粪便可以是一种动物粪便，也可以是多种动物粪便的混合物，如体积比为6∶3∶1的猪粪、鸡粪、鹿粪混合物。

本发明利用来源广泛的矿物和工农业废弃物来制备水溶腐植酸和氨基酸，既作为中微量元素的螯合剂，又作为有机原料，具有成本低，效果好的特点。

由于采用上述技术方案，肥料养分搭配合理，针对性强，含有丰富的有机质、高活化的腐植酸及中微量元素，同时无机元素配比合理，这些物质对作物能起到刺激作用，提高肥料的利用率，增强作物的抗病抗逆能力，改善作物的品质，还可以改良土壤，是一种绿色环保的生态专用肥料。根据平衡施肥原理确定大中微量元素比例和有机活性物质添加量，并经活化、螯合、代换后结合在一起，缓急相济，肥料的养分利用率提高10-15％。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程图

具体实施方式

实施例一有机-无机复混肥料的制备

如图1所示，本发明的主要实施步骤分为：①有机物料好氧发酵腐熟；②中微量元素添加剂的配方确定与物料复配；③N、P、K添加剂的配方确定与物料复配；④有机物料与腐植酸氨化处理；⑤有机物料与无机添加剂的双螯合作用处理与产品的造粒、干燥；⑥产品冷却、过筛、包装。本领域的技术人员能够理解，其中添加剂配制只要在使用前完成即可，其在本实施例中的步骤排列不是对操作顺序的限制。本发明中所提到的化学物质的百分比，如无特别说明，均为质量百分比。

①有机物料好氧发酵腐熟；

将中药渣与猪粪、鸡粪、鹿粪按体积比10∶6∶3∶1配比均匀混合后，按每方添加发酵菌种(南农大有机肥发酵菌种或恒隆态HM发酵菌种)1-1.5公斤，通过控制物料比调节碳氮比在25-30∶1。混合物料放入封闭式太阳能发酵大棚，在宽度为8米的发酵池内，将物料长条形堆置，高度为1.2-1.5米，控制含水率在55-60％，进行高温发酵处理。每天进行温度测量，当温度升至55℃以上计时，五天后进行一次翻堆处理，第十五天进行第二次翻堆处理，第二十五天完成发酵腐熟。

②中微量元素添加剂的配方确定与物料复配；

中微量元素添加剂配方为：硫酸锌2％-3％，硼砂3％-4％，硫酸亚铁4％-6％，碳酸氢铵9％-17％，硫酸铵17％-26％，过磷酸钙14％-17％，硫酸镁9％-14％，硝酸钙3％-10％，钼酸铵1％-2％。

③N、P、K添加剂的配方确定与物料复配；

N、P、K添加剂的配方：尿素17％-50％、磷酸一铵(或磷酸二铵)17％-25％、氯化钾(硫酸钾)8％-25％。

④有机物料与腐植酸氨化处理；

用粉碎机将风化煤(含腐殖酸70％以上)和发酵好的有机物料粉碎，过60目筛，将有机物料和风化煤按质量比0.8-1∶1比例混合，再加入8％-10％的过磷酸钙(质量比，下同)和5％-10％的碳酸氢铵，用搅拌机搅拌，利用碳酸氢铵中和过磷酸钙中的游离酸，调整pH值在7-9范围内。处理好的物料堆放在水泥地面上，盖上塑料薄膜密封存放10-15天，通过添加混合氨基酸溶液(生产味精的液体下脚料)调节物料含水量稳定在30％左右，这一过程称为原料氨化处理。氨化处理过程中混合氨基酸在氨化的过程中可使原料稳定常数不受pH值及其它离子的干扰，增强了与阳离子有效螯合能力，稳定性好。氨化处理后的原料生物活性和亲水性提高，对各种金属离子的螯合能力增强，游离态腐植酸含量明显增加。

⑤有机物料与无机添加剂的双螯合作用处理与产品的造粒、干燥；

根据不同目标产品的需要在氨化处理后的物料中定量加入中微量元素添加剂，充分搅拌，用碳酸氢铵和过磷酸钙调节PH值到7-9，控制在含水量25-30％，密封存放6-8天，进行中微量元素的第一次螯合反应。根据不同目标产品的需要将第一次螯合反应好的物料中定量加入N、P、K添加剂，搅拌均匀后送入转股造粒机，按8％-15％比例添加混合氨基酸溶液进行造粒，然后进入滚筒烘干机，控制物料温度在50-70℃，在干燥的同时进行中微量元素的第二次螯合反应。

⑥产品冷却、过筛、包装。

干燥好的颗粒送入冷却机进行冷却，冷却好的颗粒过2.5-4.7mm孔径筛网，合格产品选用有塑料内胆的包装袋进行计量包装，包装好后进入成品库。

实施例二使用效果实例

在江苏连云港市东海县、赣榆县和灌云县等三地推广使用本专利肥料，植物品种为花生和生姜。试验对照为当地常规施肥，小区面积为300m²，3次重复，随机区组排列，测产面积为50m²，花生各产量指标为6个试验点平均，生姜各产量指标为3个试验点平均。

花生各产量指标：在等成本条件下，施用本专利产品的处理：花生双仁果数12.1个/株，果重194.6克/百个，荚果产量462.5公斤/亩；对照区：花生双仁果数9.3个/株，果重173.1克/百个，荚果产量375.7公斤/亩；处理比对照每株花生双仁果数多2.8个，百果重增加21.5克，亩产增加86.8公斤，增产率23.1％，亩增收347.2元。其中李埝乡试验点，处理比对照增产30.4％，增产效果明显。

生姜各产量指标：施用本专利产品处理区亩产为7871.9公斤/亩，对照区亩产为6027.6公斤/亩，处理比对照增产1844.3公斤/亩，增产率为30.6％，亩增收4610.7元。并且施用本专利产品投入成本为2300元/亩，常规施肥投入成本为3000元/亩，处理比对照每亩节约肥料投入成本700元，增收节支效果显著。

Claims (3)

1.一种利用中药渣生产氨基酸有机-无机复混肥料的方法，包括以下步骤：

(1)有机物料好氧发酵腐熟：将中药渣与动物粪便按体积比1-1.5∶1均匀混合后，按每方添加发酵菌种1-1.5公斤，通过控制物料比调节碳氮比在25-30∶1，混合物料放入封闭式太阳能发酵大棚，进行高温发酵处理至发酵腐熟；

(2)有机物料与腐植酸氨化处理：用粉碎机将风化煤和步骤(1)发酵好的有机物料粉碎，过筛，将有机物料和风化煤按质量比0.8-1∶1比例混合，再加入8％-10％的过磷酸钙和5％-10％的碳酸氢铵，用搅拌机搅拌，调整pH值在7-9范围内；处理好的物料堆放在水泥地面上，盖上塑料薄膜密封存放，通过添加混合氨基酸溶液调节物料含水量在25-30％，10-15天后原料氨化处理工艺完成；

(3)有机物料与无机添加剂的双螯合作用处理与产品的造粒、干燥：根据目标产品的需要在氨化处理后的物料中定量加入中微量元素添加剂，充分搅拌，用碳酸氢铵和过磷酸钙调节PH值到7-9，控制在含水量25-30％，密封存放6-8天，进行中微量元素的第一次螯合反应；根据目标产品的需要将第一次螯合反应好的物料中定量加入N、P、K添加剂，搅拌均匀后送入转股造粒机，按质量比8％-15％比例添加混合氨基酸溶液进行造粒，然后进行烘干，控制物料温度在50-70℃，在干燥的同时进行中微量元素的第二次螯合反应；

其中所说的中微量元素添加剂是按以下质量比配制：硫酸锌2％-3％，硼砂3％-4％，硫酸亚铁4％-6％，碳酸氢铵9％-17％，硫酸铵17％-26％，过磷酸钙14％-17％，硫酸镁9％-14％，硝酸钙3％-10％，钼酸铵1％-2％；

N、P、K添加剂是按以下质量比配制：尿素17％-50％、磷酸一铵或磷酸二铵17％-25％、氯化钾或硫酸钾8％-25％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所说的动物粪便是猪粪、鸡粪、鹿粪混合物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，猪粪、鸡粪、鹿粪的体积比为6∶3∶1。

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