一种可快速回补土壤有机质的有机肥及其制备与施用方法与流程

1.本发明属于有机肥技术领域，具体涉及土壤改良有机肥技术领域，尤其涉及一种可快速回补土壤有机质的有机肥及其制备与施用方法。

背景技术：

2.土壤板结是指土壤表层因缺乏有机质，结构不良，在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散，而干燥后受内聚力作用使土面变硬的现象。多种原因均会引起土壤的板结，如农田土壤质地黏重，耕作层浅；有机物料投入少；塑料废弃物污染；长期单一地偏施化肥；镇压、翻耕等农耕措施导致上层土壤结构破坏；有害物质的积累；暴雨造成水土流失等。土壤板结将造成土壤的吸水、吸氧及营养物质的吸附能力降低，通透能力的下降使作物根系发育不良，影响农作物的生长发育。
3.目前，一般采用施用含有腐殖酸或黄腐酸的有机肥以改善土壤的板结现象，但有机肥中的腐殖酸存在起效时间较长，效果不佳，难以快速解决土地板结的问题。特别是对于种植长期作物的土壤，由于无法通过物理松土，且每年增施的化肥农药进一步让土壤板结，现有的有机肥无法起到快速回补土壤中的有机质，以解决土壤板结的问题。

技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可快速回补土壤有机质的有机肥及其制备与施用方法，该有机肥采用动物蛋白和植物蛋白反应制得以黄腐酸为主的复合氨基酸，因其分子量小，具有强渗透性和穿透性，可在短时间内在大范围形成活性团粒结构，并保持土壤的水份，为微生物提供生存环境，从而培育大量微生物，微生物的代谢提高土壤中有机质的含量，实现土壤疏松的目的。
5.为克服上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种有机肥。
6.具体地，一种有机肥，所述有机肥的组分包括动物蛋白、植物蛋白、矿物质和螯合剂。
7.本发明以动物蛋白和植物蛋白为原料，在高温条件下，动物蛋白和植物蛋白发生水解，生成黄腐酸为主的腐殖酸与氨基酸，在矿物质中金属离子和螯合剂的作用下，形成具有共晶结构的物质，本发明称为黄氨酸络合物。黄氨酸络合物具有分子量小、吸水系数大的特点，因此，更容易分散，可在短时间内在大范围形成活性团粒结构。施于土壤中，可培育大量的微生物，微生物大量代谢，将大大提高土壤中有机质的含量。同时，黄氨酸络合物还具有强的穿透力，可渗透入较深土层(约20-30cm)并能形成较大的团粒结构，提高土壤有机质，达到保水效果而为大量土壤生物提供生存条件，使土壤生物不断代谢而快速增加土壤有机质。
8.此外，黄氨酸络合物在兑水过程中将快速分散，通过土壤中的水份快速扩散整片施肥区域，并可固定土壤中水份形成团粒结构，保持土壤水份以满足微生物的生长需要，因而能够快速均匀地让该土壤内的微生物大量繁殖，加快土壤中其它无法利用的有机质的分
解，最终达到提高有机质含量，土壤疏松的目的。
9.作为上述方案的进一步改进，所述动物蛋白选自鱼骨粉和/或羽毛粉；所述植物蛋白选自花生麸、豆麸、茶麸中的至少一种。
10.具体地，动物蛋白鱼骨粉中含有大量的钙质和蛋白质，羽毛粉中含有大量氨基酸，如赖氨酸、蛋氨酸等；植物蛋白花生麸、豆麸、茶麸碳氮比小，施入土壤后分解速度快，肥效迅速，富含磷、钾两种大量元素，同时富含蛋白质，皂角甙素等营养成分。动物蛋白和植物蛋白在一定温度下混合反应发生水解，生成以黄腐酸为主的腐植酸和氨基酸，并在矿物质和螯合剂的作用下，形成黄氨酸络合物，在为土壤提供保水性的同时，可有效提高土壤中有机质的含量。同时，动物蛋白和植物蛋白中的微量元素还可为土壤提供营养，提高土壤的肥沃程度。
11.优选地，所述动物蛋白和所述植物蛋白的质量比为1：(0.5-1)。通过控制动物蛋白和植物蛋白配比，可获得最佳比例的黄腐酸和氨基酸，有利于形成黄氨酸络合物。
12.作为上述方案的进一步改进，所述矿物质选自菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌中的至少一种。矿物质可为土壤补充所需的各种矿物及微量元素，使土壤在改善板结的同时，提升土壤的营养成分。
13.作为上述方案的进一步改进，所述螯合剂包括乙二胺四乙酸(简称：edta)。
14.具体地，edta是作为螯合剂，可与矿物质中的铁、锰、铜、锌形成稳定的水溶性络合物，并渗透至土壤深处，为土壤补充微量元素；同时与黄腐酸和氨基酸共同作用，形成黄氨酸络合物，实现土壤的保水性的同时，为微生物提供生存环境，提高土壤中有机质的含量，达到改良土壤板结的问题。
15.作为上述方案的进一步改进，所述有机肥的原料组分还包括硼砂和水，所述有机肥，按重量份计包括：动物蛋白10-30份、植物蛋白10-30份、矿物质3-5份、螯合剂5-10份、硼砂0.1-0.3份和水20-30份。
16.具体地，硼砂主要为土壤提供微量元素硼，通过控制各原料的最佳配比，可在短时间内在大范围形成活性团粒结构，并保持土壤的水份，提高土壤中有机质的含量，实现土壤疏松的目的。
17.优选地，所述有机肥，按重量份计包括：动物蛋白10-30份、植物蛋白10-30份、菱镁矿1-3份、硫酸亚铁0.1-1份、硫酸锰0.1-1份、硫酸铜0.1-1份、硫酸锌0.1-1份、edta5-10份、硼砂0.1-0.3份和水20-30份。
18.更优选地，所述有机肥，按重量份计包括：动物蛋白10-16份、植物蛋白10-20份、菱镁矿1-2份、硫酸亚铁0.5-1份、硫酸锰0.3-0.5份、硫酸铜0.1-0.3份、硫酸锌0.1-0.2份、edta4-6份、硼砂0.1-0.2份和水22-30份。
19.本发明的第二方面提供了一种有机肥的制备方法。
20.具体地，一种有机肥的制备方法，所述制备方法用于制备本发明所述的有机肥，包括以下步骤：
21.将动物蛋白和植物蛋白粉碎后，依次加入其他原料，混合后进行加热反应，得所述有机肥。
22.作为上述方案的进一步改进，所述加热反应的温度为80-100℃，时间为8-16小时。
23.优选地，所述动物蛋白和植物蛋白粉碎后的粒径为3-5mm。
24.本发明的第三方面提供了一种有机肥的施用方法。
25.具体地，一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
26.先在待施肥的土壤中挖沟，然后将本发明所述的有机肥兑水后施于所述沟中，最后将土壤覆盖所述有机肥。
27.作为上述方案的进一步改进，所述沟的宽度为10-15cm，深度为5-15cm，相邻所述沟之间的距离可据实际种植情况而定。
28.作为上述方案的进一步改进，所述有机肥与水的兑水质量比为1：(1-2)。
29.作为上述方案的进一步改进，所述有机肥兑水后的施用量为0.05-0.5kg/m2。
30.具体地，将有机肥兑水后施于具有一定宽度和深度的土壤中，更有利于有机肥向横向和纵向扩散和渗透，加之黄氨酸络合物的强穿透和渗透性，可使有机肥快速扩散至整片施肥区域。
31.本发明的上述技术方案相对于现有技术，至少具有如下技术效果或优点：
32.(1)本发明以动物蛋白和植物蛋白为主要原料，通过添加矿物质和螯合剂，在一定温度条件下，形成黄氨酸络合物。黄氨酸络合物具有分子量小、吸水系数大的特点，可在短时间内在大范围形成活性团粒结构。施于土壤中，可培育大量的微生物，以提高土壤中有机质的含量。同时，黄氨酸络合物还具有强的穿透力，可渗透入较深土层并形成较大的团粒结构，提高土壤有机物质的同时，还可保持土壤水份以满足微生物的生长需要，因而能够快速均匀使土壤内的微生物大量繁殖，加快土壤中其它无法利用的有机质的分解，最终达到提高有机质含量，土壤疏松的目的。
33.(2)施用本发明有机肥的土壤，在不翻土、作物继续耕作的前提下，可实现在3个月内解决土壤板的问题，并可实现每年恢复约0.5-1％的土壤有机质含量。
具体实施方式
34.下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
35.以下实施例和对比例选用的施肥对象为德庆某贡柑种植园的土壤，施用有机肥前测得土壤中有机质含量《0.5％，含水率为15％。施肥频次为每年两次，其中：2-3月施1次，9-10月施1次。
36.实施例1
37.一种有机肥，按重量份计包括：鱼骨粉5份、羽毛粉5份、花生麸2份、豆麸2份、茶麸2份、菱镁矿2份、硫酸亚铁1份、硫酸锰0.5份、硫酸铜0.2份、硫酸锌0.2份、edta5份、硼砂0.2份和水22份。
38.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
39.将鱼骨粉、羽毛粉、花生麸、豆麸和茶麸机械粉碎后，依次加入菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、edta、硼砂和水混合后，置于80℃的反应釜中进行反应12小时，得
本实施例的有机肥。
40.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
41.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为5cm的沟；然后将本实施例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.1kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
42.实施例2
43.一种有机肥，按重量份计包括：鱼骨粉10份、羽毛粉5份、花生麸5份、豆麸5份、茶麸3份、菱镁矿1份、硫酸亚铁0.5份、硫酸锰0.3份、硫酸铜0.3份、硫酸锌0.1份、edta4份、硼砂0.1份和水25份。
44.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
45.将鱼骨粉、羽毛粉、花生麸、豆麸和茶麸机械粉碎后，依次加入菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、edta、硼砂和水混合后，置于80℃的反应釜中进行反应10小时，得本实施例的有机肥。
46.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
47.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为10cm的沟；然后将本实施例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.1kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
48.实施例3
49.一种有机肥，按重量份计包括：鱼骨粉8份、羽毛粉8份、花生麸3份、豆麸8份、茶麸3份、菱镁矿2份、硫酸亚铁1份、硫酸锰0.4份、硫酸铜0.1份、硫酸锌0.2份、edta6份、硼砂0.2份和水30份。
50.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
51.将鱼骨粉、羽毛粉、花生麸、豆麸和茶麸机械粉碎后，依次加入菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、edta、硼砂和水混合后，置于100℃的反应釜中进行反应8小时，得本实施例的有机肥。
52.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
53.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为15cm，深度为10cm的沟；然后将本实施例的有机肥与水按质量比为1：2兑水后施于沟中，施用量为0.05kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
54.实施例4
55.一种有机肥，按重量份计包括：鱼骨粉10份、花生麸2份、豆麸2份、菱镁矿1份、硫酸亚铁0.5份、硫酸锰0.4份、硫酸铜0.2份、硫酸锌0.2份、edta5份、硼砂0.2份和水25份。
56.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
57.将鱼骨粉、花生麸和豆麸机械粉碎后，依次加入菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、edta、硼砂和水混合后，置于90℃的反应釜中进行反应12小时，得本实施例的有机肥。
58.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
59.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为5cm的沟；然后将本实施例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.08kg/m2；最后将挖开的土壤
覆盖有机肥。
60.实施例5
61.一种有机肥，按重量份计包括：羽毛粉10份、花生麸10份、菱镁矿2份、硫酸亚铁0.8份、硫酸锰0.5份、硫酸铜0.2份、硫酸锌0.2份、edta5份、硼砂0.2份和水22份。
62.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
63.将羽毛粉、花生麸机械粉碎后，依次加入菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、edta、硼砂和水混合后，置于80℃的反应釜中进行反应12小时，得本实施例的有机肥。
64.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
65.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为5cm的沟；然后将本实施例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.1kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
66.对比例1
67.一种有机肥，按重量份计包括：腐殖酸16份、菱镁矿2份、硫酸亚铁1份、硫酸锰0.5份、硫酸铜0.2份、硫酸锌0.2份、edta5份、硼砂0.2份和水22份。
68.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
69.将腐殖酸、菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硼砂和水混合后，得本对比例的有机肥。
70.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
71.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为5cm的沟；然后将本对比例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.1kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
72.对比例1与实施例1的区别在于，对比例1的有机肥将腐殖酸替代实施例1的动物蛋白和植物蛋白，且未添加edta。
73.对比例2
74.一种有机肥，按重量份计包括：黄腐酸钾16份、菱镁矿2份、硫酸亚铁1份、硫酸锰0.5份、硫酸铜0.2份、硫酸锌0.2份、edta5份、硼砂0.2份和水22份。
75.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
76.将黄腐酸钾、菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、edta、硼砂和水混合后，得本对比例的有机肥。
77.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
78.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为5cm的沟；然后将本对比例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.1kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
79.对比例2与实施例1的区别在于，对比例2的有机肥将黄腐酸钾替代实施例1的动物蛋白和植物蛋白，且未添加edta。
80.对比例3
81.一种有机肥，按重量份计包括：鱼骨粉5份、羽毛粉5份、花生麸2份、豆麸2份、茶麸2份、菱镁矿2份、硫酸亚铁1份、硫酸锰0.5份、硫酸铜0.2份、硫酸锌0.2份、edta5份、硼砂0.2份和水22份。
82.一种有机肥的制备方法，包括以下步骤：
83.将动物蛋白和植物蛋白机械粉碎后，依次加入矿物质、螯合剂、硼砂和水混合后，得本对比例的有机肥。
84.一种有机肥的施用方法，包括以下步骤：
85.先在待施肥的土壤中挖沟，其中沟的宽度为10cm，深度为5cm的沟；然后将本实施例的有机肥与水按质量比为1：1兑水后施于沟中，施用量为0.1kg/m2；最后将挖开的土壤覆盖有机肥。
86.对比例3与实施例1的区别在于，对比例3的有机肥直接混合，未经加热反应。
87.效果测试
88.取施用实施例1-5及对比例1-3的土壤，按土壤检测标准ny/t1121.6-2006检测土壤中含水量及有机质，其中：测试土壤的含水率是在施肥3个月后且连续干旱10天；测试土壤有机质是在每年同期取土抽样检测，测试结果如表1和表2所示。
89.表1：实施例1-5及对比例1-3的土壤的含水情况对比表
90.土壤含水率(％)土壤板结情况实施例170疏松，用锄头锄出的土块自然松散实施例268疏松，用锄头锄出的土块自然松散实施例365疏松，用锄头锄出的土块自然松散实施例467疏松，用锄头锄出的土块自然松散实施例569疏松，用锄头锄出的土块自然松散对比例132板结，用锄头锄出的土块结块对比例238板结，用锄头锄出的土块结块对比例318板结，用锄头锄出的土块结块
91.从表1可知，施用3个月的有肌肥后，实施例1-5的土壤含水率均较高，达到70％，且土壤疏松，板结情况得到明显改善。而对比例1-2直接以腐殖酸或黄腐酸钾为原料，虽然土壤的板结情况得到一定的改善，但效果远不及实施例1-5；对比例3以动物蛋白和植物蛋白为肥料，对土壤板结的改善有限。
92.表2：实施例1-5及对比例1-3的土壤的有机质含量对比表
93.含水率0年(％)1年(％)2年(％)3年(％)4年(％)实施例1《0.5《0.51.01.52.0实施例2《0.5《0.51.01.52.0实施例3《0.5《0.51.01.52.0实施例4《0.5《0.51.01.52.0实施例5《0.5《0.51.01.52.0对比例1《0.5《0.5《0.50.50.5对比例2《0.5《0.5《0.50.51.0对比例3《0.5《0.5《0.50.50.5
94.本发明在有机质含量的测试过程中，以0.5％为一个测量值组距，当有机质的含量小于0.5％时，视为未检出有机质。从表1可知，土壤在施用实施例1-5的有机肥后，有机质含量在第2年起有机质含量明显提升，且有逐年增长趋势。而对比例1-3直接以腐殖酸、黄腐酸
钾和动植物蛋白为原料，土壤的有机质第3年才稍有改善，且改善的程度不及实施例1-5。
95.对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

技术特征：

1.一种有机肥，其特征在于，所述有机肥的原料组分包括动物蛋白、植物蛋白、矿物质和螯合剂。2.根据权利要求1所述的有机肥，其特征在于，所述动物蛋白选自鱼骨粉和/或羽毛粉；所述植物蛋白选自花生麸、豆麸、茶麸中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的有机肥，其特征在于，所述动物蛋白和所述植物蛋白的质量比为1：(0.5-1)。4.根据权利要求1所述的有机肥，其特征在于，所述矿物质选自菱镁矿、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌中的至少一种。5.根据权利要求1所述的有机肥，其特征在于，所述螯合剂包括乙二胺四乙酸。6.根据权利要求1所述的有机肥，其特征在于，所述有机肥的原料组分还包括硼砂和水，所述有机肥，按重量份计包括：动物蛋白10-30份、植物蛋白10-30份、矿物质3-5份、螯合剂5-10份、硼砂0.1-0.3份和水20-30份。7.一种有机肥的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1至6任意一项所述的有机肥，包括以下步骤：将动物蛋白和植物蛋白粉碎后，加入其他原料，混合后进行加热反应，得所述有机肥。8.根据权利要求7所述的有机肥的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为80-100℃，时间为8-16小时。9.一种有机肥的施用方法，其特征在于，包括以下步骤：先在待施肥的土壤中挖沟，然后将权利要求1至6任意一项所述的有机肥兑水后施于所述沟中，最后将土壤覆盖所述有机肥。10.根据权利要求9所述的有机肥的施用方法，其特征在于，所述沟的宽度为10-15cm，深度为5-15cm；所述有机肥与水的兑水质量比为1：(1-2)；所述有机肥兑水后的施用量为0.05-0.5kg/m2。

技术总结

本发明属于有机肥技术领域，具体公开了一种可快速回补土壤有机质的有机肥及其制备与施用方法。该有机肥的原料组分包括动物蛋白、植物蛋白、矿物质和螯合剂，本发明以动物蛋白和植物蛋白为主要原料，通过添加矿物质和螯合剂，形成黄氨酸络合物。黄氨酸络合物具有分子量小、吸水系数大的特点，可在短时间内在大范围形成活性团粒结构。施于土壤中，可培育大量的微生物，以提高土壤中有机质的含量。同时，黄氨酸络合物还具有强的穿透力，提高土壤有机物质的同时，还可保持土壤水份以满足微生物的生长需要，因而能够快速均匀使土壤内的微生物大量繁殖，加快土壤中其它无法利用的有机质的分解，最终达到提高有机质含量，土壤疏松的目的。土壤疏松的目的。