(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112723949 A(43)申请公布日 2021.04.30
(21)申请号 202110150093.6(22)申请日 2021.02.03
(71)申请人 湖北圣兴生物科技股份有限公司
地址 438215 湖北省黄冈市浠水县关口镇
李河村(72)发明人 杨勇 冯国胜 陈守文 李春黎
赵婉 杨小琼 郭青青 (74)专利代理机构 北京金智普华知识产权代理
有限公司 11401
代理人 杨采良(51)Int.Cl.
C05G 3/00(2020.01)C05G 3/80(2020.01)C05F 17/20(2020.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图2页
CN 112723949 A(54)发明名称
一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥及制备方法
(57)摘要
公开了一种本发明属于土壤改良技术领域，
茶叶酸化土壤修复生物有机肥及制备方法，茶叶酸化土壤修复生物有机肥按照质量份数由20‑25份生物炭、10‑15份草木灰、10‑15份河道淤泥、15‑20份蚯蚓粉、8‑10份动物粪便、5‑10份钙镁磷肥、5‑8份蚕砂、5‑8份氧化锌、5‑8份蒙脱石、1‑3份粘土矿物、1‑3份谷壳硅碱以及1‑3份解淀粉芽孢杆菌组成。本发明的有机肥能有效提高土壤pH，提高茶叶产量和品质；同时成本低、原料容易获得、制造方法简便、含有丰富中微量元素且具有土壤消毒功能。本发明能够改良土壤理化性状：主要可调节土壤酸碱度，防止土壤板结，改善土壤团粒结构，疏松土壤，增加空气和水分。
CN 112723949 A
权 利 要 求 书
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1.一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥，其特征在于，所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥按照质量份数由20‑25份生物炭、10‑15份草木灰、10‑15份河道淤泥、15‑20份蚯蚓粉、8‑10份动物粪便、5‑10份钙镁磷肥、5‑8份蚕砂、5‑8份氧化锌、5‑8份蒙脱石、1‑3份粘土矿物、1‑3份谷壳硅碱以及1‑3份解淀粉芽孢杆菌组成。
2.一种如权利要求1所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥的茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法包括：
步骤一，进行生物炭的制备以及温和碱改性；按比例称取生物炭、草木灰、河道淤泥、蚯蚓粉、动物粪便、钙镁磷肥、蚕砂、氧化锌、蒙脱石、粘土矿物、谷壳硅碱以及解淀粉芽孢杆菌；
步骤二，将称取的动物粪便腐熟，将制备的生物炭与河道淤泥、蚕砂、蒙脱石、黏土矿物进行初步破碎，然后经球磨机或高速雷蒙磨加工成80‑90目的粉状混合物；
步骤三，将得到的分装混合物与草木灰、蚯蚓粉、氧化锌、腐熟的动物粪便、钙镁磷肥进行混合均匀，加水，调节混合物料的含水量至50‑55％，得混合料；
步骤四，将混合物料进行堆肥发酵；将混合发酵产物加入解淀粉芽孢杆菌液体培养物，自然晾晒至物料含水量低于20％；
步骤五，将晾晒后的自然物料置于密闭的反应釜中，通入蒸汽，加压到16个大气压，进行蒸养活化处理4‑6小时，温度控制在110‑120℃，即得茶叶酸化土壤修复生物有机肥。
3.如权利要求2所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，步骤一中，所述进行生物炭的制备包括：
1)将市政污泥依次经浓缩、调理改性、脱水成为脱水泥饼；将脱水泥饼依次进行粉碎、烘干；
2)将粉碎烘干后的脱水泥饼放入马弗炉内，通入氮气隔氧，持续升温至450‑600℃，恒温烧制4‑6h，热解炭化得到初步生物炭；
3)将初步生物炭冷却至室温，研磨过90目筛，用水清洗数次，去除表面灰分，烘干，即可得所述生物炭。
4.如权利要求2所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，步骤一中，所述进行生物炭的温和碱改性包括：
首先，取制备的生物炭加入温和碱反应液中浸泡改性；其次，将处理后的生物炭用水洗至洗出液为中性后烘干，即可。5.如权利要求4所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，所述温和碱反应液由3％的氢氧化钠溶液与2％的过氧化氢溶液按照质量份数5：3配置而成。
6.如权利要求4所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，所述改性处理参数为：温度120℃，固液比5g:120mL，处理时间6‑8h。
7.如权利要求2所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，步骤二中，所述将称取的动物粪便腐熟包括：
1)将称取的动物粪便与腐熟剂混合后置于发酵室中的堆放架上，堆放厚度不超过16cm，将混合均匀的动物粪便与腐熟剂的湿度控制在70％，关闭发酵室，控制室内湿度在70％，室内压力为0.6个大气压，室内温度20‑25℃，室内含氧量为26‑27％，有氧发酵的时间为7‑8h；
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2)将有氧发酵的动物粪便与腐熟剂混合物取出进行密闭发酵，先将温度控制在20‑25℃，湿度控制在55‑60％，发酵时间为9‑10天；
3)将温度升高至80‑85℃，湿度不变，继续发酵2天，烘干造粒即可得腐熟的动物粪便。8.如权利要求7所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述腐熟剂按照质量份数由20‑25份稻糠、20‑25份麦麸、10‑15份大豆蛋白粉、10‑15份枯草芽孢杆菌液体菌种、10‑15份尿素；5‑10份保加利亚乳酸杆菌以及5‑8份康氏木菌组成。
9.如权利要求8所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，所述腐熟剂制备方法包括：
1)分别将枯草芽孢杆菌液体菌种、保加利亚乳酸杆菌以及康氏木菌进行活化和扩繁培养，并将得到的三种菌液混合均匀，得到复合菌剂；
2)将稻糠、麦麸、尿素进行低温烘干粉碎，过60‑80目筛，得到混合颗粒；将混合颗粒与复合菌剂按重量比5：3的比例混合均匀，在65‑70℃条件下发酵1‑2天；
3)向初步发酵物中加入大豆蛋白粉，搅拌均匀后，继续发酵2‑3天，得到发酵物；4)将得到的发酵物在38‑40℃条件下烘干，即得到所述腐熟剂。10.如权利要求2所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，其特征在于，步骤四中，所述堆肥发酵包括：温度控制在75‑80℃后，持续5‑8天，每天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，即可得到发酵腐熟好的物料。
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说 明 书
一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥及制备方法
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技术领域
[0001]本发明属于土壤改良技术领域，尤其涉及一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥及制备方法。
背景技术
[0002]目前：茶树是典型的喜酸作物，其适宜的pH值4.5～5.5。茶树种植后，由于其自身分泌有机酸等生理作用，土壤会逐渐酸化；酸雨，过量施用化肥，特别是尿素和铵态氮肥等会加剧土壤酸化。研究表明，茶园土壤在持续酸化，据中国农业科学院茶叶研究所的研究表
pH值＜4.0仅为13.7％，明，1990‑1991年江、浙、皖三省极大多数茶园土壤的pH在4.5以上，
1998年的测定结果上升到43.9％，最近的研究表明近半数茶园土壤pH值小于＜4.0。从全国范围来看，茶园土壤也呈现持续酸化的趋势，目前，有三分之一左右的土壤pH值小于＜4.0。[0003]茶树是喜酸作物，土壤pH值6.5以上不利于生长发育，但过度酸化导致土壤养分严重失调，生物性状变差，土壤板结，也影响茶树的生长发育。如土壤pH值在5.0左右时，茶树根系发达、生长旺盛，茶芽粗壮、新梢生长快；当pH值小于4.0时，根尖萎缩，生长受抑制，此时茶树对氮、磷、钾的吸收量急剧下降，发芽迟缓，新梢生长缓慢。另外，过度酸化还会导致土壤中铅等重金属元素的生物有效性提高，从而影响茶叶安全质量和茶叶品质。因此，改良严重酸化的茶园土壤，不仅能显著提升土壤质量水平，而且对于提高茶叶产量和品质有重要作用。
[0004]目前农业生产上一般使用石灰类物质改良酸化土壤，施用石灰不能从根本上解决土壤酸化的问题，而且也存在一些不利影响，比如：降低土壤的透水性，减缓豆科和非豆科作物的生长，减少植物吸收磷等。中国化肥市场氮肥以尿素和铵态氮为主，磷肥市场以磷酸一铵，磷酸二铵以及过磷酸钙为主，钾肥以硫酸钾和氯化钾为主，在酸化土壤上施用这些肥料，不利于酸化土壤的改良，因此，发明在酸化土壤上专用的肥料势在必行。[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的酸化土壤改良不能解决土
同时会影响茶叶的产量以及品质。壤酸化的问题，
发明内容
[0006]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥及制备方法。
[0007]本发明是这样实现的，一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥，所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥按照质量份数由20‑25份生物炭、10‑15份草木灰、10‑15份河道淤泥、15‑20份蚯蚓粉、8‑10份动物粪便、5‑10份钙镁磷肥、5‑8份蚕砂、5‑8份氧化锌、5‑8份蒙脱石、1‑3份粘土矿物、1‑3份谷壳硅碱以及1‑3份解淀粉芽孢杆菌(市购)组成。
[0008]本发明的另一目的在提供一种所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥的茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法，所述茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法包括：[0009]步骤一，进行生物炭的制备以及温和碱改性；按比例称取生物炭、草木灰、河道淤
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泥、蚯蚓粉、动物粪便、钙镁磷肥、蚕砂、氧化锌、蒙脱石、粘土矿物、谷壳硅碱以及解淀粉芽孢杆菌；
[0010]步骤二，将称取的动物粪便腐熟，将制备的生物炭与河道淤泥、蚕砂、蒙脱石、黏土矿物进行初步破碎，然后经球磨机或高速雷蒙磨加工成80‑90目的粉状混合物；[0011]步骤三，将得到的分装混合物与草木灰、蚯蚓粉、氧化锌、腐熟的动物粪便、钙镁磷肥进行混合均匀，加水，调节混合物料的含水量至50‑55％，得混合料；[0012]步骤四，将混合物料进行堆肥发酵；将混合发酵产物加入解淀粉芽孢杆菌液体培养物，自然晾晒至物料含水量低于20％；[0013]步骤五，将晾晒后的自然物料置于密闭的反应釜中，通入蒸汽，加压到16个大气压，进行蒸养活化处理4‑6小时，温度控制在110‑120℃，即得茶叶酸化土壤修复生物有机肥。
[0014]进一步，步骤一中，所述进行生物炭的制备包括：[0015]1)将市政污泥依次经浓缩、调理改性、脱水成为脱水泥饼；将脱水泥饼依次进行粉碎、烘干；
[0016]2)将粉碎烘干后的脱水泥饼放入马弗炉内，通入氮气隔氧，持续升温至450‑600℃，恒温烧制4‑6h，热解炭化得到初步生物炭；[0017]3)将初步生物炭冷却至室温，研磨过90目筛，用水清洗数次，去除表面灰分，烘干，即可得所述生物炭。[0018]进一步，步骤一中，所述进行生物炭的温和碱改性包括：[0019]首先，取制备的生物炭加入温和碱反应液中浸泡改性；[0020]其次，即可。将处理后的生物炭用水洗至洗出液为中性后烘干，[0021]进一步，所述温和碱反应液由3％的氢氧化钠溶液与2％的过氧化氢溶液按照质量份数5：3配置而成。[0022]进一步，所述改性处理参数为：温度120℃，固液比5g:120mL，处理时间6‑8h。[0023]进一步，步骤二中，所述将称取的动物粪便腐熟包括：
[0024]1)将称取的动物粪便与腐熟剂混合后置于发酵室中的堆放架上，堆放厚度不超过16cm，将混合均匀的动物粪便与腐熟剂的湿度控制在70％，关闭发酵室，控制室内湿度在70％，室内压力为0.6个大气压，室内温度20‑25℃，室内含氧量为26‑27％，有氧发酵的时间为7‑8h；
[0025]2)将有氧发酵的动物粪便与腐熟剂混合物取出进行密闭发酵，先将温度控制在20‑25℃，湿度控制在55‑60％，发酵时间为9‑10天；[0026]3)将温度升高至80‑85℃，湿度不变，继续发酵2天，烘干造粒即可得腐熟的动物粪便。
[0027]进一步，步骤1)中，所述腐熟剂按照质量份数由20‑25份稻糠、20‑25份麦麸、10‑15份大豆蛋白粉、10‑15份枯草芽孢杆菌液体菌种、10‑15份尿素；5‑10份保加利亚乳酸杆菌以及5‑8份康氏木菌组成。[0028]进一步，所述腐熟剂制备方法包括：[0029]1)分别将枯草芽孢杆菌液体菌种、保加利亚乳酸杆菌以及康氏木菌进行活化和扩繁培养，并将得到的三种菌液混合均匀，得到复合菌剂；
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2)将稻糠、麦麸、尿素进行低温烘干粉碎，过60‑80目筛，得到混合颗粒；将混合颗
粒与复合菌剂按重量比5：3的比例混合均匀，在65‑70℃条件下发酵1‑2天；[0031]3)向初步发酵物中加入大豆蛋白粉，搅拌均匀后，继续发酵2‑3天，得到发酵物；[0032]4)将得到的发酵物在38‑40℃条件下烘干，即得到所述腐熟剂。[0033]进一步，步骤四中，所述堆肥发酵包括：温度控制在75‑80℃后，持续5‑8天，每天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，即可得到发酵腐熟好的物料。[0034]结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明的有机肥能有效提高土壤pH，提高茶叶产量和品质；同时成本低、原料容易获得、制造方法简便、含有丰富中微量元素且具有土壤消毒功能。[0035]本发明能够改良土壤理化性状：主要可调节土壤酸碱度，防止土壤板结，改善土壤
能够有效提高茶树团粒结构，疏松土壤，增加空气和水分；同时本发明包含多种营养成分，
的产量以及品质，本发明的解淀粉芽孢杆菌对茶树具有促生作用的有益微生物，可以改善土壤的生物学性性状并促进茶树生长。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本发明实施例提供的茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法流程图。[0038]图2是本发明实施例提供的进行生物炭的制备的方法流程图。
[0039]图3是本发明实施例提供的进行生物炭的温和碱改性的方法流程图。[0040]图4是本发明实施例提供的将称取的动物粪便腐熟的方法流程图。[0041]图5是本发明实施例提供的腐熟剂制备方法的方法流程图。
具体实施方式
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种茶叶酸化土壤修复生物有机肥，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0044]本发明实施例提供的茶叶酸化土壤修复生物有机肥按照质量份数由20‑25份生物炭、10‑15份草木灰、10‑15份河道淤泥、15‑20份蚯蚓粉、8‑10份动物粪便、5‑10份钙镁磷肥、5‑8份蚕砂、5‑8份氧化锌、5‑8份蒙脱石、1‑3份粘土矿物、1‑3份谷壳硅碱以及1‑3份解淀粉芽孢杆菌组成。
[0045]本发明实施例提供的解淀粉芽孢杆菌可以自市场购买得到。[0046]如图1所示，本发明实施例提供的茶叶酸化土壤修复生物有机肥制备方法包括：[0047]S101，进行生物炭的制备以及温和碱改性；按比例称取生物炭、草木灰、河道淤泥、蚯蚓粉、动物粪便、钙镁磷肥、蚕砂、氧化锌、蒙脱石、粘土矿物、谷壳硅碱以及解淀粉芽孢杆
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菌；
S102，将称取的动物粪便腐熟，将制备的生物炭与河道淤泥、蚕砂、蒙脱石、黏土矿
物进行初步破碎，然后经球磨机或高速雷蒙磨加工成80‑90目的粉状混合物；[0049]S103，将得到的分装混合物与草木灰、蚯蚓粉、氧化锌、腐熟的动物粪便、钙镁磷肥进行混合均匀，加水，调节混合物料的含水量至50‑55％，得混合料；[0050]S104，将混合物料进行堆肥发酵；将混合发酵产物加入解淀粉芽孢杆菌液体培养物，自然晾晒至物料含水量低于20％；[0051]S105，将晾晒后的自然物料置于密闭的反应釜中，通入蒸汽，加压到16个大气压，进行蒸养活化处理4‑6小时，温度控制在110‑120℃，即得茶叶酸化土壤修复生物有机肥。[0052]如图2所示，步骤S101中，本发明实施例提供的进行生物炭的制备包括：[0053]S201，将市政污泥依次经浓缩、调理改性、脱水成为脱水泥饼；将脱水泥饼依次进行粉碎、烘干；[0054]S202，将粉碎烘干后的脱水泥饼放入马弗炉内，通入氮气隔氧，持续升温至450‑600℃，恒温烧制4‑6h，热解炭化得到初步生物炭；[0055]S203，将初步生物炭冷却至室温，研磨过90目筛，用水清洗数次，去除表面灰分，烘干，即可得所述生物炭。[0056]如图3所示，步骤S101中，本发明实施例提供的进行生物炭的温和碱改性包括：[0057]S301，取制备的生物炭加入由3％的氢氧化钠溶液与2％的过氧化氢溶液按照质量份数5：3配置而成的温和碱反应液中浸泡改性；[0058]S302，将处理后的生物炭用水洗至洗出液为中性后烘干，即可。[0059]步骤S301中，本发明实施例提供的改性处理参数为：温度120℃，固液比5g:120mL，处理时间6‑8h。
[0060]如图4所示，步骤S102中，本发明实施例提供的将称取的动物粪便腐熟包括：[0061]S401，将称取的动物粪便与腐熟剂混合后置于发酵室中的堆放架上，堆放厚度不超过16cm，将混合均匀的动物粪便与腐熟剂的湿度控制在70％，关闭发酵室，控制室内湿度在70％，室内压力为0.6个大气压，室内温度20‑25℃，室内含氧量为26‑27％，有氧发酵的时间为7‑8h；
[0062]S402，将有氧发酵的动物粪便与腐熟剂混合物取出进行密闭发酵，先将温度控制在20‑25℃，湿度控制在55‑60％，发酵时间为9‑10天；[0063]S403，将温度升高至80‑85℃，湿度不变，继续发酵2天，烘干造粒即可得腐熟的动物粪便。
[00]步骤S401中，本发明实施例提供的腐熟剂按照质量份数由20‑25份稻糠、20‑25份麦麸、10‑15份大豆蛋白粉、10‑15份枯草芽孢杆菌液体菌种、10‑15份尿素；5‑10份保加利亚乳酸杆菌以及5‑8份康氏木菌组成。[0065]如图5所示，步骤S102中，本发明实施例提供的腐熟剂制备方法包括：[0066]S501，分别将枯草芽孢杆菌液体菌种、保加利亚乳酸杆菌以及康氏木菌进行活化和扩繁培养，并将得到的三种菌液混合均匀，得到复合菌剂；[0067]S502，将稻糠、麦麸、尿素进行低温烘干粉碎，过60‑80目筛，得到混合颗粒；将混合颗粒与复合菌剂按重量比5：3的比例混合均匀，在65‑70℃条件下发酵1‑2天；
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[0048]
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S503，向初步发酵物中加入大豆蛋白粉，搅拌均匀后，继续发酵2‑3天，得到发酵
物；
S504，将得到的发酵物在38‑40℃条件下烘干，即得到所述腐熟剂。
[0070]步骤S104中，本发明实施例提供的堆肥发酵包括：温度控制在75‑80℃后，持续5‑8天，每天翻堆通气一次，当物料水分降至20％以下，即可得到发酵腐熟好的物料。[0071]以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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