一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法与流程

本发明涉及肥料制备，更具体的说是涉及一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法。

背景技术：

1、随着城镇化进程的加快，人们对肉禽蛋类的需求不断增加，使我国畜禽养殖业逐渐向规模化、产业化、结构化的方向发展，也由此产生了大量畜禽粪污。畜禽粪便富含植物生长所需的各类营养元素，是十分宝贵的农业资源，将这些营养物质归还于土地是能有效促进养分循环和增加土壤有机质含量的可持续措施。堆肥处理是实现其无害化、资源化的有效途径，在微生物的生物化学作用下，有机物降解转化为有机肥，通过堆肥过程中的高温杀灭病菌、虫卵及杂草种子，具有周期短、处理量大等优点。然而，在好氧高温堆肥的升温和高温阶段，由于微生物的大量繁殖，有机物加速分解，畜禽粪污中有机氮极易被微生物分解并转化为铵态氮，并在堆体中积聚。有研究指出，在高温、高ph的诱导下，家禽粪便堆肥中铵态氮挥发损失量达62％，氨挥发造成的氮素损失可达总量的44％-99％。这不仅降低了肥料中的养分含量，也加剧了堆肥场的恶臭，造成环境的二次污染。

2、因此，提供一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法，包括以下步骤：

4、(1)将磷脂与胆固醇按摩尔比8：1混合，将磷脂和胆固醇溶解在氯仿中，通过旋转蒸发器去除溶剂形成均匀薄膜，加入水相溶液进行水合，水相与薄膜的质量比为1：4；

5、(2)温度控制在50℃，ph值为7.0，采用超声波20-40khz处理15分钟，在4℃至10℃条件下冷却纳米囊泡悬浮液；

6、(3)通过挤出法得到粒径在100-150纳米之间的单层纳米囊泡；

7、(4)将牛粪摊开晾晒，蒸发部分水分，添加干燥的高碳辅料(如秸秆、锯末)吸收水分并增加孔隙度，含水率调整至50％-60％，提高碳氮比至25-30：1，ph值保持在6.5-7.5之间；

8、(5)在牛粪堆肥的初始阶段，将制备好的纳米囊泡按堆肥原料总质量的1％至5％均匀喷洒或混合于牛粪中，堆成条垛形；控制堆肥温度在40-60℃之间，定期翻堆保持堆肥的通气性，以促进有机质的降解和氮素的有效利用；

9、(6)将处理后的牛粪堆积成堆，进行堆肥发酵；控制堆肥的温度在40-60℃，发酵时间为30-45天，每隔5-7天翻堆一次。

10、进一步的，所述磷脂为二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)和二硬脂酰磷脂酰甘油(dspg)混合物，质量比为dspc：dspg＝2：1。

11、进一步的，步骤(3)所述挤出法使用高压挤出器，选择100纳米孔径的聚碳酸酯膜；

12、将经过超声波处理的纳米囊泡悬浮液置于挤出器的注射器中，手动或通过泵施加压力，使悬浮液通过聚碳酸酯膜的孔径，为确保粒径的一致性和均匀性，将悬浮液多次通过同一孔径的膜挤出，进行5至10次循环挤出，获得所需的纳米囊泡粒径。

13、进一步的，所述水相溶液为含有氮肥的磷酸盐缓冲液，将腐植酸(sigma-aldrich，68131-04-4)溶解于磷酸盐缓冲液，沸石通过机械搅拌或超声波分散均匀在水相溶液；

14、所述腐植酸为磷脂总质量的2％，所述沸石为磷脂总质量的3％。

15、进一步的，所述氮肥为尿素和硫酸铵，组分比例为：尿素：水相溶液总质量的0.5％；硫酸铵：水相溶液总质量的1％；

16、所述磷酸盐缓冲液成分为：

17、磷酸二氢钠(nah2po4)：8g/l；

18、磷酸氢二钠(na2hpo4)：1.15g/l；

19、氯化钠(nacl)：137mm；

20、氯化钾(kcl)：2.7mm；

21、ph为7。

22、进一步的，所述机械搅拌条件为1000-1500rpm，20-30min；所述超声波条件为20-40khz，5-15min。

23、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果为：

24、纳米囊泡是一种由磷脂双层包裹的纳米级囊泡结构，具有良好的封装能力和生物相容性。将纳米囊泡应用于牛粪堆肥过程中，通过封装和缓释功能，可以有效减少氮素损失，提高堆肥的肥效。

25、(1)本发明方法通过将氮肥封装在纳米囊泡中，实现了氮肥的缓释和有效利用，减少了牛粪堆肥过程中氨气的挥发损失，提高了堆肥产品的肥效。该方法不仅简单易行，且环保高效.

26、(2)腐植酸具有很强的阳离子交换能力，可以吸附氨气，降低氨气的挥发。同时，腐植酸还能促进土壤微生物活性，提高氮素的固定能力。

27、(3)硫酸铵中的硫酸根离子可以与氨结合，形成不易挥发的铵盐，从而减少氨气的挥发。此外，硫酸铵还能够提供额外的硫元素，促进植物的吸收和利用。

28、(4)沸石是一种天然的硅酸盐矿物，具有强大的吸附能力，可以吸附氨气和其他挥发性氮素化合物。此外，沸石还能提高堆肥物料的物理结构，改善通气性。

技术特征：

1.一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷脂为二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)和二硬脂酰磷脂酰甘油(dspg)混合物，质量比为dspc：dspg＝2：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述挤出法使用高压挤出器，选择100纳米孔径的聚碳酸酯膜；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水相溶液为含有氮肥的磷酸盐缓冲液，将腐植酸溶解于磷酸盐缓冲液，沸石通过机械搅拌或超声波分散均匀在水相溶液；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氮肥为尿素和硫酸铵，组分比例为：尿素：水相溶液总质量的0.5％；硫酸铵：水相溶液总质量的1％；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述机械搅拌条件为1000-1500rpm，20-30min；所述超声波条件为20-40khz，5-15min。

技术总结本发明公开了一种减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法，涉及肥料制备技术领域。包括纳米囊泡的制备；堆肥原料预处理；纳米囊泡的加入；堆肥发酵。本发明提供一种利用纳米囊泡技术减少牛粪堆肥过程中氮素损失的方法，该方法通过制备并使用特定类型的纳米囊泡，有效降低氨气挥发，减少氮素损失，从而提高堆肥产品的肥效。技术研发人员：王锡春,周德英,丁建冰,杨红武,周向平,蒋笃忠,黄石旺,袁芳,李燕,徐正琪,尹华群,孟德龙受保护的技术使用者：湖南省烟草公司永州市公司技术研发日：技术公布日：2024/12/12