一种降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法及相关产品

本申请涉及一种降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法及相关产品，属于生物有机肥。

背景技术：

1、我国每年产生约100～150万吨的烟草废弃物，是全球最大的烟草生产与消费国。烟草废弃物直接填埋或集中焚烧仍是我国烟草行业对烟草废弃物的主要处理方式。直接填埋和焚烧虽然从表面上降低了烟草废弃物的数量，但是却带来严重环境污染与资源浪费的现象。废弃烟叶和下脚料富含各种具有生产应用价值的生物有机成分和次生代谢产物，同时含有大量的氮、磷、钾及微量元素等养分，具有很高的利用价值。烟草废弃物资源转化技术被广大学者所关注，尤其是好氧堆肥技术既可减少其对环境的污染，又可充分转化其中有用成分为堆肥腐殖质，逐渐得到认可。

2、然而烟草废弃物中的烟碱却会产生生物毒性和环境污染，因此烟草废弃物中烟碱含量是废弃物资源转化利用过程中的难题。例如有研究表明烟碱对蚕豆种子萌发具有抑制作用，对发芽的种子具有毒物兴奋效应。另有研究表明，烤烟种子的发芽率和发芽势在一定浓度范围内随着烟碱浓度的不断增大而降低。此外，植物吸收土壤中的烟碱，进行传输和累积，而烟碱在植物中过度累积不仅影响植物的生长，更会影响到人类的食品安全。

3、目前现有技术中，国内外对烟草废弃物堆肥技术的研究主要集中在堆肥装置的可行性、堆肥过程中的理化与生物学指标、堆肥产品的毒性及品质、堆肥产品对土壤及作物的改良增产、外加菌剂及粪肥对堆肥过程的影响等，而对于如何降低烟草废弃物转化过程中的烟碱含量及肥料毒性方面的研究仍旧比较少。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，提供了一种降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，以烟叶废弃物、动物粪便和秸秆为基础物料，并添加辅料和菌剂进行有氧堆肥发酵的步骤，所述辅料包括木醋液和秸秆生物炭。不仅能够获得最低的烟碱半衰期，有效降低烟碱的含量，而且种子发芽指数也较高，能够为种子萌发提供较好的生长环境，具有重要的工业应用价值和经济价值。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1、牛粪经自然腐熟处理，废弃烟叶和秸秆自然风干后粉碎至直径0.1～1cm；

4、s2、在发酵装置中加入牛粪、粉碎后废弃烟叶和秸秆进行混合，调整基础物料碳氮比至30±5％，并调整初始含水量为60±10％，混合均匀后加入木醋液、秸秆生物炭和微生物菌剂，搅拌均匀后进行好氧堆肥发酵；

5、s3、期间通过曝气装置对堆体进行曝气，曝气采用持续微氧曝气方式，在一天24h内持续曝气，曝气量为2±0.2l/min；此外每2～5天还进行翻堆操作；

6、s4、采用自动温度记录仪监测堆肥过程中温度变化，保证堆体温度55℃以上维持5～7天，整体堆肥过程维持60±5天。

7、可选的，所述木醋液的添加量为1～5wt％，所述秸秆生物炭的添加量为10±5wt％。

8、可选的，所述秸秆生物炭为玉米秸秆生物炭。

9、可选的，所述菌剂包括芽孢杆菌属、乳酸杆菌属、假单胞菌属、链霉菌属、曲霉属、木霉属以及白腐菌属中的一种或多种。

10、可选的，所述菌剂包括芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、黑曲霉、米曲霉中的一种或多种。

11、可选的，所述牛粪、烟叶和秸秆基础物料的c/n比为30±2％。

12、可选的，所述步骤s3中微氧曝气方式中供氧速率为0.20±0.02l kg-1min-1。

13、根据本申请的另一个方面，提供了任一上述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法制备获得的肥料产品。

14、根据本申请的另一个方面，提供了上述的肥料产品在农业种植农产品中的应用。

15、可选的，所述农产品为十字花科。

16、本申请的有益效果包括但不限于：

17、1.烟碱含量变化检测中，以烟叶+牛粪+秸秆+木醋液+生物炭处理组对烟碱含量降低最为显著，烟碱的半衰期最小，表明烟叶+牛粪+秸秆+木醋液+生物炭的方案中能够使得烟碱含量降低最快；

18、2.磷酸盐含量变化检测中，烟叶+牛粪+秸秆+木醋液+生物炭处理组在各取样时间点，磷酸盐含量高于其他处理组。

19、3.种子萌发测试结果中，种子发芽指数在烟叶+牛粪+秸秆+木醋液+生物炭处理条件下比烟叶+牛粪+秸秆处理条件下分别高22.02％、4.25％、42.36％和31.70％，相比其他方式也具有较好的种子发芽指数。

20、4.本申请方案能够有效降低烟叶废弃物中的烟碱含量，从而利于作物发芽和生长，结果显示本申请方案既能获得最低的烟碱半衰期，有效降低烟碱的含量，又能获得较高的种子发芽指数，从而为种子萌发和生长提供较好的土壤环境，该处理方式相比烟叶+牛粪+秸秆的传统处理方式具有明显的优越性，相比本申请方案中测试的其他方式也具有较好的效果，使得本申请的处理方法具有重要的工业应用价值和经济价值。

技术特征：

1.一种降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述木醋液的添加量为1～5wt％，所述秸秆生物炭的添加量为10±5wt％。

3.根据权利要求2所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述秸秆生物炭为玉米秸秆生物炭。

4.根据权利要求1所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述菌剂包括芽孢杆菌属、乳酸杆菌属、假单胞菌属、链霉菌属、曲霉属、木霉属以及白腐菌属中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述菌剂包括芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、黑曲霉、米曲霉中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述牛粪、烟叶和秸秆基础物料的c/n比为30±2％。

7.根据权利要求1所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，其特征在于，所述步骤s3中微氧曝气方式中供氧速率为0.20±0.02l kg-1min-1。

8.如权利要求1～7任一项所述的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法制备获得的肥料产品。

9.如权利要求8所述的肥料产品在农业种植农产品中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述农产品为十字花科。

技术总结
本申请涉及一种降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法及相关产品，属于生物有机肥技术领域。本申请提供的降低烟叶废弃物堆肥过程中烟碱毒性的方法，以烟叶废弃物、动物粪便和秸秆为基础物料，并添加辅料和菌剂进行有氧堆肥发酵的步骤，所述辅料包括木醋液和秸秆生物炭。不仅能够获得最低的烟碱半衰期，有效降低烟碱的含量，而且种子发芽指数也较高，能够为种子萌发提供较好的生长环境，具有重要的工业应用价值和经济价值。

技术研发人员：尤祥伟,李义强,姚慧,王潇,孔庆仙,解程浩,岳晏民
受保护的技术使用者：中国农业科学院烟草研究所（中国烟草总公司青州烟草研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5