CN102503735A - 一种含有根瘤菌的大豆专用控释肥及其制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有根瘤菌的大豆专用控释肥及其制备和应用。该肥料原料质量份如下：尿素包膜根瘤菌剂组合物10～25份，硫加高分子聚合物包膜尿素5～15份，5％腐植酸包膜尿素8～18份，磷酸二铵35～40份，氯化钾20～30份。本发明还提供所述大豆专用控释肥的制备方法。本发明根据大豆的需肥规律合理配置磷、钾肥及不同养分释放期的包膜氮肥，形成一次施用、具有接种和施肥双重功能的大豆专用控释肥料。经大田试验表明，可明显提高肥料利用效率，增加大豆产量。

Description

一种含有根瘤菌的大豆专用控释肥及其制备和应用

技术领域

本发明涉及一种肥料，特别涉及一种含有根瘤菌剂的大豆专用控释肥料及其制备和应用，属于肥料生产和应用技术领域。

背景技术

大豆是我国传统的粮食、油料兼用作物，目前全国种植面积近1.3亿亩，在国民经济中占有重要地位。

大豆根系与根瘤菌共生产生根瘤，固定空气中的氮素供其自身利用，可明显减少化学氮肥用量，节约肥料成本，缓解工业化生产氮肥的能源紧张形势，且对因化学氮肥施用过量造成的环境问题也有重要意义。

由于土壤中根瘤菌数量的不足或品种不够优良，大多数情况下通过接种培养好的根瘤菌菌种，可使大豆生产收到良好的效果。据研究，接种根瘤菌使大豆产量提高5％～15％。目前，美国、意大利、加拿大等世界主要大豆生产国，根瘤菌剂接种面积占种植面积的30％-60％以上，我国不足3％，发展空间巨大。

目前大豆根瘤菌接种主要是通过液体或固体菌剂混拌大豆种子。菌剂专利已有报道，如CN101531544A(200810064090.5)公开了一种颗粒根瘤菌接种剂生产工艺，该文件以经调酸后的风化煤、褐煤为载体，适量吸附根瘤菌菌剂，经圆盘造粒而成。CN101585736A(200910088163.9)公开了一种农用复合微生物菌剂及其制备方法，是由大豆根瘤菌、圆褐固氮菌、巨大芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌各自的发酵菌液按照15-20％重量百分比的比例分别吸附到吸附剂上制成大豆根瘤菌菌剂、圆褐固氮菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂和胶质芽孢杆菌菌剂，然后复配而成。通过田间实验证明，对于多种农作物均有较明显的增产提质作用。在大豆专用控释肥方面的专利文件有CN1308041(01104464.0)提供一种环保型大豆重迎茬专用控释肥及其生产方法，CN1796339(200410100465.0)公开一种大豆专用控释肥及其应用，CN101121620(200710143934.0)公布一种炭基缓释大豆专用控释肥料及其制备方法，CN102108032A(200910248771.1)提供一种大豆生产专用控释肥料及制备与施用方法，CN102093119A(200910220624.3)涉及一种具有保水及土壤改良作用大豆专用控释肥及其制备。上述几种大豆专用控释肥分别从营养元素配比、养分缓释、保水功能等方面提供了大豆专用控释肥。但现有技术大豆专用控释肥均未涉及采用根瘤菌提高大豆产量的技术。现有大豆根瘤菌菌剂也多用于大豆种子接种。将大豆根瘤菌制做成被包裹的颗粒并与肥料配合制备成大豆专用控释肥料尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种含有根瘤菌的大豆专用控释肥料及其制备和应用。

本发明用尿素包膜根瘤菌剂和根瘤生长、固氮所需要的微量元素铁和钼制备成尿素包膜根瘤菌剂组合物，并根据大豆的需肥规律合理配置磷、钾肥及不同养分释放期的包膜氮肥，形成一次施用，具有接种和施肥双重功能的大豆专用控释肥料。经大田试验表明，可明显提高肥料利用效率，增加大豆产量。

本发明的技术方案如下：

含有根瘤菌的大豆专用控释肥，原料质量份如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物        10～25份，

硫加高分子聚合物包膜尿素      5～15份，

5％腐植酸包膜尿素             8～18份，

磷酸二铵                      35～40份，

氯化钾                        20～30份。

所述尿素包膜根瘤菌剂组合物是按以下方法制备的：先按现有技术液体发酵制备大豆根瘤菌发酵液，再用草炭土吸附得根瘤菌剂，发酵液与草炭土的质量比为1∶2.5～3.5；加入所得根瘤菌剂质量的3～5％的硫酸亚铁和1～2％的钼酸铵，混合均匀，40～50℃造粒，得掺钼铁的根瘤菌剂颗粒，最后用熔融的尿素喷涂在该颗粒表面，形成尿素包膜层，得尿素包膜根瘤菌剂组合物；其中尿素包膜层占尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的5～8wt％。

所述硫加高分子聚合物包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥料，先喷涂内包层硫磺膜，再喷涂外包层高分子聚合物膜制得；其中，内包层硫磺膜占核芯肥料质量的20％，高分子聚合物膜占核芯肥料质量的2％，优选的，高分子聚合物包膜剂是酚醛环氧树脂和三乙烯四胺以9∶1质量比的混合。制备方法参见CN1246265C(200410024050.X)“以硫为底涂层的高分子聚合物包膜控释肥料的制备方法”，本发明引用该专利文件的全文作为现有技术。其中，核芯肥料尿素优选大颗粒尿素，粒径2～3毫米。

所述5％腐植酸包膜尿素是，以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷撒一层风干粉碎的风化煤，固化后重复上述过程，达到粘结剂占核芯肥质量的1％，风化煤占核芯肥质量的5％。所述粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1∶0.10的质量比混合制成。5％腐植酸包膜尿素为市售产品，山东金正大生态工程股份有限公司有售，也可按专利文件CN100556866C(200810139610.4)公开的“一种腐植酸控释肥及其制备方法”制备，本发明引用该专利文件的全文作为现有技术。其中，核芯肥料尿素优选大颗粒尿素，粒径2～3毫米。

所述磷酸二铵、氯化钾，市售产品，粒径2～4毫米。

根据本发明，优选的技术方案如下：

含有根瘤菌的大豆专用控释肥，原料质量份如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物         14～16份，

硫加高分子聚合物包膜尿素       9～11份，

5％腐植酸包膜尿素              14～16份，

磷酸二铵                       36～38份，

氯化钾                         22～24份。

本发明所述的含有根瘤菌的大豆专用控释肥的制备方法，步骤如下：

(1)尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备：

A、按现有技术制备大豆根瘤菌发酵液，发酵液含根瘤菌活菌数≥4×10⁸个/ml；

B、按发酵液∶草炭土＝1∶2.5～3.5的质量比将发酵液吸附到草炭土上，得固体根瘤菌剂；

C、以根瘤菌剂质量为基数，将3～5wt％的硫酸亚铁和1～2wt％的钼酸铵加入步骤B制得的固体根瘤菌剂中，混合均匀。

D、将步骤C制得的混合物在40℃～50℃条件下圆盘或滚筒造粒，粒径2～4毫米，含水量28～30wt％，得掺钼铁的根瘤菌剂颗粒；

E、将尿素熔融成脲液，以雾化的形式将脲液喷淋到步骤D的掺钼铁的根瘤菌剂颗粒上，冷却后即得尿素包膜根瘤菌剂组合物。

(2)将上述步骤(1)制得的尿素包膜根瘤菌剂组合物、硫加高分子聚合物包膜尿素、5％腐植酸包膜尿素、磷酸二铵、氯化钾按配比一起放入搅拌机中搅拌5～8分钟，充分混匀即得。然后将混合好的肥料进行计量、包装。

上述方法中，步骤(1)A中制备大豆根瘤菌发酵液所用的大豆根瘤菌菌种为现有技术中常用菌种，例如ACCC15400、ACCC15401、ACCC15403或ACCC15096，市场有售。进一步优选ACCC15096(大豆慢生根瘤菌)。

本发明含有根瘤菌的大豆专用控释肥的应用，在大豆播种时利用播种施肥一体机一次性作基肥施用，施肥带在种子正下方或一侧，深度离地面10～14厘米。所述大豆专用控释肥肥料用量，折合成氮、磷、钾总量，每亩20～40公斤。

本发明的优良效果如下：

1、施肥、接种一次性完成

本发明含有根瘤菌的大豆专用控释肥将根瘤菌与肥料相互配合，施肥、接种一次性完成，省工、省力，且将根瘤菌直接施在大豆主要根区土壤，提高接种效率，增加大豆产量。

2、根瘤菌被包裹，减少环境因素的影响

根瘤菌是活的菌体，其活性容易受环境影响，如温度、光照等，本发明肥料中根瘤菌被包裹，可以减少环境因素的影响，延长根瘤菌存活时间。

3、控释氮肥可减少对根瘤固氮的影响

本发明肥料中的氮肥主要是控释氮肥，它们的氮素养分缓慢释放，即能够补充单独靠根瘤固定氮素不足，又可避免氮肥施用后的突然增多对根瘤固氮作用的影响，两者协调供应大豆氮素需要。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中的原料用量份数均为质量份，所有的百分比均为质量百分比。

实施例中所用的大豆根瘤菌菌种是大豆慢生根瘤菌，中国农业微生物菌种保藏管理中心购得，菌种保藏号ACCC15096。

草炭土：吉林海睿草炭土开发公司，有机质含量大于70wt％。

硫加高分子聚合物包膜尿素为山东金正大生态工程股份有限公司生产，产品型号为KPS03(35-0-0)。是以颗粒尿素为核芯肥料，内包层硫磺膜占核芯肥料质量的20％，外包层高分子聚合物膜占核芯肥料质量的2％，高分子聚合物包膜剂是酚醛环氧树脂和三乙烯四胺以9∶1质量比的混合。

5％腐植酸包膜尿素，山东金正大生态工程股份有限公司生产。以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂环氧树脂与三乙烯四胺按1∶0.10的质量比的混合，再喷撒一层风干粉碎的风化煤，固化后重复上述过程，达到粘结剂占核芯肥质量的1％，风化煤占核芯肥质量的5％。

实施例1：含有根瘤菌的大豆专用控释肥，原料组分如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物            25kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素          6kg，

5％腐植酸包膜尿素                 9kg，

磷酸二铵                          35kg，

氯化钾                            25kg。

制备方法：

(1)尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备：

A、按现有技术制备根瘤菌发酵液，液体含根瘤菌活菌数4.63×10⁸个/ml。

B、取发酵液10公斤加入25公斤草炭土中，充分混合。

C、取1.1公斤硫酸亚铁和0.40公斤钼酸铵加入步骤B制备的混合物中，混合均匀。

D、将步骤C制备的混合物移入圆盘造粒机中造粒，烘干温度40℃～50℃，粒径2～4毫米，成品颗粒含水量28.3wt％。

E、取尿素2.3公斤投入到尿素熔融器中，快速熔融成脲液，利用压力泵将脲液通过喷头以雾化的形式喷淋到快速转动的步骤D制备的颗粒上，冷却后得尿素包膜根瘤菌剂组合物。

(2)取尿素包膜根瘤菌剂组合物25公斤、硫加高分子聚合物包膜尿素6公斤、5％腐植酸包膜尿素9公斤、磷酸二铵35公斤、氯化钾25公斤一起放入搅拌机中搅拌5分钟，充分混匀即得。然后将混合好的肥料进行计量、包装。

实施例2：含有根瘤菌的大豆专用控释肥，原料组分如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物              20kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素            8kg，

5％腐植酸包膜尿素                   12kg，

磷酸二铵                            40kg，

氯化钾                              20kg。

制备方法同实施例1。

实施例3：含有根瘤菌的大豆专用控释肥，原料组分如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物              15kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素            10kg，

5％腐植酸包膜尿素                   15kg，

磷酸二铵                            37kg，

氯化钾                23kg。

制备方法：

(1)尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备：

A、按现有技术制备根瘤菌发酵液，液体含根瘤菌活菌数5.12×10⁸个/ml。

B、取发酵液4.5公斤加入15公斤草炭土中，充分混合。

C、取0.8公斤硫酸亚铁和0.3公斤钼酸铵加入步骤B制备的混合物中，混合均匀。

D、将步骤C制备的混合物移入圆盘造粒机中造粒，烘干温度40℃～50℃，粒径2～4毫米，成品颗粒含水量29.6wt％。

E、取尿素1.4公斤投入到尿素熔融器中，熔融成脲液，利用压力泵将脲液通过喷头以雾化的形式喷淋到快速转动的步骤D制备的颗粒上，冷却后即得尿素包膜根瘤菌剂组合物。

(2)取尿素包膜根瘤菌剂组合物15公斤、硫加高分子聚合物包膜尿素10公斤、5％腐植酸包膜尿素15公斤、磷酸二铵37公斤、氯化钾23公斤一起放入搅拌机中搅拌7分钟，充分混匀即得。然后将混合好的肥料进行计量、包装。

实施例4：含有根瘤菌的大豆专用控释肥，原料组分如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物                10kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素              15kg，

5％腐植酸包膜尿素                     10kg，

磷酸二铵                              35kg，

氯化钾                                30kg。

制备方法同实施例3。

对比例：普通氯化钾复合肥，氮、磷、钾含量分别是15％、21％、9％，质量百分比。

以上实施例1～4和对比例的应用效果如下：

试验地点：辽宁省台安市，山东省东营市。

试验时间：2011年5月至2011年10月。

供试大豆品种：台安市是辽豆15号，东营市是鲁豆4号。

实施例1-4和对比例肥料氮、磷、钾总养分用量相同，每亩30公斤。实施例肥料施用方法是，在大豆播种时利用播种、施肥一体机一次性作基肥施用，施肥深度离地面12厘米。应用效果见表1。

表1.与对比例相比实施例1-4的施用效果

Claims (5)

1.含有根瘤菌的大豆专用控释肥，其特征在于原料质量份如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物          10～25份，

硫加高分子聚合物包膜尿素        5～15份，

5％腐植酸包膜尿素               8～18份，

磷酸二铵                        35～40份，

氯化钾                          20～30份；

所述尿素包膜根瘤菌剂组合物是按以下方法制备的：先按现有技术液体发酵制备大豆根瘤菌发酵液，再用草炭土吸附得根瘤菌剂，发酵液与草炭土的质量比为1∶2.5～3.5；加入所得根瘤菌剂质量的3～5％的硫酸亚铁和1～2％的钼酸铵，混合均匀，40～50℃造粒，得掺钼铁的根瘤菌剂颗粒，最后用熔融的尿素喷涂在该颗粒表面，形成尿素包膜层，得尿素包膜根瘤菌剂组合物；其中尿素包膜层占尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的5～8wt％；

所述硫加高分子聚合物包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥料，先喷涂内包层硫磺膜，再喷涂外包层高分子聚合物膜制得；其中，内包层硫磺膜占核芯肥料质量的20％，高分子聚合物膜占核芯肥料质量的2％，高分子聚合物包膜剂是酚醛环氧树脂和三乙烯四胺以9∶1质量比的混合；

所述5％腐植酸包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷撒一层风干粉碎的风化煤，固化后重复上述过程，达到粘结剂占核芯肥质量的1％，风化煤占核芯肥质量的5％；所述粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1∶0.10的质量比混合制成。

2.如权利要求1所述的含有根瘤菌的大豆专用控释肥，其特征在于原料质量份如下：

尿素包膜根瘤菌剂组合物          14～16份，

硫加高分子聚合物包膜尿素        9～11份，

5％腐植酸包膜尿素               14～16份，

磷酸二铵                        36～38份，

氯化钾                          22～24份。

3.权利要求1或2所述的含有根瘤菌的大豆专用控释肥的制备方法，步骤如下：

(1)尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备

A、按现有技术制备大豆根瘤菌发酵液，发酵液含根瘤菌活菌数≥4×10⁸个/ml；

B、按发酵液∶草炭土＝1∶2.5～3.5的质量比将发酵液吸附到草炭土上，得固体根瘤菌剂；

C、以根瘤菌剂质量为基数，将3～5wt％的硫酸亚铁和1～2wt％的钼酸铵加入步骤B制得的固体根瘤菌剂中，混合均匀；

D、将步骤C制得的混合物在40℃～50℃条件下圆盘或滚筒造粒，粒径2～4毫米，含水量28～30wt％，得掺钼铁的根瘤菌剂颗粒；

E、将尿素熔融成脲液，以雾化的形式将脲液喷淋到步骤D的掺钼铁的根瘤菌剂颗粒上，冷却后即得尿素包膜根瘤菌剂组合物；

(2)将步骤(1)制得的尿素包膜根瘤菌剂组合物与硫加高分子聚合物包膜尿素、5％腐植酸包膜尿素、磷酸二铵、氯化钾按配比一起放入搅拌机中搅拌5～8分钟，充分混匀即得。然后将混合好的肥料进行计量、包装。

4.如权利要求3所述的含有根瘤菌的大豆专用控释肥的制备方法，其特征在于步骤(1)A中制备大豆根瘤菌发酵液所用的大豆根瘤菌菌种为ACCC15400、ACCC15401、ACCC15403或ACCC15096。

5.权利要求1或2所述的含有根瘤菌的大豆专用控释肥的应用，在大豆播种时利用播种施肥一体机一次性作基肥施用，施肥带在种子正下方或一侧，深度离地面10～14厘米；所述大豆专用控释肥肥料用量，折合成氮、磷、钾总量，每亩20～40公斤。