CN102584429B - 高浓度生态复合肥及其制备方法和在农林业生产中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓度生态复合肥及其制备方法和在农林业生产中的应用，属于农、林领域，该高浓度生态复合肥以生态复合肥半成品为核心，外面包裹有机包膜液、植物益生菌、中量元素添加剂和微量元素添加剂。与现有的相比，本发明能够根据作物不同生长期养分需求的不同，为作物长效、均衡提供多种养分，不同作物专用品敏感中、微量元素的添加和防治植物及蔬菜等缺素症的发生，同时可以提高农作物品质和口感。本发明增强了植物吸水、吸肥能力，使作物生长健壮，抗旱能力提高，增加了产量，提高了品质；降低农药的分解速率，使农药增效，用量减少，降低残留，有利于绿色食品的开发，提高了农产品的安全性，减轻了环境污染。

Description

高浓度生态复合肥及其制备方法和在农林业生产中的应用

技术领域

本发明涉及一种高浓度生态复合肥及其制备方法和在农林业生产中的应用。

背景技术

我国拥有耕地面积约18.26亿亩，而人均不到1.35亩，并且现有耕地正在不断被占用而缩减。提高有限土地资源的产出率是建设现代农业的核心问题。众所周知，由于挥发、淋溶、径流、土壤金属离子禁锢等原因，单施化肥的利用率很低，大部分有效养分流失。肥料利用率低，直接导致农业成本增加和环境污染。据统计资料，仅磷肥一项，我国每年施用量的约1500万吨（折纯）中，就有800万吨（折纯）通过不同途径流失掉了，损失价值数百亿。农业部最新报道：从1980年至1999年的近20年期间,我国粮食增产了34.4%，而化肥施用量增长高达349%，增长速度远高于粮食增产速度。但是,由于我国化肥利用率低,特别是氮、磷肥,每年农田氮肥的损失率是33.3%～73.6%,平均总损失率在60%左右；磷肥的损失率是30.4%～75.6%，平均总损失率在55%左右。而另一方面，由于不合理的过量施用化肥又造成了对农作物、土壤、水体和大气的负面影响，诸如土壤板结，肥力水平下降没有后劲，施肥经济效益下滑，农产品品质降低——即所谓“瓜不香、果不甜、菜无味”。氮肥中的氨的硝化使水体中硝酸盐、亚硝酸盐含量增加，导致农产品尤其是蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐含量超标，对人类的身体健康造成威胁。磷肥使水体的富营养化使藻类及水生植物大量繁殖，这些植物死亡后的遗体分解又致使水体缺氧，水质恶化，鱼虾等水产品死亡等等，同样对人类构成威胁。氮肥的分解、挥发、硝化——反硝化形成的氧化二氮对大气臭氧层的破坏导致紫外线穿透大气层对地球生物造成危害等等。如何减轻上述负面影响，使其降低到最低，这是我国农业实现可持续发展迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高浓度生态复合肥，该高浓度生态复合肥以生态复合肥半成品为核心，外面包裹有机包膜液、植物益生菌、中量元素添加剂和微量元素添加剂。所述有机包膜液含有机质20～50 wt %、氮1～5wt %、钾1～5wt %；所述有机质含黄腐植酸 5～10 wt %、棕腐植酸14～35 wt %和氨基酸1～5wt %；

所述生态复合肥半成品是通过以下步骤制成的：

1）用15～30%的氢氧化钾溶液提取褐煤，后加入1～5份硫酸镁、10～20份硫酸锌、2～10份硫酸锰、1～5份硼酸钠、1～5份硫酸铜或任意一种或多种，再经搅拌混合均匀，制得有机活化液A；

2）将磷酸与硫酸钾按比例充分混合溶解后，气氨按摩尔比1:1～1.6通入强制循环氨中和器进行中和反应，制得复合肥料浆B ；

3）将2）中得到的复合肥料浆B，经两效列管式加热器提浓，加入有机活化液A，复合肥料浆B：有机活化液A=100：（8～20）（体积比 ），制得浓缩料浆C；

4）浓缩料浆C经泵输送至二次强制循环氨中和器进行二次中和反应，控制磷酸与气氨的摩尔比为1:（1.2～1.95）,造粒干燥、筛分，得生态复合肥半成品。

作为优选，所述有机质含黄腐植酸 5～10 wt %、棕腐植酸14～35 wt %和氨基酸1～5wt %。

作为优选，所述微量元素为一种或多种微量元素，所述中量元素为三种或三种以上中量元素。

作为优选，所述微量元素为Fe、Mn、Cu、B、Zn；所述中量元素Ca、Mg、S。

作为优选，所述植物益生菌由固氮类芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌和枯草荫孢杆菌组成。

本发明的另一目的是提供一种上述高浓度生态复合肥的制备方法，包括以下步骤：

 1）按生态复合肥半成品：有机包膜液：植物益生菌=（996～980）：（2～15）：（1～5）重量比在包膜机中包膜；

 2）扑粉抛光。

本发明的再一目的是将上述所述的生态复合肥在农业、林业生产中的应用。

本发明中高浓度生态复合肥应用于小麦、玉米、水稻或蔬菜瓜果、葡萄穴施、撒施作为基肥或追肥或者应用于树木穴施、撒施作为基肥或追肥。

本发明原理及有益效果：

1、在添加固氮类芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌后，氮利用率提高20～40个百分点，磷利用率提高15～30个百分点，植物吸钾量提高1.5倍以上，这是一个举世属目的重大突破。

2、采用扑粉的方法将有机包膜液、植物益生菌、中量元素添加剂和微量元素添加剂涂在生态复合肥半成品上，引入腐植酸有机质、植物益生菌、微量元素，提高其有效养分释放的控制功能和增加其功能基团的含量及生理活性。

3、生产工艺合理，并以适宜的步骤加入通过驯化的植物益生菌，有效地避免和防止了植物益生菌植入高含量肥料中大量死亡。通过上述技术方案的实施，保证了植物生长营养素的各项质量指标和对农作物的作用及功效。

4、本品含有作物生长所需的大量元素养分N、P₂0₅、K₂O和中、微量元素，经腐植酸、氨基酸、植物益生菌包膜，能够根据作物不同生长期养分需求的不同，为作物长效、均衡提供多种养分，不同作物专用品敏感中、微量元素的添加,防治植物及蔬菜等缺素症的发生。腐植酸的扑粉包膜具有控制生态复合肥半成品中氮养分的释放速度，使之与植物生长相匹配，同时腐植酸和植物益生菌具有固氮、解磷、解钾作用并加速各种营养元素的释放和运转，减少土壤中肥料的固定与流失，提高肥料利用率，减轻污染，保护环境。

5、改良土壤，棕腐植酸和黄腐植酸本身是一种胶体物质，通过一些阳离子（如Ca2+桥）与土壤的无机胶体结合，形成有机无机胶体复合体（棕腐植酸和黄植酸的阳离子络合胶体）；棕腐植酸、黄腐植酸这种高分子聚合物，它在土壤里发生絮凝成为一种胶合剂，能把分散的土粒胶结起来，通过以上两种物理化学作用所形成的团粒结构水稳定性很好，促进了土壤微结构改善，孔隙度增加，容重降低，土壤疏松，理化性质和生物学形状改善，减轻了由于施用化肥造成土壤的板结状况。

6、独特的抗旱效果，棕腐植酸和黄腐植酸能够使作物叶片气孔张度缩小，减少水分蒸发，使植株和土壤保持较多水分，是一种理想的蒸发抑制剂，在当前世界淡水资源普遍匮乏的严峻形势下，棕腐植酸和黄腐植酸在抗旱和抵御干热风危害方面的独特效果意义重大。棕腐植酸能够促进促进根系发育并提高根系活力，增强了植物吸水、吸肥能力，使作物生长健壮，抗旱能力提高。

7、本品中棕腐植酸和黄腐植酸的多种功能团（羟基和羧基等功能团）能够激活并提高土壤中有益微生物及多种酶的活性，激活和提高植物体内多种酶的活性和增加叶绿素含量，使新陈代谢旺盛，光合作用加强，加快了对养分的吸收，蛋白质、糖分、维C和干物质增多，抗寒、抗旱等抗逆能力提高，增加了产量，提高了品质。

8、棕腐植酸和黄腐植酸本身是一种优良的络合剂，与二价离子生成螯合物，使其易溶于水，提高了植物对微量元素的吸收和运转能力。

9、产品中棕腐植酸和黄腐植酸有很好的抑制有害菌类生长，防病、抗病作用，它可以与农药通过物理化学作用形成农药—棕腐植酸和黄腐植酸的复合体，降低农药的分解速率，使农药增效，用量减少，降低残留，有利于绿色食品的开发，提高了农产品的安全性，减轻了环境污染。

附图说明

图1为本发明中高浓度生态复合肥的制备流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，一种高浓度生态复合肥，该高浓度生态复合肥以生态复合肥半成品为核心，外面包裹有机包膜液、植物益生菌、中量元素添加剂和微量元素添加剂。

所述有机包膜液含有机质20～50 wt %、氮1～5wt %、钾1～5wt %；所述有机质含黄腐植酸 5～10 wt %、棕腐植酸14～35 wt %和氨基酸1～5wt %。

所述高浓度生态复合肥半成品是通过以下步骤制成：

1）将褐煤破碎至≤100目，按褐煤：碱=10:（1 ～ 7）的重量比加入15～30%的氢氧化钾或氢氧化钠或者氢氧化钾和氢氧化钠按一定比例的混合物溶液，在50～90℃转化0.5～2h, 经搅拌混合均匀后加入1～5份硫酸镁、10～20份硫酸锌、2～10份硫酸锰、1～5份硼酸钠、1～5份硫酸铜或任意一种或多种，再经搅拌混合均匀，制得有机活化液A；

2）将磷酸和按一定比例计入的硫酸钾混合液与气氨按摩尔比1: 1～1.6通入强制循环氨中和器进行中和反应，制得生态复合肥料浆B；

3） 将生态复合肥料浆B，经II效列管式加热器提浓，加入有机活化液A，加入体积比为生态复合肥料浆B：有机活化液A=100：（8～20），制得浓缩料浆C；

4）浓缩料浆C经I效列管式加热器后由泵输送至二次强制循环氨中和器进行二次中和反应，控制磷酸与气氨的摩尔比1:（1.3～1.95）,即中和度为:1.3～1.95,从二次强制循环氨中和器中出来的产物经输送槽输送进干燥器进行造粒干燥后，筛分即得生态复合肥料半成品；

5）将生态复合肥料半成品用电子皮带秤输送至包膜机包膜。包膜按生态复合肥料半成品：有机包膜液：益生菌（固氮类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌）=（996～980）：（3～15）：（1～5）的比例进行包膜，再经扑粉抛光计量包装即得高浓度生态复合肥料。在包膜时，还加入1～5份硫酸镁、10～20份硫酸锌、2～10份硫酸锰、1～5份硼酸钠、1～5份硫酸铜或任意一种或多种一起进行包膜。

上述步骤中固氮类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌其相互比例是无关紧要的。

上述步骤中的有机包膜液含有机质20～50 wt %、氮1～5wt %、钾1～5wt %；所述有机质含黄腐植酸 5～10 wt %、棕腐植酸14～35 wt %和氨基酸1～5wt %。该有机包膜液是通过以下步骤制取的：

步骤1：将褐煤粉碎（≤100目），按褐煤：碱=1: 1 ～ 7的重量比加入5～15%的氢氧化钾溶液，在80～100℃下在蒸煮提取器中蒸煮提取1～2h,提取液经压滤器分离除渣后，按50:3～5的重量比向滤液中加入10%的双氧水，于50～69℃在活化槽中氧解活化3～4小时，制得活化液A；

步骤2：将味精生产中高浓度废液加热浓缩提浓，在过滤器中过滤分离，取滤饼在100～120℃下干燥10～60分钟，粉碎（≤150目），制得粉剂B；

步骤3： 将1000份步骤1中得到的活化液A加入混合器中，在40～60℃下加入35～40份钼酸铵，待溶解后再加入150～300份粉剂B，搅拌混合，加入10份增效愈创木酚和5份糖蜜，即得有机包膜液。

实验1：

1）将褐煤破碎至≤100目，按褐煤：碱=1: 4的重量比加入25%的氢氧化钾溶液，在50～90℃转化0.5～2h, 经搅拌混合均匀后加入3份硫酸镁、15份硫酸锌、6份硫酸锰、3份硼酸钠，再经搅拌混合均匀，制得有机活化液A；

2）将磷酸磷酸和按一定比例计入的硫酸钾混合液与气氨按摩尔比1: 1～1.6通入强制循环氨中和器进行中和反应，制得复合肥料浆B；

3） 将复合肥料浆B，经II效列管式加热器提浓，加入有机活化液A，加入体积比为复合肥料浆B：有机活化液A=100：14，制得浓缩料浆C。

4）浓缩料浆C经I效列管式加热器后由泵输送至二次强制循环氨中和器进行二次中和反应，控制磷酸与气氨的摩尔比1:1.6,即中和度为:1.6,从二次强制循环氨中和器中出来的产物经输送槽输送进干燥器进行造粒干燥后，筛分即得生态复合肥半成品；

5）将生态复合肥半成品用电子皮带秤输送至包膜机包膜。包膜按生态复合肥半成品：有机包膜液：益生菌（固氮类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌）=985：9：3的比例进行包膜，再经扑粉抛光计量包装即得生态复合肥料。在包膜时，还加入3份硫酸镁、15份硫酸锌、6份硫酸锰、3份硼酸钠一起进行包膜。

实验2：

将实验1所制备的生态磷酸复合肥料用于玉米种植中。供试玉米品种东单60，土壤为棕壤，栽培方式是盆栽，盆钵为30厘米（外径）×30厘米（高度），挑选大小一致的玉米种苗移载。每一盆移载玉米两株、间距10厘米，共试10盆；玉米栽培试验：每一盆穴施实验1所得的生态复合肥料15.0克。

实验3：

将实验1所制备的生态复合肥料用于小麦种植中。供试小麦品种为豫麦28号，土壤为棕壤，栽培方式是盆栽，盆钵为30厘米（外径）×30厘米（高度），挑选大小一致的小麦种苗移载。每一盆移载小麦6株，共试10盆。每一盆穴施生态复合肥料15克硫酸钾。

实验4：

供试葡萄品种为红地球（红提），土壤为黑壤，栽培方式是盆栽，盆钵为30厘米（外径）×30厘米（高度），挑选大小一致红提的种苗移载。每一盆移载红提1株，共试10盆。每一盆施硫酸钙2800克、有机包膜液3700克与土壤混合均匀后，晾晒2～3天后，再移栽种苗穴施本实验所得的所得生态肥料60克、硫酸钙2800克与土壤混合均匀作基肥，坐果时穴施16克生态缓释尿素追肥，果实膨大期穴施缓释生态硫酸钾34克，出采收后20天穴施本实验所得的生态肥料60克。

对比实验1：

除采用的植物生长营养素不同外，其余条件同实验2。本实验采用的是江苏通州腐植酸包膜磷酸二铵24.0克。

对比实验2：

除采用的植物生长营养素不同外，其余条件同实验3。本实验采用的是江苏通州腐植酸包膜磷酸二铵24.0克。

对比实验3：

除采用的植物生长营养素不同外，其余条件同实验3。本实验采用的是江苏通州腐植酸包膜磷酸二铵60.0克。

实验2同对比实验1实验结果：实验2比对比实验1平均提前3～10天成熟，籽粒较饱满、平均增产幅度3%～10%。

实验3同对比实验2实验结果比较：实验3比对比实验2叶片宽厚、平均单果重增加、单惠籽粒平均多5%～10%、平均增产幅度5%～12%，平均提前成熟5～10天。

实验4同对比实验3实验结果比较：实验4比对比实验3叶片宽厚、平均单果重增加、单惠籽粒平均多5%～7.5%、平均增产幅度5%～8%，平均提前成熟5～10天。

本申请文件中，高浓度生态复合肥为一种植物生长营养素。

本申请文件中，如无特别指出，分量比均为重量比。

本申请文件中，固氮类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草荫孢杆菌可以自中国农业科学院获取。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明并不止局限于上述实施方式，大部分凡是在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化均在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种高浓度生态复合肥，其特征在于：该高浓度生态复合肥以生态复合肥半成品为核心，外面包裹有机包膜液、植物益生菌、中量元素添加剂和微量元素添加剂；

所述有机包膜液含有机质20 ～ 50 wt %、氮1 ～ 5wt %、钾1 ～ 5wt % ；所述有机质含黄腐植酸 5 ～ 10 wt %、棕腐植酸14 ～ 35 wt % 和氨基酸1 ～ 5wt % ；

所述生态复合肥半成品是通过以下步骤制成的：

1）用15 ～ 30% 的氢氧化钾溶液提取褐煤，后加入1 ～ 5 份硫酸镁、10 ～ 20 份硫酸锌、2 ～ 10 份硫酸锰、1 ～ 5 份硼酸钠、1 ～ 5 份硫酸铜或任意一种或多种，再经搅拌混合均匀，制得有机活化液A ；

2）将磷酸与硫酸钾按比例充分混合溶解后，磷酸与硫酸钾的混合液：气氨按摩尔比1:（1 ～ 1.6）通入强制循环氨中和器进行中和反应，制得复合肥料浆B ；

3）复合肥料浆B经两效列管式加热器提浓，加入有机活化液A，复合肥料浆B ：有机活化液A 体积比=100 ：8 ～ 20，制得浓缩料浆C ；

4）浓缩料浆C经泵输送至二次强制循环氨中和器进行二次中和反应，控制磷酸与气氨的摩尔比为1:（1.2 ～ 1.95）, 造粒干燥、筛分，得生态复合肥半成品。

2.根据权利要求1 所述的高浓度生态复合肥，其特征在于：所述微量元素为一种以上微量元素，所述中量元素为三种以上中量元素。

3.根据权利要求2所述的高浓度生态复合肥，其特征在于：所述微量元素为Fe、Mn、Cu、B、Zn 中的一种或多种；所述中量元素Ca、Mg、S。

4.根据权利要求1 所述的高浓度生态复合肥，其特征在于：所述植物益生菌由固氮类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌组成。

5.一种制备如权利要求1 所述的高浓度生态复合肥的方法，包括以下步骤：

1）按生态复合肥半成品：有机包膜液：植物益生菌=985：9：3重量比在包膜机中包膜，包膜时，加入3 份硫酸镁、15 份硫酸锌、6 份硫酸锰、3 份硼酸钠；

2）扑粉抛光。

6.根据权利要求1 至4 任一权利要求所述的高浓度生态复合肥在农业生产中的应用，其特征在于：所述应用于小麦、玉米、水稻或蔬菜瓜果穴施、撒施作为基肥或追肥。

7.根据权利要求1 至4 任一权利要求所述的高浓度生态复合肥在林业生产中的应用，其特征在于：所述应用于树木穴施、撒施作为基肥或追肥。