CN103073364B - 一种长效腐植酸复复合肥及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长效腐植酸复合肥，该复合肥的制备原料包括98%浓硫酸260份，氯化钾100份，20%磷酸300份，腐植酸150份，氯化铵10份，菌剂10份，镁粉20份，钙粉20份。本发明还公开了一种长效腐植酸复合肥的制备方法。本发明长效腐植酸复合肥可以有效地控制肥料和水份的流失，提高农作物的产量，并且大大降低成本。

Description

一种长效腐植酸复复合肥及其生产方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种长效腐植酸复合肥及其生产方法。

背景技术

我国自新中国成立以来，作为农业大国的神韵，施用化肥的种类和数量日益增多，对提高粮食产量起了很大作用。70年代，农民不用化肥，政府推广；80年代，化肥疯抢，农药登场，农民减少有机肥用量；90年代化肥投入增加，土壤污染更是增加。90年代后期，农民不用生物有机肥，导致土壤中的微量元素缺乏严重，化肥农药大量残留于土壤中，有害物质逐步增加，导致土壤板结，病虫害越来越多，常年打药，病虫害产生抗逆性，造成土壤严重污染，以至于各种植物结出的果实，在人类食用后有害身体健康，使社会上的畸形病，疑难病、癌症等患者越来越多并趋于年轻化。

近几十年来，我国农业大量使用N、P、K为主的化学肥料，它大大改变了以往使用农家肥产量低的状况，使农作物产量有了成倍的增长，但长期使用化肥导致了土壤板结及农产品品质下降，使用等量无机化肥，产量也有逐年下降趋势。我国的化肥施用量由少到多，配合其他农业技术措施，促进了粮食增产 。但近年来盲目多施化肥的现象越来越普遍，肥料利用率下降，经济效益逐渐降低。化肥的超强使用，在施肥过程中也使得长期耕种过的土地板结、盐渍化、失水保肥能力差等恶化程度进一步加深。而改善土壤、保水增肥的有机无机肥无疑是对化肥的改良和对有机肥提升的一个强有力措施，其既具有化肥的肥力，又限制了化肥的流失（肥效固定），不仅给土壤和作物补充有机无机营养物质，又具有比有机肥更高的肥力，而且能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力的生物化学肥料对今后植被业的发展前景带来了福音。

腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，广泛应用于农林牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域，横跨几十个行业。腐植酸及其制品有多种用途。在农业方面，与氮、磷、钾等元素结合制成的腐植酸类肥料，具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能。近年来对腐植酸在肥料中的应用掀起了热潮。如何在复合肥中合理地添加腐植酸以及生物菌剂是现有技术亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供长效腐植酸复合肥，该长效腐植酸复合肥可以有效地控制肥料和水份的流失，提高农作物的产量，并且大大降低成本。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种长效腐植酸复合肥，其由如下重量份的原料制备而成：

98%浓硫酸260份，氯化钾100份，20%磷酸（v/v）300份，腐植酸150份，氯化铵10份，菌剂10份，镁粉20份，钙粉20份。

该复合肥的制备方法按照如下步骤进行：

第一步，先向转化反应槽中注入98%浓硫酸，深度约覆盖搅拌轴浆叶上方30cm左右，通入低压蒸汽进行预热转化反应槽内母酸至70～90℃；

第二步，在预热后的转化槽中将腐植酸、氯化钾及（少许增滑剂）氯化铵均匀加入转化反应槽，直到溢流至反应槽的地槽后，然后加入20%磷酸，搅拌均匀形成混合酸料浆；

第三步，将第二步获得的混合酸料浆转入到中和反应器，然后与过量氨气发生中和反应约10～20分钟，反应后的料浆自流至中和地下槽；

第四步，中和地槽中的料浆送入高塔造粒机，同时加入镁粉以及钙粉进行造粒和烘干，然后添加菌剂，搅拌机搅拌均匀，即得。

本发明菌剂包括下述重量份的原料：5份圆褐固氮菌(Azotobacter  chroococcum) ATCC4412（Production of exocellular polysaccharide by Azotobacter chroococcum. Appl Biochem Biotechnol. 1991 Sep;30(3):273-84.） 、3份巴氏芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）ATCC 6452（CN101054552公开使用）、2份多黏类芽孢杆菌 (Paenibacillus polymyxa) ATCC 842（Genome Snapshot of Paenibacillus polymyxa ATCC 842，J. Microbiol. Biotechnol. (2006), 16(10), 1650–1655）、2份嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）ATCC 4356（Antioxidative Effect of Intestinal Bacteria Bifidobacterium longum ATCC 15708 and Lactobacillus acidophilus ATCC 4356，Digestive Diseases and Sciences，2000年）；

圆褐固氮菌的培养：将圆褐固氮菌接种到琼脂斜面培养基上，32℃下一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养至产品中活菌数达到1.0×10⁸个/克。 

巴氏芽孢杆菌、多黏类芽孢杆菌的培养：将巴氏芽孢杆菌、多黏类芽孢杆菌试管种分别首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到1.0×10⁸个/克。 

嗜酸乳杆菌的培养：将嗜酸乳杆菌种接种在MRS培养基上，32℃，pH6.0，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养至活菌数达到1.0×10⁸个/克。将上述培养的菌按所述的质量比进行搅拌混合得到菌剂。

注，上述步骤中菌种扩大培养及制备菌剂的方法不是唯一的，本领域技术人员可以根据常识选择合适的培养基及扩大培养方法，使活菌数达到10⁸个/克，以及按照常规制备菌剂的方法制备。本发明所述菌种均可以从美国模式培养物集存库（ATCC）购买得到。

本发明具有以下有益的效果：

1.本发明采用微生物菌剂技术，将微生物菌剂和传统肥料有机结合，大大提高了肥料的保持率，提高了肥效。并且添加了合适量的腐植酸，以物理和化学键合方式络合养分，延缓养分释放快慢，实现肥效速缓兼备，把分散的土粒胶结一起形成团粒结构，聚合吸附可被作物吸收利用的养分，聚合絮凝物可解决养分的沉淀、挥发蒸腾、淋失、流失，提高土壤保肥、保水能力，锁住养分控制流失。

2.本发明是充分利用腐植酸通过低温转化法，在共聚物转化反应槽中经过复分解反应生成以腐植酸钾为共聚物的复合肥，同时在中和反应过程中游离的腐植酸大分子与气氨聚合生成腐植酸铵，大大提高了活性的腐植酸与氮磷钾的有效结合，解决了长期以来农业生产中大量施用无机肥造成的土地盐渍化、增肥不增收的瓶颈问题，是今后绿色肥料业发展的又一个里程碑。

3. 本发明在复混肥中加入Mg粉和钙粉，补充中了微量元素，肥效持久全面，增强作物抗病抗逆能力。

4.本发明选择的多种微生物采用科学配比，使其在生长过程中产生的有用物质及其分泌物质成为各自或相互生长的基料和原料，通过共生增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生态系统，发挥了多功能的优势。不但能够有效地固氮保水，而且还能够与腐植酸一起协同作用，大大提高了肥效。

具体实施方式

 以下将采用具体实施例的方式对本发明进行详尽的描述，但是不应该理解为对本发明的限制。

实施例1

一种长效腐植酸复合肥，其由如下重量份的原料制备而成：

98%浓硫酸260份，氯化钾100份，20%磷酸（v/v）300份，腐植酸150份，氯化铵10份，菌剂10份，镁粉20份，钙粉20份，过量氨气。

该复合肥的制备方法按照如下步骤进行：

第一步，先向转化反应槽中注入98%浓硫酸，深度约覆盖搅拌轴浆叶上方30cm左右，通入低压蒸汽进行预热转化反应槽内母酸至70～90℃；

第二步，在预热后的转化槽中将腐植酸、氯化钾及增滑剂氯化铵均匀加入转化反应槽，直到溢流至反应槽的地槽后，然后加入20%磷酸，搅拌均匀形成混合酸料浆；

第三步，将第二步获得的混合酸料浆转入到中和反应器，然后与过量氨气发生中和反应约10～20分钟，反应后的料浆自流至中和地下槽；

第四步，中和地槽中的料浆送入高塔造粒机，同时加入镁粉以及钙粉进行造粒和烘干，然后添加菌剂，搅拌机搅拌均匀，即得。

所述菌剂包括下述重量份的原料：5份圆褐固氮菌(Azotobacter  chroococcum) ATCC4412、3份巴氏芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）ATCC 6452、2份多黏类芽孢杆菌 (Paenibacillus polymyxa) ATCC 842、2份嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）ATCC 4356；

其中，

圆褐固氮菌的培养：将圆褐固氮菌接种到琼脂斜面培养基上，32℃下一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养至产品中活菌数达到1.0×10⁸个/克。 

巴氏芽孢杆菌、多黏类芽孢杆菌的培养：将巴氏芽孢杆菌、多黏类芽孢杆菌试管种分别首先接种在牛肉膏蛋白胨培养基上，30℃，作一级斜面培养，然后接种到三角瓶里做振荡二级液体培养，然后转入液体发酵罐做三级液体培养，最后接种到固体培养基上作四级培养，至产品中活菌数达到1.0×10⁸个/克。 

嗜酸乳杆菌的培养：将嗜酸乳杆菌种接种在MRS培养基上，32℃，pH6.0，作一级斜面培养，然后二级种子培养、混合发酵培养至活菌数达到1.0×10⁸个/克。将上述培养的菌按所述的质量比进行搅拌混合得到菌剂。

实施例2

肥效试验

一、在温室大棚中种植鲁椒3号，分别施用普通复合化肥（16-22-7）和本发明长效腐植酸复合肥的对比试验，其施肥对比结果如下表：

  表1  鲁椒4号施用普通化肥与腐植酸长效复合肥对比试验

	亩产量（Kg）	增产(%)	还原糖(%)	VC(mg/100g)	硝酸盐（mg/Kg）	亩净增收益(元)
							普通复合化肥	3940.5	/	1.972	165.3	507.23	/
腐植酸长效复合肥	4654.8	18.13	2.446	173.11	495.16	5714.4

从种植过程中来看，在同样面积的试验田处理中施用同等重量的普通化肥和腐植酸长效复合肥，施用腐植酸长效肥能够增产增18.13%，按8元/Kg计算，亩产增加收益5714.4元。

辣椒在生长过程中可以明显发现，腐植酸长效复合肥处理幼苗快，长势好于普通化肥区，开花率比普通化肥区高10～15%，株高增加3～5cm，座果率增加5～7%，即使刮较大风也不易倒伏，且病虫害较少。

二、 腐植酸长效复合肥施用于温室大棚锦早黄瓜试验

在同等种植面积的温室大棚中，分别使用家普通化肥（对照1）、不添加菌剂的腐植酸长效复合肥（对照2）、腐植酸长效复合肥（本发明）同时施用于三个处理小区中，经过同种同收对比结果如下表所示：

     表2  种植锦早3号黄瓜分别施用普通复合肥（16-22-7）（对照1）、不添加菌剂的腐植酸长效复合肥（对照2）和腐植酸长效复合肥（本发明）的对比试验

	亩产量（Kg）	增产(%)	还原糖(%)	VC(mg/100g)	硝酸盐（mg/Kg）	亩净增收益(元)
							对照1	20871.0	0	1.754	10.32	94.63	/
对照2	23964.5	14.8	0.974	10.33	579.13	4640.25
							腐植酸长效复合肥	29448.1	41.1	1.933	12.15	245.88	12865.65

    在2010年种植过程中可以看出，经过施用腐植酸长效复合肥的黄瓜较普通化肥处理过的黄瓜提前2天开花，且雌花率较施用对照2高出5～7%。经过定挂一个月观察，施用腐植酸复合肥的长势旺盛且叶片鲜绿，株高增加了13～18cm，品尝结果，公认比施用对照2的好，更优于施用对照1的普通复合肥，施用腐植复合肥的黄瓜抗病虫害和抗逆性能大大优于施用其它肥料。

按当时黄瓜市场价格1.5元/ Kg计算，施用对照2腐植酸长效肥较普通复合肥增产14.8%，施用腐植酸长效复合肥增产达到41.1%，亩产增加效益达到了12865.65元。

三、腐植酸长效复合肥施用于大田果园葡萄试验

2011年5月15日，在临沐县白旄镇采取试验小区六个，整平松土后在面积分别为50m²，针对种植其间的90株葡萄进行施用农家肥、普通复合肥（16-22-7）和本发明腐植酸长效复合肥。在葡萄生长期期间，分别在6月20日～6月22日使用等量40 Kg普通复合肥（16-22-7）和本发明腐植酸复合肥料进行追肥处理，8月27日收获。追肥后，施用腐植酸复合肥料的葡萄植株明显叶绿、健壮，叶片肥大，开花效果显著好于施用普通复合肥追肥的葡萄，而且产量增大，平均亩产较普通复合肥追肥多产866.4Kg，增产率达19.99%，亩增加收益400.8元。

表3  白旄镇葡萄种植腐肥与普通化肥追肥产量对比

	小区产量（Kg）	亩产量（Kg）	亩产增量（Kg）	增产(%)	施肥投入(元)	亩收入(元)	亩净增收益(元)
								农家肥	158.17	2108.94	/	/	88	7592.18	/
普通复合肥	201.65	2685.98	577.04	27.36	120.4	9669.53	2077.35
								腐植酸复合肥	228.71	3050.99.	942.05	44.55	133.2	10983.56	3391.38

   备注：肥料价格2011年尿素按2200元/吨，腐脲按3010元/吨，葡萄按市场价格 3.6元/ Kg计。

腐植酸长效复合肥进行两年的作物施肥实验，总结如下：

腐植酸长效复合肥经在各种实验田中实践来看，在施用同等肥量的腐植酸长效复合肥与其它多元肥、农家用肥相比，辣椒种植中施用该肥可亩增产18.13%，黄瓜可亩增产14.8～41.1 %，葡萄可亩增产27.36～44.55%， 增加的收益更是立竿见影。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种长效腐植酸复合肥，所述复合肥的制备原料包括如下，以重量份计：

98%浓硫酸260份，氯化钾100份，20%磷酸300份，腐植酸150份，氯化铵10份，菌剂10份，镁粉20份，钙粉20份；

所述菌剂包括下述重量份的菌：5份圆褐固氮菌(Azotobacter  chroococcum) ATCC 4412、3份巴氏芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）ATCC 6452、2份多黏类芽孢杆菌 (Paenibacillus polymyxa) ATCC 842、2份嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）ATCC 4356；

所述复合肥的制备方法按照如下步骤进行：

第一步，先向转化反应槽中注入98%浓硫酸，深度覆盖搅拌轴浆叶上方30cm，通入低压蒸汽进行预热转化反应槽内母酸至70～90℃；

第二步，在预热后的转化槽中将腐植酸、氯化钾及氯化铵均匀加入到转化反应槽，直到溢流至反应槽的地槽后，然后加入20%磷酸，搅拌均匀形成混合酸料浆；

第三步，将第二步获得的混合酸料浆转入到中和反应器，然后与过量氨气发生中和反应10～20分钟，反应后的料浆自流至中和地下槽；

第四步，中和地槽中的料浆送入高塔造粒机，同时加入镁粉以及钙粉进行造粒和烘干，然后添加菌剂，搅拌机搅拌均匀，即得。