CN1034195A - 腐磷二铵有机复合肥料及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明属于由人工驯育的各种有关特异菌种，转 化无机原料的原理而研制出全养分的有机复合肥 料。它以高氮腐铵、磷酸铵、多种微元素的螯合物等 为基料，经以上各种微生物的转化成料浆，再用适量 的氮、磷、钾速效养分调节以后加工成型。这种肥料 在土壤中不易挥发、流失和固定。所以，用量少(8～ 10公斤/亩)、肥效高、肥效长，不用追肥，成本低，使 用方便。与当代国内外其它复合肥料相比，在改良土 壤、抗旱抗寒、抗倒伏和提高农业产量，降低施肥投资 等方面，均有较强的功效。

Description

本发明属于含有培养菌种的有机复合肥料。

作物生长离不开肥料，现有的肥料有腐植酸肥料、无机肥料、微量元素肥料以及腐植酸氮、磷、钾复合肥料等。无机肥料容易挥发、流失、无功分解，在土壤中容易出现固定现象，使土壤理化性状变坏。腐植酸肥料可以改善土壤理化性状，调动土壤潜在养分，增强作物的抗逆性能，对无机养分起一定的增效作用，对植物生长有刺激作用，但是腐植酸肥料的养分浓度低，施用量大，花费劳力多，因此，目前大都采用复合肥料，如尿素和腐植酸反应生成的腐植酸-尿素复合物为基础的复合肥料，它具有缓慢释放性，这种肥料含有腐植酸，对土壤性状有一定改善作用，但是这些肥料仍有流失、固定等现象出现，因为这些肥料中虽然有机的腐植酸和氮、磷、钾形成复合物，但没有新的有机物质，所以这种肥料的利用率不算高。

本发明的目的是提供一种有机复合肥料，这种肥料不易流失、挥发，利用率高，施用后有利于土壤理化性状的改善。

本发明是这样来达到上述目的的，即：将含有高氮腐铵、磷酸铵、脲醛缩合物，氮、磷、钾速效养分、微量元素螯合物的混合物经过以氮、磷、钾转化菌为主的细菌或以只含有氮、磷、钾转化菌的细菌转化、转化后得到了腐磷二铵料浆，最后将料浆加工成型。

在混合物中，含有的脲醛缩合物，在生成高氮腐铵时一起生成或单独缩合后加到混合物中。

这几种原料组成的混合物中，各组份含量是：高氮腐铵和磷酸铵共占46～64%，脲缩物占8.8～15%，氮、磷、钾速效养分占6～8%，微量元素螯合物占1.8～2.8%，细菌占12.5%（包括培养基）。

混合物中含有的高氮腐铵的生产工艺是：采用草炭或褐煤作为腐植酸的原料，在臭氧、氧气或空气的气氛下进行氨化，反应温度80～140℃，压力8～10kg/cm²。也可以在高压或常压下进行。在生产高氮腐铵时，可以同时生成脲醛缩合物，方法是予先用尿素溶液处理草炭或褐煤，并用硝酸或磷酸调节PH值到5左右，加入甲醛水溶液，在臭氧、氧气的气氛下进行氨化。也可以单独聚合出脲醛缩合物，一般情况下是在酸性溶液中缩合。

在生成的高氮腐铵中加入磷酸，调节PH值到2～3，随后通入氨气，经氨中和后得到了高氮腐铵、磷酸铵的料浆。

混合物除包括高氮腐铵、磷酸铵、脲醛缩合物外，还添加氮、磷、钾速效养分、微量元素螯合物。加入微量元素是补充土壤对微量元素的需要，微量元素螯合物是将微量元素的无机盐溶解，在溶液中加入螯合剂，螯合剂有：多磷酸铵、黄腐磷酸铵、提纯腐植酸、羧酸铵等。微量元素包括铁、锰、铜、锌、钼、镁、钴、硼和硅等。由于腐磷二铵的基质大部分是有机复合的缓释养分，所以混合物中加入了氮、磷、钾的速效养分，如氯化钾、硫酸钾、硝酸钾。

混合物中加入的转化菌主要是固氮菌、磷细菌、钾细菌，除了这三种细菌外还可以至少加入一种纤维素分解菌、蛋白菌、有机分解菌。氮、磷、钾三种转化菌的比例可视土壤不同作调节。这些细菌如果直接加入混合物中细菌会死亡，因此这些细菌分别进行驯育、诱变，在驯育、诱变中逐步改变培养基配方，直至培养基的成份是混合物为止，要求人工驯育出来的实用菌种，接种到混合物中以后的成活率＞80%，变异菌株＜3%。菌种在混合物中培养到对数期和恒定期后，即得到腐磷二铵有机复合肥料，将它送去烘干，烘干温度80～100℃，粉碎至80～100目，将粉碎好的腐磷二铵中加入高氮腐铵干粉20～35%，除高氮腐铵作为造粒的塑质填料外，还可以加入矿物质如硅藻土、膨润土以及作为粘合剂使用的硅酸钾或硅酸钠，经造粒的腐磷二铵肥料颗粒经烘干、筛选、包装出厂。

腐磷二铵是全养分的有机复合肥料，有机养分除原料合成中生成的有机养分外，还有微生物腐烂等产生的有机成份，例如：氮素养分中腐蛋白、多肽、二肽、氨基酸、伯酰胺和脲类缩合物，以及含有起植激素作用的微窟胚帷Ａ姿匮种幸粤字嗟男翁嬖冢厮匮忠远嚯牧姿?钾的形态存在，6～9种微量元素养分是以无机盐等为原料，经螯合剂的人工螯合的螯合物或经细菌转化为代谢物的形态存在的。腐磷二铵肥料中含有无机速效养分，其含量可以控制，如在生产中进行细菌转化时加以控制。

有机的长效缓释养分的发挥肥效原理是靠本肥料原有的各种有关微生物和土壤中野生微生物，在一定温度和湿度下，经逐步分解和转化成可被农作物直接吸收利用的养分。所以，这种复合肥料，不但可以保持长效，大大减少或消除养分的无功分解、挥发、流失和化学固定等损失，而且可以改良土壤的理化性状，使其形成海棉状的团粒结构。从而达到松软透气、保水保肥，增加土壤的肥沃基础，逐年减少施肥投资的目的。

本发明优点：流失、挥发少，减少土壤固定现象，有改善土壤理化性状的功能，是一种长效肥料，肥效好，每亩用量8～12公斤/亩，不用追肥，使用方便，成本低。

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

附图1是本发明实施例之一的工艺流程示意图：

图1中所表示的流程分为以下几部份：一部份是细菌驯育、诱变及扩大培养;另一部份是高氮腐铵、磷酸铵、脲缩物，氮、磷、钾速效养分、微量元素螯合物的制备;一部分是细菌接种与转化以及成品加工成型。

细菌的驯育、诱变和扩大培养：

固氮菌：菌种从中科院微生物研究所购买或从自然界中寻找，经增殖、分离、筛选、纯化。菌种先经人工驯育，将培养基的成份逐步改变，经3～5次驯育、诱变，这种园褐固氮菌和棕色固氮菌人工培养后的驯育种，个体为2～3×3微末，无芽孢，周生鞭毛，能自己运动，细胞外壁有较厚的荚膜，呈革兰氏阴性反应。

经驯育诱变的菌种经过2～3次扩大培养，第一次培养基成份是：葡萄糖10～12克，氯化钠0.2克，硫酸镁0.2克，碳酸钙5克，草木灰4～5克或碳酸钾3克，腐磷二铵原料混合物6～8克，蒸馏水1000毫升。

用过磷酸钙溶液和石灰水相互调节至PH＝7～7.2，并经高压灭菌，冷却至室温，随后接入菌落，在25～31℃培养2～4天，使培养基成为稀糊状，深灰色，无酸无臭的糊状物为止，每毫升含活菌数达7亿个以上。第二次的扩大培养基组份是：纯腐植酸10斤、草木灰10斤、腐磷二铵原料混合物15斤，酸解的脱脂骨粉25斤，豆饼粉7斤，米糠10斤，血余多肽钾3斤，腐土20斤。

每克湿发酵物含活菌数达5亿个以上。接入混合物中，每克混合物含有活的接入菌不小于5000万个。

磷细菌：有无机磷细菌和有机磷细菌，磷细菌操作工艺与固氮菌基本相似。扩大培养基组份是：牛肉膏3～4克，氯化钠2克，葡萄糖5克，蛋白胨5克，碳酸钙1克，腐磷二铵原料混合物3克。每毫升含菌数达10万个以上。

扩大培养基组份是：纯腐酸10斤，骨粉35斤，豆饼粉15斤，腐磷二铵原料混合物5斤，糖1斤，炉灰5斤，米糠10斤，腐土20斤。成熟后每克料中含有1亿以上。成活率要求同固氮菌，对无效磷转化率达85%以上。

钾细菌：品种是：个体大小约4～7×1～1.2微米，长杆状，末端园形，细胞外面有比菌体大10～15倍的1～4层荚膜，有较大的芽孢。

钾细菌操作工艺与固氮菌基本上相似，扩大培养基的成份：碳酸铵1克，腐磷二铵原料混合物5克，可溶性淀粉5克，磷酸二氢钾2克，1%氯化铁溶液1.5毫升，碳酸钙0.1克，硫酸镁0.5克，酵母粉0.3克，糖1克，清水1000毫升。每毫升含钾细菌活芽孢达7亿以上，三次培养基组成：纯腐酸15斤，骨粉40斤，面粉3斤，豆饼粉10斤，腐磷二铵原料的混合物3斤，血余多肽钾5斤，硫黄粉0.5斤，米糠5斤，氯化钾1斤，腐土20斤。

每克料中含活菌数5万～10万个。

蛋白菌：白地霉经人工驯育的特异菌种，气生菌丝呈藕节状的连接菌丝，双数分枝，菌丝在培养中期断裂后式谱吹南赴辛焉咦印：笃诳沙晌蚪湍缸聪赴淮窝庇肿拥呐嘌牵浩咸烟?%，蛋白0.5%，腐磷二铵的原料混合物2.5%，琼脂2.5%，水93.5%。二次驯育种子培养基：大麦芽干粉100克，加水460ml，于55～60℃糖化4～6小时以后，再加入含有腐植酸的磷酸二铵干粉40克，然后过滤，滤液用毛发分解液定容至500毫升，用磷酸调节PH值5.5～6.5，加入琼脂12克，加热溶解均匀后，分装在大试管内，灭菌后倾置于斜面，准备接种。

三次驯育培养基，大麦芽干粉80克，加水500ml，以上述糖化后，加入含有腐植酸的高氮腐铵和磷酸铵的干粉60克，以下同上述一样。

驯育种的液体扩大培养基：其配方除不加琼脂以外，其余与三次驯育种子的培养基相同，驯育种的固体扩大培养基：大麦芽干粉5%，细麸粉10%，米糠3.5%，白糖0.5%，毛发分解液6%，含有腐植酸的磷酸二铵干粉60%，优质草炭粉15%。

有机分解菌：采用曲霉，其特性是菌丝有隔膜，是多细胞的菌丝体，并有足细胞，由足细菌向上生长直立的分子孢子柄，柄的顶端长有膨大的球形顶包，从顶包的表面以幅射的方式长1～2层杆状的小梗，小梗的顶端产生一串生孢子，呈各种颜色，以此可作为辨别曲霉种类的依据。

纤维素分解菌：采用绿色木霉，绿色木霉的菌丝有隔腰，菌丝透明，呈浅绿色，菌落为棉絮状。菌丝可长出不规则的分生孢子梗，并对生和互生分枝，分枝上又可再分枝，分枝的末端即为瓶状的小梗，由此分生孢子，并由小梗的末端生成粘液，将分生孢子聚成球状的孢子头。后期干燥后，孢子头崩裂，使孢子落到培养基上，继而大量繁殖。

驯育方法及培养基与白地霉相同，驯育种特性即菌落由原来的棉絮状变成致密的丛束状，由浅绿色变成深绿色。

上述说明了各种细菌单独扩大培养，以后根据土壤和作物需要配合，混合均匀发酵，湿控25～30℃之间，培养3～5天，得到腐磷二铵有机复合肥料。

在反应器1中加入草炭（含腐植酸28～45%）800公斤，往反应器内通入蒸汽和氨气、气氨用量150公斤，器内还通入臭氧，操作压力10Kg/cm²，反应温度140℃。反应时间1小时，获得含氮量为12%的高氮腐铵，得到的高氮腐铵除一部分作为造粒时塑性填料外，其余部分约400Kg加到反应器2中，在反应器2中加入含P₂O₅54～60%的磷酸650Kg，PH值2～3，用泵将它送到喷射反应器，同时向喷射反应器中加入135公斤气态氨，再通入氨中和反应器充分反应，得到了高氮腐铵、磷酸铵料浆，将料浆送到接种混合器，这时往混合器中通入微量元素螯合物30公斤，氮、磷、钾速效养分60公斤，在接种混合器中充分混合后进入细菌转化器，在转化器中通入5～38℃的压缩的无菌空气，温度控制在25～30℃之间，通入无菌水，保持湿度在26～36%之间，当细菌培养到对数期和恒定期后，送去烘干，温度在80～100℃之间，并粉碎到80～100目。并加入高氮腐铵20～35%，作为造粒塑性填料，还加入硅酸钠、硅藻土若干，混合后造粒制成腐磷二铵颗粒料，经筛选，包装出厂。

实施例2

采用常压操作生产高氮腐铵，在草炭（1000公斤）进入反应器1之前用20～50%的尿素溶液100～200公斤，在60～80℃温度下，处理30分钟，并用硝酸或磷酸将PH值调到5左右，加入20%甲醛水溶液20公斤，充分搅拌后连续加入反应器1中，反应器1做成管道形式，反应温度100℃，反应时间2小时，其余步骤与实施例1相同。

从实施例1或2生成的腐磷二铵复合肥料的成份比较复杂，常规测定不能适应要求，总氮中硝基态氮、有机肽氮（蛋白质、氨基酸）要先经过还原，以酰胺缩合物、脲醛缩合物形式存在的氮必须以细菌转化，需要较长时间作用才能分析出，其他钾、磷都有类似情况，往往经过发酵才能做测定。

经测定，腐磷二铵肥料中各养分的含量是：

无机速效养分：氮＝4.2～6%，磷＝6～9%，钾＝4.5～5%

有机缓释氮：腐蛋白    3～4.6%，多肽和二肽    1.8～2.5%，氨基酸    0.8～1.6%，酰胺类    2.5～4%    脲类缩合物    5.5～8.5%

（指含氮素养分）

有机缓释磷：磷脂等    8～10%

缓释钾：多肽磷酸钾    2.8～5%

6～9种微量元素的螯合物    1.8～2.8%

其他有机质    22～38%

碳＝10～13%，氢＝12～17%，氧＝10～14%

每克最终产品中含有关微生物1800～2600个。

腐磷二铵的总有效氮＝16～18%，有效磷＝17～20%，有效钾＝8～10%，并在一定温度和湿度下，可以自动发酵以至生蛆。所以，可说明是有机的复合肥料。而且实践证明本肥料与当代国内外任何已问世的复合肥料相比，在改良土壤、抗旱抗寒、抗倒状，以及使农业产量提高等方面均有较强的功效。

Claims (8)

1、腐磷二铵有机复合肥料的制造方法，其特征在于：将含有高氮腐铵、磷酸铵、脲醛缩合物，氮、磷、钾速效养分，微量元素螯合物的混合物通过以氮、磷、钾转化菌为主的细菌或以只含有氮、磷、钾转化菌的细菌转化，再将经细菌转化后得到的腐磷二铵料浆成型加工。

2、按权利要求1所说的制造方法，其特征在于所说的脲醛缩合物在生成高氮腐铵时生成，或单独缩合后加到混合物中。

3、按权利要求1所说的制造方法，其特征在于所说的混合物中高氮腐铵、磷酸铵的总用量为46～64%，脲醛缩合物8.8～15%，氮、磷、钾速效养分占6～8%，微量元素螯合物占1.8～2.8%，细菌占12.5%（包括培养基）。

4、按权利要求1所说的制造方法，其特征在于所说的以氮、磷、钾转化菌为主的细菌，除固氮菌、磷细菌、钾细菌外，至少还含有一种蛋白菌、纤维素分解菌、有机分解菌。这些细菌是分别经驯育、诱变、扩大培养，在培养过程中逐步改变培养基配方，当细菌适应培养基中全部是腐磷二铵原料混合物后，各菌种在混合物中的生存率大于80%时，这种菌种才用于细菌转化。

5、按权利要求4所说的制造方法，其特征在于所说的细菌在不同培养基中培养到某一规定含量后才能送到另一种配方的培养基中。

6、按权利要求1所说的制造方法，其特征在于细菌转化的温度是25℃～30℃，培养到对数期和恒定期，转化才算符合要求。

7、按权利要求1所说的制造方法，其特征在于成型加工时除腐磷二铵料浆外，还加有高氮腐铵、无机矿物质、粘合剂。

8、按权利要求1～6所说的制造方法制得的腐磷二铵，其特征在于它含有总氮量16～18%，有效磷17～20%，钾8～10%，还含有经驯育、诱变适应腐磷二铵原料混合物环境的细菌，每克含细菌1800～2600个，使产品在一定温度（15℃～38℃）和湿度（12～60%）下，自动发酵以至生蛆。

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