CN106187643A - 利用秸秆有机包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法及产品 - Google Patents

利用秸秆有机包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法及产品 Download PDF

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Abstract

本发明属于缓释肥料制备技术领域，具体涉及利用秸秆有机包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法及产品。本发明的特征在于，利用秸秆制备得到有机包埋物，通过生物炭引入主要和微量元素等作为内外层的包膜，使有机质与肥料成分之间发生反应生成稳定的络合物。再引入不同生长时期所需要的功能微生物、畜禽粪便等进行复合，通过多层包裹形成功能菌、有机和无机复合缓释肥。本发明的缓释肥可有效地防止使用化肥所带来的土壤结构破坏和环境污染的弊端，保持养分的持续、均衡供给。

Description

利用秸秆有机包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方 法及产品
技术领域
本发明属于肥料制备技术领域，尤其属于控释肥料制备技术领域，具体涉及利用秸秆有机包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法及产品。
背景技术
全世界每年的化肥用量约为1.5亿吨，其中一半化肥释放太快而无法让农作物利用。中国是农业大国，肥料用量大。对农药和化肥的依赖日益增强，造成了有机肥使用不足、土壤板结、河流和地下水污染等一系列问题。矿物质是植物生长的基质，又是无机营养的主要来源。有机质是供肥保肥的物质基础，又是防止土壤板结的必要成分。要发展可持续发展新农业，就要减少农药和化肥的使用量，寻找有效的替代品。我国把有机复合肥、微生物功能肥和控释肥确定为发展方向。
微生物是土壤中活的有机体，是转化土壤肥力不可缺少的活性物质。微生物直接参与土壤物质和能力的转化，腐殖质的形成与分解，养分释放，氮素固定等土壤肥力的行程和发育过程。有机肥有培肥地力、改善作物品质等优点，但是其肥效长，养分释放缓慢，不能及时提供作物生长所需的氮素营养，影响产量和经济效益。无机氮肥速溶性却能为作物提供了足够的氮素营养，有机肥料必须与无机氮肥结合才可以取长补短，缓急相济，充分保证作物整个生长期有足够的养分供给，复混肥是急需的新型肥料。
控释肥中的养分释放的速率与作物吸收的规律相吻合，控释特点是其释放率和释放期与作物生长规律有机结合，根据作物养分需求，控释养分释放速度和释放量，使养分释放曲线与作物需求相一致。微生物对有机无机复合肥有激发和活化作用，可以促进复合肥中部分难分解成分的当季利用，微生物肥料是活体肥料，它的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活动代谢来完成。只有当这些有益微生物处于旺盛的繁殖和新陈代谢的情况下，物质转化和有益代谢产物不断形成。
以控释肥料作为关键词在《万方数据》中共找到539件专利文献，在《中国知网》中共找到6,863专利文献。这些文献从不同的技术侧面报道相关的控释肥料的制备方法及其产品。与本发明密切相关的文献，例如公开号为CN201510253135，CN201510576255文献报道了以聚乙烯、凹凸棒土、蜡层、高分子材料、生物碳基等作为核心的包膜型控释肥料，通过给无机肥表面涂上一层较难溶解的物质形成包膜而减缓养分溶出速率，即所谓的包膜肥料。这种包膜肥料由于膜弹性差、易脆，存在残缺孔洞、极易被微生物分解带来养分控释性能不稳定。
在产业界，目前生产控释肥料的首要问题还是价格因素阻碍了产业的技术进步，目前包膜材料多为难以降解的有机合成高分子聚合物，这类化合物如果使用不当极易造成环境污染。因此，选用来源广、能够降解的原料，通过物理、化学以至生物等手段，开发性能优良和价格适中的控释肥料是本领域开发的重点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用秸秆有机包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法及其产品。本发明利用玉米芯、花生壳、稻壳等作物秸秆作为原料制备得到包埋物(如生物质液体和生物质炭)，通过化学反应、畜禽粪便复混和功能微生物固定化方式所谓结合生产得到有机无机复合控释肥。
本发明的技术路线和技术原理图如图1所示。
实现本发明技术方案如下所述：
由图2和图3所示：
一种利用秸秆包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法，包括秸秆预处理和干燥成型步骤；其特征在于，还包括生物质炭制备、畜禽粪便包埋和功能微生物固定化步骤，所述的具体步骤如下所述：
A、按KOH溶液与秸秆的质量比为1:2将1‐5％浓度的KOH溶液(1000ml)加入到秸秆中浸泡48小时，然后利用固液分离设备对浸泡秸秆的混合液进行固液分离，得到生物质料液(约835ml)和生物质固体物(约1740g)；
B、将步骤A中所得的生物质固体物干燥，使其含水量至8‐15％，将干燥后的生物质固体物转移到热解反应装置中在350‐400℃下热解，得到生物质炭，用粉碎机粉碎；
C、向步骤A中的所得的生物质料液中加入12ml甲醛溶液，控制生物质料液的pH至11，反应温度为75℃，反应时间为1小时，然后通入1.5x105pa二氧化碳气体，调生物质料液的pH至7.5～8.5；再加入8g尿素与残留的甲醛反应，用5‐10％浓度的磷酸调生物质料液的pH至4.2～5.4，继续补加5g尿素并加热至100‐120℃进行缩聚反应2h，得到控释肥料物料1；
D、在步骤C的控释肥料物料1中加入质量比为5‐10％的生物质炭粉和微量元素，所述的微量元素为50mg/l硫酸铜、100mg/lg硫酸锌、100mg/l硫酸亚铁、100mg/l硫酸镁、10mg/l硫酸钼、100mg/l硫酸锰、1mg/l硼酸，搅拌混匀后得到物料2；
E、将步骤D中所得的物料2粉碎后过20目筛，得到控释肥料中间体，向粉碎后的控释肥料中间体中加入质量比为50％，通过堆肥发酵的畜禽粪便包埋物料2，混合均匀后得到物料3；
F：向步骤E得到的物料3中分别加入巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)，紫云英根瘤菌(Rhizobium astragula)和藤黄红球菌(Rhodococcus fascians TilfordGoodfellow)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：巨大芽胞杆菌为8×1010个芽胞/ml；紫云英根瘤菌为2×1011个芽胞/ml；藤黄红球菌为7×109个孢子/ml；并加入质量比为5‐10％的生物质炭粉，经过带式压滤机压滤，得到双层包裹的控释肥；
G：将步骤F中所得到的双层包裹控释肥中分别加入蜡状芽孢杆菌(Bacillus,cereus)，固氮菌(Azotobacter sp)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：蜡状芽孢杆菌为8×1010个芽胞/ml；固氮菌为7×108个孢子/ml，再加入质量比为5‐10％的生物质炭粉，得到三层包膜包裹控释肥。
申请人提供了一种利用秸秆包埋物和功能菌制备的有机无机复合控释肥，通过以下步骤得到：
A、按KOH溶液与秸秆的质量比为1:2将1‐5％浓度的KOH溶液(1000ml)加入到秸秆中浸泡48小时，然后利用固液分离设备对浸泡秸秆的混合液进行固液分离，得到生物质料液(约835ml)和生物质固体物(约1740g)；
B、将步骤A中所得的生物质固体物干燥，使其含水量至8‐15％，将干燥后的生物质固体物转移到热解反应装置中在350‐400℃下热解，得到生物质炭，用粉碎机粉碎；
C、向步骤A中的所得的生物质料液中加入12ml甲醛溶液，控制生物质料液的pH至11，反应温度为75℃，反应时间为1小时，然后通入1.5x105pa二氧化碳气体，调生物质料液的pH至7.5～8.5；再加入8g尿素与残留的甲醛反应，用5‐10％浓度的磷酸调生物质料液的pH至4.2～5.4，继续补加5g尿素并加热至100‐120℃进行缩聚反应2h，得到控释肥料物料1；
D、在步骤C的控释肥料物料1中加入质量比为5‐10％的生物质炭粉和微量元素，所述的微量元素为50mg/l硫酸铜、100mg/lg硫酸锌、100mg/l硫酸亚铁、100mg/l硫酸镁、10mg/l硫酸钼、100mg/l硫酸锰、1mg/l硼酸，搅拌混匀后得到物料2；
E、将步骤D中所得的物料2粉碎后过20目筛，得到控释肥料中间体，向粉碎后的控释肥料中间体中加入质量比为50％，通过堆肥发酵的畜禽粪便包埋物料2，混合均匀后得到物料3；
F：向步骤E得到的物料3中分别加入巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)，紫云英根瘤菌(Rhizobium astragula)和藤黄红球菌(Rhodococcus fascians TilfordGoodfellow)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：巨大芽胞杆菌为8×1010个芽胞/ml；紫云英根瘤菌为2×1011个芽胞/ml；藤黄红球菌为7×109个孢子/ml；并加入质量比为5‐10％的生物质炭粉，经过带式压滤机压滤，得到双层包裹的控释肥；
G：将步骤F中所得到的双层包裹控释肥中分别加入蜡状芽孢杆菌(Bacillus,cereus)，固氮菌(Azotobacter sp)的菌液，所述的菌液活菌数依次为：蜡状芽孢杆菌为8×1010个芽胞/ml；固氮菌为7×108个孢子/ml，再加入质量比为5‐10％的生物质炭粉，得到三层包膜包裹控释肥。
本发明涉及的微生物菌种及其来源信息：
(1)巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)，保藏号：ACCC NO：10010；购自中国工业微生物菌种保藏中心)；
(2)紫云英根瘤菌(Rhizobium astragula)，保藏号：CICC NO：20026；购自中国工业微生物菌种保藏中心)；
(3)藤黄红球菌(Rhodococcus fascians Tilford Goodfellow)菌种编号：BNCC123472；购自中国工业微生物菌种保藏中心)；
(4)蜡状芽孢杆菌Bacillus,cereus(菌种编号：BNCC 186632；购自中国工业微生物菌种保藏中心)；
(5)固氮菌(Azotobacter sp)菌种编号：BNCC335805，购自北京北纳创联生物技术研究院商城分部)。
本发明可以根据作物不同施肥期的需要，进一步将所得的双层、三层、甚至更多层包裹的控释肥制备成的多功能控释肥料的专用肥产品。本发明的控释肥料通过分步添加尿素实现的，第一次加尿素的目的是用于合成脲醛控释肥料的核心成分，尿素先在弱碱条件下进行加成反应，然后在弱酸性下进行缩聚反应。第二次加尿素的目的是为了降低最终产品中的游离甲醛得含量，尿素在中性或弱碱条件下与体系中游离甲醛进行加成反应。低甲醛/尿素摩尔比，有利于降低脲醛树脂的游离甲醛释放。由于控释肥料具备更好的控释效果，试验表明本发明制备的控释肥料在水田控释时间可达60～90天(如图4：控释肥料在水中的释放过程)，在旱地控释时间会更长可达90～120天(如图5，控释肥料在土壤中的释放过程)。
本发明的一种利用秸秆包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法在农业有机无机复合控释肥中的应用。
附图说明
图1：是本发明的技术流程原理图。
图2：是本发明的控释肥料的反应制备过程。
图3：是本发明的控释肥料的先后合成形成层层包裹的技术原理图，附图标记说明：其中图3中的A图为双层包裹示意图，图3中的B图为三层包裹示意图。
图4：是本发明的控释肥料在水中的释放过程示意图。
图5：本发明的控释肥料在土壤中的释放过程示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明作进一步地说明，但不应该理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改进与调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
基础制备步骤：
A.、作物秸秆的预处理：首先取10公斤玉米秸秆浸泡于15L体积的浓度为1％的KOH溶液中处理48小时，通过常规的固液分离方法(例如采用常规固液分离机，商购，按照厂家提供的产品使用说明书操作)分别得到生物质料液(14.6升)和生物质固体物(8.3公斤)；
B、将A步所得的生物质固体物质(8.3公斤)转移到常规的热解反应装置(型号KF‐2008H，辽宁鞍山中通达仪器仪表制造有限公司制造，按照该设备的使用说明书操作)中在350℃下热解3小时，所得的热解生物质炭(5.7公斤)粉碎后过20目筛后备用；
C、利用生物质料液中的木质素与甲醛反应制备控释肥料中间体，加入8％体积比的甲醛溶液(3升)，在pH＝11,反应温度为75℃下反应1小时，然后向反应体系中通入1.5x105pa的二氧化碳气体，使反应溶液的pH至8，再加入3.8公斤尿素继续反应1小时，然后加入5％浓度磷酸降低体系的pH至4.6，继续加入2.8公斤尿素，在120℃下反应2小时合成控释肥料物料1；
D、向C步所得的物料1中加入质量比为5‐10％的生物质炭粉(3.7公斤)，与草木灰1公斤和微量元素混合(其中微量元素中的硫酸铜0.05g、硫酸锌0.1g、硫酸亚铁0.1g、硫酸镁0.1g、硫酸钼0.01g、硫酸锰0.1g和硼酸0.01g)，在通用混合机(为商购设备，按照厂家提供的产品说明书操作)中搅拌混匀，得到包含微量元素控释肥料物料2；
E、将D步所得的物料2粉碎后过20目筛，向粉碎后的控释肥料中间体中加入堆肥发酵后的猪粪作为基础有机肥(添加量按照50％的质量比加入)，混匀得到有机无机控释肥料物料3；
F、双层控释微生物菌肥的制备：将E步得到的物料3中加入5000ml巨大芽胞杆菌菌液中(购自中国工业微生物菌种保藏中心，保藏编号为ACCC NO：10010，巨大芽胞杆菌的芽胞数为8×1010个芽胞/ml)。培养基及其培养条件：(质量分数):碳源为玉米粉1％，氮源为大豆蛋白胨1％；无机盐为CaCl2·2H2O 0.1％，MnSO40.05％；培养基初始接种量为8％、pH值为6。培养温度为30℃，摇床转速200r/min,发酵时间48h)，，加入生物质炭粉1公斤，通过带式压滤机压滤，制得双层包裹的控释肥；
G、三层控释微生物菌肥的制备：将第F步得到的双层控释肥加入到5000ml紫云英根瘤菌(Rhizobium astragula)菌液(紫云英根瘤菌活菌数为7×108个孢子/ml)中(紫云英根瘤菌，保藏号：CICC NO：20026。培养基及其培养条件(质量分数):蔗糖浓度2.1％，酵母膏浓度1.1％，初始pH值7.20，加入生物质炭粉1公斤，通过带式压滤机压滤，经过适当干燥(含水量8‐12％)得到三层包裹的控释肥；
H、控释肥肥料的造粒：采用常规圆盘造粒机(型号ZL45，河南通达重工科技有限公司制造，按照该设备的使用说明书操作)，物料由设备顶部加入，经脱气、螺旋预压缩，将物料搅入槽内并进行强制压缩，可以制成球状和棒状控释肥。
实施例2：
基础制备方法参照实施例1的步骤。本实施例的具体步骤如下：
利用造纸厂的木质素作为原料制备有机无机控释肥：
A、利用造纸厂的木质素作为原料，将木质素(1000公斤)投入到1％浓度的的KOH溶液(1000公斤)中，加入50公斤甲醛与甲醛在pH＝12,75℃下反应1小时制备控释肥料中间体，反应结束后通入1.5x105pa的二氧化碳气体使得溶液的pH＝8，加入与100公斤的尿素，与残留的甲醛继续65℃反应1小时。加入20公斤草木灰，然后加入5％磷酸调节体系的pH＝4.6，继续补加50公斤的尿素，在弱酸性条件下缩聚反应，100℃条件下缩聚反应2小时得到控释肥料中间体；
B、取100公斤秸秆在热解反应装置350℃低温热解3小时，制得73公斤生物基炭，所得的热解生物质炭粉碎过20目筛后备用。
C、在成型过程中引入生物炭和微量元素，将生物质炭粉(43公斤)，以及各种微量元素(0.025g硫酸铜、0.05g硫酸锌、0.1g硫酸亚铁、0.05g硫酸镁、0.02g硫酸钼、0.1g硫酸锰、0.01g硼酸)。通过压滤实现固液分离(带式压滤机，水压为0.5x105pa，将分离的生物质固体物通过真空干燥机(真空度为1000pa，温度为80℃)，制备包含微量元素控释肥料物料1；
D、将第C步所得到的中间体与沼渣混合，其中沼渣质量比占中间体总质量的30％，经混合均匀得有机无机控释肥料物料2；
E、双层控释微生物功能菌肥的制备：向D步所得的物料2中，加入：藤黄红球菌Rhodococcus fascians(Tilford)制备的菌液(藤黄红球菌的芽胞数为8×1010个芽胞/ml))20升(藤黄红球菌菌种购自中国工业微生物菌种保藏中心，菌种编号：BNCC123472。培养基和培养条件(质量分数):碳源为玉米粉1％，蛋白胨1％，牛肉浸取物0.03％，氯化钠0.05％，琼脂0.025％，调pH7.0；，生物质炭粉(10公斤)混合，经过带式压滤机压滤，干燥制得双层包裹的控释肥；
F、三层控释微生物功能菌肥的制备：将E步所得的双层控释肥加入到巨大芽胞杆菌制备的菌液(巨大芽胞杆菌活菌数为8×1010个芽胞/ml)20升(购自中国工业微生物菌种保藏中心的保藏编号：ACCC NO：10010)中，再加入生物质炭粉10公斤，通过常规带式压滤机压滤，干燥制得三层包裹的控释肥(含水量8‐12％)；
G、控释肥的造粒：通过圆盘造粒机(型号ZL45，河南通达重工科技有限公司制造，按厂家提供的产品说明书操作)，物料由设备顶部加入，经脱气、螺旋预压缩，将物料咬入槽内并进行压缩，得到球状和棒状控释肥。
实施例3:
基础制备方法参照实施例1的制备步骤。本实施例的具体步骤如下：
利用造纸厂的黑液(1000公斤)作为原料制备有机无机控释肥：
A、控释肥料中间体制备：取1000公斤黑液，加入80公斤的甲醛，在反应釜中升温至60～65℃，反应2小时，通入压强为1.5x105pa二氧化碳气体使体系的pH＝8，再加入40公斤尿素在弱碱性下反应1小时；加入5公斤草木灰，然后加入10％磷酸调节体系的pH＝4.6，继续加入30公斤尿素，在弱酸性条件下缩聚反应，在120℃条件下缩聚反应1小时得到控释肥料物料1；
B、生物质炭的制备：将200公斤秸秆在常规热解反应装置(设备型号及生产厂家同实施例1和实施例2)中加热至350℃热解3小时，所得的热解生物质炭(157公斤)粉碎过20目筛后备用。
C、将生物质炭粉(127公斤)，以及各种微量元素进行混合，微量元素具体为：0.05g硫酸铜、0.1g硫酸锌、0.1g硫酸亚铁、0.1g硫酸镁、0.01g硫酸钼、0.1g硫酸锰、0.01g硼酸加入到A步反应液中，通过带式压滤机，水压为0.5x105pa压滤实现固液分离，其中生物质固体物部分通过真空干燥(真空度为1000pa，温度为80度)，在通用混合机中搅拌混匀后得到包含微量元素控释肥料物料2；
D、向C步所得的包含微量元素控释肥料物料2中，添加沼渣作为基础有机肥(沼渣质量比为40％)，经混合均匀后得有机无机控释肥料物料3；
E、双层控释微生物菌肥的制备：向D步物料3中加入藤黄红球菌菌液(藤黄红球菌活菌数为8×1010个芽胞/ml)10升，所述的藤黄红球菌【(Rhodococcus fascians(Tilford)Goodfellow】菌种编号为BNCC123472，购自中国工业微生物菌种保藏中心。再加入生物质炭粉(15公斤)混合，经过带式压滤机压滤，干燥制得双层包裹的控释肥；
F、三层控释微生物菌肥的制备：将成型后双层包裹的控释肥投入到10升固氮菌(Azotobacter sp)菌液(固氮菌的活菌数为8×1010个芽胞/ml)所述的固氮菌得菌种编号：BNCC335805，购自购自北京北纳创联生物技术研究院商城分院。相关的培养基及其培养条件：(质量分数):葡萄糖1％，NaCl 0.002％，KH2PO4 0.0002％，CaSO4·2H2O 0.001％，MgSO40.002％，CaCO3 0.005％，pH＝7)，再加入生物质炭粉(15公斤)，经过带式压滤机压滤，干燥制含水量8‐12％，制得三层包裹的控释肥；
G、控释肥的造粒：通过圆盘造粒机，物料由设备顶部加入，经脱气、螺旋预压缩，将物料咬入槽内并进行压缩，得到球状和棒状控释肥。

Claims (3)

1.一种利用秸秆包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法，包括秸秆预处理和干燥成型步骤；其特征在于，还包括生物质炭制备、畜禽粪便包埋和功能微生物固定化步骤，所述的步骤如下所述：
A、按KOH溶液与秸秆的质量比为1:2将1-5％浓度的KOH溶液加入到秸秆中浸泡48小时，然后利用固液分离设备对浸泡秸秆的混合液进行固液分离，得到生物质料液和生物质固体物；
B、将步骤A中所得的生物质固体物干燥，使其含水量至8-15％，将干燥后的生物质固体物转移到热解反应装置中在350-400℃下热解，得到生物质炭，用粉碎机粉碎；
C、向步骤A中的所得的生物质料液中加入12ml甲醛溶液，控制生物质料液的pH至11，反应温度为75℃，反应时间为1小时，然后通入1.5x105pa二氧化碳气体，调生物质料液的pH至7.5～8.5；再加入8g尿素与残留的甲醛反应，用5-10％浓度的磷酸调生物质料液的pH至4.2～5.4，继续补加5g尿素并加热至100-120℃进行缩聚反应2h，得到控释肥料物料1；
D、在步骤C的控释肥料物料1中加入质量比为5-10％的生物质炭粉和微量元素，所述的微量元素为50mg/l硫酸铜、100mg/lg硫酸锌、100mg/l硫酸亚铁、100mg/l硫酸镁、10mg/l硫酸钼、100mg/l硫酸锰、1mg/l硼酸，搅拌混匀后得到物料2；
E、将步骤D中所得的物料2粉碎后过20目筛，得到控释肥料中间体，向粉碎后的控释肥料中间体中加入质量比为50％，通过堆肥发酵的畜禽粪便包埋物料2，混合均匀后得到物料3；
F：向步骤E得到的物料3中分别加入巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)，紫云英根瘤菌(Rhizobium astragula)和藤黄红球菌(Rhodococcus fascians TilfordGoodfellow)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：巨大芽胞杆菌为8×1010个芽胞/ml；紫云英根瘤菌为2×1011个芽胞/ml；藤黄红球菌为7×109个孢子/ml；并加入质量比为5-10％的生物质炭粉，经过带式压滤机压滤，得到双层包裹的控释肥；
G：将步骤F中所得到的双层包裹控释肥中分别加入蜡状芽孢杆菌(Bacillus,cereus)，固氮菌(Azotobacter sp)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：蜡状芽孢杆菌为8×1010个芽胞/ml；固氮菌为7×108个孢子/ml，再加入质量比为5-10％的生物质炭粉，得到三层包膜包裹控释肥。
2.一种利用秸秆包埋物和功能菌制备的有机无机复合控释肥，其特征在于，包括通过以下步骤得到：
A、按KOH溶液与秸秆的质量比为1:2将1-5％浓度的KOH溶液加入到秸秆中浸泡48小时，然后后利用固液分离设备分离对浸泡秸秆的混合液进行固液分离，得到生物质料液和生物质固体物；
B、将步骤A中所得的生物质固体物干燥，使其含水量至8-15％，将干燥后的生物质固体物转移到热解反应装置中在350-400℃下热解，得到生物质炭，用粉碎机粉碎；
C、向步骤A中的所得的生物质料液中加入12ml甲醛溶液，控制生物质料液的pH至11，反应温度为75℃，反应时间为1小时，然后通入1.5x105pa二氧化碳气体，调生物质料液的pH至7.5～8.5；再加入8g尿素与残留的甲醛反应，用5-10％浓度的磷酸调生物质料液的pH至4.2～5.4，继续补加5g尿素并加热至100-120℃进行缩聚反应2h，得到控释肥料物料1；
D、在步骤C的控释肥料物料1中加入质量比为5-10％的生物质炭粉和微量元素，所述的微量元素为50mg/l硫酸铜、100mg/lg硫酸锌、100mg/l硫酸亚铁、100mg/l硫酸镁、10mg/l硫酸钼、100mg/l硫酸锰、1mg/l硼酸，搅拌混匀后得到物料2；
E、将步骤D中所得的物料2粉碎后过20目筛，得到控释肥料中间体，向粉碎后的控释肥料中间体中加入质量比为50％，通过堆肥发酵的畜禽粪便包埋物料2，混合均匀后得到物料3；
F：向步骤E得到的物料3中分别加入巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)，紫云英根瘤菌(Rhizobium astragula)和藤黄红球菌(Rhodococcus fascians TilfordGoodfellow)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：巨大芽胞杆菌为8×1010个芽胞/ml；紫云英根瘤菌为2×1011个芽胞/ml；藤黄红球菌为7×109个孢子/ml；并加入质量比为5-10％的生物质炭粉，经过带式压滤机压滤，得到双层包裹的控释肥；
G：将步骤F中所得到的双层包裹控释肥中分别加入蜡状芽孢杆菌(Bacillus,cereus)，固氮菌(Azotobacter sp)的菌液，所述的菌液中活菌数依次为：蜡状芽孢杆菌为8×1010个芽胞/ml；固氮菌为7×108个孢子/ml，再加入质量比为5-10％的生物质炭粉，得到三层包膜包裹控释肥。
3.如权利要求1所述的一种利用秸秆包埋物和功能菌制备有机无机复合控释肥的方法在农业有机无机复合控释肥中的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248315A (zh) * 2021-06-08 2021-08-13 忻州师范学院 一种微生物土壤修复剂及其制备方法
US11124461B2 (en) 2019-07-04 2021-09-21 Incitec Pivot Limited Fertilizer
GB2613256A (en) * 2021-11-29 2023-05-31 Ccm Tech Limited Compositions, and methods and uses relating thereto

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102649655A (zh) * 2012-04-27 2012-08-29 上海中科高等研究院 一种含益生菌生物炭基复混肥及其制备方法
CN103333015A (zh) * 2013-07-12 2013-10-02 湖北兴发化工集团股份有限公司 一种控释肥包衣的制备方法及控释肥
CN103373870A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 武汉瑞阳生物科技有限公司 一种复合微生物肥料及其制备方法
CN103449915A (zh) * 2013-08-27 2013-12-18 黑龙江省农业科学院农村能源研究所 一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料及其制备方法和秸秆生物质精细炭粉的制备方法
CN103980070A (zh) * 2014-05-10 2014-08-13 青岛乡润生物科技有限公司 一种增效型花生缓释专用肥
CN104430323A (zh) * 2014-11-26 2015-03-25 北京农学院 一种缓释农药颗粒剂
CN104692950A (zh) * 2015-03-17 2015-06-10 山东农业大学 一种生物炭缓控释复合肥制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103373870A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 武汉瑞阳生物科技有限公司 一种复合微生物肥料及其制备方法
CN102649655A (zh) * 2012-04-27 2012-08-29 上海中科高等研究院 一种含益生菌生物炭基复混肥及其制备方法
CN103333015A (zh) * 2013-07-12 2013-10-02 湖北兴发化工集团股份有限公司 一种控释肥包衣的制备方法及控释肥
CN103449915A (zh) * 2013-08-27 2013-12-18 黑龙江省农业科学院农村能源研究所 一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料及其制备方法和秸秆生物质精细炭粉的制备方法
CN103980070A (zh) * 2014-05-10 2014-08-13 青岛乡润生物科技有限公司 一种增效型花生缓释专用肥
CN104430323A (zh) * 2014-11-26 2015-03-25 北京农学院 一种缓释农药颗粒剂
CN104692950A (zh) * 2015-03-17 2015-06-10 山东农业大学 一种生物炭缓控释复合肥制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11124461B2 (en) 2019-07-04 2021-09-21 Incitec Pivot Limited Fertilizer
US11691929B2 (en) 2019-07-04 2023-07-04 Incitec Fertilizers Pty Limited Fertiliser
CN113248315A (zh) * 2021-06-08 2021-08-13 忻州师范学院 一种微生物土壤修复剂及其制备方法
GB2613256A (en) * 2021-11-29 2023-05-31 Ccm Tech Limited Compositions, and methods and uses relating thereto

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