CN107266250A - 基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，利用熔融尿素或尿液，与氯化钾、磷酸一铵可以形成低共熔点化合物的特点，将粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，与熔融尿素或尿液充分混合，形成流动性良好的NPK 料浆，将NPK 料浆，与腐植酸依次在一、二、三级络合反应罐内进行络合反应，经过三级络合反应后的NPK料浆，通过喷头喷入造粒塔，经空气冷却固化成颗粒，得到养分分布均匀、外观圆润的颗粒复合肥；以颗粒复合肥为载体制备微生物肥料。与现有技术相比较，本发明根据国内目前土壤现状，研制出更加适合当今土壤的功能型新型肥料，聚合养分，控制流失，不但解决了肥料利用率低下的问题，同时延长了养分的释放期。

Description

基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法

技术领域

本发明属于农业肥料技术领域，尤其涉及基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法。

背景技术

农业是国民经济的基础，化肥是现代农业的基础，化肥作为重要的支农物资，与农业增产、农民增收紧密相关，因此，保持化肥行业平稳发展意义重大。在全球土地资源有限，耕地面积不断减少，而人口不断增加的大背景下，化肥在农业中的地位日益重要，被称为粮食的“粮食”，关系到人民的温饱、生存问题。

目前国内的农田土壤，随着农民对化肥的连年不断投入，以及连年使用农药、除草剂，常年浅耕浅耙，土壤已经发生了很大的变化。从最先期的氨水、碳铵，单质肥料，两元素肥料到三元素复合肥，随着这些大量元素的不断投入， 从第一次感受到化肥带来的产量，以及到后来再上一个新的台阶，直到现在，严重破坏了土壤结构，以下问题逐渐凸显：

1、盐渍化严重，

2、保水保肥能力明显下降，

3、土壤不通透，作物根系不能深层渗透，

4、pH值严重失调，且有害生物菌群大量繁殖滋生，

5、土壤板结严重，特别是磷肥、钾肥、和土壤中的磷酸根长期板结固定，导致土壤团粒结构严重破坏，毫无生机，

6、土壤中肥料过剩，产生叠加效应，利用率大大降低，例如：肥料中的氮素，由于太阳的蒸腾，雨水的淋湿，大量被挥发流失。

根据有关部门权威调查，对国内土壤数据监测，每亩土地中，被固定不能吸收的残余磷肥，高达200-400公斤，钾肥180-300公斤，这些残余并被固定的鳞甲肥还会对当年施入的肥料，产生吸附和抑制作用，造成肥料利用率及其低下，农民的投入产出比明显失调，高投入低产出，品质下降，据科学检测，氮肥利用率仅为22%左右，磷钾肥利用率仅为10%-15%左右。即浪费了广大农民的人力、物力、财力、又浪费了资源。

导致这些问题的根源，在于农民盲目施肥，以及对科学施肥存在的误区，没有从科学的角度做到缺什么补什么，没有做到平衡施肥的原则。因此，科学合理的施肥，平衡作物养分；如同中西医的阴阳调和一样。在彻底解决目前土壤顽疾的同时，使用目前更适合当今土壤现状的功能型新型肥料，才是我们农业实现绿色无公害、优质、高产、丰收的基础，才是我们绿色农业可持续性发展的有力保障。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种根据国内目前土壤现状，研制出更加适合当今土壤的功能型新型肥料，聚合养分，控制流失，不但解决了肥料利用率低下的问题，同时延长了养分的释放期的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法。

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供以下技术方案：

基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于：利用熔融尿素或尿液，与氯化钾、磷酸一铵可以形成低共熔点化合物的特点，将粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，与熔融尿素或尿液充分混合，形成流动性良好的NPK 料浆，

将NPK 料浆，与腐植酸依次在一、二、三级络合反应罐内进行络合反应，

经过三级络合反应后的NPK料浆，通过喷头喷入造粒塔，经空气冷却固化成颗粒，得到养分分布均匀、外观圆润的颗粒复合肥；

以颗粒复合肥为载体制备微生物肥料：

所述微生物包括但不限于：有拮抗根结线虫及土传病害的PGPR菌株，花生、大豆根瘤菌，具有ACCC脱氨酶的抗盐碱抗干旱多功能菌株，

所述微生物经发酵工艺进行培养，以提高有效活菌含量，

所述微生物制备成活性菌液，

载体经过包膜工艺处理后，在其表面喷涂活性菌液。

作为优选，所述熔融尿素按以下工艺制备：

尿素经过自动计量器送入尿素熔融槽，向尿素熔融槽中通入蒸汽，得到熔融尿素。

作为优选，粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，三者经过自动计量器后送入一级络合反应器。

作为优选，一级络合反应器中进行络合反应时通入蒸汽。

作为优选，腐植酸先送入活化槽，活化槽通入蒸汽进行活化处理，

活化处理后的腐植酸经过自动计量器后送入一级络合反应器。

作为优选，一级络合反应器、二级络合反应器、三级络合反应器，依次连接，且均设有蒸汽输入口。

作为优选，空气冷却固化成颗粒在冷却机中完成，

所述冷却机配套有除尘系统，除尘系统的尾气排空。

作为优选，颗粒复合肥经过筛分机、包膜机、自动计量包装设备后，得到入库保存的成品。

作为优选，包膜工艺为：将包膜涂层溶液加压，经喷射雾化后进入造粒塔内，雾化物与从造粒塔顶部淋洒下来的肥料颗粒逆向接触，雾化后的涂层溶液即均匀地涂于肥料表面，并借助肥料自身的热量干固成膜；膜材的选取原则：一是能与微生物菌株共存并能提供营养；二是良好的水溶性；三是低廉的价格。

与现有技术相比较，本发明的技术方案根据国内目前土壤现状，研制出更加适合当今土壤的功能型新型肥料，聚合养分，控制流失，不但解决了肥料利用率低下的问题，同时延长了养分的释放期。其优点在于：

(1)聚合土壤中可吸收的养分，控制使用中的养分流失，

(2)改良土壤，增强作物的抗逆性，

(3)保水抗旱，提高作物的抗旱性能，

(4)提高肥料利用率，补充化肥的不足，

(5)腐植酸( 尤其是黄腐酸) 具有提高植物体内多种酶活性和叶绿素含量的作用，

(6)提高作物产量，改善产品品质。

(7)肥效缓释：缓释效果主要体现在两个方面，一方面养以络态存在于土壤中，不容易流失、挥发和固定，另一方面就是控制氮分解和释放，力争其释放速度与植物吸收利用速度同步，以最大限度地提高氮的利用率。经中国科学院南京土肥所试验，不同用量的聚失肥在不同时间内对尿素分解和铵态氮硝化的抑制作用表明，对脲酶的抑制作用主要在第42天以前。对硝化也有较强的抑制作用,主要作用在7天后,抑制作用可持续100天以上。

(8) 肥效激活：施入土壤后，腐植酸与土壤中被固定的缓效营养元素继续发生络合反应，从而释放出作物生长所必需的营养。腐植酸没有因定的分子式，主要含有羧基、醌基、的黄腐酸，棕黑腐酸、氨基酸等。

(9)聚水：明代李时珍《本草纲目》中记载，“城东腐木，味咸、性温、无毒”适用于止痛，止血，腹泄。止血、止泄都是主要是作为收敛剂来使用的。

(10)活化土壤，营养更全面，促进土壤微生物的繁殖，通过微生物代谢物，解决重茬，土传病害等问题，以及营养元素的释放。

(11)提高肥料的利用率，结果表明，与等氮量的普通肥料相比，聚失肥的氮利用率提高7～23个百分点，平均提高10.4个百分点，相当于净增利用率38.1%。

(12)增产效果显著，结果表明,与等含量的普通肥料相比，施用聚失肥使冬小麦增产8.1～13.2%，夏玉米增产9.1～15.7%，棉花增产6.2～17.5%，蔬菜平均增产15.7～29.7%，果树平均增产10.7～14.2%。

(13)改良土壤结构

l促进土壤团粒的形成。能够促进土壤团粒结构形成。

l有利于土壤中水、肥、气、热状况的调节。当土壤的团粒结构变好时其容重降低、空隙度增大具备了良好的通透性。

l改造贫瘠土壤及盐碱地。可调节土壤的酸碱度(pH)达到治理盐碱的效果。

l促进土壤微生物的活性。

具体实施方式

近几十年，国内外腐植酸( HA) 在种植业方面的研究及开发应用取得了很大进展，已经成为保护和治理日益恶化的生态环境、降低污染等的重要措施和生产资料，国内已形成多个品牌系列产品。腐植酸不是单一的化合物，而是由植物残骸经过微生物的分解、转化和地球化学过程形成和积累起来的一类成分复杂的天然高分子有机混合物，广泛分布于土壤、江河、湖泊、沼泽、森林等自然界中，主要应用于农林牧、石油、化工、建筑材料、医药卫生和环保等各个领域。腐植酸的主要元素组成为碳、氢、氧、氮和硫，对于不同来源的腐植酸，其主要元素的含量是不同的，但变化范围不是很大。

我国煤炭腐植酸资源非常丰富，尤其风化煤遍及全国。20 世纪50 年代末，我国开始发展腐植酸肥料，主要为“腐氨”; 70 年代有了较大的发展; 80 年代后有了长足发展。由腐植酸、有机肥、化肥、生物肥等为主要原料生产生物有机无机复合肥，已经形成了规模化生产。腐植酸作为复合肥或复混肥的主要成分之一，已广泛应用于肥料生产中，腐植酸与N，P，K 等大量元素及Ca，Mg，S，Zn，B 等中微量元素结合，是未来开发环保肥料的必然趋势，最终将成为肥料家族中的重要一员。

基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，包括：

利用熔融尿素或尿液，与氯化钾、磷酸一铵可以形成低共熔点化合物的特点，将粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，与熔融尿素或尿液充分混合，形成流动性良好的NPK 料浆，

将NPK 料浆，与腐植酸依次在一、二、三级络合反应罐内进行络合反应，

经过三级络合反应后的NPK料浆，通过喷头喷入造粒塔，经空气冷却固化成颗粒，得到养分分布均匀、外观圆润的颗粒复合肥；

以颗粒复合肥为载体制备微生物肥料：

所述微生物包括但不限于：有拮抗根结线虫及土传病害的PGPR菌株，花生、大豆根瘤菌，具有ACCC脱氨酶的抗盐碱抗干旱多功能菌株，

所述微生物经发酵工艺进行培养，以提高有效活菌含量，

所述微生物制备成活性菌液，

载体经过包膜工艺处理后，在其表面喷涂活性菌液。

腐植酸与大量元素络合活化反应后，以物理动力和化学控制力解决养分的有效释放，养分离子或分子在土壤中形成活性聚合物，通过静电引力、离子交换、离子吸附等机制延缓养分释放，提高土壤对营养元素的吸附力，使土壤中未被作物吸收的养分被充分利用，以减少肥料的沉淀、挥发蒸腾、淋失、流失，氮利用率可达70% 左右，能大幅提高投入产出比。

原料中多极性活性官能团增多，吸附性能强，可增强产品中专用和复合微生物菌株活性和功效。

发酵过程进行全程控制和在线监测。

在上述技术方案的基础上，所述熔融尿素按以下工艺制备：

尿素经过自动计量器送入尿素熔融槽，向尿素熔融槽中通入蒸汽，得到熔融尿素。

在上述技术方案的基础上，粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，三者经过自动计量器后送入一级络合反应器。其中：

磷酸一铵 P2O5 为60%（质量分数，下同) ，氯化钾 K2O为62% ，尿素N为 46%。

生产不同规格的产品的原料配方可见表1。

表1：生产不同规格腐植酸聚失肥的原料配方/%( 质量分数)

在上述技术方案的基础上，一级络合反应器中进行络合反应时通入蒸汽。

在上述技术方案的基础上，腐植酸先送入活化槽，活化槽通入蒸汽进行活化处理，

活化处理后的腐植酸经过自动计量器后送入一级络合反应器。

在上述技术方案的基础上，一级络合反应器、二级络合反应器、三级络合反应器，依次连接，且均设有蒸汽输入口。

在上述技术方案的基础上，空气冷却固化成颗粒在冷却机中完成，

所述冷却机配套有除尘系统，除尘系统的尾气排空。

在上述技术方案的基础上，颗粒复合肥经过筛分机、包膜机、自动计量包装设备后，得到入库保存的成品。颗粒复合肥可以作为成品单独销售和使用。

在上述技术方案的基础上，部分关键工艺参数如下：

尿液温度: 130～133 ℃，

络合反应温度: 40～100 ℃，

造粒成品颗粒粒径: 1.0～4.5 mm。

在上述技术方案的基础上，包膜工艺为：将包膜涂层溶液加压，经喷射雾化后进入造粒塔内，雾化物与从造粒塔顶部淋洒下来的肥料颗粒逆向接触，雾化后的涂层溶液即均匀地涂于肥料表面，并借助肥料自身的热量干固成膜；膜材的选取原则：一是能与微生物菌株共存并能提供营养；二是良好的水溶性；三是低廉的价格。

与现有技术相比较，本发明的技术方案根据国内目前土壤现状，研制出更加适合当今土壤的功能型新型肥料，聚合养分，控制流失，不但解决了肥料利用率低下的问题，同时延长了养分的释放期。生产工艺简短、节电节煤，耗电量比同等规模的转鼓造粒工艺低62%以上，、工作环境清洁、无三废排放，产品具有颗粒光滑均匀、养分均衡、水分低不板结、抗压强度高不粉化等优点。

本发明的技术方案制得的肥料平衡养分，解决了作物缺素症，满足了作物生长所需的16种营养元素，同时解决了，作物因缺素引起的各种生理性病害，品质更好，产量更高，同时又净化了土壤，解决了土壤现存症状，使土壤更加肥沃，更有生机，为我国的不可再生资源的有效利用，做出了杰出贡献。率先解决了土壤中，养分流失，利用率低下的症结，填补了国内空白。

需要说明的是：在作物的不同生长时期施用方法也不同。

1、可用作基肥，旱田用聚失肥时，一定要深施覆土，以减少肥料中的晶体固定，并利用作物根系吸收，提高利用率，施用量约在40公斤左右。

2、可用作追肥，由于肥料中的养分在土壤中移动性较小，应集中条施和穴施到根系较密集的土层，以促吸收，用量约在10-20公斤左右。

3、可用作追肥，由于作物在生长的某个时期对养分的大量需求，聚失肥在追肥中的用量约在10公斤左右。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于：利用熔融尿素或尿液，与氯化钾、磷酸一铵可以形成低共熔点化合物的特点，将粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，与熔融尿素或尿液充分混合，形成流动性良好的NPK 料浆，

将NPK 料浆，与腐植酸依次在一、二、三级络合反应罐内进行络合反应，

经过三级络合反应后的NPK料浆，通过喷头喷入造粒塔，经空气冷却固化成颗粒，得到养分分布均匀、外观圆润的颗粒复合肥；

以颗粒复合肥为载体制备微生物肥料：

所述微生物包括但不限于：有拮抗根结线虫及土传病害的PGPR菌株，花生、大豆根瘤菌，具有ACCC脱氨酶的抗盐碱抗干旱多功能菌株，

所述微生物经发酵工艺进行培养，以提高有效活菌含量，

所述微生物制备成活性菌液，

载体经过包膜工艺处理后，在其表面喷涂活性菌液。

2.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，所述熔融尿素按以下工艺制备：

尿素经过自动计量器送入尿素熔融槽，向尿素熔融槽中通入蒸汽，得到熔融尿素。

3.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，粉状氯化钾、磷酸一铵、中微量元素，三者经过自动计量器后送入一级络合反应器。

4.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，一级络合反应器中进行络合反应时通入蒸汽。

5.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，腐植酸先送入活化槽，活化槽通入蒸汽进行活化处理，

活化处理后的腐植酸经过自动计量器后送入一级络合反应器。

6.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，一级络合反应器、二级络合反应器、三级络合反应器，依次连接，且均设有蒸汽输入口。

7.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，空气冷却固化成颗粒在冷却机中完成，

所述冷却机配套有除尘系统，除尘系统的尾气排空。

8.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，颗粒复合肥经过筛分机、包膜机、自动计量包装设备后，得到入库保存的成品。

9.根据权利要求1所述的基于高塔络合制备微生物肥料的生产方法，其特征在于，包膜工艺为：将包膜涂层溶液加压，经喷射雾化后进入造粒塔内，雾化物与从造粒塔顶部淋洒下来的肥料颗粒逆向接触，雾化后的涂层溶液即均匀地涂于肥料表面，并借助肥料自身的热量干固成膜；膜材的选取原则：一是能与微生物菌株共存并能提供营养；二是良好的水溶性；三是低廉的价格。