CN107673855A - 一种生物碳能水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物碳能水溶肥及其制备方法，属于肥料技术领域。该肥料是由黄腐酸钾20‑30份、羟甲基纤维素10‑15份、聚磷酸铵20‑40份、尿素60‑100份、磷酸二氢钾20‑30份、发酵冻干粉10‑20份、硫酸锌1‑10份、生物有机碳1‑5份、大蒜多糖‑聚谷氨酸交联聚合物0.5‑2份组成。该肥料养分充足全面，随水冲施，施用方便，省工省力，用于水稻种植中可直接被水稻吸收，尤其还促进了水稻对无机养分的吸收，提高了肥料利用率，改善产品品质，增加抗逆性，促进根系发育。

Description

一种生物碳能水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水溶性肥料，具体的说是一种生物碳能水溶肥及其制备方法。

背景技术

众所周知，中国是一个农业生产大国，我国在占世界不到10%的耕地上，养活了占世界20%多的人口，为了农产品和粮食的不断增产，我国的化肥施用量越来越大。目前大量使用的化肥普遍养分比较固定，水溶性不是很好，肥效低，肥效持续时间短，造成了肥料的大量浪费，肥料利用率较低且长期大量使用化肥，容易造成土壤板结，土壤贫瘠，污染环境。为了提高肥效，目前大家都将目光转移到水溶肥上。水溶性肥料是一种能够完全溶解于水的多元素复合型肥料，相对于传统的过磷酸钙、造粒复合肥等非全水溶肥料和缓释品种，由于其具有速溶、吸收率高、见效快、无残渣、施用方便等显著优点，得到了迅猛的发展。尤其是在面对温室效应所带来的日趋严重的环境保护及水资源匮乏的情况下，滴灌系统、喷施喷灌等具有显著节水、节肥功能的新型施肥方式开始得到推广应用，使农业施肥者对肥料的认识发生了根本的变化。目前的水溶性肥料中微量元素含量较少，肥料配比不合理导致肥效较差，长期使用容易致使土壤中养分流失，土壤酸化、板结，氮、磷、钾等养分利用率不高，土壤肥力严重下降等问题，农业可持续发展受到严重挑战。

水稻所结子实即稻谷，稻谷(粒)去壳后称大米、香米、稻米。世界上近一半人口，都以大米为食。我国是一个农业大国，在我国水稻属于直接经济作物，主产区主要在东北地区、长江流域和珠江流域。一般农业种植过程中化肥和农药发挥着十分重要的作用，水稻种植过程中通常也伴随使用各种各样的农药和化肥。大量化学农药的使用会容易造成农产品药物残留超标，食品安全性降低，且连续种植多年后水稻产量也严重下降；大量化肥的使用造成土壤板结严重，肥料流失严重，严重影响环境。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种生物碳能水溶肥。该水溶肥中添加的生物有机碳，其富含水溶性有机碳，施入土壤中能被根系直接利用，其有机营养水平相当于普通有机肥的10倍以上。其与氮磷钾等其他养分充分混合使用后，养分更加充足全面，可将其他营养元素(NPK、中微量元素等)水溶转变为更小的分子，快速被作物吸收利用，果树果树果树可提高肥料利用率，改善产品品质，增加植物抗逆性，促进根系发育。此外，本发明产品中的发酵冻干粉是以牡蛎粉、榛子粕为原料，富含氮磷钾及多种中微量元素和有益微生物，可提高果树生长中的抗逆性，提高果品品种，同时还使其抗病虫害能力显著增强；本发明产品中的硫酸锌还可有效防控果树小叶病，提高果树做果率。

本发明还提供了一种生物碳能水溶肥的制备方法，该方法制备的肥料对果树种植增产增收效果显著。

本发明采用以下技术方案：

一种生物碳能水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾20-30份、羟甲基纤维素10-15份、聚磷酸铵20-40份、尿素60-100份、磷酸二氢钾20-30份、发酵冻干粉10-20份、硫酸锌1-10份、生物有机碳1-5份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物0.5-2份；所述聚磷酸铵分子式为（NH₄PO₃）n，其中10≤n≤20，相对分子质量1000～2000；

所述发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉；

所述大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物是由以下方法制得的：将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物；

所述生物有机碳是通过下述方法制备得到的：取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末即可。

所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

所述土壤中有机质含量≥35g/kg。

所述土壤离心分离的转速为10000r/min，离心时间为15分钟。

优选的，所述的生物碳能水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾25份、羟甲基纤维素12份、聚磷酸铵30份、尿素80份、磷酸二氢钾25份、发酵冻干粉15份、硫酸锌5份、生物有机碳3份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物1份。

上述的生物碳能水溶肥的制备方法，它包括以下步骤：

1）将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉，备用；

2）将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，备用；

3）取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末得生物有机碳粉末备用；

4）将黄腐酸钾、羟甲基纤维素、聚磷酸铵、尿素、磷酸二氢钾、硫酸锌按照配方量称取后，充分混合，然后加入超微细磨机中细化至2000目，得到混合料备用；

5）将步骤1)、2)、3)所得的物质分别加入到步骤4)所制备的混合料中充分混合均匀，出料，包装即得产品。

本发明的有益效果如下：1）本发明氮磷钾养分充足，且完全符合水稻生长的肥料需求。肥料中的生物有机碳可以与其他氮磷钾养分相结合，养分充足全面，用于水稻种植中可直接被水稻吸收，尤其还促进了水稻对无机养分的吸收，提高了肥料利用率，改善产品品质，增加抗逆性，促进根系发育，可解决高产作物快速生长期的营养需求，水稻增产显著。2）本发明的生物碳能水溶肥通过发酵冻干粉中富含的多种微生物的协同作用，以及大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物使用后使养分快速分散并全部溶解于水中，可以有效抑制土壤中的真菌、细菌、病毒等有害微生物的生长，有效预防水稻种植过程中病虫害的发生。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

一种生物碳能水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾20份、羟甲基纤维素10份、聚磷酸铵20份、尿素60份、磷酸二氢钾20份、发酵冻干粉10份、硫酸锌1份、生物有机碳1份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物0.5份。所述聚磷酸铵分子式为（NH₄PO₃）n，其中10≤n≤20，相对分子质量1000～2000。

上述肥料的制备方法如下：

1）将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉，备用；所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

2）将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，备用。

3）取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末得生物有机碳粉末备用；所述土壤中有机质含量≥35g/kg；所述土壤离心分离的转速为10000r/min，离心时间为15分钟。

4）将黄腐酸钾、羟甲基纤维素、聚磷酸铵、尿素、磷酸二氢钾、硫酸锌按照配方量称取后，充分混合，然后加入超微细磨机中细化至2000目，得到混合料备用。

5）将步骤1)、2)、3)所得的物质分别加入到步骤4)所制备的混合料中充分混合均匀，出料，包装即得产品。

实施例2

一种生物碳能水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾30份、羟甲基纤维素15份、聚磷酸铵40份、尿素100份、磷酸二氢钾30份、发酵冻干粉20份、硫酸锌10份、生物有机碳5份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物2份。所述聚磷酸铵分子式为（NH₄PO₃）n，其中10≤n≤20，相对分子质量1000～2000。

上述肥料的制备方法如下：

1）将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉，备用；所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

2）将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，备用。

3）取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末得生物有机碳粉末备用；所述土壤中有机质含量≥35g/kg；所述土壤离心分离的转速为10000r/min，离心时间为15分钟。

4）将黄腐酸钾、羟甲基纤维素、聚磷酸铵、尿素、磷酸二氢钾、硫酸锌按照配方量称取后，充分混合，然后加入超微细磨机中细化至2000目，得到混合料备用。

5）将步骤1)、2)、3)所得的物质分别加入到步骤4)所制备的混合料中充分混合均匀，出料，包装即得产品。

实施例3

一种生物碳能水溶肥，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾25份、羟甲基纤维素12份、聚磷酸铵30份、尿素80份、磷酸二氢钾25份、发酵冻干粉15份、硫酸锌5份、生物有机碳3份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物1份。所述聚磷酸铵分子式为（NH₄PO₃）n，其中10≤n≤20，相对分子质量1000～2000。

上述肥料的制备方法如下：

1）将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉，备用；所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

2）将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，备用。

3）取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末得生物有机碳粉末备用；所述土壤中有机质含量≥35g/kg；所述土壤离心分离的转速为10000r/min，离心时间为15分钟。

4）将黄腐酸钾、羟甲基纤维素、聚磷酸铵、尿素、磷酸二氢钾、硫酸锌按照配方量称取后，充分混合，然后加入超微细磨机中细化至2000目，得到混合料备用。

5）将步骤1)、2)、3)所得的物质分别加入到步骤4)所制备的混合料中充分混合均匀，出料，包装即得产品。

对比例

一种生物碳能水溶肥，肥料配方及制备方法同实施例3，不同的是：不含有大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物及相应的制备方法步骤。

应用效果例

在四川省成都市某种植基地选取5块同样面积大小的水稻农田作为试验田，试验田共分为5个处理组，分别为T1、T2、T3、T4、T5，每处理组种植水稻的密度相同，供试品种相同；各处理组除常规施肥外，还施用实施例1-3及对比例1的水溶性肥料，其中各处理组中水溶肥料在作物不同生长期采用叶面喷施方法进行，在分蘖期，本肥料施用80g/亩，稀释800倍，在抽穗期，本肥料施用120g/亩，稀释500倍，每间隔10天使用一次，共2次。T5为空白对照组，喷施相同量的清水。各处理间除施肥措施外，其它管理措施保持一致。一年后观察水稻的产量及病虫害防治情况，并随机挑出20株单茎进行产量构成研究，实验结果见表1-2。

表1水稻产量和构成统计结果

组别	平均每穗粒数	千粒重（g）	籽粒产量（kg/亩）	较空白对照增产率（%）
					T1	165	32	750	56.3%
T2	169	38	769	60.2%
					T3	178	39	758	57.9%
T4	159	29	659	37.3%
					T5	120	22	480	——

表2水稻病虫害发生率统计结果

组别	恶苗病（%）	稻瘟病（%）	白叶枯病（%）	三花螟（%）	稻飞虱（%）
						T1	0.3	1.2	2.1	1.5	0.9
T2	0.5	1.0	2.3	1.4	1.0
						T3	0.4	1.1	2.2	1.2	1.1
T4	1.2	1.9	3.1	1.8	1.2
						T5	3.2	2.5	3.5	2.1	1.7

从上述表1-2的结果中可以看出，与空白对照相比本发明的水溶性肥料施用于水稻后，水稻增产效果明显，且水稻品质较高，水稻千粒重与每穗粒数都显著高于其他试验组，病虫害发生率也显著降低。与对比例相比，本发明配方的肥料对水稻增产效果和病虫害防控效果更好，这是由于本发明配方中含有特制的大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，它能增加微量元素以及微生物菌剂在水中的水溶性，增加了水溶性肥料中的多种养分，且多种微生物菌种合理配伍后，各菌种协同作用，达到一个稳定的微生物生态环境，有益菌活菌数较多，杀菌抑菌效果也更显著，增加了植株的抗逆性和营养吸收均衡性，使养分更快更好的被植物吸收，肥料利用率更高。

连年种植水稻肥效试验

2013年至2015年连续3年，在四川省成都市某种植基地选取一片水稻试验田进行肥料效果应用试验。供试水稻品种是川香优2号，亩栽1.2至1.5万穴，每穴栽2粒谷秧苗，成熟期收获。试验田共分为相同大小的三块并分别编号为1、2、3，每个处理组除常规施肥外，还施用各处理组水溶肥，其中第1组为空白对照组，施用清水对照，第2组施用实施例3制得的水溶肥，第3组施用对比例制得的水溶肥。所有分组施肥在作物不同生长期采用叶面喷施方法进行，在分蘖期，本肥料施用80g/亩，稀释800倍，在抽穗期，本肥料施用120g/亩，稀释500倍，每间隔10天使用一次，共2次。。其他栽培管理措施同当地一般大田水稻。试验结果见表3。

表3 2013年-2015年试验田肥料试验增产结果

通过上述实验结果可以得出，施用本发明制得的水溶肥对水稻的增产效果都十分明显。尤其是连续3年种植后，施用本发明实施例3制备的水溶肥的第2组水稻产量基本呈现逐年增高的趋势，而第3组连续3年中水稻产量略有下降，而空白对照组连续3年种植后水稻产量呈逐渐下降的趋势。这是由于本发明的水溶肥中含有的生物有机碳与发酵冻干粉中富含的多种微生物的协同作用，同时辅以可增加物质水溶性的大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，使养分快速分散并全部溶解于水中并作用于土壤中，显著改善了土壤板结现象，增强了土壤的品质，促进了农作物对养分的吸收，提高了肥料利用率，减少养分流失。此外，由于生物有机碳的使用，使土壤具有优秀的有机污染物和重金属污染物双重吸附能力，减少了水稻残留重金属的危险，提升了土壤种植的安全性。

Claims (6)

1.一种生物碳能水溶肥，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾20-30份、羟甲基纤维素10-15份、聚磷酸铵20-40份、尿素60-100份、磷酸二氢钾20-30份、发酵冻干粉10-20份、硫酸锌1-10份、生物有机碳1-5份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物0.5-2份；所述聚磷酸铵分子式为（NH₄PO₃）n，其中10≤n≤20，相对分子质量1000～2000；

所述发酵冻干粉是将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉；

所述大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物是由以下方法制得的：将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物；所述聚谷氨酸溶液和大蒜多糖溶液的质量比为1：1；所述大蒜多糖溶液的浓度为5mg/ml，pH为4.5；所述聚谷氨酸溶液的浓度为50mg/ml，pH为4.3；

所述生物有机碳是通过下述方法制备得到的：取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末即可。

2.根据权利要求1所述的生物碳能水溶肥，其特征在于，所述复合微生物菌剂是由硅酸盐细菌粉、哈茨木霉菌粉和地衣芽孢杆菌粉按照1：2：1的重量比组成。

3.根据权利要求1所述的生物碳能水溶肥，其特征在于，所述土壤中有机质含量≥35g/kg。

4.根据权利要求1所述的生物碳能水溶肥，其特征在于，所述土壤离心分离的转速为10000r/min，离心时间为15分钟。

5.根据权利要求1所述的生物碳能水溶肥，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：黄腐酸钾25份、羟甲基纤维素12份、聚磷酸铵30份、尿素80份、磷酸二氢钾25份、发酵冻干粉15份、硫酸锌5份、生物有机碳3份、大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物1份。

6.一种权利要求1所述的生物碳能水溶肥的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）将牡蛎粉、榛子粕按照3：1的重量比混合后加入发酵罐中，然后再加入占总重0.2-0.5%复合微生物菌剂，最后加入适量水保持含水量在80%-85%，保持发酵罐中心温度在60-65℃连续发酵20天后，过滤取滤液冷冻干燥得到发酵冻干粉，备用；

2）将大蒜多糖溶液以5滴/s的速度滴加到聚谷氨酸溶液中，25℃条件下搅拌反应4h，无水乙醇沉淀混合液，真空抽滤收集沉淀，将沉淀用去离子水溶解，置于透析袋中透析3h，将透析保留液冷冻干燥，得大蒜多糖-聚谷氨酸交联聚合物，备用；

3）取pH在7.0-7.5的新鲜土壤，在土壤中加入2倍重量的85℃的水，然后连续震荡4小时后，离心分离取上清液，将上清液冷冻干燥至粉末得生物有机碳粉末备用；

4）将黄腐酸钾、羟甲基纤维素、聚磷酸铵、尿素、磷酸二氢钾、硫酸锌按照配方量称取后，充分混合，然后加入超微细磨机中细化至2000目，得到混合料备用；

5）将步骤1)、2)、3)所得的物质分别加入到步骤4)所制备的混合料中充分混合均匀，出料，包装即得产品。