CN108191574A - 一种复合微生物多元素包膜增效肥料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合微生物多元素包膜增效肥料及其制造方法，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2‑3份、复合微生物菌剂1‑3份；所述颗粒肥芯是由尿素、硫酸铵、磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、钼酸铵、硫酸镁、发酵肥、膨润土和γ‑聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶制得的；所述包膜剂是由尿素、甲醛、α‑甲基葡萄糖甙和二乙烯三胺五乙酸制得的；所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌制得的。本发明的复合微生物多元素包膜增效肥料具有营养全面、肥效好、显著改善土壤微生态环境、改善土壤质量、疏松板结土壤的优异性能，是一种可达到减肥增效，绿色环保的要求的肥料。

Description

一种复合微生物多元素包膜增效肥料及其制造方法

技术领域

本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及一种复合微生物多元素包膜增效肥料及其制造方法。

背景技术

由于大量化肥的施用，土壤板结，水质下降，农产品严重污染，整个农田生态环境和人们的生存环境受到影响，如何维持我国农业的可持续发展已经引起各级政府的高度重视。特别是我国加入WTO后，我国农业受到严峻挑战，要发展出口创汇农业，必须大力推进绿色食品和无公害食品的发展，而且在国际金融危机的冲击下，传统的化肥产业深陷困局，新型肥料却有了很好的发展空间，究其原因是由于新型肥料中的“新”，新的科学技术、新的施肥理念和新的产品优势

增效肥是指肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率比速溶性肥料缓慢。增效肥料具有养分释放慢，作物吸收多，养分利用率高的特点，施用增效肥可以简化劳动程序，省工省时。目前国内外的增效肥料是通过包膜、包裹、包囊、涂层的物理化学方法延长肥效的肥料，以及将速溶性肥料与聚乙烯醇、脲醛、硫磺、醇酸类树脂、聚氨酯类树脂等高分子聚合物反应所形成的包裹或者涂层肥料，这些肥料不但包膜成本高，难以降解，而且对环境有负效应，因而限制了它们的应用。因此开发一种节约成本且制备方法简单、营养全面的复合微生物多元素包膜增效肥料是非常必要的。

发明内容

本发明提供了一种营养全面、肥效好、显著改善土壤微生态环境的复合微生物多元素包膜增效肥料。

本发明还提供了该复合微生物多元素包膜增效肥料的制造方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2-3份、复合微生物菌剂1-3份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵10-20份、磷酸一铵20-30份、重过磷酸钙40-60份、氯化钾20-40份、磷酸二氢钾15-25份、钼酸铵3-5份、硫酸镁10-15份、发酵肥40-60份、膨润土30-50份、γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶5-10份；

所述包膜剂是由以下重量份的原料制得的：尿素18-28份、甲醛27-29份、α-甲基葡萄糖甙1-3份、二乙烯三胺五乙酸0.9-1.1份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按照1：0.8-1.2：1-1.5的重量比制得的。

所述的，γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶是由以下方法制得的：将γ-聚谷氨酸、透明质酸及壳寡糖加至水中，85℃加热至完全溶解，冷却至26℃，加入N-羟基琥珀酰亚胺室温不断搅拌交联反应5min，得γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶。

所述的，γ-聚谷氨酸、透明质酸、壳寡糖、N-羟基琥珀酰亚胺和水的用量比为5-7g：0.3-0.5g：0.4-0.6g：2.5-3.5g：100mL。

所述的，发酵肥是由以下方法制得的：

1)按重量份称取以下原料：畜禽粪便100份、菌渣30份、蚯蚓粪40份、虾壳粉10份、EM菌5份、黄腐酸钾5份、发酵促进剂0.3份；

2)将畜禽粪便和菌渣混合均匀，喷尿素水溶液，控制含水率在45％±3％，平铺，平铺厚度为50cm；然后将蚯蚓粪均匀洒在上面，放置24h以上，得物料；

3)将EM菌和发酵促进剂加水，混合均匀，得发酵液；

4)将发酵液均匀喷洒至物料中，混合均匀，堆成长条垛，边堆码边浇水，含水率控制在55％±3％；待堆温升高到40℃时，进行第一次翻堆；堆温升至50℃时，进行第二次翻堆；继续发酵3-8天，当堆温降至40℃以下停止发酵，得一次发酵料；

本发明的长条垛为梯形垛，堆高1.0米以上，底边堆宽1.5米以上的；冬季环境温度低于10℃时，梯形垛堆高为1.5米，底边堆宽为2米。

5)将虾壳粉和黄腐酸钾掺入一次发酵料，翻堆，继续发酵；当堆温升至40℃时，翻堆，继续发酵3-5天，全程发酵温度不大于40℃，含水率控制在40％；发酵完成后阴干至含水量≤30％，得发酵肥。

所述步骤2)中，尿素水溶液的浓度为5％。

所述步骤3)中，水的加入量为EM菌重量的30倍；所述发酵促进剂是由以下重量份的原料制得的：海藻酸4份、玉米粉3份、葡萄糖7份和柠檬酸钠1份。

一种复合微生物多元素包膜增效肥料的制造方法，是由以下步骤制得的：

1)颗粒肥芯的制备：将尿素加热熔融形成尿素熔融液，然后将硫酸铵、磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、钼酸铵和硫酸镁加入其中，混合均匀；再加入发酵肥、膨润土和γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶，混合均匀，得料浆；将料浆经造粒器输入到造粒塔进行高塔造粒，得颗粒肥；将颗粒肥经输送设备至一级冷却机和二级冷却机进行冷却至温度40℃；振动、筛分，得粒径为2-3mm的颗粒肥芯；

2)包膜剂的制备：将甲醛加至反应槽中，边搅拌边加入50％重量的尿素，再加入α-甲基葡萄糖甙和二乙烯三胺五乙酸，氢氧化钠调节pH值7.5，升温至100℃反应40min；再加入剩余的50％重量的尿素，磷酸调节pH值为4，65℃反应1h，得包膜剂；

3)将颗粒芯肥置于包膜机中，包膜剂对颗粒芯肥喷涂进行包膜处理，烘干至含水量低于15％，得一次包膜肥料；

4)将枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按重量比混合均匀，得复合微生物菌剂；再用复合微生物菌剂对一次包膜肥料进行扑粉覆膜处理，得复合微生物多元素包膜增效肥料。

本发明的有益效果：本发明的复合微生物多元素包膜增效肥料具有营养全面、肥效好、显著改善土壤微生态环境、改善土壤质量、疏松板结土壤的优异性能，是一种可达到减肥增效，绿色环保的要求的肥料。颗粒肥芯中的发酵肥可显著提高土壤中的微生物量和微生物活性，改善土壤结构。γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶粘性较大，可将营养元素牢牢锁定，减少肥料的流失，还具有一定的保水保肥功效，显著提升肥芯的活性和吸附量；包膜剂增加烯丙基聚乙二醇和二乙烯三胺五乙酸，显著提高包膜的致密度，所得包膜的力学性能好，溶出度高，同时可有效隔离复合微生物菌剂和无机化肥，改善复合微生物菌剂与化肥复合后菌种的生存环境，显著提高功能性微生物菌剂的存活率。肥料施入土壤后，复合微生物菌剂依靠相互间协同作用、增殖关系形成一个复杂、结构稳定、功能广泛的具有多种多样细菌微生物群落的生物菌群，能够迅速分解有机物，并代谢出抗氧化物质，抑制有害微生物的生长繁殖，起到群体的协同作用，明显改善了土壤微生态环境，并能促进植物细胞分裂，细胞修复及增强自我调节功能，促进和调控作物生长。本发明的制造方法简单易行，运行成本低，肥效突出，具有广阔的市场应用前景。

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。

本发明所用EM菌液中每毫升含活性菌5-10亿个。

本发明的枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌均为市售，有效活菌数为10-100亿/克。

本发明所用畜禽粪便的含水量≤55％；本发明所用菌渣为双孢菇菌渣，水分含量15％以下；本发明所用蚯蚓粪的有机质含量＞30％。

实施例1

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2.5份、复合微生物菌剂2份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵15份、磷酸一铵25份、重过磷酸钙50份、氯化钾30份、磷酸二氢钾20份、钼酸铵4份、硫酸镁13份、发酵肥50份、膨润土40份、γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶8份；

所述包膜剂是由以下重量份的原料制得的：尿素24份、甲醛28份、α-甲基葡萄糖甙2份、二乙烯三胺五乙酸1份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按照1：1：1.3的重量比制得的。

所述的，γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶是由以下方法制得的：将γ-聚谷氨酸、透明质酸及壳寡糖加至水中，85℃加热至完全溶解，冷却至26℃，加入N-羟基琥珀酰亚胺室温不断搅拌交联反应5min，得γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶。

所述的，γ-聚谷氨酸、透明质酸、壳寡糖、N-羟基琥珀酰亚胺和水的用量比为6g：0.4g：0.5g：3g：100mL。

所述的，发酵肥是由以下方法制得的：

1)按重量份称取以下原料：畜禽粪便100份、菌渣30份、蚯蚓粪40份、虾壳粉10份、EM菌5份、黄腐酸钾5份、发酵促进剂0.3份；

2)将畜禽粪便和菌渣混合均匀，喷尿素水溶液，控制含水率在45％±3％，平铺，平铺厚度为50cm；然后将蚯蚓粪均匀洒在上面，放置24h以上，得物料；

3)将EM菌和发酵促进剂加水，混合均匀，得发酵液；

4)将发酵液均匀喷洒至物料中，混合均匀，堆成长条垛，边堆码边浇水，含水率控制在55％±3％；待堆温升高到40℃时，进行第一次翻堆；堆温升至50℃时，进行第二次翻堆；继续发酵3-8天，当堆温降至40℃以下停止发酵，得一次发酵料；

本发明的长条垛为梯形垛，堆高1.0米以上，底边堆宽1.5米以上的；冬季环境温度低于10℃时，梯形垛堆高为1.5米，底边堆宽为2米。

5)将虾壳粉和黄腐酸钾掺入一次发酵料，翻堆，继续发酵；当堆温升至40℃时，翻堆，继续发酵3-5天，全程发酵温度不大于40℃，含水率控制在40％；发酵完成后阴干至含水量≤30％，得发酵肥。

所述步骤2)中，尿素水溶液的浓度为5％。

所述步骤3)中，水的加入量为EM菌重量的30倍；所述发酵促进剂是由以下重量份的原料制得的：海藻酸4份、玉米粉3份、葡萄糖7份和柠檬酸钠1份。

一种复合微生物多元素包膜增效肥料的制造方法，是由以下步骤制得的：

1)颗粒肥芯的制备：将尿素加热熔融形成尿素熔融液，然后将硫酸铵、磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、钼酸铵和硫酸镁加入其中，混合均匀；再加入发酵肥、膨润土和γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶，混合均匀，得料浆；将料浆经造粒器输入到造粒塔进行高塔造粒，得颗粒肥；将颗粒肥经输送设备至一级冷却机和二级冷却机进行冷却至温度40℃；振动、筛分，得粒径为2-3mm的颗粒肥芯；

2)包膜剂的制备：将甲醛加至反应槽中，边搅拌边加入50％重量的尿素，再加入α-甲基葡萄糖甙和二乙烯三胺五乙酸，氢氧化钠调节pH值7.5，升温至100℃反应40min；再加入剩余的50％重量的尿素，磷酸调节pH值为4，65℃反应1h，得包膜剂；

3)将颗粒芯肥置于包膜机中，包膜剂对颗粒芯肥喷涂进行包膜处理，烘干至含水量低于15％，得一次包膜肥料；

4)将枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按重量比混合均匀，得复合微生物菌剂；再用复合微生物菌剂对一次包膜肥料进行扑粉覆膜处理，得复合微生物多元素包膜增效肥料。

实施例2

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2份、复合微生物菌剂3份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵10份、磷酸一铵30份、重过磷酸钙60份、氯化钾20份、磷酸二氢钾25份、钼酸铵3份、硫酸镁15份、发酵肥40份、膨润土50份、γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶5份；

所述包膜剂是由以下重量份的原料制得的：尿素18份、甲醛29份、α-甲基葡萄糖甙1份、二乙烯三胺五乙酸1.1份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按照1：0.8：1.5的重量比制得的。

所述的，γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶是由以下方法制得的：将γ-聚谷氨酸、透明质酸及壳寡糖加至水中，85℃加热至完全溶解，冷却至26℃，加入N-羟基琥珀酰亚胺室温不断搅拌交联反应5min，得γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶。

所述的，γ-聚谷氨酸、透明质酸、壳寡糖、N-羟基琥珀酰亚胺和水的用量比为5g：0.5g：0.4g：3.5g：100mL。

其余同实施例1。

实施例3

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂3份、复合微生物菌剂1份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵20份、磷酸一铵20份、重过磷酸钙40份、氯化钾40份、磷酸二氢钾15份、钼酸铵5份、硫酸镁10份、发酵肥60份、膨润土30份、γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶10份；

所述包膜剂是由以下重量份的原料制得的：尿素28份、甲醛27份、α-甲基葡萄糖甙3份、二乙烯三胺五乙酸0.9份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按照1：1.2：1的重量比制得的。

所述的，γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶是由以下方法制得的：将γ-聚谷氨酸、透明质酸及壳寡糖加至水中，85℃加热至完全溶解，冷却至26℃，加入N-羟基琥珀酰亚胺室温不断搅拌交联反应5min，得γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶。

所述的，γ-聚谷氨酸、透明质酸、壳寡糖、N-羟基琥珀酰亚胺和水的用量比为7g：0.3g：0.6g：2.5g：100mL。

其余同实施例1。

对比例1

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2.5份、复合微生物菌剂2份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵15份、磷酸一铵25份、重过磷酸钙50份、氯化钾30份、磷酸二氢钾20份、钼酸铵4份、硫酸镁13份、发酵肥50份、膨润土40份；

其余同实施例1。

对比例2

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2.5份、复合微生物菌剂2份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵15份、磷酸一铵25份、重过磷酸钙50份、氯化钾30份、磷酸二氢钾20份、钼酸铵4份、硫酸镁13份、膨润土40份、γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶8份；

其余同实施例1。

对比例3

一种复合微生物多元素包膜增效肥料，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2.5份、枯草芽孢杆菌2份；

其余同实施例1。

油麦菜应用效果

试验地点：河北省滦县某蔬菜生产基地。

试验品种：番茄。

试验肥料：实施例1-3和对比例1-3制备的复合微生物多元素包膜增效肥料。

试验处理：试验设7个处理，2次重复，共14个试验区，各试验区随机排列，每试验区面积66m²。

空白组移栽前亩施农家肥1000kg，有机无机复混肥50kg+复合微生物肥料30kg，撒施地面后翻耕即可；整个生长期中间追复合微生物肥料3次，每次30kg/亩。实施例1-3和对比例1-3移栽前亩施农家肥1000kg，施用高塔造粒黄腐酸型增效肥料80kg/亩，撒施地面后翻耕即可；整个生长期中间追高塔造粒黄腐酸型增效肥料3次，每次30kg/亩。其余田间管理、农艺措施均一致。结果如表1所示。

表1复合微生物多元素包膜增效肥料的番茄应用结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合微生物多元素包膜增效肥料，其特征在于，是由以下重量份的原料制得的：颗粒肥芯100份、包膜剂2-3份、复合微生物菌剂1-3份；

所述颗粒肥芯是由以下重量份的原料制得的：尿素100份、硫酸铵10-20份、磷酸一铵20-30份、重过磷酸钙40-60份、氯化钾20-40份、磷酸二氢钾15-25份、钼酸铵3-5份、硫酸镁10-15份、发酵肥40-60份、膨润土30-50份、γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶5-10份；

所述包膜剂是由以下重量份的原料制得的：尿素18-28份、甲醛27-29份、α-甲基葡萄糖甙1-3份、二乙烯三胺五乙酸0.9-1.1份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按照1：0.8-1.2：1-1.5的重量比制得的。

2.根据权利要求1所述复合微生物多元素包膜增效肥料，其特征在于，所述γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶是由以下方法制得的：将γ-聚谷氨酸、透明质酸及壳寡糖加至水中，85℃加热至完全溶解，冷却至26℃，加入N-羟基琥珀酰亚胺室温不断搅拌交联反应5min，得γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶。

3.根据权利要求2所述复合微生物多元素包膜增效肥料，其特征在于，所述γ-聚谷氨酸、透明质酸、壳寡糖、N-羟基琥珀酰亚胺和水的用量比为5-7g：0.3-0.5g：0.4-0.6g：2.5-3.5g：100mL。

4.根据权利要求1所述复合微生物多元素包膜增效肥料，其特征在于，所述发酵肥是由以下方法制得的：

1)按重量份称取以下原料：畜禽粪便100份、菌渣30份、蚯蚓粪40份、虾壳粉10份、EM菌5份、黄腐酸钾5份、发酵促进剂0.3份；

2)将畜禽粪便和菌渣混合均匀，喷尿素水溶液，控制含水率在45％±3％，平铺，平铺厚度为50cm；然后将蚯蚓粪均匀洒在上面，放置24h以上，得物料；

3)将EM菌和发酵促进剂加水，混合均匀，得发酵液；

4)将发酵液均匀喷洒至物料中，混合均匀，堆成长条垛，边堆码边浇水，含水率控制在55％±3％；待堆温升高到40℃时，进行第一次翻堆；堆温升至50℃时，进行第二次翻堆；继续发酵3-8天，当堆温降至40℃以下停止发酵，得一次发酵料；

5)将虾壳粉和黄腐酸钾掺入一次发酵料，翻堆，继续发酵；当堆温升至40℃时，翻堆，继续发酵3-5天，全程发酵温度不大于40℃，含水率控制在40％；发酵完成后阴干至含水量≤30％，得发酵肥。

5.根据权利要求4所述复合微生物多元素包膜增效肥料，其特征在于，所述步骤2)中，尿素水溶液的浓度为5％。

6.根据权利要求4所述复合微生物多元素包膜增效肥料，其特征在于，所述步骤3)中，水的加入量为EM菌重量的30倍；所述发酵促进剂是由以下重量份的原料制得的：海藻酸4份、玉米粉3份、葡萄糖7份和柠檬酸钠1份。

7.一种权利要求1-6中任一项所述复合微生物多元素包膜增效肥料的制造方法，其特征在于，是由以下步骤制得的：

1)颗粒肥芯的制备：将尿素加热熔融形成尿素熔融液，然后将硫酸铵、磷酸一铵、重过磷酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾、钼酸铵和硫酸镁加入其中，混合均匀；再加入发酵肥、膨润土和γ-聚谷氨酸/壳寡糖水凝胶，混合均匀，得料浆；将料浆经造粒器输入到造粒塔进行高塔造粒，得颗粒肥；将颗粒肥经输送设备至一级冷却机和二级冷却机进行冷却至温度40℃；振动、筛分，得粒径为2-3mm的颗粒肥芯；

2)包膜剂的制备：将甲醛加至反应槽中，边搅拌边加入50％重量的尿素，再加入α-甲基葡萄糖甙和二乙烯三胺五乙酸，氢氧化钠调节pH值7.5，升温至100℃反应40min；再加入剩余的50％重量的尿素，磷酸调节pH值为4，65℃反应1h，得包膜剂；

3)将颗粒芯肥置于包膜机中，包膜剂对颗粒芯肥喷涂进行包膜处理，烘干至含水量低于15％，得一次包膜肥料；

4)将枯草芽孢杆菌、侧胞芽孢杆菌和绿色木霉菌按重量比混合均匀，得复合微生物菌剂；再用复合微生物菌剂对一次包膜肥料进行扑粉覆膜处理，得复合微生物多元素包膜增效肥料。