CN108314547A - 一种复合微生物包膜型长效肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯100‑120份、包膜层2‑3份、复合微生物层4‑7份。本发明还公开了该复合微生物包膜型长效肥的制备方法。本发明的复合微生物包膜型长效肥具有营养均衡、有效活菌存活期长、肥效利用率高、产品质量稳定、显著改善土壤微生态环境的优异性能，是一种可达到减肥增效，绿色环保的要求的肥料。

Description

一种复合微生物包膜型长效肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及农用肥料技术领域，具体涉及一种复合微生物包膜型长效肥及其制备方法。

背景技术

众所周知，化肥是粮食的“粮食”。在我国，多年来由于化学肥料的长期使用，有机肥不 足，各类养分比例失调，致使农田生态环境、土壤理化性质和土壤微生物区系受到不同程度 的破坏，在一定程度上影响了农产品的安全。目前，我国化肥施用中存在两个问题：一是化 肥用量大，利用率低；二是化肥施用不合理造成环境污染，农产品品质降低。据统计，我国 每年化肥流失造成的损失就达1000亿元，相当于100个化肥厂把产品白白倾抛；50-70％的 氮肥进入水体、大气，流入江河湖泊的氮素导致水体营养富集，地表水质恶化、地下水硝态 氮严重超标；残留于农田的化肥致使土壤微生物区系变化、严重者导致土壤结构破坏、土壤 肥料下降、耕地质量退化。

研究开发能够满足作物生长需求，减少养分损失的新型肥料，是当前国内外很多科研机 构的重要发展方向。目前，一次大量施用而不会对作物造成危害的新型肥料，代表了未来肥 料研究和发展的方向，同时又符合中国农业发展的现状。新型肥料是指改变传统化肥的物理 化学特性，使之尽可能地与植物各生长阶段的养分需求相一致。包膜肥料又称包衣肥料、薄 膜肥料。用半透性或不透性薄膜物质包裹速效性化肥颗粒而成的肥料。包膜的目的是使包膜 肥料在施入土壤后里面的速效养分缓慢地释放出来，以延长肥效。

发明内容

本发明提供了一种营养均衡、有效活菌存活期长、肥效利用率高的复合微生物包膜型长 效肥。

本发明还提供了该复合微生物包膜型长效肥的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯100-120份、包 膜层2-3份、复合微生物层4-7份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素40-60份、碳酸氢铵8-12份、氯化铵2-4 份、硝酸钾12-16份、重过磷酸钙4-6份、硫酸钾12-16份、钼酸铵1份、硫酸镁3-5份、微量元素0.05-0.5份、多孔磁性壳聚糖微球1-3份、增效剂1份；

所述包膜层是由以下重量份的原料制得的：明胶3-5份、葡甘聚糖1份、聚乙烯醇6-8 份、尿素20-40份、甲醛0.8-1.2份、水35-55份；

所述复合微生物菌剂是由地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆菌按照1：1.5-2：0.6-0.8的重量比制得的。

本发明所用的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和白色链霉菌(Streptomyces albus)为市售，有效活菌数为15-20亿/克。

本发明所用的水谷鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium mizutaii)购自中国普通微生物菌种保 藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号 为：CGMCC No.8000。

所述的，多孔磁性壳聚糖微球是由以下步骤制得的：

1)将氨水、纳米四氧化三铁、羧甲基壳聚糖和吐温-20混合均匀，密封浸泡3h，50℃水 浴加热并搅拌至羧甲基壳聚糖完全溶解，且静止至气泡完全逸出，得羧甲基壳聚糖相；

2)将司班-80和液体石蜡加至烧瓶中，50℃水浴加热，搅拌至混合均匀，作为石蜡相；

3)50℃水浴加热条件下，边搅拌边将羧甲基壳聚糖相滴加到石蜡相中，滴加完毕继续搅 拌5min；匀速将50℃的水浴换成冰水浴，5min后撤去冰水浴，室温条件下添加混合溶液， 反应7h，停止搅拌，依次用石油醚、无水乙醇洗涤数次，真空干燥，得粒径为5-10μm的多 孔磁性壳聚糖微球。

所述的，氨水、纳米四氧化三铁、羧甲基壳聚糖和吐温-20的重量比为100：10：12：15； 所述氨水的浓度为25％；所述司班-80和液体石蜡的重量比为1：25；所述羧甲基壳聚糖相、 石蜡相和混合溶液的重量比为1：8：0.5。

所述的，混合溶液是由正硅酸乙酯和无水乙醇按照1：15的重量比混合得到的。

所述的，微量元素是由氨基酸螯合锌：氨基酸螯合铁：氨基酸螯合锰：氨基酸螯合硼按 照1：1.3-1.5：0.6-0.8：1-1.2的重量比组成。

所述的，增效剂是由二丙二醇单乙醚、六偏磷酸钠和羟乙基胺按照1：1.5-2：0.8-1.2的 重量比制得的。

一种复合微生物包膜型长效肥的制备方法，是由以下步骤制得的：

1)将尿素加热熔融形成尿素熔融液，然后将碳酸氢铵、氯化铵、硝酸钾、重过磷酸钙、 硫酸钾、钼酸铵和硫酸镁加入其中，混合均匀；再加入微量元素、多孔磁性壳聚糖微球和增 效剂，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40℃以下；振动、筛分，得粒径为2-3mm 的肥料芯；

2)将明胶、葡甘聚糖和聚乙烯醇加至水中，边混合搅拌边升温至65℃，再加入甲醛和 一半的尿素，继续搅拌反应30min；再加入剩余的尿素，60℃搅拌反应1h，得包膜层；

3)将肥料芯置于包膜机中，将包膜层雾化喷洒于运动中的肥料芯表面，通风干燥至含水 量低于15％，得一次包膜肥料；

4)将地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆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，得复合微生物包膜型长效肥。

本发明的有益效果：

1.本发明的复合微生物包膜型长效肥具有营养均衡、有效活菌存活期长、肥效利用率高、 产品质量稳定、显著改善土壤微生态环境的优异性能，是一种可达到减肥增效，绿色环保的 要求的肥料。

2.本发明的肥料芯中的多孔磁性壳聚糖微球可锁定营养元素，保证肥料缓慢持久的释放 出来，减少淋溶损失，具有保水保肥的特点，促进作物生长，显著提高肥料利用率。增效剂 可以促进作物生长，加速养分在作物体内运转，提高肥料利用率。包膜层的力学性能好，养 分不易流失，肥效持久，还可以有效隔离复合微生物菌剂和无机化肥，提高微生物的成活率， 保护微生物的活性，有效活菌存活期长，同时包膜层的材料可直接或间接被作物吸收，生态 安全。复合微生物菌剂依靠相互间协同作用、增殖关系形成一个具有多种多样细菌微生物群 落的生物菌群，显著改善土壤微生态环境，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。

3.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说明。

本发明所用的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和白色链霉菌(Streptomyces albus)为市售，有效活菌数为15-20亿/克。

本发明所用的水谷鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium mizutaii)购自中国普通微生物菌种保 藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号 为：CGMCC No.8000。

实施例1

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯110份、包膜层 2份、复合微生物层6份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素50份、碳酸氢铵10份、氯化铵3份、硝酸钾14份、重过磷酸钙5份、硫酸钾14份、钼酸铵1份、硫酸镁4份、微量元素0.3份、 多孔磁性壳聚糖微球2份、增效剂1份；

所述包膜层是由以下重量份的原料制得的：明胶4份、葡甘聚糖1份、聚乙烯醇7份、尿素30份、甲醛1份、水45份；

所述复合微生物菌剂是由地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆菌按照1：1.8：0.7 的重量比制得的。

所述的，多孔磁性壳聚糖微球是由以下步骤制得的：

1)将氨水、纳米四氧化三铁、羧甲基壳聚糖和吐温-20混合均匀，密封浸泡3h，50℃水 浴加热并搅拌至羧甲基壳聚糖完全溶解，且静止至气泡完全逸出，得羧甲基壳聚糖相；

2)将司班-80和液体石蜡加至烧瓶中，50℃水浴加热，搅拌至混合均匀，作为石蜡相；

3)50℃水浴加热条件下，边搅拌边将羧甲基壳聚糖相滴加到石蜡相中，滴加完毕继续搅 拌5min；匀速将50℃的水浴换成冰水浴，5min后撤去冰水浴，室温条件下添加混合溶液， 反应7h，停止搅拌，依次用石油醚、无水乙醇洗涤数次，真空干燥，得粒径为5-10μm的多 孔磁性壳聚糖微球。

所述的，氨水、纳米四氧化三铁、羧甲基壳聚糖和吐温-20的重量比为100：10：12：15； 所述氨水的浓度为25％；所述司班-80和液体石蜡的重量比为1：25；所述羧甲基壳聚糖相、 石蜡相和混合溶液的重量比为1：8：0.5。

所述的，混合溶液是由正硅酸乙酯和无水乙醇按照1：15的重量比混合得到的。

所述的，微量元素是由氨基酸螯合锌：氨基酸螯合铁：氨基酸螯合锰：氨基酸螯合硼按 照1：1.4：0.7：1.1的重量比组成。

所述的，增效剂是由二丙二醇单乙醚、六偏磷酸钠和羟乙基胺按照1：1.8：1的重量比 制得的。

一种复合微生物包膜型长效肥的制备方法，是由以下步骤制得的：

1)将尿素加热熔融形成尿素熔融液，然后将碳酸氢铵、氯化铵、硝酸钾、重过磷酸钙、 硫酸钾、钼酸铵和硫酸镁加入其中，混合均匀；再加入微量元素、多孔磁性壳聚糖微球和增 效剂，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40℃以下；振动、筛分，得粒径为2-3mm 的肥料芯；

2)将明胶、葡甘聚糖和聚乙烯醇加至水中，边混合搅拌边升温至65℃，再加入甲醛和 一半的尿素，继续搅拌反应30min；再加入剩余的尿素，60℃搅拌反应1h，得包膜层；

3)将肥料芯置于包膜机中，将包膜层雾化喷洒于运动中的肥料芯表面，通风干燥至含水 量低于15％，得一次包膜肥料；

4)将地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆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，得复合微生物包膜型长效肥。

实施例2

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯100-份、包膜层 3份、复合微生物层7份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素60份、碳酸氢铵8份、氯化铵2份、硝 酸钾16份、重过磷酸钙6份、硫酸钾12份、钼酸铵1份、硫酸镁3份、微量元素0.05份、 多孔磁性壳聚糖微球1份、增效剂1份；

所述包膜层是由以下重量份的原料制得的：明胶3份、葡甘聚糖1份、聚乙烯醇8份、尿素20份、甲醛1.2份、水35份；

所述复合微生物菌剂是由地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆菌按照1：2：0.8 的重量比制得的。

所述的，微量元素是由氨基酸螯合锌：氨基酸螯合铁：氨基酸螯合锰：氨基酸螯合硼按 照1：1.5：0.6：1的重量比组成。

所述的，增效剂是由二丙二醇单乙醚、六偏磷酸钠和羟乙基胺按照1：2：0.8的重量比 制得的。

其余同实施例1。

实施例3

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯120份、包膜层 3份、复合微生物层4份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素40份、碳酸氢铵12份、氯化铵4份、硝酸钾12份、重过磷酸钙4份、硫酸钾16份、钼酸铵1份、硫酸镁5份、微量元素0.5份、 多孔磁性壳聚糖微球3份、增效剂1份；

所述包膜层是由以下重量份的原料制得的：明胶5份、葡甘聚糖1份、聚乙烯醇6份、尿素40份、甲醛0.8份、水55份；

所述复合微生物菌剂是由地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆菌按照1：1.5：0.6 的重量比制得的。

所述的，微量元素是由氨基酸螯合锌：氨基酸螯合铁：氨基酸螯合锰：氨基酸螯合硼按 照1：1.3：0.8：1.2的重量比组成。

所述的，增效剂是由二丙二醇单乙醚、六偏磷酸钠和羟乙基胺按照1：1.5：1.2的重量比 制得的。

其余同实施例1。

对比例1

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯110份、包膜层2份、复合微生物层6份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素50份、碳酸氢铵10份、氯化铵3份、硝酸钾14份、重过磷酸钙5份、硫酸钾14份、钼酸铵1份、硫酸镁4份、微量元素0.3份、 增效剂1份；

其余同实施例1。

对比例2

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯110份、包膜层 2份、复合微生物层6份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素50份、碳酸氢铵10份、氯化铵3份、硝酸钾14份、重过磷酸钙5份、硫酸钾14份、钼酸铵1份、硫酸镁4份、微量元素0.3份、 多孔磁性壳聚糖微球2份；

其余同实施例1。

对比例3

一种复合微生物包膜型长效肥，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯110份、包膜层 2份、复合微生物层6份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素50份、碳酸氢铵10份、氯化铵3份、硝酸钾14份、重过磷酸钙5份、硫酸钾14份、钼酸铵1份、硫酸镁4份、微量元素0.3份、 多孔磁性壳聚糖微球2份、增效剂1份；

所述包膜层是由以下重量份的原料制得的：明胶4份、葡甘聚糖1份、聚乙烯醇7份、尿素30份、甲醛1份、水45份；

所述复合微生物菌剂是由地衣芽孢杆菌、白色链霉菌按照1：1.8的重量比制得的。

其余同实施例1。

番茄应用效果

番茄应用效果试验于2016年，我们选取位于河南省遂平县玉山镇番茄种植田，其土壤基 本理化性质：pH6.2，有机质15.3g/kg，碱性N 98mg/kg，有效P₂O₅ 75mg/kg，速效K₂O125mg/kg。

供试作物：番茄(品种为浙粉202)，4月20日种植，种植方式为起垄直播，每垄种植两 行，畦宽70cm，行距28cm，株距65cm。随机分成7组，分别为试验组1-6和对照组。

施用方法：

试验组1-3：基肥：栽植前亩施农家肥1000kg，分别施用实施例1-3制备的复合微生物 包膜型长效肥80kg，撒施地面后翻耕，不再额外施用复合肥；追肥：整个生育期中间追施本 发明所述肥料3次，每次25kg/亩，随水冲施。

试验组4-6：基肥：栽植前亩施农家肥1000kg，分别施用对比例1-3制备的复合微生物 包膜型长效肥80kg，撒施地面后翻耕，不再额外施用复合肥；追肥：整个生育期中间追施本 发明所述肥料3次，每次25kg/亩，随水冲施。

对照组：基肥：栽植前亩施农家肥1000kg，市售复合肥(N-P-K配比为14-6-10)50kg+ 市售复合微生物肥料(总养分≥6％，有机质≥30％，有效活菌数≥2000万cfu/g)30kg，撒施地面后翻耕；追肥：整个生育期中间追施市售复合微生物肥料3次，每次25kg/亩，随水冲施。

各组除肥料不同外，其它田间管理、农艺措施均一致。试验结果如表1所示。

表1番茄应用效果试验结果

试验表明，本发明的复合微生物包膜型长效肥对番茄的生长发育具有良好的促进作用。

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)

1.一种复合微生物包膜型长效肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制得的：肥料芯100-120份、包膜层2-3份、复合微生物层4-7份；

所述肥料芯是由以下重量份的原料制得的：尿素40-60份、碳酸氢铵8-12份、氯化铵2-4份、硝酸钾12-16份、重过磷酸钙4-6份、硫酸钾12-16份、钼酸铵1份、硫酸镁3-5份、微量元素0.05-0.5份、多孔磁性壳聚糖微球1-3份、增效剂1份；

所述包膜层是由以下重量份的原料制得的：明胶3-5份、葡甘聚糖1份、聚乙烯醇6-8份、尿素20-40份、甲醛0.8-1.2份、水35-55份；

所述复合微生物菌剂是由地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆菌按照1：1.5-2：0.6-0.8的重量比制得的。

2.根据权利要求1所述复合微生物包膜型长效肥，其特征在于，所述多孔磁性壳聚糖微球是由以下步骤制得的：

1)将氨水、纳米四氧化三铁、羧甲基壳聚糖和吐温-20混合均匀，密封浸泡3h，50℃水浴加热并搅拌至羧甲基壳聚糖完全溶解，且静止至气泡完全逸出，得羧甲基壳聚糖相；

2)将司班-80和液体石蜡加至烧瓶中，50℃水浴加热，搅拌至混合均匀，作为石蜡相；

3)50℃水浴加热条件下，边搅拌边将羧甲基壳聚糖相滴加到石蜡相中，滴加完毕继续搅拌5min；匀速将50℃的水浴换成冰水浴，5min后撤去冰水浴，室温条件下添加混合溶液，反应7h，停止搅拌，依次用石油醚、无水乙醇洗涤数次，真空干燥，得粒径为5-10μm的多孔磁性壳聚糖微球。

3.根据权利要求2所述复合微生物包膜型长效肥，其特征在于，所述氨水、纳米四氧化三铁、羧甲基壳聚糖和吐温-20的重量比为100：10：12：15；所述氨水的浓度为25％；所述司班-80和液体石蜡的重量比为1：25；所述羧甲基壳聚糖相、石蜡相和混合溶液的重量比为1：8：0.5。

4.根据权利要求3所述复合微生物包膜型长效肥，其特征在于，混合溶液是由正硅酸乙酯和无水乙醇按照1：15的重量比混合得到的。

5.根据权利要求1所述复合微生物包膜型长效肥，其特征在于，所述微量元素是由氨基酸螯合锌：氨基酸螯合铁：氨基酸螯合锰：氨基酸螯合硼按照1：1.3-1.5：0.6-0.8：1-1.2的重量比组成。

6.根据权利要求1所述复合微生物包膜型长效肥，其特征在于，所述增效剂是由二丙二醇单乙醚、六偏磷酸钠和羟乙基胺按照1：1.5-2：0.8-1.2的重量比制得的。

7.一种权利要求1-6中任一项所述复合微生物包膜型长效肥的制备方法，其特征在于，是由以下步骤制得的：

1)将尿素加热熔融形成尿素熔融液，然后将碳酸氢铵、氯化铵、硝酸钾、重过磷酸钙、硫酸钾、钼酸铵和硫酸镁加入其中，混合均匀；再加入微量元素、多孔磁性壳聚糖微球和增效剂，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40℃以下；振动、筛分，得粒径为2-3mm的肥料芯；

2)将明胶、葡甘聚糖和聚乙烯醇加至水中，边混合搅拌边升温至65℃，再加入甲醛和一半的尿素，继续搅拌反应30min；再加入剩余的尿素，60℃搅拌反应1h，得包膜层；

3)将肥料芯置于包膜机中，将包膜层雾化喷洒于运动中的肥料芯表面，通风干燥至含水量低于15％，得一次包膜肥料；

4)将地衣芽孢杆菌、白色链霉菌和水谷鞘氨醇杆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，得复合微生物包膜型长效肥。