CN108424310A - 腐植酸钾增效肥生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种腐植酸钾增效肥生产工艺，包括如下步骤：发酵、喷施、造芯、造粒、包衣固化和包膜最终得腐植酸钾增效肥。本发明的生产工艺突破了传统造粒方式的限制，根据缓释需求，独创性的提供了造粒的方法，确保本发明的腐植酸钾增效肥肥效稳定，缓释时间可控性强。

Description

腐植酸钾增效肥生产工艺

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种腐植酸钾增效肥生产工艺。

背景技术

在有机无机复混肥中添加腐植酸盐配制成的专用肥料是一种多功能肥料，施用于土壤后，提高了土壤的保肥供肥能力，从而提高了化肥的利用率。其中腐植酸盐对化肥的调控作用主要表现为对氮缓释，对磷活化，对钾增效。

腐植酸广泛地存在于泥炭、褐煤中。泥炭等物质是植物残体经过长期生物和物理化学作用而形成的有机矿体 ,其内含有大量的腐植酸。腐植酸是一种黑色或棕色的胶体物质 ,是一大类多环稠环有机化合物，这类物质对增强土壤肥力和改良土壤结构有良好的作用。我国农民早就有直接利用泥炭作为土壤改良剂或作为牲畜垫圈材料用作肥料的习惯。

单一的腐植酸钾肥料，纯在有营养的缺陷，人们逐渐致力于功能较为全面的腐植酸钾复合肥，申请号为201610233218.0的中国专利提供了一种复合硫酸钾肥料及其制备方法，该复合硫酸钾肥料以质量份数计，包括10份-26份的缓释硫酸钾、7份-15份的磷酸二铵、12份-32份的腐植酸钾、1份-10份的氨基酸、40份-60份的分散剂以及0.01份-0.05份的可溶性微量元素。该复合硫酸钾肥料的制备方法为：将缓释硫酸钾、磷酸二铵、腐植酸钾、氨基酸、分散剂和可溶性微量元素混合在一起，得到复合硫酸钾肥。该复合硫酸钾肥料能够降低复合硫酸钾肥料中硫酸根离子对植物和土质的不利影响。申请号为201711082713.7的中国专利公开一种保水肥料及其制备方法，保水肥料由以下重量份的原料制成：8-15份木质素磺酸钙、8-15份腐植酸钾、8-10份小麦秸秆、5-8份硫酸镁、5-9份硝酸钾、2-5份磷酸二氢钠、1-4份磷酸二铵、5-10份尿素、2-7份丙烯酰胺、8-15份高岭石粉、5-10份菌粉、30-60份水。该发明的保水肥料中含有木质素磺酸钙、腐植酸钾、小麦秸秆和菌粉，可有效改良土壤结构，提高土壤的有机质，具有保水节水功效，而且高岭石粉的添加可以中和菌粉分解腐植酸钾和小麦秸秆时产生的有机酸，使得土壤表层形成一层被植物纤维覆盖的保水层，大大增加了土壤的保水抗旱能力。但上述研究均不能达到改善土壤性能的同时，增加土壤肥效的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种腐植酸钾增效肥生产工艺，达到改善土壤性能的同时，增加土壤肥效的。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种腐植酸钾增效肥生产工艺，包括如下步骤：

步骤一、发酵：将原料按照配比粉碎加入水、发酵剂，30-50°C发酵处理10-15小时；

步骤二、喷施：将发酵后的原料以喷施液均匀均匀喷施，后熏蒸、研磨，制成粉末；

步骤三、造芯，将原料质量分数3-5%的谷糠充分干燥碾碎，加入原料质量分数0.1-0.2%免疫球蛋白粉、原料质量分数0.5-1%聚乙二醇混合，置于造粒车间，制成颗粒均匀的肥料内芯，固化成型；

步骤四、造粒：将步骤二所得粉末加入乙醇制成均匀浆液，将步骤三所得内芯投入到浆液中，均匀造粒，干燥后备用；所述乙醇的加入量与粉末的料液比为1-2g/ml；

步骤五、包衣：将步骤四所得颗粒输入包衣车间，加入包衣剂喷涂包衣处理后、冷冻干燥；

步骤六、包膜：将步骤五包衣处理后的肥料，置于溶胀的海藻酸钠中，所述溶胀的海藻酸钠中含有占海藻酸钠质量分数1-2%的月桂氮卓酮、3-5%的EDTA和3-5%的动物油脂，搅拌沉降，得包膜颗粒剂。

进一步地，所述发酵剂为微生物菌类。

进一步地，所述喷施液为植物生长调节剂。

进一步地，所述包衣剂的组成为中药提取物50-70%和矿物残渣30-50%，所述中药提取物的制备方法如下：黄芪20-30份、绞股蓝20-30份、槟榔20-30份、，以2-3倍重量份的甲醇回流提取，再向提取物中加入磨碎的密陀僧20-30份、白矾10-20份、天名精10-30份混匀既得。

所述矿物残渣的组成为伊利石30-50份、二氧化硅20-30份、石灰粉20-30份、膨润土10-15份、钼矿粉5-8份和硫酸亚铁8-15份。

所述包衣剂的制备方法为先将伊利石、二氧化硅、膨润土、钼矿粉和硫酸亚铁粉碎混匀，加入30-40%的稀盐酸，180-200°C无氧条件下，高压蒸煮10-15小时，冷却取出，中药提取物中充分搅拌，置于包衣机中待用。所述盐酸的浓度为质量分数0.1-0.2%。通过高压蒸养，使矿物肥料中的钾、硅、钙、镁、铁、锰等矿物质元素快速转化成植物可以快速吸收的营养成分，有利于腐植酸钾增效。

进一步地，所述腐植酸钾增效肥原料的成分及其重量份数为：腐植酸钾35-45份、芝麻饼10-15份、大豆秸秆8-12份、玉米饼8-12份、尿素3-7份、木质素3-7份、草木灰2-4份，香蕉皮1-3份、氨基酸1-3份，磷酸钾2-4份和微量元素1-3份。

进一步地，所述微量元素为等重量份的硒、铁和锌。

本发明的有益效果是：

本发明的腐植酸钾增效肥，通过腐植酸钾与有机无机肥料合理复配，达到效改良土壤结构，提高土壤的有机质，保水保肥、消除土壤板结，杀死土壤中的有害菌类，激活土壤中的有益菌种，和促使土壤中沉睡的营养成份响应，并能有效清除土壤内累积的重金属，改善土壤的性能。通过包衣和包膜制备达到了缓释增效的作用。

腐殖酸的化学结构使其成为天然的吸附剂，腐殖酸能紧紧吸附有机污染物的阳离子，使有机污染物的影响大大降低。大分子量有机分子被腐殖酸螯合后，很难再被作物吸收并会逐渐沉淀固定，这在很大程度上减少了有机污染物随水体的流动而造成更大范围的污染。

腐殖酸通过氧化还原作用破坏有机污染物的化学结构，使之最终分解成为二氧化碳和水。另外，腐殖酸分子分解生成的羟基自由基在水中也能降解有机污染物。

施用腐殖酸肥料能刺激土壤中微生物和酶的活性，其主要在于腐殖酸能为微生物创造更加适宜生长的环境，更有利于微生物生长繁殖。

腐殖酸形成的有机胶体能促使土壤中团粒型结构的形成，在土壤中施用腐殖酸肥料后，具有能使土壤结构变得松散、透光和透气性增强、降低土壤的密度、提高代换性阳离子总量、调节土壤酸碱度等作用。另外，由于腐殖酸是高分子结构有机物，在施入土壤后可以为土壤中的微生物提供充足的碳元素和能量，促进土壤中微生物的代谢与繁殖，从而增加土壤微生物的种群数量，增强土壤微生物活性，改善土壤微环境，这对改良土壤和培肥尤其重要。

从化学结构上来说，腐殖酸是一种含有大量醇羟基、酚羟基、羧基、羰基等亲水性基团的高分子有机物。这些亲水性基团与水接触后，发生电离并与水分子结合生成氢键，起到吸收水分的效果。

包膜处理剂的功能包括对重金属实现初步螯合，络合部分重金属和实现肥料的缓释与增效，包衣骨架首先实现肥料的缓释和激活土壤自身的活性，缓解土壤板结，激活土壤有益菌和自身沉睡的营养成分，实现土壤活性的大幅度提升，达到土壤增效的效果。使得肥料本身营养成分得以释放和缓释；

包膜和包衣处理一方面有利于药物有效成分的药效稳定和药效缓释，另一方面能够络合土壤中的重金属，促进土壤改良。而腐殖酸依靠其自身具有的化学和物理性质，通过离子交换、络合(螯合)、表面吸附等作用，将重金属离子固定，使之不易被作物吸收，从而达到减轻重金属污染的效果。从腐殖酸与重金属发生作用的机理来分析，腐殖酸有可能使重金属元素的形态发生了改变，使其由可溶活泼形态转化为稳定态，也能使部分重金属离子的价态降低，减轻其毒性。

本发明的生产工艺突破了传统造粒方式的限制，根据缓释需求，独创性的提供了造粒的方法，确保本发明的腐植酸钾增效肥肥效稳定，缓释时间可控性强。

本发明具有四提高，三降低，即土壤品质提高，肥料利用率提高，作物产量提高，作物品质提高。重金属含量降低，亚硝酸盐含量降低，农残含量降低。改良土壤，培肥地力。实验示范结果显示，提高农作物产量，提高农作物品质，降低重金属含量等作用效果显著。

附图说明

图1为本发明腐植酸钾增效肥的结构示意图；1-内芯，2-内部颗粒，3-包衣，4-包膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种腐植酸钾增效肥生产工艺，包括如下步骤：

步骤一、发酵：将原料按照配比粉碎加入原料质量分数15%的水、5%的发酵剂，30°C发酵处理10小时；所述发酵剂为微生物菌类；所述腐植酸钾增效肥原料的成分及其重量份数为：腐植酸钾35份、芝麻饼10份、大豆秸秆8份、玉米饼8份、尿素3份、木质素3份、草木灰2份，香蕉皮1份、氨基酸1份，磷酸钾2份和微量元素1份，所述微量元素为等重量份的硒、铁和锌；

步骤二、喷施：将发酵后的原料以喷施液均匀均匀喷施，后熏蒸、研磨，制成粉末；所述喷施液为植物生长调节剂；

步骤三、造芯，将原料质量分数3%的谷糠充分干燥碾碎，加入原料质量分数0.1%免疫球蛋白粉、原料质量分数0.5%聚乙二醇混合，置于造粒车间，制成颗粒均匀的肥料内芯，固化成型；

步骤四、造粒：将步骤二所得粉末加入乙醇制成均匀浆液，将步骤三所得内芯投入到浆液中，均匀造粒，干燥后备用；所述乙醇的加入量与粉末的料液比为1g/ml；

步骤五、包衣：将步骤四所得颗粒输入包衣车间，加入包衣剂喷涂包衣处理后、冷冻干燥；所述包衣剂的组成为中药提取物50%和矿物残渣50%，所述中药提取物的制备方法如下：黄芪20份、绞股蓝20份、槟榔20份、，以2倍重量份的甲醇回流提取，再向提取物中加入磨碎的密陀僧20份、白矾10份、天名精10份混匀既得；

所述矿物残渣的组成为伊利石30份、二氧化硅20份、石灰粉20份、膨润土10份、钼矿粉5份和硫酸亚铁8份。

所述包衣剂的制备方法为先将伊利石、二氧化硅、膨润土、钼矿粉和硫酸亚铁粉碎混匀，加入30%的稀盐酸，180°C无氧条件下，高压蒸煮10小时，冷却取出，中药提取物中充分搅拌，置于包衣机中待用。所述盐酸的浓度为质量分数0.1%。通过高压蒸养，使矿物肥料中的钾、硅、钙、镁、铁、锰等矿物质元素快速转化成植物可以快速吸收的营养成分，有利于腐植酸钾增效；

步骤六、包膜：将步骤五包衣处理后的肥料，置于溶胀的海藻酸钠中，所述溶胀的海藻酸钠中含有占海藻酸钠质量分数1%的月桂氮卓酮、3%的EDTA和3%的动物油脂，搅拌沉降，得包膜颗粒剂。其结构如图1所示。

实施例2

一种腐植酸钾增效肥生产工艺，包括如下步骤：

步骤一、发酵：将原料按照配比粉碎加入原料质量分数20%的水、10%的发酵剂，50°C发酵处理15小时；所述发酵剂为微生物菌类；所述腐植酸钾增效肥原料的成分及其重量份数为：腐植酸钾45份、芝麻饼15份、大豆秸秆12份、玉米饼12份、尿素7份、木质素7份、草木灰4份，香蕉皮3份、氨基酸3份，磷酸钾4份和微量元素3份，所述微量元素为等重量份的硒、铁和锌；

步骤二、喷施：将发酵后的原料以喷施液均匀均匀喷施，后熏蒸、研磨，制成粉末；所述喷施液为植物生长调节剂；

步骤三、造芯，将原料质量分数5%的谷糠充分干燥碾碎，加入原料质量分数0.2%免疫球蛋白粉、原料质量分数1%聚乙二醇混合，置于造粒车间，制成颗粒均匀的肥料内芯，固化成型；

步骤四、造粒：将步骤二所得粉末加入乙醇制成均匀浆液，将步骤三所得内芯投入到浆液中，均匀造粒，干燥后备用；所述乙醇的加入量与粉末的料液比为2g/ml；

步骤五、包衣：将步骤四所得颗粒输入包衣车间，加入包衣剂喷涂包衣处理后、冷冻干燥；所述包衣剂的组成为中药提取物70%和矿物残渣30%，所述中药提取物的制备方法如下：黄芪30份、绞股蓝30份、槟榔30份，以3倍重量份的甲醇回流提取，再向提取物中加入磨碎的密陀僧30份、白矾20份、天名精30份混匀既得。

所述矿物残渣的组成为伊利石50份、二氧化硅30份、石灰粉30份、膨润土15份、钼矿粉8份和硫酸亚铁15份。

所述包衣剂的制备方法为先将伊利石、二氧化硅、膨润土、钼矿粉和硫酸亚铁粉碎混匀，加入40%的稀盐酸，200°C无氧条件下，高压蒸煮15小时，冷却取出，中药提取物中充分搅拌，置于包衣机中待用。所述盐酸的浓度为质量分数0.2%。通过高压蒸养，使矿物肥料中的钾、硅、钙、镁、铁、锰等矿物质元素快速转化成植物可以快速吸收的营养成分，有利于腐植酸钾增效；

步骤六、包膜：将步骤五包衣处理后的肥料，置于溶胀的海藻酸钠中，所述溶胀的海藻酸钠中含有占海藻酸钠质量分数2%的月桂氮卓酮、5%的EDTA和5%的动物油脂，搅拌沉降，得包膜颗粒剂。其结构如图1所示。

实施例3

一种腐植酸钾增效肥生产工艺，包括如下步骤：

步骤一、发酵：将原料按照配比粉碎加入原料质量分数17%的水、7%的发酵剂，40°C发酵处理12小时；所述发酵剂为微生物菌类；所述腐植酸钾增效肥原料的成分及其重量份数为：腐植酸钾40份、芝麻饼12份、大豆秸秆10份、玉米饼10份、尿素5份、木质素5份、草木灰3份，香蕉皮2份、氨基酸2份，磷酸钾3份和微量元素2份，所述微量元素为等重量份的硒、铁和锌；

步骤二、喷施：将发酵后的原料以喷施液均匀均匀喷施，后熏蒸、研磨，制成粉末；所述喷施液为植物生长调节剂；

步骤三、造芯，将原料质量分数4%的谷糠充分干燥碾碎，加入原料质量分数0.15%免疫球蛋白粉、原料质量分数0.8%聚乙二醇混合，置于造粒车间，制成颗粒均匀的肥料内芯，固化成型；

步骤四、造粒：将步骤二所得粉末加入乙醇制成均匀浆液，将步骤三所得内芯投入到浆液中，均匀造粒，干燥后备用；所述乙醇的加入量与粉末的料液比为1.5g/ml；

步骤五、包衣：将步骤三所得颗粒输入包衣车间，加入包衣剂喷涂包衣处理后、冷冻干燥；所述包衣剂的组成为中药提取物60%和矿物残渣40%，所述中药提取物的制备方法如下：黄芪25份、绞股蓝25份、槟榔25份、，以2.5倍重量份的甲醇回流提取，再向提取物中加入磨碎的密陀僧25份、白矾15份、天名精20份混匀既得。

所述矿物残渣的组成为伊利石40份、二氧化硅25份、石灰粉25份、膨润土12份、钼矿粉6份和硫酸亚铁11份。

所述包衣剂的制备方法为先将伊利石、二氧化硅、膨润土、钼矿粉和硫酸亚铁粉碎混匀，加入35%的稀盐酸，190°C无氧条件下，高压蒸煮12小时，冷却取出，中药提取物中充分搅拌，置于包衣机中待用。所述盐酸的浓度为质量分数0.15%。通过高压蒸养，使矿物肥料中的钾、硅、钙、镁、铁、锰等矿物质元素快速转化成植物可以快速吸收的营养成分，有利于腐植酸钾增效；

步骤六、包膜：将步骤五包衣处理后的肥料，置于溶胀的海藻酸钠中，所述溶胀的海藻酸钠中含有占海藻酸钠质量分数1.5%的月桂氮卓酮、4%的EDTA和4%的动物油脂，搅拌沉降，得包膜颗粒剂。其结构如图1所示。

1.重金属去除率

将实施例1获得的处理剂应用于重金属污染的土壤中，处理前，土壤中的pH为6.8-6.9，Pb、Cd、Cr的含量分别为850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg；将实施例1-3获得的处理剂撒到受重金属污染的土壤表面，然后喷洒水，处理剂的施用量为60kg/公顷；处理10天后进行检测，土壤中，Pb、Cd、Cr的含量如下表所示：

表1.重金属的去除量

2.增产增效

根据本发明实施例1-3所得的腐植酸钾增效肥与腐植酸钾对玉米、水稻的施用量和增产效果，在同一地方，同一土质选用三组肥对比实验；A与B为施用不同数量腐植酸钾增效肥，C为施用等重量腐植酸钾+硫酸钾混合；其中玉米肥配方为：A.腐植酸钾增效肥20kg/亩，B.腐植酸钾增效肥15kg/亩，C. 等重量腐植酸钾+硫酸钾混合20kg/亩，增产效果见表2；水稻肥配方为：A. 腐植酸钾增效肥20kg/亩，B. 腐植酸钾增效肥15kg/亩，C. 等重量腐植酸钾+硫酸钾混合20kg/亩，增产效果见表 3；

表2.玉米增效比较

表 3.水稻增效比较

3.缓释效果

各实施例与对比例释放周期如表1，对比例1-3分别为只包衣处理的产品，只包膜处理的产品和既不包衣又不包膜处理的产品，依次记为对比例1、对比例2、对比例3；测定法是按照标准HG/T4216-2011进行测定。

可见实施例具有缓释，同时控释肥料肥效稳定释放的效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，

本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种腐植酸钾增效肥生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、发酵：将原料按照配比粉碎加入水、发酵剂，30-50°C发酵处理10-15小时；

步骤二、喷施：将发酵后的原料以喷施液均匀均匀喷施，后熏蒸、研磨，制成粉末；

步骤三、造芯，将原料质量分数3-5%的谷糠充分干燥碾碎，加入原料质量分数0.1-0.2%免疫球蛋白粉、原料质量分数0.5-1%聚乙二醇混合，置于造粒车间，制成颗粒均匀的肥料内芯，固化成型；

步骤四、造粒：将步骤二所得粉末加入乙醇制成均匀浆液，将步骤三所得内芯投入到浆液中，均匀造粒，干燥后备用；

步骤五、包衣：将步骤四所得颗粒输入包衣车间，加入包衣剂喷涂包衣处理后、冷冻干燥；

步骤六、包膜：将步骤五包衣处理后的肥料，置于溶胀的海藻酸钠中，所述溶胀的海藻酸钠中含有占海藻酸钠质量分数1-2%的月桂氮卓酮、3-5%的EDTA和3-5%的动物油脂，搅拌沉降，得包膜颗粒剂。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤一所述发酵剂为微生物菌类。

3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤二所述喷施液为植物生长调节剂。

4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤四所述乙醇的加入量与粉末的料液比为1-2g/ml。

5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤五所述包衣剂的组成为中药提取物50-70%和矿物残渣30-50%。

6.根据权利要求5所述的生产工艺，其特征在于，所述中药提取物的制备方法如下：黄芪20-30份、绞股蓝20-30份、槟榔20-30份、，以2-3倍重量份的甲醇回流提取，再向提取物中加入磨碎的密陀僧20-30份、白矾10-20份、天名精10-30份混匀既得。

7.根据权利要求5所述的生产工艺，其特征在于，所述矿物残渣的组成为伊利石30-50份、二氧化硅20-30份、石灰粉20-30份、膨润土10-15份、钼矿粉5-8份和硫酸亚铁8-15份。

8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤五所述包衣剂的制备方法为先将伊利石、二氧化硅、膨润土、钼矿粉和硫酸亚铁粉碎混匀，加入30-40%的稀盐酸，180-200°C无氧条件下，高压蒸煮10-15小时，冷却取出，中药提取物中充分搅拌，置于包衣机中待用；所述盐酸的浓度为质量分数0.1-0.2%。

9.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述腐植酸钾增效肥原料的成分及其重量份数为：腐植酸钾35-45份、芝麻饼10-15份、大豆秸秆8-12份、玉米饼8-12份、尿素3-7份、木质素3-7份、草木灰2-4份，香蕉皮1-3份、氨基酸1-3份，磷酸钾2-4份和微量元素1-3份。

10.根据权利要求9所述的生产工艺，其特征在于，所述微量元素为等重量份的硒、铁和锌。