CN109956824A - 一种油用牡丹有机颗粒缓释肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥，本发明将有机堆肥颗粒包覆在中心，其外周依次包覆有微生物菌剂层和缓释层，微生物菌剂层能改善土壤微生物菌群，促进植物生长及矿质营养的吸收，抑制土壤中病原菌的繁殖；缓溶层用于延缓肥料颗粒溶解速度，避免微生物有机颗粒肥短时间内溶解于水中后流失，提高有机颗粒肥的利用率。施用本发明缓释肥不仅能够结合油用牡丹生长需要使肥料养分逐步释放，减少施肥次数，而且有利于油用牡丹根部的生长发育，同时还具备改良土壤、预防病害的作用，有利于牡丹植株生长，提高牡丹籽的产量与品质。

Description

一种油用牡丹有机颗粒缓释肥及其制备方法

技术领域

本发明属于环保农业技术领域，具体而言，涉及一种油用牡丹的有机颗粒缓释肥及其制备方法。

背景技术

油用牡丹是一种多年生新型木本油料作物，具有产籽量大、含油率高、适应性强等特点，目前在我国山西、山东、甘肃等地广泛种植。牡丹籽含油量≥22%，不饱和脂肪酸高达90%，具有抗氧化，抗肿瘤等作用，具有巨大开发利用价值。

油用牡丹虽然可以在干旱贫瘠的土地上生长，但要获得高产量、高品质的牡丹籽粒，还需合理施肥。油用牡丹生长不仅需要大量的氮磷钾元素，同时也需要各种中微量元素。缺硼时花药会出现萎缩的现象，造成“花而不实”；缺铁时叶子会出现“失绿症”，影响植株的正常生长；缺锌时植株生长矮小，生育期延迟。在生产实践中，目前三年生及以上的牡丹每年需要施三次肥，而且主要以复合肥为主，肥料养分配比不合理，施肥需要投入大量的人力物力，而且化肥流失快，可能造成地下水污染等问题。

油用牡丹作为一种新型木本油料作物，关于其专用肥的研究较少，实践中仍然多采用复合肥施肥。但复合肥营养元素单一，不能满足牡丹对于多种营养元素的需求；而且化肥遇水流失较快，肥效利用率低，不能保证油用牡丹不同时期的营养需要；同时油用牡丹根系为肉质根，长期施用化肥会导致的土壤板结，肥力下降，会进而影响牡丹植株生长与牡丹籽产量和品质，并增加病害发生的概率。而有机肥不仅含有氮磷钾等大量元素，还具有钙、锰、锌等中微量元素，肥效长而且稳定，能够更好地满足油用牡丹产籽的需要，同时能增加土壤保水、透气的能力，长期施用可以改善土壤结构和性质。油用牡丹为肉质根，受蛴螬和地老虎等地下害虫咬食后，造成的根部伤口使病菌易于侵染，导致根腐病、紫纹羽病等土传病害发生严重，而一般肥料不能有效预防病害，大量长期施用农药会造成环境污染、病害抗药性提高、食品安全等问题。例如：中国专利申请（201810463440.9）公开了一种适合黄于土高原地区的油用牡丹专用肥及其制备和施肥方法，该申请利用秸秆及油用牡丹废弃物、洗煤土等发酵，并用淀粉包膜造粒形成油用牡丹专用肥。该发明中未添加保水剂和硝化抑制剂，也没有添加针对油用牡丹病害的拮抗微生物，致使实际应用时保水、保肥效果以及病害预防效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，基于油用牡丹生产实践中存在的上述技术问题，本发明提供了一种油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥，不仅能够结合油用牡丹生长需要使肥料养分逐步释放，减少施肥次数，而且有利于油用牡丹根部的生长发育，同时还具备改良土壤、预防病害的作用，有利于牡丹植株生长，提高牡丹籽的产量与品质。

本发明提供的技术方案是：一种油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥，其特征在于：其原料按质量比主要包括如下成分：有机肥40-60份、尿素5-10份、过磷酸钙3-5份、硫酸钾5-10份、钼酸铵1-3份、硼砂1-2份、硫酸锌1-3份、粉煤灰5-10份、煤泥3-5份、生物质炭5-10份、保水剂0.2-1份、硝化抑制剂0.5-2份、羧甲基纤维素3-5份；其中，所述有机肥的原料包括油用牡丹修剪枝叶5-10份、油用牡丹籽果荚5-10份、牡丹籽粕3-5份、蘑菇渣30-40份、农作物秸秆10-20份、玉米淀粉加工厂废弃料15-20、粉煤灰5-10份、煤泥2-5份，同时加新鲜的畜禽粪便5-10份，所述畜禽粪便包括：牛羊粪、猪粪、鸡鸭鹅粪、兔粪的任意一种，以及微生物堆肥腐熟剂，微生物堆肥腐熟剂按每吨物料加0.1kg的量添加。

所述的缓释肥，优选地，所述有机肥50份、尿素10份、过磷酸钙5份、硫酸钾10份、钼酸铵2份、硼砂1份、硫酸锌2份、粉煤灰8份、煤泥4份、生物质炭7份、保水剂0.5份、硝化抑制剂0.5份、羧甲基纤维素4份。

所述的缓释肥，优选地，所述有机肥原料中，油用牡丹修剪枝叶5份、油用牡丹籽果荚5份、牡丹籽粕5份、蘑菇渣40份、农作物秸秆10份、玉米淀粉加工厂废弃料15份、粉煤灰7份、煤泥3份，同时加新鲜的畜禽粪便10份，其中，畜禽粪便为新鲜鸡鸭粪便。

所述的缓释肥，优选地为颗粒肥。

所述的缓释肥，进一步地，所述颗粒肥表面包裹有一层微生物功能菌剂，所述微生物功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、多粘类芽孢杆菌、假单胞杆菌、草酸青霉菌中的一种或几种。

所述的缓释肥，进一步地，在包裹了微生物功能菌剂的颗粒肥表面再包裹一层缓释层，所述缓释层为高分子多糖；较为优选地，高分子多糖其原料按质量比包括淀粉10份,羧甲基纤维素钠、海藻酸钠或壳聚糖1份。

同时，本发明还提供一种所述的油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备所述的有机肥，所述有机肥由下述方法制备：

油用牡丹修剪枝粉碎为0.5-3cm、牡丹籽果荚粉碎为0.5-2cm颗粒，牡丹籽粕直接用抖料机抖散，农作物秸秆分别粉碎为2-5cm小段，蘑菇棒趁新鲜未干时去袋后粉碎，微生物堆肥腐熟剂在使用前先按每公斤菌剂加2公斤米糠和10升水进行预培养4-8小时，有机肥的发酵采用好氧条垛式发酵方式进行，将有机肥原料按比例混合，用铲车或抖料车混合，边混合边向物料中喷洒预培养好的微生物堆肥腐熟剂，同时向物料中喷洒水，使混合物料的含水量控制在55%-60%，采用好氧条垛式发酵方式进行发酵，堆肥尺寸为宽度3-5米、高度2-3米、长度不限，堆肥场地防雨，在堆肥前10天，每隔3-5天翻堆一次，尽量让物料混合均匀，之后改为7-10天翻堆一次，等温度下降到50℃以下时第一次好氧堆肥结束，将所有物料转移到储存仓放置进行二次发酵，期间不需要再翻堆，待堆肥完全腐熟，将腐熟的有机肥进行烘干，并碾压粉碎，得到有机肥；

（2）油用牡丹专用有机肥的配制

按质量比，将上述有机肥40-60份、尿素5-10份、过磷酸钙3-5份、硫酸钾5-10份、钼酸铵1-3份、硼砂1-2份、硫酸锌1-3份、粉煤灰5-10份、煤泥3-5份、生物质炭5-10份、保水剂0.2-1份、硝化抑制剂0.5-2份、羧甲基纤维素3-5份进行混合，进行挤压造粒，造粒直径在0.2-0.4cm，得到颗粒肥；

（3）微生物功能菌剂包膜

在所述颗粒肥表面喷淋一层微生物功能菌剂，所述微生物分别发酵培养3-7天后按相同的体积比混合，经冷冻干燥机冷冻干燥制成混合多功能菌剂，然后再与高分子多糖按质量比1:10-20混合，制成微生物功能菌剂包膜原料，将甘油1-3份溶解于50份水中，喷雾到有机颗粒肥表面，使有机颗粒肥表面湿润，然后向湿润的有机颗粒肥中混入上述微生物功能菌剂包膜材料，在圆盘造粒机中匀速转动，使包膜材料均匀包裹在有机颗粒肥表面。

所述的制备方法，进一步包括如下步骤：

（4）缓释层的包膜

在包裹了微生物功能菌剂的颗粒肥表面再包裹一层缓释层，缓释层为高分子多糖，按质量比将甘油1-3份溶解于50份水中，喷雾到已经包膜了微生物功能菌剂层的有机颗粒肥表面，使其表面湿润，然后向其中混入上述缓释层包膜材料，在圆盘造粒机中匀速转动，使包膜材料均匀包裹在有机颗粒肥表面，低温烘干后即成为有机颗粒缓释肥，颗粒大小在0.3-0.5cm。

本发明中将有机堆肥颗粒包覆在中心，其外周依次包覆有微生物菌剂层和缓释层，微生物菌剂层能改善土壤微生物菌群，促进植物生长及矿质营养的吸收，抑制土壤中病原菌的繁殖；缓溶层用于延缓肥料颗粒溶解速度，避免微生物有机颗粒肥短时间内溶解于水中后流失，提高有机颗粒肥的利用率。

本发明具有以下有益效果：

本发明在现有技术基础上进行了改进，其一是将颗粒肥进行多层次包膜，加工成为含有有机肥内核、功能微生物菌层及多糖缓释层的三层结构；其二有机肥中添加了保水剂和硝化抑制剂，这样更适合干旱地区油用牡丹的保水效果，同时减少养分的流失；其三添加的功能微生物具有促生、抗病功能，能够抵御油用牡丹根腐病的发生，促进土壤中难被植物吸收养分的释放，促进油用牡丹的生长；其四对油用牡丹肥料的生产原料进行了调整，同时添加了微量元素，使该有机颗粒肥更适合油用牡丹籽产量的提高。

本发明油用牡丹专用微生物有机颗粒缓释肥不仅可以满足油用牡丹对不同养分的需求，同时可以减少施肥次数，改良土壤结构和提高油用牡丹根腐病的发生，降低人工成本，更有效地提高油用牡丹植株生长和油用牡丹籽产量，提高土壤质量。由于当地气候干燥、多风，造成颗粒肥可以使施用更方便、高效，避免粉末有机肥施用时的扬灰造成的肥料损失和对工人的危害，同时也能更好的保持肥料养分。

附图说明

图1 本发明有机肥原料混合堆肥后的温室变化。

具体实施方式

下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本发明，但并不是对本发明的限制，仅仅作示例说明。

实施例1 有机肥的好氧高温堆肥及专用肥的配制

原料包括油用牡丹废弃物（修剪枝叶、牡丹籽果荚、牡丹榨油后的籽粕）、农作物秸秆、蘑菇渣、粉煤灰、煤泥等。将油用牡丹修剪枝粉碎为0.5-3cm（本实施例中为2cm）、牡丹籽果荚粉碎为0.5-2cm（直径）颗粒，牡丹籽粕直接用抖料机抖散，农作物秸秆粉碎为2-5cm小段，蘑菇棒趁新鲜未干时去袋后粉碎。各物料比例下：油用牡丹修剪枝叶5份、油用牡丹籽果荚5份、牡丹籽粕5份、蘑菇渣40份、农作物秸秆10份（例如：玉米、高粱、小麦、水稻均可）、玉米淀粉加工厂废弃料15份、粉煤灰7份、煤泥3份，同时加新鲜的畜禽粪便10份、畜禽粪便为新鲜鸡鸭粪便。微生物堆肥腐熟剂（市售，例如本实施例中用的为圃园牌有机废物发酵菌曲）按每吨物料加0.1kg的量添加。微生物腐熟剂在使用前先按每公斤菌剂加2公斤米糠和10升水进行预培养8小时。有机肥的发酵采用好氧条垛式发酵方式进行，将上述材料按比例混合，用铲车或抖料车混合，边混合边向物料中喷洒预培养好的微生物堆肥发酵剂，同时向物料中喷洒水，使混合物料的含水量控制在55%-60%。堆肥尺寸一般为宽度3-5米、高度2-3米、长度不限，堆肥场地保证防雨。每天在上午10点钟监测温度，长温度计的感温探头插到堆体1米以下的位置，随机选择5个点测定并记录。在堆肥前10天，每隔3-5天翻堆一次，尽量让物料混合均匀，之后改为7-10天翻堆一次，等温度下降到50℃以下时第一次好氧堆肥结束，将所有物料转移到储存仓放置进行二次发酵，期间不需要再翻堆，40天左右堆肥完全腐熟。腐熟的有机肥进行烘干，并碾压粉碎。

上述物料混合后进行堆肥，温度在第3天上升到50℃以上，并持续2周以上，完全可以杀死有害病原微生物和蛔虫卵等有害生物，保证了堆肥的安全性，具体参见图1。

通过上述方法获得的有机肥还不能保证养分含量满足油用牡丹的需求，需要根据油用牡丹对不同养分元素的需求量进行其他养分元素的添加，同时加入其他成分，以满足各养分不同阶段的释放和功能的发挥，以减少施肥次数。在配制油用牡丹专用有机肥时需要添加的材料如下（按质量比）：上述有机肥50份、尿素10份、过磷酸钙5份、硫酸钾10份、钼酸铵2份、硼砂1份、硫酸锌2份、粉煤灰10份、煤泥3份、生物质炭5份、保水剂（交联聚丙烯酰胺）0.5份、硝化抑制剂（双氰胺（简称DCD））0.5份、羧甲基纤维素3份。上述进行混合，进行挤压造粒，造粒直径在0.2-0.4cm。

实施例2 功能微生物菌剂包膜层的配制

枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）和荧光假单胞杆菌（Pseudomonas fluorescens）用牛肉膏蛋白胨培养基，按10%的接种量进行接种，30℃摇床培养，枯草芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌培养5天，假单胞杆菌培养3天；酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）用酵母浸出粉葡萄糖培养基培养，接种量按10%接种，28℃摇床培养3天；草酸青霉菌（Penicillium oxalicum）用马铃薯葡萄糖培养基培养，接种量按10%进行接种，在26℃摇床培养7天。5种菌培养好后按等体积比例进行混合，用冷冻干燥机进行处理获得混合微生物菌剂干粉。高分子多糖为淀粉与羧甲基纤维素钠混合而成，二者的比例按质量比10:1。将微生物菌剂干粉与高分子多糖分别按质量比1:10、1:15和1:20混合，室温放置1年后，通过平板菌落计数法测定各混合样品中的微生物活菌数。从表2可以看出，随着高分子多糖比例的添加，微生物活菌数呈降低的趋势。

表1 功能微生物菌剂与高分子多糖不同混合比样品中微生物活菌数

功能微生物菌剂与高分子多糖配比	微生物活菌数（cfu/g）
		1：10	4.32×10<sup>9</sup>
1：15	3.63×10<sup>9</sup>
		1：20	2.45×10<sup>8</sup>

实施例3 油用牡丹微生物有机颗粒缓释肥效果

为了比较油用牡丹微生物有机颗粒缓释肥的效果，设置4组处理，处理1为普通复合肥（简称：复合肥），处理2为未进行造粒的油用牡丹专用有机肥（简称：粉末肥），处理3为进行造粒处理的油用牡丹专用有机颗粒肥（简称：颗粒肥），处理4为进行微生物功能菌剂及包膜层包膜的颗粒肥（简称：缓释肥）。复合肥用量按常规大田施用量150kg/亩、其他三种肥料也参加常规大田有机肥施用量1吨/亩施用，施肥时间均为4月份，按一次全部施用，施肥植株为5年生油用牡丹，每个处理100株，8月底收获牡丹籽，测定牡丹生长情况和牡丹籽产量。

通过一次施肥实验可以看出，与常规复合肥相比，粉末状的油用牡丹专用有机肥、油用牡丹专用有机颗粒肥和油用牡丹专用微生物有机颗粒缓释肥无论是对植物生长和牡丹籽产量都明显起到促进作用，其中缓释肥效果最优，具体见表2。施用油用牡丹专用微生物有机颗粒缓释肥（简称：缓释肥）可以保持土壤水份，降低土壤容重，增加土壤有机质含量，同时增加土壤细菌、放线菌和真菌数量，对土壤起到一定的改良效果，具体数据见表3。

表2 不同肥料每年施肥一次对油用牡丹生产和牡丹籽产量的作用

肥料	茎粗增长率（%）	株高增长率（%）	新茎增长率（%）	果荚个数（个）	果荚直径（mm）	百粒重（g）	种子产量（kg/亩）
								复合肥	16.35	5.22	20.03	4.98	74.39	41.18	204.36
粉末肥	22.17	9.34	25.78	5.23	76.45	42.22	246.28
								颗粒肥	25.74	11.41	29.05	6.02	67.12	43.16	264.31
缓释肥	29.66	12.69	35.81	5.73	78.27	43.30	302.43

表3 缓释肥施用对土壤质量的改良

Claims (9)

1.一种油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥，其特征在于：其原料按质量比主要包括如下成分：有机肥40-60份、尿素5-10份、过磷酸钙3-5份、硫酸钾5-10份、钼酸铵1-3份、硼砂1-2份、硫酸锌1-3份、粉煤灰5-10份、煤泥3-5份、生物质炭5-10份、保水剂0.2-1份、硝化抑制剂0.5-2份、羧甲基纤维素3-5份；其中，所述有机肥的原料包括油用牡丹修剪枝叶5-10份、油用牡丹籽果荚5-10份、牡丹籽粕3-5份、蘑菇渣30-40份、农作物秸秆10-20份、玉米淀粉加工厂废弃料15-20、粉煤灰5-10份、煤泥2-5份，同时加新鲜的畜禽粪便5-10份，所述畜禽粪便包括：牛羊粪、猪粪、鸡鸭鹅粪、兔粪的任意一种，以及微生物堆肥腐熟剂，微生物堆肥腐熟剂按每吨物料加0.1kg的量添加。

2.根据权利要求1所述的缓释肥，其特征在于：所述有机肥50份、尿素10份、过磷酸钙5份、硫酸钾10份、钼酸铵2份、硼砂1份、硫酸锌2份、粉煤灰8份、煤泥4份、生物质炭7份、保水剂0.5份、硝化抑制剂0.5份、羧甲基纤维素4份。

3.根据权利要求1所述的缓释肥，其特征在于：所述有机肥原料中，油用牡丹修剪枝叶5份、油用牡丹籽果荚5份、牡丹籽粕5份、蘑菇渣40份、农作物秸秆10份、玉米淀粉加工厂废弃料15份、粉煤灰7份、煤泥3份，同时加新鲜的畜禽粪便10份，其中，畜禽粪便为新鲜鸡鸭粪便。

4.根据权利要求1至3任一项所述的缓释肥，其特征在于：所述缓释肥为颗粒肥。

5.根据权利要求4所述的缓释肥，其特征在于：所述颗粒肥表面包裹有一层微生物功能菌剂，所述微生物功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、多粘类芽孢杆菌、假单胞杆菌、草酸青霉菌中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的缓释肥，其特征在于：在包裹了微生物功能菌剂的颗粒肥表面再包裹一层缓释层，所述缓释层为高分子多糖。

7.根据权利要求6所述的缓释肥，其特征在于：高分子多糖其原料按质量比包括淀粉10份, 羧甲基纤维素钠、海藻酸钠或壳聚糖1份。

8.一种权利要求1至7任一项所述的油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备所述的有机肥，所述有机肥由下述方法制备：

油用牡丹修剪枝粉碎为0.5-3cm、牡丹籽果荚粉碎为0.5-2cm颗粒，牡丹籽粕直接用抖料机抖散，农作物秸秆分别粉碎为2-5cm小段，蘑菇棒趁新鲜未干时去袋后粉碎，微生物堆肥腐熟剂在使用前先按每公斤菌剂加2公斤米糠和10升水进行预培养4-8小时，有机肥的发酵采用好氧条垛式发酵方式进行，将有机肥原料按比例混合，用铲车或抖料车混合，边混合边向物料中喷洒预培养好的微生物堆肥腐熟剂，同时向物料中喷洒水，使混合物料的含水量控制在55%-60%，采用好氧条垛式发酵方式进行发酵，堆肥尺寸为宽度3-5米、高度2-3米、长度不限，堆肥场地防雨，在堆肥前10天，每隔3-5天翻堆一次，尽量让物料混合均匀，之后改为7-10天翻堆一次，等温度下降到50℃以下时第一次好氧堆肥结束，将所有物料转移到储存仓放置进行二次发酵，期间不需要再翻堆，待堆肥完全腐熟，将腐熟的有机肥进行烘干，并碾压粉碎，得到有机肥；

（2）油用牡丹专用有机肥的配制

按质量比，将上述有机肥40-60份、尿素5-10份、过磷酸钙3-5份、硫酸钾5-10份、钼酸铵1-3份、硼砂1-2份、硫酸锌1-3份、粉煤灰5-10份、煤泥3-5份、生物质炭5-10份、保水剂0.2-1份、硝化抑制剂0.5-2份、羧甲基纤维素3-5份混合均匀，进行挤压造粒，造粒直径在0.2-0.4cm，得到颗粒肥；

（3）微生物功能菌剂包膜

在所述颗粒肥表面喷淋一层微生物功能菌剂，所述微生物分别发酵培养3-7天后按相同的体积比进行混合，经冷冻干燥机冷冻干燥制成混合多功能菌剂，然后再与高分子多糖按质量比1:10-20混合，制成微生物功能菌剂包膜原料，将甘油1-3份溶解于50份水中，喷雾到有机颗粒肥表面，使有机颗粒肥表面湿润，然后向湿润的有机颗粒肥中混入上述微生物功能菌剂包膜材料，在圆盘造粒机中匀速转动，使包膜材料均匀包裹在有机颗粒肥表面。

9.根据权利要求8所述的油用牡丹的专用有机颗粒缓释肥的制备方法，进一步包括如下步骤：

（4）缓释层的包膜

在包裹了微生物功能菌剂的颗粒肥表面再包裹一层缓释层，缓释层为高分子多糖，按质量比将甘油1-3份溶解于50份水中，喷雾到已经包膜了微生物功能菌剂层的有机颗粒肥表面，使其表面湿润，然后向其中混入上述缓释层包膜材料，在圆盘造粒机中匀速转动，使包膜材料均匀包裹在有机颗粒肥表面，低温烘干后即成为有机颗粒缓释肥，颗粒大小在0.3-0.5cm。