CN110294657A - 一种富含微量元素的有机无机复混肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种富含微量元素的有机无机复混肥及其制备方法，所述复混肥包括有机质、无机肥、微量元素和膨润土。所述复混肥通过以下步骤制备得到：S1、将有机质原料沼渣和农作物秸秆按重量比为1:1‑1.8好氧发酵后，烘干、粉碎并经筛分网筛分得到小于40目的有机质粉状原料，在所述有机质粉状原料中加入微量元素混匀后得到初混原料；S2、将步骤S1得到的初混原料和无机肥氮磷钾化学肥料、膨润土置于混料筒中加水混合均匀，得到含水量为20‑40%的粘稠状复混肥；S3、将步骤S2得到的粘稠状复混肥置于圆盘造粒机上形成颗粒，通过筛分后置于烘干滚筒内烘干，得到颗粒粒径为3‑6mm的富含微量元素的有机无机复混肥。
Description
技术领域
本发明涉及复混肥制备技术领域，尤其涉及一种富含微量元素的有机无机复混肥及其制备方法。
背景技术
化学肥料是常用肥料，因其成本较低、效率较高受到普遍的使用。但长期施用化学肥料造成土壤结构发生变化，有机质降低，严重影响土壤中有益微生物的繁殖，农作物病虫害增加，同时造成土壤板结，地力降低。有机质能改善土壤结构，有效地协调土壤中的水、肥、气、热，提高土壤肥力和土地生产力，但农作物需要养分含量一般较低。
有机无机复混肥是一种既含有机质又含适量化肥的复混肥，通过微生物发酵对有机物料进行无害化和有效化处理，并添加适量化肥、腐殖酸等，造粒制得的商品肥料。传统的肥料大多注重氮、磷、钾和有机质的大量施加而忽略了微量元素或是微量元素的不合理使用，导致农作物产量低、品质差。
因此，亟需研究一种富含微量元素的有机无机复混肥，不但可以改善土壤结构，增加土壤肥力，同时能提高农作物对养分的利用效率，增加农作物产品的品质。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种富含微量元素的有机无机复混肥，所述复混肥包括有机质、无机肥、微量元素和膨润土，所述有机质通过沼渣和农作物秸秆好氧发酵制备得到，所述无机肥为氮磷钾化学肥料，所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成。
其中，所述复混肥中，所述有机质的含量为20-60%，所述微量元素的含量为0.5-1.0%，所述膨润土的含量为2.5-7.5%。
优选地，
所述有机质的含量为25%， 30%，，35%， 40%，45%，50%，55%；
所述微量元素的含量为0.6%，0.7%，0.8%，0.9%；
所述膨润土的含量为3%，3.5%，4%，4.5%，5%，5.5%，6%，6.5%，7%。
其中，所述膨润土中钠的含量为1-1.5g/kg膨润土。
优选地，所述膨润土中钠的含量为1.1g/kg膨润土，1.2g/kg膨润土，1.3g/kg膨润土，1.4g/kg膨润土。
其中，所述复混肥的含水量在2%以下。
本发明第二方面提供了一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机质原料沼渣和农作物秸秆按重量比为1:1-1.8好氧发酵后，烘干、粉碎并经筛分网筛分得到小于40目的有机质粉状原料，在所述有机质粉状原料中加入微量元素混匀后得到初混原料；
S2、将步骤S1得到的初混原料和无机肥氮磷钾化学肥料、膨润土置于混料筒中加水混合均匀，得到含水量为20-40%的粘稠状复混肥；
S3、将步骤S2得到的粘稠状复混肥置于圆盘造粒机上形成颗粒，通过筛分后置于烘干滚筒内烘干，得到颗粒粒径为3-6mm的富含微量元素的有机无机复混肥。
其中，所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成。
其中，所述氮磷钾化学肥料由氮肥、磷肥和钾肥组成；所述氮肥由尿素和硫酸铵组成，所述磷肥由过磷酸二铵和磷酸一铵组成，所述钾肥由氯化钾和硫酸钾组成。
其中，所述好氧发酵的发酵料水分含量为60-65%，温度为15-35℃，时间为10-20天。
优选地，
所述好氧发酵的温度为18℃，20℃，22℃，25℃，28℃，30℃，32℃；
所述好氧发酵的时间为11天，12天，13天，14天，15天，16天，17天，18天，19天。
其中，所述步骤S3中，烘干的温度为35-50℃。
优选地，烘干的温度为36℃，37℃，38℃，39℃，40℃，41℃，42℃，43℃，44℃，45℃，46℃，47℃，48℃，49℃。
其中，所述步骤S3制备得到的复混肥中，所述有机质的含量为20-60%，所述微量元素的含量为0.5-1.0%，所述膨润土的含量为2.5-7.5%，其中所述复混肥的含水量在2%以下。
优选地，
所述有机质的含量为25%， 30%，，35%， 40%，45%，50%，55%；
所述微量元素的含量为0.6%，0.7%，0.8%，0.9%；
所述膨润土的含量为3%，3.5%，4%，4.5%，5%，5.5%，6%，6.5%，7%。
本发明的有益效果：
本发明提供的富含微量元素的有机无机复混肥，其中富含的有机质不但能有效的改善土壤理化性状，提高土壤的保水、保肥作用；另外复混肥中含有增加农作物生长过程需要的微量元素，使肥效缓和而持久，更好的保障了农作物对肥料中养分的吸收，同时提高了农作物的品质。
具体实施方式
以下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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供了一种富含微量元素的有机无机复混肥，所述复混肥包括有机质、无机肥、微量元素和膨润土；所述有机质由重量比为1:1的沼渣和农作物秸秆好氧发酵制备得到；所述无机肥为氮磷钾化学肥料，所述氮磷钾化学肥料由氮肥、磷肥和钾肥组成，所述氮肥由尿素和硫酸铵组成，所述磷肥由磷酸二铵和磷酸一铵组成，所述钾肥由氯化钾和硫酸钾组成；所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成；所述膨润土中钠的含量为1.2g/kg膨润土；所述复混肥中，有机质的含量为39.8%，微量元素的含量为0.6%，膨润土的含量为4.97%，含水量在2%以下，颗粒粒径在3-6mm之间。
实施例1提供的富含微量元素的有机无机复混肥，通过以下步骤制备得到：
S1、将有机质原料沼渣100kg，农作物秸秆100kg在预混机中混合均匀，控制发酵料水分含量为60%，温度为25℃，好氧发酵15天后，烘干、粉碎并经筛分网筛分得到小于40目的有机粉状原料，在所述有机粉状原料中加入由0.5kg硫酸锌、0.4kg硫酸铁、0.6kg硫酸铜、0.6kg硼酸、0.5kg钼酸铵和0.4kg硫酸镁组成的微量元素混匀后得到初混原料；
S2、将步骤S1得到的初混原料和75kg尿素、50kg硫酸铵、50kg过磷酸钙、50kg磷酸一铵、30kg氯化钾和20kg硫酸钾、25kg膨润土置于混料筒中加水混合均匀，得到含水量为30%的粘稠状复混肥；
S3、将步骤S2得到的粘稠状复混肥置于圆盘造粒机上形成颗粒，通过筛分后置于烘干滚筒内，控制温度为40℃烘干，得到颗粒粒径为3-6mm，N+P2O5+K2O的质量分数≥21%，有机质的质量分数为≥15%，富含微量元素的有机无机复混肥。
实施例2
本发明提供了一种富含微量元素的有机无机复混肥，所述复混肥包括有机质、无机肥、微量元素和膨润土；所述有机质由重量比为1:1.2的沼渣和农作物秸秆好氧发酵制备得到；所述无机肥为氮磷钾化学肥料，所述氮磷钾化学肥料由氮肥、磷肥和钾肥组成，所述氮肥由尿素和硫酸铵组成，所述磷肥由磷酸二铵和磷酸一铵组成，所述钾肥由氯化钾和硫酸钾组成；所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成；所述膨润土中钠的含量为1.3g/kg膨润土；所述复混肥中，有机质的含量为38.7%，微量元素的含量为0.7%，膨润土的含量为7.03%，含水量在2%以下，颗粒粒径在3-6mm之间。
实施例2提供的富含微量元素的有机无机复混肥，通过以下步骤制备得到：
S1、将有机质原料沼渣100kg，农作物秸秆120kg在预混机中混合均匀，控制发酵料水分含量为62%，温度为30℃，好氧发酵12天后，烘干、粉碎并经筛分网筛分得到小于40目的有机粉状原料，在所述有机粉状原料中加入由0.6kg硫酸锌、0.8kg硫酸铁、0.5kg硫酸铜、1.0kg硼酸、0.5kg钼酸铵和0.6kg硫酸镁组成的微量元素混匀后得到初混原料；
S2、将步骤S1得到的初混原料和50kg尿素、50kg硫酸铵、75kg磷酸二铵、50kg磷酸一铵、50kg氯化钾和30kg硫酸钾、40kg膨润土置于混料筒中加水混合均匀，得到含水量为35%的粘稠状复混肥；
S3、将步骤S2得到的粘稠状复混肥置于圆盘造粒机上形成颗粒，通过筛分后置于烘干滚筒内，控制温度为45℃烘干，得到颗粒粒径为3-6mm，N+P2O5+K2O的质量分数≥21%，有机质的质量分数为≥15%，富含微量元素的有机无机复混肥。
实施例3
本发明提供了一种富含微量元素的有机无机复混肥，所述复混肥包括有机质、无机肥、微量元素和膨润土；所述有机质由重量比为1:1.5的沼渣和农作物秸秆好氧发酵制备得到；所述无机肥为氮磷钾化学肥料，所述氮磷钾化学肥料由氮肥、磷肥和钾肥组成，所述氮肥由尿素和硫酸铵组成，所述磷肥由磷酸二铵和磷酸一铵组成，所述钾肥由氯化钾和硫酸钾组成；所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成；所述膨润土中钠的含量为1.4g/kg膨润土；所述复混肥中，有机质的含量为37.7%，微量元素的含量为0.53%，膨润土的含量为4.52%，含水量在2%以下，颗粒粒径在3-6mm之间。
实施例1提供的富含微量元素的有机无机复混肥，通过以下步骤制备得到：
S1、将有机质原料沼渣100kg，农作物秸秆150kg在预混机中混合均匀，控制发酵料水分含量为65%，温度为35℃，好氧发酵10天后，烘干、粉碎并经筛分网筛分得到小于40目的有机粉状原料，在所述有机粉状原料中加入由0.8kg硫酸锌、0.5kg硫酸铁、0.2kg硫酸铜、1.0kg硼酸、0.5kg钼酸铵和0.5kg硫酸镁组成的微量元素混匀后得到初混原料；
S2、将步骤S1得到的初混原料和100kg尿素、75kg硫酸铵、50kg磷酸二铵、75kg磷酸一铵、50kg氯化钾和30kg硫酸钾、30kg膨润土置于混料筒中加水混合均匀，得到含水量为40%的粘稠状复混肥；
S3、将步骤S2得到的粘稠状复混肥置于圆盘造粒机上形成颗粒，通过筛分后置于烘干滚筒内，控制温度为50℃烘干，得到颗粒粒径为3-6mm，N+P2O5+K2O的质量分数≥21%，有机质的质量分数为≥15%，富含微量元素的有机无机复混肥。
为了验证复混肥中有机质的含量对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制其他参数不变，通过调整有机原料沼渣和农作物秸秆的重量，来验证本发明提供的富含微量元素的有机无机复混肥对农作物产量的影响（本实施例中选用的农作物为大豆），设置第一组对比试验，如表1。
从表1可以看出，大豆的亩产量随着有机质含量的增加而增加，但是当有机质含量达到37.3%时，随着有机质含量的增加，大豆的亩产量反而下降。当有机质含量在20.9-59.2%之间，大豆亩产量能达到165kg以上，因此有机质含量优选在20-60%之间；当有机质含量在31.6-46.2%之间，大豆亩产量能达到170kg以上，因此有机质含量进一步优选在30-45%之间。
为了验证复混肥中微量元素的组分对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制微量元素的总含量及其他参数不变，通过调整微量元素的组分，来验证本发明提供的富含微量元素的有机无机复混肥对农作物产量的影响（本实施例中选用的农作物为大豆），设置第二组对比试验，如表2。
表2 不同组分的微量元素对大豆产量的影响
| 对比试验 | 微量元素组分 | 大豆亩产量（kg） |
| 对比试验1 | 硫酸锌 | 145 |
| 对比试验2 | 硫酸铁 | 144 |
| 对比试验3 | 硫酸铜 | 143 |
| 对比试验4 | 硼酸 | 145 |
| 对比试验5 | 钼酸铵 | 145 |
| 对比试验6 | 硫酸镁 | 147 |
| 对比试验7 | 硫酸锌和硫酸铁 | 147 |
| 对比试验8 | 硫酸铁和硫酸铜 | 149 |
| 对比试验9 | 硼酸、钼酸铵和硫酸镁 | 153 |
| 对比试验10 | 硫酸铁、硫酸铜、硼酸和钼酸铵 | 156 |
| 对比试验11 | 硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸和钼酸铵 | 158 |
| 对比试验12 | 硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁 | 172 |
除上述表2中公开的对比试验，本发明还做了其他的对比试验，将硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁中的任意一种、任意两种、任意三种、任意四种和任意五中均做了试验，发现大豆的亩产量基本都在160kg以下；当微量元素的组成为硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁时，大豆的亩产量达到172kg。
为了验证复混肥中微量元素的含量对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制其他参数不变，通过调整微量元素的含量，来验证本发明提供的富含微量元素的有机无机复混肥对农作物产量的影响（本实施例中选用的农作物为大豆），设置第三组对比试验，如表3。
表3 不同含量的微量元素对大豆产量的影响
| 对比试验 | 微量元素配比 | 微量元素含量（%） | 大豆亩产量（kg） |
| 对比试验1 | 0.25kg硫酸锌、0.2kg硫酸铁、0.3kg硫酸铜、0.3kg硼酸、0.25kg钼酸铵和0.2kg硫酸镁 | 0.3 | 163 |
| 对比试验2 | 0.33kg硫酸锌、0.27kg硫酸铁、0.4kg硫酸铜、0.4kg硼酸、0.34kg钼酸铵和0.26kg硫酸镁 | 0.4 | 165 |
| 对比试验3 | 0.42kg硫酸锌、0.33kg硫酸铁、0.5kg硫酸铜、0.5kg硼酸、0.41kg钼酸铵和0.34kg硫酸镁 | 0.5 | 168 |
| 对比试验4 | 0.5kg硫酸锌、0.4kg硫酸铁、0.6kg硫酸铜、0.6kg硼酸、0.5kg钼酸铵和0.4kg硫酸镁 | 0.6 | 172 |
| 对比试验5 | 0.58kg硫酸锌、0.47kg硫酸铁、0.7kg硫酸铜、0.7kg硼酸、0.58kg钼酸铵和0.47kg硫酸镁 | 0.7 | 173 |
| 对比试验6 | 0.67kg硫酸锌、0.53kg硫酸铁、0.8kg硫酸铜、0.8kg硼酸、0.67kg钼酸铵和0.53kg硫酸镁 | 0.8 | 174 |
| 对比试验7 | 0.75kg硫酸锌、0.6kg硫酸铁、0.9kg硫酸铜、0.9kg硼酸、0.75kg钼酸铵和0.6kg硫酸镁 | 0.9 | 172 |
| 对比试验8 | 0.83kg硫酸锌、0.67kg硫酸铁、1kg硫酸铜、1kg硼酸、0.83kg钼酸铵和0.67kg硫酸镁 | 1.0 | 169 |
| 对比试验9 | 0.92kg硫酸锌、0.73kg硫酸铁、1.1kg硫酸铜、1.1kg硼酸、0.92kg钼酸铵和0.73kg硫酸镁 | 1.1 | 167 |
| 对比试验10 | 1kg硫酸锌、0.8kg硫酸铁、1.2kg硫酸铜、1.2kg硼酸、1kg钼酸铵和0.8kg硫酸镁 | 1.2 | 166 |
从表3可以看出，大豆的亩产量随着微量元素含量的增加而增加，但是当微量元素含量达到0.8%时，随着微量元素含量的增加，大豆的亩产量反而下降。当微量元素含量在0.5-1%之间，大豆亩产量能达到168kg以上，因此微量元素含量优选在0.5-1%之间；当微量元素含量在0.6-0.9%之间，大豆亩产量能达到170kg以上，因此微量元素含量进一步优选在0.6-0.9%之间。
为了验证复混肥中不同重量比的沼渣和农作物秸秆对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制其他参数不变，通过调整农作物秸秆的重量，来验证本发明提供的富含微量元素的有机无机复混肥对农作物产量的影响（本实施例中选用的农作物为大豆），设置第四组对比试验，如表4。
从表4可以看出，当沼渣和农作物秸秆的重量比在1:1-1.8之间时，大豆亩产量能达到170kg以上，因此沼渣和农作物秸秆的重量比优选1:1-1.8；当沼渣和农作物秸秆的重量比在1:1.3-1.7之间时，大豆亩产量最高可达174kg，因此沼渣和农作物秸秆的重量比进一步优选1:1.3-1.7。
对比实施例1
为了验证复混肥中有机质和微量元素对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制其他参数不变，设置一组不含有机质和微量元素的对比实施例1，通过反复试验得出大豆亩产量平均值为127kg。
对比实施例2
为了验证复混肥中微量元素对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制其他参数不变，设置一组不含微量元素的对比实施例2，通过反复试验得出大豆亩产量平均值为137kg。
对比实施例3
为了验证复混肥中有机质对农作物生长的影响，以下将以实施例1为参考，控制其他参数不变，设置一组不含有机质的对比实施例3，通过反复试验得出大豆亩产量平均值为153kg。
结合对比实施例1-3可知，当缺少微量元素和有机质中的任意一种时，对大豆的亩产量影响都很大。
除了上述对比试验，本发明还对膨润土的含量，膨润土中钠的含量，氮磷钾化学肥料的组分反复做了无数次对比试验，最终得出膨润土的含量为2.5-7.5%，膨润土中钠的含量为1-1.5g/kg膨润土，氮肥由尿素和硫酸铵组成，磷肥由磷酸二铵和磷酸一铵组成，钾肥由氯化钾和硫酸钾组成时，大豆的亩产量最高，均可达到165kg以上。
另外，本发明提供的富含微量元素的有机无机复混肥除了采用大豆作为试验对象，还依次用玉米、水稻、西红柿、赣南脐橙、南丰蜜桔做过试验，最终发现，采用本发明提供的复混肥相比传统的无机肥料，微量元素的添加主要是使肥效缓和而持久，有利于农作物对有机质和无机肥的吸收，相比传统的无机肥料产量有所增加；特别是用于西红柿、赣南脐橙、南丰蜜桔的种植中，除了产量有相当的提高，果实的口感和品相也有明显的提升，考虑到口感和品相的证明无法提供，因此在本发明实施例中没做过多阐述。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种富含微量元素的有机无机复混肥，其特征在于：所述复混肥包括有机质、无机肥、微量元素和膨润土，所述有机质通过沼渣和农作物秸秆好氧发酵制备得到，所述无机肥为氮磷钾化学肥料，所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成。
2.根据权利要求1所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥，其特征在于：所述复混肥中，所述有机质的含量为20-60%，所述微量元素的含量为0.5-1.0%，所述膨润土的含量为2.5-7.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥，其特征在于：所述膨润土中钠的含量为1-1.5g/kg膨润土。
4.根据权利要求1或2所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥，其特征在于：所述复混肥的含水量在2%以下。
5.一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将有机质原料沼渣和农作物秸秆按重量比为1:1-1.8好氧发酵后，烘干、粉碎并经筛分网筛分得到小于40目的有机质粉状原料，在所述有机质粉状原料中加入微量元素混匀后得到初混原料；
S2、将步骤S1得到的初混原料和无机肥氮磷钾化学肥料、膨润土置于混料筒中加水混合均匀，得到含水量为20-40%的粘稠状复混肥；
S3、将步骤S2得到的粘稠状复混肥置于圆盘造粒机上形成颗粒，通过筛分后置于烘干滚筒内烘干，得到颗粒粒径为3-6mm的富含微量元素的有机无机复混肥。
6.根据权利要求5所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于：所述微量元素由硫酸锌、硫酸铁、硫酸铜、硼酸、钼酸铵和硫酸镁组成。
7.根据权利要求5所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于：所述氮磷钾化学肥料由氮肥、磷肥和钾肥组成；所述氮肥由尿素和硫酸铵组成，所述磷肥由磷酸二铵和磷酸一铵组成，所述钾肥由氯化钾和硫酸钾组成。
8.根据权利要求5-7中任意一项权利要求所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于：所述好氧发酵的发酵料水分含量为60-65%，温度为15-35℃，时间为10-20天。
9.根据权利要求5-7中任意一项权利要求所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，烘干的温度为35-50℃。
10.根据权利要求5-7中任意一项权利要求所述的一种富含微量元素的有机无机复混肥的制备方法，其特征在于：所述步骤S3制备得到的复混肥中，所述有机质的含量为20-60%，所述微量元素的含量为0.5-1.0%，所述膨润土的含量为2.5-7.5%，其中所述复混肥的含水量在2%以下。
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