CN110511085A - 一种有机缓释钾肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及肥料生产技术领域，尤其是一种有机缓释钾肥及其制备方法；所述有机缓释钾肥，包括以下原料：钾矿石、杂卤石、石膏、植物提取物、沼液、复合菌剂；其制备方法为：先采用沼液、植物提取物对钾矿石、杂卤石、石膏混合磨成的矿石粉进行预处理；然后采用复合菌剂分解矿石粉，造粒，得颗粒肥料；再先后采用特定的内膜剂、外膜剂对颗粒肥料进行包膜处理即可。本发明通过采用沼液、植物提取物、复合菌剂联合处理钾矿石原料，能将钾矿石原料中的钾等元素在较短时间内转化为作物可吸收的钾肥料；再使用特定的内外膜对钾肥料进行包膜，能制成缓释性好的钾肥，能作为作物的生长提供充足的钾元素；而且成本低廉，生产周期短。

Description

一种有机缓释钾肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及肥料生产技术领域，尤其是一种有机缓释钾肥及其制备方法。
背景技术
钾肥是作物生长必需的三大营养元素之一，在农业中扮演重要角色，在植物体内含钾仅次于氮。钾在植物生长发育过程中，起着非常重要的作用；对提高作物产量、改善作物品质、提高作物的抗逆性等方面有着非常重要的意义。目前农业生产中大普遍施用水溶性钾肥如氯化钾、硫酸钾等，水溶性钾肥的施用对农作物增产效果显著，增产效率高达10％-18％。但是我国为农业大国，钾肥需求量大，但我国是个缺钾的国家，钾矿资源贫乏，且开采技术受到限制，大量的钾肥需求仍依靠进口解决。
目前，国内采用钾矿石生产钾肥的方法有高温煅烧法和湿化学法。高温煅烧法是将钾矿石与蛇纹石、石灰石等助剂混合在高温煅烧下生成磷钾复合肥、硅钙钾肥等钾肥，高温煅烧生产的钾肥产品接不基本为拘溶性钾，作物对钾的利用率低，且由于含钾岩石中的硅、铝、铁等元素均残存在肥料中，这些元素不能被植物吸收，容易造成土壤的沙化，因此，该方法生产的钾肥应用受到了很大的限制。湿化学法是将钾矿石高温处理后利用浸取剂、助剂将钾矿石中的钾提取出来制成的水溶性钾，矿物中的硅、铝可制成不同规格的氧化铝和无机硅化合物等产品。湿化学法能实现钾矿石资源的综合利用，但设备投资大，能源消耗较高，不能进行规模化生产。
由于高温煅烧法和湿化学法存在的不足，学者对钾矿石制作钾肥的新技术进行了研究。
申请号为CN201810172912.5的中国专利公开了一种有机硅酸钾肥料及其制取方法，是在细菌高温发酵酶化铝硅酸钾盐矿石基础上，加入有机高分子活性基团而产生的含有枸溶或可溶性氧化钾的肥料。制法：(1)用含硅酸钾高的铝硅酸盐矿石与腐植酸矿混合磨细，再加入硫铵形成酵酶基质；又加入有机质添加剂、助剂，混匀，同时加入鸡粪制得酵钾粉；(2)将酵钾粉按所需氮磷钾比例与无机肥料、有机质配制成为有机硅酸钾肥料；(3)将该肥料经过拌匀、筛分、制粒、烘干，得到符合国标的肥料。
又如申请号为CN201511030420.5的中国专利公开了一种机硅肥及其制备方法，包括以下过程:将硅酸盐细菌、黑曲霉菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、乳酸乳球菌、植物乳杆菌、酒精酵母菌按照活菌数30～35：25～30：8～10：8～10：8～10：8～10：13～15的比例混合厌氧发酵，制成pH值4.0～3.5的发酵菌液；将经灭菌的钾长石与发酵菌液混合，选择性加入苄氨基嘌呤，于28～37℃密闭静置发酵20天以上，所得产物即为有机硅肥。
上述专利都采用了微生物处理钾矿石来制作肥料，但微生物处理时间较长，而且缓释性较差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种有机缓释钾肥及其制备方法，具体是通过以下技术方案实现的：
一种有机缓释钾肥，包括以下重量份的原料：60-80份钾矿石、30-40份杂卤石、20-30份石膏、8-10份植物提取物、15-20份沼液、3-5份复合菌剂。
优选地，所述植物提取物按重量份计由以下原料制成：10-12份小球藻、8-10份绿藻、3-5份黄荆鲜叶、8-10份马齿笕、10-15份硅藻土、1-2份壳聚糖、3-5份海藻酸钠。
优选地，所述植物提取物的制备方法为：将小球藻、绿藻、黄荆鲜叶、马齿笕加液氮研磨后，加入4-5倍缓冲液匀浆，离心5-6min，取上清液加入硅藻土、壳聚糖、海藻酸钠混合即可。硅藻土、壳聚糖、海藻酸钠能吸附固定碳酸酐酶，使其能在较长时间内保持活性。
需要说明的是上述缓冲液为50mmol/L HEPES-KOH、10mmmol/LDTT。
优选地，所述复合菌剂为液体菌剂，其中含有黑曲霉、荧光假单胞菌、氧化亚铁硫杆菌、硝化菌、摩西球囊霉；曲酶菌的活菌数为6-8×108cfu/ml、荧光假单胞菌的活菌数为4-6×108cfu/ml、氧化亚铁硫杆菌的活菌数为3-5×104cfu/ml、硝化菌的活菌数为4-6×104cfu/ml、摩西球囊霉的活菌数为6-8×108cfu/ml。
优选地，所述有机缓释钾肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钾矿石、杂卤石、石膏混合磨成细粉，与沼液一起加到发酵罐中处在50-60℃下密闭处理4-5h后，加入碳酸钙调节其pH到8-9；然后加入植物提取物搅拌均匀，向发酵罐中通入CO2气体处理4-5h，灭菌，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入复合菌剂在于30-35℃厌氧条件下发酵3-4天，灭菌，造粒，得颗粒肥料；
(3)将颗粒肥料加到转鼓包膜机，在颗粒肥料表面喷洒一层内膜剂，通风干燥后，在喷洒一层外膜剂，通风干燥，冷却，过筛，密封包装得缓释钾肥。
优选地，所述内膜剂的制备方法：取海藻酸钠、硫磺粉、硫酸钾按3-4:1:3的质量比混合均匀，加水制成浆液，即得内膜剂。
优选地，所述外膜剂的制备方法为：取魔芋粉、活性炭粉、腐殖酸钾按3-4:1:1的质量比混合菌剂，加入6倍的水在50℃左右糊化成胶体溶液，再向胶体溶液加入1其质量1-2％的复合菌剂搅拌均匀，即得外膜剂。
本发明的有益效果在于：在采用复合菌剂处理矿石原料之前，采用沼液、植物提取物对矿石原料进行预处理；沼液中含有丰富的微生物及有机酸类物质等活性物质，能破坏矿石原料表面结构；植物提取物含有碳酸酐酶能进一步分解矿石原料；通过沼液、植物提取物的结合处理，能有效破坏矿石原料的表面结构，后面的复合菌剂更有利于进入到矿石原料。采用黑曲霉、荧光假单胞菌、氧化亚铁硫杆菌、硝化菌、摩西球囊霉组成的复合菌剂对矿石原料进行降解，黑曲霉、荧光假单胞菌能将矿石原料中难以溶解的矿物元素分解出来，氧化亚铁硫杆菌、硝化菌能将矿石原料中少量硫元素、氮元素转化为硫酸根、硝酸根，能促进黑曲霉、荧光假单胞菌对矿石原料的降解；摩西球囊霉为菌根真菌，能促进作物对矿石肥料中养分的吸收；同时矿石原料中之前添加的植物提取物具有良好的吸附性能，能防止复合菌剂分解矿石原料过程中养分的损失。采用海藻酸钠、硫磺粉、硫酸钾作为缓释肥的内成膜，能为作物前期的生长提供足够的钾元素；采用魔芋粉、活性炭粉、腐殖酸钾、复合菌剂作为外层膜，能改善土壤中的微生物环境，能提高作物对缓释肥中养分的吸收。
本发明通过采用沼液、植物提取物、复合菌剂联合处理钾矿石原料，能将钾矿石原料中的钾等元素在较短时间内转化为作物可吸收的钾肥料；再使用特定的内外膜对钾肥料进行包膜，能制成缓释性好的钾肥，能作为作物的生长提供充足的钾元素；而且成本低廉，生产周期短。
具体实施方能
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种有机缓释钾肥，包括以下重量份的原料：60kg钾矿石、30kg杂卤石、20kg石膏、8kg植物提取物、15kg沼液、3kg复合菌剂。
所述植物提取物按重量份计由以下原料制成：10kg小球藻、8kg绿藻、3kg黄荆鲜叶、8kg马齿笕、10kg硅藻土、1kg壳聚糖、3kg海藻酸钠。
所述植物提取物的制备方法为：将小球藻、绿藻、黄荆鲜叶、马齿笕加液氮研磨后，加入4倍缓冲液(50mmol/L HEPES-KOH、10mmmol/LDTT)匀浆，以5000r/mi n的转速离心5min，取上清液加入硅藻土、壳聚糖、海藻酸钠混合即可。
所述复合菌剂为液体菌剂，其中含有黑曲霉、荧光假单胞菌、氧化亚铁硫杆菌、硝化菌、摩西球囊霉；曲酶菌的活菌数为6-8×108cfu/ml、荧光假单胞菌的活菌数为4-6×108cfu/ml、氧化亚铁硫杆菌的活菌数为3-5×104cfu/ml、硝化菌的活菌数为4-6×104cfu/ml、摩西球囊霉的活菌数为6-8×108cfu/ml。
所述有机缓释钾肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钾矿石、杂卤石、石膏混合磨成细粉，与沼液一起加到发酵罐中处在50-60℃下密闭处理4h后，加入碳酸钙调节其pH到8-9；然后加入植物提取物搅拌均匀，向发酵罐中通入CO2气体处理4h，灭菌，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入复合菌剂在于30-35℃厌氧条件下发酵3天，灭菌，造粒，得颗粒肥料；
(3)将颗粒肥料加到转鼓包膜机，在颗粒肥料表面喷洒一层内膜剂，通风干燥后，在喷洒一层外膜剂，通风干燥，冷却，过筛，密封包装得缓释钾肥。
所述内膜剂的制备方法：取海藻酸钠、硫磺粉、硫酸钾按3:1:3的质量比混合均匀，加水制成浆液，即得内膜剂。
所述外膜剂的制备方法为：取魔芋粉、活性炭粉、腐殖酸钾按3:1:1的质量比混合菌剂，加入6倍的水在50℃左右糊化成胶体溶液，再向胶体溶液加入1其质量1％的复合菌剂搅拌均匀，即得外膜剂。
实施例2
一种有机缓释钾肥，包括以下重量份的原料：65kg钾矿石、35kg杂卤石、22kg石膏、12kg植物提取物、16kg沼液、4kg复合菌剂。
所述植物提取物按重量份计由以下原料制成：10kg小球藻、10kg绿藻、4kg黄荆鲜叶、10kg马齿笕、10kg硅藻土、1kg壳聚糖、4kg海藻酸钠。
所述植物提取物的制备方法为：将小球藻、绿藻、黄荆鲜叶、马齿笕加液氮研磨后，加入4倍缓冲液(50mmol/L HEPES-KOH、10mmmol/LDTT)匀浆，以5000r/min的转速离心5min，取上清液加入硅藻土、壳聚糖、海藻酸钠混合即可。
所述复合菌剂为液体菌剂，其中含有黑曲霉、荧光假单胞菌、氧化亚铁硫杆菌、硝化菌、摩西球囊霉；曲酶菌的活菌数为6-8×108cfu/ml、荧光假单胞菌的活菌数为4-6×108cfu/ml、氧化亚铁硫杆菌的活菌数为3-5×104cfu/ml、硝化菌的活菌数为4-6×104cfu/ml、摩西球囊霉的活菌数为6-8×108cfu/ml。
所述内膜剂的制备方法：取海藻酸钠、硫磺粉、硫酸钾按3:1:3的质量比混合均匀，加水制成浆液，即得内膜剂。
所述外膜剂的制备方法为：取魔芋粉、活性炭粉、腐殖酸钾按3:1:1的质量比混合菌剂，加入6倍的水在50℃左右糊化成胶体溶液，再向胶体溶液加入1其质量1.2％的复合菌剂搅拌均匀，即得外膜剂。
所述有机缓释钾肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钾矿石、杂卤石、石膏混合磨成细粉，与沼液一起加到发酵罐中处在50-60℃下密闭处理4-5h后，加入碳酸钙调节其pH到8-9；然后加入植物提取物搅拌均匀，向发酵罐中通入CO2气体处理4-5h，灭菌，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入复合菌剂在于30-35℃厌氧条件下发酵4天，灭菌，造粒，得颗粒肥料；
(3)将颗粒肥料加到转鼓包膜机，在颗粒肥料表面喷洒一层内膜剂，通风干燥后，在喷洒一层外膜剂，通风干燥，冷却，过筛，密封包装得缓释钾肥。
实施例3
一种有机缓释钾肥，包括以下重量份的原料：80kg钾矿石、40kg杂卤石、30kg石膏、15kg植物提取物、20kg沼液、5kg复合菌剂。
所述植物提取物按重量份计由以下原料制成：12kg小球藻、10kg绿藻、5kg黄荆鲜叶、10kg马齿笕、15kg硅藻土、2kg壳聚糖、5kg海藻酸钠。
所述植物提取物的制备方法为：将小球藻、绿藻、黄荆鲜叶、马齿笕加液氮研磨后，加入5倍缓冲液(50mmol/L HEPES-KOH、10mmmol/LDTT)匀浆，y以5000r/min离心5-6min，取上清液加入硅藻土、壳聚糖、海藻酸钠混合即可。
所述复合菌剂为液体菌剂，其中含有黑曲霉、荧光假单胞菌、氧化亚铁硫杆菌、硝化菌、摩西球囊霉；曲酶菌的活菌数为6-8×108cfu/ml、荧光假单胞菌的活菌数为4-6×108cfu/ml、氧化亚铁硫杆菌的活菌数为3-5×104cfu/ml、硝化菌的活菌数为4-6×104cfu/ml、摩西球囊霉的活菌数为6-8×108cfu/ml。
所述内膜剂的制备方法：取海藻酸钠、硫磺粉、硫酸钾按4:1:3的质量比混合均匀，加水制成浆液，即得内膜剂。
所述外膜剂的制备方法为：取魔芋粉、活性炭粉、腐殖酸钾按4:1:1的质量比混合菌剂，加入6倍的水在50℃左右糊化成胶体溶液，再向胶体溶液加入1其质量2％的复合菌剂搅拌均匀，即得外膜剂。
所述有机缓释钾肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钾矿石、杂卤石、石膏混合磨成细粉，与沼液一起加到发酵罐中处在50-60℃下密闭处理5h后，加入碳酸钙调节其pH到8-9；然后加入植物提取物搅拌均匀，向发酵罐中通入CO2气体处理4-5h，灭菌，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入复合菌剂在于30-35o厌氧条件下发酵4天，灭菌，造粒，得颗粒肥料；
(3)将颗粒肥料加到转鼓包膜机，在颗粒肥料表面喷洒一层内膜剂，通风干燥后，在喷洒一层外膜剂，通风干燥，冷却，过筛，密封包装得缓释钾肥。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于没有采用沼液对矿石粉进行处理，其余过程相同。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于没有采用植物提取物对矿石粉进行处理，其余过程相同。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于没有采用沼液、植物提取物处理矿石粉，其余过程相同。
对比例4
按申请号为CN201810172912.5的专利公开的有机硅酸钾肥料及其制取方法所制得有机硅酸钾肥料。
试验例1
采用上述实施例1-3和对比例1-4所制成的肥料进行盆栽试验：
试验设置8个盆栽处理，连续种植两季油菜:不施钾肥(CK)、分别施用实施例1-3和对比例1-4所制成的钾肥；每个处理重复3次。
试验每盆装土10kg，除了不施钾肥(CK)处理外，各施钾处理钾肥施用量为6g/盆，在第一季油菜种植前施用，第一季油菜各处理氮、磷、硼施用量相同，分别为N 2.0g/盆、P2O51.0g/盆、B 0.12g/盆；第一季油菜只施N1.0g/盆；其中氮、磷、硼肥品种分别为尿素(含N46％)、磷酸二氢铵(含P2O562％)、速乐硼(含硼20％)。第一季油菜于2018年2月15日播种，出苗后(播种后10后天左右)间苗，每盆定苗5株，4月30日收获。第一季油菜于2018年5月1日播种，出苗后(播种后15天左右)间苗，每盆定苗10株，6月10日收获。统计两季油菜的生物量及增幅，以不施钾肥(CK)处理作为对照组；如表1所示：
表1
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1.一种有机缓释钾肥，其特征在于，包括以下重量份的原料：60-80份钾矿石、30-40份杂卤石、20-30份石膏、8-10份植物提取物、15-20份沼液、3-5份复合菌剂。
2.如权利要求1所述的有机缓释钾肥，其特征在于，所述植物提取物按重量份计由以下原料制成：10-12份小球藻、8-10份绿藻、3-5份黄荆鲜叶、8-10份马齿笕、10-15份硅藻土、1-2份壳聚糖、3-5份海藻酸钠。
3.如权利要求2所述的有机缓释钾肥，其特征在于，所述植物提取物的制备方法为：将小球藻、绿藻、黄荆鲜叶、马齿笕加液氮研磨后，加入4-5倍缓冲液匀浆，离心5-6min，取上清液加入硅藻土、壳聚糖、海藻酸钠混合即可。
4.如权利要求1所述的有机缓释钾肥，其特征在于，所述复合菌剂为液体菌剂，其中含有黑曲霉、荧光假单胞菌、氧化亚铁硫杆菌、硝化菌、摩西球囊霉；曲酶菌的活菌数为6-8×108cfu/ml、荧光假单胞菌的活菌数为4-6×108cfu/ml、氧化亚铁硫杆菌的活菌数为3-5×104cfu/ml、硝化菌的活菌数为4-6×104cfu/ml、摩西球囊霉的活菌数为6-8×108cfu/ml。
5.如权利要求1所述的有机缓释钾肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将钾矿石、杂卤石、石膏混合磨成细粉，与沼液一起加到发酵罐中处在50-60℃下密闭处理4-5h后，加入碳酸钙调节其pH到8-9；然后加入植物提取物搅拌均匀，向发酵罐中通入CO2气体处理4-5h，灭菌，得到混合物A；
(2)向混合物A中加入复合菌剂在于30-35℃厌氧条件下发酵3-4天，灭菌，造粒，得颗粒肥料；
(3)将颗粒肥料加到转鼓包膜机，在颗粒肥料表面喷洒一层内膜剂，通风干燥后，在喷洒一层外膜剂，通风干燥，冷却，过筛，密封包装得缓释钾肥。
6.如权利要求5所述的有机缓释钾肥的制备方法，其特征在于，所述内膜剂的制备方法：取海藻酸钠、硫磺粉、硫酸钾按3-4:1:3的质量比混合均匀，加水制成浆液，即得内膜剂。
7.如权利要求5所述的有机缓释钾肥的制备方法，其特征在于，所述外膜剂的制备方法为：取魔芋粉、活性炭粉、腐殖酸钾按3-4:1:1的质量比混合菌剂，加入6倍的水在50℃左右糊化成胶体溶液，再向胶体溶液加入1其质量1-2％的复合菌剂搅拌均匀，即得外膜剂。
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