CN110615715A - 一种铁棍山药用有机无机复混肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁棍山药用有机无机复混肥料及其制备方法，本发明的复混肥料内包含氮元素、磷元素、钾元素、有机质、腐植酸、活菌；制备过程包括原材料称量与混合、造粒、烘干、冷却、筛分、包覆、包装。本发明其养分配比合理，氮磷钾含量能满足铁棍山药生长发育需要，腐植酸和聚谷氨酸的添加，不仅可以增加铁棍山药的抗逆性（抗旱抗寒抗盐、抗病），提高产量，改善品质，还可以改良土壤，提高化肥利用率。和只施用氮磷钾肥料相比，增加产量19%以上，比不施肥增加44%以上，能大大提高铁棍山药的产量。

Description

一种铁棍山药用有机无机复混肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料加工技术领域，特别是涉及一种铁棍山药用有机无机复混肥料及其制备方法。

背景技术

化肥历来是农作物增产的重要因素，铁棍山药更是高需肥作物。然而，长期以来化肥施用不合理，给耕地质量带来了一系列的问题，铁棍山药的品质也大大降低，土壤污染问题严重，污染事故频发。增施有机肥可以提高耕地质量，改善品质，但是养分含量低，施用量过大，见效慢，农民施用积极性不高。有机-无机复混肥就是含有一定有机肥料的复混肥料，有机无机肥配合使用能培育地力，提高肥料利用率，改善作物品质，提高作物产量，达到减量增效。

但现有技术中的有机无机复混肥的有机养分和无机养分是很难将其结合在一起做成颗粒的，两种养分含量越高就越不容易。因为有机物料所含的养分特别复杂，有的养分会和无机原料发生反应，不利于造粒生产，得借助于粘合剂（粘土）才行，但是粘合剂长期使用会加剧土壤板结。

因此，需要一种可有效改善传统肥料利用率低、解决过量施用造成的问题、正确施用可提高肥料利用率的肥料，以达到增效增产、减量降污的目的。这也是发展高效、绿色、可持续农业的必然要求。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种铁棍山药用有机无机复混肥料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述复混肥料内包含氮元素、磷元素、钾元素、有机质、腐植酸、活菌；

所述复混肥料中N+P₂O₅+K₂O 含量不小于45wt%，其中氮元素含量不小于15 wt%，五氧化二磷含量不小于15wt%，氧化钾含量不小于15wt%；所述有机质的含量不小于15wt%；所述腐植酸的含量不小于15wt%；所述活菌的有效活菌数为0.2亿/克～0.4亿/克；

所述有机质与腐植酸均由腐殖酸钠提供。

优选的，所述复混肥料中的钾元素由氯化钾提供。

优选的，所述复混肥料中的磷元素由磷酸一铵、磷酸二铵中一种或者两种提供。

优选的，所述氮元素由尿素、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵中的一种或多种提供。

优选的，所述腐植酸钠中的有机质含量≥90 wt%，腐植酸含量≥70wt%。

优选的，复混肥料中的钾元素由氯化钾提供，磷元素由磷酸一铵提供，氮元素由尿素和碳酸氢铵提供。

优选的，所述复混肥料含有以下质量分数的各组分原材料：有效活菌数0.3亿/克、腐殖酸钠17%、尿素24%、磷酸一铵31%、氯化钾25%、碳酸氢铵3%。

本发明还包括一种铁棍山药用有机无机复混肥料的制备方法：

制备过程中添加氨基酸；所述氨基酸为聚谷氨酸；所述聚谷氨酸的使用量为复混肥料原材料总质量的3‰～5‰；

所述制备过程包括以下步骤：

步骤一，原材料称量与混合

按照复混肥料的组分配方，将各种有机物、无机物称量后送入混料机，混合均匀，得到均匀的混合料；

步骤二，造粒

将步骤一获得的混合料送入造粒装置的造粒筒内，加入聚谷氨酸，并使聚谷氨酸与混合料混合均匀后，通入水蒸气，使造粒筒内的物料温度上升到60～70℃后进行造粒，得到湿润颗粒产物；

步骤三，烘干

将步骤二中得到的湿润颗粒产物送入到烘干筒中进行烘干，烘干筒的内部温度为120℃～140℃；得到干燥颗粒产物；

步骤四，冷却

将步骤三得到的干燥颗粒经冷却筒冷却至常温，得到冷却产物；

步骤五，筛分

将步骤四得到的冷却产物进行筛选，筛选出合格的颗粒；

步骤六，包覆

将步骤五得到的合格的颗粒使用枯草芽孢杆菌进行表面包覆，得到成品颗粒；

步骤七，包装

将步骤六得到的成品颗粒进行包装得到复混肥料。

本发明的作用原理：

本发明的复混肥料中使用了腐殖酸钠来提供肥料中所需要的腐植酸以及有机质。腐殖酸钠不同于腐植酸，它是多功能的高分子化合物，含有羟基，醌基，羧基等较多的活性基团，具有很大的内表面积，有较强的吸附，交换，络合，螯合能力，能刺激作物生长发育，帮助营养元素的吸收，改善土壤结构，提高作物抗旱能力，促进固氮菌活化作用。本发明的配方选择中，所使用物料95%以上溶于水，无残留，更利于作物吸收。

对于本发明的制备方法，在制备过程中使用了聚谷氨酸。由于本发明的配方中的有机物与无机物均达到了可以允许的极限，但现有技术中有机养分和无机养分是很难将其结合在一起做成颗粒的，两种养分含量越高就越不容易。因为有机物料所含的养分特别复杂，有的养分会和无机原料发生反应，不利于造粒生产，得借助于粘合剂（粘土）才行，但是粘合剂长期使用会加剧土壤板结。

因此，本发明在制备过程中并没有选择粘合剂，而是选择了聚谷氨酸参与反应，并借助于所用物料自身发生化学反应产生的粘性将无机和有机有效结合在一起，遇水即崩解（比常规用粘合剂崩解快）即具有速效性，还具有长效性。聚谷氨酸（聚-γ-谷氨酸，英文 poly-γ-glutamic acid，简称PGA）是自然界中微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α-氨基和γ-羧基形成肽键的高分子聚合物。具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等。对人体和环境无毒可生物降解，生态友好型；水溶性，可得到无味清洁透明的溶液；易交联形成后期拥有卓越性能的水凝胶。在参与造粒的过程中，聚谷氨酸可将复混肥料中的有机组分与无机组分有效的粘合在一起。

在本发明中的优选配方中，使用了碳酸氢铵与磷酸一铵。在造粒的过程中，碳酸氢铵与磷酸一铵反应生成磷酸氢二铵（磷酸二铵），增加了物料的粘性，从而提高了成球率，提高了颗粒的硬度。另外磷酸二铵相比磷酸一铵，含量更高，作物更容易吸收。使本发明的复混肥料具有有效元素含量高、用量少、利用率高、无残留、培肥改土的特点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所述复混肥中氮磷钾含量大于45%，腐植酸大于15%，有机质大于15%，制作过程中添加聚谷氨酸，能满足铁棍山药生长的营养成分，相比只施用氮磷钾常规肥料，产量可以提高19%以上。本发明的复混肥料使用的原材料95%以上溶于水，更利于作物吸收，腐植酸具有较强的固氮解磷解钾功能，聚谷氨酸具有减少化肥流失，富集养分，二者能大大提高化肥利用率；本发明的复混肥料的原材料选择，不仅能满足肥料本身拥有的促进农作物生长的营养成分，腐植酸对重金属离子有吸附氧化作用，和微生物一起疏松土壤，和使用常规肥料相比，对土壤环境友好，无残留不板结；本发明在制备过程中并没有选择粘合剂，而是选择了聚谷氨酸参与反应，并借助于所用物料自身发生化学反应产生的粘性将无机和有机有效结合在一起，遇水即崩解，具有速效性和长效性。

本发明其养分配比合理，氮磷钾含量能满足铁棍山药生长发育需要，腐植酸和聚谷氨酸的添加，不仅可以增加铁棍山药的抗逆性（抗旱抗寒抗盐、抗病），提高产量，改善品质，还可以改良土壤，提高化肥利用率。和只施用氮磷钾肥料相比，增加产量19%以上，比不施肥增加44%以上，能大大提高铁棍山药的产量。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种铁棍山药用有机无机复混肥料，包含氮元素、磷元素、钾元素、有机质、腐植酸、活菌。具体包括以下质量分数的各组分原材料：有效活菌数0.3亿/克、腐殖酸钠17%、尿素24%、磷酸一铵31%、氯化钾25%、碳酸氢铵3%。

一种铁棍山药用有机无机复混肥料的制备方法，制备过程包括以下步骤：

步骤一，原材料称量与混合

按照有效活菌数0.3亿/克、腐殖酸钠17%、尿素24%、磷酸一铵31%、氯化钾25%、碳酸氢铵3%的配比，称取原材料；将上述原材料送入混料机，混合均匀，得到均匀的混合料；

步骤二，造粒

将步骤一获得的混合料送入造粒装置的造粒筒内，加入原材料总质量的4‰聚谷氨酸，并使聚谷氨酸与混合料混合均匀后，通入水蒸气，使造粒筒内的物料温度上升到65℃后进行造粒，得到湿润颗粒产物；

步骤三，烘干

将步骤二中得到的湿润颗粒产物送入到烘干筒中进行烘干，烘干筒的内部温度为130℃；得到干燥颗粒产物；

步骤四，冷却

将步骤三得到的干燥颗粒经冷却筒冷却至常温，得到冷却产物；

步骤五，筛分

将步骤四得到的冷却产物进行筛选，筛选出合格的颗粒；

步骤六，包覆

将步骤五得到的合格的颗粒使用枯草芽孢杆菌进行表面包覆，得到成品颗粒；

步骤七，包装

将步骤六得到的成品颗粒进行包装得到复混肥料。

取实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料进行试验。

1、试验地点与供试材料

试验于2017年月3日安排在焦作市温县番田镇。供试土壤类型为潮土、质地为中壤、土壤肥力中上等，地势平坦、地力均匀、排灌方便。耕层土壤养分为：有机质21.7 g/kg，全氮1.5g/kg，速效磷（P₂O₅）为49.2mg /kg，速效钾 (K₂O)为215.0mg /kg，pH为8.3。供试品种是铁棍山药。

2、试验设计

试验共设三个处理，随机区组排列，重复三次，小区面积100m²。

处理1： 施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料，每亩100Kg。

处理2：常规施肥，施用同等养分的普通复合肥（15-15-15）每亩100Kg。

处理3：空白对照。

常规施肥是：亩底施三元复合肥（15-15-15）100kg。3月1日整地时一次性施肥，3月15日栽种，8500株每667m²，生长期间进行田间调查，取样考种。11月16日一次采收完毕，收获时各小区单收单称计载实际产量。试验各处理田间管理相同，收获后取土化验。

3、结果与分析

3.1施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料对铁棍山药产量的影响

施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料，提高了铁棍山药的产量。由表1可知：处理1与处理2相比，每667m²增产289kg，增产率为19%；处理1与处理3相比，每667m²增产669.6kg，增产率为44.1%。

表1 产量结果统计表

3.2施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料对铁棍山药品质的影响

据有关资料表明，评价铁棍山药品质的指标主要指含水量、水溶性糖、淀粉和粗蛋白、总氨基酸含量等，水溶性糖是最主要的营养及药效成分，具有调节免疫、降血糖、抗氧化、抗肿瘤及抗衰老等多种功效。从表2可以看出，处理二和处理三含水量均比处理一高，说明施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料后，固体干物质含量高，水溶性糖、淀粉、粗蛋白和总氨基酸含量均高于处理二和处理三 。水溶性糖含量的增加，提高了铁棍山药的营养价值及药效，粗蛋白质及总氨基酸含量的增加提高了铁棍山药的营养价值。淀粉含量的增加提升了口感。

表2 不同处理间铁棍山药品质指标及产量况

3.3施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料对土壤的改良作用

土壤理化性状的测定：采用常规分析方法。

表3 不同施肥处理间试验后土壤基本理化性状

从表3可以看出，处理1的全氮、有机质均比试验前有所增加，容重减少了0.01g/cm³，总孔隙度比试验前增加0.8%，处理2全氮和有机质均比试验前减少0.01g/kg、0.1g/kg；处理3全氮和有机质均比试验前减少0.05g/kg、0.2g/kg；处理1的PH值比试验前有所降低，处理2和处理3均没有变化。

3.4小结与讨论

试验表明，施用实施例1制备的铁棍山药用有机无机复混肥料可以提高铁棍山药产量，改善山药品质，改良土壤理化性状。同时，可以减少施肥量，节约劳动成本；可有效改善传统肥料利用率低、过量施用等造成的一系列问题，正确施用可提高肥料利用率，达到增效增产、减量降污的目的，是发展高效、绿色、生态循环农业的必然要求。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述复混肥料内包含氮元素、磷元素、钾元素、有机质、腐植酸、活菌；

所述复混肥料中N+P₂O₅+K₂O 含量不小于45wt%，其中氮元素含量不小于15 wt%，五氧化二磷含量不小于15wt%，氧化钾含量不小于15wt%；所述有机质的含量不小于15wt%；所述腐植酸的含量不小于15wt%；所述活菌的有效活菌数为0.2亿/克～0.4亿/克；

所述有机质与腐植酸均由腐殖酸钠提供。

2.根据权利要求1所述的一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述复混肥料中的钾元素由氯化钾提供。

3.根据权利要求1所述的一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述复混肥料中的磷元素由磷酸一铵、磷酸二铵中一种或者两种提供。

4.根据权利要求1所述的一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述氮元素由尿素、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵中的一种或多种提供。

5.根据权利要求1所述的一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述腐植酸钠中的有机质含量≥90 wt%，腐植酸含量≥70wt%。

6.根据权利要求1所述的一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：复混肥料中的钾元素由氯化钾提供，磷元素由磷酸一铵提供，氮元素由尿素和碳酸氢铵提供。

7.根据权利要求6所述的一种铁棍山药用有机无机复混肥料，其特征在于：所述复混肥料含有以下质量分数的各组分原材料：有效活菌数0.3亿/克、腐殖酸钠17%、尿素24%、磷酸一铵31%、氯化钾25%、碳酸氢铵3%。

8.一种铁棍山药用有机无机复混肥料的制备方法，其特征在于：制备过程中添加氨基酸；所述氨基酸为聚谷氨酸；所述聚谷氨酸的使用量为复混肥料原材料总质量的3‰～5‰；

所述制备过程包括以下步骤：

步骤一，原材料称量与混合

按照复混肥料的组分配方，将各种有机物、无机物称量后送入混料机，混合均匀，得到均匀的混合料；

步骤二，造粒

将步骤一获得的混合料送入造粒装置的造粒筒内，加入聚谷氨酸，并使聚谷氨酸与混合料混合均匀后，通入水蒸气，使造粒筒内的物料温度上升到60～70℃后进行造粒，得到湿润颗粒产物；

步骤三，烘干

将步骤二中得到的湿润颗粒产物送入到烘干筒中进行烘干，烘干筒的内部温度为120℃～140℃；得到干燥颗粒产物；

步骤四，冷却

将步骤三得到的干燥颗粒经冷却筒冷却至常温，得到冷却产物；

步骤五，筛分

将步骤四得到的冷却产物进行筛选，筛选出合格的颗粒；

步骤六，包覆

将步骤五得到的合格的颗粒使用枯草芽孢杆菌进行表面包覆，得到成品颗粒；

步骤七，包装

将步骤六得到的成品颗粒进行包装得到复混肥料。