CN111454101A

CN111454101A - 一种含硅富硒肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN111454101A
Application number: CN202010309227.XA
Authority: CN
Inventors: 周志远; 尹称意
Original assignee: Wuhan Xiugu Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Xiugu Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2020-07-28

Abstract

本发明公开了一种含硅富硒肥料，包括下述重量份配比的组分：蚯蚓酶解液10‑20份、硅藻土10‑20份、麦饭石5‑15份、牛胆粉5‑15份、黑土粉5‑10份、醋糟15‑25份、木薯渣10‑15份、硫酸锌5‑10份、硫酸钾5‑10份、过磷酸钙5‑10份、微生物菌剂3‑8份、纤维素醚2‑5份和羧甲基纤维素钠2‑5份；将硅藻土、麦饭石、蚯蚓酶解液等物质原料混合，使制备成的肥料中既含有植物所需的微量元素，又含有氨基酸、粗蛋白、粗灰分等营养物质；同时，以硅藻土对原料进行包覆，减少了养分的损失；以纤维素醚和羧甲基纤维素钠对原料再次进行包覆，达到双重包覆效果，使得肥效更持久，利用率更高。

Description

一种含硅富硒肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物肥料技术领域，更具体地说是涉及一种含硅富硒肥料及其制备方法。

背景技术

硅是人体必需的微量元素之一，占体重的0.026％。硅在结缔组织、软骨形成中是必需的，硅能将粘多糖互相连结，并将粘多糖结合到蛋白质上，形成纤维性结构，从而增加结缔组织的弹性和强度，维持结构的完整性；硅参与骨的钙化作用，在钙化初始阶段起作用，食物中的硅能增加钙化的速度，尤其当钙摄入量低时效果更为明显；胶原中氨基酸约21％为羟脯氨酸，脯氨酰羟化酶使脯氨酸羟基化，此酶显示最大活力时需要硅，通过对不同来源的胶原分析，结果显示硅是胶原组成成分之一。

硒是人体所必需的微量元素之一，具有营养、毒性和解毒三重生物学功能，对人体正常的代谢起着重要的调节作用，研究显示，癌症、心脏病、糖尿病等人体40多种疾病与体内缺硒有关系。

肥料是植物生长不可缺少的物质，肥料质量好坏关系农产品产量及质量。目前农业生产中常用的肥料是复合肥，复合肥中只含有N、P、K等微量元素，虽然能够基本满足植物整个生长发育期间的营养需求，但是植物结出的果实中营养价值较低，缺少硒、硅等稀有元素，进而使得食用者无法获得人体必要的微量元素。

目前，虽然市面上有一些肥料中加入了硅元素和硒元素，但是，在制备过程中，只是将几种物质简单地混合，施入土壤中后无法使养分得到缓慢释放，肥效得不到较好地发挥，且养分过早流失，无法被植株较好地吸收。

因此，如何提供一种可以有效防止养分流失的含硅富硒肥料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明将硅藻土、麦饭石、蚯蚓酶解液等物质原料混合，使制备成的肥料中既含有植物所需的微量元素，又含有氨基酸、粗蛋白、粗灰分等营养物质；同时，以硅藻土对原料进行包覆，减少了养分的损失；以纤维素醚和羧甲基纤维素钠对原料再次进行包覆，达到双重包覆效果，使得肥效更持久，利用率更高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含硅富硒肥料，包括下述重量份配比的组分：

蚯蚓酶解液10-20份、硅藻土10-20份、麦饭石5-15份、牛胆粉5-15份、黑土粉5-10份、醋糟15-25份、木薯渣10-15份、硫酸锌5-10份、硫酸钾5-10份、过磷酸钙5-10份、微生物菌剂3-8份、纤维素醚2-5份和羧甲基纤维素钠2-5份。

以上技术方案达到的技术效果是：蚯蚓酶解液中含有丰富的氨基酸、活性酶、小分子肽和维生素，以其作为肥料，可为植物提供丰富的营养；麦饭石和硅藻土中分别含有硒、硅等微量元素，便于植物体中积累硒、硅等微量元素，提高了植物果实的营养价值；牛胆粉、黑土粉、醋糟、木薯渣中含有大量的粗蛋白、粗纤维、灰分等营养物质，可为植物的生长发育提供养料；微生物菌剂中包含多种微生物，其作为发酵原料的菌剂，发酵完成后，发酵料中还会残存大量微生物，可起到疏松土壤，提高植物抗逆性的效果。

作为本发明优选的技术方案，所述微生物菌剂包括：酵母菌菌剂、木霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂，且三者的重量份配比为(1-3)∶(3-7)∶(1-5)。

一种含硅富硒肥料的制备方法，包括下述步骤：

1)称量：称取蚯蚓酶解液、硅藻土、麦饭石、牛胆粉、黑土粉、醋糟、木薯渣、硫酸锌、硫酸钾、过磷酸钙、微生物菌剂、纤维素醚和羧甲基纤维素钠，备用；

2)发酵：将称量得到的牛胆粉、黑土粉、醋糟、木薯渣和微生物菌剂混合，并在25-30℃下发酵10-15h，得到发酵料；

3)制备硅藻土包覆材料：先将硅藻土与等重量的水混合，搅拌，得到硅藻土浆料；然后向硅藻土浆料中加入蚯蚓酶解液、麦饭石、硫酸锌、硫酸钾、过磷酸钙和发酵料，混匀，得到硅藻土包覆材料；

4)制备缓释包膜剂：将纤维素醚、羧甲基纤维素钠与去离子水混合，并加热至60-80℃，制成缓释包膜剂；

5)造粒、喷涂：将步骤3)所得硅藻土包覆材料造粒，并在制得的颗粒表面喷涂缓释包膜剂，包膜后的颗粒经干燥、冷却后，得含硅富硒肥料。

以上技术方案达到的技术效果是：以硅藻土对原料进行包覆，减少了养分的损失；以纤维素醚和羧甲基纤维素钠对原料再次进行包覆，达到双重包覆效果，使得肥效更持久，利用率更高。

先对木薯渣、醋糟等原料进行发酵，可使木薯渣、醋糟中的大分子物质被分解，便于植物根部对营养物质的吸收和利用。

硅藻土本身吸水性强，将硅藻土与水混合，可制备成浆料，由于其具备多孔疏松的特性，将原料与其混合，可充分将原料吸附包埋，防止养分的流失；以纤维素醚和羧甲基纤维素钠对硅藻土包覆材料进行喷涂，使得肥料再次被包埋，进而使得肥效缓慢释放，进一步防止了养分的流失。

作为本发明优选的技术方案，所述蚯蚓酶解液的制备过程如下：

1)将无菌水加热至沸腾，再自然降温至50-70℃；

2)将鲜活蚯蚓称重，按蚯蚓与水的重量比为1∶10-15加入到无菌水中，并将蚯蚓和无菌水放入酶解柜中进行酶解，每隔1-2h搅拌一次，期间要不断观察温度变化，保持酶解柜温度在40-65℃的范围直到蚯蚓完全液化，得到蚯蚓酶解液。

以上技术方案达到的技术效果是：蚯蚓体内含有琥珀酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、赖氨酸等，蚯蚓的脂类部分中含硬脂酸、棕榈酸、高度不饱和脂肪酸、磷脂、胆甾醇等；因此，将其酶解，其酶解液中含有大量的氨基酸，可促进植物对微量元素的吸收、提高植物的抗逆性、促进植物中叶绿素含量的积累，进而促进其光合作用。

作为本发明优选的技术方案，步骤3)中，将硅藻土与等重量的水混合后，搅拌10-20min。

作为本发明优选的技术方案，步骤4)中，去离子水的量为纤维素醚和羧甲基纤维素钠的总质量之和。

作为本发明优选的技术方案，步骤5)中，包膜后的颗粒在40-50℃下干燥1-2h，然后冷却至室温。

经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种含硅富硒肥料及其制备方法，达到的技术效果是：

1)肥料中加入了硅、硒等微量元素，植物将微量元素吸收后，淀积在表皮细胞中的硅使植株挺拔，叶片与茎杆夹角变小，改善了植株的受光势，提高了植株对光的截获与利用；硒能促进植物中蛋白质、可溶性糖、DNA、RNA含量，进而促进植物的生长；

2)蚯蚓酶解液中的氨基酸可促进植物对硅、硒、氮、磷、钾等微量元素的吸收，因此，蚯蚓酶解液与各原料间具备协同增效作用；

3)硅藻土、纤维素醚、羧甲基纤维素钠可对肥料进行包埋，使得肥效在土壤中缓慢释放，防止了阴雨天雨水造成的养分的流失；同时防止了肥效释放过快，植物吸收速率有限，造成的营养成分吸收不完全，利用率低的问题。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例中，木霉菌、酵母菌及枯草芽孢杆菌均购自北纳生物；

其中，木霉菌为绿色木霉菌，编号为CGMCC3.2942；酵母菌为酿酒酵母，编号为BNCC141375；枯草芽孢杆菌为BNCC109047。

实施例1制备蚯蚓酶解液

1)将无菌水加热至沸腾，再自然降温至50℃；

2)将鲜活蚯蚓3kg，加入到30kg无菌水中，并将蚯蚓和无菌水放入酶解柜中进行酶解，每隔1h搅拌一次，期间要不断观察温度变化，保持酶解柜温度在40℃直到蚯蚓完全液化，得到蚯蚓酶解液一。

实施例2制备蚯蚓酶解液

1)将无菌水加热至沸腾，再自然降温至70℃；

2)将鲜活蚯蚓3kg，加入到45kg无菌水中，并将蚯蚓和无菌水放入酶解柜中进行酶解，每隔2h搅拌一次，期间要不断观察温度变化，保持酶解柜温度在65℃直到蚯蚓完全液化，得到蚯蚓酶解液二。

实施例3制备蚯蚓酶解液

1)将无菌水加热至沸腾，再自然降温至60℃；

2)将鲜活蚯蚓3kg，加入到30kg无菌水中，并将蚯蚓和无菌水放入酶解柜中进行酶解，每隔1.5h搅拌一次，期间要不断观察温度变化，保持酶解柜温度在50℃直到蚯蚓完全液化，得到蚯蚓酶解液三。

以GB/T14965-1994中的方法测定蚯蚓酶解液一、蚯蚓酶解液二和蚯蚓酶解液三中的氨基酸含量，结果见表1；

表1

实施例4制备含硅富硒肥料

一种含硅富硒肥料的制备方法，包括下述步骤：

1)称量：称取蚯蚓酶解液三10份、硅藻土10份、麦饭石5份、牛胆粉5份、黑土粉5份、醋糟15份、木薯渣10份、硫酸锌5份、硫酸钾5份、过磷酸钙5份、微生物菌剂3份、纤维素醚2份和羧甲基纤维素钠2份，备用；

其中，微生物菌剂由绿色木霉菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌按照1∶3∶1的重量份配比而成；

2)发酵：将称量得到的牛胆粉、黑土粉、醋糟、木薯渣和微生物菌剂混合，并在25℃下发酵10h，得到发酵料；

3)制备硅藻土包覆材料：先将硅藻土与等重量的水混合，搅拌10min，得到硅藻土浆料；然后向硅藻土浆料中加入蚯蚓酶解液、麦饭石、硫酸锌、硫酸钾、过磷酸钙和发酵料，混匀，得到硅藻土包覆材料；

4)制备缓释包膜剂：将纤维素醚、羧甲基纤维素钠与去离子水混合，去离子水的量为纤维素醚和羧甲基纤维素钠的总质量之和；并加热至60℃，制成缓释包膜剂；

5)造粒、喷涂：将步骤3)所得硅藻土包覆材料造粒，并在制得的颗粒表面喷涂缓释包膜剂，包膜后的颗粒在40℃下干燥1h，然后冷却至室温，得含硅富硒肥料。

实施例5

一种含硅富硒肥料的制备方法，包括下述步骤：

1)称量：称取蚯蚓酶解液三20份、硅藻土20份、麦饭石15份、牛胆粉15份、黑土粉10份、醋糟25份、木薯渣15份、硫酸锌10份、硫酸钾10份、过磷酸钙10份、微生物菌剂8份、纤维素醚5份和羧甲基纤维素钠5份，备用；

其中，微生物菌剂由绿色木霉菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌按照3∶7∶5的重量份配比而成；

2)发酵：将称量得到的牛胆粉、黑土粉、醋糟、木薯渣和微生物菌剂混合，并在30℃下发酵15h，得到发酵料；

3)制备硅藻土包覆材料：先将硅藻土与等重量的水混合，搅拌20min，得到硅藻土浆料；然后向硅藻土浆料中加入蚯蚓酶解液、麦饭石、硫酸锌、硫酸钾、过磷酸钙和发酵料，混匀，得到硅藻土包覆材料；

4)制备缓释包膜剂：将纤维素醚、羧甲基纤维素钠与去离子水混合，去离子水的量为纤维素醚和羧甲基纤维素钠的总质量之和；并加热至80℃，制成缓释包膜剂；

5)造粒、喷涂：将步骤3)所得硅藻土包覆材料造粒，并在制得的颗粒表面喷涂缓释包膜剂，包膜后的颗粒在50℃下干燥2h，然后冷却至室温，得含硅富硒肥料。

实施例6

一种含硅富硒肥料的制备方法，包括下述步骤：

1)称量：称取蚯蚓酶解液三15份、硅藻土15份、麦饭石10份、牛胆粉10份、黑土粉8份、醋糟20份、木薯渣12份、硫酸锌7份、硫酸钾6份、过磷酸钙6份、微生物菌剂5份、纤维素醚4份和羧甲基纤维素钠3份，备用；

其中，微生物菌剂由绿色木霉菌、酿酒酵母和枯草芽孢杆菌按照2∶4∶3的重量份配比而成；

2)发酵：将称量得到的牛胆粉、黑土粉、醋糟、木薯渣和微生物菌剂混合，并在28℃下发酵12h，得到发酵料；

3)制备硅藻土包覆材料：先将硅藻土与等重量的水混合，搅拌15min，得到硅藻土浆料；然后向硅藻土浆料中加入蚯蚓酶解液、麦饭石、硫酸锌、硫酸钾、过磷酸钙和发酵料，混匀，得到硅藻土包覆材料；

4)制备缓释包膜剂：将纤维素醚、羧甲基纤维素钠与去离子水混合，去离子水的量为纤维素醚和羧甲基纤维素钠的总质量之和；并加热至70℃，制成缓释包膜剂；

5)造粒、喷涂：将步骤3)所得硅藻土包覆材料造粒，并在制得的颗粒表面喷涂缓释包膜剂，包膜后的颗粒在45℃下干燥1.5h，然后冷却至室温，得含硅富硒肥料。

实施例7

2015年，在河北省邯郸市涉县某地选取30*300m的试验田，进行山东烟台富士苹果的种植，在对苹果苗种植后，其中，30*200m的面积的苹果对其施加实施例6中制备的肥料(试验组)，剩下的苹果苗施加普通的复合肥(NH₄NO₃∶KH₂PO₃∶K₂SO₄＝1∶1∶1)(对照组)，施肥量均为200kg/亩，2年后，果实成熟，统计2017年～2019年苹果的亩产量，结果见表2；

表2

	2017年	2018年	2019年
				对照组	1005.3kg	1504.7kg	1607.1kg
试验组	1080.7kg	2014.5kg	2507.3kg

由表2可知，实施例6中制备得到的含硅富硒肥料较常规的复合肥可以显著提高苹果的产量。

同时，选取对照组和试验组中的苹果果实100g，用自来水洗净苹果表面杂质，然后用去离子水冲洗干净，于60℃烘箱中烘干，称取烘干样约1.5g，准确至0.0001g于消解管中，按浓硝酸和高氯酸3∶1加入混合酸18mL，在消解炉中进行灰化处理，消解至接近无色，取出冷却至室温，将溶液无损失地转移到50mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。即得到待测的样品溶液。

准确吸取10.0mL1000g/mL的各元素标准溶液，用0.5mol/L硝酸稀释定容至100mL，摇匀，制成浓度为100g/mL的钙、镁、铁、锰、铜、锌、硅、硒标准使用溶液，然后根据需要逐级稀释配制成各元素相应质量浓度，作为标准溶液备用。

采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定，各元素测定结果见表3；(ug/g)

表3

由表3可知，实施例6中制备得到的肥料，可以显著促进苹果果实中微量元素的积累，提高果实的营养价值。

实施例8

以硅藻土15份、麦饭石10份、牛胆粉10份、黑土粉8份、醋糟20份、木薯渣12份、硫酸锌7份、硫酸钾6份、过磷酸钙6份、微生物菌剂5份、纤维素醚4份和羧甲基纤维素钠3份为原料，按照实施例6的方式制备肥料，并按照实施例7的方法施入土壤中，统计2019年苹果的亩产量及微量元素含量，记为试验组1；

以蚯蚓酶解液三15份、硅藻土15份、麦饭石10份、牛胆粉10份、黑土粉8份、醋糟20份、木薯渣12份、硫酸锌7份、硫酸钾6份、过磷酸钙6份和微生物菌剂5份为原料，按照实施例6中的方法制备肥料，并按照实施例7的方法施入土壤中，统计2019年苹果的亩产量及微量元素含量，记为试验组2；

结果如表4所示；

表4

由表4可知，蚯蚓酶解液可以显著促进植物对微量元素的吸收和利用，肥料中不加入蚯蚓酶解液，使得苹果中微量元素的含量显著降低，且亩产量差距明显；肥料中去除纤维素醚和羧甲基纤维素钠后，虽然产量差距和微量元素含量的差距相对来说不明显，但是也可证实，纤维素醚和羧甲基纤维素钠确实可以提高产量和果实中微量元素含量，推测可能是二者联合使用，使得肥效缓慢释放，提高植物对肥料的利用率，进而提高产量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种含硅富硒肥料，其特征在于，包括下述重量份配比的组分：

2.根据权利要求1所述的一种含硅富硒肥料，其特征在于，所述微生物菌剂包括：酵母菌菌剂、木霉菌菌剂和枯草芽孢杆菌菌剂，且三者的重量份配比为(1-3)∶(3-7)∶(1-5)。

3.根据权利要求2所述的一种含硅富硒肥料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

4.根据权利要求3所述的一种含硅富硒肥料的制备方法，其特征在于，所述蚯蚓酶解液的制备过程如下：

1)将无菌水加热至沸腾，再自然降温至50-70℃；

5.根据权利要求3所述的一种含硅富硒肥料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将硅藻土与等重量的水混合后，搅拌10-20min。

6.根据权利要求3所述的一种含硅富硒肥料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，去离子水的量为纤维素醚和羧甲基纤维素钠的总质量之和。

7.根据权利要求3所述的一种含硅富硒肥料的制备方法，其特征在于，步骤5)中，包膜后的颗粒在40-50℃下干燥1-2h，然后冷却至室温。