CN111689811A - 一种缓释型促光合复混肥的制备方法 - Google Patents

一种缓释型促光合复混肥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，制得腐熟发酵料；(2)将腐熟发酵料风干后粉碎，再向粉碎料中加入氧化型谷胱甘肽和无机营养粉末，混匀后送入造粒机中造粒；(3)取聚乙烯醇与水混合后升温搅拌至完全溶解，依次向其中加入壳聚糖和二氧化硅，得到包膜剂；(4)将所得颗粒浸入包膜剂中，取出后常温吹干至恒重，即得本发明复混肥。本发明复混肥制备方法简单，易于工厂规模化生产，同时营养成分均衡，并有力的促进植物生长期间的光合作用，为减少种植劳动力投入、提高作物产量提供有力的技术支持。

Description

一种缓释型促光合复混肥的制备方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，尤其涉及一种缓释型促光合复混肥的制备方法。
背景技术
当前粮食作物的生产中，存在长期使用单一化肥的情况，该情况会导致养分利用率低、土壤肥力、土壤可持续生产能力下降和无法保证粮食稳产高产的状态。而长期施用有机肥则能够维持土壤生产功能，有机肥与常规化肥配施(即有机肥替代部分化肥施用)越来越被生产所重视，该方法也是从国家到地方农业生产逐渐推广的施肥方式。即形成了具备一定功能的有机无机复混肥料。
与此同时在植物种植过程中，光照是影响植物产量和品质的重要环境因素，尤其在植物后期果实生长期间，雾霾、阴雨等会对植物产量造成巨大影响，如何缓解恶劣的环境条件对植物生产造成的不良影响，是近年来大家关注的热点问题，通过人工光补充技术可在一定程度上改善寡照状况，但其具有成本高、使用场地受限的问题。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种缓释型促光合复混肥的制备方法。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比(65-75)：(18-22)：(7-9)：(1-3)混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过40-60目筛，再向粉碎料中加入氧化型谷胱甘肽和无机营养粉末，混匀后送入造粒机中造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：(10-12)混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，依次向其中加入壳聚糖和二氧化硅，保持温度反应2-4小时，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中，取出后常温吹干至恒重，即得本发明复混肥。
优选的，所述步骤1中植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣的质量比为70：20：8：2。
进一步的，所述步骤1中发酵时每隔3-5天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续20-30天。
进一步的，所述步骤2中氧化型谷胱甘肽的加入量为粉碎料质量的3-5％。
进一步的，所述步骤2中无机营养粉末的加入量为粉碎料质量的10-15％。
进一步的，所述步骤2中无机营养粉末由硝酸铵、过磷酸钙、氮化钾、磷酸一铵、草木灰、钙镁磷肥中的任意一种或几种任意比例的组合。
进一步的，所述步骤2中造粒时控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒。
进一步的，所述步骤3中壳聚糖的加入量为混合液质量的1.5-2.5％。
进一步的，所述步骤3中二氧化硅的加入量为混合液质量的0.8-1.2％。
进一步的，所述步骤4中颗粒浸入包膜剂中2-5秒即可取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜。
本发明的优点是：
本发明复混肥在传统复混肥料有机、无机养分搭配的基础上额外增加了氧化型谷胱甘肽成分，经植物吸收后能够在弱光条件下，植物细胞中的氧化型谷胱甘肽还原转化为还原型谷胱甘肽，能够减轻植物细胞的脂质过氧化作用，从而减弱弱光对植物生长的抑制，进而提高光合作用。
由于植物在生长期间，其绿叶是逐步萌发的，因此其光合作用也随着植物的生长不断加强，为了满足植物后期繁盛期的光合需求，因此再向肥料中引入包膜剂成分，将营养物质以及氧化型谷胱甘肽通过包膜的方式进行缓释，以配合植物生长期间对营养和光合作用不断增加的需求。
在包膜材料方面采用无毒无害的聚乙烯醇材料，而单独使用在降解效率、耐水性上有所欠缺，因此通过壳聚糖的引入，令聚乙烯醇结构中的-OH键和壳聚糖中的-OH键或-NH2键之间形成氢键，以改善其性能，令其在土壤中的降解效率、降解时间能够匹配植物生长周期，达到营养物质和氧化型谷胱甘肽适时缓释的目的。
本发明复混肥制备方法简单，易于工厂规模化生产，同时营养成分均衡，并有力的促进植物生长期间的光合作用，为减少种植劳动力投入、提高作物产量提供有力的技术支持。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比65：18：7：1混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，发酵时每隔3天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续20天，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过40目筛，再向粉碎料中加入粉碎料质量3％的氧化型谷胱甘肽和10％的过磷酸钙和氮化钾，混匀后送入造粒机中造粒，控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：10混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，依次向其中加入混合液质量1.5％的壳聚糖和0.8％的二氧化硅，保持温度反应2小时，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中2秒取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜，取出后常温吹干至恒重，即得复混肥。
实施例2
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比75：22：9：3混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，发酵时每隔5天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续30天，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过60目筛，再向粉碎料中加入粉碎料质量5％的氧化型谷胱甘肽和15％的硝酸铵和钙镁磷肥，混匀后送入造粒机中造粒，控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：12混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，依次向其中加入混合液质量2.5％的壳聚糖和1.2％的二氧化硅，保持温度反应4小时，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中5秒取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜，取出后常温吹干至恒重，即得复混肥。
实施例3
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比70：20：8：2混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，发酵时每隔4天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续25天，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过50目筛，再向粉碎料中加入粉碎料质量4％的氧化型谷胱甘肽和12％的磷酸一铵和草木灰，混匀后送入造粒机中造粒，控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：11混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，依次向其中加入混合液质量2％的壳聚糖和1％的二氧化硅，保持温度反应3小时，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中3秒取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜，取出后常温吹干至恒重，即得复混肥。
对比例1
较实施例3，在本对比例中不加入氧化型谷胱甘肽成分，具体步骤如下：
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比70：20：8：2混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，发酵时每隔4天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续25天，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过50目筛，再向粉碎料中加入粉碎料质量12％的磷酸一铵和草木灰，混匀后送入造粒机中造粒，控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：11混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，依次向其中加入混合液质量2％的壳聚糖和1％的二氧化硅，保持温度反应3小时，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中3秒取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜，取出后常温吹干至恒重，即得复混肥。
对比例2
较实施例3，在本对比例中包膜工艺中仅使用聚乙烯醇材料，具体步骤如下：
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比70：20：8：2混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，发酵时每隔4天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续25天，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过50目筛，再向粉碎料中加入粉碎料质量4％的氧化型谷胱甘肽和12％的磷酸一铵和草木灰，混匀后送入造粒机中造粒，控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：11混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中3秒取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜，取出后常温吹干至恒重，即得复混肥。
对比例3
较实施例3，在本对比例中不采用包膜工艺，直接造粒，具体步骤如下：
一种缓释型促光合复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比70：20：8：2混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，发酵时每隔4天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续25天，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过50目筛，再向粉碎料中加入粉碎料质量4％的氧化型谷胱甘肽和12％的磷酸一铵和草木灰，混匀后送入造粒机中造粒，控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒，即得复混肥。
具体测试在塑料大棚中进行，大棚规格为跨度8米、中部高2.2米、长40米，设置6个处理，分别为实施例1、2、3和对比例1、2、3，每个处理均种植同一批次的苋菜，种植时间为期40天，为了更明显的看出光和速率的影响，在种植期内人工进行部分遮光。
叶片光合速率测试：采用便携式光合仪，对通生长期的叶片进行测试，每组测试3次，取平均值，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002559680880000061
由表1可以看出，实施例1、2、3的苋菜在生长期间，在20天、40天均有更大的光合速率，且随着叶片逐渐繁盛，并随着肥料的缓释作用补充氧化型谷胱甘肽促进光合作用，其光和速率也得到提高；对比例1中由于未加入氧化型谷胱甘肽成分，因此全生长期光和速率都低于实施例；对比例2中采用单一聚乙烯醇材料包膜，其降解速率较慢，因此物质析出受到限制，略微减少了各时期的光和速率，但影响不是很大；对比例3中未采用包膜工艺，因此氧化型谷胱甘肽在短期全部释放，在20天时即能够与实施例一样，达到上限值，但之后随着氧化型谷胱甘肽的减少，光和速率开始减慢，其增加的部分仅为繁盛期叶片生长带来的光合作用的提高；与此同时实施例的产量较对比例1、2、3也均有不同幅度的提高。
肥料包膜降解率的测试：利用万分之一电子分析天平称量每个样品降解前后的质量，用其差值与降解前质量之比求得降解率，结果如表2所示。
表2
包膜降解率(10天) 包膜降解率(20天) 包膜降解率(40天)
实施例1 10.7％ 14.8％ 21.6％
实施例2 10.4％ 14.6％ 20.9％
实施例3 11.0％ 15.3％ 21.8％
对比例1 10.4％ 14.7％ 21.2％
对比例2 6.9％ 11.5％ 17.4％
对比例3 无 无 无
由表2可以看出，仅使用聚乙烯醇材料进行包膜，其降解速率较壳聚糖的引入后大幅降低，不仅影响了肥料中营养物质的缓释，达不到养分按需供给的目的，同时难以的降解的特点也加大了后期土壤清理工作，不利于后续种植的开展。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣按质量比(65-75)：(18-22)：(7-9)：(1-3)混合后粉碎，送入发酵罐中密封发酵，制得腐熟发酵料；
(2)将上述腐熟发酵料风干后粉碎过40-60目筛，再向粉碎料中加入氧化型谷胱甘肽和无机营养粉末，混匀后送入造粒机中造粒；
(3)取聚乙烯醇与水按质量比1：(10-12)混合后升温至90℃，搅拌至完全溶解，依次向其中加入壳聚糖和二氧化硅，保持温度反应2-4小时，得到包膜剂；
(4)将步骤3所得颗粒浸入包膜剂中，取出后常温吹干至恒重，即得本发明复混肥。
2.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤1中植物秸秆、畜禽粪便、黄腐酸、菌渣的质量比为70：20：8：2。
3.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤1中发酵时每隔3-5天翻堆一次，每次将底部发酵料翻至最上层，发酵期间控制酵堆中心温度不超过70℃，发酵持续20-30天。
4.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤2中氧化型谷胱甘肽的加入量为粉碎料质量的3-5％。
5.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤2中无机营养粉末的加入量为粉碎料质量的10-15％。
6.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤2中无机营养粉末由硝酸铵、过磷酸钙、氮化钾、磷酸一铵、草木灰、钙镁磷肥中的任意一种或几种任意比例的组合。
7.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤2中造粒时控制粒径在3-8mm之间，其他颗粒粉碎后重新造粒。
8.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤3中壳聚糖的加入量为混合液质量的1.5-2.5％。
9.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤3中二氧化硅的加入量为混合液质量的0.8-1.2％。
10.根据权利要求1所述的缓释型促光合复混肥的制备方法，其特征在于，所述步骤4中颗粒浸入包膜剂中2-5秒即可取出，取出后令包膜剂在颗粒表面流延，自然成膜。
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