CN114538992A - 一种高效水溶性微生物复合肥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效水溶性微生物复合肥，其颗粒从外到内依次由pH调节剂、包膜、吸附肥料主体的磁载体内芯组成，均含碱性物质，综合利用化学、物理、生物三种作用，相互协同，能快速改善土壤酸性，并持续改良土质，起到防止复酸的效果，提高肥效，实现作物增产。pH调节剂附着在包膜上，更易于在复合肥颗粒周围形成适宜的微环境，提高微生物活性和磷肥肥效。尤其适宜用作中国南方酸性红土种植作物的肥料。

Description

一种高效水溶性微生物复合肥
技术领域
本发明属于肥料技术领域，尤其涉及一种高效水溶性微生物复合肥。
背景技术
水溶性复合肥料，是指可以完全溶于水的多元复合肥料，其水溶性好，更易被作物吸收，且吸收利用率相对较高。将水溶性复合肥溶解后，可以通过喷滴灌等方法施肥，实现水肥一体化，具有省水省肥省工的显著优点。
微生物复合肥料，是指包含两种以上微生物的肥料，一般会将微生物与其他有机或无机添加剂混合制备。通过微生物的生命活动，可以增加植物营养元素的供应量，有些微生物的活动还可以产生植物生长激素，实现促进植物对营养元素的吸收利用、拮抗病原微生物、减轻病虫害，从而实现增产的作用。许多微生物肥料还有助于缓解土壤板结，保持微生态平衡的作用，相较于传统化肥，对环境更加友好。其缺点主要在于，微生物受温度、pH、渗透压等周围环境影响大，储存不当易失活失效。现有技术常将微生物负载于载体中，起到保护、缓释等作用。但微生物在不适宜的环境中使用时肥效也将受到影响。
由于特定的自然地理和地质环境条件，中国南方地区的土壤多为红土。红土土壤含铁、铝成分多，有机质少，酸性强，土质黏重，属于低产土壤之一。红土的酸性较强，不利于微生物菌落的平衡，土壤力低，直接使用微生物肥料的肥效也不高。中国专利CN 111386784A公开了《一种适用于南方烟田的土壤改良方法》，包括红土pH值改良、红土底肥施作、红土微生物有机肥-菌落调整和红土绿肥施作四个步骤。该改良方法可改善红土酸性的性质，提高烟田土壤的微生物菌落平衡的稳定性。此红土进行改良的方法繁琐，耗时耗力、难以操作，且效果并不理想，容易发生复酸现象。中国专利CN 107365236 A公开了《一种调理酸性土壤的肥料》，用猪粪、松皮、杨梅树皮、椰子壳份、荞麦壳、麦饭石、酱油渣、复合生物菌作为原料，通过酸碱中和，调节土壤酸性，通过微生物作用，活化土壤，提供营养元素和生理活性物质，提高作物抗逆能力，增产节资。此原料成分对土壤酸性的调理速度慢、效果不好，投放到酸性土壤中，微生物的活性受抑制，肥效低。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高效水溶性微生物复合肥。利用高效水溶特性，快速释放有效物质于土壤中，调节外环境，形成有利于微生物生长繁殖的微环境。进一步释放出微生物，利用其生物活性，进一步改良土壤，同时促进植物生长，实现增产。尤其适宜用作中国南方酸性红土种植作物的肥料。
一种高效水溶性微生物复合肥，其颗粒结构从外到内依次由包膜、吸附肥料主体的磁载体内芯组成。
所述高效水溶性微生物复合肥的生产方法，包括以下步骤：
1)将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，搅拌吸附，干燥，粉碎，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，再经干燥，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)包膜微生物复合肥颗粒经磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
优选的，所述高效水溶性微生物复合肥，其颗粒结构从外到内依次由pH调节剂、包膜、吸附肥料主体的磁载体内芯组成。
所述高效水溶性微生物复合肥的生产方法，包括以下步骤：
1)将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，搅拌吸附，干燥，粉碎，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，再经干燥，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)利用真空喷涂设备，将pH调节剂均匀喷涂至包膜微生物复合肥颗粒上，再经干燥，得到复合肥颗粒粗品；
5)复合肥颗粒粗品经磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
进一步优选的，所述高效水溶性微生物复合肥的生产方法，包括以下步骤：
1)按照料液比(1-2)g:(2-3)g:(20-30)g:(60-80)mL将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)按照料液比(15-20)g:(50-60)mL将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，60-80rpm转速下搅拌1-2h，然后在-35-(-30)℃冷冻干燥10-20h，粉碎并过200-300目筛，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，包膜液用量为吸附肥料主体的磁载体内芯重量的0.6-0.8倍，喷涂完毕后经40-50℃鼓风干燥2-3h，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)利用真空喷涂设备，将pH调节剂均匀喷涂至包膜微生物复合肥颗粒上，pH调节剂用量为包膜复合肥颗粒重量的0.7-1.0倍，喷涂完毕后经40-50℃鼓风干燥2-3h，得到复合肥颗粒粗品；
5)将复合肥颗粒粗品在场强1-3T条件下进行5-10s磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
所述磁载体内芯的制备方法，包括以下步骤：
将内芯颗粒粉碎并过200-300目筛，与水按照料液比(30-40)g:(10-15)mL混合，在40-60rpm转速下搅拌20-30min，压片机压成薄片，制得内芯片，将所述内芯片在400-600℃煅烧2-3h后，粉碎并过200-300目筛，得到磁载体内芯。
所述内芯颗粒由粉煤灰和牡蛎壳粉按照重量比(2-3):(1-2)组成。
所述氨基酸螯合盐由氨基酸螯合锌、氨基酸螯合铜、氨基酸螯合锰、氨基酸螯合镁按照重量比(1.5-2):(0.2-0.5):(0.5-0.8):(1-1.2)组成。
所述氮磷钾肥由硝酸铵、磷酸二氢钾、尿素按照重量比(2-4):(1.5-2.5):(1-1.5)组成。
所述包膜液的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖按照料液比1g:(80-100)mL溶解于2-3％的乙酸水溶液中，60-80rpm转速下搅拌1-2h即得。
所述pH调节剂为氢氧化钙分散液。
红土形成过程中吸收了大量腐殖质，腐殖质是有机物经微生物分解转化形成的胶体物质，呈弱酸性，主要成分为胡敏素、胡敏酸、富丽酸。这些胶体状态的物质使红土土质黏重，加上其长期演变过程中产生硫化氢及多种有机酸，是造成红土酸化的重要原因之一。红土pH大多小于5.5，此时，若施用普通肥料，磷酸根易与红土中含量丰富的铁、铝结合形成磷酸铁、磷酸铝被固定，失去肥效；施用微生物肥料时，由于大部分微生物生长繁殖适宜的pH为6.0-8.0，在环境pH小于6.0时，微生物活性下降，有机质分解缓慢，造成植物营养元素供应不足。腐殖质具有巨大的比表面积和亲水基团，携带负电荷，可吸附K+、Ca2+、Mg2+、NH4+等阳离子使之免于流失，且其吸附能力比粘土矿物大20-30倍，因此具有优秀的保水、保肥作用。但由于通气透水性差，影响植物根部呼吸，且吸附固化的微量元素释放缓慢，易造成作物生长不良。
本发明高效水溶性微生物复合肥颗粒从外到内依次为pH调节剂、包膜、吸附肥料主体的磁载体内芯。吸附肥料主体的磁载体内芯的基体由粉煤灰与牡蛎壳粉制备而成，为多孔微球，吸附性好，对肥料主体中微生物、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥有缓释作用，降低雨水冲刷流失对肥力的影响。粉煤灰常被用来降低土质黏度，改善土壤微团粒结构，提高土壤透水性；经磁化处理后赋予肥料颗粒“剩磁”，可降低土壤酸度，促进阳离子交换进而促进微量元素的吸收，还能提高微生物酶活，对作物有明显的增产作用。牡蛎壳粉为碱性粉末，含大量碳酸钙，有效防止土壤复酸，持续改良土壤，其重金属含量相较于粉煤灰更少，且提供氨基酸营养物质，及钙、镁等多种微量元素，提高肥力。
所述氢氧化钙分散液的制备方法，包括以下步骤：
按照重量份计，将5-8份生石灰粉加入100-110份水中，60-80rpm速度搅拌反应1-2h，减压脱水，在55-60℃真空干燥5-8h，得到石灰粉，将所述石灰粉按照料液比1g:(10-15)mL加入50-70wt％的乙醇水溶液中，200-300W、25-35kHz超声分散3-5min，得到氢氧化钙分散液。
优选的，所述pH调节剂为改性氢氧化钙分散液，所述改性氢氧化钙分散液的制备方法，包括以下步骤：按照重量份计，将5-8份生石灰粉加入8-10份改性剂中，搅拌均匀后加入100-110份水，60-80rpm速度搅拌下升温至75-80℃，保温反应1-2h，自然冷却至55-60℃，减压脱水，在55-60℃真空干燥5-8h，得到改性石灰粉，将所述改性石灰粉按照料液比1g:(10-15)mL加入50-70wt％的乙醇水溶液中，200-300W、25-35kHz超声分散3-5min，得到改性氢氧化钙分散液。
所述改性剂选自1,3-丁二醇、丙三醇、异丙醇、季戊四醇、双酚AF中的至少一种。
优选的，所述改性剂由1,3-丁二醇和双酚AF按照重量比(2-3)：(0.8-1.2)组成。
生石灰粉在水中反应生成氢氧化钙，常用于降低土壤酸度，改良土壤结构，但氢氧化钙在水中溶解度低，用悬浊液直接喷涂在肥料颗粒包膜微生物复合肥颗粒表面时，易造成喷涂设备堵塞；追肥时，由于碱性较强，操作不当易对作物根系产生伤害；且氢氧化钙在包膜微生物复合肥颗粒表面附着力低易脱落，含量少，使用后对土壤酸度的改善效果不好。经1,3-丁二醇改性，利用静电作用和氢键作用在氢氧化钙生成晶体时包覆在粒子表面，降低改性氢氧化钙粒度，提高其在水中的分散性和溶解性，便于喷涂，所得pH调节剂中氢氧化钙浓度提高，少量使用即可达到更好的降酸效果。但在壳聚糖表面的附着力依然不高。双酚AF的苯环空间位阻大，对氢氧化钙晶体包覆效果更好，改性氢氧化钙粒度更小，分散性更好，在乙醇中溶解性好，但在水中溶解性较低。双酚AF中酚羟基和氟原子表面负电荷与壳聚糖氨基正电荷相互诱导结合，使改性后的pH调节剂在包膜上附着力提高，更易于在复合肥颗粒周围形成适宜的微环境，提高微生物活性和磷肥肥效。1,3-丁二醇与双酚AF作为改性剂共同使用，在氢氧化钙颗粒表面提供有效包覆，提高氢氧化钙颗粒的分散性，以及在乙醇水溶液中的溶解度，便于喷涂和后期干燥；同时提高pH调节剂在包膜上的附着力；肥料遇水后的初始碱性更低，有效避免追肥时对作物根系的伤害。此外，改性后pH调节剂不易与空气中水和二氧化碳反应，稳定性提高，更有利于保存。
本发明一种高效水溶性微生物复合肥的使用方法，可以将所述高效水溶性微生物复合肥溶于水中，采用喷滴灌等方法施肥；也可以将所述高效水溶性微生物复合肥与土壤按照一定比例混合后加水拌匀，直接种植作物。
本发明的有益效果：本发明高效水溶性微生物复合肥的颗粒从外到内依次由pH调节剂、包膜、吸附肥料主体的磁载体内芯组成，均含碱性物质，相互协同，能快速改善土壤酸性，并持续改良土质，起到防止复酸的效果，提高肥效，实现作物增产。(1)通过pH调节剂，快速降低土壤酸性，形成适宜微生物生长的微环境，并能改善酸性导致土壤磷肥失效的情况；(2)通过包膜，保护吸附肥料主体的磁载体内芯上的有效成分，并在经pH调节剂处理后的适宜环境下自动将其释放，使有效成分快速起效，肥力充足，利用微生物的生物活性促进作物生长增产、持续改良土质；(3)吸附肥料主体的磁载体内芯对肥料主体有缓释作用，防止肥力随雨水流失，且磁载体内芯对土壤有改良效果，降低酸度并防止土壤复酸；经磁化处理可其颗粒“剩磁”，有助于促进微量元素的吸收，提高微生物酶活，对作物有明显的增产作用。
具体实施方式
实施例和对比例所用原料如下：
壳聚糖，采购自山东奥康生物科技有限公司，脱乙酰度为85％，粘度：300mpa.s。
粉煤灰，采购自灵寿县嘉功矿产品有限公司，325目。
生石灰粉，采购自巩义市华康水处理材料有限公司，200目。
牡蛎壳粉，采购自西安优硕生物科技有限公司，80目，货号：YS-158。
EM菌剂，采购自北京耀凯鹏程生物科技有限公司，微生物含量≥20亿/g，主要菌种为胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、光合菌、乳酸菌、酵母菌。
实施例1
高效水溶性微生物复合肥的生产方法，步骤如下：
1)按照料液比1.5g:2g:25g:70mL将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)按照料液比18g:55mL将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，70rpm转速下搅拌1.5h，然后在-30℃冷冻干燥12h，粉碎并过200目筛，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，包膜液用量为吸附肥料主体的磁载体内芯重量的0.8倍，喷涂完毕后经50℃鼓风干燥3h，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)利用真空喷涂设备，将pH调节剂均匀喷涂至包膜微生物复合肥颗粒上，pH调节剂用量为包膜复合肥颗粒重量的0.8倍，喷涂完毕后经50℃鼓风干燥2h，得到复合肥颗粒粗品；
5)将复合肥颗粒粗品在场强2T条件下进行5s磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
所述磁载体内芯的制备方法，包括以下步骤：
将内芯颗粒粉碎并过200目筛，与水按照料液比35g:12mL混合，在50rpm转速下搅拌20min，压片机压成3cm×3cm×0.4cm薄片，制得内芯片，将所述内芯片在500℃煅烧2h后，粉碎并过200目筛，得到磁载体内芯。
所述内芯颗粒由粉煤灰和牡蛎壳粉按照重量比2:1组成。
所述氨基酸螯合盐由甘氨酸螯合锌、甘氨酸螯合铜、甘氨酸螯合锰、甘氨酸螯合镁按照重量比1.2:0.3:0.6:1组成。
所述氮磷钾肥由硝酸铵、磷酸二氢钾、尿素按照重量比3:2:1组成。
所述包膜液的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖按照料液比1g:85mL溶解于2.5％的乙酸水溶液中，60rpm转速下搅拌1h即得。
所述pH调节剂为氢氧化钙分散液。
所述氢氧化钙分散液的制备方法，步骤如下：
按照重量份计，将6份生石灰粉加入100份水中，60rpm速度搅拌反应1h，减压脱水，在60℃真空干燥7h，得到石灰粉，将所述石灰粉按照料液比1g:12mL加入60wt％的乙醇水溶液中，250W、30kHz超声分散4min，得到氢氧化钙分散液。
实施例2
高效水溶性微生物复合肥的生产方法，步骤如下：
1)按照料液比1.5g:2g:25g:70mL将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)按照料液比18g:55mL将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，70rpm转速下搅拌1.5h，然后在-30℃冷冻干燥12h，粉碎并过200目筛，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，包膜液用量为吸附肥料主体的磁载体内芯重量的0.8倍，喷涂完毕后经50℃鼓风干燥3h，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)将包膜微生物复合肥颗粒在场强2T条件下进行5s磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
所述磁载体内芯的制备方法，包括以下步骤：
将内芯颗粒粉碎并过200目筛，与水按照料液比35g:12mL混合，在50rpm转速下搅拌20min，压片机压成3cm×3cm×0.4cm薄片，制得内芯片，将所述内芯片在500℃煅烧2h后，粉碎并过200目筛，得到磁载体内芯。
所述内芯颗粒由粉煤灰和牡蛎壳粉按照重量比2:1组成。
所述氨基酸螯合盐由甘氨酸螯合锌、甘氨酸螯合铜、甘氨酸螯合锰、甘氨酸螯合镁按照重量比1.2:0.3:0.6:1组成。
所述氮磷钾肥由硝酸铵、磷酸二氢钾、尿素按照重量比3:2:1组成。
所述包膜液的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖按照料液比1g:85mL溶解于2.5％的乙酸水溶液中，60rpm转速下搅拌1h即得。
实施例3
高效水溶性微生物复合肥的生产方法，步骤如下：
1)按照料液比1.5g:2g:25g:70mL将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)按照料液比18g:55mL将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，70rpm转速下搅拌1.5h，然后在-30℃冷冻干燥12h，粉碎并过200目筛，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，包膜液用量为吸附肥料主体的磁载体内芯重量的0.8倍，喷涂完毕后经50℃鼓风干燥3h，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)利用真空喷涂设备，将pH调节剂均匀喷涂至包膜微生物复合肥颗粒上，pH调节剂用量为包膜复合肥颗粒重量的0.8倍，喷涂完毕后经50℃鼓风干燥2h，得到复合肥颗粒粗品；
5)将复合肥颗粒粗品在场强2T条件下进行5s磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
所述磁载体内芯的制备方法，包括以下步骤：
将内芯颗粒粉碎并过200目筛，与水按照料液比35g:12mL混合，在50rpm转速下搅拌20min，压片机压成3cm×3cm×0.4cm薄片，制得内芯片，将所述内芯片在500℃煅烧2h后，粉碎并过200目筛，得到磁载体内芯。
所述内芯颗粒由粉煤灰和牡蛎壳粉按照重量比2:1组成。
所述氨基酸螯合盐由甘氨酸螯合锌、甘氨酸螯合铜、甘氨酸螯合锰、甘氨酸螯合镁按照重量比1.2:0.3:0.6:1组成。
所述氮磷钾肥由硝酸铵、磷酸二氢钾、尿素按照重量比3:2:1组成。
所述包膜液的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖按照料液比1g:85mL溶解于2.5％的乙酸水溶液中，60rpm转速下搅拌1h即得。
所述pH调节剂为改性氢氧化钙分散液。
所述改性氢氧化钙分散液的制备方法，步骤如下：
按照重量份计，将6份生石灰粉加入8份改性剂中，搅拌均匀后加入100份水，60rpm速度搅拌下升温至78℃，保温反应1h，自然冷却至58℃，减压脱水，在60℃真空干燥7h，得到改性石灰粉，将所述改性石灰粉按照料液比1g:12mL加入60wt％的乙醇水溶液中，250W、30kHz超声分散4min，得到改性氢氧化钙分散液。
所述改性剂为1,3-丁二醇。
实施例4
高效水溶性微生物复合肥的生产方法，与实施例3基本相同，区别仅在于：所述改性氢氧化钙分散液的制备方法，步骤如下：
按照重量份计，将6份生石灰粉加入8份改性剂中，搅拌均匀后加入100份水，60rpm速度搅拌下升温至78℃，保温反应1h，自然冷却至58℃，减压脱水，在60℃真空干燥7h，得到改性石灰粉，将所述改性石灰粉按照料液比1g:12mL加入60wt％的乙醇水溶液中，250W、30kHz超声分散4min，得到改性氢氧化钙分散液。所述改性剂为双酚AF。
实施例5
高效水溶性微生物复合肥的生产方法，与实施例3基本相同，区别仅在于：所述改性氢氧化钙分散液的制备方法，步骤如下：
按照重量份计，将6份生石灰粉加入8份改性剂中，搅拌均匀后加入100份水，60rpm速度搅拌下升温至78℃，保温反应1h，自然冷却至58℃，减压脱水，在60℃真空干燥7h，得到改性石灰粉，将所述改性石灰粉按照料液比1g:12mL加入60wt％的乙醇水溶液中，250W、30kHz超声分散4min，得到改性氢氧化钙分散液。所述改性剂由1,3-丁二醇和双酚AF按照重量比3:1组成。
对比例1
高效水溶性微生物复合肥的生产方法，步骤如下：
1)按照料液比1.5g:2g:25g:70mL将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)按照料液比18g:55mL将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，70rpm转速下搅拌1.5h，然后在-30℃冷冻干燥12h，粉碎并过200目筛，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，包膜液用量为吸附肥料主体的磁载体内芯重量的0.8倍，喷涂完毕后经50℃鼓风干燥3h，得到高效水溶性微生物复合肥。
所述磁载体内芯的制备方法，包括以下步骤：
将内芯颗粒粉碎并过200目筛，与水按照料液比35g:12mL混合，在50rpm转速下搅拌20min，压片机压成3cm×3cm×0.4cm薄片，制得内芯片，将所述内芯片在500℃煅烧2h后，粉碎并过200目筛，得到磁载体内芯。
所述内芯颗粒由粉煤灰和牡蛎壳粉按照重量比2:1组成。
所述氨基酸螯合盐由甘氨酸螯合锌、甘氨酸螯合铜、甘氨酸螯合锰、甘氨酸螯合镁按照重量比1.2:0.3:0.6:1组成。
所述氮磷钾肥由硝酸铵、磷酸二氢钾、尿素按照重量比3:2:1组成。
所述包膜液的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖按照料液比1g:85mL溶解于2.5％的乙酸水溶液中，60rpm转速下搅拌1h即得。
测试例1
在四川省眉山市仁寿县红土田地选择土质情况相同的田地中进行种植试验，试验在大棚中进行。试验作物为玉米，试验分为6组进行，分别施用实施例1-5和对比例1制备的高效水溶性微生物复合肥。每组试验田面积为120m2，且平均划分为3个相同面积的区域，作为平行试验，每组测试数据为3个区域的平均值。
具体操作方法为：取厚度2cm的试验田红土，将高效水溶性微生物复合肥重量比1:1000与试验田红土混匀，再均匀铺洒于试验田表面，浇水。然后按照常规玉米种植方式进行种植和管理，在施肥后的第110天进行采摘和测试：
(1)称量、计算各组玉米平均产量；
(2)采用五点取样法分别对土壤进行取样，测试有效磷含量。土壤有效磷测定方法参照《土壤农化分析》(鲍士旦2008)，采用钼锑抗比色法测定。
表1：各组玉米产量和土壤有效磷含量测试结果
玉米平均产量(kg) 有效磷含量(mg·kg<sup>-1</sup>)
实施例1 41.1 45.57
实施例2 39.3 39.96
实施例3 44.9 54.93
实施例4 43.4 52.93
实施例5 47.7 60.34
对比例1 35.2 33.60
对比例1的高效水溶性微生物复合肥由壳聚糖包膜吸附肥料主体的磁载体内芯组成，未经磁化处理；实施例2在对比例1的基础上，进行了磁化，赋予磁载体内芯粉煤灰“剩磁”，有助于促进微生物酶活，提高微生物活性，微生物将含磷、氮化合物转化为有效磷、有效氮，提高肥效，提高作物产量。实施例1在实施例2的基础上，在包膜外喷涂了氢氧化钙分散液作为pH调节剂，在施肥后快速降低土壤酸度，使之更适宜微生物的生长，以及减少磷酸根与红土中铁、铝结合形成磷酸铁、磷酸铝，导致的肥效降低的问题，玉米产量更高。实施例3和实施例4分别采用1,3-丁二醇和双酚AF作为改性剂，制备改性氢氧化钙分散液作为pH调节剂，提高氢氧化钙颗粒的分散性和溶解性，提高复合肥颗粒表面氢氧化钙的浓度，对土壤酸性的调节效果更好。1,3-丁二醇改性的氢氧化钙颗粒在水中溶解性好，双酚AF改性的氢氧化钙颗粒在乙醇中溶解性好，二者混合使用时，提高pH调节剂中氢氧化钙颗粒含量，且提高后续干燥效率及施肥时在水中的溶解性。由于双酚AF分子中酚羟基和氟原子的负电荷，与包膜壳聚糖氨基正电荷相互吸引，能更好的附着在包膜上，提高产品稳定性，对土壤酸度调节作用更好，进而提高微生物活性和土壤肥力的效果最佳，玉米产量更高最高。
测试例2
在测试例1试验结束后，检测土壤酸度，参照DB37/T 1304-2009《土壤酸度的测定酸度计法》进行测试。然后再次按照常规玉米种植方式进行种植和管理，用传统肥料追肥，在第3个月进行采摘和测试。重复种植2次，再测试土壤酸度。
表2：土壤酸度测试结果
Figure BDA0003590535120000141
包膜壳聚糖为碱性物质，能在一定程度上降低土壤酸度，磁载体内芯中牡蛎壳粉主要成分为碳酸钙，能在一定程度上防止土壤复酸。实施例1-4和对比例1土壤pH变化主要与微生物活性相关，有益微生物的生长繁殖活动有助于维持和调节土壤酸碱平衡；此外，由于双酚AF在水中溶解度不高，起到了缓释作用，可以延长氢氧化钙对土壤酸度的调节作用时长，也有利于防止土壤复酸；但实施例4单独使用双酚AF作为改性剂时，对土壤酸度初始调节作用不好，影响了微生物的活性，而实施例5中1,3-丁二醇和双酚AF同时使用，初始调节作用佳，且又有缓释氢氧化钙的作用，因此防止复酸效果最好。

Claims (10)

1.一种高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，其颗粒结构从外到内依次由pH调节剂、包膜、吸附肥料主体的磁载体内芯组成。
2.如权利要求1所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钙分散液或改性氢氧化钙分散液。
3.如权利要求2所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述氢氧化钙分散液的制备方法，包括以下步骤：
按照重量份计，将5-8份生石灰粉加入100-110份水中，60-80rpm速度搅拌反应1-2h，减压脱水，在55-60℃真空干燥5-8h，得到石灰粉，将所述石灰粉按照料液比1g:(10-15)mL加入50-70wt％的乙醇水溶液中，200-300W、25-35kHz超声分散3-5min，得到氢氧化钙分散液。
4.如权利要求2所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述改性氢氧化钙分散液的制备方法，包括以下步骤：
按照重量份计，将5-8份生石灰粉加入8-10份改性剂中，搅拌均匀后加入100-110份水，60-80rpm速度搅拌下升温至75-80℃，保温反应1-2h，自然冷却至55-60℃，减压脱水，在55-60℃真空干燥5-8h，得到改性石灰粉，将所述改性石灰粉按照料液比1g:(10-15)mL加入50-70wt％的乙醇水溶液中，200-300W、25-35kHz超声分散3-5min，得到改性氢氧化钙分散液。
5.如权利要求4所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述改性剂选自1,3-丁二醇、丙三醇、异丙醇、季戊四醇、双酚AF中的至少一种。
6.如权利要求1所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述磁载体内芯的制备方法，包括以下步骤：
将内芯颗粒粉碎并过200-300目筛，与水按照料液比(30-40)g:(10-15)mL混合，在40-60rpm转速下搅拌20-30min，压片机压成薄片，制得内芯片，将所述内芯片在400-600℃煅烧2-3h后，粉碎并过200-300目筛，得到磁载体内芯；所述内芯颗粒为粉煤灰和牡蛎壳粉的混合物。
7.如权利要求1所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述肥料主体包括EM菌剂、氨基酸螯合盐和氮磷钾肥。
8.如权利要求7所述高效水溶性微生物复合肥，其特征在于，所述氨基酸螯合盐为氨基酸螯合锌、氨基酸螯合铜、氨基酸螯合锰、氨基酸螯合镁的混合物；所述氮磷钾肥为硝酸铵、磷酸二氢钾、尿素的混合物。
9.如权利要求1-8任一项所述高效水溶性微生物复合肥的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照料液比(1-2)g:(2-3)g:(20-30)g:(60-80)mL将EM菌剂、氨基酸螯合盐、氮磷钾肥分散于水中，得到肥料主体溶液；
2)按照料液比(15-20)g:(50-60)mL将磁载体内芯加入步骤1)制备的肥料主体溶液，60-80rpm转速下搅拌1-2h，然后在-35-(-30)℃冷冻干燥10-20h，粉碎并过200-300目筛，得到吸附肥料主体的磁载体内芯；
3)利用真空喷涂设备，将包膜液均匀喷涂至步骤2)制备的吸附肥料主体的磁载体内芯上，包膜液用量为吸附肥料主体的磁载体内芯重量的0.6-0.8倍，喷涂完毕后经40-50℃鼓风干燥2-3h，得到包膜微生物复合肥颗粒；
4)利用真空喷涂设备，将pH调节剂均匀喷涂至包膜微生物复合肥颗粒上，pH调节剂用量为包膜复合肥颗粒重量的0.7-1.0倍，喷涂完毕后经40-50℃鼓风干燥2-3h，得到复合肥颗粒粗品；
5)将复合肥颗粒粗品在场强1-3T条件下进行5-10s磁化处理，得到高效水溶性微生物复合肥。
10.如权利要求9所述高效水溶性微生物复合肥的生产方法，其特征在于，所述包膜液的制备方法，包括以下步骤：将壳聚糖按照料液比1g:(80-100)mL溶解于2-3％的乙酸水溶液中，60-80rpm转速下搅拌1-2h即得。
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