CN115385746A - 一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括：化肥、高吸水树脂、膨润土、聚谷氨酸以及腐植酸钠，其重量比为：化肥10‑50份、高吸水树脂3‑5份、膨润土3‑7份、聚谷氨酸0.3‑0.8份以及腐植酸钠5‑15份。其中，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料的制备方法，包括：按配方称取各组分，将化肥、高吸水树脂、膨润土以及腐植酸钠搅拌机中搅拌混合均匀，然后在制粒机中制备成颗粒；制备聚谷氨酸发酵液；雾化所述聚谷氨酸发酵液，并均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面；干燥喷涂有聚谷氨酸发酵液的成品化肥颗粒。本发明可有效改善现有肥料在使用过程中淋溶损失，导致化肥的利用率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及化肥领域，具体涉及一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法。
背景技术
复合微生物肥料是一种以复合肥为基肥，富含多种功能菌的无公害生物肥料，其通常包括氮氮肥、磷肥和钾肥。然而在复合肥的当季利用率中，由于化肥自身的淋溶损失，会导致化肥的整体利用率较低。
就目前而言，聚谷氨酸是一种天然的生物亲和性阴离子高聚物，具有优良的水溶性、生物亲和性、生物可降解性、无毒无污染，可广泛应用于医药、环保、农业、工业以及食品等领域。因此，在肥料的生产过程中，可通过聚谷氨酸以改善肥料的利用率低的问题。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法，以改善现有肥料在使用过程中淋溶损失，导致化肥的利用率低的问题。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括：化肥、高吸水树脂、膨润土、聚谷氨酸以及腐植酸钠，其重量比为：化肥10-50份、高吸水树脂3-5份、膨润土3-7份、聚谷氨酸0.3-0.8份以及腐植酸钠5-15份。
在本发明一方案中，以重量百分比计，所述含有聚谷氨酸的缓释肥包括：化肥35份、高吸水树脂4份、膨润土6份、聚谷氨酸0.6份以及腐植酸钠10份。
在本发明一方案中，所述化肥为氮肥、磷肥、钾肥、微生物肥料或复合肥料。
在本发明一方案中，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料为颗粒状肥料，且包括内层和外层。
在本发明一方案中，所述内层包括化肥、膨润土、所述高吸水树脂以及腐植酸钠的混合料，所述外层为所述聚谷氨酸干燥形成的覆膜。
在本发明一方案中，所述聚谷氨酸是位于聚谷氨酸发酵液中，且所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸的含量为4.0％～6.0％。
在本发明一方案中，所述外层是在60～95℃温度条件下，将所述聚谷氨酸发酵液充分雾化后，均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面，使化肥颗粒充分包膜，再经干燥处理而成。
在本发明一方案中，所述聚谷氨酸发酵液的制备方法包括：
(a)将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养，以获得谷氨酸发酵液；
(b)将所述谷氨酸发酵液进行离心处理，以获得上清液，其中所述离心的转速为7000～11000rpm，时间为30～42min；
(c)对所述上清液进行稀释，获得浓度为50～75g/L的谷氨酸发酵稀释液，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得聚谷氨酸发酵液。
本发明还提供一种含有聚谷氨酸的缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S10、按配方称取各组分，将化肥、高吸水树脂、膨润土以及腐植酸钠搅拌机中搅拌混合均匀，然后在制粒机中制备成颗粒；
步骤S20、制备聚谷氨酸发酵液；
步骤S30、雾化所述聚谷氨酸发酵液，并均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面；
步骤S40、干燥喷涂有聚谷氨酸发酵液的成品化肥颗粒。
综上所述，本发明公开了一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法，通过在成品化肥颗粒的外侧包覆有聚谷氨酸的外层，以及增添的高吸水树脂，使得肥料具有更好的吸水保水和缓释功能。同时，聚谷氨酸和高吸水树脂可提高对于土壤水分能力，进而提高作物的抗旱能力。同时，腐殖酸钠的引入降低了成本，提高了内层的营养功能。因此，可有效改善现有肥料在使用过程中淋溶损失，导致化肥的利用率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种含有聚谷氨酸的缓释肥料的制备方法于一实施例中的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
本发明提供一种含有聚谷氨酸的缓释肥料，以改善现有肥料在使用过程中淋溶损失，导致化肥的利用率低的问题。其中，含有聚谷氨酸的缓释肥料可以包括组分：化肥、高吸水树脂、膨润土、聚谷氨酸以及腐植酸钠。具体来说，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料在配比过程中，其重量份的比重包括：化肥10-50份、高吸水树脂3-5份、膨润土3-7份、聚谷氨酸0.3-0.8份以及腐植酸钠5-15份。
需要注意的是，化肥可以是氮肥、磷肥、钾肥、微生物肥料或复合肥料，对此不做限定。具体来说，当化肥是采用氮肥、磷肥以及钾肥混合的基础复合肥时，基础肥料可允许为氮磷钾15-15-15基础复合肥或者氮磷钾18-18-18基础复合肥。需要注意的是，对于氮肥而言，可允许选自尿素，然不限于此，还可以是选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硝酸铵或硫酸铵。对于磷肥而言，可允许选自磷酸铵，然不限于此，还可以是选自过磷酸钙、钙镁磷肥或磷酸钾。以及对于钾肥而言，可允许选自氯化钾，然不限于此，还可以是选自、硫酸钾、硝酸钾或磷酸二氢钾。然不限于此，可允许根据实际需求进行确定。
在一实施例中，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料中包括有高吸水树脂。其中，高吸水树脂带有许多亲水基团的低交联度或者部分结晶性的高分子聚合物，因此它具有优异的吸水和保水性能。高吸水树脂吸水膨胀后形成凝胶体，可具备良好的保水性能。因此，可通过在肥料中配比有高吸水树脂，以提高肥料在实际使用过程中的吸水性能。
在一实施例中，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料中还包括有腐植酸钠。其中，腐植酸钠与肥料之间可按照不同的比例混合，并经膨化机加热。使得肥料与腐植酸钠吸附络合一起，腐植酸钠可减缓肥料中的氮释放速度，从而不易蒸发浪费。
在一实施例中，对于聚谷氨酸而言，聚谷氨酸具有水溶性和超强的保水保湿能力，易被生物降解，不含毒性，对环境友好的优点，应用于作物种植中有利于提高肥料利用率。聚谷氨酸和基础肥料复配制备的复合肥，能够促进磷元素的吸收，提高氮、钾元素的利用度，同时可以富集养分，提高植物抗性及抗逆能力。聚谷氨酸可以使重金属在土壤中发生沉淀、螯合等反应，减少作物对重金属的吸收量，还能有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质。需要注意的是，在本实施例中，所述聚谷氨酸是位于聚谷氨酸发酵液中，且所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸的含量为4.0％～6.0％。
其中，所述聚谷氨酸发酵液的制备方法可以包括步骤：
(a)将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养，获得谷氨酸发酵液。
(b)将所述谷氨酸发酵液进行离心处理，以获得上清液，其中所述离心的转速为700011000rpm，时间为30 42min。
(c)对所述上清液进行稀释，获得浓度为50 75g/L的谷氨酸发酵稀释液，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得聚谷氨酸发酵液。
在一实施例中，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料为颗粒状肥料，且包括内层和外层。其中，内层可以包括化肥、膨润土、所述高吸水树脂以及腐植酸钠的混合料，外层可以为聚谷氨酸干燥形成的覆膜。具体来说，外层是在60～95℃温度条件下，将所述聚谷氨酸发酵液充分雾化后，均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面，使化肥颗粒充分包膜，再经干燥处理而成。因此，通过在成品化肥颗粒的外侧包覆有聚谷氨酸的外层，以减缓肥料的释放过程，提高肥料的实际使用效果。
请参阅图1所示，在一实施例中，基于上述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，本发明还提供一种含有聚谷氨酸的缓释肥料的制备方法。所述方法可以包括步骤：
步骤S10、按配方称取各组分，将化肥、高吸水树脂、膨润土以及腐植酸钠搅拌机中搅拌混合均匀，然后在制粒机中制备成颗粒。
步骤S20、制备聚谷氨酸发酵液。
步骤S30、雾化所述聚谷氨酸发酵液，并均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面。
步骤S40、干燥喷涂有聚谷氨酸发酵液的成品化肥颗粒。
综上所述，通过在成品化肥颗粒的外侧包覆有聚谷氨酸的外层，以及增添的高吸水树脂，使得肥料具有更好的吸水保水和缓释功能。同时，聚谷氨酸和高吸水树脂可提高对于土壤水分能力，进而提高作物的抗旱能力。同时，腐殖酸钠的引入降低了成本，提高了内层的营养功能。因此，可有效改善现有肥料在使用过程中淋溶损失，导致化肥的利用率低的问题。
实施例1
基于上述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括以下重量份的原料：化肥10份、高吸水树脂3份、膨润土3份、聚谷氨酸0.3份以及腐植酸钠5份。
基于上述原料配比，制备含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括如下步骤：
步骤S10、按配方称取各组分，将化肥、高吸水树脂、膨润土以及腐植酸钠搅拌机中搅拌混合均匀，然后在制粒机中制备成颗粒。
步骤S20、制备聚谷氨酸发酵液。
步骤S30、雾化所述聚谷氨酸发酵液，并均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面。
步骤S40、干燥喷涂有聚谷氨酸发酵液的成品化肥颗粒。
实施例2
基于上述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括以下重量份的原料：化肥35份、高吸水树脂4份、膨润土6份、聚谷氨酸0.6份以及腐植酸钠10份。
其中，基于上述原料配比，制备含海藻酸掺混肥料的步骤同实施例1。
实施例3
基于上述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括以下重量份的原料：化肥50份、高吸水树脂5份、膨润土7份、聚谷氨酸0.8份以及腐植酸钠15份。
其中，基于上述原料配比，制备含海藻酸掺混肥料的步骤同实施例1。
对比例1
基于上述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括以下重量份的原料：化肥35份、高吸水树脂4份、膨润土6份、聚谷氨酸0份以及腐植酸钠10份。
其中，基于上述原料配比，制备含海藻酸掺混肥料的步骤同实施例1。
对比例2
基于上述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其包括以下重量份的原料：化肥50份、高吸水树脂5份、膨润土7份、聚谷氨酸0份以及腐植酸钠15份。
其中，基于上述原料配比，制备含海藻酸掺混肥料的步骤同实施例1。
基于上述实施例和对比例中的含有聚谷氨酸的缓释肥料的进行肥效应用试验。
本试验选取玉米种植区内的5亩玉米地进行试验，玉米株距25cm，行距50cm，种植密度5500株/亩。验田分为相同大小的五块并分别编号为1、2、3、4、5。其中，第1-3组为实验组，4-5组为对照组，其面积各1亩。试验组1-3分别施用实施例1-3制得的肥料，对照组分别施用对比例1-2所制得的肥料，用量均为50kg/亩(两种复合肥的氮、磷、钾含量相同)，试验组和对照组的其他施肥条件完全一致，从播种到收获前不灌水，种植半年后收获并进行生长和产量测量。试验结果见表1。
表1
由实验表明，试验组施加含有聚谷氨酸的化肥后，玉米的株高、穗长、穗行数、行粒数以及亩产量均有所增加，说明在种植过程相对干旱的条件下(种植过程中不灌水)，施加含有聚谷氨酸的化肥与不具有聚谷氨酸的化肥相比，玉米依然能够有较好的产量，这与本发明提供的含有聚谷氨酸的复合肥具有较好的吸水保水性能有关。同时，含有聚谷氨酸的缓释肥料可有效改善现有肥料在使用过程中淋溶损失，导致化肥的利用率低的问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
同时，当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
Claims (9)
1.一种含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，包括：化肥、高吸水树脂、膨润土、聚谷氨酸以及腐植酸钠，其重量比为：化肥10-50份、高吸水树脂3-5份、膨润土3-7份、聚谷氨酸0.3-0.8份以及腐植酸钠5-15份。
2.根据权利要求1所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，以重量百分比计，所述含有聚谷氨酸的缓释肥包括：化肥35份、高吸水树脂4份、膨润土6份、聚谷氨酸0.6份以及腐植酸钠10份。
3.根据权利要求1所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，所述化肥为氮肥、磷肥、钾肥、微生物肥料或复合肥料。
4.根据权利要求1所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，所述含有聚谷氨酸的缓释肥料为颗粒状肥料，且包括内层和外层。
5.根据权利要求4所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，所述内层包括化肥、膨润土、所述高吸水树脂以及腐植酸钠的混合料，所述外层为所述聚谷氨酸干燥形成的覆膜。
6.根据权利要求4所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，所述聚谷氨酸是位于聚谷氨酸发酵液中，且所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸的含量为4.0％～6.0％。
7.根据权利要求6所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，所述外层是在60～95℃温度条件下，将所述聚谷氨酸发酵液充分雾化后，均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面，使化肥颗粒充分包膜，再经干燥处理而成。
8.根据权利要求6所述的含有聚谷氨酸的缓释肥料，其特征在于，所述聚谷氨酸发酵液的制备方法包括：
(a)将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养，以获得谷氨酸发酵液；
(b)将所述谷氨酸发酵液进行离心处理，以获得上清液，其中所述离心的转速为7000-11000rpm，时间为30-42min；
(c)对所述上清液进行稀释，获得浓度为50-75g/L的谷氨酸发酵稀释液，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得聚谷氨酸发酵液。
9.一种含有聚谷氨酸的缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S10、按配方称取各组分，将化肥、高吸水树脂、膨润土以及腐植酸钠搅拌机中搅拌混合均匀，然后在制粒机中制备成颗粒；
步骤S20、制备聚谷氨酸发酵液；
步骤S30、雾化所述聚谷氨酸发酵液，并均匀的喷涂于成品化肥颗粒的表面；
步骤S40、干燥喷涂有聚谷氨酸发酵液的成品化肥颗粒。
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