CN117466678B - 一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及复合肥料技术领域，具体公开了一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料；所述有机无机复合肥料，包括以下重量份原料：生物质料30‑40份、磷酸一铵18‑25份、尿素5‑10份、一水硫酸镁1‑5份、硫酸钾1‑3份、动物源复合氨基酸0.5‑1份、粘合剂1‑3份；将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾充分搅拌后粉碎至120‑140目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂搅拌混合均匀，最后喷洒去离子水至含水率为12‑16%，造粒过筛，干燥即得所需复合肥料。本申请的复合肥料能够在最大降低化肥使用量的同时，提高农作物的产量和品质，对不同农作物都有很好的增产效果，且对土壤有逐年改良的效果。
Description
技术领域
本申请涉及复合肥料技术领域，更具体地说，它涉及一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料。
背景技术
农业发展是国民经济和社会发展的保障，肥料施用是农业增产增收和持续发展的必要途径。传统农业中，普遍认为增加化肥施用量，能够提高农作物的产量。然而实际生产中，长期不合理且过量地施用化肥，不但没有显著提高作物产量，反而导致了土壤板结，土壤质量下降问题加剧。研究表明，有机肥料和化肥配合施用，能够提高作物产量，提高化肥利用率，同时能够起到改善土壤质量、提高土壤肥力的效果，是我国实现农业增产、增效、节肥的施肥方式之一。
有机无机复合肥料是指利用经过无害化处理的有机物和无机化肥(主要指氮、磷和钾肥)作为主要原料，经机械加工而成的肥料。随着人们环保意识的不断提高，未来农业的发展越来越注重生态环境的保护和资源的可持续利用，有机无机复合肥料获得了广泛的应用。
生物质炭是以生物质原料在完全或部分缺氧条件下高温热解后的固体产物，制备原料非常广泛、成本较低。生物质炭具有孔隙结构丰富、吸附能力强等特征，其多孔性可以为微生物菌提供很好的生存环境，为土壤提供支撑性，起到疏松土壤的作用；其吸附性可以吸附螯合土壤中的重金属。现有技术中，利用生物质炭负载微生物菌为保证微生物菌的存活，多采用在生物质炭形成烘干过后，镀膜包衣过程中进行微生物菌的添加，微生物菌添加量有限，且上述添加过后的微生物菌常处于肥料表面，微生物菌与肥料难以形成强结合的整体，保存或使用过程中，微生物菌极易死亡，进而导致肥料对农作物和土壤的作用减弱，有效利用率大大降低。基于上述陈述，本申请提供了一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料。
发明内容
为了解决现有肥料中微生物菌添加量有限，添加过后的微生物菌常处于肥料表面，微生物菌与肥料难以形成强结合的整体，保存或使用过程中，微生物菌极易死亡，进而导致肥料对农作物和土壤的作用减弱，有效利用率大大降低等问题，本申请提供了一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料。
本申请提供了一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，采用如下的技术方案：
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下重量份原料：生物质料30-40份、磷酸一铵18-25份、尿素5-10份、一水硫酸镁1-5份、硫酸钾1-3份、动物源复合氨基酸0.5-1份、粘合剂1-3份。
优选的，所述复合肥料，包括以下重量份原料：生物质料32-38份、磷酸一铵20-24份、尿素6-9份、一水硫酸镁2-4份、硫酸钾1.5-2.5份、动物源复合氨基酸0.6-0.9份、粘合剂1.5-2.5份。
优选的，所述复合肥料，包括以下重量份原料：生物质料35份、磷酸一铵22份、尿素8份、一水硫酸镁3份、硫酸钾2份、动物源复合氨基酸0.8份、粘合剂2份。
优选的，所述生物质料由以下方法制得：
S1、收集禽畜尿液加复合微生物菌密封发酵，得发酵尿液；
S2、收集禽畜粪便与秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混均匀后，搅拌密封发酵、烘干得生物质料。
优选的，所述步骤S1和步骤S2中的禽畜为牛、羊、猪、鸡、鸭等。
优选的，所述步骤S1中发酵用复合微生物菌的有效活菌数为2-2.5×109CFU/g，发酵温度为37-45℃，发酵时间为3-5d。
优选的，所述复合微生物菌包括活菌数比1:4-5的嗜热侧孢霉和芽孢杆菌。
优选的，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的至少一种。
优选的，所述步骤S2中秸秆为玉米秸秆和/或水稻秸秆。
优选的，所述步骤S2中秸秆粉和木屑粉的粒径均为40-60目。
优选的，所述步骤S2中禽畜粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液的质量比为18-20:30-32:5-7:13-15:24-26。
优选的，所述步骤S2中混合钙水溶液为质量比5-7:1-3:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
优选的，所述步骤S2中发酵温度为37-45℃，发酵时间为10-14d。
优选的，所述步骤S2中烘干条件为：在氮气气氛下，以8-12℃/min的升温速率，升温至270-290℃干燥至恒重。
优选的，所述动物源复合氨基酸选自含有丰富优质蛋白质的动物肉类、鱼类、奶制品等。
优选的，所述动物源复合氨基酸选自鸡肉，包括天门冬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、甘氨酸、精氨酸、谷氨酸、色氨酸中的至少两种。
优选的，所述动物源复合氨基酸由质量比6-8:3-5:1-2:1-2的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成。
优选的，所述复合肥料由以下方法制得：
（1）按重量份计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾充分搅拌后粉碎至120-140目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂搅拌混合均匀，最后喷洒去离子水至含水率为12-16%，造粒过筛，干燥即得所需复合肥料。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请将复合微生物菌在禽畜尿液中进行繁殖发酵，然后将禽畜粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混后进行发酵，经过多次发酵的复合微生物菌活性、抗性和适应性程度均获得了极大的提高；经发酵获得的发酵料可在高温下烘干，且可以在保证烘干的基础上，让复合微生物菌更多的存活并进入休眠状态，休眠后的复合微生物菌在后续的肥料加工、包装过程中不会活动，存活率和存活期均能够显著改善；本申请通过在烘干前添加复合微生物菌，能够保证制得的复合肥料中含有大量的活菌菌种，且与肥料体系形成强结合整体，起到相辅相成的作用。
2、本申请采用氯化钙、过磷酸钙和去离子水混合制成混合钙水溶液，通过在发酵过程中添加混合钙水溶液，一是能够起到促进发酵的作用，为复合微生物菌提供额外的营养元素，促进复合微生物菌的生长和代谢活动，从而增加发酵过程中有用产物的产量，提高发酵效率；二是能够增加复合微生物菌细胞壁通透性，使细胞内的酶和代谢产物更容易释放，从而增加复合微生物菌对营养物质的利用效率，提高发酵速率和发酵效果，提高发酵产物产量和品质；三是能够通过改变复合微生物菌细胞壁的通透性，提高复合微生物菌对外界环境的适应能力，延长存活期。
3、本申请通过添加大量的禽畜粪便，以保证复合肥料能够提供被农作物吸收利用有机质原料，制得的生物质料孔隙率高、吸附性强、肥效显著；生物质料除了提供有机质外，还是复合微生物菌的载体，提供菌种的繁殖环境；生物质料还能够减缓有机无机复合肥料中营养成分的释放速率，实现复合肥料缓释效果，提高复合肥料的综合利用率，减少复合肥料对环境的影响。
4、本申请的复合肥料选用生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂共同作为原料；其中磷酸一铵作为磷肥的同时，还能够起到平衡酸碱度的作用；尿素作为氮元素添加，能够保证同样的重量配比下，氮含量高最高，从而满足农作物生长需求；一水硫酸镁和硫酸钾的添加能够在满足农作物生长需求的同时，避免压缩磷肥含量；通过添加动物源复合氨基酸能够与生物质料中的活性物质产生相辅相成作用，进而促进生物质料以及土壤中的微量元素被农作物吸收；本申请配方简单、配比严谨，各原料间协同作用起到相辅相成的效果，从而实现整体的效果提升，实现减肥控肥。
5、本申请的复合肥料能够在最大降低化肥使用量的同时，提高农作物的产量和品质，对不同农作物都有很好的增产效果，且对土壤有逐年改良的效果，尤其是对土壤板结的治理；使用本申请复合肥料的农作物在主根的长度、粗壮程度、扎根的深度等方面都取得很好的效果，增强了农作物的抗倒伏、抗病害等能力，还能够保证农作物吸收更多的养分，从而达到更高的产量；同时还解决了农田常年使用化肥造成的危害，实现土壤疏松，土壤情况有逐年改良的正向效果。
附图说明
图1为本申请试验点1和对照试验点的向日葵根系情况。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例1-3和对比制备例1-5提供了生物质料的制备方法。
制备例1
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为37℃，密封发酵5d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为18:30:5:13:24，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为37℃，密封发酵14d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为8℃/min，升温至270℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:1:3的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为40目；
步骤S2中混合钙水溶液为质量比5:1:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
制备例2
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2.2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为41℃，密封发酵4d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为19:31:6:14:25，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为41℃，密封发酵12d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为10℃/min，升温至280℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:1:2:1的嗜热侧孢霉、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为50目；
步骤S2中混合钙水溶液为质量比6:2:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
制备例3
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2.5×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为45℃，密封发酵3d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为20:32:7:15:26，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为45℃，密封发酵10d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为12℃/min，升温至290℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:2:2:1的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为水稻秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为60目；
步骤S2中混合钙水溶液为质量比7:3:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
对比制备例1
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min，得含菌尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为18:30:5:13:24，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、含菌尿液、混合钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为37℃，密封发酵14d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为8℃/min，升温至270℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:1:3的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为40目；
步骤S2中混合钙水溶液为质量比5:1:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
对比制备例2
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为37℃，密封发酵5d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为18:30:5:13:24，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为37℃，密封发酵14d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为8℃/min，升温至270℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比2:3的地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为40目；
步骤S2中混合钙水溶液为质量比5:1:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
对比制备例3
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为37℃，密封发酵5d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为18:30:5:13:24，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为37℃，密封发酵14d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为8℃/min，升温至270℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:1:3的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为40目；
步骤S2中钙水溶液为质量比6:100的氯化钙和去离子水的混合液。
对比制备例4
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为37℃，密封发酵5d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为18:30:5:13:24，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为37℃，密封发酵14d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为8℃/min，升温至270℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:1:3的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为40目；
步骤S2中钙水溶液为质量比6:100的过磷酸钙和去离子水的混合液。
对比制备例5
生物质料由以下方法制得：
S1、收集羊尿液，控制复合微生物菌的有效活菌数为2×109CFU/g，向羊尿液中添加复合微生物菌，以250r/min的转速搅拌混合10min后，控制发酵温度为37℃，密封发酵5d，得发酵尿液；
S2、收集羊粪便，控制质量比为18:30:5:13:24，将羊粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混后以250r/min的转速搅拌混合30min，控制发酵温度为37℃，密封发酵14d，在氮气气氛下，将发酵物升温干燥，控制升温速率为20℃/min，升温至270℃干燥至恒重得生物质料；
其中，步骤S1中的复合微生物菌包括活菌数比1:1:3的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。
步骤S2中的秸秆为玉米秸秆，秸秆粉和木屑粉的粒径均为40目；
步骤S2中混合钙水溶液为质量比5:1:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液。
实施例1-5提供了一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料。
实施例1
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由制备例1制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
实施例2
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料32Kg、磷酸一铵20Kg、尿素6Kg、一水硫酸镁2Kg、硫酸钾1.5Kg、动物源复合氨基酸0.6Kg、粘合剂1.5Kg；
其中，生物质料由制备例1制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:5:1:2的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为13%，造粒过20目筛，于52℃下干燥即得所需复合肥料。
实施例3
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料25Kg、磷酸一铵22Kg、尿素8Kg、一水硫酸镁3Kg、硫酸钾2Kg、动物源复合氨基酸0.8Kg、粘合剂2Kg；
其中，生物质料由制备例2制得；
动物源复合氨基酸由质量比7:4:1.5:1.5的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至130目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为14%，造粒过20目筛，于55℃下干燥即得所需复合肥料。
实施例4
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料38Kg、磷酸一铵24Kg、尿素9Kg、一水硫酸镁4Kg、硫酸钾2.5Kg、动物源复合氨基酸0.9Kg、粘合剂2.5Kg；
其中，生物质料由制备例3制得；
动物源复合氨基酸由质量比8:3:1:2的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至140目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为15%，造粒过30目筛，于58℃下干燥即得所需复合肥料。
实施例5
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料40Kg、磷酸一铵25Kg、尿素10Kg、一水硫酸镁5Kg、硫酸钾3Kg、动物源复合氨基酸1Kg、粘合剂3Kg；
其中，生物质料由制备例3制得；
动物源复合氨基酸由质量比8:5:2:2的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至140目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为16%，造粒过30目筛，于60℃下干燥即得所需复合肥料。
为了验证本申请提供的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料的性能，申请人设置了对比例1-6，具体如下：
对比例1
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由对比制备例1制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
对比例2
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由对比制备例2制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
对比例3
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由对比制备例3制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
对比例4
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由对比制备例4制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
对比例5
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由对比制备例5制得；
动物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于鸡肉；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
对比例6
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，包括以下原料：生物质料30Kg、磷酸一铵18Kg、尿素5Kg、一水硫酸镁1Kg、硫酸钾1Kg、动物源复合氨基酸0.5Kg、粘合剂1Kg；
其中，生物质料由制备例1制得；
植物源复合氨基酸由质量比6:3:1:1的天门冬氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和色氨酸复配组成，均来源于大豆；
粘合剂为钠基膨润土。
一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，由以下方法制得：
（1）按重量计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾共混后粉碎至120目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂，以500r/min的转速搅拌混合30min，最后喷洒去离子水至含水率为12%，造粒过20目筛，于50℃下干燥即得所需复合肥料。
分别检测本申请实施例1-5和对比例1-6中的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料（下述炭基肥）的综合性能，具体如下：
一、试验地基本情况
1.1 试验地 乌拉特前旗西小召镇公田村苗海军地 ，将试验地设成 12个 试验点，每个试验点的面积为 10亩 ，分别记为 试验点1-5、对比试验点1-6和对照试验点 ，其中试验点1-5底肥分别施用实施例1-5中制得的炭基肥30公斤/亩；对比试验点1-6底肥分别施用对比例1-6中制得的炭基肥30公斤/亩；对照试验点底肥施用磷酸二铵（18-46-0）30公斤/亩；各试验点追肥均施用中煤尿素（N-46%）25公斤/亩；各试验点管理达到“五统一”，即统一向日葵品种、统一播种时间、统一施肥量、统一播种密度、统一田间管理。
1.2 供试作物 向日葵 ，品种 SH361 ，大行距 100cm ，小行距 40cm ，株距 60cm ，亩留苗 1588 株，灌水时间 0 ，次数 0 ，灌水量 0 m3/亩。
1.3 底肥施用时间 4月30日 ，追肥时间 6月28日 及次数 1 次。
1.4 自然灾害 涝灾 ，发生时间 8月初 ，病虫害 无 ，发生时间 无 ，防治方法无 。
二、试验地田间管理
2.1 选择上年施用炭基肥的地块作为试验地。
2.2 试验地于4月30日种肥铺膜，5月1日浇水，6月1日人工播种向日葵SH361，大行距100厘米，小行距40厘米，株距60厘米，亩留苗1588株。
2.3 向日葵全生育期未浇水，试验点苗期采用机械深施追肥。
2.4 在向日葵的各个生育期进行了详细的调查、记载，并于9月28日进行取样、测产，相关参数结果见下表1-4。
表1 向日葵生育期调查情况
| 试验点周期 | 播种期 | 出苗期 | 现蕾期 | 开花期 | 成熟期 | 生育期（天） |
| 试验点1 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 试验点2 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 试验点3 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 试验点4 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 试验点5 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对比试验点1 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对比试验点2 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对比试验点3 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对比试验点4 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对比试验点5 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对比试验点6 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
| 对照试验点 | 6月1日 | 6月8日 | 7月20日 | 8月10日 | 9月26日 | 111 |
表2 向日葵生物性状调查情况
| 试验点形状 | 株高（cm） | 茎粗（cm） | 盘径（cm） | 空壳率（%） |
| 试验点1 | 215.8 | 4.08 | 24.40 | 15.66 |
| 试验点2 | 218.1 | 4.19 | 25.52 | 14.25 |
| 试验点3 | 222.4 | 4.25 | 25.68 | 13.77 |
| 试验点4 | 220.6 | 4.12 | 25.23 | 14.74 |
| 试验点5 | 217.2 | 4.04 | 24.90 | 15.80 |
| 对比试验点1 | 192.1 | 2.87 | 22.05 | 18.77 |
| 对比试验点2 | 201.4 | 3.75 | 23.16 | 17.50 |
| 对比试验点3 | 195.3 | 3.28 | 22.65 | 18.12 |
| 对比试验点4 | 198.1 | 3.66 | 22.98 | 17.75 |
| 对比试验点5 | 195.8 | 3.42 | 22.77 | 17.93 |
| 对比试验点6 | 198.7 | 3.72 | 22.93 | 17.30 |
| 对照试验点 | 190.8 | 2.64 | 21.59 | 19.55 |
表3 向日葵考种及产量记录情况
| 试验点形状 | 取样数（株） | 百粒重（g） | 样重（Kg） | 亩产量（Kg/亩） |
| 试验点1 | 10 | 19.8 | 1.952 | 234.48 |
| 试验点2 | 10 | 20.1 | 2.071 | 247.60 |
| 试验点3 | 10 | 21.2 | 2.487 | 254.25 |
| 试验点4 | 10 | 20.5 | 2.238 | 245.10 |
| 试验点5 | 10 | 19.3 | 1.798 | 231.42 |
| 对比试验点1 | 10 | 17.8 | 1.225 | 218.47 |
| 对比试验点2 | 10 | 19.1 | 1.709 | 226.90 |
| 对比试验点3 | 10 | 18.3 | 1.337 | 222.10 |
| 对比试验点4 | 10 | 18.8 | 1.576 | 223.86 |
| 对比试验点5 | 10 | 18.6 | 1.458 | 222.34 |
| 对比试验点6 | 10 | 18.7 | 1.491 | 225.89 |
| 对照试验点 | 10 | 17.5 | 1.183 | 215.55 |
由上述表1-3显示数据可知：本申请实施例1-5所得炭基肥的综合性能远远优于对比例1-6所得炭基肥，施用本申请实施例1-5中炭基肥明显改善了向日葵的成产因素，包括株高、茎粗、盘径、空壳率、百粒重、亩产量、根系等。
通过对炭基肥在我旗向日葵试验示范，该产品提高了向日葵产量及肥料利用率，提升了作物抗逆性。
三、使用灭菌生理盐水溶解，采用平板菌落计数法，分别检测本申请制备例1-3和对比制备例1-5中制备的生物质料中烘干前后的有效活菌数，得出结果如下表4。
表4 生物质料中烘干前后的有效活菌数情况
| 烘干前有效活菌数（CFU/g） | 烘干后有效活菌数（CFU/g） | |
| 制备例1 | 2.78×1011 | 2.51×1011 |
| 制备例2 | 3.11×1011 | 2.89×1011 |
| 制备例3 | 3.49×1011 | 3.25×1011 |
| 对比制备例1 | 4.25×1010 | 1.47×103 |
| 对比制备例2 | 2.83×1011 | 2.69×1011 |
| 对比制备例3 | 2.54×1011 | 1.43×108 |
| 对比制备例4 | 2.23×1011 | 7.85×108 |
| 对比制备例5 | 2.78×1011 | 3.70×108 |
由表4显示结果可知：本申请制备例1-3中制备的生物质料有效活菌含量高，复合微生物活性、抗性和适应性程度高。
由制备例1和对比制备例1、3-5可知，采用多次发酵工艺、添加混合钙水溶液，控制烘干升温速率，能够进一步提高复合微生物菌的存活率。
四、分别检测本申请实施例1和对比例1中制得的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料（下述炭基肥）的贮藏稳定性，具体如下：
使用灭菌生理盐水溶解炭基肥后过滤，采用平板菌落计数法，分别检测本申请实施例1和对比例1中制得的炭基肥中的有效活菌数，其后将上述炭基肥置于同一环境下（温度25℃，湿度65%）保存，分别在保存6个月、12个月、24个月后测定上述炭基肥中的有效活菌数，并根据测定结果计算复合微生物菌存活率，得出结果如下表5。
表5 炭基肥贮藏稳定性情况
| 初始有效活菌数（CFU/g） | 6个月存活率（%） | 12个月存活率（%） | 24个月存活率（%） | |
| 实施例1 | 2.51×1011 | 92.7 | 88.5 | 81.6 |
| 对比例1 | 1.47×103 | 23.1 | 0 | 0 |
由表5显示结果可知：本申请实施例1中制得的炭基肥初始有效活菌数高达2.513×1011CFU/g，说明本申请经过多次发酵的复合微生物菌活性、抗性和适应性程度均获得了极大的提高，可在高温下烘干，且可以在保证烘干的基础上，让复合微生物菌更多的存活并进入休眠状态，休眠后的复合微生物菌在后续的肥料加工、包装过程中不会活动，存活率和存活期均能够显著改善；本申请的复合微生物菌可以存活2年以上，具有稳定有效活菌数量，保留复合微生物菌功能，稳定肥效等优势。
对比文件1中减少了复合微生物菌尿液发酵工序，直接将复合微生物菌与羊尿液、羊粪便、秸秆粉、木屑粉、混合钙水溶液共混发酵，最终制得的肥料初始有效活菌数仅为1.47×103CFU/g，6个月存活率仅为23.1%。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：生物质料30-40份、磷酸一铵18-25份、尿素5-10份、一水硫酸镁1-5份、硫酸钾1-3份、动物源复合氨基酸0.5-1份、粘合剂1-3份；
所述生物质料由以下方法制得：
S1、收集禽畜尿液加复合微生物菌密封发酵，得发酵尿液；
S2、收集禽畜粪便与秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液共混均匀后，搅拌密封发酵、烘干得生物质料；
所述步骤S1中发酵用复合微生物菌的有效活菌数为2-2.5×109CFU/g，复合微生物菌包括活菌数比1:1:3的嗜热侧孢霉、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，发酵温度为37-45℃，发酵时间为3-5d；
所述步骤S2中混合钙水溶液为质量比5-7:1-3:100的氯化钙、过磷酸钙和去离子水的混合液；
所述步骤S2中烘干条件为：在氮气气氛下，以8-12℃/min的升温速率，升温至270-290℃干燥至恒重。
2.根据权利要求1所述的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：生物质料35份、磷酸一铵22份、尿素8份、一水硫酸镁3份、硫酸钾2份、动物源复合氨基酸0.8份、粘合剂2份。
3.根据权利要求1所述的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，其特征在于，所述步骤S2中禽畜粪便、秸秆粉、木屑粉、发酵尿液、混合钙水溶液的质量比为18-20:30-32:5-7:13-15:24-26。
4.根据权利要求1所述的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，其特征在于，所述步骤S2中发酵温度为37-45℃，发酵时间为10-14d。
5.根据权利要求1所述的以生物质炭为基质的有机无机复合肥料，其特征在于，所述复合肥料由以下方法制得：
（1）按重量份计，称取生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾、动物源复合氨基酸、粘合剂备用；
（2）将生物质料、磷酸一铵、尿素、一水硫酸镁、硫酸钾充分搅拌后粉碎至120-140目，加入动物源复合氨基酸和粘合剂搅拌混合均匀，最后喷洒去离子水至含水率为12-16%，造粒过筛，干燥即得所需复合肥料。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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