TWI713835B - 肥料粒劑及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種肥料粒劑及其製作方法，其步驟包含：擠壓或揉成一造粒原料，以形成一原料顆粒；將至少一表面材料散佈於一油劑，並製成一噴灑液；將該噴灑液經霧化後噴灑於該原料顆粒，以形成一表面塗層包裹於該原料顆粒的表面；以及將該原料顆粒風乾而形成一肥料粒劑。

Description

肥料粒劑及其製作方法
本發明係關於一種肥料粒劑及其製作方法，尤指一種將散佈有表面材料的油劑，噴灑於原料顆粒表面的肥料粒劑及其製作方法。
近年來，生物性肥料(biofertilizer)，尤指利用微生物製成的微生物肥料(microbial fertilizer)相當受到重視，因其具有增進土壤的營養狀況，協助農作物吸收養分，並增強農作物抗病、耐旱與耐寒的能力，以提升農作物的產量及品質。
習知微生物肥料有液體與固體(粉末)兩種劑型，液體肥料的生產成本雖然較低，但保存期限不長、易發生質變，另有液體外滲和運輸不便等缺點。固體肥料雖然保存期限較長、不易發生質變，運輸上較液體肥料方便，但施用粉末時，易隨風吹散而塵土飛揚，而容易導致人體吸入過量的粉末；另施用上易受地型限制之因素，而影響使用效率。
再者，生物性肥料通常會與各類的無機鹽類混合製成，而無機鹽類一般都有一定的吸水性，當不同的無機鹽混合在一起時，其肥料更加容易吸收水氣，進而增加肥料的含水量而導致結塊，肥料的結塊造成肥料外觀及品質受到影響，同時也造成肥料運輸、使用的困難。
傳統液體微生物肥料具有保存期限短、液體易外滲、運輸不便之缺點；而傳統固體微生物肥料，如其為粉劑，於施用上易塵土飛揚。此外，肥料通常含有一定的吸水性，長時間吸收水氣的肥料除了結塊造成肥料外觀及品質受到影響，同時也造成肥料運輸、使用的困難。
因此，為了解決上述之各項缺失，本發明提出一種肥料粒劑，包含：一原料顆粒，以及一表面塗層，包裹於該原料顆粒的表面，其中該表面塗層包含：一油劑，以及至少一表面材料，散佈於該油劑中。此外，上述之肥料粒劑還可依需求添加一添加劑。
本發明亦提出一種肥料粒劑的製作方法，其步驟包含：步驟S01為造粒，擠壓或揉成一造粒原料，以形成一原料顆粒。步驟S02將至少一表面材料均勻散佈於一油劑，並製成一噴灑液。步驟S03為包裹，將該噴灑液經霧化後噴灑於該原料顆粒，以形成一表面塗層包裹於該原料顆粒的表面。步驟S04為乾燥，將該原料顆粒風乾而形成一肥料粒劑。其中步驟S01的造粒過程還可以是，擠壓或揉成一造粒原料及一添加劑，以形成一原料顆粒。
以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。
為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：
請參考圖1所示，其為本發明一實施例之肥料粒劑的製作方法流程圖。肥料粒劑的製作方法包含以下步驟：在步驟S01中，擠壓或揉成一造粒原料，以形成一原料顆粒。於本步驟中，該造粒原料可以是惰性材料，如尿素(Urea)、碳酸鈣(CaCO3 )、硫酸鈣(CaSO4 )、硫酸鎂(MgSO4 )、泥炭土、高嶺土、粘土類、膨潤土、矽藻土、酸性白土或其組合。該造粒原料也可以是習知的混合肥料或有機肥料，台肥43號有機質複合肥料、台肥39號有機質複合肥料或台肥5號即溶複合肥料。
其中，經擠壓或揉成該造粒原料的該原料顆粒，其顆粒粒徑不大於325毫米(mm)。
在步驟S02中，將至少一表面材料均勻散佈於一油劑中，並製成一噴灑液。於本步驟中，將該至少一表面材料混入該油劑後，攪拌均勻以製成該噴灑液。其中該油劑可為礦物油、基礎油、潤滑油、植物性油脂(棕櫚油、沙拉油)或其組合，該油劑的共通點在於皆含有大量的不飽含脂肪烴。
於本步驟中，該至少一表面材料可以是一生物性菌粉，該生物性菌粉為溶磷菌粉、放線菌粉、酵母菌粉、木霉菌粉、真菌粉或其組合；更詳細而言，該生物性菌粉為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis )、液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens )、螢光假單孢桿菌(Pseudomonas fluorescens )、蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)、枯草桿菌(Bacillus subtilis )或其組合。該至少一表面材料也可以是木質磺酸鈉(Sodium ligninsulfonate)、木質磺酸鈣(Calcium ligninsulfonate)、生物炭(Biochar)、腐植酸(Humic acid)、胺基酸(Amino acid)、微量元素(Micronutrients)或其組合，其中上述之該原料顆粒及至少一微量元素之來源，可結合成為養分，至少一微量元素如硼(B)、鈣(Ca)、氯(Cl)、鈷(Co)、銅(Cu)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鈉(Na)、鋅(Zn)或其組合，這些養分以元素形式或以鹽形式供應，如硫酸鹽類、硝酸鹽類或鹵化物。
其中，散佈於該油劑中的至少一表面材料，其粒徑大小不大於60目(mesh)。
其中，該液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens )、該蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)以及該枯草桿菌(Bacillus subtilis )的16S rDNA基因序列之特徵依序如序列表SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2及SEQ ID NO.3所示。
在步驟S03中，該噴灑液經霧化後噴灑於該原料顆粒，以形成一表面塗層包裹於該原料顆粒的表面。於本步驟中，藉由機器氣霧式的噴灑，能將帶有表面材料的油劑(即噴灑液)均勻地包裹在原料顆粒的表面上，以形成一表面塗層。該表面塗層不僅能將欲添加的表面材料，如生物性菌粉、木質磺酸鈉(Sodium ligninsulfonate)、生物炭(Biochar)、腐植酸(Humic acid)、胺基酸(Amino acid)等含有較高營養價值的材料塗覆於原料顆粒表面，使該原料顆粒增加附加價值，同時亦可藉由油劑的保護，避免水氣進入原料顆粒而導致肥料吸濕結塊，並造成肥料外觀及品質受到影響。
其中，在氣霧式的噴灑該噴灑液的過程中，氣霧式的噴灑的機器應與該原料顆粒保持適當的距離，若距離太近則噴灑液會反濺出來，而未能將原料顆粒完全包裹，影響了包裹的連續性；距離太遠則噴灑液會太快冷卻完全而不具備黏性，無法將其餘包覆表面材料的油體塗覆於原料顆粒表面，而造成噴灑液的浪費。
在步驟S04中，風乾該原料顆粒而形成一肥料粒劑。於本步驟中，將已完成包裹噴灑液的原料顆粒放置於生產機台上，以冷風或熱風吹乾避免吸濕結塊，待檢驗無問題後即完成該肥料粒劑的製作。
請參考圖1所示，其為本發明另一實施例之肥料粒劑的製作方法流程圖。肥料粒劑的製作方法包含以下步驟：在步驟S11中，擠壓或揉成一造粒原料及一添加劑，以形成一原料顆粒。在步驟S12中，將至少一表面材料均勻散佈於一油劑，並製成一噴灑液。在步驟S13中，將該噴灑液經霧化後噴灑於該原料顆粒，以形成一表面塗層包裹於該原料顆粒的表面。在步驟S14中，將該原料顆粒風乾而形成一肥料粒劑。
在本實施例中，肥料粒劑製作方法的差異僅在於步驟S11中，還可添加一添加劑與該造粒原料一併擠壓或揉成為原料顆粒。其中，該添加劑為黏著劑、防結劑、殺生物劑、抗氧化劑、還原劑、表面活性劑或其組合，添加的內容物可依不同造粒原料選擇合適的添加劑。
其中前述之黏合劑可以是三仙膠、明膠、阿拉伯膠、黏土或其組合，黏合劑也可以是乙烯(C2 H4 )與乙酸乙烯酯(CH3 COOCH=CH2 )的共聚物、氯丁橡膠(Chloroprene rubber)－酚系黏著劑、聚乙二醇(PEG)或甲基丙烯酸酯(MMA)黏著劑等。
以下為本發明肥料粒劑之具體試驗結果，由此可更容易了解本發明之優點。下列具體試驗結果僅用以說明，不應以任何方式解釋為限定本發明實施之範圍。
在實施例一中，於簡易網室進行番茄肥效試驗，並分別以對照組A、對照組B以及試驗組作為試驗組別，其中對照組A為：僅對番茄種苗澆水。對照組B為：將硫酸鈣(CaSO4 )作為造粒原料，擠壓或揉成為硫酸鈣原料顆粒翻入田塊中。試驗組為：採用本發明之肥料粒劑製作方法所製作之肥料粒劑，並將該肥料粒劑翻入田塊中。其中該肥料粒劑的製作步驟如下：首先，以硫酸鈣(CaSO4 )作為造粒原料，擠壓或揉成為硫酸鈣原料顆粒；再者，將菌數為2.2*107 CFU/g的溶磷菌粉作為表面材料，均勻混入作為油劑的礦物油中成為噴灑液；最後，將噴灑液以霧化方式噴灑於硫酸鈣原料顆粒的表面上，使該噴灑液(即散佈有溶磷菌粉的礦物油)包裹硫酸鈣原料顆粒形成。
上述之番茄肥效試驗步驟如下：首先，育植番茄種苗於台肥種花草園藝栽培土，其氮、磷、鉀總含量在1%以下。再者，在定植前將前述之硫酸鈣原料顆粒(對照組B)及本發明之肥料粒劑(試驗組)分別翻入不同田塊中，其中田塊處理方式分別為對照組A、對照組B及試驗組。接續，於定植後兩天施用獅馬牌藍肥(Nitrophoska special) (N－P2 O5 －K2 O＝12.0－12.0－17.0) 80克(g)至對照組A、對照組B及試驗組的各田塊中。最後，待三週後採收番茄果實並測量其重量、甜度及花序。
實施例一之番茄肥效試驗結果如下表一所示，以番茄果實的總重量而言，試驗組(即採用本發明製作方法所製成的肥料粒劑)的總重量最高(3267g)，對照組B次之(1993g)，對照組A的總重量最低(659g)。至於平均甜度與平均花序，各組之間結果雖無明顯差異，但試驗組的平均甜度(7.3Bix)與平均花序(17片)仍大於對照組A及對照組B。
由上述實驗結果可知，採用本發明肥料粒劑製作方法所製成的肥料粒劑可以使番茄的重量明顯增加，番茄的平均甜度及平均花序亦有所增加。
表一、實施例一之番茄果實果重、甜度即花序。
Figure 107113428-A0304-0001
實施例二為本發明之肥料粒劑的實際開發案例，實施例二的肥料粒劑開發成品如表二所示。其中，肥料A的製作步驟是將有機質40%的氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝11.0－5.5－22.0)作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒A；以蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)作為表面材料混入礦物油中，並以霧狀方式均勻噴灑於原料顆粒A的表面後，以攝氏100度加以烘乾形成肥料粒劑A(即肥料A)。肥料B的製作步驟是將有機質50%的氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝15.0－18.0－10.0)作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒B；以枯草芽孢桿菌(Bacillus safensis)作為表面材料混入礦物油中，並以霧狀方式均勻噴灑於原料顆粒B的表面後，以攝氏100度加以烘乾形成肥料粒劑B(即肥料B)。肥料C的製作步驟是將有機質60%的氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝3.0－3.0－3.0)作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒C；以枯草芽孢桿菌作為表面材料混入礦物油中，並以霧狀方式均勻噴灑於原料顆粒C的表面後，以攝氏110度加以烘乾形成肥料粒劑C(即肥料C)。肥料D的製作步驟是將氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝3.0－3.0－3.0)作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒D；以枯草芽孢桿菌作為表面材料混入礦物油中，並以霧狀方式均勻噴灑於原料顆粒D的表面後，以攝氏70-80度加以烘乾形成肥料粒劑D(即肥料D)。肥料E的製作步驟是將氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝3.0－5.0－5.0)作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒E；以枯草芽孢桿菌作為表面材料混入礦物油中，並以霧狀方式均勻噴灑於原料顆粒E的表面上形成肥料粒劑E(即肥料E)。肥料F的製作步驟是將氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝2.5－5.5－5.5)作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒F；以蕈狀芽孢桿菌AGB01作為表面材料混入礦物油中，並以霧狀方式均勻噴灑於原料顆粒F的表面上形成肥料粒劑F(即肥料F)。
表二、實施例二之肥料粒劑的實際開發案例。
Figure 107113428-A0304-0002
實施例三為肥料複合試驗，以本發明之肥料粒劑的製作方法並將習知的肥料作為造粒原料製成肥料粒劑，其中表三為不同肥料處理方法對甕菜的肥效試驗結果。如下表三所示，處理A為空白組，僅對甕菜進行澆水處理；處理B是將二分之一份的新洋豐肥料B(在本實施例中，新洋豐肥料B為有機質15%的氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝13.0－5.0－7.0))作為造粒原料擠壓或揉成為原料顆粒，並施作於甕菜田塊中；處理C是將一份的新洋豐肥料B作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒，並施作於甕菜田塊中；處理D是將一份的新洋豐肥料B作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒，以溶磷菌粉作為表面材料散佈於礦物油中製成噴灑液，並將該噴灑液以霧狀方式噴灑於原料顆粒表面製成肥料粒劑後，施作於甕菜田塊中；處理E是將一份的新洋豐肥料B與硫酸鈣(CaSO4 )作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒，以溶磷菌粉作為表面材料散佈於礦物油中製成噴灑液，並將該噴灑液以霧狀方式噴灑於原料顆粒表面製成肥料粒劑後，施作於甕菜田塊中。
實施例三之甕菜肥效試驗結果如下表三所示，以甕菜的鮮重而言，處理E的鮮重最高(111.2g)，其增重率為73.8%(以B處理作為基準進行換算)；處理D的鮮重次之(80.8g)，其增重率為80.8%。由上述試驗結果可知，採用本發明肥料粒劑製作方法所製成的肥料粒劑可以使甕菜的鮮重明顯增加。
表三、實施例三之甕菜鮮種及葉片數量。
Figure 107113428-A0304-0003
 註：表三增重率以B處理作為基準進行換算。
實施例四為另一肥料複合試驗，以本發明之肥料粒劑的製作方法並將另一習知的肥料作為造粒原料製成肥料粒劑，其中表四為不同肥料處理方法對甕菜的肥效試驗結果。如下表四所示，處理A為空白組，僅對甕菜進行澆水處理；處理A是將二分之一份的新洋豐肥料A(在本實施例中，新洋豐肥料A為有機質20%的氮磷鉀肥(N－P2 O5 －K2 O＝12.0－8.0－10.0))作為造粒原料擠壓或揉成為原料顆粒，並施作於甕菜田塊中；處理C是將一份的新洋豐肥料A作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒，並施作於甕菜田塊中；處理D是將一份的新洋豐肥料A作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒，以溶磷菌粉作為表面材料散佈於礦物油中製成噴灑液，並將該噴灑液以霧狀方式噴灑於原料顆粒表面製成肥料粒劑後，施作於甕菜田塊中；處理E是將一份的新洋豐肥料A與硫酸鈣(CaSO4 )作為造粒原料，擠壓或揉成為原料顆粒，以溶磷菌粉作為表面材料散佈於礦物油中製成噴灑液，並將該噴灑液以霧狀方式噴灑於原料顆粒表面製成肥料粒劑後，施作於甕菜田塊中。
實施例四之甕菜肥效試驗結果如下表三所示，以甕菜的鮮重而言，處理E的鮮重最高(126.4g)，其增重率為31.1%(以A處理作為基準進行換算)；處理D的鮮重次之(116.4g)，其增重率為20.7%。由上述試驗結果可知，採用本發明肥料粒劑製作方法所製成的肥料粒劑可以使甕菜的鮮重明顯增加。
表四、實施例四之甕菜鮮種及葉片數量
Figure 107113428-A0304-0004
 註：表四增重率以A肥料作為基準進行換算。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。
S01-S04‧‧‧步驟S11-S14‧‧‧步驟
圖1為本發明一實施例之肥料粒劑的製作方法流程圖。
圖2為本發明另一實施例之肥料粒劑的製作方法流程圖。
Figure 12_A0101_SEQ_0001
Figure 12_A0101_SEQ_0002
Figure 12_A0101_SEQ_0003
Figure 12_A0101_SEQ_0004
S01-S04‧‧‧步驟

Claims (16)

  1. 一種肥料粒劑，包含：一原料顆粒，該原料顆粒包含一氮磷鉀肥或一硫酸鈣(CaSO4)；以及一表面塗層，包裹於該原料顆粒的表面；其中該表面塗層包含：一油劑，該油劑為礦物油；以及至少一表面材料，散佈於該油劑中，該至少一表面材料包含一生物性菌粉。
  2. 如請求項1所述之肥料粒劑，其中該肥料粒劑更包含一添加劑。
  3. 如請求項1所述之肥料粒劑，其中該原料顆粒更包含尿素、泥炭土、高嶺土、膨潤土、矽藻土、白土或其組合。
  4. 如請求項1所述之肥料粒劑，其中該生物性菌粉為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)、蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)或其組合。
  5. 如請求項5所述之肥料粒劑，其中該液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的16S rDNA序列如序列表SEQ ID NO.1所載之序列，該蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)的16S rDNA序列 如序列表SEQ ID NO.2所載之序列，該枯草桿菌(Bacillus subtilis)的16S rDNA序列如序列表SEQ ID NO.3所載之序列。
  6. 如請求項1所述之肥料粒劑，其中該至少一表面材料更包含本質磺酸鈣、本質磺酸鈉、生物炭、腐植酸、胺基酸、微量元素或其組合。
  7. 如請求項2所述之肥料粒劑，其中該添加劑為黏著劑、防結劑、殺生物劑、抗氧化劑、還原劑、表面活性劑或其組合。
  8. 一種肥料粒劑的製作方法，包含下列步驟：S01.擠壓或揉成一造粒原料，以形成一原料顆粒，其中該造粒原料包含一氮磷鉀肥或一硫酸鈣(CaSO4)；S02.將至少一表面材料均勻散佈於一油劑中，並製成一噴灑液，其中該油劑為礦物油，該至少一表面材料包含一生物性菌粉；S03.該噴灑液以霧化方式噴灑於該原料顆粒上，以形成一表面塗層包裹於該原料顆粒的表面；以及S04.風乾該原料顆粒而形成一肥料粒劑。
  9. 如請求項8所述之肥料粒劑的製作方法，其中步驟S01還包含一添加劑與該造粒原料一併擠壓或揉成。
  10. 如請求項8所述之肥料粒劑的製作方法，其中該原料顆粒的顆粒粒徑不大於325毫米(mm)。
  11. 如請求項8所述之肥料粒劑的製作方法，其中該造粒原料更包含尿素、泥炭土、高嶺土、膨潤土、矽藻土、白土或其組合。
  12. 如請求項8所述之肥料粒劑的製作方法，其中該生物性菌粉為地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)、蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)或其組合。
  13. 如請求項12所述之肥料粒劑的製作方法，其中該液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的16S rDNA序列如序列表SEQ ID NO.1所載之序列，該蕈狀芽孢桿菌AGB01(Bacillus mycoides AGB01)的16S rDNA序列如序列表SEQ ID NO.2所載之序列，該枯草桿菌(Bacillus subtilis)的16S rDNA序列如序列表SEQ ID NO.3所載之序列。
  14. 如請求項8所述之肥料粒劑的製作方法，其中該至少一表面材料更包含本質磺酸鈣、本質磺酸鈉、生物炭、腐植酸、胺基酸、微量元素或其組合。
  15. 如請求項8或14所述之肥料粒劑的製作方法，其中該至少一表面材料的粒徑大小不大於60目(mesh)。
  16. 如請求項9所述之肥料粒劑的製作方法，其中該添加劑為黏著劑、防結劑、殺生物劑、抗氧化劑、還原劑、表面活性劑或其組合。
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