一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥及其制备方法，属于作物专用肥【技术领域】。本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥原料组分如下，均为重量份：腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物50-350份、5%腐植酸包膜尿素200-500份、重过磷酸钙200-500份、硫酸钾100-400份、钙镁磷肥20-200份。本发明针与现有技术相比，是能够提高大豆产量和品质、降低生产成本、保护生态环境、发展有机绿色农业和生态农业的一项重要举措。
【专利说明】一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于作物专用肥【技术领域】，具体涉及一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥及其制备方法。
[0002]
【背景技术】
作物氮肥来源于化学氮肥和生物固氮，化学氮肥为农作物产量做出了巨大贡献，但是化学氮肥生产成本高、利用率低，而且不断破坏土壤肥力和环境生态，已成为农业可持续发展的障碍之一。生物固氮完全是生物和微生物自发进行的，无须提供任何能源和设备，因而它减少了能源的消耗，无污染物排放，有利于保护生态环境。同时，由于减少和免除了化学氮素的投入，使农产品中硝酸和亚硝酸物质大幅度降低，提高了农产品的品质，减少致癌物质对人类的危害。
[0003]根瘤菌剂是种植豆科作物的主要菌性肥料，因为它里面含有大量、活体的根瘤菌，人们称它为活肥料。根瘤菌剂最早于1896年在欧洲问世。大豆根瘤菌是一种与大豆共生的生物菌，它固定空气中游离的氮供给大豆，以满足大豆对氮素的需求，是大豆增产、节肥、减少污染的好措施，受到世界各地研究人员的重视。大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂，根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生:豆科植物通过光合作用制造的有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨，则供给豆科植物。大豆根瘤的形成是由于土壤中的根瘤菌侵入根部组织所致，根瘤菌自根毛侵入，存在于根皮层的薄壁细胞中。根瘤菌在皮层细胞中迅速分裂繁殖，同时皮层细胞因根瘤菌侵入的刺激，进行细胞分裂，皮层细胞数目增加，体积膨大，形成瘤状凸起就是根瘤。
[0004]研究表明，如果没有根瘤菌的存在，每亩要施115公斤尿素才能满足亩产180公斤大豆的氮肥需求。由于大豆是通过吸收土壤、肥料中所含的氮素和根瘤菌的共生固氮来满足需要的，所以在施用化学氮肥时要注意处理好两者的关系，若化肥氮施用量过多时，根瘤数减少，固氮率降低，会增加大豆生产成本。磷具有促进大豆根瘤发育的作用，能达到“以磷增氮”的效果，在大豆生育初期，磷的功能主要是促进根系生长，在开花前，磷可以促进茎叶分枝等营养体的生长。钾能促进大豆幼苗生长，使茎杆坚强抗倒伏。除此之外，微量元素锌、铁、硼、镁、钥等的作用也不可忽视，适量微量元素可以促进大豆植株生长，增加大豆产量，提高大豆的品质。据研究，每生产100千克大豆约吸收氮7-9.5千克，磷1.3-2.0千克，钾2.0-3.7千克，还有镁I千克，硫0.67千克，钥0.308克及一定数量的微量元素。
[0005]目前，发展绿色食品已成为当前新的农业经济增长点，发展绿色食品需要有无公害肥料配合。根瘤菌肥料可减少豆科作物氮肥用量，目前市场上生产的根瘤菌肥料有三种:
(1)固体根瘤菌肥料:吸附剂多为草炭，为黑褐色或褐色粉末状固体，湿润松散，含水量20-35%，一般每克菌剂含活菌数1-2亿个，杂菌数小于15%，pH6.0-7.5 ；
(2)液体根瘤菌肥料:无异臭味，每毫升含活菌5-10亿个，杂菌数小于5%，pH5.5-7.0 ；
( 3)冻干菌剂型:不加吸附剂，为白色粉末状，含菌量比草炭剂高几十倍，但在生产上应用很少。
[0006]上述根瘤菌肥料存在以下缺陷:
(1)缺乏高效根瘤菌株，菌种资源缺乏，很多厂家的菌种都在利用同一个菌株，肥料品种单一；另一方面，使用菌株不当也会带来安全隐患，一些厂家的生产菌种没有经过正规的鉴定就投入生产，也是一种不妥当的行为；
(2)生产设备陈旧，许多生产厂是由已倒闭的小型酶制剂厂、味精厂、柠檬酸厂等改造而成的，其设备本身就效率低、能耗高 ，勉强生产，没有长远的发展计划；
(3)技术工艺落后，有些厂家认为只要有了微生物肥料菌种，有了相应的培养基就能够生产出微生物肥料，缺乏生产过程中的监控和检测手段，有的甚至还是小作坊式的生产方式。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，结合土壤肥力水平和高效菌株的选育，根据大豆需肥规律研制和应用一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，是能够提高大豆产量和品质、降低生产成本、保护生态环境、发展有机绿色农业和生态农业的一项重要举措。
[0008]本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的技术方案如下:
原料组分如下，均为重量份:
腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物50-350份、5%腐植酸包膜尿素200-500份、重过磷酸钙200-500份、硫酸钾100-400份、钙镁磷肥20-200份。
[0009]所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法是采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵，制备大豆根瘤菌发酵液，再用灭菌后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂，然后加入硫酸亚铁和钥酸铵，混合均匀后进行低温造粒，最后用熔融尿素喷涂在颗粒表面，形成尿素包膜层，得到尿素包膜根瘤菌剂组合物。
[0010]所述5%腐植酸包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷洒一层预处理的腐植酸，固化后重复上述过程，达到粘结剂站核芯质量的1%，腐植酸占核芯肥质量的5%。腐植酸包膜中总氮含量36%，总腐植酸含量10%，为质量百分比。
[0011]所述重过磷酸钙中五氧化二磷含量分别为40%，为质量百分比；
所述硫酸钾中氧化钾含量为50%，为质量百分比；
所述钙镁磷肥中五氧化二磷的含量为18%，氧化钙的含量为45%，氧化镁的含量为12%，氧化硅的含量为20%，均为质量百分比；
本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，优选原料组分如下，均为重量份:
腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100-150份、5%腐植酸包膜尿素250-350份、重过磷酸钙250-350份、硫酸钾150-250份、钙镁磷肥50-100份。
[0012]本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，最优选原料组分如下，均为重量份: 腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100份、5%腐植酸包膜尿素280份、重过磷酸钙320
份、硫酸钾200份、钙镁磷肥100份。
[0013]本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的制备方法，包括如下工艺步骤:
①所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法:
采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵，制备大豆根瘤菌发酵液，再用灭菌后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂，然后加入EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钥，混合均匀，进行低温造粒，最后用预处理的腐植酸和熔融尿素一起按照质量比1:4进行混合，喷涂在颗粒表面，形成腐植酸-尿素包膜层，得到腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物；
其中，腐植酸预处理方法是采用30%-40%的稀硫酸酸解，再分两次加入碳酸氢铵混合，混合后散堆反应24小时，中途翻堆两次；测量料堆温度，使其不超过55°C ;经24小时反应后，进入烘干机烘干，控制烘干机头温度为120°C (顺流烘干，物料温度<70°C)，然后粉碎备用;
其中，制备根瘤菌发酵液所用的根瘤菌菌种为现有技术，能与大豆共生固氮的菌种均可以使用，最优选的，中国农业微生物菌种保藏管理中心ACCC编号为19606根瘤菌(Rhizobium)；
发酵液与草炭土的质量比为1:3-4，优选的为1:3.5;
所述根瘤菌剂与EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钼的质量比分别为1:0.03、I:0.03、1:0.02 ；
所述腐植酸-尿素包膜层占腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的5-10wt% ；
②5%腐植酸包膜尿素的制备方法:
以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷洒一层预处理的腐植酸，固化后重复上述过程，达到粘结剂站核芯质量的1%，腐植酸占核芯肥质量的5% ；
其中，颗粒尿素优选大颗粒尿素，粒径2-3毫米；
其中，粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1:0.1的质量比混合制成；
③将腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾、钙镁磷肥按规定配比计量，放入搅拌机进行混合搅拌6-8分钟，充分混匀即可，然后计量、包装即得成品。
[0014]本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥是根据大豆需肥规律科学配制的腐植酸类生物肥料，通过将腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾、钙镁磷肥按配比制备，其中腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物中还含有大豆生长所必需的微量元素锌、铁和钥，能够提升大豆品质，同时，产品中含有腐植酸，不仅可以延长氮素养分的有效期，达到“固氮、解磷、促钾”的效果，而且还能活化土壤中微量营养元素，是可改善环境条件的新型肥料，具有营养均衡、抗逆性强、改良土壤、改善品质等优点。
[0015]本发明的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的应用，在大豆播种时利用播种施肥一体机一次性作基肥施用，肥料用量折合成氮磷钾总量，正常推荐施肥用量每亩50-60公斤，根据当地施肥水平及产量水平，酌情增减用量。
[0016]本发明与现有技术相比，具有以下突出的优点:
1、本发明产品含腐植酸-尿素包膜，腐植酸尿素与普通尿素相比，腐植酸尿素的肥效期延长30-35天，氮肥利用率可提高7.2个百分点，不仅能显著增产还能节省尿素15%-25% ；同时由于腐植酸具有“控氮、解磷、促钾”的效果，能够赋予氮肥缓释功效和刺激作物生长的功能，能够显著提高肥料利用率；
2、本发明产品中的根瘤菌被腐植酸-尿素包裹，减少了环境因素对根瘤菌种的影响，延长了根瘤菌的活性，提高了根瘤菌固氮的能力，显著提高肥料利用率； 、本发明将根瘤菌剂、根瘤生长和固氮所需要的微量元素锌、铁和钥一起被包裹在腐植酸-尿素包膜外壳内，并根据大豆的需肥规律合理配置磷肥、钾肥，形成具有接种和施肥双重功能的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，能够改良土壤结构、增加肥效、刺激生长、提高大豆抗逆性和改善大豆品质；
4、本发明产品属于腐植酸类生物肥料，可以降解土壤中的农药残留、吸附重金属、消除或降低土壤污染，对土壤无任何污染，绿色环保无污染，是一种比传统农用肥料成本低、肥效好、增产高、残留少、品质优，同时又能抑制土壤退化、改良土壤结构、功能齐全的新型生物肥料。
【具体实施方式】
[0017]实施例1:
本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，原料组分如下，均为重量份:
腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100份、腐植酸包膜尿素280份、重过磷酸钙320份、硫酸钾200份、钙镁磷肥100份。
[0018]所制备的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，氮磷钾(N-P2O5-K2O)含量分别为10%、15%、10%,总养分35%，均为质量百分比。
[0019]制备工艺步骤:
①所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法:
采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵，制备大豆根瘤菌发酵液，再用灭菌后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂，然后加入EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钥，混合均匀，进行低温造粒，最后用预处理的腐植酸和熔融尿素一起按照质量比1:4进行混合，喷涂在颗粒表面，形成腐植酸-尿素包膜层，得腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物；其中，腐植酸预处理方法是采用30%-40%的稀硫酸酸解，再分两次加入碳酸氢铵混合，混合后散堆反应24小时，中途翻堆两次；测量料堆温度，使其不超过55°C ;经24小时反应后，进入烘干机烘干，控制烘干机头温度为120°C (顺流烘干，物料温度< 70°C)，然后粉碎备用;
其中，制备根瘤菌发酵液所用的根瘤菌菌种为现有技术，能与大豆共生固氮的菌种均可以使用，最优选的，中国农业微生物菌种保藏管理中心ACCC编号为19606根瘤菌(Rhizobium)；
其中，发酵液与草炭土的质量比为1:3.5 ;
其中，根瘤菌剂与EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钼的质量比分别为1:0.03、1:
0.03、1:0.02 ；
其中，腐植酸-尿素包膜层占腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的10wt% ；
②5%腐植酸包膜尿素的制备方法:
以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷洒一层预处理的腐植酸，固化后重复上述过程，达到粘结剂站核芯质量的1%，腐植酸占核芯肥质量的5% ； 其中，颗粒尿素优选大颗粒尿素，粒径2-3毫米；
其中，粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1:0.1的质量比混合制成；
③将100份腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、280份5%腐植酸包膜尿素、320份重过磷酸钙、200份硫酸钾、100份钙镁磷肥按规定配比计量，放入搅拌机进行混合搅拌6-8分钟，充分混匀即可，然后计量、包装即得成品。
[0020]实施例2
本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，原料组分如下，均为重量份:
腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物120份、5%腐植酸包膜尿素330份、重过磷酸钙280份、硫酸钾220份、钙镁磷肥50份。
[0021]制备工艺同实施例1。
[0022]所制备的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，氮磷钾(N-P205-K20)含量分别为12%、12%、11%，总养分35%，均为质量百分比。
[0023]对比例1:
普通硫酸钾复合肥，总养分35%，氮磷钾含量分别为10%、15%、10%，由史丹利化肥股份有限公司生产。
[0024]对比例2:
普通硫酸钾复合肥，总养分35%，氮磷钾含量分别为12%、12%、11%，由史丹利化肥股份有限公司生产。
[0025]以上实施例1、实施例2和对比例1、对比例2的应用效果如下:
试验材料
试验地点:山东潍坊寿光市，中等肥力。
[0026]供试品种:齐黄34。
[0027]试验采用随机区组设计，每一试验设5个处理，以施用本发明的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥为处理2，以同等养分的普通肥为处理I，其中每667m2施肥50kg，以不施肥为对照，其他同大田管理。具体处理方式如下:
【权利要求】
1.一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，其特征在于由如下重量份的原料制得:腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物50-350份、5%腐植酸包膜尿素200-500份、重过磷酸钙200-500份、硫酸钾100-400份、钙镁磷肥20-200份； 所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法是采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵，制备大豆根瘤菌发酵液，再用灭菌后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤囷剂，然后加入硫Ife亚铁和钥Ife按，混合均勾后进彳了低温造粒，最后用溶融尿素嗔涂在颗粒表面，形成尿素包膜层，得到尿素包膜根瘤菌剂组合物； 所述5%腐植酸包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷洒一层预处理的腐植酸，固化后重复上述过程，达到粘结剂占核芯质量的1%，腐植酸占核芯肥质量的5% ;腐植酸包膜中总氮含量36%，总腐植酸含量10%，为质量百分比； 所述重过磷酸钙中五氧化二磷含量分别为40%，为质量百分比； 所述硫酸钾中氧化钾含量为50%，为质量百分比； 所述钙镁磷肥中五氧化二磷的含量为18%，氧化钙的含量为45%，氧化镁的含量为12%，氧化硅的含量为20%，均为质量百分比。
2.如权利要求1所述大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，其特征在于由如下重量份的原料制得:腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100-150份、5%腐植酸包膜尿素250-350份、重过磷酸钙250-350份、硫酸钾150-250份、钙镁磷肥50-100份。
3.如权利要求2所述大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥，其特征在于由如下重量份的原料制得:腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100份、5%腐植酸包膜尿素280份、重过磷酸钙320份、硫酸钾200份、钙镁磷肥100份。
4.如权利要求1-3任一所述大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤: ①所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备: 采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵，制备大豆根瘤菌发酵液，再用灭菌后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂，其中发酵液与草炭土的质量比为1:3-4，然后加入EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钥，混合均匀，进行低温造粒，最后用预处理的腐植酸和熔融尿素一起按照质量比1:4进行混合，喷涂在颗粒表面，形成腐植酸-尿素包膜层，得到腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物； 其中，腐植酸预处理方法是采用30%-40%的稀硫酸酸解，再分两次加入碳酸氢铵混合，混合后散堆反应24小时，中途翻堆两次；测量料堆温度，使其不超过55°C ;经24小时反应后，进入烘干机烘干，控制烘干机头温度为120°C，顺流烘干，物料温度< 70°C，然后粉碎备用； 所述腐植酸-尿素包膜层占腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的5-10wt% ； ②5%腐植酸包膜尿素的制备: 以颗粒尿素为核芯肥，在核芯肥外喷淋一层粘结剂，再喷洒一层预处理的腐植酸，固化后重复上述过程，达到粘结剂站核芯质量的1%，腐植酸占核芯肥质量的5% ； ③将腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾、钙镁磷肥按规定配比计量，放入搅拌机进行混合搅拌6-8分钟，充分混匀即可，然后计量、包装即得成品。
5.如权利要求4所述大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中发酵液与草炭土的质量比为1:3.5 ;所述根瘤菌剂与EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钥的质量比分别为1:0.03、1:0.03,1:0.02。
6.如权利要求4所述大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中颗粒尿素粒径为2-3毫米；粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1:0.1的质量比混合制成。
【文档编号】C05G3/00GK104130077SQ201410407648
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】张从军 申请人:安徽莱姆佳肥业有限公司