一种生物有机无机大颗粒肥料及其制备方法

一种生物有机无机大颗粒肥料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥及其制备方法；是以市售有机肥或腐熟家畜粪肥、多粘芽孢杆菌菌粉和长效缓释氮磷肥为原料，制备得到粉状掺混肥；向粉状掺混肥中添加增效剂A、吸附剂B和能源物质C；经肥料挤压机压片后制得挤压状态下的大颗粒生物有机无机复合肥。本发明是一种由不同配比的甲醛溶液与尿素、磷酸二氢钾反应生成的长效复合肥与市售有机肥、芽孢杆菌菌粉掺混挤压成粒的一种既能改良土壤理化性状又能实现养分缓释、保护微生物活性、施用方便定量精准的肥料。
【专利说明】
一种生物有机无机大颗粒肥料及其制备方法
(一)
技术领域
[0001]本发明涉及一种生物有机无机大颗粒肥料及其制备方法，具体涉及一种既能够改善土壤的理化性质，提高养分利用率，又具备养分缓释性能，施用方便，定量精准的生物有机肥无机大颗粒复合肥，属于高效环保的新型肥料。
(二)
【背景技术】
[0002]有机肥的施用是中国农业的传统经验，也是将来我国农业可持续发展中农业施肥的方向。生物有机无机复合肥为“三肥结合”的肥料，集有机肥、无机肥和生物肥料的优点于一身，近几年发展迅速。其作用表现在:1、改良土壤理化性状，能增加土壤的团粒结构和通气透水性，增强土壤保水、保肥性能，提高土壤持续供水供肥能力。2、显著抑制农作物病害，增强植物抗逆能力。3、改善进农作物的品质，特别是对提高经济类水果蔬菜的品质影响十分明显。4、生物有机无机复合肥养分全面且肥效较长，能促进农作物增产，据调查研究，施用生物有机复合肥的比单一施用化肥的增产10%左右。5、生物有机无机复合肥是环境友好型肥料，能降低普通化学肥料施用中的浪费现象和减轻对农业环境的污染，可用于大量生产无公害的农产品。
[0003]目前，世界上至少有100多个国家和地区在研究、生产和推广使用生物有机无机复合肥。在发达国家生物有机无机复合肥料已逐步成为政府强制使用和补贴使用的对象。据统计，美国等西方国家生物肥料已占到肥料总用量的近60%，而这个数字仍在继续上升，许多中等发达或发展中国家研究和生产微生物肥料的水平也在迅速提高。在我国，生物有机无机复合肥料的优越性越来越被农业工作者认可，其施用量和生产量呈现逐年增加的趋势。从农业部公布的数据可知我国拥有产品登记证的生产企业已经超过200家，年产生物有机肥可达300万t以上。而据农业部农技推广中心的数据，中国有机肥使用量占肥料总投入的比例还不足30%，据国家统计局2011公布，2011年国内的化肥生产量为4519.79万吨(不含各种进口化肥数量)，化肥销售总额为3700多亿元，生物有机肥占总额的2%，S卩74亿，由于生物有机肥的诸多优点逐步被人们认可，加上国家政策的倾斜，近几年我国生物有机肥产业的迅猛发展，2014年产值约150亿，未来生物有机肥市场将以更高(专家预测每年约5 % )的速度增长，所以生物有机无机复合肥发展空间还很大。
[0004]我国目前生产的生物有机无机复合肥大多采用就地取材的原料如秸杆、畜禽粪便、腐殖酸、草炭、饼柏、骨粉等，加入功能性微生物，采用发酵工艺制成的粉剂或小颗粒产品，其生产和使用过程中存在一系列的问题:1、目前我国生产的生物有机无机肥复合肥料多数是粉末状或者小颗粒状，施用不方便，尤其是粉末状复合肥料，施用中易造成飞扬浪费。2、施肥过程中采用的撒施、沟施和穴施的方式，特别是撒施，由于粉末状或者小颗粒状肥料与土壤接触面积大，肥料中的养分容易与土壤中的化学物质发生反应，致使很大一部分的氮素损失，磷素固定和钾素流失。3、粉末状或者小颗粒的生物有机无机复合肥对有益微生物的吸附和保护能力有限，复合肥料施入土壤后，其中的有益微生物被土壤溶液稀释，被土壤中的大量土著微生物侵蚀而失去活性，从而失去生物肥料活化养分、增强植物抗性的生理效应。4、制作工艺相对复杂，能耗较高，或者生产过程不规范，肥料肥效差，有益微生物活性低。因此提高生物有机无机复合肥中对有益微生物的活性保护，增强肥料施用过程中的方便性和定量化，进一步提高生物有机无机肥料的缓释效果和肥料的利用率，实现农业节本增效、农业提质增效、农业环境友好的要求，加快研制和推广新型高效生物有机无机复合肥料势在必行。
(三)

【发明内容】

[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥及其制备方法;利用本发明制备的长效生物有机无机超大颗粒复合肥养分包含速效养分和缓效养分，肥料球中的微生物活性能够长期保持高活性，该类超大颗粒肥料耐贮运、抗压强度大、方便施用，对于精准化和定量化施肥具有很大的推动作用。本发明首先利用聚合反应把甲醛溶液、磷酸二铵、磷酸一铵等原料集于同一大分子中，不仅降低了肥料的溶解率，同时实现了氮和磷养分的缓释，与反应原理相似的专利(专利号CN1844064)比较，该发明利用成本较低的磷酸一铵和磷酸二铵代替了成本较高的磷酸二氢钾，能有效降低长效缓释氮磷肥的制备成本;其次利用吸附原理，将有益微生物添加入吸附性大的有机肥料中，与聚合反应制备的长效缓释氮磷肥料进行混合、挤压，制备出了集氮、磷缓释和高生物活性的多功能长效生物生物有机无机超大颗粒复合肥。长效生物生物有机无机超大颗粒复合肥养分含量易调控、缓释效果好、成本低、耐运输、生物活性高、能改善土壤的理化性质，施用中方便、精准、定量、节约劳动力等，可用于新型功能性长效复合肥的生产。
[0006]—种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，通过如下制备方法得到:
[0007]以市售有机肥或腐熟家畜粪肥、多粘芽孢杆菌菌粉和长效缓释氮磷肥为原料，制备得到粉状掺混肥；向粉状掺混肥中添加增效剂A、吸附剂B和能源物质C;经肥料挤压机压片后制得挤压状态下的大颗粒生物有机无机复合肥。
[0008]所述的粉状掺混肥的制备方法为:
[0009]向含水量10%_20%的市售商品有机肥中按照质量比50:1的比例添加多粘芽孢杆菌菌粉得到腐熟的菌粉肥;再添加粉末状的长效氮磷复合肥，最后经充分混匀后，即可得到粉状掺混肥。
[0010]本发明中所述长效缓释氮磷肥的制备方法如下:取浓度为37%的甲醛溶液75-100ml，在不断搅拌下加入10-20g尿素溶解。溶解完全后，调节溶解液PH至8.0，继续室温下反应2h，白色产物于40°C真空箱中干燥2h。在干燥后的产物中加入10-30mL去离子水不断搅拌，调节PH至8.0，于60°C的水浴中反应10-20min，加入10_20g磷酸一铵和5_10g的磷酸二铵并不断搅拌，在80 °C下继续反应30-60min，将产物于100 °C下烘干3h，然后温度降至55 °(:继续烘干至恒重，得到长效氮磷钾复合肥；长效氮磷钾复合肥含量为氮素20-22 %，磷素8-10%。
[0011]所述的增效剂A为杂铝石粉，加入量为长效生物有机无机超大颗粒复合肥(后简称复合肥)总重量比的0.1-1%;优选的，增效剂A占复合肥总重量的0.5%。
[0012]所述的吸附剂B为氟石粉和蒙脱土按照重量比为1:1的混合物，加入量为复合肥总重量比的0.1-1 %，优选掺混重量为0.5 %。
[0013]所述能源物质C为用羽毛转化的氨基酸或者黄腐酸的混合物，能源物质C添加量与所述多粘芽孢杆菌菌粉的添加量相等。能源物质C可作为菌粉发酵初期的能源物质，同时具有刺激根系生长的生理活性。
[0014]所述压片机工作参数为:设定温度25_100°C、进样时间2-10秒、挤压时间1-5秒、压力60-100T;优选的，所述的肥料压片机设定温度为30°C，工作压力为90T。
[0015]本发明的生物有机无机大颗粒肥料是一种由不同配比的甲醛溶液与尿素、磷酸二氢钾反应生成的长效复合肥与市售有机肥、芽孢杆菌菌粉掺混挤压成粒的一种既能改良土壤理化性状又能实现养分缓释、保护微生物活性、施用方便定量精准的肥料。该生物有机无机复合肥具体的优点如下:1、大颗粒压缩复合肥料(颗粒高3-8cm，直径3-5cm，重量50-1OOg/粒)，定点施用于果树，比果树普通的环状施肥和放射状施肥方式施肥更加集中，深施于果树根系附近可以着重于改善果树的根际微域水、肥、气、热环境，与果园全园施肥相比，可明显节约肥料，增强施肥效果。同时，大颗粒肥料配合专用的施肥器，可实现肥料的定量化，机械化，精准化，使施肥更方便，节约劳动力。2、大颗粒肥料养分由外层逐渐溶解，其中的有机肥料将溶解的无机肥料吸附住，减少速效养分流失，同时，将肥料做成大颗粒状可以减少肥料与土壤的接触面积，从而减少养分的固定和损失，提高肥料利用率。3、有机肥料和由无机肥料生产的长效复合肥都可以为肥料中的有益微生物提供能源，还可以将有益微生物吸附在施肥点附近，有益微生物以有机无机肥料为养分载体，定植于大颗粒肥料中，并由肥料外层逐渐向内层扩散，减少稀释，同时长效复合肥缓慢释放植物需要的营养元素，可降低盐度系数，保证有益微生物施入土壤后的活性。4、该大颗粒复合肥料生产工艺简单，与普通肥料相比不需要经过干燥、冷却等复杂的过程，只需要将原料混匀、挤压即可，且在生产过程中无粉尘和有毒有害气体的排放，生产成本低，不会对环境构成污染，制造过程中不存在明显的温度变化，有效的保护了有益微生物的活性。
[0016]本发明的显著效果是:
[0017]1、将功能性有益微生物肥料与有机和无机肥料结合，体现了全元肥料的特点，发挥了有机肥料、无机肥料和微生物肥料的联合效应，克服了施用单一肥料的缺点。
[0018]2、将生物有机无机复合肥制成挤压状态下的超大颗粒肥料，采用便携式大球肥料施肥器，可将肥料球简单、快速地施入果树根系附近，施用方便，省工省时，更适合机械化、精准、定量化的施肥要求。
[0019]3、养分利用率高，生物、有机和长效无机肥料结合，本身就具备养分缓释的作用，再通过挤压浓缩，具备双重缓释功能，可进一步提高养分利用率，减少肥料的浪费，降低环境污染，发展前景十分广阔。
[0020]4、大颗粒长效复合肥与土壤接触面积小，盐度系数低，且复合肥中的养分为有益微生物提供能源，微生物以大颗粒复合肥为养分载体，可减少被土著微生物的侵蚀，提高在土壤中的定植能力，保证有益微生物施入土壤后的活性。
[0021]5、加工工艺简单:与传统的生物有机无机复合肥相比，该工艺不经过发酵作用，可缩短制作时间，且加工中设定的温度低，因此能耗低、效率高，生产成本低。
[0022]6、肥料颗粒度大且均匀一致，挤压度适宜，耐长距离运输，贮藏中稳定性高。
(四)
【附图说明】
[0023]图1:本发明制备方法工艺流程图
[0024]图中I首先将风干的有机废弃物用粉碎机粉碎烘干;2加入由尿素、磷酸二氢钾和甲醛溶液反应生成的复合肥料;3加入微生物菌剂;4将前述材料混合均匀得到一定养分比例的粉状掺混肥;5加入增效剂杂铝石粉A;6加入吸附剂氟石粉和蒙脱土混合物B;7加入能源物质C;8将所有材料混合均匀;9利用压片机调整好温度和压力，以及进样时间和挤压时间，进行挤压造粒;1产品包装、入库。
(五)
【具体实施方式】
[0025]多粘芽孢杆菌只要具备植物根系促生功能均可适用于本发明，可从现有菌种中得到;本实施例使用的多粘芽孢杆菌为专利申请号为“201210468467.X”、发明名称为“一株枯草芽孢杆菌及其菌剂的制备和应用”中所涉及的枯草芽孢杆菌Y-1(Bacillus subtilis Y-1)，该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCN0.6539，属于已知菌种。本实施例中如无特殊说明，均为可市购产品。
[0026]本实施例中所使用的长效氮磷复合肥通过以下方法制备:
[0027]在反应器中加入浓度为37%(V/V)的甲醛溶液75-100ml，在不断搅拌下加入10-20g尿素溶解。溶解完全后，调节PH至8.0，继续室温下反应2h，白色产物于40°C真空箱中干燥2h。干燥后的产物全部转移至另一反应器中，加入10-30mL去离子水不断搅拌，调节PH至8.0，反应器置于60°(:的水浴中反应10-201^11后，加入10-2(^磷酸一铵和5-1(^的磷酸二铵并不断搅拌，在80 0C下继续反应30-60min，将产物全部转移至玻璃皿中于100 °C下烘干3h，然后温度降至55°C继续烘干至恒重，得到长效氮磷钾复合肥;长效氮磷钾复合肥含量为氮素:20-22%，磷素8-10%。
[0028]实施方案1:
[0029]将25Kg市售商品有机肥(含水量10-20%)、长效氮磷复合肥23.5Kg和多粘芽孢杆菌菌粉0.5Kg，放入球磨机搅拌混匀得到粉状掺混肥。再向上述粉状掺混肥中加入石英砂
0.25Kg、市售氟石粉和蒙脱土按照重量比1:1的混合物0.25Kg、市售氨基酸0.5Kg，将上述材料充分混匀并快速搅拌，搅拌均匀的混合物料放入到压片机中，调节压片机系数:压力80T，温度30°C，进样时间为2秒，挤压时间为3.5秒，即可生成挤压状态下的超大颗粒腐植酸肥料颗粒(颗粒高3_8cm，直径3-5cm，重量50-100g/粒)。上述工艺生产的肥料，用密封袋于常温干燥条件下保存放置，贮存时间久且性质稳定，可借助于施肥器，在离树干周围I米的位置打孔深度15厘米的，每树体周围打10孔，将该超大颗粒肥料球施与孔内，覆土即可，每年只需施肥2次，肥料养分利用率可相对常规肥料提高20 %以上，果树产量相对提高10 %以上。
[0030]实施方案2:
[0031]将28Kg市售商品有机肥(含水量10-20%)、长效氮磷复合肥20Kg和多粘芽孢杆菌菌粉0.5Kg，放入球磨机搅拌混匀得到粉状掺混肥。向该粉状掺混肥中加入石英砂0.5Kg、市售氟石粉和蒙脱土按照重量比1:1的混合物0.5Kg、市售氨基酸0.5Kg，将上述材料充分混匀并快速搅拌，搅拌均匀的混合物料放入到压片机中，调节压片机系数:压力70T，温度25°C，进样时间为2秒，挤压时间为3.5秒，I分钟内即可生成挤压状态下的超大颗粒腐植酸肥料(颗粒高3-8cm，直径3-5cm，重量50-100g/粒)。上述工艺生产的肥料，用密封袋于常温干燥条件下保存放置，贮存时间久且性质稳定，可借助于施肥器，在离树干周围I米的位置打孔深度15厘米的，每树体周围打10孔，将该超大颗粒肥料球施与孔内，覆土即可，每年只需施月巴2次，肥料养分利用率可相对常规肥料提高20%以上，果树产量相对提高10%以上。实施方案3:
[0032]将20Kg市售有机肥、长效氮磷复合肥28.9Kg和多粘芽孢杆菌菌粉0.5Kg，放入球磨机搅拌混匀得到粉状掺混肥。向该粉状掺混肥中加入石英砂0.05Kg、市售氟石粉和蒙脱土按照重量比I: I的混合物0.05Kg、市售氨基酸0.5Kg，将上述材料充分混匀并快速搅拌，搅拌均匀的混合物料放入到压片机中，调节压片机系数:压力90T，温度35°C，进样时间为2秒，挤压时间为3.5秒，I分钟内即可生成挤压状态下的超大颗粒腐植酸肥料(颗粒高3-8cm，直径
3-5cm，重量50-100g/粒)。上述工艺生产的肥料，用密封袋于常温干燥条件下保存放置，贮存时间久且性质稳定，可借助于施肥器，在离树干周围I米的位置打孔深度15厘米的，每树体周围打10孔，将该超大颗粒肥料球施与孔内，覆土即可，每年只需施肥2次，肥料养分利用率可相对常规肥料提高20%以上，果树产量相对提高10%以上。
【主权项】
1.一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于其制备方法如下: 以市售有机肥或腐熟家畜粪肥、多粘芽孢杆菌菌粉和长效缓释氮磷肥为原料，制备得到粉状掺混肥；向粉状掺混肥中添加增效剂A、吸附剂B和能源物质C;经肥料挤压机压片后制得挤压状态下的大颗粒生物有机无机复合肥； 所述的增效剂A为杂铝石粉，加入量为长效生物有机无机超大颗粒复合肥即复合肥总重量比的0.1-1%; 所述的吸附剂B为氟石粉和蒙脱土按照重量比为1:1的混合物，加入量为复合肥总重量比的 0.1-1%; 所述能源物质C为用羽毛转化的氨基酸或者黄腐酸的混合物，能源物质C添加量与所述多粘芽孢杆菌菌粉的添加量相等;能源物质C作为菌粉发酵初期的能源物质，同时具有刺激根系生长的生理活性。2.如权利要求1所述的一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于所述粉状掺混肥的制备方法为: 向含水量1 % -20 %的商品有机肥中按照质量比50:1的比例添加多粘芽孢杆菌菌粉得到腐熟的菌粉肥;再添加粉末状的长效氮磷复合肥，混匀后得到。3.如权利要求1所述的一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于所述长效缓释氮磷肥的制备方法如下: 取浓度为37%的甲醛溶液75-100ml，在不断搅拌下加入10-20g尿素溶解;溶解完全后，调节溶解液PH至8.0，继续室温下反应2h，白色产物于40°C真空箱中干燥2h;在干燥后的产物中加入10-30mL去离子水不断搅拌，调节PH至8.0，于60 °C的水浴中反应10_20min，加入10-20g磷酸一铵和5-10g的磷酸二铵并不断搅拌，在80°C下继续反应30-60min，将产物于100°C下烘干3h，然后温度降至55 °C继续烘干至恒重，得到长效氮磷钾复合肥;长效氮磷钾复合肥含量为氮素20-22%，磷素8-10%。4.如权利要求1所述的一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于所述压片机工作参数为:设定温度25-100°C、进样时间2-10秒、挤压时间1-5秒、压力60-100T。5.如权利要求1所述的一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于所述增效剂A加入量为长效生物有机无机超大颗粒复合肥总重量比的0.5 %。6.如权利要求1所述的一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于所述吸附剂B加入量为复合肥总重量比的0.5%。7.如权利要求4所述的一种长效生物有机无机超大颗粒复合肥，其特征在于所述肥料压片机设定温度为30°C，工作压力为90T。
【文档编号】C05G3/04GK106083448SQ201610396873
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610396873.8, CN 106083448 A, CN 106083448A, CN 201610396873, CN-A-106083448, CN106083448 A, CN106083448A, CN201610396873, CN201610396873.8
【发明人】杨越超, 王欣英
【申请人】山东农业大学