一种高活性有机多元中微量元素生物肥料及制备方法与流程

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种高活性有机多元中微量元素生物肥料及制备方法。

背景技术：

我国长期以来大量使用化学肥料，造成土壤含盐量过高，有害离子浓度过大，结构性差，易板结，土壤肥力下降，作物生长发育受到限制,土壤、水体污染日益严重。改良土壤、保护生态环境已引起我国政府的高度重视。

现阶段改良土壤主要是施用有机肥料提升土壤有机质含量；或者施用氢氧化钙调节酸性土壤，硫酸钙调节碱性土壤；或者施用腐植酸，但由于目前腐植酸的制作方法大多数是利用风化煤、泥炭、褐煤等经破碎制取的原粉，腐植酸的活性功能团的功效不能真正展现，使用效果不理想。上述产品功能单一，基本上是简单掺混的粉状物料，在种肥同播已大面积普及的情况下，不能满足机械施肥。上述这些问题，造成我国土壤改良产品品质不高，难以适应不同农作物和土壤条件，不能有效提高肥料养分利用率和改良土壤结构，不能机械施用，增加了用工成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高活性有机多元中微量元素生物肥料，能提供作物所需的大量钙、镁、硅等中微量元素、有机质和蛋白质。

本发明的另一目的是通过对腐植酸进行高活性处理，以提高活性功能团的数量，提高腐植酸的效果，通过对饼肥进行二次发酵处理，实现养分的充分利用，达到提高养分利用率，改良土壤的效果。

本发明的进一步目的是利用生物菌活化、修复土壤，制成的产品具有功能全、效果好的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高活性有机多元中微量元素生物肥料，其特征在于，腐植酸占总投入原料量的质量百分比12%～18%、质量百分比浓度25%盐酸溶液占总投入原料量的质量百分比3%～4.5%、碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比4%～6%、饼肥占总投入原料量的质量百分比20%～30%、中微量元素物质占总投入原料量的质量百分比25%～35%、生物菌占总投入原料量的质量百分比6%～8%、无机肥料占总投入原料量的质量百分比17%～25%。

所述盐酸溶液与腐植酸的质量比为1：4，碳酸氢铵与腐植酸的质量比为1：3。

所述饼肥为豆饼、花生饼、芝麻饼的一种或几种组合。

所述中微量元素物质是海泡石粉、钙粉、氢氧化钙、氧化镁、硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰的几种组合，根据不同的作物确定加入物质和加入量。

所述生物菌为蛋白酶产生菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

所述无机肥料为尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸钾的几种组合。

所述的一种高活性有机多元中微量元素生物肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）高活性腐植酸的制备（备用）

a、将经计量的腐植酸、盐酸溶液加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应30～35min，反应温度控制在50—60℃，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐，并使腐植酸游离出来；

b、将经计量的碳酸氢铵与步骤（a）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌7～10min后进入氨化机氨化，氨化温度控制在40—50℃，氨化时间3—4h,利用碳酸氢铵遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵，实现了通过氨化进一步提高腐植酸的活性。这一过程中氨化温度和时间特别重要，如果温度过高和时间过长会造成氨损失，降低氨化效果；如果温度低和时间过短反应不充分，同样达不到氨化效果；

（2）发酵饼肥的制备（备用）

a、圆筒发酵：将饼肥进行粉碎，粉碎后颗粒≤1.5mm和氢氧化钙在圆筒中混合搅拌均匀，筒为搅拌釜式结构，通过氢氧化钙控制ph值在8.0—8.5，加入50—60℃的热蒸汽，水分控制在45-50％，经8—10h发酵后，再加温到60—70℃，持续2—3h；

b、棚式发酵：将步骤（a）发酵的饼肥倒入发酵大棚，堆高厚度50—60cm，按饼肥质量百分比的4%-6%加入蛋白酶产生菌作为生物发酵菌剂，每天翻抛一次，发酵周期为5—7天。采用二次发酵技术，防止由于发酵不充分，造成作物烧苗和土壤缺氧，影响作物的正常生长；

（3）利用团粒法复合肥生产设备，将通过计量的无机肥料和中微量元素物质加入转鼓造粒机，与来自步骤（1）制备的高活性腐植酸和步骤（2）制备的发酵饼肥完成造粒过程，利用海泡石粉和钙粉的粘性和细度作为成粒所需的粘合剂，利用蒸汽作为成粒所需液相量，完成物料造粒过程；

（4）造粒后，物料进入烘干机，烘干机出口温度控制在55—65℃；

（5）烘干后，进行热筛分，超出标准的大颗粒经破碎机破碎和细料返回造粒，合格的产品颗粒进入冷却机；

（6）将制备好的生物菌液以雾化的方式喷洒到冷却机入口处的产品颗粒上，利用其自身的温度将生物菌液快速吸入，最终制成合格的高活性有机多元中微量元素生物肥料。生物菌液在冷却工序加入，可以利用产品颗粒在过干状态的强吸收性和自身温度，将菌液快速吸入成型的颗粒中。防止了由于干燥过程温度高、时间长杀死大量的生物菌，更好的保护了菌种。

所述最终产品粒度（2-4.5mm）≥95%，中微量元素总养分含量≥20%，有机质含量≥20%，其中氮白质含量≥6%，无机元素氮、磷、钾总养分含量≥10%，所述百分比为质量百分比。

本发明一种高活性有机多元中微量元素生物肥料及制备方法与现有技术相比有如下优点：

1、本发明的产品营养全面，即含有氮、磷、钾无机养分，还含有大量的钙、镁、硅等中微量元素，有机质，蛋白质和生物菌。产品具有活性高，促进肥料增效，增进土壤肥力，改良土壤理化性质，提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的效果。

2、通过对腐植酸进行酸析和氨化处理，提高活性功能团的数量，提高腐植酸的效果,并将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成作物可以吸收利用的可溶性钙、镁盐，并使这部分腐植酸游离出来，通过与氨反应,生成水溶性腐植酸铵。

3、通过对饼肥进行二次发酵处理，实现了养分的充分利用，防止由于发酵不充分，造成作物烧苗和土壤缺氧，影响作物的正常生长。

4、造粒过程中利用海泡石粉和钙粉特有的粘性和细度作为成粒所需的粘合剂，制成颗粒状的产品，解决了种肥同播的问题。

附图说明

图1是本发明的一种高活性有机多元中微量元素生物肥料制备方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明的一种高活性有机多元中微量元素生物肥料，腐植酸占总投入原料量的质量百分比12%～18%、质量百分比浓度25%盐酸溶液占总投入原料量的质量百分比3%～4.5%、碳酸氢铵占总投入原料量的质量百分比4%～6%、饼肥占总投入原料量的质量百分比20%～30%、中微量元素物质占总投入原料量的质量百分比25%～35%、生物菌占总投入原料量的质量百分比6%～8%、无机肥料占总投入原料量的质量百分比17%～25%。

所述盐酸溶液与腐植酸的质量比为1：4，碳酸氢铵与腐植酸的质量比为1：3。

所述饼肥为豆饼、花生饼、芝麻饼的一种或几种组合。

所述中微量元素物质是海泡石粉、钙粉、氢氧化钙、氧化镁、硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰的几种组合，根据不同的作物确定加入物质和加入量。

所述生物菌为蛋白酶产生菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

所述无机肥料为尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸钾的几种组合。

所述的一种高活性有机多元中微量元素生物肥料的制备方法，包括以下步骤：

（1）高活性腐植酸的制备（备用）

a、将经计量的腐植酸、盐酸溶液加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应30～35min，反应温度控制在50—60℃，完成腐植酸的酸析处理，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶性的钙、镁盐，并使腐植酸游离出来；

b、将经计量的碳酸氢铵与步骤（a）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌7～10min后进入氨化机氨化，氨化温度控制在40—50℃，氨化时间3—4h,利用碳酸氢铵遇热分解的特性，使分解出的氨与游离腐植酸结合成水溶性腐植酸铵；

（2）发酵饼肥的制备（备用）

a、圆筒发酵：将饼肥进行粉碎，粉碎后颗粒≤1.5mm和氢氧化钙在圆筒中混合搅拌均匀，筒为搅拌釜式结构，通过氢氧化钙控制ph值在8.0—8.5，加入50—60℃的热蒸汽，水分控制在45-50％，经8—10h发酵后，再加温到60—70℃，持续2—3h；

b、棚式发酵：将步骤（a）发酵的饼肥倒入发酵大棚，堆高厚度50—60cm，按饼肥质量百分比的4%-6%加入蛋白酶产生菌作为生物发酵菌剂，每天翻抛一次，发酵周期为5—7天；

（3）利用团粒法复合肥生产设备，将通过计量的无机肥料和中微量元素物质加入转鼓造粒机，与来自步骤（1）制备的高活性腐植酸和步骤（2）制备的发酵饼肥完成造粒过程，利用海泡石粉和钙粉的粘性和细度作为成粒所需的粘合剂，利用蒸汽作为成粒所需液相量，完成物料造粒过程；

（4）造粒后，物料进入烘干机，烘干机出口温度控制在55—65℃；

（5）烘干后，进行热筛分，超出标准的大颗粒经破碎机破碎和细料返回造粒，合格的产品颗粒进入冷却机；

（6）将制备好的生物菌液以雾化的方式喷洒到冷却机入口处的产品颗粒上，利用其自身的温度将生物菌液快速吸入，最终制成合格的高活性有机多元中微量元素生物肥料。

所述最终产品粒度（2-4.5mm）≥95%，中微量元素总养分含量≥20%，有机质含量≥20%，其中氮白质含量≥6%，无机元素氮、磷、钾总养分含量≥10%，所述百分比为质量百分比。

本发明一种高活性有机多元中微量元素生物肥料及制备方法的原理是：

腐植酸的活化就是将其不溶状态转化为可溶状态，并增加活性官能团数量，以提高腐植酸的效果。本发明利用盐酸与腐植酸进行酸析反应，将腐植酸中难溶性的腐植酸钙、镁盐生成可溶的氯化钙、氯化镁，成为作物能吸收利用的中微量元素，并使这部分腐植酸游离出来，再通过氨化反应生成水溶性腐植酸铵。

(coo)2ca+2hcl=(cooh)2+cacl2

腐植酸钙盐酸腐植酸氯化钙

(coo)2mg+2hcl=(cooh)2+mgcl2

腐植酸镁盐酸腐植酸氯化镁

nh4hco3=nh3+h2o+co2

碳酸氢铵氨气水二氧化碳

cooh+nh3=coonh4

腐植酸氨气腐植酸铵

海泡石粉和钙粉即含有大量的硅、镁、钙元素，又是促进造粒的原料，利用其特有的粘性和细度作为成粒所需的粘合剂，制成颗粒状的产品。

下面通过实例对本发明作进一步的阐述：

实施例1

制备中微量元素含量20%，有机质含量22%（其中氮白质6%），氮、磷、钾养分含量10%的玉米专用肥料，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：

（1）将盐酸溶液（质量百分比浓度25%，下同）30公斤，腐植酸（含有机质60%）120公斤加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应32分钟，反应温度控制在57℃，完成腐植酸的酸析处理。

（2）将碳酸氢铵40公斤与步骤（1）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌8min后进入氨化机，氨化温度控制在45℃，氨化时间3.5h，完成腐植酸的氨化处理。

（3）将豆饼和花生饼（含有机质75%，其中氮白质32%）200公斤通过粉碎机粉碎，加入氢氧化钙（含ca53.5%）50公斤并混合均匀，在搅拌釜式圆筒中发酵，通过氢氧化钙控制ph值在8.2，加入55℃的热蒸汽，水分控制在45％，发酵8h后再加温到65℃，持续2.5h。

（4）将经上一步骤发酵的饼肥倒入发酵大棚，堆高厚度55cm，加入蛋白酶产生菌10公斤，每天翻抛一次，发酵周期为6天。

（5）将制备好的腐植酸和饼肥与经计量的海泡石粉（含si52%，mg23%）100公斤、氧化镁（含mg60%）55公斤、钙粉（含ca92%）50公斤、硫酸锌（含s16.5%，zn35%）50公斤、硫酸锰（含s18.5%，mn30%）30公斤、尿素（含n46.2%）80公斤、磷酸一铵（含n11%，p2o544%）75公斤、氯化钾（含k2o60%）50公斤加入转鼓造粒机，完成物料造粒过程。

（6）造粒后物料进入干燥机，干燥35min，干燥机出口气体温度为55℃。

（7）烘干后物料分别经筛孔直径4.5mm粗筛筛分和2.0mm细筛筛分，粗筛后的大颗粒经破碎与细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入冷却机。

（8）在冷却机入口，将枯草芽孢杆菌菌液（30公斤）和巨大芽孢杆菌菌液（30公斤）以雾化的方式喷洒到调理剂颗粒上，冷却后进行包装，得到粒度为2—4.5mm的产品。产品含钙（ca）—镁（mg）—硅(si)—锌（zn）—锰（mn）—硫（s）中微量元素养分含量22.09%，有机质含量22.2%（其中氮白质含量6.4%），氮、磷、钾无机养分含量10.8%。

实施例2

制备中微量元素含量20%，有机质含量24%（其中氮白质6%），氮、磷、钾养分含量10%的大豆专用肥料，以1吨产品原料消耗定额为例：

具体生产流程：

（1）盐酸溶液（质量百分比浓度25%，下同）37.5公斤，腐植酸（含有机质60%）150公斤加入到密封的反应釜中，在充分搅拌下反应32分钟，反应温度控制在57℃，完成腐植酸的酸析处理。

（2）将碳酸氢铵50公斤与步骤（1）制备的物料加入到搅拌罐中，均匀搅拌8min后进入氨化机，氨化温度控制在45℃，氨化时间3.5h，完成腐植酸的氨化处理。

（3）将豆饼和芝麻饼（含有机质75%，其中氮白质32%）200公斤通过粉碎机粉碎，加入氢氧化钙（含ca53.5%）50公斤并混合均匀，在搅拌釜式圆筒中发酵，通过氢氧化钙控制ph值在8.2，加入55℃的热蒸汽，水分控制在45％，发酵8h后再加温到62℃，持续2.5h。

（4）将经上一步骤发酵的饼肥倒入发酵大棚，堆高厚度55cm，加入蛋白酶产生菌10公斤，每天翻抛一次，发酵周期为6天。

（5）将制备好的腐植酸和饼肥与经计量的海泡石粉（含si52%，mg23%）100公斤、氧化镁（含mg60%）40公斤、钙粉（含ca92%）60公斤、硫酸锌（含s16.5%，zn35%）30公斤、钼酸铵（含m050.5%）30公斤、尿素（含n46.2%）52公斤、磷酸一铵（含n11%，p2o544%）80公斤、氯化钾（含k2o60%）60公斤加入转鼓造粒机，完成物料造粒过程。

（6）造粒后物料进入干燥机，干燥35min，干燥机出口气体温度为60℃。

（7）烘干后物料分别经筛孔直径4.5mm粗筛筛分和2.0mm细筛筛分，粗筛后的大颗粒经破碎与细筛后的粉状物料返回转鼓造粒机，合格品进入冷却机。

（8）在冷却机入口，将枯草芽孢杆菌菌液（25.5公斤）和巨大芽孢杆菌菌液（25公斤）以雾化的方式喷洒到调理剂颗粒上，冷却后进行包装，得到粒度为2—4.5mm的产品。产品含钙（ca）—镁（mg）—硅(si)—锌（zn）—钼（mo）—硫（s）中微量元素养分含量21.15%，有机质含量24%（其中氮白质含量6.4%），氮、磷、钾无机养分含量10.4%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。