一种用于水溶肥的复合增效剂及其制备方法与流程

本发明涉及肥料生产与应用技术领域，具体来说，涉及一种用于水溶肥的复合增效剂及其制备方法。

背景技术：

水溶肥是指经水溶解或稀释用于灌溉施肥、叶面施肥、无土栽培、浸种蘸根等用途的液体或固体肥料。水溶肥可以根据植物需肥特性，灵活配制氮磷钾及中微量元素的比例，养分全面，可通过喷灌与滴灌等方式进行水肥同施。既提高了资源利用率，又减少了水肥资源的浪费。但水溶肥存在肥效期短，用肥量需要严格控制的缺点。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种用于水溶肥的复合增效剂及其制备方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于水溶肥的复合增效剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)微生物扩繁，分别将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉加入到含有糖蜜和蛋白胨的营养液中，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌及绿色木霉的质量分数均为0.2％，糖蜜的质量分数为5％，蛋白胨的质量分数为1％，摇匀后进行培养，得到微生物菌液；

(2)凹凸棒土与腐殖酸吸附耦合，称取适量腐殖酸钾溶于水中，制备腐殖酸钾溶液，腐殖酸钾的质量分数为0.625％-5％，将凹凸棒土溶于所述腐殖酸钾溶液，进行搅拌，得到凹凸棒土与腐殖酸钾的混合溶液，凹凸棒土的质量分数为1％-3％；

(3)将步骤(1)得到的微生物菌液、步骤(2)得到的凹凸棒土与腐殖酸钾的混合溶液以体积比为1:1的比例混合，剪切，静置后得到用于水溶肥的复合增效剂。

优选地，步骤(1)中微生物菌液的培养时间为72小时，培养过程中每隔1小时搅动1次，每次搅动5-10分钟。

优选地，步骤(2)的腐殖酸钾溶液中腐殖酸钾质量分数为5％，凹凸棒土与腐殖酸钾的混合溶液中凹凸棒土质量分数为2％。

优选地，所述凹凸棒土与腐殖酸钾的混合溶液的ph值为8。

优选地，所述微生物菌液的ph值为3.88。

根据本发明的另一方面，提供了上述制备方法制得的用于水溶肥的复合增效剂。

凹凸棒土又称坡缕石(attapulgite)，是一种天然非金属粘土矿物。它的结构式为mg5si8o20(oh)2(oh2)4·4h2o，主要由56.96％的sio2、23.83％的mgo、19.21％的h2o组成，比重为2.05-2.32，ph8.5±1，为含水链层状富镁铝硅酸盐矿物，具有2:1型层状结构。凹凸棒土晶体呈棒状、纤维状，富含纳米级孔穴通道，孔道的截面为0.38nm×0.63nm左右，大部分的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中。

凹凸棒土具有较好的阳离子代换性和吸附性，比表面积达500m²/g。在施肥前期凹凸棒土能吸附氮磷等有效成分，在后期当土壤的有效成分浓度下降时，又分离出氮磷等有效成分，起到缓释作用，提高肥料利用率，可以改良土壤的理化性状。因而施入土壤后能提高土壤肥力，增加作物产量。

凹凸棒土还富含植物生长所需的微量元素，例如硅、镁、铁、钾、钙和锰。凹凸棒土具有良好的保水性，可达150％到以上，可抗旱、减少农田灌溉用水量。

腐殖酸是富含有机质和－oh、－cooh等活性含氧官能团的一类大分子有机物质，它本身是一种亲水胶体，在土壤中起着吸附粘结的作用，而腐植酸钾是一种高分子非均一的芳香族羟基羧酸盐。腐植酸的活性基团能够与铁、铝螯合，减少因形成磷酸铁而导致的磷固定，从而提高磷肥当季利用率。腐植酸能够溶蚀含钾矿物质，释放出k⁺，提高土壤速效钾含量。

腐植酸与含氮有机物共价或以氢键结合，是理想的氨稳定剂，起到控氮缓释作用。腐殖酸钾与凹凸棒土通过吸附、络合作用，可减少氮素的淋失损失，增强磷、钾等元素在土壤中的移动性，提高其利用效率，还对土壤理化性质有较好的改良作用，保持土壤疏松状态，提高土壤孔隙度，不破坏土壤团粒结构，保持良好的通气性能，有利于作物根系生长发育。

复合微生物菌群包括枯草芽孢杆菌、地衣样芽孢杆菌、绿色木霉、哈茨木霉等。菌株经过筛选驯化，耐盐性能较高，可适应在高浓度菌液中存活。

枯草芽孢杆菌不仅可以固氮，还能分泌产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质，促进植物生长，能够抵抗病原菌的侵害，增加作物抗逆性。地衣芽孢杆菌能分泌淀粉酶、蛋白酶、植酸酶、甘露聚糖酶、几丁质酶、乙酸乳酸脱氢酶等多种酶，可拮抗病原微生物，杀灭有害菌。绿色木霉和哈茨木莓能产生多种抗生物质及溶解酶，已广泛用于防治多种由真菌引起的植物病害，包括土传病害如立枯丝核菌、镰刀菌等引起的立枯病、猝倒病等。复合微生物菌群通过添加糖蜜与蛋白胨进行简易的扩繁，极大减少菌剂投入成本。

将复合微生物与可溶性矿物材料耦合制备成化学肥料的增效剂，随水冲施，不仅能降低施肥量，提高肥料利用率，还能促进根系生长，增加作物产量，从农户投入与产出进行成本核算，比单一施用水溶肥更具有经济效益。

本发明的有益效果：

(1)本发明的用于水溶肥的复合增效剂的制备方法将复合微生物菌群通过糖蜜与蛋白胨摇培扩繁，方法简单易行，可快速增加单位体积内微生物含量，从而减少成本投入，还能增加次生代谢产物的累积；

(2)本发明的用于水溶肥的复合增效剂的制备方法通过对凹凸棒土与腐殖酸钾吸附比例筛选，当腐殖酸钾浓度为5％时，与2％凹凸棒土吸附耦合效果最好，混合液流动性好，无沉淀；

(3)复合微生物菌群快速扩繁后，ph值下降到4，而2％凹凸棒土/5％腐殖酸钾混合液的ph值约为8，菌液在2％凹凸棒土/5％腐殖酸钾混合液上定殖，可以自然调节混合液的ph值到5.65，非常适合微生物生存，而且混合液高速剪切后可进一步解离成离子状态，有利于根系的吸收；

(4)本发明的用于水溶肥的复合增效剂添加到水溶肥中，进一步与大量化学元素发生吸附、络合，次生代谢产物和小分子化合物能够被根系直接吸收利用，根系发达健壮，混合液中的腐殖酸胶体与凹凸棒纳米孔道能够吸附多余的营养元素，缓慢释放，肥效更持久，减少肥料在地表的流失，减少化肥用量，起到增效作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述用于水溶肥的复合增效剂的制备流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

微生物扩繁

分别将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、绿色木霉加入到含有糖蜜和蛋白胨的营养液中，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌及绿色木霉的质量分数均为0.2％，糖蜜的质量分数为5％，蛋白胨的质量分数为1％，摇匀，初始ph值为5.68。每隔1小时搅动1次5-10分钟，然后静置培养。如表1所示，待培养24小时后发现混合液颜色较之前糖蜜的颜色变浅；培养48小时后混合液颜色逐渐变黄、浑浊，液体中有大量气泡向外冒出，ph值有所下降，说明微生物快速繁殖发酵，并产气、产酸；培养72小时后，气泡逐渐消失，ph值趋于稳定，说明液体发酵基本结束，得到微生物菌液。

表1培养过程中培养液的变化

实施例2

凹凸棒土与腐殖酸吸附耦合

称取100g腐殖酸钾溶于1000ml水中，制备10％的腐殖酸钾溶液1000ml。然后按照倍半稀释法，分别稀释到含量(质量分数)为5％、2.5％、1.25％、0.625％、0％，测量ec值和ph值。然后将不同质量的凹凸棒土分别溶于不同浓度的腐殖酸钾水溶液中，使得凹凸棒土的质量分数分别为0％、1％、2％、3％，进行高剪切搅拌，使二者充分吸附耦合，然后测量ec值和ph值。吸附量的多少通过电导率进行侧面比较，不同浓度的腐殖酸钾与不同浓度凹凸棒土吸附耦合后的电导率，减去0％腐殖酸钾和0％凹凸棒土的电导率，即是二者耦合吸附量。结果如表2所示。

表2不同浓度的腐殖酸钾与不同浓度凹凸棒土耦合吸附量

结果表明，随着腐殖酸钾浓度和凹凸棒浓度增加时，二者的吸附量逐渐增加，但是当腐殖酸钾浓度增大到10％时，即使增大凹凸棒浓度，吸附量也不再增加，此时会有大量沉淀产生。通过反复验证筛选腐殖酸钾和凹凸棒土的比例，发现腐殖酸钾浓度在5％时，与2％的凹凸棒耦合吸附量最大，最大吸附量为1306μs/cm，混合液流动性好，无沉淀，此时凹凸棒与腐殖酸钾的混合液ph值为8。此混合液虽然也可以应用到叶面肥或腐殖酸水溶肥里，但ph值过高，对植物吸收不利。

实施例3

如图1所示，将实施例1制备的微生物菌液(ph值为3.88)与实施例2制备的2％凹凸棒土/5％腐殖酸钾混合液(ph值为8)以体积比为1：1的比例进行混合，高速剪切，排出大量气泡，静置，待气泡消失后即制备成用于水溶肥的复合增效剂，此时混合液(用于水溶肥的复合增效剂)ph值为5.65，自然调节酸碱度，更有利于植物的吸收。

实施例4

在北京蔬菜基地的叶类蔬菜苗期，将实施例3制备的用于水溶肥的复合增效剂与固体水溶肥以体积比为1：20的比例进行混合，然后按照水溶肥冲施比例稀释(稀释倍数大于1000倍)进行滴灌或喷灌。与单一冲施肥相比，添加该增效剂后，能够快速促进幼苗扎根，根系白嫩发达，植株健壮，叶片浓绿有光泽，生长快，可提前上市，增产接近10％。

实施例5

在5、6、7月份，洛川苹果追肥时期，将实施例3制备的用于水溶肥的复合增效剂配合固体水溶肥以体积比为1：10的比例进行混合，然后按照水溶肥冲施比例进行稀释，随水浇灌。通过添加增效剂，各营养元素与增效剂吸附、螯合，能够更好地发挥水溶肥的作用，肥效持久。施用后，营养元素能够更好地被苹果树根系吸收，苹果树叶片较之前更浓绿，且果实膨大均匀，着色好，果形大，品质有所提升，产量增加。

实施例6

实施例3制备的用于水溶肥的复合增效剂也可直接单独使用，主要应用在植物移栽或育苗扩繁时。叶插多肉植物，叶片经晾晒后插于盆中，可直接将实施例3制备的增效剂稀释500倍液后进行喷洒，能够促进多肉快速长出新根，根系较长、粗壮，比普通栽培方法，可多生3-4条根，生根时间提前5-7天。

番茄、辣椒、茄子等蔬菜幼苗移栽时，在新建地往往需要7-10天的缓苗期，然后才开始生长，而通过添加上述用于水溶肥的复合增效剂500倍液进行滴灌，能使幼苗在新环境快速扎根生长，不用缓苗或缓苗期明显缩短3-5天，可促进茄果类蔬菜提前上市。

种子培养皿发芽实验，通过喷洒上述用于水溶肥的复合增效剂1000倍液，以小白菜种子为例，种子发芽第3天时，施用增效剂的幼苗根系密披白绒毛，发芽第6天时，幼苗地上部分与根长都有所增加，幼苗地上部分比ck增长34.7％，根长比ck增长33.3％，促进幼苗发芽、长根效果明显。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明的用于水溶肥的复合增效剂与固体水溶肥按照一定比例进行配伍，经稀释后随水进行冲施或滴灌，与单一的水溶肥相比，植株根系更发达、健壮，叶片浓绿，植物抗逆性增强，化肥利用率提高，增产效果明显。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。