一种保水增效复合肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种保水增效复合肥，由以下重量份数的原料组成：纳米碳0.2~0.6份、γ‑聚谷氨酸0.1~0.3份、羧甲基纤维素0.2~0.6份、腐殖酸粉6~17份、普通复合肥25~38份、蒙脱土4~10份、丙烯酸3~7份、黄原胶12~18份、交联剂0.01~0.02份、引发剂0.005~0.01份、稻壳生物质炭6~15份、含菌浓缩液1~5份、淀粉胶黏剂5~8份。本发明专利技术还提供了其制备方法，该保水增效复合肥通过三层包裹制备得到，无需包膜，制备简单，成本低，吸水保水性好，能够实现肥效的多重可控释放，微生物菌种数量多、存活率高，不仅提高土壤保肥保水能力，还能提高农作物的抗病能力。

【技术实现步骤摘要】
一种保水增效复合肥及其制备方法
本专利技术涉及肥料
，具体涉及一种保水增效复合肥及其制备方法。
技术介绍
复合肥是在一种化肥中含有氮、磷、钾三要素中两种和两种以上的肥料。复合肥具有养分全面，含量高，物理性状好，便于施用；配比多样，有利于针对性的选择和施用；降低成本，节约开支等优点。微生物肥料主要是依靠其含有的大量有益微生物的生命活动来完成。目前，我国微生物肥发展很快，品种不断增加，但是存在肥效不稳定，易受环境因素影响等缺点。微生物的添加大多停留在直接加入微生物菌粉，在生产及使用过程中，微生物菌种裸露在外界环境中，易受温度、pH、盐的影响而失活，此外粉剂与颗粒化肥一同施用时容易流失，不能与土壤有效结合，导致实际进入土壤中的生物菌剂活菌数量较少或者活性过低，无法发挥其应有功效。
技术实现思路
针对现有微生物肥料的不足，本专利技术提供了一种微生物菌种活性高、不易流失、不产生二次污染的增效复合肥。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种保水增效复合肥，由以下重量份数的原料组成：纳米碳0.2～0.6份、γ-聚谷氨酸0.1～0.3份、羧甲基纤维素0.2～0.6份、腐殖酸粉6～17份、普通复合肥25～38份、蒙脱土4～10份、丙烯酸3～7份、黄原胶12～18份、交联剂0.01～0.02份、引发剂0.005～0.01份、稻壳生物质炭6～15份、含菌浓缩液1～5份、淀粉胶黏剂5～8份。进一步地，所述生物质炭为在稻壳中掺入适量蒙脱石，在缺氧条件下500℃高温裂解制备得到，粒径1.0～2.0mm。进一步地，所述含菌浓缩液由质量分数为30％的酵母废液与质量分数为2％的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×109cfu/g。进一步地，所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸铵。一种保水增效复合肥的制备方法，包括以下步骤：步骤一、微生物的固定：向含菌浓缩液中按照30g/L加入稻壳生物质炭，30℃恒温摇床中震荡培养至稳定期，弃上清，用无菌水洗涤，尼龙纱布沥干，即得物理吸附生物质炭；将物理吸附生物质炭平铺成薄薄一层，30℃密闭条件下，在正硅酸甲酯气氛中孵育2h，即得硅凝胶生物质炭，取出，4℃静置备用；步骤二、增效剂、腐殖酸包裹：将普通复合肥投入转鼓造粒机中，升温至30～35℃，保持20～50min，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，将纳米碳、γ-聚谷氨酸、羧甲基纤维素混合均匀后加入，待包裹完毕后，再次喷洒淀粉黏结剂，加入腐殖酸粉，直至包裹完毕即可；步骤三、凝胶粉的制备：将丙烯酸加入反应器中，用碱液调节中合度为70％，加入黄原胶，搅拌下加热至75℃，加入引发剂和交联剂，再加入蒙脱土，反应2h后即得产物，除去过量的引发剂和交联剂，真空干燥，粉碎即得凝胶粉；步骤四、凝胶粉包裹：将步骤二包裹完腐殖酸粉的复合肥及步骤一所得硅凝胶生物质炭倒入转鼓造粒机中，混合均匀，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，加入步骤三制得的凝胶粉，待包裹均匀即得增效复合肥。本专利技术所用含菌浓缩液中不仅含有复合微生物菌液，还含有可以为微生物提供营养的酵母废液，选用稻壳生物质炭作为微生物的载体，碳化时加入蒙脱土作为催化剂，能够促进木质素完全碳化，同时减少还原性糖、糠醛、有机酸的生成量，在稻壳生物质炭物理吸附固定微生物的同时，酵母废液中的营养成分也被生物质炭吸附，保证后期微生物生命活动的营养供应；此外，稻壳生物质炭的多孔结构还能在硅凝胶固化过程中，避免正硅酸甲酯对微生物菌体的损伤，使得微生物菌种保持很高的存活率。在复合肥施用到土壤中后，稻壳生物质炭能够迅速吸附水分和土壤中的有机质，供微生物使用，有利于提高微生物的活性，促进其生命活动。本专利技术所用纳米碳、γ-聚谷氨酸通过羧甲基纤维素和淀粉黏结剂的黏结作用包裹在复合肥表面，遇水后，在羧甲基纤维素的成膜作用下形成一层凝胶膜，对复合肥中养分释放起到缓释调节作用。腐殖酸是微量元素络合剂，能够富集土壤中的微量元素供作物吸收，还能防止复合肥释放过程对生物质炭中微生物活性造成不良影响，包裹在复合肥外面的腐殖酸不仅对内部复合肥的养分释放起到缓释作用，还可作为营养成分供微生物利用。尿素施入土壤中以分子态存在，而作物对分子态尿素吸收的极少，土壤颗粒吸附尿素分子的能力很弱，这就造成尿素养分的大量流失，腐殖酸能与尿素水解后的产物NH4+接触后以共价键预制几何，将其固定，待作物需要时再重新释放。本专利技术采用多重控释的方法，首先用腐殖酸对复合肥进行缓释处理，再包裹一层黄原胶-蒙脱土凝胶粉，从而具有更好的缓释特性，与黄原胶相比，黄原胶接枝聚丙烯酸表面有许多微孔，表面积较大，与蒙脱土片层结构交织形成蜂窝状结构，该空间网络结构进一步提升了凝胶的缓释功效，从而更好地发挥对复合肥的缓释作用。此外，由于其粗糙疏松，具有巨大的表面积，有利于水分子的吸附，能够有效抑制水分蒸发，具有良好的保水能力。同时蒙脱土超强的阳离子交换性能，使得凝胶具有较高的离子耐受性，避免复合肥施用后出现电解质浓度过高引起的“烧苗”现象。本专利技术所用复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×109cfu/g。复合肥制备过程中其通过物理吸附于稻壳生物质炭结合，再通过表面包裹一层凝胶粉，从而防止生产及运输过程中菌种的流失，大大减弱了外部环境对微生物活性的影响，有利于微生物的活性保持；生物质炭为微生物生存和繁殖提供了适宜的场所，复合肥施用于土壤后，凝胶粉具备的超强吸水能力，可以促使微生物迅速繁殖，黄原胶作为一种多糖能够直接被微生物利用，因而能够改善植株根系环境，促进作物植株对养分的吸收，从而提高肥料的利用率。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：(1)本专利技术提供的保水增效复合肥，通过“两步固定法”将微生物菌种固定在稻壳生物质炭载体上，防止微生物菌种流失，固定过程中利用生物质炭吸附酵母废液为菌种储存营养物质，解决了微生物肥菌种数量少、生产及使用过程中微生物活性易受环境影响、菌种易流失等问题；(2)本专利技术通过对复合肥进行增效剂包裹、腐殖酸包裹、凝胶粉包裹三步包裹，从而实现肥效的多重可控释放，提供与作物不同生长阶段不同养分需求量相适应的养分，提高肥料利用率，保证作物整个生长周期充足的养分供给，促进增产丰收；(3)本专利技术通过淀粉黏结剂的黏结作用直接将凝胶粉包裹在增效复合肥外部，与包膜工艺相比，操作简单，设备成本低，成粒性好，不易破裂分散，且在发挥缓释功效的同时具有很好的吸水保水功效，易降解，不会造成二次污染。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下根据本专利技术的优选实施例进行详细描述。实施例1一种保水增效复合肥，由以下重量份数的原料组成：纳米碳0.2份、γ-聚谷氨酸0.1份、羧甲基纤维素0.2份、腐殖酸粉6份、普通复合肥25份、蒙脱土4份、丙烯酸3份、黄原胶12份、交联剂0.01份、引发剂0.005份、稻壳生物质炭6份、含菌浓缩液1份、淀粉胶黏剂5份。进一步地，所述普通复合肥为尿素20份、磷酸一铵10份、硫酸钾8份。进一步地，所述生物质炭为稻壳在缺氧条件下500℃高温裂解制备得到，粒径1.0～2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保水增效复合肥，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：纳米碳0.2~0.6份、γ‑聚谷氨酸0.1~0.3份、羧甲基纤维素0.2~0.6份、腐殖酸粉6~17份、普通复合肥25~38份、蒙脱土4~10份、丙烯酸3~7份、黄原胶12~18份、交联剂0.01~0.02份、引发剂0.005~0.01份、稻壳生物质炭6~15份、含菌浓缩液1~5份、淀粉胶黏剂5~8份。

【技术特征摘要】
1.一种保水增效复合肥，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：纳米碳0.2~0.6份、γ-聚谷氨酸0.1~0.3份、羧甲基纤维素0.2~0.6份、腐殖酸粉6~17份、普通复合肥25~38份、蒙脱土4~10份、丙烯酸3~7份、黄原胶12~18份、交联剂0.01~0.02份、引发剂0.005~0.01份、稻壳生物质炭6~15份、含菌浓缩液1~5份、淀粉胶黏剂5~8份。2.根据权利要求1所述的保水增效复合肥，其特征在于，所述生物质炭为在稻壳中掺入适量蒙脱土，在缺氧条件下500℃高温裂解制备得到，粒径1.0~2.0mm。3.根据权利要求1所述的保水增效复合肥，其特征在于，所述含菌浓缩液由质量分数为30%的酵母废液与质量分数为2%的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×109cfu/g。4.根据权利要求1所述的保水增效复合肥，其特征在于，所述交联剂为N,N´-亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸铵。5.一种根据权利要求1~4所述保水增效...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩亚博，
申请(专利权)人：韩亚博，
类型：发明
国别省市：河南,41