一种微生物缓释复合肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物缓释复合肥，由以下重量份数的原料组成：稻壳生物质炭6~15份、发酵有机肥15~26份、黄腐酸钾3~8份、磷酸一铵4~9份、尿素18~25份、木质素6~11份、蒙脱土9~20份、含菌浓缩液1~5份、聚乙烯醇8~12份、玉米淀粉14~18份、草酸1~3份、二氧化硅0.2~0.5份。本发明专利技术还提供了其制备方法，该微生物缓释复合肥，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，施用后能够迅速在土壤中形成益生菌环境，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】
一种微生物缓释复合肥及其制备方法
本专利技术涉及肥料
，具体涉及一种微生物缓释复合肥及其制备方法。
技术介绍
我国是农业发展大国，也是世界上最大的化肥生产和使用国家，年化肥施用量占世界总量的35％，但化肥的利用率远低于发达国家，其中氮肥利用率30％～50％、磷肥当季利用率8％～20％、钾肥利用率约50％。提高肥料的利用率，减轻其对环境的污染具有重要意义。研制缓控释肥料是解决这一问题的重要途径。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、不产生二次污染的微生物缓释复合肥。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种微生物缓释复合肥，由以下重量份数的原料组成：稻壳生物质炭6～15份、发酵有机肥15～26份、黄腐酸钾3～8份、磷酸一铵4～9份、尿素18～25份、木质素6～11份、蒙脱土9～20份、含菌浓缩液1～5份、聚乙烯醇8～12份、玉米淀粉14～18份、草酸1～3份、二氧化硅0.2～0.5份。进一步地，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。进一步地，所述发酵有机肥以畜禽粪为原料，玉米秸秆为调理剂，调节含水率后添加生物质炭，混合均匀，经曝气供氧发酵制备，干燥后粉碎，粒径为3～4mm。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。一种微生物缓释复合肥的制备方法，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、木质素/蒙脱土缓释处理：将木质素加入反应器中，加水搅拌，然后加入蒙脱土，继续搅拌30min，再加入尿素、黄腐酸钾、磷酸一铵，加热搅拌30min后烘干，即得木质素/蒙脱土缓释肥；步骤三、混合物料的制备：将步骤一制备得到的硅化固定微生物与发酵有机肥颗粒、木质素/蒙脱土缓释肥倒入转鼓造粒机正在转动的转鼓中，混合均匀，得混合物料，备用；步骤四、包膜液的制备：将聚乙烯醇溶解在水中，搅拌均匀，加热至90℃，恒温至完全溶解；将聚乙烯醇溶液转移到反应器中，冷却至70℃，加入草酸、玉米淀粉溶液、二氧化硅，升温至80℃，保温反应1h后得胶液即包膜液；步骤五、包膜处理：向转鼓内混合颗粒物用高压喷枪均匀喷涂包膜液，然后置于洞道干燥装置中30℃干燥2～3h，即得产品。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化固定过程中，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。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，发酵有机肥中富含腐殖质，其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。因而本专利技术采用多重控释的方法，将尿素与发酵有机肥合理搭配，首先用木质素/蒙脱土对尿素进行缓释处理，木质素为多环、立体网状高分子有机物，分子中有1/3的自由酚羟和邻苯二酚基，具有很强的鳌合性，能与金属离子形成多种螯合物和络合物，从而具有缓释特性，与蒙脱土片层结构交织形成蜂窝状结构，进一步提升了蒙脱土的缓释功效，从而更好地发挥对尿素、磷酸一铵的缓释作用。此外，木质素在土壤中通过微生物降解生成腐殖酸，可改善土壤理化性质，提高土壤通透性、防止板结。本专利技术将黄腐酸钾与尿素、磷酸一铵混合后进行木质素/蒙脱土缓释处理，能够充分发挥黄腐酸钾“稳氮补磷控钾”的功效，具有第一步缓释功能，黄腐酸钾是一种纯天然矿物质活性钾元素肥，还含微量元素、稀土元素、植物生长调节剂、病毒抑制剂等多种营养成分，使养分更充足、补给更合理，从而避免了作物因缺少元素而造成的各种生理性病害的发生，使作物株型更旺盛叶色更浓绿，抗倒伏能力更强。黄腐酸钾能及时的补充土壤中所流失的养分，使土壤活化，具有生命力。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，再通过气象沉淀法在表面沉积一层二氧化硅凝胶，从而防止生产及运输过程中菌种的流失，与发酵有机肥颗粒、木质素/蒙脱土缓释肥混合均匀后再次包膜，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，微生物能够利用发酵有机肥中的营养物质，迅速繁殖，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。吸水率、应力和伸缩率是肥料包膜材料的重要参数。吸水率越低，则包膜材料的缓释效果越好，即其控制养分释放的能力越好。而应力和伸缩性越强，成膜性越好，且包膜材料越不容易被破坏，也相对提高了缓释效果。本专利技术草酸的加入使得亲水基团羟基减少，能够显著降低聚乙烯醇膜的吸水率，增大材料的伸缩率，有利于提高包膜的缓释性能，但是同时造成包膜材料应力下降，进一步研究发现二氧化硅的加入能够显著地增加聚乙烯醇膜的应力，同时利用玉米淀粉的粘结性使二氧化硅与草酸/聚乙烯醇的结合牢固，在水中浸泡也不易破裂分散，使其符合制作包膜肥料的要求，且易降解，不会造成二次污染。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：(1)本专利技术提供的微生物缓释复合肥，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)本专利技术将尿素、磷酸一铵、黄腐酸钾、发酵有机肥进行合理配比，根据其释放速率的不同，将尿素、磷酸一铵与黄腐酸钾混合，此是第一步缓释处理，然后进行木质素/蒙脱土处理，第二步缓释处理，再通过最后包膜处理，共三步缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物缓释复合肥，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：稻壳生物质炭6~15份、发酵有机肥15~26份、黄腐酸钾3~8份、磷酸一铵4~9份、尿素18~25份、木质素6~11份、蒙脱土9~20份、含菌浓缩液1~5份、聚乙烯醇8~12份、玉米淀粉14~18份、草酸1~3份、二氧化硅0.2~0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种微生物缓释复合肥，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：稻壳生物质炭6~15份、发酵有机肥15~26份、黄腐酸钾3~8份、磷酸一铵4~9份、尿素18~25份、木质素6~11份、蒙脱土9~20份、含菌浓缩液1~5份、聚乙烯醇8~12份、玉米淀粉14~18份、草酸1~3份、二氧化硅0.2~0.5份。2.根据权利要求1所述的微生物缓释复合肥，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所述的微生物缓释复合肥，其特征在于，所述发酵有机肥以畜禽粪为原料，玉米秸秆为调理剂，调节含水率后添加生物质炭，混合均匀，经曝气供氧发酵制备，干燥后粉碎，粒径为3~4mm。4.根据权利要求1所述的微生物缓释复合肥，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。5.一种根据权利要求1~4任一项所述微生物缓释...

【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