CN106478226A - 纳米级微生物肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米级微生物肥料及其制备方法，由发酵豆饼、纳米级纳豆粉剂、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、尿素、水溶性纳米二氧化硅、阴离子聚丙烯酰胺、硼砂、有机物料腐熟剂、生物修复菌剂、枯草芽孢杆菌微生物菌剂、高活性胶冻样芽孢杆菌剂、地衣芽胞杆菌剂、光合细菌菌剂制备而成，采用三工段造粒工艺，生产出“掺混胶结包膜型缓控释作物专用新型纳米级微生物复合肥料”；本发明的优点在于：含有机质、无机质及微生物组分，使肥料养分充发挥、吸收，同时释放速度与作物生育期所需肥料基本一致。

Description

纳米级微生物肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种微生物肥料，具体地说是一种纳米级微生物肥料及其制备方法，属于微生物肥料领域。

背景技术

肥料是保障国家粮食安全的战略物资，是保持和提高地力、实现农业可持续发展的物质基础。肥料依据成分主要可分为有机肥料、无机肥料、生物肥料等种类。有机肥料所含养分浓度低，施入土壤后要经微生物分解、腐烂后才能释放出养分，养分释放慢，适宜做基肥而不适宜做追肥。无机肥料所含成分较单纯，养分含量高，大多易溶于水，肥效快，可以为农作物提供快速有效的养分供应。目前，中国已成为世界上最大的化肥生产国和消费国。化肥用量过高，加上不合理施用等问题，已经对环境产生了不良影响，农业面源污染问题日益突出。生物肥料是一类微生物活体制品,具有效果好、不污染环境的特点,能提高农产品品质和减少化肥用量。微生物肥料在过去较长的时间里主要品种是根瘤菌肥料，我国筛选和构建高效微生物肥料菌株的手段落后，肥料菌种缺少创新，种类少，限制了微生物肥料的发展。

当前我国氮肥多以酰胺态氮及铵态氮和少部分硝态氮为主，其中酰胺态氮和铵态氮占农用肥料中氮的总形态的80%，它们的当季利用率仅为35-40%，比发达国家低10-20%。磷钾肥亦然如此，当季施肥利用率仅为40%-50%，剩余肥料不能被充分利用吸收,一季作物要两次施肥或下季重复施肥，造成资源浪费和土质劣化，虽然说良好的农艺措施对提高氮磷钾肥的利用有一定作用,但最终还解决不了根本问题。另外，一般肥料的平均利用率仅30-50%，其它养分易挥发或被土壤固定，不仅不能充分发挥化肥的增产效果，而且还可能损害籽苗或灼伤作物，而纳米肥料可提高氮肥利用率30-35%，增产幅度可达7-40%以上，从而大幅度减少肥料残留对大气、水源的污染。现在有使用物理、化学和生物手段，让肥料养分缓慢释放的肥料，被称作缓释控释肥。但国内市场现状莨莠不分，鱼龙混杂。目前国内外研制的包膜型缓释控释肥料，只能使作物较好的吸收养分，但价榕昂贵，因此人们不断地研究生物有机肥的新方案，寻求提高农作物产量和品质的新产品。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种纳米级微生物肥料及其制备方法，采用三工段造粒工艺，生产出“掺混胶结包膜型缓控释作物专用新型纳米级微生物复合肥料”，含有机质、无机质及微生物组分，使肥料养分充发挥、吸收，同时释放速度与作物生育期所需肥料基本一致。

本发明的技术方案为：

纳米级微生物肥料，由以下重量份的原料制备而成：

发酵豆饼20-50份、纳米级纳豆粉剂2-5份、磷酸一铵10-20份、氯化钾5-10份、氯化铵20-40份、尿素20-40份、水溶性纳米二氧化硅10-20份、阴离子聚丙烯酰胺2-4份、硼砂2-4份、有机物料腐熟剂1-5份、生物修复菌剂2-4份、枯草芽孢杆菌微生物菌剂1-3份、高活性胶冻样芽孢杆菌剂2-5份、地衣芽胞杆菌剂7-8份、光合细菌菌剂3-6份。

本发明纳米级微生物肥料是一种根据作物不用生长周期的需要,按照设定释放率和释放时间而释放养分的不同肥料。

微生物的迅速大量繁殖，不断释放能量，可以提高地温，促进作物早生快发，提前成熟；土壤中的微生物多了，有机质分解速度加快，更多的团粒结构形成，改良了土壤；大量的有益微生物分泌促生长、抗病等次生代谢物质，使作物更健壮；有益微生物大量繁殖，占据位点竞争优势，有害微生物的生长受到抑制，减少了田间病虫害发生。

所述发酵豆饼由大豆榨油后剩余的残渣制得，该残渣廉价易得，养分全面，含有丰富的有机物质，在促进作物生长和生理活性的同时，可提高作物产量，改善作物的品质。将上述残渣进行堆垛方式发酵后即得发酵豆饼，步骤如下：将残渣粉碎，加水使物料含水量在40-60％，堆成条垛，每隔2天翻堆一次，发酵温度保持55-70℃，发酵周期为40-60天。

所诉纳米级纳豆粉剂具有较大的比表面，剂胶团直径均在200纳米以内，纳米材料的小尺寸效应，可使肥料粒子带有磁效应，能很快在肥料颗粒表面形成胶体膜，其本身含有的大豆低聚糖、聚谷氨酸、维生素K2等成分，和肥料本身含有的氮、磷、钾、微量元素等营养成分一起，在肥料颗粒表面构成了一种土壤有益微生物培养基，这种培养基可以提高微生物的抗渗透压能力，有利于微生物的大量繁殖。胶体膜包裹根系，也可以降低有害生物对植株的侵害。

所述枯草芽孢杆菌微生物菌剂中枯草芽孢杆菌的含量25-50亿个/g。枯草芽孢杆菌拉丁名为Bacillussubtilis，具有解磷解钾的作用，液体发酵液及其产物还有促进作物根系生长的作用。在完成生命周期时，枯草芽孢杆菌不断的的繁殖、不断的吸收肥料中的营养成分变成自身的机体物质，不断的死亡，从而实现了无机养分有机化，减少了淋溶、挥发等养分损失，提高了肥料利用率，提高了作物产值，减少了化肥污染。

所述高活性胶冻样芽孢杆菌活菌数为20-30亿个/g。高活性胶冻样芽胞杆菌富含的有效、活性的胶冻样芽孢杆菌，它可在土壤中繁殖生长，并产生有机酸、荚膜多糖等代谢产物，破坏硅铝酸盐的晶格结构、难溶性磷化合物等，分解释放出可溶的磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素，既增进了土壤肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素，同时产生赤霉素、细胞激动素、微生物酶、细菌多糖等生理活性物质，促进作物营养吸收和生长代谢。

所述地衣芽胞杆菌活菌数为12～13亿个/g，地衣芽胞杆菌具有较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，促进饲料中营养素降解。

所述光合细菌菌剂中光合细菌菌体有效活菌的含量为90-100亿个/g。发酵成熟的菌剂为深红色菌剂。光合细菌菌剂在光合作用下，能够利用水中的有机质作为营养物质迅速生长繁殖，为作物提供充足的营养。

上述纳米级微生物肥料的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按比例将枯草芽孢杆菌微生物菌剂、高活性胶冻样芽孢杆菌剂、地衣芽胞杆菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、生物修复菌剂和发酵豆饼混合均匀后，25-30℃造粒，得到微生物-有机复合肥组分；

（2）将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、尿素各自粉碎，按照配料比要求经计量设备、输送设备和提升设备送入进料斗，按比例进行混合，通过饱和蒸汽，必要时往物料上淋洒少量水或肥料溶液，借助转鼓造料机旋转时产生的摩擦作用形成滚动的料床，滚动产生的积压力使含有一定液相的物料团聚成小颗粒，这些小颗粒成为核心，黏附周围的粉料形成较大的颗粒，转鼓造粒机一般向出料端倾斜10-15度角，以粒料在随着简体旋转循着简体倾斜方向缓慢向出料口滚动，进入干燥机干燥，得到无机复合肥组分；

（3）将步骤（1）得到的微生物-有机复合肥组分和步骤（2）得到的无机复合肥组分各自经过筛分、冷却并经纳米级纳豆粉剂和混合包裹，形成胶结包膜剂胶团，即得到纳米级微生物肥料成品，所述形成胶结包膜剂胶团的直径均在120纳米以内；

（4）将步骤（3）得到的纳米级微生物肥料成品灌入包装袋或放干燥处储存。

本发明三工段造粒工艺不仅避免了微生物与无机化学物质的直接接触，降低了微生物的死亡率，还可以根据不同地区土壤的理化性质、不同作物的需肥要求进行科学配比，满足平衡施肥要求。

采用纳米技术生产的一种胶结包膜剂胶团，直径均在200纳米以内，纳米材料的小尺寸效应，可使肥料粒子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收，有效刺激植物生长。

本发明的优点在于：

（1）能够同时给作物提供有机养分、无机养分和微生物养分，其将微生物肥料的“促”、有机肥料的“稳”、化肥的“速”，通过科学配比、优势互补的原则，将微生物、有机和无机成分融为一体，既能满足作物的养分需求，能改善土壤的结构培肥地力，还可提高作物质量、降低病虫害；

（2）是优良的微生物生长基料，它可以提高微生物的繁殖能力，从而使微生物能够吸收固定更多的无机态养分并以有机态养分的形式保留在土壤中，不断满足作物生长的需要，减少因淋溶和挥发造成的肥料损失；

（3）具有硫含量低的特点，防止长期施用硫基复合肥导致的土壤酸化，能改良土壤，改善作物品质，肥料利用率比单纯施用普通化肥相对提高30％以上，在等产量目标下可减少化肥使用量30％；

（4）成粒是在肥料外面包裹一层纳米材料，采用纳米技术生产的一种纳米级纳豆粉剂胶团，直径在200纳米以内，纳米材料的小尺寸效应，可使肥料粒子带有磁效应，从而使肥料养分更容易被植物吸收，有效刺激植物生长。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。

实施例1

纳米级微生物肥料，由以下重量份的原料制备而成：

发酵豆饼20-50份、纳米级纳豆粉剂2-5份、磷酸一铵10-20份、氯化钾5-10份、氯化铵20-40份、尿素20-40份、水溶性纳米二氧化硅10-20份、阴离子聚丙烯酰胺2-4份、硼砂2-4份、有机物料腐熟剂1-5份、生物修复菌剂2-4份、枯草芽孢杆菌微生物菌剂1-3份、高活性胶冻样芽孢杆菌剂2-5份、地衣芽胞杆菌剂7-8份、光合细菌菌剂3-6份。

具体做法为：

按比例将枯草芽孢杆菌微生物菌剂、高活性胶冻样芽孢杆菌剂、地衣芽胞杆菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、生物修复菌剂和发酵豆饼混合均匀后，25-30℃造粒，得到微生物-有机复合肥组分；

按上述重量配比将原料经破碎机破碎，将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、填充料、发酵豆饼、纳米级纳豆粉剂、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、尿素、水溶性纳米二氧化硅、阴离子聚丙烯酰胺、硼砂、有机物料腐熟剂1、包膜剂筛分到各自的料斗，启动造粒系统，使上述原料同时从各自的料斗按照各原料占总量为磷酸一铵15%、氯化钾5%、氯化铵25%、填充料5%、调理剂7%、尿素10%、包膜剂3%的比例要求经计量设备，输送设备和提升设备送入进料斗，同时返料也经由提升设备与上述原料一同进入进料斗，各基础肥料与返料在运输和提升过程中经一定程度的混合，通过饱和蒸汽，往原料上淋洒少量水或肥料溶液，借助转鼓造料机旋转时产生的摩擦作用形成滚动的料床。滚动产生的积压力使含有一定液相的物料团聚成小颗粒，这些小颗粒成为核心，黏附周围的粉料形成较大的颗粒，转鼓造粒机一般向出料端倾斜3°-5°，以粒料在随着简体旋转循着简体倾斜方向缓慢向出料口滚动，进入干燥机干燥，经过筛分、冷却通过纳米技术经包膜溶液（纤维素、衍生物、石蜡）涂层即得到纳米肥料成品，最后灌入包装袋或放干燥处储存

本发明中所用原料均为本领域生产中常用原料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；本发明中所采用的各种设备，均为本领域生产工艺中使用的常规设备，且各设备的操作、参数等均按照常规操作进行，并无特别之处。

Claims (2)

1.一种纳米级微生物肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

发酵豆饼20-50份、纳米级纳豆粉剂2-5份、磷酸一铵10-20份、氯化钾5-10份、氯化铵20-40份、尿素20-40份、水溶性纳米二氧化硅10-20份、阴离子聚丙烯酰胺2-4份、硼砂2-4份、有机物料腐熟剂1-5份、生物修复菌剂2-4份、枯草芽孢杆菌微生物菌剂1-3份、高活性胶冻样芽孢杆菌剂2-5份、地衣芽胞杆菌剂7-8份、光合细菌菌剂3-6份。

2.一种如权利要求1所述的纳米级微生物肥料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

（1）按比例将枯草芽孢杆菌微生物菌剂、高活性胶冻样芽孢杆菌剂、地衣芽胞杆菌剂、光合细菌菌剂、有机物料腐熟剂、生物修复菌剂和发酵豆饼混合均匀后，25-30℃造粒，得到微生物-有机复合肥组分；

（2）将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、尿素各自粉碎，按照配料比要求经计量设备、输送设备和提升设备送入进料斗，按比例进行混合，通过饱和蒸汽，必要时往物料上淋洒少量水或肥料溶液，借助转鼓造料机旋转时产生的摩擦作用形成滚动的料床，滚动产生的积压力使含有一定液相的物料团聚成小颗粒，这些小颗粒成为核心，黏附周围的粉料形成较大的颗粒，转鼓造粒机一般向出料端倾斜10-15度角，以粒料在随着简体旋转循着简体倾斜方向缓慢向出料口滚动，进入干燥机干燥，得到无机复合肥组分；

（3）将步骤（1）得到的微生物-有机复合肥组分和步骤（2）得到的无机复合肥组分各自经过筛分、冷却并经纳米级纳豆粉剂和混合包裹，形成胶结包膜剂胶团，即得到纳米级微生物肥料成品，所述形成胶结包膜剂胶团的直径均在200纳米以内；

（4）将步骤（3）得到的纳米级微生物肥料成品灌入包装袋或放干燥处储存。