一种制备大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备大豆专用腐植酸?尿素包膜根瘤菌肥的方法,属于作物专用肥技术领域。本发明以腐植酸?尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾、钙镁磷肥为原料制得根瘤菌肥。本发明制得的根瘤菌肥与现有技术相比具有:能够提高大豆产量和品质、降低生产成本、保护生态环境的优点。
【专利说明】
一种制备大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的方法
[0001] 本申请是
【申请人】安徽莱姆佳肥业有限公司提出的"发明名称为:一种大豆专用腐 植酸-尿素包膜根瘤菌肥及其制备方法,申请日为20 14年8月19日,申请号为: 2014104076480"的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明属于作物专用肥技术领域,具体涉及一种制备大豆专用腐植酸-尿素包膜 根瘤菌肥的方法。
【背景技术】
[0003] 作物氮肥来源于化学氮肥和生物固氮,化学氮肥为农作物产量做出了巨大贡献,但是 化学氮肥生产成本高、利用率低,而且不断破坏土壤肥力和环境生态,已成为农业可持续发 展的障碍之一。生物固氮完全是生物和微生物自发进行的,无须提供任何能源和设备,因而 它减少了能源的消耗,无污染物排放,有利于保护生态环境。同时,由于减少和免除了化学 氮素的投入,使农产品中硝酸和亚硝酸物质大幅度降低,提高了农产品的品质,减少致癌物 质对人类的危害。
[0004] 根瘤菌剂是种植豆科作物的主要菌性肥料,因为它里面含有大量、活体的根瘤菌, 人们称它为活肥料。根瘤菌剂最早于1896年在欧洲问世。大豆根瘤菌是一种与大豆共生的 生物菌,它固定空气中游离的氮供给大豆,以满足大豆对氮素的需求,是大豆增产、节肥、减 少污染的好措施,受到世界各地研究人员的重视。大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂,根瘤 内的根瘤菌与豆科植物互利共生:豆科植物通过光合作用制造的有机物,一部分供给根瘤 菌;根瘤菌通过生物固氮制造的氨,则供给豆科植物。大豆根瘤的形成是由于土壤中的根瘤 菌侵入根部组织所致,根瘤菌自根毛侵入,存在于根皮层的薄壁细胞中。根瘤菌在皮层细胞 中迅速分裂繁殖,同时皮层细胞因根瘤菌侵入的刺激,进行细胞分裂,皮层细胞数目增加, 体积膨大,形成瘤状凸起就是根瘤。
[0005] 研究表明,如果没有根瘤菌的存在,每亩要施115公斤尿素才能满足亩产180公斤 大豆的氮肥需求。由于大豆是通过吸收土壤、肥料中所含的氮素和根瘤菌的共生固氮来满 足需要的,所以在施用化学氮肥时要注意处理好两者的关系,若化肥氮施用量过多时,根瘤 数减少,固氮率降低,会增加大豆生产成本。磷具有促进大豆根瘤发育的作用,能达到"以磷 增氮"的效果,在大豆生育初期,磷的功能主要是促进根系生长,在开花前,磷可以促进茎叶 分枝等营养体的生长。钾能促进大豆幼苗生长,使茎杆坚强抗倒伏。除此之外,微量元素锌、 铁、硼、镁、钼等的作用也不可忽视,适量微量元素可以促进大豆植株生长,增加大豆产量, 提高大豆的品质。据研究,每生产100千克大豆约吸收氮7-9.5千克,磷1.3-2.0千克,钾2.0-3.7千克,还有镁1千克,硫0.67千克,钼0.308克及一定数量的微量元素。
[0006] 目前,发展绿色食品已成为当前新的农业经济增长点,发展绿色食品需要有无公 害肥料配合。根瘤菌肥料可减少豆科作物氮肥用量,目前市场上生产的根瘤菌肥料有三种: (1) 固体根瘤菌肥料:吸附剂多为草炭,为黑褐色或褐色粉末状固体,湿润松散,含水量 20-35%,一般每克菌剂含活菌数1-2亿个,杂菌数小于15%,pH6.0-7.5; (2) 液体根瘤菌肥料:无异臭味,每毫升含活菌5-10亿个,杂菌数小于5%,pH5.5-7.0; (3) 冻干菌剂型:不加吸附剂,为白色粉末状,含菌量比草炭剂高几十倍,但在生产上应 用很少。
[0007] 上述根瘤菌肥料存在以下缺陷: (1) 缺乏高效根瘤菌株,菌种资源缺乏,很多厂家的菌种都在利用同一个菌株,肥料品 种单一;另一方面,使用菌株不当也会带来安全隐患,一些厂家的生产菌种没有经过正规的 鉴定就投入生产,也是一种不妥当的行为; (2) 生产设备陈旧,许多生产厂是由已倒闭的小型酶制剂厂、味精厂、柠檬酸厂等改造 而成的,其设备本身就效率低、能耗高,勉强生产,没有长远的发展计划; (3) 技术工艺落后,有些厂家认为只要有了微生物肥料菌种,有了相应的培养基就能够 生产出微生物肥料,缺乏生产过程中的监控和检测手段,有的甚至还是小作坊式的生产方 式。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术的不足,结合土壤肥力水平和高效菌株的选育,根据大豆需肥规律 研制和应用一种大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,是能够提高大豆产量和品质、降低生 产成本、保护生态环境、发展有机绿色农业和生态农业的一项重要举措。
[0009] 本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的技术方案如下: 原料组分如下,均为重量份: 腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物50-350份、5%腐植酸包膜尿素200-500份、重过磷酸 钙200-500份、硫酸钾100-400份、钙镁磷肥20-200份。
[0010] 所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法是采用液体通气发酵法按照现 有技术进行液体发酵,制备大豆根瘤菌发酵液,再用灭菌后的草炭土吸附所述发酵液得到 根瘤菌剂,然后加入硫酸亚铁和钼酸铵,混合均匀后进行低温造粒,最后用熔融尿素喷涂在 颗粒表面,形成尿素包膜层,得到尿素包膜根瘤菌剂组合物。
[0011] 所述5%腐植酸包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥,在核芯肥外喷淋一层粘结剂,再 喷洒一层预处理的腐植酸,固化后重复上述过程,达到粘结剂站核芯质量的1%,腐植酸占核 芯肥质量的5%。腐植酸包膜中总氮含量36%,总腐植酸含量10%,为质量百分比。
[0012] 所述重过磷酸钙中五氧化二磷含量分别为40%,为质量百分比; 所述硫酸钾中氧化钾含量为50%,为质量百分比; 所述钙镁磷肥中五氧化二磷的含量为18%,氧化钙的含量为45%,氧化镁的含量为12%, 氧化硅的含量为20%,均为质量百分比; 本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,优选原料组分如下,均为重量份: 腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100-150份、5%腐植酸包膜尿素250-350份、重过磷酸 钙250-350份、硫酸钾150-250份、钙镁磷肥50-100份。
[0013]本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,最优选原料组分如下,均为重量份: 腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100份、5%腐植酸包膜尿素280份、重过磷酸钙320份、 硫酸钾200份、钙镁磷肥100份。
[0014]本发明制备大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的方法,包括如下工艺步骤: ① 所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法: 采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵,制备大豆根瘤菌发酵液,再用灭菌 后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂,然后加入EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合 钼,混合均匀,进行低温造粒,最后用预处理的腐植酸和熔融尿素一起按照质量比1:4进行 混合,喷涂在颗粒表面,形成腐植酸-尿素包膜层,得到腐植酸_尿素包膜根瘤菌剂组合物; 其中,腐植酸预处理方法是采用30%-40%的稀硫酸酸解,再分两次加入碳酸氢铵混合, 混合后散堆反应24小时,中途翻堆两次;测量料堆温度,使其不超过55°C ;经24小时反应后, 进入烘干机烘干,控制烘干机头温度为120°C(顺流烘干,物料温度< 70°C),然后粉碎备用; 其中,制备根瘤菌发酵液所用的根瘤菌菌种为现有技术,能与大豆共生固氮的菌种均 可以使用,最优选的,中国农业微生物菌种保藏管理中心ACCC编号为19606根瘤菌 (Rhizobium); 发酵液与草炭土的质量比为1:3-4,优选的为1:3.5; 所述根瘤菌剂与EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钼的质量比分别为1:0.03、1: 0.03、1:0.02; 所述腐植酸-尿素包膜层占腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的5-10wt%; ② 5%腐植酸包膜尿素的制备方法: 以颗粒尿素为核芯肥,在核芯肥外喷淋一层粘结剂,再喷洒一层预处理的腐植酸,固化 后重复上述过程,达到粘结剂站核芯质量的1%,腐植酸占核芯肥质量的5%; 其中,颗粒尿素优选大颗粒尿素,粒径2-3毫米; 其中,粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1:0.1的质量比混合制成; ③ 将腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾、钙镁 磷肥按规定配比计量,放入搅拌机进行混合搅拌6-8分钟,充分混匀即可,然后计量、包装即 得成品。
[0015]本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥是根据大豆需肥规律科学配制的腐植 酸类生物肥料,通过将腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、 硫酸钾、钙镁磷肥按配比制备,其中腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物中还含有大豆生长所 必需的微量元素锌、铁和钼,能够提升大豆品质,同时,产品中含有腐植酸,不仅可以延长氮 素养分的有效期,达到"固氮、解磷、促钾"的效果,而且还能活化土壤中微量营养元素,是可 改善环境条件的新型肥料,具有营养均衡、抗逆性强、改良土壤、改善品质等优点。
[0016] 本发明的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的应用,在大豆播种时利用播种施 肥一体机一次性作基肥施用,肥料用量折合成氮磷钾总量,正常推荐施肥用量每亩50-60公 斤,根据当地施肥水平及产量水平,酌情增减用量。
[0017] 本发明与现有技术相比,具有以下突出的优点: 1、本发明产品含腐植酸-尿素包膜,腐植酸尿素与普通尿素相比,腐植酸尿素的肥效期 延长30-35天,氮肥利用率可提高7.2个百分点,不仅能显著增产还能节省尿素15%-25%;同 时由于腐植酸具有"控氮、解磷、促钾"的效果,能够赋予氮肥缓释功效和刺激作物生长的功 能,能够显著提高肥料利用率; 2、 本发明产品中的根瘤菌被腐植酸-尿素包裹,减少了环境因素对根瘤菌种的影响,延 长了根瘤菌的活性,提高了根瘤菌固氮的能力,显著提高肥料利用率; 3、 本发明将根瘤菌剂、根瘤生长和固氮所需要的微量元素锌、铁和钼一起被包裹在腐 植酸-尿素包膜外壳内,并根据大豆的需肥规律合理配置磷肥、钾肥,形成具有接种和施肥 双重功能的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,能够改良土壤结构、增加肥效、刺激生长、 提高大豆抗逆性和改善大豆品质; 4、 本发明产品属于腐植酸类生物肥料,可以降解土壤中的农药残留、吸附重金属、消除 或降低土壤污染,对土壤无任何污染,绿色环保无污染,是一种比传统农用肥料成本低、肥 效好、增产高、残留少、品质优,同时又能抑制土壤退化、改良土壤结构、功能齐全的新型生 物肥料。
【具体实施方式】 [0018] 实施例1: 本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,原料组分如下,均为重量份: 腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物100份、腐植酸包膜尿素280份、重过磷酸钙320份、硫 酸钾200份、钙镁磷肥100份。
[0019] 所制备的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,氮磷钾(N-p2〇5-K2〇)含量分别为 10%、15%、10%,总养分35%,均为质量百分比。
[0020] 制备工艺步骤: ① 所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法: 采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵,制备大豆根瘤菌发酵液,再用灭菌 后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂,然后加入EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合 钼,混合均匀,进行低温造粒,最后用预处理的腐植酸和熔融尿素一起按照质量比1:4进行 混合,喷涂在颗粒表面,形成腐植酸-尿素包膜层,得腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物; 其中,腐植酸预处理方法是采用30%-40%的稀硫酸酸解,再分两次加入碳酸氢铵混合, 混合后散堆反应24小时,中途翻堆两次;测量料堆温度,使其不超过55°C ;经24小时反应后, 进入烘干机烘干,控制烘干机头温度为120°C(顺流烘干,物料温度< 70°C),然后粉碎备用; 其中,制备根瘤菌发酵液所用的根瘤菌菌种为现有技术,能与大豆共生固氮的菌种均 可以使用,最优选的,中国农业微生物菌种保藏管理中心ACCC编号为19606根瘤菌 (Rhizobium); 其中,发酵液与草炭土的质量比为1:3.5; 其中,根瘤菌剂与EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钼的质量比分别为1:0.03、1: 0.03、1:0.02; 其中,腐植酸-尿素包膜层占腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的l〇wt%; ② 5%腐植酸包膜尿素的制备方法: 以颗粒尿素为核芯肥,在核芯肥外喷淋一层粘结剂,再喷洒一层预处理的腐植酸,固化 后重复上述过程,达到粘结剂站核芯质量的1%,腐植酸占核芯肥质量的5%; 其中,颗粒尿素优选大颗粒尿素,粒径2-3毫米; 其中,粘结剂是环氧树脂与三乙烯四胺按1:0.1的质量比混合制成; ③将100份腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、280份5%腐植酸包膜尿素、320份重过磷 酸钙、200份硫酸钾、100份钙镁磷肥按规定配比计量,放入搅拌机进行混合搅拌6-8分钟,充 分混匀即可,然后计量、包装即得成品。
[0021] 实施例2 本发明大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,原料组分如下,均为重量份: 腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物120份、5%腐植酸包膜尿素330份、重过磷酸钙280份、 硫酸钾220份、钙镁磷肥50份。
[0022] 制备工艺同实施例1。
[0023]所制备的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,氮磷钾(N-P205-K20)含量分别为 12%、12%、11%,总养分35%,均为质量百分比。
[0024] 对比例1: 普通硫酸钾复合肥,总养分35%,氮磷钾含量分别为10%、15%、10%,由史丹利化肥股份有 限公司生产。
[0025] 对比例2: 普通硫酸钾复合肥,总养分35%,氮磷钾含量分别为12%、12%、11%,由史丹利化肥股份有 限公司生产。
[0026]以上实施例1、实施例2和对比例1、对比例2的应用效果如下: 试验材料 试验地点:山东潍坊寿光市,中等肥力。
[0027]供试品种:齐黄34。
[0028]试验采用随机区组设计,每一试验设5个处理,以施用本发明的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥为处理2,以同等养分的普通肥为处理1,其中每667m 2施肥50kg,以不施 肥为对照,其他同大田管理。具体处理方式如下:
对比实施效果具体见表1。
[0029] 表1不同施肥处理对大豆主要农艺性状与产量的影响效果表
实验表明,所有施肥处理的大豆植株长势均好于不施肥空白对照,处理2的长势优于处 理1,其中处理2中的实施例1的植株长势最优。从表1可以看出,所有施肥处理的大豆百粒 重、亩产量均大于不施肥对照(CK),其中实施例1的百粒重最高,为29.5g,比空白对照增加 4.9g,其产量为269.5kg/亩,比空白对照增产17.1%;实施例2的产量次之,为268.9 kg/亩, 比空白对照增产16.9%; 同养分条件进行比较,施用本发明产品比普通复合肥平均增产11.6%,增产效果显著, 实施例1大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥(10-15-10,总养分含量35%)增产效果最优。
[0030]因此,本发明产品是将根瘤菌剂、根瘤生长和固氮所需要的微量元素锌、铁和钼一 起被包裹在腐植酸-尿素包膜外壳内,并根据大豆的需肥规律合理配置磷肥、钾肥,形成具 有接种和施肥双重功能的大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥,能够改良土壤结构、增加肥 效、刺激生长、提高大豆抗逆性和改善大豆品质,具有显著地经济、社会、环境效益,值得推 广。
【主权项】
1. 一种制备大豆专用腐植酸-尿素包膜根瘤菌肥的方法,其特征在于包括如下工艺步 骤: (1) 按重量份计原料组分如下:腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物50-350份、5%腐植酸 包膜尿素200-500份、重过磷酸钙200-500份、硫酸钾100-400份、钙镁磷肥20-200份; (2) 所述腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物的制备方法: 采用液体通气发酵法按照现有技术进行液体发酵,制备大豆根瘤菌发酵液,再用灭菌 后的草炭土吸附所述发酵液得到根瘤菌剂,其中发酵液与草炭土的质量比为1:3-4,然后加 入EDTA螯合锌、EDTA螯合铁和EDTA螯合钼,混合均匀,进行低温造粒,最后用预处理的腐植 酸和熔融尿素一起按照质量比1:4进行混合,喷涂在颗粒表面,形成腐植酸-尿素包膜层,得 到腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物; 其中,腐植酸预处理方法是采用30%-40%的稀硫酸酸解,再分两次加入碳酸氢铵混合, 混合后散堆反应24小时,中途翻堆两次;测量料堆温度,使其不超过55°C ;经24小时反应后, 进入烘干机烘干,控制烘干机头温度为120°C,顺流烘干,物料温度< 70°C,然后粉碎备用; 所述腐植酸-尿素包膜层占腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物质量的5-10wt%; (3 ) 5%腐植酸包膜尿素的制备方法: 以颗粒尿素为核芯肥,在核芯肥外喷淋一层粘结剂,再喷洒一层预处理的腐植酸,固化 后重复上述过程,达到粘结剂占核芯质量的1%,腐植酸占核芯肥质量的5%,腐植酸包膜中总 氮含量36%,总腐植酸含量10%,为质量百分比; (4)将腐植酸-尿素包膜根瘤菌剂组合物、5%腐植酸包膜尿素、重过磷酸钙、硫酸钾、钙 镁磷肥按规定配比计量,放入搅拌机进行混合搅拌6-8分钟,充分混匀即可,然后计量、包装 即得成品。
【文档编号】C05G3/04GK105820005SQ201610123203
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年8月19日
【发明人】张从军
【申请人】华强化工集团股份有限公司