CN105384520A - 一种微纳米富硒缓控释微生物肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于肥料技术领域的一种微纳米富硒缓控释微生物肥及其制备方法。它由以下重量份数的原料配制而成：尿素5-15份、硫酸铵20-30份、磷酸二氢铵10-20份、硝酸钾10-20份、***钠0.5-1.5份、腐植酸15-35份、天然多糖的纳米微球4-8份、包膜缓释剂1-3份、微生物添加剂0.5-1.5份。本发明的微纳米富硒缓控释微生物肥，缓控释性好，长效释放营养元素，肥料利用率高，能够减少肥料养分在土壤中的损失，提高肥料利用率，该肥料富含硒，有效增加植物的有机富硒量，能大幅提高农作物产量和品质，提高农作物产量。

Description

一种微纳米富硒缓控释微生物肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种微纳米富硒缓控释微生物肥及其制备方法。

背景技术

硒是人和动物的必需微量元素之一，人或动物缺少或摄入过量的硒，则会引起某些疾病，如缺硒地区的克山病、大骨节病、心肌病、癌症等发病率很高，硒能显著降低乳腺癌、皮肤癌、结肠癌、肝癌等多种癌的发生率，具有解除重金属中毒等特殊的生理功能研究和实践证明，硒元素对人体健康发挥着内在的关键作用科学家发现，加强富硒食物开发，具有重要的商业与经济价值，更是增强人民体质。传统硒源物质主要是无机硒和矿物硒，无机硒毒性较大，对植物损伤比较严重，而矿物硒含量不稳定，而且植物吸收效率不高，容易对土壤造成污染。纳米硒是具有高生物活性的红色单质硒，不仅毒性降低，活性高，生物利用率高，而且容易控制植物内硒含量。

我国是农业大国，随着农业技术的不断发展，农业增产对于化肥的依赖程度越来越高，目前我国化肥的施用量居世界首位，且呈现逐年增加的趋势。但传统化学在农业生产使用过程中面临两大问题：一是化肥用量大，利用率低，我国当季肥料利用率氮肥为30-35％，磷肥利用率为10-25％，钾肥为35％-50％；二是化肥施用不合理，目前我国的化肥施用仍以速效性肥料分次施用为主，利用率低，肥效周期短，且成本高，污染环境。导致肥料利用率低主要的原因是肥料的淋失和挥发，肥料的大量淋失不但使土壤肥力下降，农作物质量降低，造成大量的经济损失，而且还会造成环境污染。因此，如何提高肥料利用率、充分发挥肥料对植物的作用，对我国农业可持续发展具有重大的现实意义。缓释肥料是一种新型肥料，其养分释放速度和数量具有一定的可控性，可以根据作物生长需要释放养分，使其在农作物的整个生长期内长期有效，可以大大提高肥料的利用率，减少用量和施用次数，养分缓控释放是提高肥料利用率的有效途径。微纳米富硒缓控释生物肥技术是一项环境友好型生物肥料技术，该技术不仅能有效地解决农业生产中的化肥公害、农药污染、土壤板结、环境污染等问题，还可提高农产品产量和质量安全，改良土壤，是发展优质高效农业，生产绿色食品和可持续发展农业的关键举措。但是由于硒元素的不稳定性，目前的富硒肥料普遍存在缓控释性差，短效释放营养元素，营养流失高，肥料利用率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓控释性好、长效释放营养元素、肥料利用率高的微纳米富硒缓控释微生物肥。

本发明的目的还在于提供上述微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法。

一种微纳米富硒缓控释微生物肥，由以下重量份数的原料配制而成：尿素5-15份、硫酸铵20-30份、磷酸二氢铵10-20份、硝酸钾10-20份、***钠0.5-1.5份、腐植酸15-35份、天然多糖的纳米微球4-8份、包膜缓释剂1-3份、微生物添加剂0.5-1.5份。

所述天然多糖的纳米微球为：淀粉或壳寡糖纳米微球；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌，芽孢杆菌，放线菌5406，酵母菌中的一种或一种以上。

上述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，按照如下步骤进行：

1)按重量份取5-15份尿素、20-30份硫酸铵、10-20份磷酸二氢铵、10-20份硝酸钾、0.5-1.5份***钠、15-35份腐植酸、4-8份天然多糖的纳米微球、1-3份包膜缓释剂、0.5-1.5份微生物添加剂；

2)将0.5-1.5份***钠溶于3-30份水中，同时加入1-7.5份还原剂和4-8份天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌1-5小时，再加入1-5份浸润剂，制成微纳米富硒缓控释体；

3)将纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

4)将混合料造粒、用包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥。

所述的浸润剂为吐温-80、吐温-20、AEO-10乳化剂或曲拉通-100。

所述天然多糖的纳米微球为淀粉或壳寡糖纳米微球。

所述淀粉纳米微球为可溶性淀粉通过加热将其完全溶解在水中，待冷却至30-50℃时加入交联剂POCl₃，搅拌分散制得。

所述壳寡糖纳米微球为将壳寡糖完全溶解在0.5-5％的醋酸溶液中，滴加浓度为0.1-5％的带负电的三聚磷酸钠，溶液通过静电结合，搅拌制得。

所述包膜缓释剂的制备方法为：将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

所述还原剂为抗坏血酸，维生素E，低聚糖β-环糊精，乙二醇，葡萄糖中的一种或一种以上。

本发明的有益效果：本发明制得的微纳米富硒缓释微生物肥，缓控释性好、长效释放营养元素、肥料利用率高，将微量营养元素硒纳米化，使之具有更高的生物活性，有利于作物吸收、利用和富集，能够减少肥料养分在土壤中的损失，减少肥业作业次数，节省劳力和费用，降低过量施用化肥造成的污染，提高肥料利用率，可提高肥料利用率10-15％、提高农作物产量10％以上；而选择添加硒为微量营养元素，有效增加植物的有机富硒量，能大幅提高农作物产量和品质，提高农作物产量，并且生产的农产品在防癌、抗癌，预防和治疗心血管疾病、克山病和大骨节病等方面具有重要作用，富硒纳米缓释肥除含有供应作物生长发育所需的各种养分外，更重要的可以改良土壤对不良物质的缓冲能力，协调土壤水肥气矛盾，为作物根系营造良好的生长环境，以利作物健壮生长，增强作物对病虫、倒伏、寒热等抗逆能力，为实现农产品的无公害打好基础。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

1)称取1.5g可溶性淀粉，加热水解在150mL蒸馏水中，水解液冷却到40℃时缓慢加入占淀粉质量1％的交联剂POCl₃，500r/min搅拌反应30分钟，制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素5份、硫酸铵20份、磷酸二氢铵20份、硝酸钾10份、***钠0.5份、腐植酸35份、天然多糖的纳米微球8份、包膜缓释剂1份、微生物添加剂0.5份；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌和酵母菌。

3)将0.5份***钠溶于5份水中，同时加入1份抗坏血酸和8份的天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌3小时，再加入3份吐温-80，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用1份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米平均增产10％，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高1.3倍。

实施例2

1)称取1.5g壳寡糖，加搅拌条件下完全溶解在150mL1％的醋酸溶液中，再缓慢加入1％的带负电的三聚磷酸钠溶液(TPP)至出现乳白色，滴加TPP的量为壳寡糖1/10，500r/min搅拌30分钟形成乳液，通过静电结合制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素10份、硫酸铵25份、磷酸二氢铵15份、硝酸钾15份、***钠1份、腐植酸25份、天然多糖的纳米微球6份、包膜缓释剂2份、微生物添加剂1份；所述微生物添加剂包含固氮菌，芽孢杆菌，放线菌5406和酵母菌。

3)将1份***钠溶于18份水中，同时加入3份低聚糖β-环糊精和6份的天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌2小时，再加入4份吐温-20，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用2份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米平均增产9％，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高1.4倍。

实施例3

1)称取1.5g壳寡糖，加搅拌条件下完全溶解在150mL1％的醋酸溶液中，再缓慢加入1％的带负电的三聚磷酸钠溶液(TPP)至出现乳白色，滴加TPP的量为壳寡糖1/10，500r/min搅拌30分钟形成乳液，通过静电结合制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素15份、硫酸铵30份、磷酸二氢铵10份、硝酸钾20份、***钠1.5份、腐植酸15份、天然多糖的纳米微球4份、包膜缓释剂3份、微生物添加剂1.5份；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌，芽孢杆菌，放线菌5406和酵母菌。

3)将1.5份***钠溶于25份水中，同时加入3份乙二醇和4份的天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌2小时，再加入4份吐温-20，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用3份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到新型微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米平均增产11％，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高1.3倍。

实施例4

1)称取1.5g可溶性淀粉，加热水解在150mL蒸馏水中，水解液冷却到40℃时缓慢加入占淀粉质量1％的交联剂POCl₃，500r/min搅拌反应30分钟，制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素5份、硫酸铵20份、磷酸二氢铵20份、硝酸钾10份、***钠0.5份、腐植酸35份、柽柳皮粉10份、天然多糖的纳米微球8份、包膜缓释剂1份、微生物添加剂0.5份；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌和酵母菌。

3)将0.5份***钠溶于5份水中，同时加入1份抗坏血酸和8份的天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌3小时，再加入3份吐温-80，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、柽柳皮粉、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用1份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米平均增产15％，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高2.3倍。

对比例1

1)称取1.5g可溶性淀粉，加热水解在150mL蒸馏水中，水解液冷却到40℃时缓慢加入占淀粉质量1％的交联剂POCl₃，500r/min搅拌反应30分钟，制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素5份、硫酸铵20份、磷酸二氢铵20份、硝酸钾10份、***钠0.5份、腐植酸35份、包膜缓释剂1份、微生物添加剂0.5份；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌和酵母菌。

3)将0.5份***钠溶于5份水中，同时加入1份抗坏血酸作为模板，在常温下搅拌3小时，再加入3份吐温-80，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用1份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米平均增产2％，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高0.1倍。

对比例2

1)称取1.5g可溶性淀粉，加热水解在150mL蒸馏水中，水解液冷却到40℃时缓慢加入占淀粉质量1％的交联剂POCl₃，500r/min搅拌反应30分钟，制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素5份、硫酸铵20份、硝酸钾10份、***钠0.5份、腐植酸35份、天然多糖的纳米微球8份、包膜缓释剂1份、微生物添加剂0.5份；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌和酵母菌。

3)将0.5份***钠溶于5份水中，同时加入1份抗坏血酸和8份的天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌3小时，再加入3份吐温-80，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用1份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米平均增产2％，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高0.8倍。

对比例3

1)称取1.5g可溶性淀粉，加热水解在150mL蒸馏水中，水解液冷却到40℃时缓慢加入占淀粉质量1％的交联剂POCl₃，500r/min搅拌反应30分钟，制成天然多糖纳米微球；将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

2)取尿素5份、硫酸铵20份、磷酸二氢铵20份、硝酸钾10份、***钠0.5份、腐植酸35份、天然多糖的纳米微球8份、包膜缓释剂1份。

3)将0.5份***钠溶于5份水中，同时加入1份抗坏血酸和8份的天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌3小时，再加入3份吐温-80，制成微纳米富硒缓控释体，备用；

4)将备用的纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

5)将混合料造粒、用1份包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥，即可计量、包装。

将本实施例制备的微纳米富硒缓控释微生物肥施用至湖州玉米田，每亩15kg，收获后，与对比试验田(施用普通化肥15kg)相比，玉米不增产，玉米种子中硒的含量比对照实验的玉米种子中硒的含量高0.1倍。

本发明的微纳米富硒缓控释微生物肥可用于水稻、玉米、柑橘、蔬菜等9种不同作物上进行了试验，试验面积达346亩。试验结果表明，施用微纳米富硒缓控释微生物肥后，土壤中有机质含量显著增加，各种农作物产量明显提高。如水稻平均增产9％、玉米平均增产11％、柑橘平均增产14％、蔬菜平均增产17％、其他马铃薯、瓜果等作物也平均增产在10-20％之间。

Claims (9)

1.一种微纳米富硒缓控释微生物肥，其特征在于，由以下重量份数的原料配制而成：尿素5-15份、硫酸铵20-30份、磷酸二氢铵10-20份、硝酸钾10-20份、***钠0.5-1.5份、腐植酸15-35份、天然多糖的纳米微球4-8份、包膜缓释剂1-3份、微生物添加剂0.5-1.5份。

2.根据权利要求1所述一种微纳米富硒缓控释微生物肥，其特征在于，所述天然多糖的纳米微球为：淀粉或壳寡糖纳米微球；所述微生物添加剂包含固氮菌，解磷菌，解钾菌，芽孢杆菌，放线菌5406，酵母菌中的一种或一种以上。

3.权利要求1所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：

1)按重量份取5-15份尿素、20-30份硫酸铵、10-20份磷酸二氢铵、10-20份硝酸钾、0.5-1.5份***钠、15-35份腐植酸、4-8份天然多糖的纳米微球、1-3份包膜缓释剂、0.5-1.5份微生物添加剂；

2)将0.5-1.5份***钠溶于3-30份水中，同时加入1-7.5份还原剂和4-8份天然多糖的纳米微球作为模板，在常温下搅拌1-5小时，再加入1-5份浸润剂，制成微纳米富硒缓控释体；

3)将纳米富硒缓控释体与尿素、硫酸铵、磷酸二氢铵、硝酸钾、腐植酸、微生物添加剂充分混合、搅拌均匀，得到混合料；

4)将混合料造粒、用包膜缓释剂涂膜、筛分、冷却、烘干，得到微纳米富硒缓控释微生物肥。

4.根据权利要求3所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，所述的浸润剂为吐温-80、吐温-20、AEO-10乳化剂或曲拉通-100。

5.根据权利要求3所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，所述天然多糖的纳米微球为淀粉或壳寡糖纳米微球。

6.根据权利要求5所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，所述淀粉纳米微球为可溶性淀粉通过加热将其完全溶解在水中，待冷却至30-50℃时加入交联剂POCl₃，搅拌分散制得。

7.根据权利要求5所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，所述壳寡糖纳米微球为将壳寡糖完全溶解在0.5-5％的醋酸溶液中，滴加浓度为0.1-5％的带负电的三聚磷酸钠，溶液通过静电结合，搅拌制得。

8.根据权利要求3所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，所述包膜缓释剂的制备方法为：将三聚氰胺，尿素和甲醛进行混合得到混聚物，再加入二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯，生成三聚氰胺·尿素混聚物与异氰酸基反应产物的混合物作包膜缓释剂。

9.根据权利要求3所述的微纳米富硒缓控释微生物肥的制备方法，其特征在于，所述还原剂为抗坏血酸，维生素E，低聚糖β-环糊精，乙二醇，葡萄糖中的一种或一种以上。