CN107759345A - 含根瘤菌的包膜控释肥料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含根瘤菌的包膜控释肥料及其生产工艺，该肥料包括：肥料芯体，呈球状；粘结剂层，聚乙烯醇材质，包裹于所述肥料芯体的外表面；包膜材料层，为接种有根瘤菌的酒糟，覆盖于所述粘结剂层外表面。本发明的包膜材料层所含微生物数量均达到微生物肥料的数量要求，不仅材料便宜易得，降低生产成本，而且大大降低对环境的污染，给土壤补充营养成分、改善土壤结构，其养分释放速率与作物需肥规律基本具有同步性。

Description

含根瘤菌的包膜控释肥料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及微生物肥料、缓控释肥料及其生产技术领域，特别涉及一种含根瘤菌的包膜控释肥料及其生产工艺。
背景技术
农业是人类生存、经济发展的基础，农业必须走可持续发展的道路。随着人口的增长，人们对粮食的需求也在不断的增长，为了满足这种需求人们就必须提高农业生产率，而增施化肥是农业增产的关键技术措施之一。近年来，缓控释肥料已成为肥料界研究的热点，它具有提高肥料利用率、降低环境污染、提高作物产量等特点。
但是缓控释肥料生产成本高，价格一般相当于普通化肥价格的2～4倍，限制了它的广泛使用，更多用作特殊用途(如草坪、花卉等)。其次，由于缓控释肥料施入土壤后，其包膜材料不被微生物分解或极难分解，因此该包膜肥料会对环境构成二次污染。另外，控释肥料的控释效果还不太理想，养分释放速率与作物需求还不太具有同步性。在肥效评价、养分释放机理、肥料控释性能等方面还需要进一步的研究与改善。由此看来，开发廉价并且可被生物降解的天然或半天然包膜材料，例如，利用微生物缓慢分解便宜易得、对环境污染小的有机包膜材料，进而破坏包膜，使包裹的尿素逐步释放，进而调控氮素释放，并减少包膜材料在土壤中的积累，优化养分释放模式以适应作物的需求，避免对土壤和环境造成污染，将有力推动农业和环境的协调发展。
近年来，国内外对缓控释肥料的研究较多，特别是包膜尿素的包膜材料，尤其是将大豆根瘤菌类菌体应用于缓控释尿素包膜材料中仍未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含根瘤菌的包膜控释肥料，以使缓控释肥料价格低、无污染。
本发明的另一目的在于提供一种上述含根瘤菌的包膜控释肥料的生产工艺，生产上述含根瘤菌的包膜控释肥料。
为了实现本发明的目的，一方面，本发明提供如下技术方案：
一种含根瘤菌的包膜控释肥料。其包括：肥料芯体，呈球状；粘结剂层，聚乙烯醇材质，包裹于所述肥料芯体的外表面；包膜材料层，为接种有根瘤菌的酒糟，覆盖于所述粘结剂层外表面。
优选地，肥料芯体为尿素，粒径介于2-5mm。
为了实现本发明的目的，另一方面，本发明提供如下技术方案：
一种含根瘤菌的包膜控释肥料的生产工艺，其包括以下步骤：将物料高压灭菌，然后将糖化酶与未发酵的酒糟充分搅拌混匀，进行酶处理；将酶处理后的酒糟灭活；将根瘤菌接入灭活后的酒糟中，并添加激活剂发酵；将发酵后的酒糟烘干、粉碎；将球状的肥料芯体置于转鼓中匀速转动；向转动的肥料芯体喷施聚乙烯醇溶液，使肥料芯体表面湿润；向湿润的肥料芯体中加入发酵后的酒糟，直到聚乙烯醇溶液和酒糟均被用完，然后取出、干燥、冷却。
优选地，所述肥料芯体为粒径介于2-5mm的尿素颗粒。
优选地，进行酶处理的温度及时间分别为15-35℃、40-48h。
优选地，对酶处理后的酒糟灭活的物质为浓度介于1.5‰-1.8‰的戊二醛，灭活时间为24h。
优选地，所述激活剂为钙调蛋白，浓度为0.17％-0.5％。
优选地，接种后发酵过程中，控制水分在70％-85％，温度为15℃-35℃。
优选地，所述聚乙烯醇溶液的浓度为6-10％，质量为肥料芯体质量的5-9％。
优选地，烘干酒糟的温度为45-65℃。
本发明的包膜材料层所含微生物数量均达到微生物肥料的数量要求，不仅材料便宜易得，降低生产成本，而且大大降低对环境的污染，给土壤补充营养成分、改善土壤结构，其养分释放速率与作物需肥规律基本具有同步性。
附图说明
图1为本发明提供的含根瘤菌的包膜控释肥料剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的缓控释肥料整体呈颗粒状多层包裹结构，基本包括：肥料芯体11、粘结剂层12、包膜材料层13。就质量比而言，粘结剂层12为肥料芯体11的质量的5-9％，包膜材料层13为肥料芯体11的质量的15％-20％。
具体地，肥料芯体11呈球状，也可以称之为颗粒状。粘结剂层12为聚乙烯醇材质，包裹于肥料芯体11的外表面。包膜材料层13为接种有根瘤菌的酒糟，覆盖于粘结剂层12外表面。
在生产图1所示的缓控释肥料时，可以参考如下步骤：
将酒糟物料高压灭菌，例如用高压灭菌锅灭菌。然后将糖化酶直接与未发酵的酒糟充分搅拌混匀，进行酶处理。优选地，该酶处理的温度介于15-35℃，时间介于40-48h。
将酶处理后的酒糟灭活，优选用浓度为1.5‰-1.8‰戊二醛灭活24h。
将根瘤菌接入灭活后的酒糟中，并添加激活剂，例如0.17％-0.5％的激活剂，控制水分在70％-85％，温度为15℃-35℃，在此环境中发酵。
然后将发酵后的酒糟放入温度为45-65℃的烘箱中，烘干后用粉碎机粉碎成粉末状，以备包膜使用。
将球状的肥料芯体11置于转鼓中匀速转动，向转动的肥料芯体11喷施浓度为7-10％聚乙烯醇溶液，使肥料芯体11表面湿润，形成粘结剂层12。
向湿润的肥料芯体11中加入发酵后的酒糟，直到聚乙烯醇溶液和酒糟均被用完，形成包膜材料层13，聚乙烯醇溶液的用量、酒糟的用量，应使得最后的粘结剂层12、包膜材料层13与肥料芯体11的质量比满足前述要求。
取出，并干燥冷却并包装储藏。
图1为本发明提供的制备方法实施例的步骤流程图。
为了更详细的描述本发明，下面提供两个更为具体的实施例。
实施例1(仅酶处理、灭活工序)：
将糖化酶接入物料酒糟中，培养40-48h；然后用1.5‰-1.8‰戊二醛对酶灭活，灭菌后将根瘤菌接入物料酒糟中24h，观察其生长效果。
结果表明：酶活性被抑制，微生物能够很好的生长繁殖。
实施例2(仅酒糟发酵、烘干工序)：
将酒糟与水分为80％、温度为25℃-30℃、激活剂添加量为0.33％条件下发酵，并于60℃烘箱中烘干粉碎，通过血小板计数法检测烘干前后微生物的活性，具体结果见表1。
表1物料所含微生物数量
由检测结果可知，烘干处理后，微生物的数量为：1.05×108个/g，大约是烘干前的85％，其所含的微生物数量远远超过微生物肥料所要求的菌数。因此，采用该方法对发酵后的物料进行烘干处理是可行的。
分析及测试表明，本发明有以下几个特点：
1、利用微生物缓慢分解、便宜易得、对环境污染小的材料，使包裹的尿素逐步释放，进而调控氮素释放。
2、大豆根瘤菌菌体在适宜条件下可以降解尿素，使尿素以铵态氮形式存在，易被作物吸收利用，从而减少尿素的自然流失，减少资源的浪费和环境的污染。
3、大豆根瘤菌菌体的活菌体可以分泌激素刺激作物生长，提高作物的能量和物质代谢。
4、大豆根瘤菌菌体的活菌体可以分解土壤中各种有机物，使得土壤孔隙增多，改善土壤团粒结构。
综上，本发明将大豆根瘤菌类菌体应用于控释尿素包膜材料，通过大豆根瘤菌类菌体缓慢分解有机包膜材料，进而破坏包膜，使包裹的尿素逐步释放，进而调控氮素释放，使包膜尿素具有良好的缓/控释作用。另外，大豆根瘤菌类菌体为土壤微生物，所以，该活体进入土壤后能继续发挥土壤微生物的作用。并且，用于包裹尿素的包膜材料为价格低廉、取材广泛、大大减少了环境的污染，这些对提高农业资源利用率，减少环境污染和农业可持续发展均具有十分重要的意义。

Claims (10)

1.一种含根瘤菌的包膜控释肥料。其特征在于，包括：
肥料芯体，呈球状；
粘结剂层，聚乙烯醇材质，包裹于所述肥料芯体的外表面；
包膜材料层，为接种有根瘤菌的酒糟，覆盖于所述粘结剂层外表面。
2.根据权利要求1所述的一种含根瘤菌的包膜控释肥料，其特征在于，肥料芯体为尿素，粒径介于2-5mm。
3.一种含根瘤菌的包膜控释肥料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
将物料高压灭菌，然后将糖化酶与未发酵的酒糟充分搅拌混匀，进行酶处理；
将酶处理后的酒糟灭活；
将根瘤菌接入灭活后的酒糟中，并添加激活剂发酵；
将发酵后的酒糟烘干、粉碎；
将球状的肥料芯体置于转鼓中匀速转动；
向转动的肥料芯体喷施聚乙烯醇溶液，使肥料芯体表面湿润；
向湿润的肥料芯体中加入发酵后的酒糟，直到聚乙烯醇溶液和酒糟均被用完；
然后取出、干燥、冷却。
4.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述肥料芯体为粒径介于2-5mm的尿素颗粒。
5.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，进行酶处理的温度及时间分别为15-35℃、40-48h。
6.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，对酶处理后的酒糟灭活的物质为浓度介于1.5‰-1.8‰的戊二醛，灭活时间为24h。
7.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述激活剂为钙调蛋白，浓度为0.17％-0.5％。
8.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，接种后发酵过程中，控制水分在70％-85％，温度为15℃-35℃。
9.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的浓度为6-10％，质量为肥料芯体质量的5-9％。
10.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，烘干酒糟的温度为45-65℃。
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