CN107840760A - 一种用于调节土壤功能的复合肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于调节土壤功能的复合肥及其制备方法，所述复合肥包含复合肥颗粒核心层、包裹在复合肥颗粒核心层表面的隔离中间层及涂覆在隔离中间层表面的微生物有机包膜层，其特征在于：所述复合肥颗粒核心层与微生物有机包膜层的重量比为(20‑300)：1，所述微生物有机包膜层包含有机质混合物和酵素菌，且有机质混合物与酵素菌的重量比为(0.2‑10)。本发明的复合肥包含30多种有益微生物复合菌群，微生物活性强，可快速形成菌根，增加根系吸收面积，促进养分吸收利用，提高肥效，且同时能够促进腐殖质的形成，调节土壤酸碱值，从而改善土壤理化性状。

Description

一种用于调节土壤功能的复合肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种用于调节土壤功能的复合肥，且还涉及所述复合肥的制备方法。

背景技术

水乃生命之源，土是立国之本，土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提，是最重要的基础资源。土壤作为地球表面的一层疏松的物质，其具有很多重要的功能：首先，土壤是陆地生物所必需的营养物质的重要补给源，具有营养库的作用；其次，具有生物支撑的作用，包括对绿色植物的机械支撑，同时还包括在土壤中种类繁多且数量巨大的生物类群，并支持地下生物的生活和繁育；再次，土壤能够对水体和溶质流动起调节作用，从而起到雨水涵养的功能；复次，土壤对养分能够进行转化和循环，从而实现营养元素与生物之间的循环和周转，以保持生物生命周期的生息和繁衍；又次，土壤还具有稳定和缓冲环境变化的作用，其包括对外界环境温度、湿度、酸碱性和氧化还原性变化的缓冲及对有机和无机污染物的过滤、缓冲、降解、固定和解毒；最后，土壤还能够保持生物活性、多样性和生产性。

然而，一直以来在我国农业生产中提高农业经济作物的增产增收离不开化学肥料的施用，但是由于过多或不合理的使用化学肥料，不用或少用有机肥料，我国的土壤已出现各种各样的问题，例如板结、养分失衡、酸化盐渍化、土壤结构变差、生物多样性下降、土壤污染等等，从而导致土壤功能的发挥收到严重阻碍，给农业生产带来诸多不利因素，如有益微生物的缺失中断了蚯蚓食物链，以致蚯蚓这个“松土专家”离土地而去，并且土传性病害缺失了杀手即有益微生物而猖獗，从而导致土壤板结，通透能力和对水的调控能力降低，作物根系分支量及长度明显减弱，抗旱抗涝能力下降。此外，生物多样性下降，有益微生物减少，土壤病害猖獗且传播性广，严重的甚至导致无法在土地上种植庄稼，如广东省以前是柑橘种植大省，然而由于黄龙病的爆发，导致大面积土地无法再种植柑橘。这些问题迫使研究者不断寻找和探索能够恢复土壤的方法。

CN 102795944 A公开了一种土壤改良型生物肥料及其制备方法，所述生物肥料由以下原料混合制得，均为重量份数：草炭200-400份，有机肥200-400份，无机肥料100-400份，多孔无机物50-200份，微量元素10-30份，粘土50-80份，复合微生物菌剂10-20份。由于该申请教导的生物肥料是将复合微生物菌剂直接与其他肥料混合所制得，复合微生物菌剂的成活率很难控制。

在土壤生态如此恶劣的形势下，土壤和植物研究者建议，向土壤中施入微生物菌剂以改良土壤性状，从而改善土壤生态环境，并提高农作物产量和品质。微生物能够溶解土壤中固定矿质元素，增加养分的的有效性，降解土壤中的污染物，解除重金属和农药的危害，有些微生物还能分泌激素类物质，刺激并调节作物的生长，有些微生物还能产生挥发性或非挥发性抑制病原菌生长的物质，可以限制病原菌的生长或代谢，提高植物抗性，具有保护和治疗双重功效，可有效防治土传性病害。因此，从生态农业的角度来看，微生物在农业方面具有广阔的应用前景。

现有的微生物肥料制备工艺中，主要是在造粒过程中添加微生物菌剂，高温处理会导致大量微生物死亡，且施用后，菌剂效用时间短、重复性和稳定性差。此外，由于微生物肥料中的微生物不能直接与化学肥料接触，因此微生物肥料存在着微生物存活率低、活性差等问题，从而导致土壤功能的改善效果不尽如人意，故而需要开发一种微生物存活率高且制备工艺简单的功能肥料，以改善目前土壤功能不断恶化的现状，从而促进土壤功能的恢复。

发明内容

为了解决上述问题，本发明发明人对土壤成分进行反复研究和分析，发现将酵素菌和水溶性有机质混合之后再涂覆于已包裹隔离层的肥料颗粒的表面，避免了酵素菌与化学肥料直接接触，以致化学肥料的高盐环境不会影响酵素菌的存活率，且施用于土壤时能够增加土壤中有效活菌数，提高土壤肥力，改善土壤结构，并同时能够充分发挥微生物与肥料之间的配合作用，实现作物增产增效。

为此，本发明提供一种用于调节土壤功能的复合肥，其包含复合肥颗粒核心层、包裹在复合肥颗粒核心层表面的隔离中间层及涂覆在隔离中间层表面的微生物有机包膜层，其特征在于：所述复合肥颗粒核心与微生物有机包膜层的重量比为(20-300)：1，所述微生物有机包膜层包含有机质混合物和酵素菌，且有机质混合物与酵素菌的重量比为1：(0.2-10)。

本发明的复合肥包含30多种有益微生物复合菌群，微生物活性强，可快速形成菌根，增加根系吸收面积，促进养分吸收利用，提高肥效，且同时能够促进腐殖质的形成，调节土壤酸碱值，从而改善土壤理化性状。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述复合肥颗粒核心层为市售可得的复合肥颗粒。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述复合肥颗粒核心层包含氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥中的一种或多种。其中，所述中微量元素肥为重量元素肥和/或微量元素肥。

更优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述氮肥为碳酸铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、氨水、氯化铵、尿素中的一种或多种；所述磷肥为磷酸、磷酸铵、钙镁磷肥、过磷酸钙、磷酸二铵、磷酸一铵、聚磷酸铵中的一种或多种；所述钾肥为磷酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或多种；所述中量元素肥为含硅、钙、镁、硫中的一种或多种的肥料，如硅酸钠、石膏、硫酸镁、氯化镁等；所述微量元素肥为含铁、锰、硼、锌、铜、钼中的一种或多种的肥料，如硫酸亚铁、硫酸锰、硼砂、硫酸锌、硫酸铜、钼酸铵等。

特别优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述复合肥颗粒核心层包含氮肥、磷肥和钾肥，且所述氮肥中的氮元素、磷肥中的磷元素与钾肥中的钾元素的质量比为(10-13)：(4-17)：(5-26)。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述隔离中间层包含肥料防板结剂。所述中间隔离层的目的是防止微生物直接接触高浓度的复合肥而失活。

更优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述肥料防板结剂为棕榈油、红油、粉状防板结剂等的一种或以上。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述复合肥颗粒核心层与中间隔离层的重量比为(100-260):1。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述微生物有机包膜层中的有机质混合物和酵素菌的处理过程为首先将有机质混合物和酵素菌混合均匀，然后堆放1-3天，制得生物有机肥。所述堆放的目的是让有机原料进行二次发酵，放出大量的热，从而减少有机物料中的水分含量，增加能够被植物吸收利用的有机小分子的含量。

在本发明中，有机质混合物定义为所有可以被微生物分解的有机物。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述有机质混合物为甘蔗滤泥、糖蜜发酵废液、氨基酸、酵母粉、腐植酸、植物秸秆粉等中的两种或多种。

在本发明中，所述酵素菌为我国农业部备案登记的复合菌种，其登记证号：微字0082号，其是一种含有包括固氮菌、解磷菌、解钾菌、芽孢菌、酵母菌、放线菌等在内的三十多种具有特定功能的有益微生物复合菌群，这类复合微生物菌群既包含纤维分解菌、解磷、解钾、固氮等，同时又含有大量的微生物酶、淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等，并且利用酵素菌发酵有机质制成的微生物肥除含有农作物所需营养外，还含有大量维生素、核酸、生长素、未知因子和大量活性有益微生物。

优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述微生物有机包膜层还含有植物生长调节剂，其中所述植物生长调节剂为胺鲜酯(DA-6)，氯吡脲，复硝酚钠，生长素、赤霉素、乙烯、细胞***素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、吲哚丁酸、萘乙酸、多效唑和多胺中的一种或多种。

特别优选地，在所述用于调节土壤功能的复合肥由以下重量份数的原料制成：

其中所述大量元素肥为氮肥、磷肥和钾肥，且所述氮肥中的氮元素、磷肥中的磷元素与钾肥中的钾元素的质量比为(10-13)：(4-17)：(5-26)。

此外，本发明还提供一种制备上述用于调节土壤功能的复合肥的方法，其包括以下步骤：

(1)制备生物有机肥：按比例将有机质混合物和酵素菌混合均匀，然后堆放1-3天，以制得生物有机肥；

(2)包裹中间隔离层：在包膜机内将中间隔离层材料均匀地喷雾到复合肥颗粒表面进行包膜，包膜时间为5-8分钟，包膜温度为30-70℃，即获得包裹有中间隔离层的复合肥颗粒；

(3)包覆微生物有机包膜层：将步骤(1)制备的生物有机肥包覆到步骤(2)制备的包膜有中间隔离层的复合肥颗粒，即得用于调节土壤功能的复合肥。

通过中间隔离层的包膜，杜绝了微生物与复合肥颗粒的直接接触，从而防止微生物直接接触高浓度的复合肥而失活，并且包膜简单，效率高。

优选地，在上述制备方法中，所述复合肥颗粒可以为市售的，也可以为按照需要自行配制的复合肥颗粒。

更优选地，在上述制备方法中，所述复合肥颗粒的制备过程为将大量元素肥和/或中微量元素肥混合均匀，然后进行造粒即可。

本发明方法所制备的复合肥可以做基肥，也可以做追肥，且其施用方式可以为沟施、撒施、淋施、冲施等，同时适用于各类作物，如白菜、小麦等。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

(1)该发明的复合肥中的酵素菌是包含30多种有益微生物的复合菌群，其微生物活性强，可快速形成菌根，增加根系吸收面积，促进养分吸收利用，提高肥效，且同时促进腐殖质形成，调节土壤酸碱值，改善土壤理化性状，尤其是植物根系的微生态环境，激活所有营养元素，提高肥料利用率，并且酵素菌在土壤中发酵，能够促进团粒结构形成，增强土壤通透性，提升雨水涵养能力，抗旱、抗涝，松土保肥；

(2)本发明的复合肥中微生物有机包膜层由于中间隔离层的存在，能够保证酵素菌的高存活率，且由于有机质的存在而在其施用于作物生长环境后，能够为酵素菌的存活提供优良的繁殖环境，为酵素菌中各类菌群快速繁殖提供其所需要的能量和适宜的环境，同时本发明复合肥中的酵素菌能够与土壤中的有害微生物竞争生存空间，从而抑制了有害微生物的繁殖，提高了作物的抗病能力；

(3)本发明复合肥中的复合肥颗粒核心层能够为植物生长提供必要的营养元素，与微生物优势互补，养分全面，增强光合作用，促根壮苗，能够增加产量并提高作物品质，且均衡持久高效，所述复合肥对改善施肥结构、提高化肥利用率、增强抗病能力和抗外界环境能力、保护环境、促进农业可持续发展等方面显示出较强的优势，具有较好的经济、社会和生态效益。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加简洁明了，本发明将用以下具体实施例进行阐明，但本发明绝非仅限于这些实施例。以下实施例仅为本发明较优选的实施例，且仅用于阐述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的实质和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

制备实施例

制备实施例1

1)生物有机肥的制备

将5kg有机质混合物(其含有2.5kg甘蔗滤泥和2.5kg酵母粉)和1kg酵素菌混合均匀，然后堆放2天，获得生物有机肥；

2)复合肥颗粒的制备

将180kg尿素、200kg磷酸一铵、100kg氯化钾、2kg硫酸铜、2kg氯化镁和2kg硼砂放入搅拌机中搅拌10分钟，待搅拌均匀后，将混合物置于滚筒造粒机中进行滚筒造粒，获得复合肥颗粒。

3)中间隔离层的包裹

将2kg肥料板结剂混合均匀，获得中间隔离层材料。然后将所获得的复合肥颗粒置于包膜机物料桶内，然后将中间隔离层材料放入包膜机喷射***中，在50℃将中间隔离层材料喷洒于复合肥颗粒上，使其形成膜状均匀包覆于复合肥颗粒表面,再在物料桶内停留5min，即可获得包膜有中间隔离层的复合肥颗粒。

4)微生物有机包膜层的包覆

将所获得生物有机肥放入包膜机喷射***中，在50℃下将生物有机肥均匀喷洒于包膜有中间隔离层的复合肥颗粒上，即可获得本发明复合肥。

制备实施例2

1)生物有机肥的制备

将5kg有机质混合物(其含有2.5kg甘蔗滤泥和2.5kg酵母粉)和3kg酵素菌混合均匀，然后堆放1天，获得生物有机肥；

2)复合肥颗粒的制备

将200kg尿素、200kg磷酸一铵、100kg氯化钾、1kg硫酸铜、1kg氯化镁、1kg硫酸亚铁、1kg硫酸锌、0.5kg钼酸铵和1kg硼砂放入搅拌机中搅拌10分钟，待搅拌均匀后，将混合物置于滚筒造粒机中进行滚筒造粒，获得复合肥颗粒。

3)中间隔离层的包裹

将2kg肥料板结剂混合均匀，获得中间隔离层材料。然后将所获得的复合肥颗粒置于包膜机物料桶内，然后将中间隔离层材料放入包膜机喷射***中，在50℃将中间隔离层材料喷洒于复合肥颗粒上，使其形成膜状均匀包覆于复合肥颗粒表面,再在物料桶内停留5min，即可获得包膜有中间隔离层的复合肥颗粒。

4)微生物有机包膜层的包覆

将所获得生物有机肥放入包膜机喷射***中，在50℃下将生物有机肥均匀喷洒于包膜有中间隔离层的复合肥颗粒上，即可获得本发明复合肥。

制备实施例3

1)生物有机肥的制备

将10kg有机质混合物(其含有5kg甘蔗滤泥和5kg酵母粉)和3kg酵素菌混合均匀，然后堆放3天，获得生物有机肥；

2)复合肥颗粒的制备

将220kg尿素、300kg磷酸一铵、300kg氯化钾、10kg硫酸铜、10kg氯化镁、10kg硫酸亚铁、10kg硫酸锌、5kg钼酸铵和10kg硼砂放入搅拌机中搅拌10分钟，待搅拌均匀后，将混合物置于滚筒造粒机中进行滚筒造粒，获得复合肥颗粒。

3)中间隔离层的包裹

将4kg肥料板结剂混合均匀，获得中间隔离层材料。然后将所获得的复合肥颗粒置于包膜机物料桶内，然后将中间隔离层材料放入包膜机喷射***中，在50℃将中间隔离层材料喷洒于复合肥颗粒上，使其形成膜状均匀包覆于复合肥颗粒表面,再在物料桶内停留5min，即可获得包膜有中间隔离层的复合肥颗粒。

4)微生物有机包膜层的包覆

将步骤1)所获得生物有机肥放入包膜机喷射***中，在50℃下将生物有机肥均匀喷洒于包膜有中间隔离层的复合肥颗粒上，即可获得本发明复合肥。

对比实施例

对比实施例1

将5kg有机质混合物(其含有2.5kg甘蔗滤泥和2.5kg酵母粉)、3kg酵素菌、200kg尿素、200kg磷酸一铵、100kg氯化钾、10kg硫酸铜、1kg氯化镁、1kg硫酸亚铁、1kg硫酸锌、0.5kg钼酸铵、1kg硼砂和2kg肥料板结剂放入搅拌机中搅拌30分钟，待搅拌均匀后，将混合物置于滚筒造粒机中进行滚筒造粒，获得肥料颗粒。

对比实施例2

将5kg有机质混合物(其含有2.5kg甘蔗滤泥和2.5kg酵母粉)和10kg酵素菌混合均匀，然后堆放2天，获得生物有机肥，然后将其与200kg尿素、200kg磷酸一铵、100kg氯化钾、1kg硫酸铜、1kg氯化镁、1kg硫酸亚铁、1kg硫酸锌、0.5kg钼酸铵、1kg硼砂和2kg肥料板结剂放入搅拌机中搅拌30分钟，待搅拌均匀后，将混合物置于滚筒造粒机中进行滚筒造粒，获得肥料颗粒。

田间肥效实验(小麦)

实验设6个处理，采取随机区组排列，三次重复。每个实验区100平方米，每个实验区之间和区组间设田埂，防止窜水窜肥，所述实验地设2m的保护行，并对每个实验区的土壤进行灭菌。实验各区按方案要求追肥，其他管理措施相同。施肥：供试肥料全部底施。

处理1：施入制备实施例1制备的复合肥20kg；

处理2：施入制备实施例2制备的复合肥20kg；

处理3：施入制备实施例3制备的复合肥20kg；

处理4：施入对比实施例1制备的肥料颗粒20kg；

处理5：施入对比实施例2制备的肥料颗粒20kg；

处理6：施入制备市售的小麦专用肥20kg。

不同处理对小麦成熟时的亩穗数生长、亩产量、与处理6相比增产率、防病效果及对土壤微生物的影响结果示于下表1中。

表1不同处理对小麦和土壤微生物的影响

由上表可知，与处理1和3-6相比，处理2的小麦亩穗数增加，亩产量显著提高，增产效果显著，且土壤中微生物数量也显著提高，说明本发明的复合肥的微生物有机包膜层中的有机质混合物可以显著提高微生物的存活和繁殖。另外，处理1-3的土壤中的微生物数量相比于处理6明显提高，微生物作为土壤功能恢复的表征之一，可见本发明复合肥有助于土壤恢复。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施例进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施例，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种用于调节土壤功能的复合肥，其特征在于，所述复合肥包含复合肥颗粒核心层、包裹在复合肥颗粒核心层表面的隔离中间层及涂覆在隔离中间层表面的微生物有机包膜层，其特征在于：所述复合肥颗粒核心层与微生物有机包膜层的重量比为(20-300)：1，所述微生物有机包膜层包含有机质混合物和酵素菌，且有机质混合物与酵素菌的重量比为1：(0.2-10)。

2.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述复合肥颗粒核心层包含氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述复合肥颗粒核心层包含氮肥、磷肥和钾肥，且所述氮肥中的氮元素、磷肥中的磷元素与钾肥中的钾元素的质量比为(10-13)：(4-17)：(5-26)。

4.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述隔离中间层包含肥料防板结剂。

5.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述有机质混合物为甘蔗滤泥、糖蜜发酵废液、氨基酸、酵母粉、腐植酸、植物秸秆粉中的两种或多种。

6.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于，在所述用于调节土壤功能的复合肥中，所述复合肥颗粒核心层与隔离中间层的重量比为(100-260):1。

7.一种制备权利要求1-6中任一项的复合肥的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)制备生物有机肥：按比例将有机质混合物和酵素菌混合均匀，然后堆放1-3天，以制得生物有机肥；

(2)包裹中间隔离层：在包膜机内将中间隔离层材料均匀地喷雾到复合肥颗粒表面进行包膜，包膜时间为5-8分钟，包膜温度为30-70℃，即获得包裹有中间隔离层的复合肥颗粒；

(3)包覆微生物有机包膜层：将步骤(1)制备的生物有机肥包覆到步骤(2)制备的包膜有中间隔离层的复合肥颗粒，即得用于调节土壤功能的复合肥。