CN109627126B - 一种高生物活性缓释肥及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高生物活性缓释肥，由以下重量份数的原料组成：木质素7~13份、聚天门冬氨酸1.5~3份、羧甲基纤维素0.2~0.6份、尿素8~15份、脲甲醛10~20份、凹凸棒土4~10份、蒙脱土4~9份、聚乙烯醇10~15份、玉米淀粉3~6份、增塑剂5~10份、乳化剂1~2份、风化褐煤6~17份、细孔硅胶2~5份、生物质颗粒6~15份、含菌浓缩液1~5份、淀粉胶黏剂3~7份。本发明还提供了其制备方法。本发明的高生物活性缓释肥，微生物菌剂不仅得到有效固定，还能保持高的活性和缓释，同时尿素和脲甲醛能够多重可控释放，提供与农作物不同生长阶段不同养分需求量，提高肥料利用率。

Description

一种高生物活性缓释肥及制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种高生物活性缓释肥及制备方法。

背景技术

由于缓释肥的表层或本身在水中溶解度低，肥料可持续缓慢释放出植物所需的有效养分，因此，此类肥料通常作基肥一次性性施用，从而减少了施肥成本和施肥次数。另外，由于缓释肥养分释放前期缓慢，后期持续释放养分，能保证足够的养分供应给作物，与作物的养分需求特性较为接近，从而使得作物能够充分利用养分，可缓解肥料因养分流失或挥发造成的水体富营养化、温室效应等环境问题。缓释肥料的研制开发，大大提高肥料利用率，与速效肥相比能够提高10％～30％；能降低施肥量，减少养分在土壤中的损失，减轻施肥对环境的污染；促进施肥技术的创新，可一次性施肥，降低肥料用量，提高作物产量，改善农产品品质。除了完善优化农田施肥方式，缓释肥料的应用推广是提高肥料利用率的重要途径，对提高肥料的利用率具有重大意义。

微生物肥料主要是依靠其含有的大量有益微生物的生命活动来完成。目前，我国微生物肥发展很快，品种不断增加，但是存在成本较高、肥效不稳定，易受环境因素影响等缺点。微生物的添加大多停留在直接加入微生物菌粉，在生产及使用过程中，微生物菌种裸露在外界环境中，易受温度、pH、盐的影响而失活，此外粉剂与颗粒化肥一同施用时容易流失，不能与土壤有效结合，导致实际进入土壤中的生物菌剂活菌数量较少或者活性过低，无法发挥其应有功效。

因此，将微生物肥料与缓释肥相结合，研发成本低、生物活性高、缓释效果好的生物缓释肥具有重要意义。

发明内容

针对现有微生物肥料的不足，本发明提供了一种微生物活性高、长效缓释、利用率高、不产生二次污染的生物缓释肥。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种高生物活性缓释肥，由以下重量份数的原料组成：木质素7～13份、聚天门冬氨酸1.5～3份、羧甲基纤维素0.2～0.6份、尿素8～15份、脲甲醛10～20份、凹凸棒土4～10份、蒙脱土4～9份、聚乙烯醇10～15份、玉米淀粉3～6份、增塑剂5～10份、乳化剂1～2份、风化褐煤6～17份、细孔硅胶2～5份、生物质颗粒6～15份、含菌浓缩液1～5份、淀粉胶黏剂3～7份。

进一步地，所述生物质颗粒由作物秸秆、木屑粉碎得到，粒径1.0～2.0mm。

进一步地，所述含菌浓缩液由质量分数为30％的酵母废液与质量分数为2％的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×10⁹cfu/g。

进一步地，所述增塑剂为甘油，乳化剂为单硬脂酸甘油酯。

一种高生物活性缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、微生物的固定：向含菌浓缩液中按照30g/L加入生物质颗粒，30℃恒温摇床中震荡培养至稳定期，弃上清，用无菌水洗涤，尼龙纱布沥干，即得物理吸附固定微生物；将其倒入转鼓造粒机中，喷洒淀粉黏结剂，加入风化褐煤、细孔硅胶，待包裹完毕即可；

步骤二、增效剂、凹凸棒土包裹：将尿素、脲甲醛投入转鼓造粒机中，升温至30～35℃，保持20～50min，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，将木质素、聚天门冬氨酸、羧甲基纤维素混合均匀后加入，待包裹完毕后，再次喷洒淀粉黏结剂，加入凹凸棒土，直至包裹完毕即可；

步骤三、混合物料的制备：将步骤一制备得到的包裹风化褐煤的生物质颗粒与步骤二制备得到的凹凸棒土包裹的肥料颗粒倒入转鼓造粒机正在转动的转鼓中，混合均匀，得混合物料，备用；

步骤四、包膜液的制备：称取蒙脱土，加入去离子水，超声分散10min，制得浓度为1％的蒙脱土悬浮液，按照配方比例往上述悬浮液中加入聚乙烯醇，搅拌，90℃水浴溶解30min，然后与预先糊化好的玉米淀粉混合，搅拌15min后往共混液中依次加入甘油和单硬脂酸甘油酯，继续搅拌1h至混合均匀，即得包膜液；

步骤五、包膜处理：向转鼓内混合颗粒物用高压喷枪均匀喷涂包膜液，然后置于洞道干燥装置中40℃干燥2～4h，即得产品。

本发明所用风化褐煤富含腐植酸、有机氮等微生物营养和促生素，但腐殖酸含量更高，可达到80％。腐殖酸类物质含有较多的甲氧基、羧基、酚羟基、醌基等活性官能团，具有较强的吸附性能和生物活性，是天然的微生物培养基。此外，风化褐煤强度和硬度较低，便于加工成粉料，再者，风化褐煤的吸湿性较好，易水解物含量小，性质稳定；细孔硅胶的毛细孔具有很好的透气性、吸附性，强大的吸水和保水性，能够为微生物提供适宜的生长环境，其主要成分为硅元素，具有促进植物光合作用的功效，因此，风化褐煤与细孔硅胶搭配通过淀粉黏结剂对固定有微生物的生物质颗粒进行包裹，能够为微生物提供适宜的条件，有效保证微生物的活性，施用后微生物能够逐步释放到土壤中，释放出来的微生物迅速增长繁殖，改善土壤环境，促进作物对养分的吸收。

本发明采用尿素和脲甲醛配合使用，尿素为作物生长初期提供快速氮源，脲甲醛本身的缓释功效结合凹凸棒土的缓释性能，大大延长了后期氮肥供应的时间，保证作物整个生长周期的养分供应，提高作物产量。添加聚天门冬氨酸作为增效剂，能够减少化肥流失，活化养分元素，提高化肥利用率，还能促进作物对铁、锌、锰等微量元素的吸收，与所用的微生物协同促进根系生长，增强抗逆性。尿素施入土壤中以分子态存在，而作物对分子态尿素吸收的极少，土壤颗粒吸附尿素分子的能力很弱，这就造成尿素养分的大量流失，因而本发明添加木质素作为肥料增效剂，木质素为多环、立体网状高分子有机物，分子中有1/3的自由酚羟和邻苯二酚基，具有很强的鳌合性，能与金属离子形成多种螯合物和络合物，从而具有缓释特性，此外，木质素在土壤中通过微生物降解生成腐殖酸，可改善土壤理化性质，提高土壤通透性、防止板结。与包裹生物质颗粒的腐殖酸协同，与尿素水解后的产物NH₄ ⁺接触后以共价键预制几何，将其固定，待作物需要时再重新释放。

本发明所用凹凸棒土是一种天然非金属粘土矿物,它的结构为层、链、纤维状晶体，富含纳米级孔穴通道，具有类似于超吸附材料的物理化学性能，包括较大的比表面积，良好的吸附性、悬浮性、缓释性、分散性和离子交换性外，较强的吸水性和保水性潮湿时呈粘性和可塑性，干燥收缩小，且不产生龟裂，凹凸棒土还富含植物生长所需的微量元素，例如Si、Al、Mg、Fe、K、Ca和Mn。

本发明所用含菌浓缩液中不仅含有复合微生物菌液，还含有可以为微生物提供营养的酵母废液，选用生物质颗粒作为微生物的载体，是由于其价廉易获取，具有良好的机械稳定性、微生物亲和性，还具有良好的吸附性能，在生物质颗粒物理吸附固定微生物的同时，酵母废液中的营养成分也被生物质颗粒吸附，保证后期微生物生命活动的营养供应，增加其存活率和代谢活性；此外，生物质颗粒还能避免生产过程中对微生物菌体的损伤，使得微生物菌种保持很高的存活率。在肥料施用到土壤中后，生物质颗粒能够迅速吸附水分和土壤中的有机质，供微生物使用，有利于提高微生物的活性，促进其生命活动。

巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，具有很好的降解土壤中有机磷的功效，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，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。

本发明采用多重控释的方法，首先将尿素与缓释肥脲甲醛配合使用，再用凹凸棒土对其进行缓释处理，再通过添加蒙脱土的聚乙烯醇-淀粉膜进行缓释，从而实现养分的多步可控释放。此外，由于共混膜具有巨大的表面积，有利于水分子的吸附，能够有效抑制水分蒸发，具有良好的保水能力，同时蒙脱土超强的阳离子交换性能，使得共混膜具有较高的离子耐受性，避免肥料施用后出现电解质浓度过高引起的“烧苗”现象。

本发明所用复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×10⁹cfu/g。肥料制备过程中其通过物理吸附于生物质颗粒结合，再通过表面包裹一层风化褐煤，从而防止生产及运输过程中菌种的流失，大大减弱了外部环境对微生物活性的影响，有利于微生物的活性保持；生物质颗粒为微生物生存和繁殖提供了适宜的场所，肥料施用于土壤后，共混膜材料和细孔硅胶具备的超强吸水能力，可以促进释放出来的微生物迅速繁殖，因而能够改善植株根系环境，促进难溶性的钾、磷、镁等养分元素转化成为可溶性养分，促进作物植株对养分的吸收，从而提高肥料的利用率。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明提供的高生物活性缓释肥，通过“两步固定法”固定微生物菌剂，首先将微生物菌剂固定在生物质载体上，防止微生物菌种流失，固定过程中利用生物质吸附酵母废液为菌种储存营养物质，再通过淀粉黏结剂、风化褐煤、细孔硅胶对生物质颗粒进行包裹，不仅起到固定微生物菌剂的作用，还能起到维持其高活性和缓释的功效，解决了微生物肥菌种数量少、生产及使用过程中微生物活性易受环境影响、菌种易流失、无法实现缓释等问题；

(2)本发明通过对尿素、脲甲醛进行增效剂包裹、凹凸棒土包裹、包膜处理三步操作，从而实现氮素的多重可控释放，再通过微生物的缓释，微生物生命活动产生的氮磷钾及微量元素，提供与作物不同生长阶段不同养分需求量相适应的养分，提高肥料利用率，一次性作为基肥大量施用时不会烧伤植株或造成由于过量吸收氮素而影响作物正常生长，保证作物整个生长周期充足的养分供给，促进增产丰收；

(3)本发明所用的包膜材料具有良好的成膜性、强韧性，用单硬脂酸甘油酯为乳化剂，使得聚乙烯醇与淀粉间紧密结合，蒙脱土可均匀分散于复合膜中，提高复合膜的耐水性能，还可有效提高复合膜的力学性能和热稳定性，所用玉米淀粉来源丰富，价格低廉，可再生，降解速度快，所用甘油作为增塑剂，经塑化后具有良好的可塑性，操作简单，设备成本低，该膜可生物降解，具有明显的价格优势，且在发挥缓释功效的同时具有很好的吸水保水功效，易降解，不会造成二次污染。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下根据本发明的优选实施例进行详细描述。

实施例1

一种高生物活性缓释肥，由以下重量份数的原料组成：木质素7份、聚天门冬氨酸1.5份、羧甲基纤维素0.2份、尿素8份、脲甲醛10份、凹凸棒土4份、蒙脱土4份、聚乙烯醇10份、玉米淀粉3份、增塑剂5份、乳化剂1份、风化褐煤6份、细孔硅胶2份、生物质颗粒6份、含菌浓缩液1份、淀粉胶黏剂3份。

进一步地，所述生物质颗粒由作物秸秆、木屑粉碎得到，粒径1.0～2.0mm。

进一步地，所述含菌浓缩液由质量分数为30％的酵母废液与质量分数为2％的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×10⁹cfu/g。

进一步地，所述增塑剂为甘油，乳化剂为单硬脂酸甘油酯。

一种高生物活性缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、微生物的固定：向含菌浓缩液中按照30g/L加入生物质颗粒，30℃恒温摇床中震荡培养至稳定期，弃上清，用无菌水洗涤，尼龙纱布沥干，即得物理吸附固定微生物；将其倒入转鼓造粒机中，喷洒淀粉黏结剂，加入风化褐煤、细孔硅胶，待包裹完毕即可；

步骤二、增效剂、凹凸棒土包裹：将尿素、脲甲醛投入转鼓造粒机中，升温至30～35℃，保持20～50min，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，将木质素、聚天门冬氨酸、羧甲基纤维素混合均匀后加入，待包裹完毕后，再次喷洒淀粉黏结剂，加入凹凸棒土，直至包裹完毕即可；

步骤三、混合物料的制备：将步骤一制备得到的包裹风化褐煤的生物质颗粒与步骤二制备得到的凹凸棒土包裹的肥料颗粒倒入转鼓造粒机正在转动的转鼓中，混合均匀，得混合物料，备用；

步骤四、包膜液的制备：称取蒙脱土，加入去离子水，超声分散10min，制得浓度为1％的蒙脱土悬浮液，按照配方比例往上述悬浮液中加入聚乙烯醇，搅拌，90℃水浴溶解30min，然后与预先糊化好的玉米淀粉混合，搅拌15min后往共混液中依次加入甘油和单硬脂酸甘油酯，继续搅拌1h至混合均匀，即得包膜液；

步骤五、包膜处理：向转鼓内混合颗粒物用高压喷枪均匀喷涂包膜液，然后置于洞道干燥装置中40℃干燥2～4h，即得产品。

实施例2

一种高生物活性缓释肥，由以下重量份数的原料组成：木质素9份、聚天门冬氨酸2.5份、羧甲基纤维素0.4份、尿素12份、脲甲醛15份、凹凸棒土7份、蒙脱土6份、聚乙烯醇13份、玉米淀粉5份、增塑剂8份、乳化剂1.5份、风化褐煤14份、细孔硅胶3.5份、生物质颗粒12份、含菌浓缩液3份、淀粉胶黏剂5份。

进一步地，所述生物质颗粒由作物秸秆、木屑粉碎得到，粒径1.0～2.0mm。

进一步地，所述含菌浓缩液由质量分数为30％的酵母废液与质量分数为2％的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×10⁹cfu/g。

进一步地，所述增塑剂为甘油，乳化剂为单硬脂酸甘油酯。

一种高生物活性缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、微生物的固定：向含菌浓缩液中按照30g/L加入生物质颗粒，30℃恒温摇床中震荡培养至稳定期，弃上清，用无菌水洗涤，尼龙纱布沥干，即得物理吸附固定微生物；将其倒入转鼓造粒机中，喷洒淀粉黏结剂，加入风化褐煤、细孔硅胶，待包裹完毕即可；

步骤二、增效剂、凹凸棒土包裹：将尿素、脲甲醛投入转鼓造粒机中，升温至30～35℃，保持20～50min，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，将木质素、聚天门冬氨酸、羧甲基纤维素混合均匀后加入，待包裹完毕后，再次喷洒淀粉黏结剂，加入凹凸棒土，直至包裹完毕即可；

步骤三、混合物料的制备：将步骤一制备得到的包裹风化褐煤的生物质颗粒与步骤二制备得到的凹凸棒土包裹的肥料颗粒倒入转鼓造粒机正在转动的转鼓中，混合均匀，得混合物料，备用；

步骤四、包膜液的制备：称取蒙脱土，加入去离子水，超声分散10min，制得浓度为1％的蒙脱土悬浮液，按照配方比例往上述悬浮液中加入聚乙烯醇，搅拌，90℃水浴溶解30min，然后与预先糊化好的玉米淀粉混合，搅拌15min后往共混液中依次加入甘油和单硬脂酸甘油酯，继续搅拌1h至混合均匀，即得包膜液；

步骤五、包膜处理：向转鼓内混合颗粒物用高压喷枪均匀喷涂包膜液，然后置于洞道干燥装置中40℃干燥2～4h，即得产品。

实施例3

一种高生物活性缓释肥，由以下重量份数的原料组成：木质素13份、聚天门冬氨酸3份、羧甲基纤维素0.6份、尿素15份、脲甲醛20份、凹凸棒土10份、蒙脱土9份、聚乙烯醇15份、玉米淀粉6份、增塑剂10份、乳化剂2份、风化褐煤17份、细孔硅胶5份、生物质颗粒15份、含菌浓缩液5份、淀粉胶黏剂7份。

进一步地，所述生物质颗粒由作物秸秆、木屑粉碎得到，粒径1.0～2.0mm。

进一步地，所述含菌浓缩液由质量分数为30％的酵母废液与质量分数为2％的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×10⁹cfu/g。

进一步地，所述增塑剂为甘油，乳化剂为单硬脂酸甘油酯。

一种高生物活性缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、微生物的固定：向含菌浓缩液中按照30g/L加入生物质颗粒，30℃恒温摇床中震荡培养至稳定期，弃上清，用无菌水洗涤，尼龙纱布沥干，即得物理吸附固定微生物；将其倒入转鼓造粒机中，喷洒淀粉黏结剂，加入风化褐煤、细孔硅胶，待包裹完毕即可；

步骤二、增效剂、凹凸棒土包裹：将尿素、脲甲醛投入转鼓造粒机中，升温至30～35℃，保持20～50min，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，将木质素、聚天门冬氨酸、羧甲基纤维素混合均匀后加入，待包裹完毕后，再次喷洒淀粉黏结剂，加入凹凸棒土，直至包裹完毕即可；

步骤三、混合物料的制备：将步骤一制备得到的包裹风化褐煤的生物质颗粒与步骤二制备得到的凹凸棒土包裹的肥料颗粒倒入转鼓造粒机正在转动的转鼓中，混合均匀，得混合物料，备用；

步骤四、包膜液的制备：称取蒙脱土，加入去离子水，超声分散10min，制得浓度为1％的蒙脱土悬浮液，按照配方比例往上述悬浮液中加入聚乙烯醇，搅拌，90℃水浴溶解30min，然后与预先糊化好的玉米淀粉混合，搅拌15min后往共混液中依次加入甘油和单硬脂酸甘油酯，继续搅拌1h至混合均匀，即得包膜液；

步骤五、包膜处理：向转鼓内混合颗粒物用高压喷枪均匀喷涂包膜液，然后置于洞道干燥装置中40℃干燥2～4h，即得产品。

将实施例1～3所得产品贮藏6个月后，检测单位质量产品释放的有效活菌数，结果如表1所示。

表1 实施例1～3所得产品释放的有效活菌数

项目	实施例1	实施例2	实施例3
				有效活菌数(cfu/g)	7.8×10<sup>8</sup>	8.6×10<sup>8</sup>	8.3×10<sup>8</sup>

将实施例1～3所得产品在20℃水中浸泡72h，检测单位质量产品氮释放量，同时用尿素在相同条件下进行对照试验，结果如表2所示。

表2 尿素、实施例1～3所得产品氮释放量

项目	尿素	实施例1	实施例2	实施例3
					氮释放量	89％	79％	73％	77％

对比例1

除不含含菌浓缩液外，即所用生物质颗粒上未固定微生物，其余同实施例2。

对比例2

除不含凹凸棒土外，即步骤二中只用增效剂包裹，其余同实施例2。

对比例3

除不含蒙脱土外，即步骤三中凝胶粉制备过程不加蒙脱土，其余同实施例2。

田间试验

试验地概况：试验地设在河南省郑州市中牟县黄店镇，选择光照充足、地势平整、土壤肥力中等的地块作为试验地，前茬作物为小麦。土壤pH6.7，有机质18.6g/kg，全氮0.7g/kg，硝态氮11mg/kg，有效磷23mg/kg，速效钾93mg/kg。

供试材料：作物为玉米，品种郑单985。

试验方法：将试验地均分为两组十块，每组五块并进行编号，每块面积50m²，进行玉米种植，处理方式为①施用尿素；②施用实施例2提供的产品；③施用对比例1提供的产品；④施用对比例2提供的产品；⑤施用对比例3提供的产品。2017年6月3日播种，9月24日收获。在收获期测定两组玉米的株高、茎粗、穗长、穗粗、穗行数、千粒重，测算亩产量，取平均值。

不同处理对玉米生物性状及产量的影响见表3。

表3 不同处理玉米的生物性状及产量

由表3可以看出，编号②③④⑤各生物性状均明显优于编号①直接用尿素处理的效果，差异极显著，表明缓释对玉米性状的影响效应明显。编号③不含含菌浓缩液，各性状明显比编号②即实施例2所得产品处理的效果差，表明微生物在提高肥料利用率，促进作物生长方面起到重要作用；编号④不含凹凸棒土，缓释效果不及实施例2，玉米的各项生物性状均变差；编号⑤不含蒙脱土，而各项生物性状显示比实施例2有所降低，这是由于不含蒙脱土复合膜的机械强度、吸水保水性及缓释功效均弱于实施例2。

氮养分吸收量、氮肥利用率见表4。

表4 氮养分吸收量、氮肥利用率

从表4可以看出，不同施肥处理，氮素吸收量和利用率差异明显，编号②的两项指标分别达到2.52kg和58.25％，编号①直接施用尿素处理的氮吸收量最小为1.48kg，氮肥利用率仅为29.11％，编号③～⑤的氮吸收量和氮肥利用率均明显高于编号①，表明缓释处理能够有效提高氮吸收量和氮肥利用率。编号③不含含菌浓缩液，氮吸收量和氮肥利用率明显低于编号②，这是由于所添加的光合细菌能够增加生物固氮作用，提高根际固氮效应，增进土壤肥力，枯草芽孢杆菌能够抑制病原菌的生长和繁殖，起到抑菌和防病效果，还能加速养料腐殖化，促进玉米根系生长，保水保肥，提高肥料利用率，巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，具有很好的降解土壤中有机磷、有机钾的功效。编号④不含凹凸棒土，氮吸收量和氮肥利用率略低于编号②，这是由于凹凸棒土在尿素和脲甲醛包裹中起到重要作用，不含凹凸棒土，此缓释阶段的效果变差。编号⑤不含蒙脱土，复合膜的缓释功效减弱，氮吸收量和氮肥利用率比编号②即实施例2有所降低。

综上，本发明提供的高生物活性缓释肥，微生物菌种数量多、存活率高，施用后能够迅速在土壤中形成益生菌环境，促进团粒结构形成，提高土壤保肥保水能力，生物质颗粒还能增加土壤疏松度，促进根系生长。本发明能够实现肥效的多重可控释放，所用各组分间存在协同作用，提供与农作物不同生长阶段不同氮素需求量及其他营养成分，提高肥料利用率，吸水保水性好，可减少灌溉用水量，降低投入成本，无需另外添加磷肥和钾肥，通过微生物活化土壤中的磷、钾及其他中微量元素供作物吸收利用，与市售生物肥相比，微生物菌剂可以缓释、菌剂不易失活和流失，肥效及保水性好，能提高农作物产量，还能提高农作物的抗病能力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种高生物活性缓释肥，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：木质素7~13份、聚天门冬氨酸1.5~3份、羧甲基纤维素0.2~0.6份、尿素8~15份、脲甲醛10~20份、凹凸棒土4~10份、蒙脱土4~9份、聚乙烯醇10~15份、玉米淀粉3~6份、增塑剂5~10份、乳化剂1~2份、风化褐煤6~17份、细孔硅胶2~5份、生物质颗粒6~15份、含菌浓缩液1~5份、淀粉胶黏剂3~7份；其制备方法具体包括以下步骤：

步骤一、微生物的固定：向含菌浓缩液中按照30 g/L加入生物质颗粒，30 ℃恒温摇床中震荡培养至稳定期，弃上清，用无菌水洗涤，尼龙纱布沥干，即得物理吸附固定微生物；将其倒入转鼓造粒机中，喷洒淀粉黏结剂，加入风化褐煤、细孔硅胶，待包裹完毕即可；

步骤二、增效剂、凹凸棒土包裹：将尿素、脲甲醛投入转鼓造粒机中，升温至30~35 ℃，保持20~50 min，启动转鼓，喷淋淀粉黏结剂，将木质素、聚天门冬氨酸、羧甲基纤维素混合均匀后加入，待包裹完毕后，再次喷洒淀粉黏结剂，加入凹凸棒土，直至包裹完毕即可；

步骤三、混合物料的制备：将步骤一制备得到的包裹风化褐煤的生物质颗粒与步骤二制备得到的凹凸棒土包裹的肥料颗粒倒入转鼓造粒机正在转动的转鼓中，混合均匀，得混合物料，备用；

步骤四、包膜液的制备：称取蒙脱土，加入去离子水，超声分散10 min，制得浓度为1%的蒙脱土悬浮液，按照配方比例往上述悬浮液中加入聚乙烯醇，搅拌，90 ℃水浴溶解30 min，然后与预先糊化好的玉米淀粉混合，搅拌15 min后往共混液中依次加入甘油和单硬脂酸甘油酯，继续搅拌1h至混合均匀，即得包膜液；

步骤五、包膜处理：向转鼓内混合颗粒物用高压喷枪均匀喷涂包膜液，然后置于洞道干燥装置中40 ℃干燥2~4 h，即得产品。

2.根据权利要求1所述的高生物活性缓释肥，其特征在于，所述生物质颗粒由作物秸秆、木屑粉碎得到，粒径1.0~2.0 mm。

3.根据权利要求1所述的高生物活性缓释肥，其特征在于，所述含菌浓缩液由质量分数为30%的酵母废液与质量分数为2%的复合微生物菌液搅拌均匀得到，其中，复合微生物菌液为紫色光合细菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌单独发酵，将发酵后的菌液混合得到，有效活菌数≥2×10⁹ cfu/g。

4.根据权利要求1所述的高生物活性缓释肥，其特征在于，所述增塑剂为甘油，乳化剂为单硬脂酸甘油酯。