一種廢棄資源利用的增氧包膜肥料的製作方法

2023-11-10 05:04:57 1

本發明涉及肥料技術領域，尤其涉及一種廢棄資源利用的增氧包膜肥料。

背景技術：

隨著全球氣候異常，局部地區暴雨、洪澇災害頻繁發生，同時因不當灌溉或排水不良等因素常常造成作物耕地積水內澇，使土壤處於淹水狀態，淹水條件下土壤中氣體被迫排出，容易造成土壤中氧氣不足。而氧氣是植物根系呼吸所必需的，長期缺氧會令植物細胞電子傳遞受阻，活性氧大量積累，細胞膜結構和功能受到破壞，甚至會出現作物大量死亡。低氧脅迫下，根系積累大量乙醇、乳酸等有毒物質，根系代謝紊亂，有氧呼吸受到抑制導致能量供應缺乏，影響對養分的吸收，淹水造成根系氧氣供應的減少，還會引起植物葉片氣孔關閉，氣孔導度減小，進而造成葉片淨光合速率、光化學量子效率降低，同時葉片中總葉綠素和葉綠素a含量下降，導致作物生長和總生物量的減少，對作物產量造成較大影響。針對以上情況，常見的解決方法是疏鬆土壤或增施補氧劑，而前者勞動量較大，後者增加了生產成本，均沒有實現較好的經濟效益。

研究表明，在淹水缺氧條件下植物細胞內脯氨酸含量呈指數增長，以此來維持細胞的膨壓，保護酶和膜系統免受傷害，脯氨酸作為一種滲透調節物質可在一定程度上緩解缺氧對細胞膜的傷害作用。拉肖皂苷元在結構上類似於油菜素甾醇類植物激素，且獲取成本較油菜素內酯低廉，拉肖皂苷元能夠誘導植物中可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸的積累，在淹水缺氧條件下能增強細胞滲透調節能力，使細胞維持在一個恆定的膨壓，從而維持細胞生長、氣孔開放和光合作用等和膨壓有關的生理生化活動順利進行。而且拉肖皂苷元能夠通過提高氧化酶系統活性，清除過多自由基，降低組織自動氧化速率，進而降低膜脂質過氧化程度，保護膜結構與大分子物質結構的完整性，進而保持細胞的穩定性與活力來提高其缺氧抗性。與此同時通過尿素與過氧化氫共混後遇水可以緩慢放出氧氣的特點，將上述應用到肥料的製備中，既能提高土表水層溶氧量，增加土壤溶液中的活性氧含量，以為根系呼吸提供所需的氧氣，又能預防淹水缺氧條件下對作物的不利影響，進而提高作物產量，增加種植效益。

公開號為104045386A的發明專利申請公開了一種含氧量高的植物有機肥料，該肥料由以下重量份數的原料製成：豆粕20-40份，棉籽粕10-20份，糖渣5-10份，二氧化矽4-8份，煤炭腐植酸5-10份，木薯渣20-30份，頁巖7-14份，草木灰4-8份，種植菌類廢棄土20-30份，飴糖渣5-10份，玉米渣5-10份，紅豆杉3-9份，豬骨粉7-12份，牛股粉8-14份。該發明肥料養分含量較高，肥效較快，但並未有效提高土壤耕層的氧含量，針對淹水等不利條件也無法提高作物的抵抗性，且無顯著附加價值的提高，限制了肥料的使用。

技術實現要素：

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種廢棄資源利用的增氧包膜肥料。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種廢棄資源利用的增氧包膜肥料，由下列重量份的原料製成：甜菜渣28-30、水產下腳料40-45、羥基乙酸0.5-0.8、氯化亞鐵2-3、過磷酸鈣4-5、白雲石鈣粉3-4、尿素12-13、30%過氧化氫溶液16-17、拉肖皂苷元粉末1-3、丙烯酸丁酯0.5-0.7、磷酸二氫鈉乾粉1-2、納米氧化鋅1.2-1.4、水適量。

所述的廢棄資源利用的增氧包膜肥料製備方法的具體步驟如下：

（1）將甜菜渣、水產下腳料混合後置於發酵池中，控制含水量為發酵堆最大含水量的36-38%，漚制發酵23-25天，發酵完成後將發酵料烘乾，粉碎成乾料備用；

（2）將拉肖皂苷元粉末與羥基乙酸、氯化亞鐵混合後加入到25-30倍於混合物質量的水中，加熱至63-66℃，保溫並不斷攪拌20-30分鐘，之後降至室溫，再向其中加入步驟1所得乾料，浸泡並攪拌4-6小時，完成後過濾，分別收集濾液和濾料，並將濾料烘乾粉碎為粉料備用；

（3）將尿素投入30%過氧化氫溶液中，再向其中加入磷酸二氫鈉乾粉，升溫至30-32℃，反應50-60分鐘，期間不斷進行攪拌，反應完成後置於零下3-5℃結晶，烘乾後將所得物料與步驟2所得粉料、過磷酸鈣、白雲石鈣粉混合造粒，得核芯肥料顆粒備用；

（4）將步驟2所得濾液與丙烯酸丁酯、納米氧化鋅充分混合，攪拌均勻，得包衣營養液，將步驟3所得核芯肥料顆粒置於流化床包衣設備中，控制進風溫度為52-55℃，出風溫度為33-35℃，包衣營養液流速為2-2.5毫升/分鐘，將包衣營養液均勻塗覆在核芯肥料顆粒表面，即得本發明包膜肥料。

本發明的優點是：

本發明增氧包膜肥料通過包膜作用以緩釋氧氣的釋放，保證了作物根系有氧呼吸作用的正常進行，為植株各種生理代謝提供能量，同時增強了作物細胞抗氧化酶活性，並減少無氧呼吸產生的有毒物質對植株的傷害，可在一定程度上維持穩定的細胞結構，進而提高葉片抗氧化酶活性，減輕淹水缺氧條件下活性氧積累對植株的傷害，對增強作物耐澇性具有積極作用。

本發明肥料利用大量可再生有機廢棄資源，通過綜合生物發酵等無公害的處理方法製得肥料，應用廣泛，不僅具有較高的有機營養價值，促進作物的快速生長，同時還可促進農業及生態環境可持續發展，創造較好的經濟效益和環境效益。

具體實施方式

一種廢棄資源利用的增氧包膜肥料，由下列重量份（kg）的原料製成：甜菜渣28、水產下腳料40、羥基乙酸0.5、氯化亞鐵2、過磷酸鈣4、白雲石鈣粉3、尿素12、30%過氧化氫溶液16、拉肖皂苷元粉末1、丙烯酸丁酯0.5、磷酸二氫鈉乾粉1、納米氧化鋅1.2、水適量。

所述的廢棄資源利用的增氧包膜肥料製備方法的具體步驟如下：

（1）將甜菜渣、水產下腳料混合後置於發酵池中，控制含水量為發酵堆最大含水量的36%，漚制發酵23天，發酵完成後將發酵料烘乾，粉碎成乾料備用；

（2）將拉肖皂苷元粉末與羥基乙酸、氯化亞鐵混合後加入到25倍於混合物質量的水中，加熱至63℃，保溫並不斷攪拌20分鐘，之後降至室溫，再向其中加入步驟1所得乾料，浸泡並攪拌4小時，完成後過濾，分別收集濾液和濾料，並將濾料烘乾粉碎為粉料備用；

（3）將尿素投入30%過氧化氫溶液中，再向其中加入磷酸二氫鈉乾粉，升溫至30℃，反應50分鐘，期間不斷進行攪拌，反應完成後置於零下3℃結晶，烘乾後將所得物料與步驟2所得粉料、過磷酸鈣、白雲石鈣粉混合造粒，得核芯肥料顆粒備用；

（4）將步驟2所得濾液與丙烯酸丁酯、納米氧化鋅充分混合，攪拌均勻，得包衣營養液，將步驟3所得核芯肥料顆粒置於流化床包衣設備中，控制進風溫度為52℃，出風溫度為33℃，包衣營養液流速為2毫升/分鐘，將包衣營養液均勻塗覆在核芯肥料顆粒表面，即得本發明包膜肥料。

為了進一步說明本發明的應用價值，發明人選擇了多雨山區地勢相同的兩塊實驗田地種植小麥，其中一塊田地使用本發明肥料作為實驗組，另一塊使用市售普通肥料作為對照組，小麥種植期間兩組田間管理相同，收穫後測得產量，實驗組畝產均543kg，對照組畝產均444kg，可見本發明肥料具有較好的使用效果。