一種多營養元素化緩釋肥的製備方法與流程
2023-12-03 06:33:26
本發明涉及一種多營養元素化緩釋肥的製備方法，屬於緩釋肥製備技術領域。
背景技術：
縱觀肥料國內外肥料的發展狀況可知緩釋肥是發展可持續生態農業、提高肥料利用率同時對環境汙染較小的理想肥料。目前國內關於緩釋肥的研究已取得一定的進展，但是仍然存在著一些問題，主要有以下幾點：（1）緩釋肥價格普遍較高，限制了其推廣應用，目前主要用於花卉、草坪、高爾夫球場等市場；（2）目前市場上使用的緩釋肥大多是包膜緩釋肥，該肥不僅價格昂貴，而且包膜材料多數難降解，在肥料養分釋放完全後殘留在土壤中的包膜材料會對土壤造成汙染；（3）植物生長必需的營養元素有包含大量營養元素和微量營養元素在內的 17 種，但是緩釋肥所含營養元素單一，報導較多的均是含氮緩釋肥，無法滿足作物對除氮之外的磷、鉀及微量元素的需求。而微肥雖然在近年來發展很快，但是在施用中也存在一些問題：（1）微量元素復混肥中微量元素以金屬離子形式存在，易被土壤所固化，使微量元素的肥效得不到正常發揮；（2）水溶性金屬螯合物作為微肥被利用可獲得明顯的增產效果，但成本較高使其應用受到了限制。
綜上所述，合成一種同時含有植物所需的大量營養元素和微量營養元素的緩釋肥是很有必要的，這樣既可保證作物所需的多種營養需求，又可使微量元素具有緩釋性，減少其被土壤的固定量。本研究的目的就是合成同時含有作物所需的大量元素和微量元素的高分子緩釋肥，同時解決「多營養元素化」和「緩控釋化」兩個難題。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題，針對目前常見緩釋肥所含營養元素單一，較多的均是含氮緩釋肥，無法滿足作物對除氮之外的磷、鉀及微量元素的需求，而且目前市場上使用的緩釋肥大多是包膜緩釋肥，該肥不僅價格昂貴，而且包膜材料多數難降解，在肥料養分釋放完全後殘留在土壤中的包膜材料會對土壤造成汙染的缺陷，提供了一種將水蛇骨和蘆葦秸稈煅燒得灰分，將灰分和柚子皮瓤混合發酵，再用薑汁和牛奶對發酵物進行一次固化包膜，用魚皮膠二次包膜，最終製得緩釋肥的方法。本發明利用水蛇骨和蘆葦灰分中分別富含磷、鉀元素作為磷肥和鉀肥來源，用柚子皮發酵提取有機果酸，將含磷、鉀元素和有機果酸的發酵物混入薑汁，再衝入熱奶，利用生薑蛋白酶和牛奶中的酪蛋白發生反應，短時間內凝固，鎖住磷、鉀和有機果酸，同時薑汁和牛奶形成的凝固物又富含鐵鋅鈣等微量元素，有機果酸可與微量元素發生絡合，提高肥料微量元素的牢固度，不易流失，最後利用魚皮膠對肥料進行最終固化，鎖住多營養元素的同時又賦予肥料緩釋功能，本發明製得的緩釋肥，營養成分多元化，氮磷鉀及微量元素齊全，緩釋效果優異，具有廣闊的應用前景。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：
（1）按質量比為1:10收集水蛇骨和蘆葦秸稈，將兩者混合後放入氣流粉碎機中粉碎1～2h得到混合粉碎物，再將混合粉碎物放入馬弗爐中，煅燒3～5h得到混合灰分；
（2）取肥厚的白色柚子皮瓤，用刀切成粒徑5～10cm的小塊，將柚子皮瓤塊放在炭火上燻烤10～15min，保證柚子皮與炭火間距為3～5cm並不斷轉動避免烤焦，將燻烤後的柚子皮瓤塊和上述混合灰分按質量比為1:10混合後放入發酵罐中作為發酵底物；
（3）向上述發酵罐中加入發酵底物等質量的去離子水，再按接種量為8%向上述發酵底物中接入枯草芽孢桿菌，密封罐口後置於30～35℃的條件下發酵14～20天，將發酵物噴霧乾燥後轉入球磨機研磨1～2h後過200目篩，得到配料粉末，備用；
（4）將魚皮用濃度為1mol/L氫氧化鈉溶液浸泡1～2天後換成去離子水繼續浸泡1～2天，將浸泡後的魚皮和水按質量比為1:5混合後加熱升溫至70～80℃，保溫加熱12～14h後過濾，得到魚皮膠原液，於40～50℃下保存備用；
（5）取新鮮生薑打磨成汁，濾去殘渣得到薑汁，將薑汁和步驟（3）備用的配料粉末按質量比為3:1混合後得到底液，再取薑汁總質量10～15倍過期的全脂牛奶加熱煮沸後待其冷卻至80～85℃時，立即衝入底液中，靜置60～90s後凝固成塊，得到肥料粗品；
（6）將上述肥料粗品放入陶瓷罐中，再向陶瓷罐中加入肥料粗品總質量3～5倍步驟（4）備用的魚皮膠原液，用磁力攪拌器以200～300r/min轉速攪拌20～30min後於15℃下靜置1～2h，二次固化，最後用真空凍幹機將二次固化後的肥料冷凍乾燥，出料後即得多營養元素化緩釋肥。
本發明的應用方法是：將本發明製得的多營養元素化緩釋肥用作一次性底肥，施用量為35～40kg/畝，播種時機械施於種子下12～15cm處或兩穴之間5～10cm深處，本發明製得的肥料養分可持續釋放長達4～5個月，是普通肥料肥效期的2～3倍，具有優異的緩釋性能，被施肥作物的產量可增加30～40%。
（1）本發明製得的多營養元素化緩釋肥肥料養分可持續釋放長達4～5個月，是普通肥料肥效期的2～3倍，具有優異的緩釋性能；
（2）本發明製得的多營養元素化緩釋肥原材料易得，製備步驟簡單易操作，成本低廉，緩釋包膜層純天然，可完全生物降解，對人體和環境無任何危害，具有廣闊的應用前景。
具體實施方式：
按質量比為1:10收集水蛇骨和蘆葦秸稈，將兩者混合後放入氣流粉碎機中粉碎1～2h得到混合粉碎物，再將混合粉碎物放入馬弗爐中，煅燒3～5h得到混合灰分；取肥厚的白色柚子皮瓤，用刀切成粒徑5～10cm的小塊，將柚子皮瓤塊放在炭火上燻烤10～15min，保證柚子皮與炭火間距為3～5cm並不斷轉動避免烤焦，將燻烤後的柚子皮瓤塊和上述混合灰分按質量比為1:10混合後放入發酵罐中作為發酵底物；向上述發酵罐中加入發酵底物等質量的去離子水，再按接種量為8%向上述發酵底物中接入枯草芽孢桿菌，密封罐口後置於30～35℃的條件下發酵14～20天，將發酵物噴霧乾燥後轉入球磨機研磨1～2h後過200目篩，得到配料粉末，備用；將魚皮用濃度為1mol/L氫氧化鈉溶液浸泡1～2天後換成去離子水繼續浸泡1～2天，將浸泡後的魚皮和水按質量比為1:5混合後加熱升溫至70～80℃，保溫加熱12～14h後過濾，得到魚皮膠原液，於40～50℃下保存備用；取新鮮生薑打磨成汁，濾去殘渣得到薑汁，將薑汁和備用的配料粉末按質量比為3:1混合後得到底液，再取薑汁總質量10～15倍過期的全脂牛奶加熱煮沸後待其冷卻至80～85℃時，立即衝入底液中，靜置60～90s後凝固成塊，得到肥料粗品；將上述肥料粗品放入陶瓷罐中，再向陶瓷罐中加入肥料粗品總質量3～5倍備用的魚皮膠原液，用磁力攪拌器以200～300r/min轉速攪拌20～30min後於15℃下靜置1～2h，二次固化，最後用真空凍幹機將二次固化後的肥料冷凍乾燥，出料後即得多營養元素化緩釋肥。
實例1
按質量比為1:10收集水蛇骨和蘆葦秸稈，將兩者混合後放入氣流粉碎機中粉碎1h得到混合粉碎物，再將混合粉碎物放入馬弗爐中，煅燒3h得到混合灰分；取肥厚的白色柚子皮瓤，用刀切成粒徑5cm的小塊，將柚子皮瓤塊放在炭火上燻烤10min，保證柚子皮與炭火間距為3cm並不斷轉動避免烤焦，將燻烤後的柚子皮瓤塊和上述混合灰分按質量比為1:10混合後放入發酵罐中作為發酵底物；向上述發酵罐中加入發酵底物等質量的去離子水，再按接種量為8%向上述發酵底物中接入枯草芽孢桿菌，密封罐口後置於30℃的條件下發酵14天，將發酵物噴霧乾燥後轉入球磨機研磨1h後過200目篩，得到配料粉末，備用；將魚皮用濃度為1mol/L氫氧化鈉溶液浸泡1天後換成去離子水繼續浸泡1天，將浸泡後的魚皮和水按質量比為1:5混合後加熱升溫至70℃，保溫加熱12h後過濾，得到魚皮膠原液，於40℃下保存備用；取新鮮生薑打磨成汁，濾去殘渣得到薑汁，將薑汁和備用的配料粉末按質量比為3:1混合後得到底液，再取薑汁總質量10倍過期的全脂牛奶加熱煮沸後待其冷卻至80℃時，立即衝入底液中，靜置60s後凝固成塊，得到肥料粗品；將上述肥料粗品放入陶瓷罐中，再向陶瓷罐中加入肥料粗品總質量3倍備用的魚皮膠原液，用磁力攪拌器以200r/min轉速攪拌20min後於15℃下靜置1h，二次固化，最後用真空凍幹機將二次固化後的肥料冷凍乾燥，出料後即得多營養元素化緩釋肥。
將本發明製得的多營養元素化緩釋肥用作一次性底肥，施用量為35kg/畝，播種時機械施於種子下12cm處或兩穴之間5cm深處，本發明製得的肥料養分可持續釋放長達4個月，是普通肥料肥效期的2倍，具有優異的緩釋性能，被施肥作物的產量可增加30%。
實例2
按質量比為1:10收集水蛇骨和蘆葦秸稈，將兩者混合後放入氣流粉碎機中粉碎2h得到混合粉碎物，再將混合粉碎物放入馬弗爐中，煅燒4h得到混合灰分；取肥厚的白色柚子皮瓤，用刀切成粒徑8cm的小塊，將柚子皮瓤塊放在炭火上燻烤13min，保證柚子皮與炭火間距為4cm並不斷轉動避免烤焦，將燻烤後的柚子皮瓤塊和上述混合灰分按質量比為1:10混合後放入發酵罐中作為發酵底物；向上述發酵罐中加入發酵底物等質量的去離子水，再按接種量為8%向上述發酵底物中接入枯草芽孢桿菌，密封罐口後置於33℃的條件下發酵16天，將發酵物噴霧乾燥後轉入球磨機研磨1h後過200目篩，得到配料粉末，備用；將魚皮用濃度為1mol/L氫氧化鈉溶液浸泡1天後換成去離子水繼續浸泡1天，將浸泡後的魚皮和水按質量比為1:5混合後加熱升溫至75℃，保溫加熱13h後過濾，得到魚皮膠原液，於45℃下保存備用；取新鮮生薑打磨成汁，濾去殘渣得到薑汁，將薑汁和備用的配料粉末按質量比為3:1混合後得到底液，再取薑汁總質量13倍過期的全脂牛奶加熱煮沸後待其冷卻至83℃時，立即衝入底液中，靜置75s後凝固成塊，得到肥料粗品；將上述肥料粗品放入陶瓷罐中，再向陶瓷罐中加入肥料粗品總質量4倍備用的魚皮膠原液，用磁力攪拌器以250r/min轉速攪拌25min後於15℃下靜置1h，二次固化，最後用真空凍幹機將二次固化後的肥料冷凍乾燥，出料後即得多營養元素化緩釋肥。
將本發明製得的多營養元素化緩釋肥用作一次性底肥，施用量為38kg/畝，播種時機械施於種子下13cm處或兩穴之間8cm深處，本發明製得的肥料養分可持續釋放長達5個月，是普通肥料肥效期的2倍，具有優異的緩釋性能，被施肥作物的產量可增加35%。
實例3
按質量比為1:10收集水蛇骨和蘆葦秸稈，將兩者混合後放入氣流粉碎機中粉碎2h得到混合粉碎物，再將混合粉碎物放入馬弗爐中，煅燒5h得到混合灰分；取肥厚的白色柚子皮瓤，用刀切成粒徑10cm的小塊，將柚子皮瓤塊放在炭火上燻烤15min，保證柚子皮與炭火間距為5cm並不斷轉動避免烤焦，將燻烤後的柚子皮瓤塊和上述混合灰分按質量比為1:10混合後放入發酵罐中作為發酵底物；向上述發酵罐中加入發酵底物等質量的去離子水，再按接種量為8%向上述發酵底物中接入枯草芽孢桿菌，密封罐口後置於35℃的條件下發酵20天，將發酵物噴霧乾燥後轉入球磨機研磨2h後過200目篩，得到配料粉末，備用；將魚皮用濃度為1mol/L氫氧化鈉溶液浸泡2天後換成去離子水繼續浸泡2天，將浸泡後的魚皮和水按質量比為1:5混合後加熱升溫至80℃，保溫加熱14h後過濾，得到魚皮膠原液，於50℃下保存備用；取新鮮生薑打磨成汁，濾去殘渣得到薑汁，將薑汁和備用的配料粉末按質量比為3:1混合後得到底液，再取薑汁總質量15倍過期的全脂牛奶加熱煮沸後待其冷卻至85℃時，立即衝入底液中，靜置90s後凝固成塊，得到肥料粗品；將上述肥料粗品放入陶瓷罐中，再向陶瓷罐中加入肥料粗品總質量5倍備用的魚皮膠原液，用磁力攪拌器以300r/min轉速攪拌30min後於15℃下靜置2h，二次固化，最後用真空凍幹機將二次固化後的肥料冷凍乾燥，出料後即得多營養元素化緩釋肥。
將本發明製得的多營養元素化緩釋肥用作一次性底肥，施用量為40kg/畝，播種時機械施於種子下15cm處或兩穴之間10cm深處，本發明製得的肥料養分可持續釋放長達5個月，是普通肥料肥效期的3倍，具有優異的緩釋性能，被施肥作物的產量可增加40%。