一种复合微生物氮肥及其制备方法与流程

1.本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种复合微生物氮肥及其制备方法。


背景技术：

2.随着现代农业的发展，化肥的使用量逐年增长，尤其是氮肥的使用量，传统氮肥施入土壤后，被作物吸收利用的部分仅占施入总量的30％左右，其余部分以挥发(nh3)，淋溶(no2‑
和no3‑
)和反硝化作用白白损失，这不仅浪费肥料，增加成本，而且导致no2‑
和no3‑
污染地表水和地下水以及n2o(硝化和反硝化作用的产物)对大气的污染。
3.针对现代农业传统氮肥的利用率低，肥效期短，对环境造成污染，以及常年的连续种植，土壤团粒结构被破坏严重，土壤有机质缺乏，土壤板结酸化，影响了根系的生长，从而影响了作物对养分和水分的吸收和利用等问题，我公司与广西农科院资源与环境研究所联合开发，以糖蜜发酵酒精后的黄腐酸钾沉淀物为主要底料，添加能有效疏松活化土壤的复合微生物菌(枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌)以及钙镁锌硼等中微量元素，有效改良土壤，培肥地力，促进作物根系健康健壮生长，提高作物根系对养分尤其对氮的吸收和利用，从而提高氮的肥效期和利用率。
4.目前，提高氮的利用率和增效的技术主要有三种：
5.一、生物化学方法，该类肥料中添加了生化抑制剂，主要是添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂。如长效尿素，微生物氮肥等；
6.二、物理方法，通过物理包被法和整体分散法处理而得的肥料。物理包被法是在易溶性颗粒肥料表面包一层或多层渗透扩散阻滞层，减缓或控制肥料养分溶出速率，如硫包膜尿素、聚合物包膜肥料、涂层尿素、包裹肥料；整体分散法是将肥料均一地分散、吸附于控释材料中，形成多孔网络体系，肥料养分随着控释材料对肥料养分的解吸或控释材料的溶蚀或降解释放出来，控释材料可以是橡胶、沥青、凝胶体等；
7.三、化学合成方法，该类肥料是化学合成增效肥料，是将肥料直接或间接通过共价或离子键连接到预先形成的聚合物上，构成一种新型组合物。通常分为3种类型：难溶性有机化合物，包括脲甲醛、丁烯叉二脲和草酰胺等；水溶性难降解化合物，如异丁叉二脲；低溶解性无机盐，如磷酸镁铵等。
8.采用以上三种技术的氮肥，在一定的范围和一定程度上可以提高氮的吸收利用率，但对土壤和环境还是有影响和破坏。生化抑制剂通过抑制土壤微生物
‑
脲酶或硝化细菌的活性，抑制氮形态的转化，从而阻控氮的流失，在一定程度上可以提高氮在土壤的存留时间和延长肥效期，但对土壤微生物造成了影响和破坏，破坏了土壤的生态平衡，不利于改良土壤；而通过物理或化学技术改性的氮肥，对土壤和环境直接有影响，不能作为长期可以使用的氮肥产品。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种复合微生物氮肥及其制备方法，以解决现有技术通过物
理或化学技术改性的氮肥，对土壤和环境直接有影响，不能作为长期可以使用的氮肥产品等问题。
10.为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
11.一种复合微生物氮肥，以质量份为单位，包括以下原料：尿素10
‑
20份、硫酸铵40
‑
55份、糖蜜发酵黄腐酸钾底料20
‑
25份、复合生物菌0.5
‑
1.0份、营养干粉1
‑
3份、微量元素锌和硼0.5
‑
1份。
12.进一步地，所述糖蜜发酵黄腐酸钾底料为糖蜜发酵酒精剩余的黄腐酸钾沉淀物。
13.进一步地，所述复合生物菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌。
14.进一步地，所述枯草芽孢杆菌为14菌株的枯草芽孢杆菌。
15.进一步地，所述14菌株枯草芽孢杆菌为0.8
‑
1.5亿个/克。
16.进一步地，所述地衣芽孢杆菌为0.3
‑
0.5亿个/克。
17.进一步地，所述巨大芽孢杆菌为0.3
‑
0.5亿个/克。
18.进一步地，所述营养干粉，以质量分数为单位，包括：氧化镁30.28％、水溶性镁17.13％、硫16.66％，钙5.31％、硅8.58％、铁0.36％、硼0.005％、铜0.0016％、锌0.013％、五氧化二磷1
‑
2.5％，氧化钾3
‑
7％、氮1
‑
2％。
19.进一步地，所述微量元素锌和硼的用量比例是2:1。
20.本发明还提供一种复合微生物氮肥的制备方法，包括以下步骤：
21.(1)将质量份的尿素、硫酸铵加入到粉碎机中粉碎，得到粉碎物；
22.(2)向步骤(1)制得的粉碎物中加入糖蜜发酵黄腐酸钾底料、微量元素锌和硼，加入到强制混料机混合均匀，制得混合物；
23.(3)将步骤(1)制得的混合物放到分料机中分料后放到高强度圆盘滚筒造粒机中进行造粒，制得颗粒物；
24.(4)向步骤(3)制得的颗粒物中加入复合生物菌、营养干粉，然后放入到筛分机中分别进行一道筛、二道筛筛分，得到筛分物；
25.(5)将步骤(4)得到的筛分物放到自动包装机中包装，接着检验合格后，制得复合微生物氮肥。
26.本发明具有以下有益效果：
27.1、本发明的复合微生物氮肥，其中微生物菌≥2亿/克(14菌株枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌)，氮≥20％(酰胺态氮和铵态氮)，有机质(黄腐酸钾)≥15％，多肽氨基酸≥5％，钙 镁≥2％，锌硼合计1500ppm，产品ph6
‑
7，中性，调理改良土壤，根系活性高；
28.2、本发明的产品有机质为糖蜜发酵酒精后的黄腐酸钾提供，分子小，活性高，疏松活化土壤，刺激根系生长，生根提苗，提高作物抗旱抗寒性；
29.3、本发明的产品微生物菌为复合微生物菌，由14菌株的枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌有机结合，在黄腐酸钾有机料基础上，能更好更快扩繁，更好更快疏松活化土壤，改良调理土壤，促进根系更健康健壮生长；
30.4、本发明的产品氮约20％，由酰氨态氮和铵态氮科学比例(酰胺态氮尿素提供，尿素含氮46.3％，铵态氮是硫酸铵提供，硫酸铵含氮20.5％，根据尿素和硫酸铵的投料比例，研制成酰氨态氮和铵态氮比例接近1：3)组成，生长过程采用无重力混合反应，经过黄腐酸
和氨基酸双螯合后，肥效更持久，利用率更高；
31.5、本发明的复合微生物氮肥，属于一款有机氮肥，长期使用，可以有效改良土壤，改善土壤微生物生长的环境，促进根系生长，促进养分吸收利用，作物生长更健壮，更健康，病虫害相对减少；
32.6、本发明的复合微生物氮肥采用糖蜜发酵酒精剩余沉淀物为主要底料，有机质含量高，分子小，活性高，可以有效疏松改良土壤，而添加的复合微生物菌(枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌)，在糖蜜发酵黄腐酸钾底料上，可以更加快速的扩繁和生长，微生物菌的活性更好，更高，更加有效疏松活化土壤，促进作物根系健康健壮生长，根系更发达，更健壮，吸收水分养分能力更强，另外，生产微生物氮肥过程中，糖蜜发酵酒精剩余的黄腐酸钾沉淀物，可以通过内含的黄腐酸和氨基酸有效螯合(双螯合技术)氮元素以及钙镁锌硼等营养元素，氮更不容易被转化和流失，氮的肥效期更长，利用率更高，更容易被吸收和利用，效果更明显。
具体实施方式
33.为了更好的理解本发明，现采用以下实施例加以说明，以下实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
34.以下实施例中，复合微生物氮肥，以质量份为单位，包括以下原料：尿素10
‑
20份、硫酸铵40
‑
55份、糖蜜发酵黄腐酸钾底料20
‑
25份、复合生物菌0.5
‑
1.0份、营养干粉1
‑
3份、微量元素锌和硼0.5
‑
1份；
35.所述糖蜜发酵黄腐酸钾底料为糖蜜发酵酒精剩余的黄腐酸钾沉淀物；
36.所述复合生物菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌；
37.所述枯草芽孢杆菌为14菌株的枯草芽孢杆菌，所述14菌株枯草芽孢杆菌为0.8
‑
1.5亿个/克；
38.所述地衣芽孢杆菌为0.3
‑
0.5亿个/克，巨大芽孢杆菌为0.3
‑
0.5亿个/克；
39.营养干粉，以质量分数为单位，包括：氧化镁30.28％、水溶性镁17.13％、硫16.66％，钙5.31％、硅8.58％、铁0.36％、硼0.005％、铜0.0016％、锌0.013％、五氧化二磷1
‑
2.5％，氧化钾3
‑
7％、氮1
‑
2％；
40.微量元素锌和硼的用量比例是2:1；
41.所述复合微生物氮肥的制备方法，包括以下步骤：
42.(1)将质量份的尿素、硫酸铵加入到粉碎机中粉碎，得到粉碎物；
43.(2)向步骤(1)制得的粉碎物中加入糖蜜发酵黄腐酸钾底料、微量元素锌和硼，加入到强制混料机混合均匀，制得混合物；
44.(3)将步骤(1)制得的混合物放到分料机中分料后放到高强度圆盘滚筒造粒机中进行造粒，制得颗粒物；
45.(4)向步骤(3)制得的颗粒物中加入复合生物菌、营养干粉，然后放入到筛分机中分别进行一道筛、二道筛筛分，得到筛分物；
46.(5)将步骤(4)得到的筛分物放到自动包装机中包装，接着检验合格后，制得复合微生物氮肥。
47.下面通过更具体实施例加以说明。
48.实施例1
49.一种复合微生物氮肥，以质量份为单位，包括以下原料：尿素11份、硫酸铵42份、糖蜜发酵黄腐酸钾底料20份、复合生物菌0.5份、营养干粉1份、微量元素锌和硼0.5份；
50.所述糖蜜发酵黄腐酸钾底料为糖蜜发酵酒精剩余的黄腐酸钾沉淀物；
51.所述复合生物菌包括枯草芽孢杆菌0.1份、地衣芽孢杆菌0.2份和巨大芽孢杆菌0.2份；
52.所述枯草芽孢杆菌为14菌株的枯草芽孢杆菌，所述14菌株枯草芽孢杆菌为1.3亿个/克；
53.所述地衣芽孢杆菌为0.4亿个/克，巨大芽孢杆菌为0.4亿个/克；
54.营养干粉，以质量分数为单位，包括：氧化镁30.28％、水溶性镁17.13％、硫16.66％，钙5.31％、硅8.58％、铁0.36％、硼0.005％、铜0.0016％、锌0.013％、五氧化二磷1.2％，氧化钾3.2％、氮1％；
55.微量元素锌和硼的用量比例是2:1；
56.所述复合微生物氮肥的制备方法，包括以下步骤：
57.(1)将质量份的尿素、硫酸铵加入到粉碎机中粉碎，得到粉碎物；
58.(2)向步骤(1)制得的粉碎物中加入糖蜜发酵黄腐酸钾底料、微量元素锌和硼，加入到强制混料机混合均匀，制得混合物；
59.(3)将步骤(1)制得的混合物放到分料机中分料后放到高强度圆盘滚筒造粒机中进行造粒，制得颗粒物；
60.(4)向步骤(3)制得的颗粒物中加入复合生物菌、营养干粉，然后放入到筛分机中分别进行一道筛、二道筛筛分，得到筛分物；
61.(5)将步骤(4)得到的筛分物放到自动包装机中包装，接着检验合格后，制得复合微生物氮肥。
62.实施例2
63.一种复合微生物氮肥，以质量份为单位，包括以下原料：尿素16份、硫酸铵48份、糖蜜发酵黄腐酸钾底料23份、复合生物菌0.7份、营养干粉2份、微量元素锌和硼0.9份；
64.所述糖蜜发酵黄腐酸钾底料为糖蜜发酵酒精剩余的黄腐酸钾沉淀物；
65.所述复合生物菌包括枯草芽孢杆菌0.2份、地衣芽孢杆菌0.4份和巨大芽孢杆菌0.1份；
66.所述枯草芽孢杆菌为14菌株的枯草芽孢杆菌，所述14菌株枯草芽孢杆菌为1.2亿个/克；
67.所述地衣芽孢杆菌为0.4亿个/克，巨大芽孢杆菌为0.5亿个/克；
68.营养干粉，以质量分数为单位，包括：氧化镁30.28％、水溶性镁17.13％、硫16.66％，钙5.31％、硅8.58％、铁0.36％、硼0.005％、铜0.0016％、锌0.013％、五氧化二磷2％，氧化钾5.2％、氮1.7％；
69.微量元素锌和硼的用量比例是2:1；
70.所述复合微生物氮肥的制备方法，包括以下步骤：
71.(1)将质量份的尿素、硫酸铵加入到粉碎机中粉碎，得到粉碎物；
72.(2)向步骤(1)制得的粉碎物中加入糖蜜发酵黄腐酸钾底料、微量元素锌和硼，加
入到强制混料机混合均匀，制得混合物；
73.(3)将步骤(1)制得的混合物放到分料机中分料后放到高强度圆盘滚筒造粒机中进行造粒，制得颗粒物；
74.(4)向步骤(3)制得的颗粒物中加入复合生物菌、营养干粉，然后放入到筛分机中分别进行一道筛、二道筛筛分，得到筛分物；
75.(5)将步骤(4)得到的筛分物放到自动包装机中包装，接着检验合格后，制得复合微生物氮肥。
76.实施例3
77.一种复合微生物氮肥，以质量份为单位，包括以下原料：尿素18份、硫酸铵54份、糖蜜发酵黄腐酸钾底料24份、复合生物菌1.0份、营养干粉3份、微量元素锌和硼0.9份；
78.所述糖蜜发酵黄腐酸钾底料为糖蜜发酵酒精剩余的黄腐酸钾沉淀物；
79.所述复合生物菌包括枯草芽孢杆菌0.5份、地衣芽孢杆菌0.2份和巨大芽孢杆菌0.3份；
80.所述枯草芽孢杆菌为14菌株的枯草芽孢杆菌，所述14菌株枯草芽孢杆菌为0.8
‑
1.5亿个/克；
81.所述地衣芽孢杆菌为0.3
‑
0.5亿个/克，巨大芽孢杆菌为0.3
‑
0.5亿个/克；
82.营养干粉，以质量分数为单位，包括：氧化镁30.28％、水溶性镁17.13％、硫16.66％，钙5.31％、硅8.58％、铁0.36％、硼0.005％、铜0.0016％、锌0.013％、五氧化二磷1
‑
2.5％，氧化钾3
‑
7％、氮1
‑
2％；
83.微量元素锌和硼的用量比例是2:1；
84.所述复合微生物氮肥的制备方法，包括以下步骤：
85.(1)将质量份的尿素、硫酸铵加入到粉碎机中粉碎，得到粉碎物；
86.(2)向步骤(1)制得的粉碎物中加入糖蜜发酵黄腐酸钾底料、微量元素锌和硼，加入到强制混料机混合均匀，制得混合物；
87.(3)将步骤(1)制得的混合物放到分料机中分料后放到高强度圆盘滚筒造粒机中进行造粒，制得颗粒物；
88.(4)向步骤(3)制得的颗粒物中加入复合生物菌、营养干粉，然后放入到筛分机中分别进行一道筛、二道筛筛分，得到筛分物；
89.(5)将步骤(4)得到的筛分物放到自动包装机中包装，接着检验合格后，制得复合微生物氮肥。
90.试验案例：
91.试验案例一：水稻施用复合微生物氮肥肥效试验
92.1、材料与方法
93.(1)试验地点及土壤条件
94.试验设在桂平市南木镇洛连村侯林钊农户责任田，面积470m2，前茬作物为水稻，供试土壤为潴育土黄泥田，近年末做过肥料试验。
95.(2)试验方法
96.试验设四个处理，三个重复，小区面积为22m2，随机排列，处理内容如下：
97.处理1：实施例1的复合微生物氮肥30kg/亩，钙镁磷肥25kg/亩，氯化钾10kg/亩；施
用方法：其中基肥施实施例1的复合微生物氮肥50％、钙镁磷肥100％，氯化钾50％，分蘖肥施实施例1的复合微生物氮肥和氯化钾50％。
98.处理2：尿素18.2kg/亩，钙镁磷肥25kg/亩，氯化钾10kg/亩，施用方法(含尿素的施用比例)与处理1相同。
99.处理3：钙镁磷肥25kg/亩，氯化钾10kg/亩，施用方法与处理1相同。
100.处理4：空白对照，不施任何肥料。
101.(3)试验情况：2020年7月10日播种，8月6日分小区整地分小区插田，种植规格：每亩1.8万基本苗进行抛秧。11月15日收获，采用整小区单收计产量方式进行。试验中其他管理措施均为一致。
102.2、试验结果与分析
103.(1)不同处理对水稻生育期的影响
104.表1不同处理对水稻生育期叶色记载表
[0105][0106]
由表1可以看出，处理1、处理2从分蘖期至抽穗期叶色都是浓绿，表明整个生长过程氮素的供应是充足的，而处理3、处理4由于氮素供应不足，从分蘖期至抽穗期叶色都是浅绿。
[0107]
表2不同处理对水稻生育期记载表(日/月)
[0108]
[0109][0110]
从表2可以看出处理1和处理2回青期、分蘖期比处理3、处理4提前2
‑
3天，表明水稻作物施用氮肥能提早生长，促进分蘖。
[0111]
表3植株农艺性状考察表
[0112][0113]
从表3可以看出，处理1、处理2的株高、亩有效穗数、总粒数、实粒数都比处理3、处理4高。其中亩有效穗数处理1、处理2分别比处理3、处理4高1.50、2.77和1.44、2.71万穗。
[0114]
表4不同处理验收产量统计表(单位：kg/666.7m2)
[0115]
[0116][0117]
表5方差分析表
[0118]
变因自由度平方和均方f值f0.05f0.01处理间347194.015731.350.92**4.077.59重复间293.446.70.15
ꢀꢀ
误差61853.6308.9
ꢀꢀꢀ
总变异1149141.0
ꢀꢀꢀꢀ
[0119]
经f值检验处理间差异达到极显著水平(50.92>f0.01)
[0120]
多重比较结果
[0121]
表6新复极差比较
[0122]
p234ssr0.053.463.583.64ssr0.015.245.515.65lsr0.0535.1136.3336.94lsr0.0153.1755.9157.33
[0123]
表7不同处理差异显著性检验结果表
[0124]
[0125][0126]
从表7可以看出，处理1和处理2与处理3、处理4比差异均达到极显著水平；处理3与处理4比差差异均达到极显著水平；处理1与处理2比差异未达到显著水平。
[0127]
表8不同处理产量及产值比较表(kg/666.7m2、元/666.7m2)
[0128]
处理比较增产增收新增肥料成本纯增收处理1比处理28.116.2
‑
30.1746.37处理1比处理370.7141.445.0096.40处理1比处理4156.6313.2103.75209.45处理2比处理362.6125.275.1750.03处理2比处理4148.5297.0133.92163.08处理3比处理485.9171.858.75113.05
[0129]
注：按市场价水稻2.00元/kg，复合微生物氮肥以1.5元/kg，尿素以1.9元/kg，14％钙镁磷肥以0.75元/kg，氯化钾以4.00元/kg，施肥以20.0元/次计。
[0130]
结论：每亩水稻施用复合微生物氮肥30.0kg。(1)在磷和钾养分相同的基础上，亩增施复合微生物氮肥，增产70.7kg，增产率为17.5％；纯收入96.4；单因子差异京生物统计检验达到极显著水平。(2)与纯n养分含量等量的尿素比，增产幅度相当，只增产8.1kg，增产率仅为1.7％；纯增收入46.37元，单因子差异经生物统计检验达不到显著水平。
[0131]
试验案例二：复合微生物氮肥在玉米上得肥效试验
[0132]
1、材料与方法
[0133]
(1)供试作物为玉米，供试肥料为实施例2的复合微生物氮肥
[0134]
(2)试验方法
[0135]
本试验供设三个处理，随机区组排列，重复三次，小区面积40m2。
[0136]
处理1：根据当地测土配方施肥项目推荐的亩施尿素33.0kg(市场零售价1900元/吨)，过磷酸钙15.7kg(市场零售价650元/吨)，氯化钾4.2kg(市场零售价3000元/吨)；
[0137]
处理2：亩施实施例2的复合微生物氮肥68.0kg(1500元/吨)
[0138]
处理3：当地农民习惯施肥，亩施尿素33.0kg。
[0139]
试验除按方案要求施肥外，其它管理措施同一般大田。
[0140]
2、结果与分析
[0141]
表9田间调查及考种统计表
[0142][0143]
(注：表中数据为三个处理三次重复的平均值)
[0144]
从表9可知：处理2较处理1、处理3穗行平均增加0.23、0.43行，行粒数平均增加0.14、0.17粒，千粒重增加3.70、8.45g。说明施用本发明的复合微生物氮肥能够增加玉米的穗行、行粒数和千粒重。同时玉米的株高和穗位也有所增加。
[0145]
表10产量结果统计表
[0146][0147][0148]
表11方差分析表
[0149]
变因ssdfmsff0.05f0.01处理间4.3422.1737.02**6.9418.00重复间0.1320.061.09
ꢀꢀ
误差0.2340.06
ꢀꢀꢀ
总变异4.708
ꢀꢀꢀꢀ
[0150]
表12多重比较表
[0151][0152]
3、小结
[0153]
施用本发明的复合微生物氮肥改善了玉米的成产因素，与配方施肥相比，增加量玉米的穗行数、行粒数和千粒重，平均每亩增产14.0kg，增产率为2.3％，产量差异达显著水平，与农民习惯施肥相比，平均亩增产28.3kg。增幅4.8％，产量差异达极显著水平。三个处理在用工、氮肥成本一致的情况下，推荐施肥的肥料投入成本最高为77元/亩，微生物氮肥和习惯施肥的肥料投入成本一致均为54元/亩。施用本发明的复合微生物氮肥的产量最高。
[0154]
试验案例三：马铃薯复合微生物氮肥试验总结
[0155]
1、材料与方法
[0156]
(1)供试肥料：根据测土配方施肥土测值和马铃薯需肥特点，肥料为实施例3的复合微生物氮肥；对照肥料：尿素，含n量46％。
[0157]
(2)试验设计
[0158]
试验在当地浇水地马铃薯上进行。选择土壤肥力较高、适宜马铃薯生长的上秃亥乡厂汗木台西村郭福根承包土地中进行，地块面积10亩，其中实施例3的复合微生物氮肥(亩施30kg)3亩，等量常规肥(尿素亩施13kg)3亩，等价常规肥(尿素亩施11.5kg)3亩，设对照1亩(不追肥)，品种采用脱毒克新1号一级种署，低起垄栽培。
[0159]
(3)肥料施用方法
[0160]
复合微生物氮肥和尿素均作为追肥一次性施入，在7月25日用追肥枪人工集中施于播种行两株马铃薯之间，27日浇水，施肥深度12cm。
[0161]
表13微生物氮肥试验测产表
[0162][0163]
初步结论：马铃薯使用本发明的复合微生物氮肥的增产率10.9％，增产效果略高于等含量尿素的7.4％和等价尿素的8.0，适合在马铃薯区域推广使用。
[0164]
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。