一种生物有机改土硝酸磷肥及其制备方法与流程

1.本发明涉及硝酸磷肥技术领域，尤其涉及一种生物有机改土硝酸磷肥及其制备方法。


背景技术：

2.随着现代农业的发展，实现农业科学技术的突破，广泛采用先进适用的农业科学技术、生物技术和生产模式，改善农产品的品质、降低生产成本，以适应市场对农产品需求优质化、多样化、标准化是必然的发展趋势。现代农业的发展离不开肥料的增效增值。
3.近年来，硝酸磷肥是农业生产上应用非常广泛的np二元复合肥料，既具有速效的硝态氮与水溶性的p2o5，又具有肥效较持久的铵态氮与枸溶性p2o5，m(n)∶m(p2o5)可以为2∶1、1.5∶1、1∶1，适合大多数农作物对n和p2o5的比例需求，w(no
3--
n)45％和w(nh
4 -n)55％的最佳配比，使得硝酸磷肥满足不同作物各生长阶段营养需求规律。但目前市场上硝酸磷肥的应用价值只停留在单纯提供作物营养需求，在市场推广方面表现出功能单一、特点不突出的短板，同时其作为常规化学肥料，不合理施用会造成土壤板结、有机质下降、有益微生物减少等问题，容易导致破坏土壤环境，这些缺点都极大制约了硝酸磷肥产品扩大应用的范围和价值最大化，进而影响了现代农业进一步的发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种生物有机改土硝酸磷肥及其制备方法，旨在解决现有技术中硝酸磷肥产品功能特点单一、对土壤影响较大的问题。
5.为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种生物有机改土硝酸磷肥，所述生物有机改土硝酸磷肥的原料包括如下重量份的组分：
[0007][0008]
其中，所述硝酸磷肥料浆的含固量为90～99％。
[0009]
以及，一种生物有机改土硝酸磷肥的制备方法，包括下述步骤：
[0010]
依所述的生物有机改土硝酸磷肥分别称取各组分；
[0011]
将所述取改土助剂加入所述硝酸磷肥料浆中，控制温度135～155℃，时间5～10min，混合搅拌制备得混合料浆；
[0012]
将所述混合料浆进入造粒机，控制温度为50～100℃后将所述有机材料经预留投料口投料入造粒机，在造粒机主轴转速80～150rpm条件下，混合造粒制得固体颗粒；其中，
所述固体颗粒的粒径为0.5～5.5mm；
[0013]
将所述固体颗粒依次进行干燥、筛分、冷却处理后，喷入包膜粉，于30～70℃条件下进行包膜处理，得到所述硝酸磷肥成品颗粒；其中，所述包膜粉按照微生物菌剂：包膜助剂：防板结粉重量比为1:(2～10):(0.3～0.8)的混合物。
[0014]
本发明所述生物有机改土硝酸磷肥以硝酸磷肥料浆为基体，同时添加了0.2～3份改土助剂、0.3～5份有机材料、0.1～1份微生物菌剂；改土助剂能改善土壤团粒结构，疏松土壤，保水透气，增加根细胞供氧；有机材料能提升土壤有机质含量，培肥土壤，减少养分流失；微生物菌剂可以调节根际微环境，养育健康根系，促进根际营养吸收；三者协同增效，从三个纬度来改良土壤结构、培肥地力以及改善土壤微域环境，本发明针对硝酸磷肥产品功能特点单一的问题，提出注入改土增效功能，拓宽硝酸磷肥产品的功能属性，提升其推广应用价值。
[0015]
本发明所述的生物有机改土硝酸磷肥的制备方法，以硝酸磷肥料浆为基体，依次加入改土助剂、有机材料和微生物菌剂，根据所添加三类功能物质特性和工艺控制条件，选择在三个不同工段分别加入，更好的保留了有机材料的高活性，同时保证微生物菌剂的存活率和繁殖力，且添加工艺简单可控，装备利用率高，适合工业化生产。
附图说明
[0016]
图1是本发明实施例提供的生物有机改土硝酸磷肥制备方法的流程示意图。
[0017]
图2是本发明实施例提供的不同处理方式对上海青产量的影响的柱形图。
具体实施方式
[0018]
为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]
本发明实例提供一种生物有机改土硝酸磷肥，所述生物有机改土硝酸磷肥的原料包括如下重量份的组分：85～98份硝酸磷肥料浆；0.2～3份改土助剂；0.3～5份有机材料；0.1～1份微生物菌剂；其中，所述硝酸磷肥料浆的含固量为90～99％。
[0021]
本发明所述生物有机改土硝酸磷肥以硝酸磷肥料浆为基体肥料，同时添加了0.2～3份改土助剂、0.3～5份有机材料、0.1～1份微生物菌剂；改土助剂能改善土壤团粒结构，疏松土壤，保水透气，增加根细胞供氧；有机材料能提升土壤有机质含量，培肥土壤，减少养分流失；微生物菌剂可以调节根际微环境，养育健康根系，促进根际营养吸收；三者协同增效，从三个纬度来改良土壤结构、培肥地力以及改善土壤微域环境，本发明针对硝酸磷肥产品功能特点单一的问题，提出注入改土增效功能，拓宽硝酸磷肥产品的功能属性，提升其推广应用价值。
[0022]
具体的，所述生物有机改土硝酸磷肥的原料包括0.2～3份改土助剂，优选的，所述改土助剂包括如下重量份的组分：生物酵素0.1～0.3份；聚丙烯酰胺0.1～0.4份；聚乙烯醇0.1～0.2份；柠檬酸0.3～0.8份；中微量元素盐0.2～1份。所述改土助剂选用生物酵素、聚丙烯酰胺以及聚乙烯醇联合制取，考虑到高温料浆里生物酵素的活性损失问题，补充聚丙烯酰胺和聚乙烯醇可以替代部分损失的生物酵素，保证其改土效果；进一步的，所述改土助剂加入柠檬酸和中微量元素盐，利用柠檬酸螯合中微量元素的能力，不仅使硝酸磷肥营养元素种类更加齐全，土壤营养更加丰富，满足不同作物的养分需求，同时螯合态微量元素不易被土壤固定，移动性强，提高作物吸收利用率。
[0023]
优选的，所述生物酵素包括有机质和水，且以所述生物酵素的质量为100％，所述有机质的质量百分含量为70～99％；所述水分的质量百分含量为1～30％。保证生物酵素中有机质的含量较高，富含小分子有机碳，有利于疏松土壤，增加根细胞供氧。
[0024]
优选的，所述中微量元素盐选自氧化镁、硫酸锌、硫酸锰、硼砂、硫酸亚铁和硫酸铜中的至少一种，添加中微量元素盐，保证制备得到的生物有机改土硝酸磷肥各种营养元素充足，有利于植物的生长发育。进一步优选的，所述中微量元素盐选自氧化镁、硫酸锌和硼砂的混合物。
[0025]
具体的，所述生物有机改土硝酸磷肥的原料包括0.3～5份有机材料，添加有机材料，与改土助剂协同作用，进而提升土壤有机质含量，培肥土壤，减少养分流失。优选的，所述有机材料选自矿质腐植酸、生化黄腐酸、氨基酸、海藻酸、鱼蛋白和甲壳素的至少一种。
[0026]
具体的，所述生物有机改土硝酸磷肥的原料包括0.1～1份微生物菌剂。添加微生物菌剂，结合改土助剂和有机材料的作用，可以调节根际微环境，养育健康根系，促进根际营养吸收，在作物根系形成的优势有益微生物菌群进而抑制有害病原菌繁衍，改善根部土壤微生态环境。优选的，所述微生物菌剂选自枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌中的至少一种。进一步优选的，所述微生物菌剂的有效活菌数为100～1000亿/克。保持微生物菌剂的有效活菌数较高，保证微生物菌剂的作用效果较强。
[0027]
本发明所述生物有机改土硝酸磷肥由以下生物有机改土硝酸磷肥制备方法制备得到。
[0028]
相应的，本发明实施例还提供了一种生物有机改土硝酸磷肥的制备方法。
[0029]
该方法包括如下步骤：
[0030]
s01.依所述的生物有机改土硝酸磷肥分别称取各组分；
[0031]
s02.将所述取改土助剂加入所述硝酸磷肥料浆中，控制温度135～155℃，时间5～10min，混合搅拌制备得混合料浆；
[0032]
s03.将所述混合料浆进入造粒机，控制温度为50～100℃后将所述有机材料经预留投料口投料入造粒机，在造粒机主轴转速80～150rpm条件下，混合造粒制得固体颗粒；其中，所述固体颗粒的粒径为0.5～5.5mm；
[0033]
s04.将所述固体颗粒依次进行干燥、筛分、冷却处理后，喷入包膜粉，于30～70℃条件下进行包膜处理，得到所述硝酸磷肥成品颗粒；其中，所述包膜粉按照微生物菌剂：包膜助剂：防板结粉重量比为1:(2～10):(0.3～0.8)的混合物。
[0034]
本发明所述的生物有机改土硝酸磷肥的制备方法，以硝酸磷肥料浆的基体材料，根据加入的三种功能物质特性依次加入改土助剂、有机材料和微生物菌剂，所添加三种功
能物质特性和工艺温度条件，选择在三个不同工段分别加入，更好的保留了有机材料的高活性，同时保证微生物菌剂的存活率和繁殖力，且添加工艺简单可控，装备利用率高，适合工业化生产。
[0035]
具体的，在上述步骤s01中，按照所述的生物有机改土硝酸磷肥分别称取硝酸磷肥、改土助剂、有机材料、微生物菌剂各组分；与上文一致，为了节约篇幅，此处不再进行赘述。
[0036]
优选的，所述硝酸磷肥料浆将硝酸磷肥浓缩液、硝酸磷肥返料颗粒于140～160℃条件下混合制得。优选的，所述硝酸磷肥浓缩液制备包括以下步骤：提供硝酸分解磷矿石制得的酸解液，进行冷冻结晶、硝钙过滤处理，再采用母液氨进行中和，将中和料浆蒸发浓缩制得硝酸磷肥浓缩液。进一步优选的，所述硝酸磷肥浓缩液质量百分数为80～98％。
[0037]
优选的，所述改土助剂包括：生物酵素0.1～0.3份，聚丙烯酰胺0.1～0.4份，聚乙烯醇0.1～0.2份，柠檬酸0.3～0.8份，中微量元素盐0.2～1份。进一步优选的，所述生物酵素是将糖蜜发酵液、味精发酵废液、甜菜糖渣等有机废弃物浓缩至含水量30～70％、再经酸水解、碱中和、离心分离以及脱水喷雾制得。
[0038]
在上述步骤s02中，将所述取改土助剂加入所述硝酸磷肥料浆中，控制温度135～155℃，时间5～10min，混合搅拌制备得混合料浆；控制在上述条件下将所述改土助剂加入所述硝酸磷肥料浆进行混合处理，能够保证改土助剂在所述硝酸磷肥料中混合均匀，同时也能保持所述改土助剂的性能。
[0039]
在本发明具体实施例中，将所述改土助剂，通过平台上加料槽和微型计量设备均匀加入硝酸磷肥料浆中，控制温度135～155℃，控制停留时间5～10min，混合搅拌均匀制得混合料浆。
[0040]
在上述步骤s03中，将所述混合料浆进入造粒机，控制温度为50～100℃后将所述有机材料经预留投料口投料入造粒机，在造粒机主轴转速80～150rpm条件下，混合造粒制得固体颗粒；其中，所述固体颗粒的粒径为0.5～5.5mm；由于加入的有机材料不适宜在较高温度下进行处理，因此调整第二混料处理的温度为50～100℃，保证所述有机材料能够保持较好的活性。
[0041]
在上述步骤s04中，将所述固体颗粒依次进行干燥、筛分、冷却处理后，喷入包膜粉，于30～70℃条件下进行包膜处理，得到所述硝酸磷肥成品颗粒；其中，所述包膜粉按照微生物菌剂：包膜助剂：防板结粉重量比为1:(2～10):(0.3～0.8)的混合物。在本发明具体实施例中，将所述固体颗粒依次经干燥筒、2.0～4.0mm筛分机、冷却筒后，进入滚筒包膜机中进行包膜处理。
[0042]
优选的，加入所述微生物菌剂于30～70℃条件下进行包膜处理的步骤中，还包括加入包膜助剂和防板结粉，其中，所述微生物菌剂、所述包膜助剂与所述防板结粉的添加重量比为1:(2～10):(0.3～0.8)。
[0043]
在本发明具体实施例中，所述一种生物有机改土硝酸磷肥的制备方法流程示意图如图1所示，包括如下步骤：
[0044]
按配比称取改土助剂，通过平台上加料槽和微型计量设备均匀加入硝酸磷肥料浆中，控制温度135～155℃，控制停留时间5～10min，混合搅拌均匀制得混合料浆；
[0045]
将所述混合料浆进入造粒机，同时有机材料经预留投料口投料与返料一起直接进
入造粒机，在造粒机主轴转速80～150rpm条件下，混合造粒制得0.5～5.5mm的固体颗粒；温度控制在50～100℃
[0046]
将所述固体颗粒依次经干燥筒、2.0～4.0mm筛分机、冷却筒后，进入滚筒包膜机中，按照设定比例喷入包膜粉，经包膜后计量包装即得硝酸磷肥成品颗粒。膜处理温度为30～70℃。
[0047]
下面结合具体实施例的内容对本方做进一步论述。
[0048]
实施例1
[0049]
一种生物有机改土硝酸磷肥，包括下述重量份的原料：
[0050][0051][0052]
其中，所述改土助剂包括如下组分：生物酵素1.6kg，聚丙烯酰胺1.2kg，柠檬酸2.8kg，一水硫酸锌1.6kg，硼砂0.8kg。
[0053]
所述生物有机改土硝酸磷肥的制备方法包括如下步骤：
[0054]
按配比称取改土助剂，通过平台上加料槽和微型计量设备均匀加入硝酸磷肥中，控制温度138℃，控制停留时间5min，混合搅拌均匀制得混合料浆，其中，硝酸磷肥是按设定量975kg将硝酸磷肥浓缩液、硝酸磷肥返料颗粒在150℃下混合均匀制得；
[0055]
将所述混合料浆进入造粒机，同时将矿源腐植酸经预留投料口投料与返料一起直接进入造粒机，温度控制在80℃，在造粒机主轴转速100rpm条件下，混合造粒制得0.5～5.5mm的固体颗粒；
[0056]
将所述固体颗粒依次经干燥筒、2.0～4.0mm筛分机、冷却筒后，进入滚筒包膜机中，喷入包膜粉，包膜温度控制在50℃，经包膜后计量包装即得所述生物有机改土硝酸磷肥，其中，包膜粉包括如下组分：枯草芽孢杆菌1kg，巨大芽孢杆菌1kg，包膜助剂4kg，防板结粉0.6kg。
[0057]
实施例2
[0058]
一种生物有机改土硝酸磷肥，包括下述重量份的原料：
[0059][0060]
其中，所述改土助剂包括如下组分：生物酵素1.8kg，聚丙烯酰胺1.35kg，柠檬酸
3.15kg，一水硫酸锌1.8kg，硼砂0.9kg。
[0061]
所述生物有机改土硝酸磷肥的制备方法包括如下步骤：
[0062]
按配比称取改土助剂，通过平台上加料槽和微型计量设备均匀加入硝酸磷肥中，控制温度140℃，控制停留时间6min，混合搅拌均匀制得混合料浆，其中，硝酸磷肥是按设定量959kg将硝酸磷肥浓缩液、硝酸磷肥返料颗粒在150℃下混合均匀制得；
[0063]
将所述混合料浆进入造粒机，同时将氨基酸经预留投料口投料与返料一起直接进入造粒机，温度控制在75℃，在造粒机主轴转速95rpm条件下，混合造粒制得0.5～5.5mm的固体颗粒；
[0064]
将所述固体颗粒依次经干燥筒、2.0～4.0mm筛分机、冷却筒后，进入滚筒包膜机中，喷入包膜粉，包膜温度控制在45℃，经包膜后计量包装即得所述生物有机改土硝酸磷肥，其中，包膜粉包括如下组分：胶冻样芽孢杆菌2kg，解淀粉芽孢杆菌2kg，包膜助剂8kg，防板结粉1.2kg。
[0065]
实施例3
[0066]
一种生物有机改土硝酸磷肥，包括下述重量份的原料：
[0067][0068]
其中，所述改土助剂包括如下组分：生物酵素1.6kg，聚丙烯酰胺1.2kg，柠檬酸2.8kg，一水硫酸锌1.6kg，硼砂0.8kg。
[0069]
所述生物有机改土硝酸磷肥的制备方法包括如下步骤：
[0070]
按配比称取改土助剂，通过平台上加料槽和微型计量设备均匀加入硝酸磷肥中，控制温度140℃，控制停留时间8min，混合搅拌均匀制得混合料浆，其中，硝酸磷肥是按设定量968kg将硝酸磷肥浓缩液、硝酸磷肥返料颗粒在150℃下混合均匀制得；
[0071]
将所述混合料浆进入造粒机，同时将氨基酸经预留投料口投料与返料一起直接进入造粒机，温度控制在90℃，在造粒机主轴转速110rpm条件下，混合造粒制得0.5～5.5mm的固体颗粒；
[0072]
将所述固体颗粒依次经干燥筒、2.0～4.0mm筛分机、冷却筒后，进入滚筒包膜机中，喷入包膜粉，包膜温度控制在60℃，经包膜后计量包装即得所述生物有机改土硝酸磷肥，其中，包膜粉包括如下组分：枯草芽孢杆菌1kg，巨大芽孢杆菌1kg，包膜助剂4kg，防板结粉0.6kg。
[0073]
对比例1：
[0074]
与实施例1不同的是，对比例1中，所述生物有机改土硝酸磷肥不包括矿源腐植酸和微生物菌剂，制备方法相同，制得硝酸磷肥成品。
[0075]
对比例2：
[0076]
与实施例2不同的是，所述生物有机改土硝酸磷肥不包括改土助剂和微生物菌剂，制备方法相同，制得硝酸磷肥成品。
[0077]
对比例3：
[0078]
与实施例3不同的是，对比例3中，“添加枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌各为2kg”修改为“添加枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌各为1kg”且不添加改土助剂和海藻酸，制备方法相同，制得硝酸磷肥成品。
[0079]
对比例4：
[0080]
与实施例1不同的是，对比例4的制备方法中，“将所述第一混合料浆进入造粒机，同时将氨基酸经预留投料口投料与返料一起直接进入造粒机，温度控制在90℃”修改为“将所述第一混合料浆进入造粒机，同时将氨基酸经预留投料口投料与返料一起直接进入造粒机，温度控制在120℃”，其他内容相同。
[0081]
对比例5：
[0082]
与实施例2不同的是，对比例5步骤s1中料浆温度控制在160℃，改土助剂在硝酸磷肥中停留时间为10min。
[0083]
下面结合田间试验数据进一步说明本发明的有益效果：
[0084]
田间试验明细如下：
[0085]
供试作物：上海青
[0086]
试验地点：广东惠州，红壤土
[0087]
试验时间：2019.7-2019.9
[0088]
供试肥料：常规硝酸磷肥26-17-0(未添加任何改土物质，记为常规)、硝酸磷肥26-17-0( 实施例1)、硝酸磷肥26-17-0( 实施例2)、硝酸磷肥26-17-0( 实施例3)、硝酸磷肥26-17-0( 对比例1)、硝酸磷肥26-17-0( 对比例2)、硝酸磷肥26-17-0( 对比例3)、硝酸磷肥26-17-0( 对比例4)、硝酸磷肥26-17-0( 对比例5)。
[0089]
采用小区试验种植上海青，共设9个处理，9个处理明细具体如表1所示，每个处理3次重复，共21个小区，小区面积1.2m*5m＝6m2，行株距15cm
×
10cm，每穴3-5株，各处理施肥量如下表，各小区其他田间管理一致。
[0090]
表1试验处理施肥明细
[0091][0092]
对上海青苗分别进行上述处理，得到的试验结果如表2所示，由表2可以看出，与常规对照相比，本发明实施例1综合改土效果最佳，土壤孔隙度、有机质以及根重分别增加15.16％、29.79％、22.97％，其次为实施例2，土壤孔隙度、有机质以及根重分别增加10.17％、30.45％、16.22％，再者为实施例3，土壤孔隙度、有机质以及根重分别增加12.94％、16.89％、18.92％。对比例1、2、3、4、5较常规对照也有不同程度的改土效果，且对比例1优于对比例2、3、4、5，说明本配方添加改土助剂的效果要好一些。实施例1、2、3的改土效果均优于相应的对比例1、2、3，说明从不同纬度较单一纬度来改善土壤性状的效果更加明显。实施例1的改土促根效果要优于相应的对比例4，说明造粒温度过高，可能会破坏加入有机材料的活性分子结构，减弱其功能属性。实施例2的改土促根效果要优于相应的对比例5，说明改土助剂加入硝酸磷肥温度过高或停留时间过长，可能会导致生物酵素和柠檬酸发生碳化，破坏内部碳链结构，减弱其相应的改土和螯合中微量元素的能力。
[0093]
表2各处理改土效果的影响差异
[0094][0095]
进一步对各处理对上海青产量的影响进行分析，如表3和图2所示，由表3和图2可
以看出，各处理产量从高到低依次为实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例3、对比例2、对比例4、对比例5，较常规处理增产率分别达到22.89％、20.45％、16.57％、8.52％、6.60％、6.00％、2.08％、1.16％。再进行显著性分析，实施例1、2、3之间差异显著，分别较相应的对比例1、2、3差异显著，说明同时添加三种添加剂较单一添加剂对提高作物产量效果更明显。对比例1和对比例3差异不显著，较对比例2差异显著。对比例4、5分别较相应的实施1、2差异显著，较常规处理差异不显著。
[0096]
表3各处理对上海青产量的影响
[0097][0098]
综上，本发明所述生物有机改土硝酸磷肥以硝酸磷肥为基体肥料，同时添加了0.2～3份改土助剂、0.3～5份有机材料、0.1～1份微生物菌剂；其中，改土助剂能够有效地改善土壤团粒结构，疏松土壤，保水透气，增加根细胞供氧，同时，添加有机材料、微生物菌剂与改土助剂三者协同作用，可以调节根际微环境，养育健康根系，促进根际营养吸收，在作物根系形成的优势有益微生物菌群进而抑制有害病原菌繁衍，改善根部土壤微生态环境，进一步提升土壤有机质含量，培肥土壤，促进植物对养分的吸收，减少养分流失，既保证基本养分供应，又同时改良土壤结构、培肥地力以及改善土壤微域环境，拓宽硝酸磷肥产品的功能属性，提升其推广应用价值。
[0099]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。