一种用于中低产田产能提升的微生物肥料及制备方法与流程

1.本发明涉及微生物肥料制备技术领域，具体涉及一种用于中低产田产能提升的微生物肥料及其制备方法。


背景技术：

2.中低产田，是指土壤中由于存在一种或多种制约农业生产的障碍因素，导致单位面积产量相对低而不稳的耕地，包括有渍水潜育型、矿毒污染型、缺素培肥型、瘠薄增厚型、质地改良型、坡地改梯型等类型，中低产田是造成粮食产量低而不稳的一个重要原因。我国耕地中有78.5％的中低产田，其中中产田面积占37.3％，低产田面积占41.2％，针对不同土壤的障碍因素进行中低产田改造，是提高土地生产力的重要途径。
3.中低产田的改造不单纯是提高当年产量，更是要着眼于根本性的土壤改良，提高耕地综合生产能力。耕作培肥、因土种植、合理施肥是中低产田改造的一种重要方法，通过深耕深翻，逐渐加厚耕作层，改善耕层的理化性状和养分状况，同时增施有机肥，广开肥源，实行堆沤肥、秸秆肥、畜粪肥、土杂肥共用，以及粮肥轮作、粮豆轮作，砂土、壤土区可种植花生等豆类养地耐瘠作物，并注意氮磷钾的合理施用。
4.钙镁磷肥是一种同时含有钙、镁、硅、铁、锰、锌等中微量元素的多元素磷肥，同时还是一种良好的土壤改良剂，是一种理想的用于改造中低产田的肥料，但其中90％以上的磷为枸溶性，水溶性含量低，磷素释放较慢，改造时间较长。


技术实现要素：

5.针对中低产田的土壤改良问题，本发明提供一种用于中低产田产能提升的微生物肥料及其制备方法。
6.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
7.一种用于中低产田产能提升的微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：
8.s1、制备钙镁磷肥颗粒；
9.s2、表面处理
10.(1)分别称取丙烯酰胺单体和[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵单体并溶解在去离子水中，配制为乙烯基浓度为1mol/l的溶液，加入终浓度在0.01
‑
0.02mol/l的n,n
‑
亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，得到混合溶液，在所述混合溶液中通入氮气除氧，加入终浓度均为0.01mol/l的过硫酸钾和亚硫酸氢钾，充分搅拌均匀后封闭反应体系，常温下搅拌反应12
‑
24h后加入去离子水稀释，制得前体溶液，滴加加入所述混合溶液质量1
‑
3％的戊二醛，加热升温并搅拌使体系充分混合均匀，得到第一改性溶液，将所述钙镁磷硅肥浸没到所述第一改性溶液中，充分搅拌后滤出，在120
‑
150℃下焙干，制得第一改性产物；
[0011]
其中，所述丙烯酰胺单体与所述[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵单体的摩尔比例为(1
‑
5)：10；
(po4)2、casio3、mgsio3，一般含p2o
5 12％～20％、cao 25％～32％、mgo 8％～20％、sio
2 25％～40％，还含feo 1％～2％、mn 300～800mg/kg、zn 50～210mg/kg、cu 10～60mg/kg，是一种同时含有钙、镁、硅、铁、锰、锌等中微量元素的多元素磷肥，为碱性肥料，因此同时还是一种良好的酸性土壤改良剂，可提高土壤ph，特别适用于南方钙镁淋溶较严重的酸性红壤土，钙镁磷肥所含的钙、镁离子进入土壤中，与盐碱地中大量积聚的钠离子发生置换反应，降低钠离子的活性，减少危害，硅酸根可与土壤中产生盐碱危害的钠离子结合，降低其活度，也可起到改良盐碱地的作用；磷尾矿中含有较高的钙镁硅磷等元素，本发明利用我国资源丰富的中低品位磷矿直接生产钙镁磷肥，可以提高磷资源的利用率，减少选矿产生的尾矿渣堆积，本发明还通过硝酸和木质素磺酸钙对钙镁磷肥进行活化，提高利用效率。
[0032]
(3)钙镁磷肥冷却后磷酸根冻结与硅酸盐网络中，可被弱酸缓慢溶出，但其中90％以上为枸溶性，水溶性含量低，磷素释放较慢，本发明利用水凝胶本身高的持水性能，在钙镁磷肥设置一层水凝胶层，通过二次凝胶化提高凝胶强度，通过两性单体[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵提高磷素迁移率，通过负电单体2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸提高与酸性土壤中氢离子的亲和性，使得在钙镁磷肥的外表面覆盖一层酸性水膜，有效促进磷素释放。
[0033]
(4)粮豆轮作是中低产田改造的一种重要方法，花生等豆类植物是较多用于中低产田的改造种植的耐瘠作物，其根系常与根瘤菌形成共生关系，可通过轮作形成良性循环，本发明通过添加复合微生物菌剂，进一步改善土壤环境，抑制有害微生物的生存与繁殖，丰富有益微生物，形成再生机制，其中，em菌剂中的光和菌群，不仅仅在叶子上，而且在土壤、在水中都可以利用太阳光热能，它可以合成抗氧化物质，氨基酸、糖类和各种生理活性物质来促进植物的生长，还可活跃土壤中的其他有益微生物；蜡状芽孢杆菌促进快生根瘤菌的生长，缓解盐碱胁迫对快生根瘤菌结瘤的负面影响，增加其在根瘤中的定殖，促进固氮效应以及豆类植物的生长，提高中低产田的改造效率。进一步的，本发明将微生物菌剂负载在多孔载体上，降低保存环境因素对微生物菌剂生物活性的影响，促进其定植，具体的，本发明通过在介孔二氧化硅微球的表面上依次生长钙化层和二氧化硅层，再通过稀酸溶液去除钙化层，得到具有中空壳层的二氧化硅微球，提高二氧化硅载体份负载量和负载活性。
具体实施方式
[0034]
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0035]
实施例1
[0036]
本实施例涉及一种用于中低产田产能提升的微生物肥料，其制备方法包括以下步骤：
[0037]
s1、制备钙镁磷肥颗粒；
[0038]
将磷矿选矿后的矿石粉碎至100目，得到矿粉，称取所述矿粉80
‑
90份，边搅拌边加入2mol/l的硝酸溶液12份，将酸化后的矿粉干燥至含水率不高于15％，与10份硅石粉、5份沸石混合后进行高温焙烧，焙烧温度1200℃，焙烧时间1h，得到焙烧熔体产物，将熔体产物用水水淬，干燥、粉碎后加入7份木质素磺酸钙混匀后造粒得到钙镁磷肥颗粒；
[0039]
所述磷矿石以浮选磷尾矿浆为原料，通过增浓和过滤脱水处理得到滤饼，再将滤饼干燥至含水率不高于2％制得，所述矿浆中p2o5的干基含量为12wt.％；
[0040]
s2、表面处理
[0041]
(1)按摩尔比例2：1分别称取丙烯酰胺和[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵并溶解在去离子水中，配制为乙烯基浓度为1mol/l的溶液，加入终浓度在0.02mol/l的n,n
‑
亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，得到混合溶液，在所述混合溶液中通入氮气除氧，加入终浓度均为0.01mol/l的过硫酸钾和亚硫酸氢钾，充分搅拌均匀后封闭反应体系，常温下搅拌反应16h后加入去离子水稀释，制得前体溶液，滴加加入所述混合溶液质量2％的戊二醛，加热升温并搅拌使体系充分混合均匀，得到第一改性溶液，将所述钙镁磷硅肥浸没到所述第一改性溶液中，充分搅拌后滤出，在140℃下焙干，制得第一改性产物；
[0042]
(2)配制浓度1mol/l的2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸溶液，通入氮气除氧，加入所述第一改性产物并充分搅拌均匀后，加入终浓度均为0.01mol/l的过硫酸钾和亚硫酸氢钾，充分搅拌均匀后封闭反应体系，搅拌反应14h后滤出，在130℃下焙干，制得表面处理的钙镁磷肥颗粒；
[0043]
s3、复配
[0044]
将所述表面处理的钙镁磷肥颗粒与菌渣有机肥和微生物菌剂按重量比例100：45：1.5混合后制得；
[0045]
其中，所述菌渣有机肥中的有机质含量不小于50％，所述微生物菌剂包括20％的蜡状芽孢杆菌80％的em菌剂，所述微生物菌剂中有效活菌数不小于10亿/克。
[0046]
实施例2
[0047]
本实施例涉及一种用于中低产田产能提升的微生物肥料，其制备方法包括以下步骤：
[0048]
s1、制备钙镁磷肥颗粒；
[0049]
将磷矿选矿后的矿石粉碎至100目，得到矿粉，称取所述矿粉80
‑
90份，边搅拌边加入2mol/l的硝酸溶液12份，将酸化后的矿粉干燥至含水率不高于15％，与10份硅石粉、5份沸石混合后进行高温焙烧，焙烧温度1200℃，焙烧时间1h，得到焙烧熔体产物，将熔体产物用水水淬，干燥、粉碎后加入7份木质素磺酸钙混匀后造粒得到钙镁磷肥颗粒；
[0050]
所述磷矿石以浮选磷尾矿浆为原料，通过增浓和过滤脱水处理得到滤饼，再将滤饼干燥至含水率不高于2％制得，所述矿浆中p2o5的干基含量为12wt.％；
[0051]
s2、复配
[0052]
将所述表面处理的钙镁磷肥颗粒与菌渣有机肥和微生物菌剂按重量比例100：45：1.5混合后制得；
[0053]
其中，所述菌渣有机肥中的有机质含量不小于50％，所述微生物菌剂包括20％的蜡状芽孢杆菌80％的em菌剂，所述微生物菌剂中有效活菌数不小于10亿/克。
[0054]
实施例3
[0055]
本实施例涉及一种用于中低产田产能提升的微生物肥料，其制备方法包括以下步骤：
[0056]
s1、制备钙镁磷肥颗粒；
[0057]
将磷矿选矿后的矿石粉碎至100目，得到矿粉，称取所述矿粉80
‑
90份，边搅拌边加入2mol/l的硝酸溶液12份，将酸化后的矿粉干燥至含水率不高于15％，与10份硅石粉、5份
沸石混合后进行高温焙烧，焙烧温度1200℃，焙烧时间1h，得到焙烧熔体产物，将熔体产物用水水淬，干燥、粉碎后加入7份木质素磺酸钙混匀后造粒得到钙镁磷肥颗粒；
[0058]
所述磷矿石以浮选磷尾矿浆为原料，通过增浓和过滤脱水处理得到滤饼，再将滤饼干燥至含水率不高于2％制得，所述矿浆中p2o5的干基含量为12wt.％；
[0059]
s2、复配
[0060]
将所述表面处理的钙镁磷肥颗粒与菌渣有机肥和微生物菌剂按重量比例100：45：1.5混合后制得；
[0061]
其中，所述菌渣有机肥中的有机质含量不小于50％，所述微生物菌剂为em菌剂，所述微生物菌剂中有效活菌数不小于10亿/克。
[0062]
实施例4
[0063]
同实施例1，所述微生物菌剂混合负载在二氧化硅载体上，所述二氧化硅载体的制备方法包括以下步骤：
[0064]
b1、称取球状的介孔二氧化硅搅拌浸没在1mol/l的碳酸钠溶液中，浸泡过夜后滤出介孔二氧化硅，以流动的去离子水淋洗，再将淋洗后的介孔二氧化硅依次以2mol/l的氯化钙溶液和2mol/l的磷酸钾溶液淋洗，得到产物a；
[0065]
b2、在质量浓度0.05g/ml的p123的乙醇溶液中加入所述乙醇溶液体积分数2％的氨水溶液(10wt.％)和所述乙醇溶液体积分数15％的正硅酸乙酯，充分搅拌后加入所述产物a，混合体系在50
‑
60℃下搅拌保温反应1
‑
2h，滤出所述产物a，依次以无水乙醇、c(h

)＝1mol/l的稀酸溶液和去离子水洗涤，干燥后制得所述载体。
[0066]
实验例
[0067]
以单独施用菌渣有机肥的中低产田为对照，以花生为种植作物，比较各实施例配比的肥料对中低产田的修复结果；具体的，以都市近郊丘陵山地地产田进行种植，花生于4月下旬至5月初播种，单粒精播，地膜覆盖，于8月底至9月初收获，行距株距均为20厘米，记录花生株的平均参数，测定土壤种植前后根瘤菌数量：
[0068][0069]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。