一种大颗粒复合微生物肥料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于微生物肥料技术领域，尤其涉及一种大颗粒复合微生物肥料。


背景技术：

2.复合微生物肥料是含有菌、有机质、养分肥料的三元复合肥料，其中养分肥料为作物直接提供生产所需的氮磷钾元素营养，有机质和菌可以促进作物的生长，更重要的是可以改善土壤的品质，修复土壤，更好的为作物提供生长的环境，具有调节微生态的作用。
3.在山地林地中，由于作物的根系在地下，地表上根系少，肥料下沉到地下速度慢，结合飘散、流逝、分解等因素严重影响到作物对养分的吸收利用，造成肥料的利用率低下；同时粉剂或者小颗粒的肥料容易随雨水流逝，或者施肥过程中飘散扩大施肥面积，可溶性养分肥料下沉的深度不够，大量的肥料就会直接被地表的杂草根系吸收，造成流淌浪费以及作物的吸收利用率低下；并且阳光直射或者地表上氮肥容易被分解成气态氮挥发到空气中，造成营养成本的浪费。因此，传统的施肥方式是由人工在林间树下进行挖坑，坑挖好之后，再由人工带着肥料一个坑一个坑的去放，然后再盖土，即为一个施肥周期完成。然而，如此操作需要时间与时间的间隔，又因在林间作业，受地形的限制，工人的作业效率很低，两方面的原因导致整个施肥的工期长；整个施肥过程中工人工资远远的超过肥料本身的成本，整个费用中支付作业人员的成本太大。并且现在这方面的劳动力也在逐年减少，造成无工可用的现况。而在速生林经济林等木材产地又必须要通过施肥来增产，更加严重的是农场主或者种植企业为了控制成本，在人工成本无法压缩的情况，去压缩肥料的成本，使用低质量的、含高氯的肥料，如此施肥将进一步的损害土壤肥力，破坏土壤品质，从根本上损害了土壤的健康问题。因此，就传统施肥作业周期长，费用高，效率低，用工荒等制约因素必须解决。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大颗粒复合微生物肥料，可以在林间作业时直接撒施，不会降低肥效，还可以有效降低林间施肥作业的时间成本和人工成本。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供了一种大颗粒复合微生物肥料，所述肥料原料中添加3.5～5％的造粒添加剂，所述造粒添加剂包括粘合剂和保水剂，所述粘合剂与保水剂的比值为9～11.5:1。
7.优选的，所述肥料粒径为5～20cm。
8.优选的，所述粘合剂为糊化淀粉及硅酸盐矿物混合物。
9.优选的，所述保水剂为聚丙烯酸盐类保水剂。
10.优选的，所述复合微生物肥料中有效活菌数为0.20～100亿/g。
11.优选的，所述肥料的原料按质量比计，包括氮磷钾肥料20～65％，有机质30～75％，微量元素0.1～2％，造粒添加剂3.5～5％，菌粉1～6％。
12.本发明还提供了上述大颗粒复合微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：各原料
按比例混合后，控制压力大小为1～2.5mpa进行挤压造粒。
13.优选的，所述原料混合顺序为：氮磷钾肥料分别粉碎后混合得到a粉；菌粉、微量元素和保水剂混合得到b粉；有机质和粘合剂混合得到c粉；将c粉与b粉混合后，再与a粉混合。
14.优选的，调节c粉含水量为22～28％。
15.本发明还提供了上述大颗粒复合微生物肥料在林地施肥作业中的应用。
16.本发明的有益效果：
17.本发明提供了一种大颗粒复合微生物肥料，结合经济林林木的施肥特点，通过控制颗粒的硬度和紧实度，使肥料撒施后即便没有掩埋地下也不会由于风吹日晒快速分解。同时，本发明通过控制粘合剂和保水剂的添加比例控制产品的崩散速度，从而控制养分释放的速度，保证了肥效的持久性，降低了林间施肥作业的时间成本和人工成本。
附图说明
18.图1为不同处理对桉树不同时期的树高的影响；
19.图2为不同处理对桉树不同时期的胸径的影响。
具体实施方式
20.本发明提供了一种大颗粒复合微生物肥料，肥料中添加3.5～5％的造粒添加剂，所述造粒添加剂包括粘合剂和保水剂，所述粘合剂与保水剂的比值为9～11.5:1。
21.在本发明中，所述造粒添加剂的添加量优选为3.8～4.6％，更优选为4～4.2％；所述粘合剂与保水剂的比值优选为9.5～11:1，更优选为9.8～10.5：1。
22.在本发明中，所述粘合剂优选为糊化淀粉及硅酸盐矿物混合物。作为一种可选的实施方式，本发明所用粘合剂为以玉米淀粉、木薯粉为主要原料的变形糊化淀粉以及硅酸盐矿物为主要成分的混合物，可为市售产品。
23.在本发明中，所述保水剂优选为聚丙烯酸盐类保水剂，更优选包括聚丙烯酸铵和/或聚丙烯酸钾。
24.本发明通过控制保水剂和粘合剂的用量，可以控制大颗粒肥料的崩散速度，使肥料的释放速度与经济林林木的需肥特点相结合，满足林木的长期施肥需求。本发明发现，保水剂吸水之后会膨胀，水分干掉之后收缩，通过这一膨胀和收缩的变化将外层的物料一层一层的崩解开。若粘合剂占比过大保水剂占比过小时，则会导致肥料颗粒粘性过大，肥料释放速度过慢，虽然可以作用更长时间，但无法满足林木的养分吸收，会导致林木长势缓慢。反之，肥料颗粒容易松散，导致肥效释放过快，特别是氮元素易流失，会显著降低肥料的利用率。
25.在本发明中，添加的粘合剂与保水剂主要影响剂型的功能，用于控制养分的释放速度，造粒添加剂本身对环境没有毒害，因此其本身对肥效和土壤环境没有特别的影响。
26.在本发明中，所述肥料粒径为5～20cm，优选为10～18cm，更优选为13～16cm，最优选为14～15cm。本发明对大颗粒肥的形状无具体限定，可以为圆饼、圆柱形、长方体、正方体、锥形、圆球形或不规则形状，仅对肥料的粒径大小进行限定。
27.本发明通过大的一体块状肥料形式，可以减少肥料与土壤的接触面积，降低肥料溶解分散速度，在无需掩埋地下的情况下，避免了肥料由于风吹日晒雨淋导致的肥效流失。
同时，大颗粒形状更方便工人在林间进行施肥作业。
28.在本发明中，所述大颗粒复合微生物肥料的原料按质量比计，包括氮磷钾肥料20～65％，有机质30～75％，微量元素0.1～2％，造粒添加剂3.5～5％，菌粉1～6％。优选的，包括氮磷钾肥料30～56％，有机质35～62％，微量元素0.5～1％，造粒添加剂3.8～4％，菌粉2～5％。
29.在本发明氮磷钾肥中，氮元素含量、磷元素含量和钾元素含量分别不低于总养分含量的14％。本发明所述氮元素直接以元素含量标识，磷元素的含量以五氧化二磷形式体现，钾元素含量以氧化钾形式体现，总养分为氮元素含量 五氧化二磷含量 氧化钾含量的总和(标识为n p2o5 k2o)。本发明对氮磷钾肥料的来源选择不做限定。
30.本发明对有机质原料的来源不做限定。作为一种可选的实施方式，本发明所述有机质为菇渣、海藻渣、秸秆等有机废弃物料经过发酵工艺发酵而成的腐熟的有机质。
31.在本发明中，所述微量元素包括硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥、铁肥、氯肥等，可以是含有一种微量元素的单纯化合物，也可以是含有多种微量和大量营养元素的复合肥料和混合肥料。
32.在本发明中，所述菌粉包括胶冻芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌等。本发明所述复合微生物肥料中有效活菌数为0.20～100亿/g，优选为1～80亿/g。
33.本发明所述大颗粒复合微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：各原料按比例混合后，控制压力大小为1～2.5mpa进行挤压造粒，所述压力大小优选为1.2～2.2mpa，更优选为1.5～2.0mpa。本发明通过加大造粒时的压力大小，可以增加大颗粒复合微生物肥料的紧实度，控制肥料释放的全周期中养分一直处于缓释状态，较传统包衣技术工艺更为简便，也避免了包衣肥料释放后期难以控制释放速度的情况。
34.在本发明中，所述原料混合顺序优选为：氮磷钾肥料分别粉碎后混合得到a粉；菌粉、微量元素和保水剂混合得到b粉；有机质和粘合剂混合得到c粉；将c粉与b粉混合后，再与a粉混合。
35.本发明在有机质与粘合剂混合得到c粉时，对c粉的含水量进行调节，使c粉的含水量为22～28％，优选为24～26％，更优选为25％。
36.本发明提供了所述大颗粒复合微生物肥料在林地施肥作业中的应用，所述肥料可以通过撒施的方式均匀的撒在树木的周边。
37.本发明所述林地优选为桉树林。
38.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
39.在具体实施例中，有机质为福建三炬生物科技股份有限公司发酵生产的腐熟有机质(由菇渣、海藻渣、秸秆经固体槽式曝氧发酵得到，呈现弱碱性)；粘合剂为玉米淀粉、木薯粉为主要原料的变形糊化淀粉以及硅酸盐矿物为主要成分的混合物，购自山东惠明欧德化肥助剂有限公司；保水剂为聚丙烯酰胺，购自任丘市尚康化工有限公司。
40.实施例1
41.本实施例提供了一种大颗粒复合微生物肥料。
42.原料配比为：硝酸钾20％、磷酸一铵10％、尿素25％、胶冻芽孢杆菌菌粉4％、枯草
芽孢杆菌菌粉1％、硼酸0.6％、螯合锌0.1％、粘合剂3.9％、保水剂0.4％、有机质补充到100％。
43.制备方法为：硝酸钾、磷酸一铵和尿素分别粉碎，混合得到a粉；胶冻芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉、硼酸、螯合锌和保水剂混合得到b粉；有机质和粘合剂混合，并调节含水量到25％得到c粉；将c粉与b粉混合，然后再混入a粉，制成造粒前粉状物料d粉，将d物料传送入造粒机进行挤压造粒，造粒机设定压力为1mpa。制备得到圆柱形大颗粒复合微生物肥料，直径10cm，单个颗粒重量240g。
44.实施例2
45.本实施例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂3.91％、保水剂0.39％。
46.实施例3
47.本实施例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂3.94％、保水剂0.36％。
48.实施例4
49.本对比例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂4.5％、保水剂0.4％。
50.实施例5
51.本实施例与实施例1的区别在于：造粒机设定压力为1.5mpa。
52.实施例6
53.本实施例与实施例1的区别在于：造粒机设定压力为2mpa。
54.实施例7
55.本实施例与实施例1的区别在于：制备得到圆饼形大颗粒复合微生物肥料，直径15cm，单个颗粒重量250g。
56.实施例8
57.本实施例与实施例1的区别在于：制备得到圆柱形大颗粒复合微生物肥料，直径15cm，单个颗粒重量240g。
58.实施例9
59.本实施例与实施例1的区别在于：制备得到圆球形大颗粒复合微生物肥料，直径10cm，单个颗粒重量350g。
60.对比例1
61.本对比例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂3.9％、保水剂1％。
62.对比例2
63.本对比例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂3.9％、保水剂0％。
64.对比例3
65.本对比例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂2.5％、保水剂0.4％。
66.对比例4
67.本对比例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂0％、保水剂0％。
68.对比例5
69.本对比例与实施例1的区别在于：原料中粘合剂0％、保水剂0.4％。
70.对实施例1、实施例4、实施例5、实施例8、实施例9和对比例1～5的缓释效果进行验证，于福建省漳州市南靖县桉树林中进行撒施，定期测量肥料中心点到边上还没有崩塌的直径长度，统计直径长度消耗至0时的总时长，每组实验进行3次重复，统计每组实验平均总
时长，结果见表1。
71.表1不同大颗粒肥的肥效时间
[0072][0073][0074]
由表1可知，原料中粘合剂、保水剂用量与压力大小和肥料的直径、重量改变都会影响大颗粒复合微生物肥的缓释效果，粘合剂和保水剂的比例是影响大颗粒复合微生物肥料缓释效果的主要因素。
[0075]
对比例6
[0076]
本对比例提供了一种复合微生物肥料粉剂。
[0077]
原料配比为：硝酸钾20％、磷酸一铵10％、尿素25％、有机质补足到100％、胶冻芽孢杆菌菌粉4％、枯草芽孢杆菌菌粉1％、硼酸0.6％、螯合锌0.1％、。
[0078]
制备方法为：硝酸钾、磷酸一铵和尿素分别粉碎，混合得到a粉；胶冻芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉、硼酸、螯合锌混合得到b粉；有机质调节含水量到25％得到c粉；将c粉与b粉混合，然后再混入a粉，制成粉状物料d粉，检测合格，定量包装即为复合微生物肥料粉剂产品
[0079]
对比例7
[0080]
本对比例提供了一种小颗粒复合微生物肥料。
[0081]
原料配比为：硝酸钾20％、磷酸一铵10％、尿素25％、有机质补足到100％、胶冻芽孢杆菌菌粉4％、枯草芽孢杆菌菌粉1％、硼酸0.6％、螯合锌0.1％、。
[0082]
制备方法为：硝酸钾、磷酸一铵和尿素分别粉碎，混合得到a粉；胶冻芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉、硼酸、螯合锌混合得到b粉；有机质调节含水量到25％得到c粉；将c粉与b粉混合，然后再混入a粉，制成粉状物料d粉，通过(孔径4mm)圆盘挤压造粒机，将粉剂挤压小的柱状颗粒，冷却，检测合格，定量包装即为复合微生物肥料颗粒产品
[0083]
对比例8
[0084]
本对比例提供了一种小颗粒复合肥。
[0085]
原料配比为：硫酸钾23％，硝酸钾10％，磷酸一铵15.3％，硫酸铵23％，尿素28％，硼酸0.6％，螯合锌0.1％。
[0086]
制备方法为复合肥的常规制备方法：将全部原料混合溶解，通过高塔造粒，喷雾冷
却干燥，筛选制备获取化肥小颗粒。
[0087]
试验例
[0088]
本试验例提供了本发明制备的大颗粒复合微生物肥料与常规粉剂、小颗粒肥在桉树林地中穴施、撒施的肥料对比。
[0089]
1、分别对实施例1和对比例6～8制备得到的肥料进行养分含量测定，结果见表2。
[0090]
表2肥料产品指标
[0091][0092]
由表1可见，本发明制备的大颗粒复合微生物肥料与常规粉剂、小颗粒肥在养分含量上不存在差别。
[0093]
2、分别对实施例1和对比例6～8进行桉树林施肥试验。
[0094]
(1)供试桉树：品种为巨尾桉，新栽种林地，树龄1.5年，位于福建省漳州市南靖县。
[0095]
(2)供试土壤：试验地土壤为赤红壤，0-60cm土层，有机质11.91g/kg、全氮0.62g/kg、碱解氮10.7mg/kg、有效磷3.57mg/kg、速效钾10.46mg/kg、ph值4.75。土壤速效养分含量缺乏，肥力水平低。
[0096]
(3)试验设计：试验釆用随机区组排列，设9个处理，3次重复，每个小区40株(面积为252.4m2)，试验地每666.7m2种植桉树110株。实验分组状况见表3。
[0097]
表3实验分组及施肥方式
[0098][0099]
(4)施肥与管理记载
[0100]
穴施：在每株桉树的株间两侧各开一条沟，施肥沟长60cm、宽20cm、深20～30cm，肥料均匀施入沟中后覆土。将实验处理2、4、6、8组分别每株放0.5kg肥料，每个坑放置0.25kg。
[0101]
撒施：将实验处理1、3、5、7组分别每株放0.5kg肥料，均匀的将肥料撒在按树的周边；
[0102]
试验于2020年3月23日开展，在施肥前，施肥后3个月、6个月、9个月、12个月各调查一次树势。
[0103]
树势调查方法：每个小区选取10株长势相似的桉树跟踪监测，测定树高和胸径。采用excel表进行数据统计分析。
[0104]
(5)结果分析
[0105]
统计不同处理对桉树不同时期的树高的影响，结果见表4和图1。
[0106]
表4不同处理对桉树树高的影响
[0107][0108]
备注：表中数据为各小区树高的平均值。
[0109]
由表4可以看出，施肥后于2020年3月23日、2020年6月22日、2020年9月24日、2020
年12月23日、2021年3月23日进行调查，桉树树高比施肥前有明显増加。
[0110]
相较于不同的剂型来说(处理2，处理4，处理6)，其在一定时间内有差别，但是拉长时间肥效没有太大的影响。就处理3与处理4，处理5与处理6，处理7与处理8而言，穴施的肥效要远远的高于撒施，但是处理1(株高增幅138.8％)与处理2(株高增幅141.1％)的穴施和撒施效果接近，未施肥桉树本身的株高增幅为61.2％。表明，从株高上面而言，采用本发明所述大颗粒复合微生物肥料进行撒施不会影响到肥料效果。
[0111]
统计不同处理对桉树不同时期的胸径的影响，结果见表5和图2。
[0112]
表5不同处理对桉树胸径的影响
[0113][0114][0115]
备注：表中数据为各小区树胸径的平均值。
[0116]
从表5可以看出，施肥后不同时间段的桉树胸径都比施肥前有明显増加。
[0117]
相较于不同的剂型来说(处理2，处理4，处理6)，其在一定时间内有差别，但是拉长时间肥效没有太大的影响。就处理3与处理4，处理5与处理6，处理7与处理8而言，穴施的肥效要远远的高于撒施，但是处理1(胸径增幅125.6％)与处理2(胸径增幅124.7％)的穴施和撒施效果不分彼此，未施肥桉树本身的胸径增幅为59.5％。表明，从胸径上面而言，采用本发明所述大颗粒复合微生物肥料进行撒施不会影响到肥料效果。
[0118]
(6)对处理1～2的肥料缓释效果进行测量
[0119]
分别与施肥前、施肥3个月、施肥6个月、施肥9个月、施肥12个月测量肥料中心点到边上还没有崩塌的直径长度，结果见表6。
[0120]
表6肥料直径大小测量
[0121][0122]
由表6可知，实施例1制备得到的大颗粒复合微生物肥料撒施在林间，肥效可维持
12个月，与穴施效果相近。
[0123]
综上表明，本发明所述大颗粒复合微生物肥料的肥效与粉剂和常规的小颗粒剂型相比较不会降低其肥效，就撒施肥料的施肥方式而言，远远高于其他产品的肥效。并且，本发明所述大颗粒复合微生物肥料在施肥方式上穴施与撒施效果相当，降低了林间施肥作业的时间成本和人工成本。
[0124]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。