一种内控增效肥及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种内控增效肥及其制备方法，属于肥料制备技术领域。


背景技术：

2.目前已有大量的肥料增效技术研究，如通过在肥料表面包膜或者涂覆的方式，来达到缓释的效果，我们称为“外控”，另外也可以通过在肥料内添加增效剂的方式来提升肥料利用率，我们称为“内控”，以上两种手段都可有效提高肥料的利用率。
3.关于“外控”肥料研究方面，中国专利cn101367684a公开了一种热固性树脂包膜复混肥，该发明采用如下工艺，在造粒机中把肥料颗粒预热；把多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其植物油固化剂加到肥料颗粒上，固化形成一层包膜；加热升温，把环氧树脂及其固化剂加到运动的肥料颗粒上，固化成光滑致密的包膜；制得所需热固性包膜复混肥。该类工艺能够较好的肥芯进行包覆，从而使肥料中的氮元素缓慢释放，但该工艺要求对膜材料进行精准控制，需要的设备投资也较大，另外该控释方式只能针对氮素进行控释，无法全面提升作物对氮、磷、钾元素的利用效率。
4.目前，现有技术已公开了大量的肥料增效技术，越来越多的研究开始注重通过各种复合增效剂进行全面增效，如中国专利文献cn104086289a公开了一种氮肥高分子复合增效剂，该增效剂原料组成如下：聚丙烯酰胺-无机矿物复合型高分子、聚丙烯酸盐高分子材料和淀粉-聚丙烯酸盐性高分子材料、沸石、腐植酸钾、聚天冬氨酸盐、壳聚糖、非离子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、聚硅酸钾。该增效剂能够快速吸收水分，促进氮的有效利用，该工艺使用了较多的增效手段，可以提升肥料的利用率，但该工艺只添加了化学增效剂，无法起到提升土壤微生物环境的目的。中国专利文献cn104211492a 公开了一种增效复合肥料，包括以下重量份的原料：增效剂、生物制剂、硫酸钙、硅酸钠、复混肥，生物制剂由固氮菌、解磷细菌、解钾细菌、光合细菌、放线菌及酵母菌、芽孢杆菌组成。该发明中除了使用化学增效剂外，还同时添加了大量的有益菌，能够在一定程度上提升土壤的微生物环境，但多种外添加微生物菌的发酵成本较高，另外各类菌作为外来菌的添加会减少本土的有益菌，并不能持续有效提升土壤微生物环境。
5.因此开发一种可全面提升肥料利用率的“内控”肥料变得非常有意义。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种内控增效肥及其制备方法。本发明的内控增效肥能够全面有效提升肥料利用率，实现氮、磷缓释，提升作物对氮、磷、钾的吸收效率，同时能够激活土壤有益菌。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种内控增效肥，由以下质量份的原料组成：磷肥5-35份、尿素5-35份、钾肥5-35 份、硝化抑制剂0.05-0.5份，脲酶抑制剂0.05-0.5份、聚天冬氨酸盐0.2-2份、聚丙烯酰胺0.2-2份、土壤激活剂0.2-0.6份，微量元素0.05-2份、辅料0.02-0.5份。
9.根据本发明优选的，所述磷肥为磷酸一铵、磷酸二胺、磷酸二氢钾中的一种或两种以上的组合。
10.根据本发明优选的，所述钾肥为氯化钾和/或硫酸钾。
11.根据本发明优选的，所述硝化抑制剂为3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)或双氰胺。
12.根据本发明优选的，所述脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺(nbpt)或氢醌。
13.根据本发明优选的，所述的聚天冬氨酸盐为钙盐或者钾盐，所述聚天冬氨酸盐的粘均分子量为5000-6000。
14.根据本发明优选的，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为300-350万。
15.根据本发明优选的，所述土壤激活剂为复苏促进因子rpf蛋白发酵液，其中所述复苏促进因子蛋白genbank的id为cab09664.2；
16.进一步优选的，所述复苏促进因子rpf蛋白发酵液按照下述方法制备得到：
17.(1)将弗氏链霉菌斜面孢子转接至斜面培养基中，在28℃条件下培养7天，斜面加入适量无菌水，孢子在无菌水内均匀分散，制成孢子悬液，浓度为10
8-109个/ml；
18.(2)种子液制备：将上述孢子悬液接种到液体发酵培养基中，接种量为液体发酵培养基体积的2％，在温度30℃，转速180r/min的条件下培养24小时，得到液体发酵种子液；
19.(3)液体发酵：将上述液体发酵种子液接种到液体发酵培养基中，接种量为液体发酵培养基质量的10％，在30℃下培养3-4天，放罐，即得含rpf蛋白的发酵液；
20.(4)板框压滤：向上述制备所得含rpf蛋白的发酵液中加入助滤剂后进行板框过滤，弃去沉淀，所得上清液为复苏促进因子rpf蛋白发酵液。
21.进一步优选的，步骤(1)中所述弗氏链霉菌于2016年1月7日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为：cgmcc no.11963。
22.步骤(1)中所述斜面培养基组成为：豆粕粉18-22g/l，酵母粉4-6g/l，玉米粉 8-12g/l，琼脂粉14-16g/l，ph为6-8。
23.进一步优选的，步骤(2)中所述液体发酵培养基组成为：玉米粉28-32g/l、葡萄糖18-22g/l、磷酸二氢钾0.2-0.4g/l、蛋白胨4-6g/l、黄豆饼粉14-16g/l、硝酸钾 4-6g/l、豆油8-11g/l、氯化钙0.4-0.6g/l，ph为6-8。
24.进一步优选的，步骤(3)中所述液体发酵培养基的组成与步骤(2)中相同。
25.进一步优选的，步骤(4)中所述助滤剂为膨润土、碳酸钙或高岭土中的一种或两种以上的组合；所述助滤剂的质量为含rpf蛋白的发酵液质量的0.1％；所述的复苏促进因子rpf蛋白发酵液中所含复苏促进因子rpf蛋白的含量为8-12g/l。
26.根据本发明优选的，所述微量元素为硼酸、edta铁、edta锌、edta锰中的一种或者两种以上的组合。
27.根据本发明优选的，所述辅料为膨润土、蒙脱石、凹凸棒土、沸石粉和高岭土中的至少一种，进一步优选膨润土和/或凹凸棒土。
28.根据本发明，上述内控增效肥的制备方法，包括步骤如下：
29.将磷肥、尿素、钾肥、硝化抑制剂、硝化抑制剂、聚天冬氨酸盐、聚丙烯酰胺、微量元素、辅料，土壤激活剂进行混合，形成混合料，之后造粒，制备得到内控增效肥。
30.本发明的技术特点及有益效果如下：
edta铁、0.15kg edta锌、0.15kg edta锰和0.2kg凹凸棒土进行破碎混合，形成混合料；
47.将上述混合料通过滚筒造粒制备成颗粒，即可得内控增效肥b，其中的养分含量 (n-p2o
5-k)为16％-16％-16％。
48.对比例1
49.一种内控增效肥的制备方法，包括步骤如下：
50.将150kg尿素，38kg磷酸一铵，65kg硫酸钾，0.8kg dmpp，0.6kg nbpt，1.5kg 聚天冬氨酸钙，4kg聚丙烯酰胺，0.1kg硼酸、0.1kg edta铁、0.15kg edta锌、0.1kg edta锰和0.5kg膨润土进行破碎混合，形成混合料；
51.将上述混合料通过滚筒造粒制备成颗粒，即可得内控增效肥a1，其中的养分含量(n-p2o5-k)为28％-6％-12％。
52.本对比例的内控增效肥中未加入土壤激活剂复苏促进因子rpf蛋白发酵液。
53.对比例2
54.一种内控增效肥的制备方法，包括步骤如下：
55.将150kg尿素，38kg磷酸一铵，65kg硫酸钾，0.8kg dmpp，0.6kg nbpt，1.5kg 聚天冬氨酸钙，4kg复苏促进因子rpf蛋白发酵液，0.1kg硼酸、0.1kg edta铁、0.15kg edta锌、0.1kgedta锰和0.5kg膨润土进行破碎混合，形成混合料；
56.将上述混合料通过滚筒造粒制备成颗粒，即可得内控增效肥a2，其中的养分含量 (n-p2o5-k)为28％-6％-12％。
57.本对比例中将使用复苏促进因子rpf蛋白发酵液代替聚丙烯酰胺和复苏促进因子 rpf蛋白发酵液的组合。
58.对比例3
59.一种内控增效肥的制备方法，包括步骤如下：
60.将150kg尿素，38kg磷酸一铵，65kg硫酸钾，0.8kg dmpp，0.6kg nbpt，1.5kg 聚天冬氨酸钙，2kg复苏促进因子rpf蛋白发酵液，0.1kg硼酸、0.1kg edta铁、0.15kg edta锌、0.1kg edta锰和0.5kg膨润土进行破碎混合，形成混合料；
61.将上述混合料通过滚筒造粒制备成颗粒，即可得内控增效肥a3，其中的养分含量 (n-p2o5-k)为28％-6％-12％。
62.本对比例的内控增效肥中未加入聚丙烯酰胺。
63.试验例
64.为了进一步说明本发明制得的内控复合肥的作用，对本发明制备的产品进行了田间实验，实验地点：安徽凤台县，试验共设5个处理，每个处理设置3组，每组试验为1 亩，实验作物为水稻，类型中稻。
65.实验处理如下：
66.处理1：参照当地施肥，每亩施用23kg尿素，6kg磷酸一胺和10kg硫酸钾作为基肥，水稻返青后撒施10kg尿素作为追肥，分蘖后喷施微量元素叶面肥(叶面肥由0.016kg 硼酸、0.016kg edta铁、0.023kg edta锌、0.016kg edta锰加1l水配制成)。
67.处理2：将实施例1制备的内控增效肥40kg作为基肥施用，不再追肥。
68.处理3：将对比例1制备的内控增效肥40kg作为基肥施用，不再追肥。
69.处理4：将对比例2制备的内控增效肥40kg作为基肥施用，不再追肥。
70.处理5：将对比例3制备的内控增效肥40kg作为基肥施用，不再追肥。
71.实验结果如表1所示：
72.实验各处理的水稻产量结果如表1所示，另外取试验后各处理的土壤，按照 ny227-94微生物肥料标准，检测土壤中的革兰氏阳性菌数量，结果如表2所示：
73.表1水稻测产结果
74.处理产量(kg/亩)比处理1增产处理1568
‑‑
处理26148.1％处理35812.3％处理45975.1％处理55914％
75.表2土壤中有益微生物的数量
[0076][0077][0078]
(1)表1中处理2比处理1增产8.1％，说明本发明在不进行追肥的情况下，在各类物质的增效作用下，提升了作物对肥料的吸收效率，起到了良好的增产效果。
[0079]
(2)表1中处理3和处理4比处理2产量低，说明土壤激活剂和聚丙烯酰胺协同使用的效果好于使用单一物质。
[0080]
(3)表2中处理2的放线菌和巨大芽孢杆菌数量都明显高于处理3，说明复苏促进因子rpf蛋白的加入增加了土壤中革兰氏阳性菌数量，提升了土壤微环境。
[0081]
(4)处理2比处理4和5的有益菌数量多，说明土壤激活剂和聚丙烯酰胺的协同作用下，聚丙烯酰胺促进了土壤激活剂对有益菌的激活作用，从而增加了作物的根系生产环境，使得根系的吸收效率提升。