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一种稻缓释肥及其制备方法

阅读:389发布:2021-11-07

专利汇可以提供一种稻缓释肥及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 水 稻缓释肥及其制备方法,所述水稻缓释肥的原料组份及重量配比为:复合菌剂25-40份、有机物料500-600份、无机物料800-1200份、 肥料 芯100-150份、微量元素20-30份、添加剂120-150份、 纤维 素70-80份、 溶剂 2500-3500份。,下面是一种稻缓释肥及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种稻缓释肥,其特征在于,所述水稻缓释肥的原料组份及重量配比为:复合菌剂
25-40份、有机物料500-600份、无机物料800-1200份、肥料芯100-150份、微量元素20-30份、添加剂120-150份、纤维素70-80份、溶剂2500-3500份。
2.据权利要求1所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述复合菌剂的原料组分及重量配比为,固氮菌25-35份、解菌1-3份、酵母菌15-20份、哈茨木霉菌8-10份、棘孢曲霉12-15份、枯草芽胞杆菌12-16份、光合菌8-12份、固根菌7-13份、腐质生放线菌15-20份、胶冻样芽胞杆菌12-17份、解磷巨大芽孢杆菌13-18份、侧孢芽孢杆菌5-10份、地衣芽孢菌3-8份、可蜡状样芽孢杆菌11-19份、细黄链霉菌7-12份、解淀粉芽孢杆菌7-11份、德式乳酸菌15-20份、巴西固氮螺菌3-8份、田青茎瘤根瘤菌4-9份。
3.根据权利要求2所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述解淀粉芽孢杆菌(4-5)×
108个/mL,枯草芽孢杆菌(4-5)×108个/mL,哈茨木霉菌(3-4)×108个/mL,固氮菌(2.5-3)×
8 8 8 8
10 个/mL、解钾菌(3-4)×10 个/mL、酵母菌(4-5)×10个/mL、棘孢曲霉(1-1.5)×10个/mL、光合菌(3-4)×108个/mL、固根菌(2-3)×108个/mL、腐质生放线菌(2.5-3)×108个/mL、胶冻样芽胞杆菌(2-3)×108个/mL、解磷巨大芽孢杆菌(3-4)×108个/mL、可蜡状样芽孢杆菌(2-3)×108个/mL、德式乳酸菌(2.5-3)×108个/mL。
4.根据权利要求1所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述有机物料的原料组分及重量份配比为,麦麸15-25份、植物提取物50-80份、豆粕1-5份、粕1-5份、玉米胚芽粕5-10份、花生粕15-20份、植物秸秆700-800份、草粉10-15份、蛇米1-5份、豆腐渣10-15份、糠渣1-10份、竹子渣10-15份、甘蔗渣10-15份、中药渣5-10份、食用菌渣30-40份、茶树废渣40-
50份、骨粉5-10份、鱼骨粉5-10份、松针粉15-20份、糖化粉10-15份、动物粪便150-200份、木屑10-15份、城市垃圾30-50份、松壳10-15份、荔枝壳10-15份、水稻壳20-30份、核桃壳40-
70份、板栗壳10-15份、花生麸5-15份、菜饼10-15份、杜仲叶15-20份、桑叶15-20份、红掌叶
5-10份、桃金娘叶5-10份、玉簪花叶5-10份、壳聚糖1-5份、西瓜皮10-15份、桃金娘树皮5-10份、山楂核5-10份。
5.根据权利要求1所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述无机物料的原料组分及重量份配比为,砂15-25份、陶瓷废渣120-150份、灰30-45份、珍珠岩粉1-5份、磷矿粉1-
3份、膨润土15-25份、藻土30-45份、高岭土35-45份、蒙脱土10-15份、凹凸棒土15-25份、石灰石粉15-25份、海泡石粉3-6份、褐煤粉15-25份、电气石粉10-15份、滑石粉10-15份、蛭石粉15-25份、贝壳粉30-45份、沸石10-15份、煤矸石30-45份、母10-15份、麦饭石10-15份、光卤石10-15份、天然页岩20-35份。
6.根据权利要求1所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述肥料芯的原料组份及重量份配比为碳酸氢铵30-45份、尿素80-105份、硫酸钾45-80份、氯化铵70-95份、氯化钾25-55份、磷酸钾10-35份、镁磷肥45-65份。
7.根据权利要求1所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述微量元素选自氯化锌、氯化、氯化镁、氯化、氯化亚铁、氯化锰、硝酸铵、硝酸亚铁、硝酸铁、硝酸钾、硝酸锌、硝酸铜、硝酸铈铵、硝酸镁、硝酸锰、硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸二氢钾、硫酸锌、磷酸锌、磷酸铜、磷酸氢二钾、过磷酸钙、磷酸锰、磷酸亚铁、磷酸铁、钼酸铵、钼酸钠、碳酸钙、碳酸钾、高锰酸钾中的一种或几种的组合物。
8.根据权利要求1所述的一种水稻缓释肥,其特征在于,所述添加剂的原料组份及重量份配比为,交联剂5-10份、缓释剂90-120份、抑制剂10-15份、偶联剂5-10份、封闭剂10-15份、引发剂5-10份、调理剂40-50份。
9.一种权利要求1所述水稻缓释肥的制备方法,其特征在于,所述制备方法步骤如下:
步骤(1)原料预处理;所述原料预处理具体步骤为,将有机物料中的植物秸秆经35-50℃烘干至恒重,用切割机进行切割处理为长度2-8cm,将切割后的植物秸秆连同其它有机物料一同去除杂质,在远红外线灭菌机里进行50-60秒灭菌,然后再进行高温灭菌,设定灭菌温度范围为100-110℃,压为1-2MPa,灭菌时长范围为30-40分钟;投入连续热解装置中,在氮气氛围下,升温至200-300℃加热炭化3-5h,然后粉碎、过150-200目筛,冷却至室温,制得有机物生物质炭A;将有机物生物质炭A加入乙醇中浸泡,料溶重量比为1∶(2-5),浸泡1-
24小时,使其含乙醇达到10-20wt%,然后进行真空干燥20-30min,真空干燥后的有机物料,加入搅拌球磨机中,转速为200-250r/min,球磨时间3-5min,得到有机物料粉末再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到干燥有机物料细粉A;所述真空干燥为在干燥腔内进行热-红外-微波干燥,热风温度40-50℃,远红外辐射强度0.3-0.4W/cm2,微波加热第一阶段功率为100-150W,第二阶段功率为200-300W,第三阶段功率为350-400W,传送带速度1-2m/min,循环9-10次;
无机物料的处理:将无机物料放入粉碎器中粉碎20-30min,过400目,之后放入沸炉中,在1000℃下煅烧5-6h,得煅烧无机物料粉,将无机物料粉加入搅拌球磨机中,转速为
200-250r/min,球磨时间3-5min,得到无机物料粉末,再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到无机物料细粉A,将无机物料细粉A中加入总重量3-5倍的水,在室温下超声并机械搅拌20-40min,形成反应底液A,备用;
步骤(2)复合菌剂的制备,具体包括向陶瓷发酵罐中按照复合菌剂的原料组份及重量配比,加入菌剂,混合得到混合物a;边搅拌,边向混合物a中加入水及干燥有机物料细粉A得到混合物b;
将混合物b经微滤生物陶瓷薄膜过滤,分别收集截留物和滤过液;然后将滤过液继续进行超滤膜过滤,得到超滤膜过滤液A备用;所述生物陶瓷薄膜化锆基纳米无机薄膜,截留分子量为1500MW,微滤温度为20-25℃;超滤膜截留分子量为400MW,超滤温度为40℃;所述纳米无机薄膜的厚度为10-15微米;所述纳米无机薄膜的原料组份及重量配比为:二氧化硅8-10份、氧化镁5-8份、氧化钇稳定的氧化锆15-20份、氮化5-15份、碳纤维1-4份、氧化8-10份、氮化镁5-8份、氮化硅3-4份、碳化硅5-10份;
将超滤膜过滤液A进行发酵,控制pH值在6.5-7,发酵温度75-85℃,真空度为-0.1KPa;
发酵时间为10-15h;且在前12个小时,发酵温度为40-45℃,后调整为75-85℃; 发酵过程中还进行通气,在前3个小时,通气量为1:1v/v.m;后调整为1:1.5v/v.m,得到发酵液A;然后进行二次有氧发酵,发酵液A控制pH值在7,发酵温度40-45摄氏度,进行二次有氧发酵20-40h,得发酵液B;将发酵液B放入微波处理机中,调整微波功率220 250w,微波辐射作用6-10min,~
完成后得发酵液C备用;
步骤(3)制备水稻缓释肥,向步骤(1)中的反应底液A中加入肥料芯、微量元素、添加剂、纤维素和剩余溶剂,在搅拌机中以1000转/min,搅拌25-35min,停止搅拌,然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒,干燥,得到粒状物A,将粒状物A放置带高压喷头和热风烘烤的在高温滚动流化床上,将发酵液C通过高压喷头重复7-8次均匀的喷洒在粒状物A上,每次喷洒时配合120-130℃的热风烘烤,待操作完毕,采用35-45℃干燥2-3h,冷却,袋装即得。
10.一种权利要求1所述水稻缓释肥的应用,其特征在于,所述应用步骤如下:
(1)拌种:将种子喷湿后与菌剂拌匀,以每粒种子表面都沾上菌剂为宜,拌种后,阴干,立即播种,每亩用量2公斤,拌种适用于直接点播的作物;
(2)浸种:按1:(10-15)的比例将菌剂浸泡在水中经充分搅拌并放置3小时,取上清液浸泡种子4-6小时,然后经阴干,即可播种,亩用量1公斤;
(3)沾根:把菌剂与水按1:(5-10)的比例调成糊状,并均匀地沾在幼苗根上,随即定植,亩用量2公斤;
(4)灌根:按1:(15-25)的比例,把菌剂与水混合搅匀,然后灌入作物根部,亩用量2公斤;
(5)穴施:将菌剂与细土混匀后放入每穴中,然后再移栽或点种,亩用肥量1.5公斤;
在拌种前,对土地进行管理,铺设输水设施;在距离每亩待种种子的田地边缘10-15m处,挖一圆锥形大坑,深度为1-2m,用挖出的土将深坑四周的地面垫高6-9cm;坑内中间部位挖直径为1.5-2m的集水井,深度以达到地下水为止,坑的其余部分从高到低依次垫上原土层、细砂层、粉煤灰层和砾石层;在种种子的田地的两端分别设置3-5条汇水沟,并分别通过水管与一个抽水井连通,在每个高田垄背阳的一侧挖出一条宽15-25厘米,深10-15厘米的储水沟,紧贴储水沟放置3-4个储水槽,每个储水槽均与所述的汇水沟连通,每个储水槽上每隔2-3米设置一个朝向储水沟的出水口;田间埋设暗管,暗管与出水口连接,暗管直径5-
8cm,暗管周壁设置渗水孔;暗管间距2-3米,埋深1米,长度20-25米;所述储水槽采用碳/碳化硅复合材料制备而成,所述储水槽内表面涂覆有防渗水涂层;储水槽设在田边1-2米处;
用空心砖将种植田分隔成宽1-1.4米的种植行,空心砖垒高20-25厘米,宽8-10厘米,然后在空心砖上放置度为5-8°的齿形管道,齿峰处设有喷水口;喷灌系统包括设置在水源上的抽水,抽水泵连接有主系统截流闸,主系统截流闸阀连通有主管,主管的一端连接有主系统截流闸阀,主管的另一端连接有电磁阀,电磁阀通过控制器控制,电磁阀连接有压力调节器,压力调节器连用有若干个支管,支管上设置有喷头;喷头为旋转式喷头,喷头的射程为6-8m,每根支管上相邻两个喷头之间的距离为3-4m,相邻两个支管之间的距离为5-
8m;
进行土地翻整;并用质量浓度为3-4%呋喃丹2-3kg/亩、质量浓度为60%敌克松可湿性粉剂2-3kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒,在种植行内深耕20-30cm,并将土壤细碎均匀;
开挖宽15-30厘米,深35-55厘米的种植沟,行距15-25cm,在种植沟内由下到上依次铺设5-
10cm砾石层、1-5cm细砂层15-20cm的复合土壤和14-20cm的原土层;所述复合土壤为取挖取的经过细碎均匀的土壤与营养液按照(8-10):(1-3)的重量比混合得到,复合土壤与原土层形成种植层;在种植层上起土垄,土垄之间设置行沟,土垄和行沟的高度差为15-20cm,土垄上种植种子;
施基肥,施基肥时间在深耕前10-15天,施肥量为每亩10-20kg,所述基肥为所述水稻缓释肥。

说明书全文

一种稻缓释肥及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于材料技术领域,主要涉及一种水稻缓释肥及其制备方法。

背景技术

[0002] 我国是一个农业大国,年产秸秆大约在7亿吨左右,是一种经济易得的农业废弃物原料。目前,我国对于秸秆的利用技术十分落后,除了用于造纸之外,目前还没有一种高效、经济实用可行的高效综合利用技术。大部分秸秆用于焚烧,这种粗放的利用方式不仅浪费了宝贵资源,而且引起严重的雾霾等环境问题。秸秆如小麦秸秆,其主要成分为纤维素、半纤维素、木质素等物质构成,十分难于降解。目前,虽然有文献报道,可由秸秆转化成呋喃类化合物,但其效率较低、目标产物的收率低,无法实现工业利用。呋喃类化合物是一种基于生物质的重要平台小分子。如5-羟甲基糠可被直接转化为各种具有经济价值的乙酰丙酸(LA)、2,5一二甲基呋喃(DMF)、2,5-呋喃二甲酸(FDCA)等高附加值化合物,被认为是一种介于生物质化学和石油工业有机化学之间的最具开发潜的生物质平台化合物。但目前,5-羟甲基糠醛大部分采用可食用的单糖如果糖和葡萄糖,导致其价格昂贵,限制它的大规模利用。另外一种重要的呋喃化合物为糠醛,它是一种重要的化学品,其原料主要是玉米棒。国内外已经有一些有关秸秆综合利用的技术的报道:申请号为201410433506.1的中国发明报道了一种秸秆组分分离及秸秆组分全利用的方案,通过对秸秆蒸汽爆破处理,将纤维素、半纤维素、木质素分离,然后再对各个组分进行分离和转化。此发明需要添加价格昂贵的酶,反应效率低,生产成本高。
[0003] 申请号为201110110405.7的中国发明提供了一种水稻炭基缓释肥及其制备方法,其主要技术为将水稻秸秆生物质炭与氮磷颗粒复合肥混合,添加粘结剂,形成一种水稻炭基缓释肥。但此方法的不足是将具有较高附加值的半纤维素、纤维素直接热解成生物质炭,浪费了宝贵资源,无法实现秸秆的综合利用。
[0004] 申请号为201110061698.4的中国发明报道了农作物秸秆制炭并生产缓释肥的方法,首先将秸秆粉碎,将具有较高附加值的半纤维素、纤维素直接热解成生物质炭,浪费了宝贵资源,并且需要添加粘结剂,生产成本过高。
[0005] CN 101759498 B一种可降解缓释肥料,缓释期为1-3个月,制作方法如下: 第一步:将颗粒肥料在包膜设备中预热至40-52℃,加入占颗粒肥料质量0.5-5%的改性脲醛树脂,在包膜设备中转动至肥料颗粒表面形成粘结液层,所述改性脲醛树脂制作过程中添加了39-42%的磺化木质素;第二步:把改性高岭土味精渣混合均匀后,加到包膜设备中运动的肥料颗粒上,继续加热保持温度40-55℃,转动至膜材料被均匀的包裹到肥料颗粒上,并固化成膜,完成一次包膜,改性高岭土和味精渣的使用量占颗粒肥料质量的2-9%,所述改性高岭土采用十六烷基三甲基溴化铵处理;改性高岭土和味精渣混合的比例是改性高岭土7-9 份,味精渣1-3份;第三步:按顺序重复第一、二步骤多次,直至包膜材料全部包裹在肥料颗粒上,包膜层固化,制得可降解缓释肥料。
[0006] CN 101357867 B一种腐植酸包膜控释肥,一种腐植酸包膜控释肥,其特征在于,包括肥料核芯和腐植酸固体膜材料,总包膜率为1-25% wt,它是通过下述工艺制备的:第一步:将一定量颗粒肥料在包膜设备中预热至55-65℃,加入芳香族多异氰酸酯及其固化剂桐油、豆油、亚麻油或三者任意几种的混合物,芳香族多异氰酸酯及其固化剂的用量为称量的颗粒肥料质量的0.5-1%,其中固化剂占粘结液重量的55-65%,在包膜设备中转动至肥料颗粒表面形成粘结液层;第二步:把腐植酸固体膜材料撒到运动的肥料颗粒上,腐植酸固体膜材料的用量为颗粒肥料质量的1-15%,继续加热保持温度55-65℃,在芳香族多异氰酸酯及其固化剂的作用下,转动至腐植酸固体膜材料被包裹到肥料颗粒上,并固化形成抗冲击、耐磨的包膜层,完成一次包膜;第三步:按顺序重复第一、二步骤多次,直至腐植酸固体膜材料全部包裹在肥料颗粒上,包膜层固化,制得所需腐植酸包膜控释肥。以上所列方法均存在包膜材料所占质量比较大的问题,虽然包膜结构对肥芯主养分起到一定的缓释作用,但却明显降低了总养分含量,难以在以掺混方式生产高含量配方肥料中应用;以上所列部分技术中,包膜材料成分中含有树脂等难降解材料,长期使用对土壤存在潜在污染。因此需要针对上述方法的缺陷进行改进,发明一种包膜材料生态安全,用量少、成膜好,缓释效果明显,应用增产显著的新技术。
水稻原产中国,七千年前中国长江流域就种植水稻。按照不同的方法,水稻可以分为籼稻和粳稻、早稻和中晚稻,糯稻和非糯稻。我国科学家袁隆平对杂交水稻的研究作出了巨大贡献,被誉为“杂交水稻之父”。水稻所结子实即稻谷,稻谷(粒)去壳后称大米、香米、稻米。
世界上近一半人口,都以大米为食。大米的食用方法多种多样,有米饭、米粥、米饼、米糕,米酒等。水稻除可食用外,还可以酿酒、制糖作工业原料,稻壳、稻秆,可以作为饲料。我国水稻主产区主要是东北地区、长江流域,珠江流域。属于直接经济作物。
[0007] 肥料,是提供一种或一种以上植物必需的营养元素,改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质。农业生产的物质基础之一。中国早在西周时就已知道田间杂草在腐烂以后,有促进黍稷生长的作用。《齐民要术》中详细介绍了种植绿肥的方法以及豆科作物同禾本科作物轮作的方法等;还提到了用作物茎秆与粪尿混合,经过践踏和堆制而成肥料的方法肥料是农作物种植的过程中重要的辅助,水稻能否高产肥料起着重要的作用,现有的肥料往往不能够保证水稻各种微量元素的吸收,导致营养不均衡,水稻产量低生物炭通常是指农林废弃物等生物质,在缺和一定温度条件下热解形成的富产物。在环境领域,生物炭主要用来破解秸秆燃烧难题,减少面源污染,实现农业“碳封存”;在农业领域,主要用来改良土壤、培肥地力、修复农田、提高作物产量和品质等。当下,我国农田已不堪重负,耕地一再被占用,质量急剧下降;气候变化和掠夺式的过度利用,使过去的良田沃土严重退化:有机质含量降低,黑土层变薄、酸化现象严重,地力明显下降,重金属超标。同时,随着我国粮食生产连年增收,每年有大约7亿吨的秸秆,其中只有不到1/3的秸秆实现了还田,其余的基本被烧掉或废弃。如果将这些秸秆等农业废弃物还田,无疑是遏制土壤退化、改善耕地质量的有效措施。在所有的秸秆利用途径中,首先应是肥料还田、直接还田或炭化还田。这不仅是改良土壤、实现农田可持续发展、保障粮食安全的需要,也是破解秸秆焚烧难题、加强环境与生态建设的需要。为提高土壤肥力,近年来,国外开始研究将生物炭应用技术引进农业环境领域的可能性。但是,国外的生物炭产业由于各种原因,并不符合我国生态建设和可持续发展的需要。根据我国的实际情况,生物炭与农业研究的总体设计思路应该是:以生物炭为载体,生产缓释肥和土壤改良剂,实现秸秆炭化还田。基于上述设计思路,现有技术研发了多种以生物炭为基础的肥料,各自有所突破。但是,总体而言,均存在一定的缺陷。首先,与生物炭联合的生物基肥的选择尚不理想,大部分技术采用与鸡粪共同堆沤,但是鸡粪的营养及肥效有其自身的特点,并不全面。大部分与生物炭联合的生物有机肥均为粪肥,鸡粪、猪粪都由于各自产量较大,成本低廉而成为粪肥的常用选择。但是由于各自组分的差异,故在促进作物生长方面各有优势,同时也各自存在有短板:一方面,二者的组分不同,故具有不同的肥效,鸡粪是常规禽畜粪便中营养价值最高的,其中有机质站25%,氮磷钾的含量也很高,同时富含基酸、、锌、、锰、镁、硒等微量元素以及富含维生素B,肥效持期长;而猪粪含油蛋白质、脂肪类、有机酸、纤维素、半纤维素以及无机盐等多种营养成分,维生素A的含量较高,肥效迅速。二者组分具有较好的互补性,互相具有不同的肥效优势。但是,由于猪粪质地较细,透气性差,单独发酵需要大量的秸秆疏松,造成成品肥料的养分比例较低。且鸡粪与猪粪的发酵条件有所不同,故现有技术难以合并堆沤。其次,近年来,中国畜牧业的发展已经步入规模化、产业化的发展阶段,由于养殖模式的改变以及商家对利益的追求,一些重金属元素如Cu、Zn、As、Cr、Pb等被广泛应用于饲料添加剂,随之进入到禽畜粪便中。因此,禽畜粪便的重金属污染问题变得十分严峻,这些重金属离子如果不在堆肥时进行钝化,降低其生物有效性,则会对作物的生长以及土壤的环境造成不良影响。再有,在水稻生长的土壤污染形势不容乐观,根据2014年4月7日公布的第一次全国土壤污染调查公报,Hg点位超标率达到1.6%。根据农业部第二次全国污灌区普查报告,在当时统计的约140×104km2污灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污灌区总面积的64.8%,其中汞是污染面积最大的重金属之一,平均含量为0.76mg-1·kg。土壤在经历漫灌(污灌)、季节性水淹、洪水或干湿交替(稻田环境)等水分条件变化时,可以使土壤汞发生甲基化,汞在硫酸盐还原菌等细菌作用下,大量转化为甲基汞并转运到水稻籽粒中,对人体健康造成极大威胁。已有研究证实,水稻对于甲基汞具有较强的富集能力,且甲基汞容易在稻米中产生积累。在中国西南汞矿区周边,食用稻米是农村居民甲基汞暴露的主要途径,居民甲基汞总输入量的
94%来自稻米食用。生物炭基肥对汞离子有一定的吸附固化能力,但是效果甚微,如何在即利用了生物炭基肥的肥效作用前提下,还能进一步提高其对汞离子的固化水平,是本领域研究人员的难点和重点。在肥料的使用中,控释肥显然更加方便实用。而生物炭的缓释能力有限,如果覆盖水稻的全生育期,则需要进一步对其理化性质进行优化。
[0008] 牡蛎壳的由粒细胞不断分泌无机盐堆积而形成的。在牡蛎壳的形成中,有机生物大分子作为框架,诱导晶体形成,使得碳酸分子不断有次序的堆积,逐渐形成具有较高密度的三维网状结构。牡蛎壳主要是有三层结构组成,最外层是厚度极薄的硬化蛋白质层,中间是钙质纤维交织,含有较多天然气孔的棱柱层,主要是由方解石构成,内层是珍珠层,主要是由文石构成。在牡蛎的三层结构中,最主要的棱柱层,呈叶片状结构,含有大量微孔,经过煅烧后,CO2排除,剩余主要成分是氧化钙,物质发生分解,原来的孔道发生改变,形成复杂的多孔型结构,牡蛎壳的物质组成分为无机质和有机质两部分,无机质部分碳酸钙为主,占牡蛎壳质量90%以上,其中,钙元素约占39.78%,此外,还包含铜、铁、锌、锰、锶等20多种微量元素;牡蛎壳的有机成分约占牡蛎壳质量的3-5%,含有甘氨酸、胱氨酸、蛋氨酸等17中氨基酸过氧化钙,化学分子式CaO2,是一种重要的无机化工产品,白色至淡黄色无臭,在水及潮湿空气中缓慢释放氧气、可用作杀菌剂防腐剂、发酵剂、油类漂白剂和封闭泥胶快干剂以及增氧供氧剂。但是过氧化钙直接使用时,面临着遇水遇潮气过于快速释放氧气的缺陷和不足。由于可以通过氧化钙结合双氧水以及适量的水生成稳定过氧化钙晶体,如化学式所示, CaO+H2O2+7H2O→CaO2•8H2O,在该反应体系中,需要对生成的过氧化钙晶体进行过滤、冲洗、加热干燥等一系列程序才能得到稳定的过氧化钙。
[0009] 牡蛎壳来源广泛,借助牡蛎壳开发高效廉价的缓释肥,对提高肥料的利用率具有重大的意义。

发明内容

[0010] 针对现有技术中的不足,本发明的目的在于提供一种水稻缓释肥及其制备方法和应用。
[0011] 为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是:一种水稻缓释肥,所述水稻缓释肥的原料组份及重量配比为:复合菌剂25-40份、有机物料500-600份、无机物料800-1200份、肥料芯100-150份、微量元素20-30份、添加剂120-
150份、纤维素70-80份、溶剂2500-3500份。
[0012] 所述复合菌剂的原料组分及重量配比为,固氮菌25-35份、解钾菌1-3份、酵母菌15-20份、哈茨木霉菌8-10份、棘孢曲霉12-15份、枯草芽胞杆菌12-16份、光合菌8-12份、固根菌7-13份、腐质生放线菌15-20份、胶冻样芽胞杆菌12-17份、解磷巨大芽孢杆菌13-18份、侧孢芽孢杆菌5-10份、地衣芽孢菌3-8份、可蜡状样芽孢杆菌11-19份、细黄链霉菌7-12份、解淀粉芽孢杆菌7-11份、德式乳酸菌15-20份、巴西固氮螺菌3-8份、田青茎瘤根瘤菌4-9份。
[0013] 所述解淀粉芽孢杆菌(4-5)×108个/mL,枯草芽孢杆菌(4-5)×108个/mL,哈茨木霉菌(3-4)×108个/mL,固氮菌(2.5-3)×108个/mL、解钾菌(3-4)×108个/mL、酵母菌(4-5)×108个/mL、棘孢曲霉(1-1.5)×108个/mL、光合菌(3-4)×108个/mL、固根菌(2-3)×108个/mL、腐质生放线菌(2.5-3)×108个/mL、胶冻样芽胞杆菌(2-3)×108个/mL、解磷巨大芽孢杆菌(3-4)×108个/mL、可蜡状样芽孢杆菌(2-3)×108个/mL、德式乳酸菌(2.5-3)×108个/mL。
[0014] 所述有机物料的原料组分及重量份配比为,麦麸15-25份、植物提取物50-80份、豆粕1-5份、粕1-5份、玉米胚芽粕5-10份、花生粕15-20份、植物秸秆700-800份、草碳粉10-15份、蛇米1-5份、豆腐渣10-15份、糠醛渣1-10份、竹子渣10-15份、甘蔗渣10-15份、中药渣
5-10份、食用菌渣30-40份、茶树废渣40-50份、牛骨粉5-10份、鱼骨粉5-10份、松针粉15-20份、糖化粉10-15份、动物粪便150-200份、木屑10-15份、城市垃圾30-50份、松壳10-15份、荔枝壳10-15份、水稻壳20-30份、核桃壳40-70份、板栗壳10-15份、花生麸5-15份、菜饼10-15份、杜仲叶15-20份、桑叶15-20份、红掌叶5-10份、桃金娘叶5-10份、玉簪花叶5-10份、壳聚糖1-5份、西瓜皮10-15份、桃金娘树皮5-10份、山楂核5-10份。
[0015] 所述无机物料的原料组分及重量份配比为,砂15-25份、陶瓷废渣120-150份、灰30-45份、珍珠岩粉1-5份、磷矿粉1-3份、膨润土15-25份、藻土30-45份、高岭土35-45份、蒙脱土10-15份、凹凸棒土15-25份、石灰石粉15-25份、海泡石粉3-6份、褐煤粉15-25份、电气石粉10-15份、滑石粉10-15份、蛭石粉15-25份、贝壳粉30-45份、沸石10-15份、煤矸石30-45份、母10-15份、麦饭石10-15份、光卤石10-15份、天然页岩20-35份。
[0016] 所述肥料芯的原料组份及重量份配比为碳酸氢铵30-45份、尿素80-105份、硫酸钾45-80份、氯化铵70-95份、氯化钾25-55份、磷酸钾10-35份、钙镁磷肥45-65份。
[0017] 所述微量元素选自氯化锌、氯化铜、氯化镁、氯化铁、氯化亚铁、氯化锰、硝酸铵、硝酸亚铁、硝酸铁、硝酸钾、硝酸锌、硝酸铜、硝酸铈铵、硝酸镁、硝酸锰、硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸二氢钾、硫酸锌、磷酸锌、磷酸铜、磷酸氢二钾、过磷酸钙、磷酸锰、磷酸亚铁、磷酸铁、钼酸铵、钼酸钠、碳酸钙、碳酸钾、高锰酸钾中的一种或几种的组合物。
[0018] 所述添加剂的原料组份及重量份配比为,交联剂5-10份、缓释剂90-120份、抑制剂10-15份、偶联剂5-10份、封闭剂10-15份、引发剂5-10份、调理剂40-50份。
[0019] 一种所述水稻缓释肥的制备方法,所述制备方法步骤如下:步骤(1)原料预处理;所述原料预处理具体步骤为,将有机物料中的植物秸秆经35-50℃烘干至恒重,用切割机进行切割处理为长度2-8cm,将切割后的植物秸秆连同其它有机物料一同去除杂质,在远红外线灭菌机里进行50-60秒灭菌,然后再进行高温灭菌,设定灭菌温度范围为100-110℃,压力为1-2MPa,灭菌时长范围为30-40分钟;投入连续热解装置中,在氮气氛围下,升温至200-300℃加热炭化3-5h,然后粉碎、过150-200目筛,冷却至室温,制得有机物生物质炭A;将有机物生物质炭A加入乙醇中浸泡,料溶重量比为1∶(2-5),浸泡1-
24小时,使其含乙醇达到10-20wt%,然后进行真空干燥20-30min,真空干燥后的有机物料,加入搅拌球磨机中,转速为200-250r/min,球磨时间3-5min,得到有机物料粉末再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到干燥有机物料细粉A;所述真空干燥为在干燥腔内进行热-红外-微波干燥,热风温度40-50℃,远红外辐射强度0.3-0.4W/cm2,微波加热第一阶段功率为100-150W,第二阶段功率为200-300W,第三阶段功率为350-400W,传送带速度1-2m/min,循环9-10次;
无机物料的处理:将无机物料放入粉碎器中粉碎20-30min,过400目,之后放入沸炉中,在1000℃下煅烧5-6h,得煅烧无机物料粉,将无机物料粉加入搅拌球磨机中,转速为
200-250r/min,球磨时间3-5min,得到无机物料粉末,再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到无机物料细粉A,将无机物料细粉A中加入总重量3-5倍的水,在室温下超声并机械搅拌20-40min,形成反应底液A,备用;
步骤(2)复合菌剂的制备,具体包括向陶瓷发酵罐中按照复合菌剂的原料组份及重量配比,加入菌剂,混合得到混合物a;边搅拌,边向混合物a中加入水及干燥有机物料细粉A得到混合物b;
将混合物b经微滤生物陶瓷薄膜过滤,分别收集截留物和滤过液;然后将滤过液继续进行超滤膜过滤,得到超滤膜过滤液A备用;所述生物陶瓷薄膜为氧化锆基纳米无机薄膜,截留分子量为1500MW,微滤温度为20-25℃;超滤膜截留分子量为400MW,超滤温度为40℃;所述纳米无机薄膜的厚度为10-15微米;所述纳米无机薄膜的原料组份及重量配比为:二氧化硅8-10份、氧化镁5-8份、氧化钇稳定的氧化锆15-20份、氮化5-15份、碳纤维1-4份、氧化8-10份、氮化镁5-8份、氮化硅3-4份、碳化硅5-10份;
将超滤膜过滤液A进行发酵,控制pH值在6.5-7,发酵温度75-85℃,真空度为-0.1KPa;
发酵时间为10-15h;且在前12个小时,发酵温度为40-45℃,后调整为75-85℃; 发酵过程中还进行通气,在前3个小时,通气量为1:1v/v.m;后调整为1:1.5v/v.m,得到发酵液A;然后进行二次有氧发酵,发酵液A控制pH值在7,发酵温度40-45摄氏度,进行二次有氧发酵20-40h,得发酵液B;将发酵液B放入微波处理机中,调整微波功率220 250w,微波辐射作用6-10min,~
完成后得发酵液C备用;
步骤(3)制备水稻缓释肥,向步骤(1)中的反应底液A中加入肥料芯、微量元素、添加剂、纤维素和剩余溶剂,在搅拌机中以1000转/min,搅拌25-35min,停止搅拌,然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒,干燥,得到粒状物A,将粒状物A放置带高压喷头和热风烘烤的在高温滚动流化床上,将发酵液C通过高压喷头重复7-8次均匀的喷洒在粒状物A上,每次喷洒时配合120-130℃的热风烘烤,待操作完毕,采用35-45℃干燥2-3h,冷却,袋装即得。
[0020] 一种所述水稻缓释肥的应用,所述应用步骤如下:(1)拌种:将种子喷湿后与菌剂拌匀,以每粒种子表面都沾上菌剂为宜,拌种后,阴干,立即播种,每亩用量2公斤,拌种适用于直接点播的作物;
(2)浸种:按1:(10-15)的比例将菌剂浸泡在水中经充分搅拌并放置3小时,取上清液浸泡种子4-6小时,然后经阴干,即可播种,亩用量1公斤;
(3)沾根:把菌剂与水按1:(5-10)的比例调成糊状,并均匀地沾在幼苗根上,随即定植,亩用量2公斤;
(4)灌根:按1:(15-25)的比例,把菌剂与水混合搅匀,然后灌入作物根部,亩用量2公斤;
(5)穴施:将菌剂与细土混匀后放入每穴中,然后再移栽或点种,亩用肥量1.5公斤;
在拌种前,对土地进行管理,铺设输水设施;在距离每亩待种种子的田地边缘10-15m处,挖一圆锥形大坑,深度为1-2m,用挖出的土将深坑四周的地面垫高6-9cm;坑内中间部位挖直径为1.5-2m的集水井,深度以达到地下水为止,坑的其余部分从高到低依次垫上原土层、细砂层、粉煤灰层和砾石层;在种种子的田地的两端分别设置3-5条汇水沟,并分别通过水管与一个抽水井连通,在每个高田垄背阳的一侧挖出一条宽15-25厘米,深10-15厘米的储水沟,紧贴储水沟放置3-4个储水槽,每个储水槽均与所述的汇水沟连通,每个储水槽上每隔2-3米设置一个朝向储水沟的出水口;田间埋设暗管,暗管与出水口连接,暗管直径5-
8cm,暗管周壁设置渗水孔;暗管间距2-3米,埋深1米,长度20-25米;所述储水槽采用碳/碳化硅复合材料制备而成,所述储水槽内表面涂覆有防渗水涂层;储水槽设在田边1-2米处;
用空心砖将种植田分隔成宽1-1.4米的种植行,空心砖垒高20-25厘米,宽8-10厘米,然后在空心砖上放置角度为5-8°的齿形管道,齿峰处设有喷水口;喷灌系统包括设置在水源上的抽水,抽水泵连接有主系统截流闸,主系统截流闸阀连通有主管,主管的一端连接有主系统截流闸阀,主管的另一端连接有电磁阀,电磁阀通过控制器控制,电磁阀连接有压力调节器,压力调节器连用有若干个支管,支管上设置有喷头;喷头为旋转式喷头,喷头的射程为6-8m,每根支管上相邻两个喷头之间的距离为3-4m,相邻两个支管之间的距离为5-
8m;
进行土地翻整;并用质量浓度为3-4%呋喃丹2-3kg/亩、质量浓度为60%敌克松可湿性粉剂2-3kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒,在种植行内深耕20-30cm,并将土壤细碎均匀;
开挖宽15-30厘米,深35-55厘米的种植沟,行距15-25cm,在种植沟内由下到上依次铺设5-
10cm砾石层、1-5cm细砂层15-20cm的复合土壤和14-20cm的原土层;所述复合土壤为取挖取的经过细碎均匀的土壤与营养液按照(8-10):(1-3)的重量比混合得到,复合土壤与原土层形成种植层;在种植层上起土垄,土垄之间设置行沟,土垄和行沟的高度差为15-20cm,土垄上种植种子;
施基肥,施基肥时间在深耕前10-15天,施肥量为每亩10-20kg,所述基肥为所述水稻缓释肥。
[0021] 所述溶剂选自浓度为40wt%的乙醇溶液和水的一种或两种混合物,所述植物提取物选自巨藻、海藻、茉莉花或玫瑰花;所述植物秸秆选自水稻秸秆、大豆秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆或油菜秸秆中的一种或几种的组合物;所述动物粪便为牛粪、猪粪、鸡粪、羊粪、马粪、鸭粪、蚯蚓粪、蚕沙或蝇蛆粪中的一种或几种组合物;所述城市垃圾是指城市污泥、下水道污泥、赤泥、荷塘淤泥、腐泥或沼泽泥中的一种。
[0022] 所述植物提取物原料预处理具体步骤为,将植物提取物原料清洗,去除杂质,在远红外线灭菌机里进行10-30秒,然后再进行高温灭菌,设定灭菌温度范围为120-130℃,压力为0.2~0.3MPa,灭菌时长范围为30-40分钟;将植物提取物原料加入橄榄油中浸泡,料溶重量比为1:(2-5),浸泡1-24小时,使其含油量达到10-20wt%;真空干燥后的植物提取物,加入搅拌球磨机中,在转速为300-500r/min,粉碎3-5min,得到植物提取物粉末再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上;再向粉碎后的植物提取物粉末中,加入植物提取物粉末重量1.1-1.5倍的乙醇,所述乙醇的浓度为40-50%的,再通过声波连续流细胞破碎机,超声频率15-
40KHz,功率1000-3000W,悬浮液每小时流量为15Kg,得到的破碎后的植物提取物粉末悬浮液;将上述植物提取物粉末悬浮液加入蒸馏罐,再加入纤维素酶和水,所述纤维素酶的重量为植物提取物粉末悬浮液重量0.6-0.8%,在常温下浸泡4-6h,得到提取液;从蒸馏罐的底部通入水蒸气对提取液进行加热,提取液沸腾后提取2-3h,得到混合蒸汽;上述得到的混合蒸汽经过冷凝器进行冷凝,冷凝后得到油水混合物;冷凝得到的油水混合物经过油水分离器进行油水分离,得到植物提取物。
[0023] 所述植物提取物还需要经过电热风装置萃取,具体步骤为,获得的植物提取物粗油注入通过进料装置注入空气能萃取装置中,关闭进料装置上的阀后,将萃取装置进行抽真空操作;向萃取装置中加入萃取剂后进行反复萃取过程,萃取时间1.5-3h,温度25-38℃,压力15-22MPa;将所得萃取液转移至电热风装置中,是溶剂与萃取物分离后提纯;所述萃取以超临界CO2流体为萃取溶剂,以体积浓度为55-65%的乙醇为夹带剂进行超临界萃取,经分离釜分离得到浸膏;所述原料的质量Kg与萃取釜的容积L比为(0.2-0.5)∶1,所述夹带剂的用量L与萃取釜的容积L比为(0.05-0.07)∶1;将料液压至电热风装置中,在萃取装置中再次加入萃取剂后将电热风装置内的料液转移至萃取装置进行二次萃取;所述的萃取过程至少进行六次。
[0024] 所述植物提取物还需要经过冷凝装置,将萃取所得的浸膏置于分子蒸馏器中,于0.3-0.5Pa、 160-180℃条件下进行分子蒸馏,经冷凝装置,将气体转变为液体,收集得到相应的植物提取物;分层后,分出上层即为植物提取物纯露;所述植物提取物纯露的产出率为
15-20%;所述植物提取物纯露纯度达到99%以上。
[0025] 所述萃取时间2h,温度25-30℃,压力18-20MPa。
[0026] 所述植物提取物还需要经过真空干燥包括将得到的浸泡后的植物提取物,在干燥2
腔内进行热风-红外-微波干燥,热风温度60~80℃,远红外辐射强度0.10~0.25W/cm ,微波加热第一阶段功率为200~300W,第二阶段功率为300~400W,第三阶段功率为200~
300W,传送带速度1-2m/min,循环5-8次。
[0027] 凹凸棒土的加入改善了高吸水树脂的抗盐性。膨润土能改善土壤的结构,提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力;同时,膨润土的加入也提高了高吸水树脂的吸水率、保水性能及热稳定性;将其与腐殖酸、沸石、复合菌剂制备得到一种土壤改良剂,可用于调节土壤酸度、缓冲土壤值,进而提高作物产量。
[0028] 所述交联剂包括但不局限于甲醛、聚丙烯酰胺、戊二醛、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N-丁基硫代磷酰三胺、双氰胺、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷、聚丙二醇缩水甘油醚、氧化锌、氯化铝、硫酸铝、硫黄、硼酸、硼砂、硝酸铬、苯乙烯、a-甲基苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙二醛、氮丙啶、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲氧基硅烷、甲苯磺酸、对甲苯磺酰氯、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸丁酯、过氧化二异丙苯,过氧化双2,4一二氯苯甲酰、异丙醇铝、醋酸锌、乙酰丙钛、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等中的一种或二种以上,其于包膜材料溶液中的质量比例为0.04-0.56%; 所述封闭剂包括但不局限于石蜡、煤焦油、聚乙烯蜡和重油等中的一种或二种以上,其于包膜材料中的质量比例为0.8-1.2%。氨基酸螯合锰0.2-1份、氨基酸螯合铁0.2-1份、氨基酸螯合钼0.2-1份、脲酶抑制剂0.4-1.2份、硝化抑制剂0.4-1.2份。所述的交联剂制备方法是:(1)将乙醇加5 8倍的水稀释,用于搅拌溶解二甲基丙烯酸乙二醇~酯;(2)将其它交联剂原料加入3倍总重量份的水,搅拌发散20 30min成均匀的乳剂;(3)将~
(1)所述溶液加入至(2)所述的乳剂中,搅拌发散30 40min保温70 90℃备用。
~ ~
[0029] 所述封闭剂包括但不局限于石蜡、煤焦油、聚乙烯蜡和重油等中的一种或二种以上;所述抑制剂选自脲酶抑制剂或硝化抑制剂;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550 或硅烷偶联剂KH-5701;所述引发剂包括但不局限于过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈或丙烯酸丁酯等中的一种或二种以上;所述调理剂为Y-聚谷胺酸1-5份、腐殖酸8-10份、羧酸酯酶3-8份、有机磷水解酶1-3份、奈安1-2份、十二烷基硫酸钠2-3份、醋酸乙烯1-2份、2-氨基乙硫醇盐酸盐1-2份、氰亚胺荒酸二甲酯1-3份、2-氯-5-氯甲基噻唑0.5-1份、DMF1-2份、三氯乙酸3-8份、1,2-亚乙基双二硫代氨基甲酸铵5-10份、二氯四氨络合铜20-25份、硬脂酸钠6-8份、甲基丙烯酸5-10份、氢氧化钠20-30份、过硫酸钾溶液20-25份、1,2-二羧酸环己烷30-40份、EDTA螯合锰1-4份、赤霉素18-20份、芸苔素内酯20-25份、十八烷基硫酸钠6-8份、丙烯酸70-80份、过硫酸铵溶液
20-25份、聚丙二醇缩水甘油醚30-40份、三唑酮1-5份、氨基酸螯合锰2-3份、氨基酸螯合铁
2-3份、氨基酸螯合钼2-3份、木质素1-3份、复硝酚钠1-2份、亚硒酸钠1-2份、大蒜素2-3份、阿拉伯胶1-3份、聚乙烯吡咯烷酮2-3份、聚乳酸30-40份、N,N,-亚甲基双丙烯酰胺2-4份,丙烯酸丁酯3-6份,偶氮二异丁腈1-2份,硝基黄腐酸盐20-30份、复合氨基酸20-30份、三聚氰酰氯10-12份、代森锰锌18-20份、吡啶30-40份、羧甲基纤维素6-8份、N,N-双羟乙基烷基酰胺30-40份。
[0030] 所述调理剂还包括改性木薯淀粉溶液,具体由下列重量份的原料制成:木薯淀粉45-55、浓硫酸2-3、高锰酸钾溶液4-6、氢氧化钠3-5、硼砂1-2、亚硒酸钠2-3、碳酸氢钙2-4、水适量;其制备方法是将木薯淀粉溶解于两倍于其质量的水中,不断搅拌下加入浓硫酸催化,5-10分钟后加入高锰酸钾溶液氧化50-70分钟,期间不断搅拌,然后加入氢氧化钠糊化
15-25分钟,再加入硼砂交联10-20分钟,搅拌均匀后加入亚硒酸钠,将反应体系加热到60℃,螯合15分钟并搅拌均匀,最后加入碳酸氢钙,并将反应体系加热到90℃,螯合30分钟,向得到的溶液中加入9倍于其质量的水进行稀释,搅拌均匀后冷却,即得到木薯淀粉粘结剂。
[0031] 植物提取物的制备方法,所述方法步骤如下:步骤(1)植物提取物原料预处理;
步骤(2)植物提取物的电热风装置萃取;
步骤(3)经冷凝装置,液体收集。
[0032] 纤维素是羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟甲基纤维素中的一种。
[0033] 缓释剂按如下工艺进行制备:将乙酸镁溶解在蒸馏水中,加入木薯粉和壳聚糖,得到物料a,用氢氧化钠溶液调节pH至中性,升温后保温,接着离心脱水,继续升温,干燥,粉碎,冷却至室温得到缓释剂;缓释剂按如下工艺进行制备:将乙酸镁溶解在蒸馏水中,于450-550r/min转速下加入木薯粉和壳聚糖,得到物料a,用0.5-1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至中性,升温至85-95℃,保温1-3h,接着之于4000-5000r/min转速下离心脱水20-
40min,继续升温至100-110℃,干燥3-5h,粉碎过150-250目,冷却至室温得到缓释剂;缓释剂的制备工艺中,乙酸镁、木薯粉和壳聚糖的重量比为2-5:1-3:3-6;缓释剂的原料按重量份包括:衣康酸2-5份、去离子水4-8份、氢氧化钠溶液1-3份、丙烯酰胺2-6份、N-乙烯基吡咯烷酮3-5份、N,N-亚甲基双丙烯酸胺2-6份、木薯粉3-9份、二甲基二烯丙基氯化铵2-5份、硅烷偶联剂KH-5701-4份、过硫酸铵2-4份、亚硫酸氢钠2-8份。缓释剂的原料中,乙酸溶液的质量分数为1-3%;缓释剂按如下工艺进行制备:将壳聚糖和乙酸溶液混合均匀,搅拌,接着加入甘油混合均匀,搅拌,接着加入吐温-80和茶树油混合均匀,搅拌,静置脱泡,室温风干得到缓释剂;缓释剂按如下工艺进行制备:将壳聚糖和乙酸溶液混合均匀,于450-550r/min转速搅拌20-40min,接着加入甘油混合均匀,于1050-1350r/min转速搅拌10-30min,接着加入吐温-80和茶树油混合均匀,于450-650r/min转速搅拌20-40min,静置脱泡,室温风干得到缓释剂。
[0034] 本申请中畜禽粪便的粒径为50~70目、豆饼的粒径为50~70目、秸秆的粒径为50~70目、果渣的粒径为50~70目。
[0035] 有益效果在本申请的技术方案中,创造性的使用了无机物料,其中主要是陶瓷废料,此处所说的陶瓷废料是以陶瓷废坯料为主的原料,包括但不限于陶瓷烧结废料、陶瓷成品残次品废料以及陶瓷生产过程中产生的其它废料。
[0036] 枯草芽孢杆菌是一种嗜温、好氧、产芽孢的杆状细菌,其生理特征多样,分布广泛,极易分离培养。该菌在自然界中广泛存在,对人畜无毒无害,不污染环境,能产生多种抗菌素和酶,具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力。枯草芽孢杆菌不仅可以在土壤、植物根际体表等外界环境中广泛存在,而且是植物体内常 见内生细菌,尤其是在植物的根、茎部。目前该菌已经在水稻、大豆、棉花、小麦、辣椒、番茄、玉米等农作物上显示出很好的病害防治效果。
[0037] 1、加入陶瓷废料,形成良好的微生物生存环境,同时,吸附微生物在发酵过程中的低分子有机酸,增强颗粒的成型和后期应用过程的反土效应。
[0038] 2、采用本申请技术方案制成的菌肥,经大量实验证明,对玉米、高粱、谷类、豆类、水稻、林果、花卉、牧草等作物的生长具有突出的作用,增产幅度达40-45%,且具有显著的抗病、抗倒伏、抗虫害作用,可替代农药、化肥、激素,避免化学污染,改良土壤性状,改善产品品质,使产品达到绿色或有机标准。特别是采用了农村现有的各种农作物秸秆和粪便作为载体,进一步降低了菌肥的成本,为菌肥的普及应用开辟了新的途径。
[0039] 3、添加多种添加剂,特别增加了环保性微孔材料,既提高了透气性,又为保水剂的缓释提供了由内到外的良好通道,在土壤的自然压力下,水分缓释和复吸可顺利进行,微孔材料又是良好的吸附载体,大大提高了土壤的保肥保水能力。对微生物的繁殖生长和蓄水涵养起到了重要的调控作用。吸水倍率≥500g/g无离子水,20s吸水可达100%,pH6.5-7.5。
[0040] 4、采用农作物副产物、有机和无机物料、增加了土地的有机质和蛋白的含量,降低了土地的板结,为生物菌肥的生长提供了良好的培养物质和养料;5、用解磷、解钾细菌肥料,提高了对有机和无机物磷的吸收转化,起到了相互协同作用;采用生物菌肥、有机质、无机肥料、微量元素的配合,提高了肥效,减少了无机肥的利用,节约了原料,降低了成本;有效的利用农作物副产物和动物粪便及城市垃圾有机质,使废物变废为宝,同时,改善了环境,其经济效益和社会效益相当显著;
6、本技术设计采用城市垃圾有机物、农作物产品的副产物、动物粪便、无机物、微量元素等设计制作的高效生物复合颗粒肥料,与无机混合肥相比,价格降低了40-50%,肥效提高了40-45%。
7、本发明产品肥力是传统有机肥的8~10倍。
[0041] 8、本发明的生物菌肥,根据农作物的营养需求规律和土壤特性,以清洁的农业副产品为原料,利用不同原料中主要营养物质的含量及各种原料发酵分解的难易程度而进行科学配比,最终使产品各种营养元素齐全。改善植物根基营养,养分释放均匀持久改土培肥,净化土壤环境;并且进行了大面积实验,效果明显。对各种植物生理性病害:重茬、小叶、黄叶、根腐、死枝、早衰等特效。
[0042] 9、本发明所用菌种来源于农田土壤,菌种来源方便,易于培养,制备过程工艺简单;本发明即可与化学肥料混合使用,也可单独使用,可有效补充土壤有机质,活化土壤P肥和K肥,提高作物抗病能力,特别是复合微生物,对防治土传病害、作物重茬病有较好的效果,是一种高效、无毒、环保的复合生物菌肥;本发明产品为粉状,技术指标为:含水量≤10%,总养分≥20%,总有机质≥30%。
[0043] 10、本发明有效改良种植区域的盐碱地土壤,降低土壤含盐量,增加土壤的透气孔隙,土壤含盐量为0.2-0.3%,土壤的透气孔隙为20-25%。
[0044] 11、在生物炭的准备中,原材料选择为稻杆,这主要是因为,经过实验测定,与其他生物炭相比,木屑对原料的生物炭在稻苗生长发育期对稻田中汞元素的吸附能力显著强于稻杆炭,而稻杆炭的肥效显著优于木屑炭,故二者联合制生物炭,既能提高对于稻汞元素的吸收,且通过后续与粪肥堆沤的结合,不降低肥效能力,达到较好的平衡作用。其中添加的亚硒酸钠,通过反复试验确定添加比例,为稻苗的生长期提供持续的充足的富硒肥料环境,通过实践证明此种添加量应用于稻田后,能够使稻米的硒含量相比普通水稻提高4~7倍,具有较高的营养保健功能。
[0045] 此外,硒对食物链中汞的富集具有抑制作用。所述亚硒酸钠在与生物炭混合固定后,在后期与风化煤腐殖酸的交联作用下,施入稻田后可以通过非生物过程与无机态汞生产胶状难溶的惰性硒汞化合物HgSe,达到沉降作用从而抑制汞的甲基化,还可以通过形成(CH3Hg)2Se络合物促进对甲基汞的去甲基化作用。另一方面,水稻对Se的吸收越高,则对甲基汞吸收的排斥作用越强。对全生育期的水稻具有抑制汞吸收的长效作用,提高食品安全
[0046] 12、本发明所采用的粪肥为猪粪与鸡粪的混合干粪,能够将二者的营养成分互补结合,且通过反复试验探索堆肥条件,克服了混合堆沤过程中二者所需条件不同的问题,通过两阶段不同温度的堆肥,来实现两种粪肥的发酵。添加的磷肥,不但有调节肥效的作用,且对Zn等金属元素有较好的钝化效果,加入的风化煤腐殖酸,不但具有改良土壤、提高肥效、刺激作物生长、抗逆和提高产品品质、作为微量元素载体等多种作用,同时对无机态汞有较强的吸附和配位络合能力,降低无机汞对甲基化微生物的生物有效性。能够对稻田中的有机汞进行有效的抑制和降低。且能在粪肥堆沤过程中有效吸附及钝化重金属。
[0047] 13、采用生物炭与生态粪堆沤,实现提高发酵水平,肥效协同互补,增加缓释能力的效果。首先,二者的混合堆沤发酵具有多种优势,其中粪肥的PH值为中性,而生物炭的PH一般偏碱性,添加生物炭的有机肥有改良酸化土壤的功效。二者的碳氮比相近,有利于混合堆沤条件的实现。且生物炭的添加可降低堆肥成品的电导率,并降低粪肥在堆肥过程中有机物的分解,有效保留营养,提高肥料品质。同时,在此过程中,通过硅藻土的添加,有效改善肥料的物理特性,且对肥料的有效成分没有影响。同时,硅藻土对磷肥的释放速率有一定的促进作用,能加速磷肥肥效释放,适合水稻生长的特点,由于水稻在幼苗期对磷的吸收最多,插秧后3周前后为吸收高峰,此时磷营养不足,对干物质的积累均有影响,水稻幼苗期吸附的磷在生育过程可以反复多次从衰老器官向新生器官转移,至稻谷黄熟时,越60%~80%的磷素转移集中于籽粒中,而出穗后吸收的磷多残留于根部。故初期磷肥的快速释放非常重要。此外,所述硅藻土对氮肥和钾肥有较好的缓释效果,且与生物炭的联合,特别是木屑炭的加入,使本发明的所述控释肥颗粒具有前期磷肥加速释放,全生育期氮肥钾肥有效缓释的优秀特性,且营养全面,强力抑制了生态肥中的重金属影响稻田中的甲基汞,对土壤有显著的改良作用,促进稻苗生长,并能获得高产、优质、富硒的稻米。
[0048] 本发明采用的施用方法,为通过计算机栽种验证获得的最佳施用量,能够满足稻苗生长发育全过程中对氮肥的长期需求,且能满足其在初期对磷肥的大量需求。故全生育期内对氮肥和磷肥不用再增加,不但肥效较好,且大量节省人工成本。同时,由于土壤中的水含量过高,超过80%时会显著提升总汞及甲基汞的生物有效性,特别的,在淹水环境下,硫酸盐还原菌和铁还原菌活动增强,有利于甲基汞的形成和传递。故为了配合对生物汞的抑制,在水稻全生育期采用70%~80%的土壤水分控制,可以大幅度提高土壤氧化还原电位(Eh)。可以显著抑制土壤-水稻体系中无机态汞向甲基汞的转变过程,降低甲基汞在水稻籽粒内的富集风险。使用本发明所述缓释肥,根据本肥料的特性及稻苗的生长特性,根据反复栽种试验而得到的经验方法,通过本方法能够最大化发挥本肥料的肥效及功用,实现肥效的合理、持久释放,改善土壤环境,促进稻苗生长,所产稻米质量好、产量高且富含硒元素,具有较高的经济价值。

具体实施方式

[0049] 实施例1一种水稻缓释肥,所述水稻缓释肥的原料组份及重量配比为:复合菌剂25份、有机物料
500份、无机物料800份、肥料芯100份、微量元素20份、添加剂120、纤维素70份、溶剂2500份。
[0050] 所述复合菌剂的原料组分及重量配比为,固氮菌25份、解钾菌1份、酵母菌15份、哈茨木霉菌8份、棘孢曲霉12份、枯草芽胞杆菌12份、光合菌8份、固根菌7份、腐质生放线菌15份、胶冻样芽胞杆菌12份、解磷巨大芽孢杆菌13份、侧孢芽孢杆菌5份、地衣芽孢菌3份、可蜡状样芽孢杆菌11份、细黄链霉菌7份、解淀粉芽孢杆菌7份、德式乳酸菌15份、巴西固氮螺菌3份、田青茎瘤根瘤菌4份。
[0051] 所述解淀粉芽孢杆菌4×108个/mL,枯草芽孢杆菌4×108个/mL,哈茨木霉菌3×1088 8 8 8
个/mL,固氮菌2.5×10个/mL、解钾菌3×10个/mL、酵母菌4×10 个/mL、棘孢曲霉1×10个/mL、光合菌3×108个/mL、固根菌2×108个/mL、腐质生放线菌2.5×108个/mL、胶冻样芽胞杆菌2×108个/mL、解磷巨大芽孢杆菌3×108个/mL、可蜡状样芽孢杆菌2×108个/mL、德式乳酸菌2.5×108个/mL。
[0052] 所述有机物料的原料组分及重量份配比为,麦麸15份、植物提取物50份、豆粕1份、棉粕1份、玉米胚芽粕5份、花生粕15份、植物秸秆700份、草碳粉10份、蛇米1份、豆腐渣10份、糠醛渣1份、竹子渣10份、甘蔗渣10份、中药渣5份、食用菌渣30份、茶树废渣40份、牛骨粉5份、鱼骨粉5份、松针粉15份、糖化粉10份、动物粪便150份、木屑10份、城市垃圾30份、松壳10份、荔枝壳10份、水稻壳20份、核桃壳40份、板栗壳10份、花生麸5份、菜饼10份、杜仲叶15份、桑叶15份、红掌叶5份、桃金娘叶5份、玉簪花叶5份、壳聚糖1份、西瓜皮10份、桃金娘树皮5份、山楂核5份。
[0053] 所述无机物料的原料组分及重量份配比为,硼砂15份、陶瓷废渣120份、粉煤灰30份、珍珠岩粉1份、磷矿粉1份、膨润土15份、硅藻土30份、高岭土35份、蒙脱土10份、凹凸棒土15份、石灰石粉15份、海泡石粉3份、褐煤粉15份、电气石粉10份、滑石粉10份、蛭石粉15份、贝壳粉30份、沸石10份、煤矸石30份、云母10份、麦饭石10份、光卤石10份、天然油页岩20份。
[0054] 所述肥料芯的原料组份及重量份配比为碳酸氢铵30份、尿素80份、硫酸钾45份、氯化铵70份、氯化钾25份、磷酸钾10份、钙镁磷肥45份。
[0055] 所述微量元素选自氯化锌、氯化铜、氯化镁、氯化铁、氯化亚铁、氯化锰、硝酸铵、硝酸亚铁、硝酸铁、硝酸钾、硝酸锌、硝酸铜、硝酸铈铵、硝酸镁、硝酸锰、硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸二氢钾、硫酸锌、磷酸锌、磷酸铜、磷酸氢二钾、过磷酸钙、磷酸锰、磷酸亚铁、磷酸铁、钼酸铵、钼酸钠、碳酸钙、碳酸钾、高锰酸钾中的一种或几种的组合物。
[0056] 所述添加剂的原料组份及重量份配比为,交联剂5份、缓释剂90份、抑制剂10份、偶联剂5份、封闭剂10份、引发剂5份、调理剂40份。
[0057] 一种所述水稻缓释肥的制备方法,所述制备方法步骤如下:步骤(1)原料预处理;所述原料预处理具体步骤为,将有机物料中的植物秸秆经35℃烘干至恒重,用切割机进行切割处理为长度2cm,将切割后的植物秸秆连同其它有机物料一同去除杂质,在远红外线灭菌机里进行50秒灭菌,然后再进行高温灭菌,设定灭菌温度范围为
100℃,压力为1MPa,灭菌时长范围为30分钟;投入连续热解装置中,在氮气氛围下,升温至
200℃加热炭化3h,然后粉碎、过150目筛,冷却至室温,制得有机物生物质炭A;将有机物生物质炭A加入乙醇中浸泡,料溶重量比为1∶2,浸泡1小时,使其含乙醇达到10wt%,然后进行真空干燥20min,真空干燥后的有机物料,加入搅拌球磨机中,转速为200r/min,球磨时间
3min,得到有机物料粉末再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到干燥有机物料细粉A;
所述真空干燥为在干燥腔内进行热风-红外-微波干燥,热风温度40℃,远红外辐射强度
0.3W/cm2,微波加热第一阶段功率为100W,第二阶段功率为200W,第三阶段功率为350W,传送带速度1m/min,循环9次;
无机物料的处理:将无机物料放入粉碎器中粉碎20min,过400目,之后放入马沸炉中,在1000℃下煅烧5h,得煅烧无机物料粉,将无机物料粉加入搅拌球磨机中,转速为200r/min,球磨时间3min,得到无机物料粉末,再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到无机物料细粉A,将无机物料细粉A中加入总重量3-5倍的水,在室温下超声并机械搅拌20min,形成反应底液A,备用;
步骤(2)复合菌剂的制备,具体包括向陶瓷发酵罐中按照复合菌剂的原料组份及重量配比,加入菌剂,混合得到混合物a;边搅拌,边向混合物a中加入水及干燥有机物料细粉A得到混合物b;
将混合物b经微滤生物陶瓷薄膜过滤,分别收集截留物和滤过液;然后将滤过液继续进行超滤膜过滤,得到超滤膜过滤液A备用;所述生物陶瓷薄膜为氧化锆基纳米无机薄膜,截留分子量为1500MW,微滤温度为20℃;超滤膜截留分子量为400MW,超滤温度为40℃;所述纳米无机薄膜的厚度为10微米;所述纳米无机薄膜的原料组份及重量配比为:二氧化硅8份、氧化镁5份、氧化钇稳定的氧化锆15份、氮化钛5份、碳纤维1份、氧化铝8份、氮化镁5份、氮化硅3份、碳化硅5份;
将超滤膜过滤液A进行发酵,控制pH值在6.5,发酵温度75℃,真空度为-0.1KPa;发酵时间为10h;且在前12个小时,发酵温度为40℃,后调整为75℃; 发酵过程中还进行通气,在前
3个小时,通气量为1:1v/v.m;后调整为1:1.5v/v.m,得到发酵液A;然后进行二次有氧发酵,发酵液A控制pH值在7,发酵温度40摄氏度,进行二次有氧发酵20h,得发酵液B;将发酵液B放入微波处理机中,调整微波功率220w,微波辐射作用6min,完成后得发酵液C备用;
步骤(3)制备水稻缓释肥,向步骤(1)中的反应底液A中加入肥料芯、微量元素、添加剂、纤维素和剩余溶剂,在搅拌机中以1000转/min,搅拌25min,停止搅拌,然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒,干燥,得到粒状物A,将粒状物A放置带高压喷头和热风烘烤的在高温滚动流化床上,将发酵液C通过高压喷头重复7次均匀的喷洒在粒状物A上,每次喷洒时配合120℃的热风烘烤,待操作完毕,采用35℃干燥2h,冷却,袋装即得。
[0058] 一种所述水稻缓释肥的应用,所述应用步骤如下:(1)拌种:将种子喷湿后与菌剂拌匀,以每粒种子表面都沾上菌剂为宜,拌种后,阴干,立即播种,每亩用量2公斤,拌种适用于直接点播的作物;
(2)浸种:按1:10的比例将菌剂浸泡在水中经充分搅拌并放置3小时,取上清液浸泡种子4小时,然后经阴干,即可播种,亩用量1公斤;
(3)沾根:把菌剂与水按1:5的比例调成糊状,并均匀地沾在幼苗根上,随即定植,亩用量2公斤;
(4)灌根:按1:15的比例,把菌剂与水混合搅匀,然后灌入作物根部,亩用量2公斤;
(5)穴施:将菌剂与细土混匀后放入每穴中,然后再移栽或点种,亩用肥量1.5公斤;
在拌种前,对土地进行管理,铺设输水设施;在距离每亩待种种子的田地边缘10处,挖一圆锥形大坑,深度为1m,用挖出的土将深坑四周的地面垫高6cm;坑内中间部位挖直径为
1.5m的集水井,深度以达到地下水为止,坑的其余部分从高到低依次垫上原土层、细砂层、粉煤灰层和砾石层;在种种子的田地的两端分别设置3条汇水沟,并分别通过水管与一个抽水井连通,在每个高田垄背阳的一侧挖出一条宽15厘米,深10厘米的储水沟,紧贴储水沟放置3个储水槽,每个储水槽均与所述的汇水沟连通,每个储水槽上每隔2米设置一个朝向储水沟的出水口;田间埋设暗管,暗管与出水口连接,暗管直径5cm,暗管周壁设置渗水孔;暗管间距2米,埋深1米,长度20米;所述储水槽采用碳/碳化硅复合材料制备而成,所述储水槽内表面涂覆有防渗水涂层;储水槽设在田边1米处;
用空心砖将种植田分隔成宽1米的种植行,空心砖垒高20厘米,宽8厘米,然后在空心砖上放置角度为5°的齿形管道,齿峰处设有喷水口;喷灌系统包括设置在水源上的抽水泵,抽水泵连接有主系统截流闸阀,主系统截流闸阀连通有主管,主管的一端连接有主系统截流闸阀,主管的另一端连接有电磁阀,电磁阀通过控制器控制,电磁阀连接有压力调节器,压力调节器连用有若干个支管,支管上设置有喷头;喷头为旋转式喷头,喷头的射程为6m,每根支管上相邻两个喷头之间的距离为3m,相邻两个支管之间的距离为5m;
进行土地翻整;并用质量浓度为3%呋喃丹2kg/亩、质量浓度为60%敌克松可湿性粉剂
2kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒,在种植行内深耕20cm,并将土壤细碎均匀;开挖宽15厘米,深35厘米的种植沟,行距15cm,在种植沟内由下到上依次铺设5cm砾石层、1cm细砂层
15cm的复合土壤和14cm的原土层;所述复合土壤为取挖取的经过细碎均匀的土壤与营养液按照8:1的重量比混合得到,复合土壤与原土层形成种植层;在种植层上起土垄,土垄之间设置行沟,土垄和行沟的高度差为15cm,土垄上种植种子;
施基肥,施基肥时间在深耕前10天,施肥量为每亩10kg,所述基肥为所述水稻缓释肥。
[0059] 实施例2一种水稻缓释肥,所述水稻缓释肥的原料组份及重量配比为:复合菌剂40份、有机物料
600份、无机物料1200份、肥料芯150份、微量元素30份、添加剂150份、纤维素80份、溶剂3500份。
[0060] 所述复合菌剂的原料组分及重量配比为,固氮菌35份、解钾菌3份、酵母菌20份、哈茨木霉菌10份、棘孢曲霉15份、枯草芽胞杆菌16份、光合菌12份、固根菌13份、腐质生放线菌20份、胶冻样芽胞杆菌17份、解磷巨大芽孢杆菌18份、侧孢芽孢杆菌10份、地衣芽孢菌8份、可蜡状样芽孢杆菌19份、细黄链霉菌12份、解淀粉芽孢杆菌11份、德式乳酸菌20份、巴西固氮螺菌8份、田青茎瘤根瘤菌9份。
[0061] 所述解淀粉芽孢杆菌5×108个/mL,枯草芽孢杆菌5×108个/mL,哈茨木霉菌4×108个/mL,固氮菌3×108个/mL、解钾菌4×108个/mL、酵母菌5×108个/mL、棘孢曲霉1.5×108个/mL、光合菌4×108个/mL、固根菌3×108个/mL、腐质生放线菌3×108个/mL、胶冻样芽胞杆8 8 8
菌3×10个/mL、解磷巨大芽孢杆菌4×10个/mL、可蜡状样芽孢杆菌3×10个/mL、德式乳酸菌3×108个/mL。
[0062] 所述有机物料的原料组分及重量份配比为,麦麸25份、植物提取物80份、豆粕5份、棉粕5份、玉米胚芽粕10份、花生粕20份、植物秸秆800份、草碳粉15份、蛇米5份、豆腐渣15份、糠醛渣10份、竹子渣15份、甘蔗渣15份、中药渣10份、食用菌渣40份、茶树废渣50份、牛骨粉10份、鱼骨粉10份、松针粉20份、糖化粉15份、动物粪便200份、木屑15份、城市垃圾50份、松壳15份、荔枝壳15份、水稻壳30份、核桃壳70份、板栗壳15份、花生麸15份、菜饼15份、杜仲叶20份、桑叶20份、红掌叶10份、桃金娘叶10份、玉簪花叶10份、壳聚糖5份、西瓜皮15份、桃金娘树皮10份、山楂核10份。
[0063] 所述无机物料的原料组分及重量份配比为,硼砂25份、陶瓷废渣150份、粉煤灰45份、珍珠岩粉5份、磷矿粉3份、膨润土25份、硅藻土45份、高岭土35-45份、蒙脱土15份、凹凸棒土25份、石灰石粉25份、海泡石粉6份、褐煤粉25份、电气石粉15份、滑石粉15份、蛭石粉25份、贝壳粉45份、沸石15份、煤矸石45份、云母15份、麦饭石15份、光卤石15份、天然油页岩35份。
[0064] 所述肥料芯的原料组份及重量份配比为碳酸氢铵45份、尿素105份、硫酸钾80份、氯化铵95份、氯化钾55份、磷酸钾35份、钙镁磷肥65份。
[0065] 所述微量元素选自氯化锌、氯化铜、氯化镁、氯化铁、氯化亚铁、氯化锰、硝酸铵、硝酸亚铁、硝酸铁、硝酸钾、硝酸锌、硝酸铜、硝酸铈铵、硝酸镁、硝酸锰、硫酸铜、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸二氢钾、硫酸锌、磷酸锌、磷酸铜、磷酸氢二钾、过磷酸钙、磷酸锰、磷酸亚铁、磷酸铁、钼酸铵、钼酸钠、碳酸钙、碳酸钾、高锰酸钾中的一种或几种的组合物。
[0066] 所述添加剂的原料组份及重量份配比为,交联剂10份、缓释剂120份、抑制剂15份、偶联剂10份、封闭剂15份、引发剂10份、调理剂50份。
[0067] 一种所述水稻缓释肥的制备方法,所述制备方法步骤如下:步骤(1)原料预处理;所述原料预处理具体步骤为,将有机物料中的植物秸秆经50℃烘干至恒重,用切割机进行切割处理为长度8cm,将切割后的植物秸秆连同其它有机物料一同去除杂质,在远红外线灭菌机里进行60秒灭菌,然后再进行高温灭菌,设定灭菌温度范围为
110℃,压力为2MPa,灭菌时长范围为40分钟;投入连续热解装置中,在氮气氛围下,升温至
300℃加热炭化5h,然后粉碎、过200目筛,冷却至室温,制得有机物生物质炭A;将有机物生物质炭A加入乙醇中浸泡,料溶重量比为1∶5,浸泡1-24小时,使其含乙醇达到20wt%,然后进行真空干燥20-30min,真空干燥后的有机物料,加入搅拌球磨机中,转速为250r/min,球磨时间5min,得到有机物料粉末再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到干燥有机物料细粉A;所述真空干燥为在干燥腔内进行热风-红外-微波干燥,热风温度50℃,远红外辐射强度0.4W/cm2,微波加热第一阶段功率为150W,第二阶段功率为300W,第三阶段功率为400W,传送带速度2m/min,循环10次;
无机物料的处理:将无机物料放入粉碎器中粉碎30min,过400目,之后放入马沸炉中,在1000℃下煅烧6h,得煅烧无机物料粉,将无机物料粉加入搅拌球磨机中,转速为250r/min,球磨时间5min,得到无机物料粉末,再在超微破壁粉碎机粉碎至400目以上,得到无机物料细粉A,将无机物料细粉A中加入总重量5倍的水,在室温下超声并机械搅拌40min,形成反应底液A,备用;
步骤(2)复合菌剂的制备,具体包括向陶瓷发酵罐中按照复合菌剂的原料组份及重量配比,加入菌剂,混合得到混合物a;边搅拌,边向混合物a中加入水及干燥有机物料细粉A得到混合物b;
将混合物b经微滤生物陶瓷薄膜过滤,分别收集截留物和滤过液;然后将滤过液继续进行超滤膜过滤,得到超滤膜过滤液A备用;所述生物陶瓷薄膜为氧化锆基纳米无机薄膜,截留分子量为1500MW,微滤温度为25℃;超滤膜截留分子量为400MW,超滤温度为40℃;所述纳米无机薄膜的厚度为15微米;所述纳米无机薄膜的原料组份及重量配比为:二氧化硅10份、氧化镁8份、氧化钇稳定的氧化锆20份、氮化钛15份、碳纤维4份、氧化铝10份、氮化镁8份、氮化硅4份、碳化硅10份;
将超滤膜过滤液A进行发酵,控制pH值在7,发酵温度85℃,真空度为-0.1KPa;发酵时间为15h;且在前12个小时,发酵温度为45℃,后调整为85℃; 发酵过程中还进行通气,在前3个小时,通气量为1:1v/v.m;后调整为1:1.5v/v.m,得到发酵液A;然后进行二次有氧发酵,发酵液A控制pH值在7,发酵温度45摄氏度,进行二次有氧发酵40h,得发酵液B;将发酵液B放入微波处理机中,调整微波功率250w,微波辐射作用10min,完成后得发酵液C备用;
步骤(3)制备水稻缓释肥,向步骤(1)中的反应底液A中加入肥料芯、微量元素、添加剂、纤维素和剩余溶剂,在搅拌机中以1000转/min,搅拌35min,停止搅拌,然后加入到双螺杆挤出造粒机中造粒,干燥,得到粒状物A,将粒状物A放置带高压喷头和热风烘烤的在高温滚动流化床上,将发酵液C通过高压喷头重复8次均匀的喷洒在粒状物A上,每次喷洒时配合130℃的热风烘烤,待操作完毕,采用45℃干燥3h,冷却,袋装即得。
[0068] 一种所述水稻缓释肥的应用,所述应用步骤如下:(1)拌种:将种子喷湿后与菌剂拌匀,以每粒种子表面都沾上菌剂为宜,拌种后,阴干,立即播种,每亩用量2公斤,拌种适用于直接点播的作物;
(2)浸种:按1:15的比例将菌剂浸泡在水中经充分搅拌并放置3小时,取上清液浸泡种子6小时,然后经阴干,即可播种,亩用量1公斤;
(3)沾根:把菌剂与水按1:10的比例调成糊状,并均匀地沾在幼苗根上,随即定植,亩用量2公斤;
(4)灌根:按1:25的比例,把菌剂与水混合搅匀,然后灌入作物根部,亩用量2公斤;
(5)穴施:将菌剂与细土混匀后放入每穴中,然后再移栽或点种,亩用肥量1.5公斤;
在拌种前,对土地进行管理,铺设输水设施;在距离每亩待种种子的田地边缘15m处,挖一圆锥形大坑,深度为2m,用挖出的土将深坑四周的地面垫高9cm;坑内中间部位挖直径为
2m的集水井,深度以达到地下水为止,坑的其余部分从高到低依次垫上原土层、细砂层、粉煤灰层和砾石层;在种种子的田地的两端分别设置5条汇水沟,并分别通过水管与一个抽水井连通,在每个高田垄背阳的一侧挖出一条宽25厘米,深15厘米的储水沟,紧贴储水沟放置
4个储水槽,每个储水槽均与所述的汇水沟连通,每个储水槽上每隔3米设置一个朝向储水沟的出水口;田间埋设暗管,暗管与出水口连接,暗管直径8cm,暗管周壁设置渗水孔;暗管间距3米,埋深1米,长度25米;所述储水槽采用碳/碳化硅复合材料制备而成,所述储水槽内表面涂覆有防渗水涂层;储水槽设在田边2米处;
用空心砖将种植田分隔成宽1.4米的种植行,空心砖垒高25厘米,宽10厘米,然后在空心砖上放置角度为8°的齿形管道,齿峰处设有喷水口;喷灌系统包括设置在水源上的抽水泵,抽水泵连接有主系统截流闸阀,主系统截流闸阀连通有主管,主管的一端连接有主系统截流闸阀,主管的另一端连接有电磁阀,电磁阀通过控制器控制,电磁阀连接有压力调节器,压力调节器连用有若干个支管,支管上设置有喷头;喷头为旋转式喷头,喷头的射程为
8m,每根支管上相邻两个喷头之间的距离为4m,相邻两个支管之间的距离为8m;
进行土地翻整;并用质量浓度为4%呋喃丹3kg/亩、质量浓度为60%敌克松可湿性粉剂
3kg/亩均匀撒施到土壤中进行消毒,在种植行内深耕30cm,并将土壤细碎均匀;开挖宽30厘米,深55厘米的种植沟,行距25cm,在种植沟内由下到上依次铺设10cm砾石层、5cm细砂层
20cm的复合土壤和20cm的原土层;所述复合土壤为取挖取的经过细碎均匀的土壤与营养液按照10: 3的重量比混合得到,复合土壤与原土层形成种植层;在种植层上起土垄,土垄之间设置行沟,土垄和行沟的高度差为20cm,土垄上种植种子;
施基肥,施基肥时间在深耕前15天,施肥量为每亩20kg,所述基肥为所述水稻缓释肥。
[0069] 表1 施用水稻缓释肥对水稻产量的影响处理 穗粒数(粒/穗) 千粒重(g) 产量(kg/亩)
对照 110.2 25.1 700
水稻缓释肥 120.5 26.9 850
本发明的生物肥料对植物的增产作用
在水稻上的实验报告
1材料与方法
1.1材料
试验于在黑龙江省庆安县平安镇太平村王维良的承包田内,土类为黑土,质地为中壤,肥力中等,地力均匀,排灌方便。该田耕层土壤养分为有机质35g/kg,碱解氮含量150mg/kg,速效磷(P2O5)含量为12.6mg/kg,速效钾(K2O)的含量为130mg/kg。供试作物水稻,品种为“绥粳18”。供试肥料为本发明的“水稻缓释肥”。
[0070] 1.2方法试验共设两个处理,每处理重复四次,小区面积30m2。
[0071] 处理1:为当地农民习惯施肥。肥料用量为纯N 8 kg/亩,P2O5 4 kg/亩,K2O 4 kg/亩。水稻氮肥用尿素,比例:基肥:蘖肥:穗肥=5:3:2,磷钾一次性基施。水稻分蘖期和孕穗期喷施清水做对照)处理2:试验地水稻插秧密度9×4寸。试验在当地习惯施肥的基础上进行,底肥每亩施有机肥1600kg,硫酸钾复合肥25kg(15-15-15),氮肥为发明的“水稻缓释肥”,所有肥料均一次性基施。于水稻分蘖期和孕穗期分别进行2次喷施肥液。试验地水稻收获,以小区为单位单收单称分别计产。试验除按施肥方案要求的喷施肥液或清水外,其他田间管理措施同一般大田。
[0072] 2结果与分析2.1水稻缓释肥对水稻经济性状的影响
施用缓释肥改善了水稻经济性状。从表2可知:水稻缓释肥处理较对照平均单株叶片数基本一致,平均每穴重增加11.8g。这说明该水稻缓释肥增加了水稻单株重,为水稻增产打下良好基础,对叶片数影响不明显。
[0073] 表2试验调查与考种记载表处理 叶片数(片/株) 每穴重(g)
水稻缓释肥 12 76.2
对照组 12 64.4
2.2水稻缓释肥对水稻产量的影响
施用水稻缓释肥增加了水稻产量。从表3可以看出,施用水稻缓释肥处理较对照平均每亩增加产量150kg,增产率为22%。对水稻各处理产量结果进行t检验,统计分析表明处理间增产差异达到极显著水平。由此可见,施用“水稻缓释肥”能够显著增加水稻产量。
[0074] 表3不同处理水稻产量结果亩产kg实验情况:2017年以来,先后进行了大量的实验和示范,累计面积达10万亩。实验结果表明,农作物增产幅度达40-45%,产品的养分含量和口感显著增强,经有关部门检测,未见任何农药残留。2017年以来,3万亩示范田产品达到绿色农产品标准,占实验面积的93%。1万亩示范田产品达有机农产品标准,占实验面积的96%。
[0075] 本发明充分利用本省资源和结合农情,多孔颗粒肥改善了肥料的物理性状,加之有机质的介入提高土壤胶体复合度,有利土壤团粒结构的形成,这都有利于提高保肥缓释性能;同时加入菌肥增强土壤微生物的活性,增加肥效的强度,提高肥料的利用率。可见本发明实施增加肥效,改良土壤,有利于农业向低投入,低污染,高效益的方向发展。
[0076] 最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。
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