一种生物复合肥的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物复合肥的制备方法，包括制备有机胶结剂、制备肥料芯、制备包膜剂、包膜等步骤，以蚓粪和腐殖酸为有机组分，配以ＮＰＫ化肥作无机组分，将蚓粪中富含的微生物和酶，再添加溶磷解钾作为微生物组分，以改性淀粉作肥料造粒的有机粘结剂，再以谷糠等天然纤维素为改性高分子吸水剂作包膜材料；制得的肥料将无机、有机、生物复合一体化，是具有保水、缓释、抗逆和促吸收多种功能生物复合肥。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于肥料
，特别涉及。
技术介绍
由于化肥自身的缺点和使用方式不当，导致了化肥利用率低和农业面源污染日益 严重。目前，国内外积极开展提高养分利用率的各种新型肥料的研究。依据养分和功能的 不同，总体上可分为四大类即缓/控释肥料、生物肥料、有机复合肥料和功能性肥料等。缓/控释新型肥料是近40年来研究最活跃的方向，已形成包膜型缓/控释肥、合 成型微溶态缓释肥、化学抑制型缓释肥和基质复合与胶粘型缓/控释肥等。由于合成型和 化学抑制缓释肥料的缓释养分功能受土壤、环境等因素影响较大，其研究和应用相对较少 外，包膜型和胶粘型缓/控释肥料的研究日趋活跃。其研究关键在于缓/控释材料(包膜 材料、胶结材料)的可降解性和廉价性，以利新型肥料走向大田；养分的释放速度与农作物 对养分波动需求一致性同缓释材料结构和包膜、胶结加工工艺几者之间的关系；其核心是 缓释材料合成技术的突破。为了获得价廉、可降解的缓释材料，人们从合成有机高分子聚合 物转向对天然产物诸如纤维素、淀粉、草炭、腐殖酸等改性。迄今为止，还未能获满意的缓释 材料，由此使得缓/控释肥料迄今仍未获得重大突破，面市的缓/控释肥料不仅品牌主要来 自美国、日本等，而且只用于高尔夫球场草坪、花卉种植和一些高档经济作物。生物肥料研究过去较长时间主要是根瘤菌固氮类。目前已获得了改造竞争结瘤性 的基因工程，并大规模应用于田间。在最近20年来，生物肥料研究领域不断拓宽，溶磷解 钾、PGI^R促生防病微生物肥料已成为研究热点；另外新型秸秆腐熟菌剂、土壤与环境污染 修复菌等的研究发展也很快。对传统有机肥料的升级改造，开发替代产品，提高有机废弃物资源化利用水平是 国内外新型有机肥料研究的重要方向。国内外对有机废弃物的发酵技术、除臭技术和造肥 装置等都十分重视，我国研究的重点，一是秸秆直接还田技术；二是工厂化处理畜禽粪便生 产商品有机无机复合肥技术。目前，我国的商品化有机无机复合肥制备技术，其有机组分来 源于风化煤和泥炭等。而利用秸秆和禽畜粪便的制备技术还处于起步阶段，发酵、除臭、关 键设备还有待于完善。多功能肥料是21世纪新型肥料的重要发展方向，将作物营养与缓解作物高产限 制因素相结合的多功能性肥料，具有促进作物对养分吸收，改善土壤结构和作物抗病害等 功能。有关功能肥料的开发与研究，国内外做的研究还不多。因其功能肥料制备需要将材 料学、化学、生物学和生态学等相关学科结合，其施用技术将凝聚农学、土壤学、信息学等领 域的相关先进技术。近年来，随着保水剂研究和应用的不断发展，人们开始研究保水型功能 肥料、保水控释型肥的相关研究，其它如改善作物抗倒伏、抗病害、防治杂草和改良土壤的 功能肥料，只有零星报道，离产业化要求甚远。肥料的制备全球历经数次变革，20世纪60年代之前，生产的化肥多为单质型低浓 度肥料；60-80年代，发达国家发展高浓度化肥和复合肥；最近20年发达国家开始重点研究缓/控释肥料、生物肥料、有机复合肥料和功能性肥料，现已成为农业高技术研究的重要竞 争领域。我国是肥料生产、消费的第一大国，在保障粮食安全和减除农业面源污染上，新型 肥料的研究具有举足轻重的作用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是针对上述现有技术中四种肥料各自存在的优缺点，提供一种 新的生物复合肥的制备方法，通过该方法获得的生物复合肥，同时具有保水、缓释、抗逆和 促吸收等多种功能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下，包括下述主要步骤(1)制备有机胶结剂(改性淀粉)①在40°C -50°C热水中加入淀粉，保温条件下搅拌成均勻的料浆；②边搅拌边加入质量百分比为25-35%的双氧水，双氧水的加入量按照淀粉质 量双氧水量=(95-105 2计算；再加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量按照 淀粉质量氢氧化钠质量=(19-21) 1计算(氢氧化钠溶液的浓度可以任意配制，下 同)；混勻后再加入硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液的加入量按照淀粉质量硫酸亚铁质量 =(190-210) 1计算(硫酸亚铁溶液的浓度可以任意配制，下同)；在40°C 50°C保温 反应50-70分钟，得反应后的混合液(反应过程若有气泡产生，可加入适量的乙醇以消除在 反应过程中产生的泡沫)；③将上述②反应后的混合液升温至80°C -90°C，在搅拌状态下加入硫酸亚铁溶 液，硫酸亚铁溶液的加入量按照淀粉质量硫酸亚铁质量=(190-210) 1计算；然后再加 入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量按照淀粉质量氢氧化钠质量=(24-26) 1计 算；混勻后在80°C -90°C保温反应20 30分钟；④将上述③反应后的混合液降温至45°C _55°C加入硼砂，硼砂的加入量按照淀粉 质量硼砂质量=(950-1050) 3计算；最后加入防腐剂(如水杨酸、苯酚等)，防腐剂的 加入量按照淀粉质量防腐剂质量=(95-105) 1计算；保温反应25-40分钟后加水调整 体积水的加入量按照淀粉质量水质量=1 (38-42)计算；冷却即得改性淀粉，作为本发 明生物复合肥的有机胶结剂。(2)制备肥料芯以蚯蚓粪腐殖酸质量比例=(40-60) (3-5)为有机基料，配以N、P、K肥等无 机养分(必要时还可添加适当微量元素如Cu、Zn等)，无机养分的加入量按照有机基料无 机养分=(40-60) (12-20)计算；再加入步骤(1)制得的有机胶结剂改性淀粉，其加入量 按照有机基料有机胶结剂=(40-60) (1. 2-1. 5)计算；再添加含有溶磷解钾菌的微生 物菌群为促吸收剂，其加入量按照200-300g/t计算；混合均勻，造粒，制成粒径在3mm-5mm 的肥料芯；(3)制备包膜剂(谷糠接枝丙烯酸吸水树脂)谷糠中纤维素成分约为40. 64%、半纤维素成分约为20. 53%、淀粉成分约为 22. 75%，其富含大量的羟基等亲水性基团，是一种较理想的包膜剂的合成原料；本专利技术中 包膜剂的制备工艺如下5①取谷糠，按照谷糠质量稀硫酸体积=lg (4-6)ml加入质量百分比浓度为 1-2%的稀硫酸，于70士5°C下进行超声波活化，活化时间为0. 5h-lh ；②将上述活化后的谷糠硫酸液冷却至30°C以下，加入过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠 以及过硫酸铵溶液，其加入量分别按照谷糠质量过氧化苯甲酰=(95-105) 3、谷糠质 量亚硫酸氢钠=(48-52) 1以及谷糠的质量过硫酸铵=(48-52) 1计算，引发谷 糠体系；③另取丙烯酸用氢氧化钠中和，至丙烯酸中和度为70-80%，加入谷糠体系，再加 入0.01-0.02g/mL&N，N'-亚甲基双丙烯酰胺溶液，其加入量按照谷糠质量N，N'-亚 甲基双丙烯酰胺溶液的体积=(9-11) g 7ml计算；于35°C下反应时间3-4小时，即得谷 糠接枝丙烯酸吸水树脂，作为本专利技术生物复合肥的包膜剂，通过测定，该包膜剂具有明显的 保水作用；(4)包膜以步骤(3)制得的谷糠接枝丙烯酸吸水树脂为包膜剂，对步骤(2)制得的肥料芯 在流化床上进行喷涂包膜，肥料芯质量包膜剂质量=(15-50) 1，即得生物复合肥。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术以蚓粪和腐殖酸为有机组分；依据作物需要定量配以NPK化肥作无机组 分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物复合肥的制备方法，包括下述步骤：　　（１）制备有机胶结剂：　　①在４０℃－５０℃热水中加入淀粉，保温条件下搅拌成均匀的料浆；　　②边搅拌边加入质量百分比为２５－３５％的双氧水，双氧水的加入量按照淀粉质量∶双氧水量＝（９５－１０５）∶２计算；再加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量按照淀粉质量∶氢氧化钠质量＝（１９－２１）∶１计算；混匀后再加入硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液的加入量按照淀粉质量∶硫酸亚铁质量＝（１９０－２１０）∶１计算；在４０℃～５０℃保温反应５０－７０分钟料芯在流化床上进行喷涂包膜，肥料芯质量∶包膜剂质量＝（１５－５０）∶１，即得生物复合肥。，得反应后的混合液；　　③将上述②反应后的混合液升温至８０℃－９０℃，在搅拌状态下加入硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液的加入量按照淀粉质量∶硫酸亚铁质量＝（１９０－２１０）∶１计算；然后再加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的加入量按照淀粉质量∶氢氧化钠质量＝（２４－２６）∶１计算；混匀后在８０℃－９０℃保温反应２０～３０分钟；　　④将上述③反应后的混合液降温至４５℃－５５℃加入硼砂，硼砂的加入量按照淀粉质量∶硼砂质量＝（９５０－１０５０）∶３计算；最后加入防腐剂，防腐剂的加入量按照淀粉质量∶防腐剂质量＝（９５－１０５）∶１计算；保温反应２５－４０分钟后加水调整体积水的加入量按照淀粉质量∶水质量＝１∶（３８－４２）计算；冷却即得改性淀粉，作为有机胶结剂；　　（２）制备肥料芯：　　以蚯蚓粪∶腐殖酸质量比例＝（４０－６０）∶（３－５）为有机基料，配以无机养分Ｎ、Ｐ、Ｋ肥，无机养分的加入量按照有机基料∶无机养分＝（４０－６０）∶（１２－２０）计算；再加入步骤（１）制得的有机胶结剂改性淀粉，其加入量按照有机基料∶有机胶结剂＝（４０－６０）∶（１．２－１．５）计算；再添加含有溶磷解钾菌的微生物菌群为促吸收剂，其加入量按照２００－３００ｇ／ｔ计算；混合均匀，造粒，制成粒径在３ｍｍ－５ｍｍ的肥料芯；　　（３）制备包膜剂：　　①取谷糠，按照谷糠质量∶稀硫酸体积＝１ｇ∶（４－６）ｍｌ加入质量百分比浓度为１－２％的稀硫酸，于７０±５℃下进行超声波活化，活化时间为０．５ｈ－１ｈ；　　②将上述活化后的谷糠硫酸液冷却至３０℃以下，加入过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠以及过硫酸铵溶液，其加入量分别按照谷糠质量∶过氧化苯甲酰＝（９５－１０５）∶３、谷糠质量∶亚硫酸氢钠＝（４８－５２）∶１以及谷糠的质量∶...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仕林，廖洋，严小娟，夏绪祥，赵婷，兰婷，杜强，
申请(专利权)人：四川师范大学，遂宁市兴宇农业生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]