【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物肥料，具体涉及光碳硅腐植酸复合肥及其制备方法。
技术介绍
1、腐植酸(humic acid，简称ha)，又称胡敏酸，是一种天然有机高分子化合物，广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及褐煤、风化煤、泥炭之中，具有多种优良特性，如良好的吸附性、离子交换性和稳定性。腐植酸不是单一的酸，而是一个复杂的含有羧基、酚羟基等官能团的混合物，表现出二元酸或偶尔三元酸的性质。腐植酸是动植物残体和微生物细胞等经微生物分解和转化，以及一系列地球化学过程形成和累积的一类成分复杂的天然有机高分子混合物。
2、复合肥将腐植酸、氮磷钾等传统营养元素与先进的高塔式造粒工艺相结合，显著提升了产品的品质和功效。然而，尽管这一生产工艺相较于传统方法有了很大进步，但是仍然依赖于膨润土粘合剂和树脂粘合剂的使用。膨润土粘合剂不仅限制了生产工艺的灵活性，还对土壤的性质和结构产生不利影响。具体而言，膨润土粘合剂改变土壤的原有结构，对土壤内的有益生物群和种类造成伤害，甚至其中含有的有害物质和重金属而对农作物造成污染，进而引发水土流失等环境问题。因此，尽管光碳硅腐植酸复合肥在提升农作物产量和品质方面表现出色，但如何在不牺牲产品性能的前提下，减少或替代膨润土粘合剂和树脂粘合剂的使用，成为当前亟待解决的问题。这不仅有助于保护土壤生态，减少环境污染，还能进一步推动复合肥行业的绿色可持续发展。
3、因此本专利技术开发一种光碳硅腐植酸复合肥及其制备方法，用于解决现有技术中的腐植酸复合肥养分利用率低和退化土壤结构，没有从添加光碳硅材料和改性腐殖酸角度出
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供光碳硅腐植酸复合肥及其制备方法，用于解决现有技术中的腐植酸复合肥养分利用率低和退化土壤结构，没有从添加光碳硅材料和改性腐殖酸角度出发来改善土壤健康和增强作物生长的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、光碳硅腐植酸复合肥，由以下重量份的成分组成：15-20份光碳硅材料、10-20份改性腐植酸、18-20份尿素、12-15份氯化钾、8-12份磷酸一铵、2-3份光合作用增强剂和1-2份纳米化助剂；所述光碳硅材料由碳原料经水热反应制备成碳载体，然后负载硅元素和光合作用促进菌制备得到；所述改性腐植酸由腐植酸原料经三步处理、发酵、酸沉淀和过氧化氢改性得到；所述光合作用增强剂购买自安阳市振华化工有限责任公司；所述纳米化助剂为十二烷基硫酸钠和纳米二氧化硅的等量混合物；纳米二氧化硅购买自武汉佰兴生物科技有限公司。
4、其中，所述光碳硅材料的制备方法，包括如下步骤：
5、(1)制备碳载体：将碳原料粉碎，过筛，洗涤，干燥，得到预处理的碳原料；称取预处理的碳原料，加入去离子水和fecl3，搅拌均匀，转移至不锈钢高压釜中，密封后放入预热的恒温水浴锅中反应，结束后，将高压釜冷却至室温，得到水热反应产物，离心，收集下层固体，洗涤，干燥，得到碳载体；
6、(2)负载硅元素：将碳载体研磨成粉末，过筛，加入去离子水，搅拌均匀，调节ph至8.8-9，然后加入硅酸钠溶液，搅拌反应，离心，收集固体残渣，洗涤，干燥，得到负载硅的碳载体；
7、(3)负载光合作用促进菌：配制光合作用促进菌的培养基，高压灭菌，将光合作用促进菌接种到培养基中培养，结束后，将光合作用促进菌液与负载硅的碳载体混合，搅拌均匀，静置，然后离心，取固体残渣，洗涤，干燥，得到光碳硅材料。
8、进一步地，步骤(1)中碳原料为稻草、木屑、花生壳、核桃壳和树皮的混合物，稻草、木屑、花生壳、核桃壳和树皮的质量之比为3：1-2：1-2：3-4：4-5，筛网的目径为100-200目，用去离子水洗涤3-4次，烘箱干燥的温度为60-65℃，干燥的时间为12-16h，水分含量低于10％；预处理的碳原料与去离子水的质量之比为1：5-6，fecl3和预处理的碳原料的质量之比为0.03-0.05：1，恒温水浴锅的温度为180-190℃，反应时间为2-3h，离心的速度为3000-4000rpm，离心的时间为10-15min，用去离子水洗涤2-3次；步骤(2)中碳载体与去离子水的质量之比为1-1.2：4，筛网的目径为200-300目，naoh溶液的浓度为0.5m，调节ph值优选为9，硅酸钠溶液的浓度为10wt％，硅酸钠溶液与去离子水的质量之比为1：2，搅拌反应30-40min，离心的速度为3000-4000rpm，离心的时间为10-15min，用去离子水洗涤3-5次；步骤(3)中光合作用促进菌为深红红螺菌、固氮菌和绿硫芽生细菌的混合物，深红红螺菌、固氮菌购买自郑州方觉生物科技有限公司，绿硫芽生细菌购买自北京百欧博伟生物技术有限公司，深红红螺菌的培养基，由以下重量份的成分组成：950份去离子水、10份胰蛋白胨、5份酵母提取物、10份氯化钠、1.5份nano3、0.5份k2hpo4·3h2o、0.075份mgso4·7h2o、0.04份cacl2·2h2o、0.06份柠檬酸钠·2h2o、0.008份fec6h5o7·5h2o、0.02份na2co3和0.001份edta二钠盐，深红红螺菌的培养条件为厌氧条件，培养温度为28-30℃，ph为6.5-7.5，光照为白光或蓝光，光照强度为100-200μe/m2/s，光照培养12-24h，直到od600达到0.5-1.0，将前培养物以5％的接种量转入新的培养基中，继续在厌氧条件下，光照培养24-48h，直到菌液浓度达到107cfu/ml；固氮菌的培养基，由以下重量份的成分组成：980份去离子水、10份葡萄糖、0.5份k2hpo4、0.2份mgso4·7h2o、0.02份cacl2·2h2o、0.02份nacl、0.002份feso4·7h2o和0.001份mnso4·h2o，固氮菌的培养条件为好氧条件，培养温度为28-30℃，ph为6.5-7.5，振荡培养24-48h，直到od600达到0.5-1.0，将前培养物以5％的接种量转入新的培养基中，继续在好氧条件下，振荡培养24-48h，直到菌液浓度达到107cfu/ml；绿硫芽生细菌的培养基，由以下重量份的成分组成：990份去离子水、0.5份na2s2o3·5h2o、0.5份na2co3、0.5份nahco3、0.5份na2so4、0.5份k2hpo4、0.2份mgso4·7h2o、0.02份cacl2·2h2o和0.002份feso4·7h2o，绿硫芽生细菌的培养条件为厌氧条件，培养的温度为45-50℃，ph为6.8-7.2，光照为白光或绿光，光照强度为50-100μe/m2/s，光照培养48-72h，直到od750达到0.5-1.0，将前培养物以5％的接种量转入新的培养基中，继续在厌氧条件下，光照培养48-72h，直到菌液浓度达到107cfu/ml；光合作用促进菌液为深红红螺菌、固氮菌和绿硫芽生细菌的菌液按照体积之比为1-2：2-3：1-2混合得到，负载硅的碳载体与光合作用促进菌液的质量体积之比为1：8-10g/ml，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，由以下重量份的成分组成：15-20份光碳硅材料、10-20份改性腐植酸、18-20份尿素、12-15份氯化钾、8-12份磷酸一铵、2-3份光合作用增强剂和1-2份纳米化助剂；所述光碳硅材料由碳原料经水热反应制备成碳载体，然后负载硅元素和光合作用促进菌制备得到；所述改性腐植酸由腐植酸原料经三步处理、发酵、酸沉淀和过氧化氢改性得到。
2.根据权利要求1所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，所述纳米化助剂为十二烷基硫酸钠和纳米二氧化硅的等量混合物。
3.根据权利要求1所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，所述光碳硅材料的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，步骤(1)中碳原料为稻草、木屑、花生壳、核桃壳和树皮的混合物，稻草、木屑、花生壳、核桃壳和树皮的质量之比为3：1-2：1-2：3-4：4-5，筛网的目径为100-200目；预处理的碳原料与去离子水的质量之比为1：5-6，FeCl3和预处理的碳原料的质量之比为0.03-0.05：1，恒温水浴锅的温度为180-190℃，反
5.根据权利要求1所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，所述改性腐植酸的制备方法，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，Q1中腐植酸原料为褐煤和泥炭的混合物，褐煤和泥炭的质量之比为1：2-4，腐植酸原料与去离子水的质量之比为1：5-10，一步处理的腐植酸原料与NaOH溶液的质量体积之比为0.8-1.2：1，NaOH溶液的浓度为0.5M，水浴的温度为50-55℃，水浴的时间为30-40min；两步处理的腐植酸原料与HCl溶液的质量体积之比为0.8-1.2：1，HCl溶液的浓度为0.5M。
7.根据权利要求5所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，Q2中混合酶液由纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和去离子水按照质量之比为2：2：1：50混合得到，酶解的时间为4-6h，葡萄糖与三步处理的腐植酸原料的质量之比为5-7：100，麦芽提取物与三步处理的腐植酸原料的质量之比为2-3：100，混合菌液为绿色木霉、地衣芽孢杆菌、哈茨木霉菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和灭菌水按照质量之比为2：1：1：1：3：92配制而成；发酵原料与混合菌液的体积之比为1：1；Q3中HCl溶液的浓度为1M，静置1-2h；Q4中腐殖酸与去离子水的质量之比为20-30：100，过氧化氢溶液的浓度为30wt％，腐殖酸溶液与过氧化氢溶液的体积之比为1：1-2。
8.光碳硅腐植酸复合肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的光碳硅腐植酸复合肥的制备方法，其特征在于，M1中腐植酸溶液的浓度为10-20wt％；M2中粒子碰撞造粒机的转速为15-50rpm，造粒温度在50-70℃，压力在10-20MPa，流化床干燥机的干燥温度为60-80℃，风速为0.5-2.0m/s。
...【技术特征摘要】
1.光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，由以下重量份的成分组成：15-20份光碳硅材料、10-20份改性腐植酸、18-20份尿素、12-15份氯化钾、8-12份磷酸一铵、2-3份光合作用增强剂和1-2份纳米化助剂；所述光碳硅材料由碳原料经水热反应制备成碳载体，然后负载硅元素和光合作用促进菌制备得到；所述改性腐植酸由腐植酸原料经三步处理、发酵、酸沉淀和过氧化氢改性得到。
2.根据权利要求1所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，所述纳米化助剂为十二烷基硫酸钠和纳米二氧化硅的等量混合物。
3.根据权利要求1所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，所述光碳硅材料的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的光碳硅腐植酸复合肥，其特征在于，步骤(1)中碳原料为稻草、木屑、花生壳、核桃壳和树皮的混合物，稻草、木屑、花生壳、核桃壳和树皮的质量之比为3：1-2：1-2：3-4：4-5，筛网的目径为100-200目；预处理的碳原料与去离子水的质量之比为1：5-6，fecl3和预处理的碳原料的质量之比为0.03-0.05：1，恒温水浴锅的温度为180-190℃，反应时间为2-3h，离心的速度为3000-4000rpm，离心的时间为10-15min；步骤(2)中碳载体与去离子水的质量之比为1-1.2：4，naoh溶液的浓度为0.5m，硅酸钠溶液的浓度为10wt％，硅酸钠溶液与去离子水的质量之比为1：2；步骤(3)中光合作用促进菌液为深红红螺菌、固氮菌和绿硫芽生细菌的菌液按照体积之比为1-2：2-3：1-2混合得到，负载硅的碳载体与光合作用促进菌液的质量体积之比为1：8-10g/ml，静置30-60min。
5.根据权利要求1所述的光碳硅腐植酸复合肥...
【专利技术属性】
技术研发人员：董永生，王松录，薛建三，焦连爽，
申请(专利权)人：河南道和科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。