一種生物有機(jī)控釋肥的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物有機(jī)控釋肥的制造方法，屬于肥料制造【技術(shù)領(lǐng)域】。在有機(jī)肥制造過程中，伴隨著翻料不斷加入化學(xué)肥料，一部分礦質(zhì)養(yǎng)分在微生物同化作用下，由無機(jī)形態(tài)轉(zhuǎn)化為有機(jī)形態(tài)儲(chǔ)存起來，一部分礦質(zhì)營養(yǎng)在有機(jī)物料發(fā)酵、腐熟過程中，通過鍵合、膠結(jié)、吸附、包裹等機(jī)制固定其中。當(dāng)物料總活菌數(shù)小于0.5億/g時(shí)停止加入化學(xué)肥料，繼續(xù)發(fā)酵至后熟階段得成品。依本發(fā)明制造的生物有機(jī)控釋肥生產(chǎn)成本低，養(yǎng)分的釋放速率主要受控于作物根系的生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)速率，養(yǎng)分利用率高，且集生物有機(jī)肥與控釋肥于一體，兼具多種肥料效應(yīng)，用肥綜合成本低。
【專利說明】一種生物有機(jī)控釋肥的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物有機(jī)控釋肥的制造方法，屬于肥料制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)肥料為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但是化學(xué)肥料也有二大缺點(diǎn):一是由于大量使用化學(xué)肥料，造成了土壤板結(jié)、酸化、有機(jī)質(zhì)缺乏、微生物減少、生產(chǎn)力下降等問題。二是普通化學(xué)肥料利用率低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國當(dāng)季氮肥利用率僅為20%?35%，磷肥的利用率為10%?20%，鉀肥的利用率為30%?60%。肥料利用率低不僅造成資源浪費(fèi)，還給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。
[0003]為恢復(fù)土壤微生物活性、改善土壤結(jié)構(gòu)、提升生產(chǎn)能力，人們開發(fā)出了有機(jī)肥、生物有機(jī)肥、復(fù)合生物有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥等產(chǎn)品。
[0004]為了解決化學(xué)肥料利用率低、肥料養(yǎng)分釋放速率與植物養(yǎng)分吸收速率不吻合的問題，20世紀(jì)初提出了緩釋肥料的概念。緩釋肥(SRFS)又稱長(zhǎng)效肥料，主要指施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行юB(yǎng)分的速度比普通肥料緩慢的肥料。
[0005]自從1948年美國的K.G.Clart等人合成了世界上第一個(gè)緩釋縮合肥料尿素一甲醛后，緩控釋肥料的研發(fā)經(jīng)歷了一個(gè)多元化的發(fā)展過程。到了 20世紀(jì)90年代緩釋肥趨于成熟，依據(jù)不同的原理和技術(shù)形成了系列化產(chǎn)品。主要包括:包膜型緩釋肥、合成型微溶態(tài)緩釋肥、化學(xué)抑制型緩效肥料、基質(zhì)復(fù)合肥與膠粘緩釋肥。
[0006]緩釋肥的缺陷是:養(yǎng)料養(yǎng)分釋放速率、方式和持續(xù)時(shí)間不能很好地控制，受施肥方式和環(huán)境條件的影響較大。
[0007]控釋肥(CAFS)是緩釋肥的高級(jí)形式，是指通過各種機(jī)制措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長(zhǎng)季節(jié)的釋放模式，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收基本同步，從而達(dá)到提高肥效目的的一類肥料?？蒯尫誓芤罁?jù)作物營養(yǎng)階段性、連續(xù)性等營養(yǎng)特性，利用物理、化學(xué)、生物等手段調(diào)節(jié)和控釋氮磷鉀及必要的微量元素等養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度與容量，能達(dá)到供肥緩急相濟(jì)的效果。
[0008]目前控釋肥主要是采用樹脂包膜技術(shù)，即在傳統(tǒng)速溶性肥料顆粒的外面包一層膜，通過膜上的微孔控制膜內(nèi)養(yǎng)分?jǐn)U散到膜外的速率?？蒯尫柿喜皇芡寥繮H值、微生物、及水分含量的影響，只受溫度影響，溫度越高養(yǎng)分釋放越快。
[0009]但是，目前還沒有真正意義上的控釋肥技術(shù)出現(xiàn)。有專家對(duì)依據(jù)現(xiàn)有原理和技術(shù)方案能否制造出真正意義的控釋肥表示懷疑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了一種全新的控釋肥制造思路和途徑。
[0011]本發(fā)明是在有機(jī)肥、生物有機(jī)肥制造技術(shù)上發(fā)展和建立起來的。
[0012]圖1為本發(fā)明生物有機(jī)控釋肥制造流程。
[0013]在有機(jī)肥制造過程中，不斷加入化學(xué)肥料，一部分礦質(zhì)養(yǎng)分(N、P、S等)在微生物同化作用下，不斷由無機(jī)形態(tài)轉(zhuǎn)化為有機(jī)形態(tài)儲(chǔ)存起來；一部分礦質(zhì)營養(yǎng)(N、P、K、Ca、Mg、Zn、Mo等)在有機(jī)物料發(fā)酵、腐熟過程中，通過鍵合、膠結(jié)、吸附、包裹等機(jī)制固定其中。
[0014]當(dāng)生物控釋肥施于土壤后，受到溫度-微生物-植物的聯(lián)合作用、控制。環(huán)境溫度變高時(shí)，土壤微生物活性增強(qiáng)，植物生長(zhǎng)速度加快。微生物通過礦化作用釋放出儲(chǔ)存的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分，通過分解有機(jī)物、破壞肥料結(jié)構(gòu)釋放出固定化養(yǎng)分。充足的營養(yǎng)進(jìn)一步促進(jìn)植物包括根系的生長(zhǎng)，根系生長(zhǎng)又刺激根際微生物數(shù)量增多和活性提高，微生物的生長(zhǎng)、繁殖更加推動(dòng)了養(yǎng)分釋放。當(dāng)植物生長(zhǎng)減緩時(shí)，微生物活性降低，礦化作用與分解作用能力下降，養(yǎng)分釋放減少。
[0015]一般情況下，根際微生物的數(shù)量是非根際的幾十倍，所以根際微生物在控制養(yǎng)分釋放方面起決定性作用。
[0016]生物有機(jī)控釋肥的詳細(xì)制造步驟如下:
⑴配料階段:
按照制造有機(jī)肥料的方法選擇有機(jī)物料，主要包括氮源、碳源。在碳源中纖維性碳源應(yīng)大于50% (干重)，目的是增加物料的透氣性，有利于微生物繁殖和物料腐熟。調(diào)節(jié)有機(jī)物料C/N比為30-40，NPK總含量大于3%，加入5-15%粘土或熟土，但要控制總灰份小于25%，調(diào)整含水量為50-60%，自然發(fā)酵或接種人工選擇、馴化、培養(yǎng)的微生物發(fā)酵。
[0017]因?yàn)樵诘V質(zhì)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為有機(jī)養(yǎng)分的過程中，要消耗大量能量，所以初始C/N比可適當(dāng)高一些，以減少后期發(fā)酵時(shí)補(bǔ)充碳源次數(shù)。加入適量的粘土有助于發(fā)酵過程中形成粘核結(jié)構(gòu)，使更多養(yǎng)分得以固定。
[0018](2)養(yǎng)分同化與固定階段:
向有機(jī)物料中添加化學(xué)肥料，充分?jǐn)嚢?、翻料，使化學(xué)肥料與有機(jī)物料混合均勻，待發(fā)酵3-5天后，檢測(cè)總活菌數(shù)(細(xì)菌、真菌和放線菌)和物料高溫層溫度，如果總活菌數(shù)大于0.5億/g且高溫層溫度大于40°C，則繼續(xù)加入化學(xué)肥料，如果總活菌數(shù)大于0.5億/g而高溫層溫度小于40°C，則按干重比補(bǔ)加發(fā)酵物料5-10%的碳源后，繼續(xù)加入化學(xué)肥料，如果總活菌數(shù)降至小于0.5億/g，則停止加入化學(xué)肥料，進(jìn)入后熟階段。
[0019]每次加入化學(xué)肥料的量要小于發(fā)酵物料(濕重)的3%，前3次翻料時(shí)少加甚至不加化學(xué)肥料，待微生物大量繁殖且得到逐漸馴化后，再將化學(xué)肥料加入量提高。停止加入化學(xué)肥料后的物料可作為人工馴化的微生物接種劑加入有機(jī)物料中，接種量為有機(jī)物料的2-5%(干重比)。
[0020]發(fā)酵過程中物料的持水能力會(huì)逐漸降低，調(diào)節(jié)物料含水量為最大持水量的70-80%ο
[0021]⑶后熟階段:
翻堆至物料均勻，發(fā)酵3-5天，檢測(cè)高溫層溫度，如溫度大于環(huán)境溫度，繼續(xù)翻堆、發(fā)酵，如溫度不再大于環(huán)境溫度，發(fā)酵完成。
[0022]在后熟階段不再補(bǔ)充水分，使水分逐漸降低至30%左右。
[0023]以上步驟中所述化學(xué)肥料主要為大量元素肥料、中量元素肥料、微量元素肥料中的一種或多種組合，所述大量元素肥料主要由N肥、P肥、K肥組合而成，且N、P、K比例為1-5:1-3:2。
[0024]依據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的生物有機(jī)控釋肥，生產(chǎn)成本低，控釋效果好。它并不是預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長(zhǎng)季節(jié)的釋放模式，而是依環(huán)境溫度一微生物一作物的聯(lián)合作用，實(shí)時(shí)控制養(yǎng)分釋放。同時(shí)，依據(jù)本發(fā)明制造的生物有機(jī)控釋肥，實(shí)現(xiàn)了微生物肥料、有機(jī)肥料、化學(xué)肥料的集成，進(jìn)一步減少了施肥次數(shù)，降低了用肥綜合成本。
[0025]下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步說明生物控釋肥的制造方法。
[0026]實(shí)施例一 ⑴配料:
有機(jī)物料:主要原料為雞糞和粉碎玉米秸桿，按雞糞/玉米秸桿為7:3配料(干重)，調(diào)節(jié)含水量至50-60%。因一般情況下雞糞中已經(jīng)含有粘土，此配方可不再加入粘土。自然接種發(fā)酵。化學(xué)肥料:按尿素、氯化鉀、磷酸二銨重量比例為28:36:25配料。
[0027](2)養(yǎng)分同化與固定階段:
向有機(jī)物料中添加化學(xué)肥料，充分?jǐn)嚢?、翻料，使化學(xué)肥料與有機(jī)物料混合均勻。待發(fā)酵3-5天后，檢測(cè)總活菌數(shù)(細(xì)菌、真菌和放線菌)和物料高溫層溫度，如果總活菌數(shù)大于0.5億/g且高溫層溫度大于40°C，則繼續(xù)加入化學(xué)肥料；如果總活菌數(shù)大于0.5億/g而高溫層溫度小于40°C，則按干重比補(bǔ)加發(fā)酵物料5-10%的玉米秸桿后，繼續(xù)加入化學(xué)肥料。如果總活菌數(shù)降至小于0.5億/g，則停止加入化學(xué)肥料，進(jìn)入后熟階段。
[0028]前3次翻料時(shí)，每次加入化學(xué)肥料量要小于發(fā)酵物料(濕重)的1%，以便微生物大量繁殖，之后每次按發(fā)酵物料(濕重)的3%加入化學(xué)肥料。在發(fā)酵過程中要調(diào)節(jié)含水量為物料最大持水量的70-80%。
[0029](3)后熟階段:
翻堆至物料均勻，發(fā)酵3-5天，檢測(cè)高溫層溫度，如溫度大于環(huán)境溫度，繼續(xù)翻堆、發(fā)酵，如溫度不再大于環(huán)境溫度，發(fā)酵完成。
[0030]在后熟階段不再補(bǔ)充水分，使水分逐漸降低至30%左右。
[0031]按實(shí)例一制造的生物有機(jī)控釋肥:NPK (5-5-5)總量> 15%、有機(jī)質(zhì)> 45%、總活菌數(shù)> 0.5億/g。根據(jù)大田實(shí)驗(yàn)結(jié)果，I公斤上述生物有機(jī)控釋肥相當(dāng)于I公斤生物有機(jī)肥加0.56公斤NPK (15-15-15)復(fù)合肥的肥效。
[0032]實(shí)施例二 ⑴配料:
有機(jī)物料:按干重比雙孢菇菌糠60%、金針菇菌糠40%配料，調(diào)節(jié)含水量為50-60%。因雙孢菇菌糠中已經(jīng)含有粘土，此配方不再加入粘土。自然接種發(fā)酵。大量元素肥料:按尿素、硫酸鉀、磷酸二銨比例為20:52:16配料。中量元素肥料:輕質(zhì)碳酸鈣微量元素肥料:硫酸鋅
⑵同化與固定階段:
向物料中添加化學(xué)肥料，充分?jǐn)嚢?、翻料，使化學(xué)肥料與有機(jī)物料混合均勻。待發(fā)酵3-5天后，檢測(cè)總活菌數(shù)(細(xì)菌、真菌和放線菌)和物料高溫層溫度，如果總活菌數(shù)大于0.5億/g且高溫層溫度大于40°C，則繼續(xù)加入化學(xué)肥料；如果總活菌數(shù)大于0.5億/g而高溫層溫度小于40°C，則按干重比補(bǔ)加發(fā)酵物料5-10%的金針菇菌糠后，繼續(xù)加入化學(xué)肥料；如果總活菌數(shù)降至小于0.5億/g，則停止加入化學(xué)肥料，進(jìn)入后熟階段。
[0033]發(fā)酵過程中每次加入化學(xué)肥料的量要小于發(fā)酵物料(濕重)的3%，其中任一次翻料前停止加入大量元素肥料，改加有機(jī)物料(干重)2%的輕質(zhì)碳酸鈣、0.02%的硫酸鋅。
[0034]在發(fā)酵過程中要調(diào)節(jié)含水量為物料最大持水量的70-80%。
[0035](3)后熟階段:
翻堆至物料均勻，發(fā)酵3-5天，檢測(cè)高溫層溫度，如溫度大于環(huán)境溫度，繼續(xù)翻堆、發(fā)酵，如溫度不再大于環(huán)境溫度，發(fā)酵完成。
[0036]在后熟階段不再補(bǔ)充水分，使水分逐漸降低至30%左右。
[0037]按實(shí)例二制造的生物有機(jī)控釋肥:大量元素NPK (4-4-6)總量> 14%、有機(jī)質(zhì)>45%、總活菌數(shù)> 0.5億/g。本產(chǎn)品的特點(diǎn)是:既含有大量元素NPK，又含有2%中量元素鈣和0.02%微量兀素鋅，同時(shí)鉀素含量較高。
【權(quán)利要求】
1.一種生物有機(jī)控釋肥的制造方法，包括步驟: 按照制造有機(jī)肥料的方法選擇有機(jī)物料，調(diào)節(jié)有機(jī)物料C/N比為30-40，NPK總含量為3-5%，加入5-15%粘土或熟土，控制灰份含量小于25%，調(diào)整含水量至50-60%，自然發(fā)酵或接種人工培養(yǎng)的微生物發(fā)酵； 向上述有機(jī)物料中加入化學(xué)肥料，翻堆至物料均勻，發(fā)酵3-5天，檢測(cè)總活菌數(shù)和高溫層溫度，當(dāng)物料總活菌數(shù)大于0.5億/g且溫度大于40°C時(shí)，則繼續(xù)加入化學(xué)肥料，當(dāng)物料有效活菌數(shù)大于0.5億/ g而溫度小于40°C時(shí)，則按干重比補(bǔ)充發(fā)酵物料5-10%的碳源后，繼續(xù)加入化學(xué)肥料，當(dāng)物料有效活菌數(shù)小于0.5億/ g時(shí)，停止加入化學(xué)肥料； 繼續(xù)翻堆至物料均勻，發(fā)酵3-5天，檢測(cè)物料高溫層溫度，如溫度大于環(huán)境溫度，繼續(xù)翻堆、發(fā)酵，如溫度不再大于環(huán)境溫度，發(fā)酵完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種生物控釋肥的制造方法，其特征在于:停止加入化學(xué)肥料后的物料作為人工馴化的微生物接種劑加入有機(jī)物料中，接種量為有機(jī)物料的2-5% (干重比)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2—種生物有機(jī)控釋肥的制造方法，其特征在于:每次加入化學(xué)肥料的量要小于有機(jī)物料濕重的3%，前3次翻料時(shí)少加甚至不加化學(xué)肥料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3—種生物有機(jī)控釋肥的制造方法，其特征在于:所述化學(xué)肥料主要為大量元素肥料、中量元素肥料、微量元素肥料中的一種或多種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4一種生物有機(jī)控釋肥的制造方法，其特征在于:所述大量元素肥料主要由N肥、P肥、K肥組合而成，且N、P、K比例為1-5:1-3:2。
【文檔編號(hào)】C05F17/00GK104311346SQ201410567231
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】劉有東 申請(qǐng)人:德州創(chuàng)迪微生物資源有限責(zé)任公司