專利名稱:全價復(fù)合肥料系列產(chǎn)品及成套生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種“在國內(nèi)外最新研究成果的基礎(chǔ)上,充分利用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物為主要原料,運(yùn)用系統(tǒng)工程理論,將多學(xué)科高新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)‘組裝’等綜合技術(shù)處理,最終研究開發(fā)成功的可替代現(xiàn)有各種肥料使用的《全價復(fù)合肥料》系列產(chǎn)品及成套生產(chǎn)技術(shù)”。
當(dāng)代人類食物能量的90%是從耕地上獲得的。到本世紀(jì)未,世界人口將達(dá)到60億,為滿足人口對食物的需要,糧食產(chǎn)量需增加兩倍。但是,由于耕地資源的局限性,因而從某意義上說,糧食增產(chǎn)只能靠肥料。肥料是作物營養(yǎng)元素的來源,是作物產(chǎn)量和質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ),是改良土壤的基本條件。作物在生長發(fā)育過程中從土壤里攝取必須的營養(yǎng)元素,這些元素隨作物產(chǎn)量一起被帶走;當(dāng)缺少肥料對這些營養(yǎng)元素補(bǔ)償?shù)臅r候,被耕種的土壤便會貧瘠而衰竭、生產(chǎn)性降低;因此,肥料和土壤中有效態(tài)營養(yǎng)元素存在的多寡是作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基本物質(zhì)基礎(chǔ)。此外,肥料可對土壤發(fā)生綜合作用,它不僅是補(bǔ)充到土壤中的作物必須的營養(yǎng)元素,而且還可改良土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀,提高土壤生物活性,促使?fàn)I養(yǎng)元素的平衡和富集,提高土壤肥力。
在農(nóng)業(yè)的漫長發(fā)展歷史中,相繼產(chǎn)生和使用過各種各樣的肥料。首先使用的是以人畜禽糞為主體的農(nóng)家肥、堆肥、漚肥、廄肥、土雜肥等有機(jī)肥料。這類有機(jī)肥是土壤中有機(jī)質(zhì)的主要來源,具有培肥地力的作用。但是這類肥料養(yǎng)分不全、肥力低,容易造成環(huán)境污染和病菌繁衍,不能為作物提供充足的營養(yǎng)元素。接著是化學(xué)肥料的出現(xiàn),這無疑是文明社會科技進(jìn)步的產(chǎn)物,化肥的廣泛使用,對提高作物產(chǎn)量和滿足人類對作物逐步增長的需要發(fā)揮了重要作用;但是,化肥提供的單質(zhì)(或二元、三元)營養(yǎng)元素,養(yǎng)分極不平衡,再加上化肥的過量施用,導(dǎo)致土壤中營養(yǎng)元素的喪失、土肥結(jié)構(gòu)失衡、肥力下降、土壤板結(jié)和貧瘠,加速了土壤的侵蝕過程、沙化嚴(yán)重、生產(chǎn)性降低,同時作物組分變劣、品質(zhì)退化、危及人類健康,并造成環(huán)境污染,對生物賴以生存的環(huán)境----生物圈造成威脅。再次,是以現(xiàn)有有機(jī)肥、化肥等資源進(jìn)行簡單的復(fù)混后出現(xiàn)的各種復(fù)混肥料,均無本質(zhì)的變化,仍然存在養(yǎng)分不全、肥力低、不能任意配制等不足,得不到廣泛應(yīng)用。綜上所述,目前我國施用肥料中化肥占了大部分,數(shù)量缺口極大,劣質(zhì)肥充斥市場,增大了農(nóng)業(yè)的投入成本,這是十分令人擔(dān)憂的事情。
當(dāng)今,世界各國特別是發(fā)達(dá)國家,都紛紛尋求和開發(fā)新的肥料品種,興起了一場“綠色革命”,這已是一個迫在眉睫的世界級課題。
本發(fā)明的目的是在提供一種“養(yǎng)分全且比例適中、肥力強(qiáng)、肥效高且釋放均勻、肥期長,能滿足作物健康生長全過程對營養(yǎng)元素的需要,它不僅可以顯著提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì),而且可以提高土壤肥力,改良土壤和保護(hù)生態(tài)環(huán)境,是無公害、無病菌生產(chǎn)‘綠色食品’的新型肥料”,這種新型肥料定名為“全價復(fù)合肥料”。
為這上述目的,本發(fā)明是在國內(nèi)外最新研究成果的基礎(chǔ)上,運(yùn)用“系統(tǒng)工程理論”以及“最小養(yǎng)分律”“因子綜合作用律”、“復(fù)合迭加效應(yīng)”等理論,將多學(xué)科高新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)“組裝”的綜合處理,充分利用各種畜禽糞便,調(diào)節(jié)氮、磷、鉀和中微量元素、微生物的組分,添加具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì),集有機(jī)、無機(jī)(化肥)、微生物等各種肥料之優(yōu)點(diǎn),根據(jù)作物生長的需要、土壤營養(yǎng)元素之豐缺狀況以及改善和治理環(huán)境的需要,研究開發(fā)成功的這種新型“全價復(fù)合肥料”系列產(chǎn)品及成套生產(chǎn)技術(shù)。
為解決上述任務(wù),本發(fā)明采用的解決方案是首先把“作物、土壤、營養(yǎng)(肥料)、環(huán)境”視為一個系統(tǒng)來研究,這實(shí)際上是將其納入以生物生存環(huán)境為基點(diǎn)的一個地球巨大生態(tài)系統(tǒng)----生物圈的范疇來審視,在這個生態(tài)系統(tǒng)中,作物產(chǎn)量提高,品質(zhì)改善、土壤改良、環(huán)境治理是一個十分復(fù)雜的問題,是系統(tǒng)內(nèi)外諸多因素綜合作用的結(jié)果。本發(fā)明始終站在這個生態(tài)系統(tǒng)的整體高度,協(xié)調(diào)各因子間的關(guān)系,以最少的投入,達(dá)到上述綜合目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和整體經(jīng)濟(jì)效益最高;也就是說,在“作物、土壤、營養(yǎng)(肥料)、環(huán)境”這個生態(tài)系統(tǒng)中,在一定的條件下,影響作物增產(chǎn)和品質(zhì)改善的關(guān)鍵因素(限制因子)是肥料,而利用多學(xué)科高新技術(shù)系統(tǒng)“組裝”發(fā)明的“全價復(fù)合肥料”的獨(dú)特意義就在于它可以根據(jù)“作物、土壤、營養(yǎng)(肥料)、環(huán)境”生態(tài)系統(tǒng)的整體需要,進(jìn)行“全價復(fù)合”配制,這種思路、方法和隨之形成的系列產(chǎn)品及成套生產(chǎn)技術(shù),在國內(nèi)尚屬首創(chuàng),國際上也未見報道,有很高的技術(shù)含量和創(chuàng)造性、先進(jìn)性;其次,全價復(fù)合肥料是一個全新的概念,是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)工程,它不僅可以根據(jù)各種作物對營養(yǎng)元素的不同要求全價配制,而且也可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行配制,并用現(xiàn)代化生產(chǎn)手段,精確配制和生產(chǎn)各種系列產(chǎn)品;所謂“復(fù)合”是一個廣義的概念,是一個生態(tài)大系統(tǒng)的復(fù)合,這個生態(tài)大系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個多目標(biāo)(增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、肥土、治理環(huán)境等)、多因素(陽光、空氣、水、肥料、種子、耕作技術(shù)等)、多變量(幾乎一切因子都是變量)、多層次的一個動態(tài)控制系統(tǒng)工程,因此這個系統(tǒng)的求解必需站在系統(tǒng)的整體,“組裝”各因素,采用“復(fù)合”的辦法,使之最終實(shí)現(xiàn)有序、可控、有效。大系統(tǒng)如此,分系統(tǒng)也一樣,比如肥料分系統(tǒng),除肥料與系統(tǒng)中作物、土壤、環(huán)境等關(guān)系要研究清楚外,就是在肥料本身,也要在作物營養(yǎng)需要、土壤豐缺狀況、外部環(huán)境的制約下,把有機(jī)肥、無機(jī)肥、微生物肥料以及其它具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì),如腐殖酸類物質(zhì)、酶促活性物質(zhì)、活性載體、稀土類物質(zhì)、磁性物質(zhì)、植物生長激素、抗病菌物質(zhì)等有機(jī)地結(jié)合起來,復(fù)合為一整體,揚(yáng)長避短形成一種新型肥料。在這種肥料中,作物生長所需的種營養(yǎng)元素齊全,其他某些具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì)也不能少;所謂“全價”的表述是,為用最小投入達(dá)到增產(chǎn)和改善品質(zhì)的目的,因此需要多少養(yǎng)分就配給多少養(yǎng)分,多了造成資源浪費(fèi),少了又影響產(chǎn)量質(zhì)量;我們知道不同環(huán)境、不同土壤、不同作物、同一作物在不同的生長發(fā)育期,對營養(yǎng)元素的種類和數(shù)量的需求是不一樣的,各種養(yǎng)分間的比例也不相同,只有在所需養(yǎng)分齊全、數(shù)量配比適當(dāng)、有效態(tài)養(yǎng)分釋放符合要求,即所謂“全價”時,作物生長發(fā)育最佳,此時每生產(chǎn)單位作物所需的肥料消耗最少、成本最低、經(jīng)濟(jì)效益最高,這就是所謂“全價復(fù)合肥料”的內(nèi)涵和外延所在。第三,本發(fā)明在研究解決“復(fù)合”、“全價”的同時,也研究營養(yǎng)元素被作物吸收利用,即肥料利用率(或稱肥料利用系數(shù))、有效態(tài)養(yǎng)分問題。這個問題的解決,其意義是不言而喻的,因為目前有機(jī)肥、化肥、微生物肥等利用率低,據(jù)資料顯示,畜禽糞便中的營養(yǎng)主要以有機(jī)態(tài)存在,這類有機(jī)態(tài)經(jīng)無機(jī)化處理后,可顯著提高肥料的吸收利用率;同樣氮、磷、鉀的利用率也很低,氮肥利用率約有30--50%,有的只有10%,而磷肥利用率只有10--25%,有的還低于10%,可見肥料中有效成分損失是很大的;本發(fā)明在畜禽糞便的無機(jī)化處理方面,從微生物、生化、物理、化學(xué)等方面,在植物體外實(shí)施“降解”、“轉(zhuǎn)化”,使以有機(jī)態(tài)存在的營養(yǎng)物質(zhì)(如蛋白質(zhì)等),降解、轉(zhuǎn)化成作物可以吸收利用的物質(zhì)(如銨鹽等),從而大幅度地提高了有機(jī)肥的利用率;同樣,在化肥、微量元素等利用系數(shù)不高或無法加進(jìn)去的情況下,本發(fā)明研究成功了一種活性載體----B系添加劑,通過這種吸附力很強(qiáng)的活性載體,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)牢牢的被吸附其上,使之以有效態(tài)形式進(jìn)入土壤和供作物吸收。從而避免了損失和被固定,顯著提高肥料利用率,減少肥料損失,增加了效益;另外,采用有機(jī)、無機(jī)、微生物復(fù)合后,也可以提高肥料利用率。有機(jī)肥中的有機(jī)酸,如草酸、乳酸、酒石酸等與土壤中鈣、鎂、鐵、鋁形成穩(wěn)定性很好的絡(luò)合物,可以減少肥料磷素的固定和鐵、鋁過量形成的毒害,從而提高磷肥的肥效,有機(jī)酸及其鹽類對土壤酸堿度具有緩沖作用,提高土壤緩沖能力,減緩了土壤的侵蝕過程;氮肥可以調(diào)節(jié)有機(jī)肥中的碳氮比例,能更好滿足微生物活動繁衍的營養(yǎng)需要,加速微生物活動、提高活性,既促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)本身的分解,也有助于土壤中磷、鉀等礦質(zhì)養(yǎng)分的釋放,從而加速土壤中“生物小循環(huán)”的過程,提高了肥料的綜合效力;氮磷肥配合施用,互相促進(jìn),加強(qiáng)作物對氮、磷養(yǎng)分的吸收,取得正交互作用效果,增產(chǎn)效果顯著,并提高了肥料利用率;在有機(jī)肥腐解過程中產(chǎn)生的大量二氧化碳、有機(jī)酸和腐殖酸類物質(zhì),這些產(chǎn)物都有助于枸溶性磷肥的溶解和減少磷的固定作用,提高磷肥的肥效;磷肥與有機(jī)肥混合堆漚,由于磷肥促進(jìn)了各種微生物的繁殖,使難腐釋放的氨被微生物吸收并以有機(jī)氮形態(tài)積累,提高了氮素的利用率;據(jù)試驗,用磷礦粉墊畜禽圈,其畜禽肥中的固氮菌、纖維分解菌、氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌的數(shù)量都明顯增加,而反硝化細(xì)菌的數(shù)量減少;鉀在作物氮素代謝中起主要作用,氮、鉀之間對作物表現(xiàn)出明顯的交互作用,鉀肥效果必須以供氮(或氮磷)充足為前提,而鉀又有助于提高氮肥的效益;單施氮肥引起的對品質(zhì)的不良作用,通過配施鉀肥可以得到不同程度的克服,對經(jīng)濟(jì)作物的效果更顯著;此外,添加氮肥增效劑,可殺滅或抑制土壤中的亞硝化細(xì)菌的活動,使硝化和反硝化作用因缺乏亞硝態(tài)氮而難以進(jìn)行,并防止和減少了硝態(tài)氮的淋失和反硝化脫氮的損失。
為達(dá)上述發(fā)明目的,把多學(xué)科高新技術(shù)“組裝”起采,采用了一種“管道設(shè)計”方法。管道設(shè)計的基本點(diǎn)是,一切為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo),在此前提下來“組裝”;其二是系統(tǒng)“無害”原則,即所選用的技術(shù),在最壞情況下,對系統(tǒng)也無害,否則這項技術(shù)就不能用;其三是在系統(tǒng)“滿意”的條件下,求系統(tǒng)、技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性;最后,在系統(tǒng)內(nèi)各分系統(tǒng)間確定起始條件和邊介約束建立“管道”模型,在管道內(nèi)諸流有序、可控、合符規(guī)范。這樣,用管道來約束、限制、協(xié)調(diào)、控制,就能實(shí)現(xiàn)“組裝”。例如,本發(fā)明在設(shè)計微生物分系統(tǒng)時,首先遇到的是使微生物學(xué)界傷腦筋的“多種協(xié)生配伍”問題,其實(shí)這個問題不難解決,就是建立一個“管道”,凡是“落入”管道的技術(shù)都可用。具體作法是先建立起始和邊界條件,即一切從省錢、簡單出發(fā),先選好氧菌、固態(tài)、中性淺層發(fā)酵、高溫接種、常溫常壓開式發(fā)酵等,其次是根據(jù)這些條件建立“管道”,有了這種規(guī)則后,就可以進(jìn)行“組裝”了,而多種協(xié)生配伍也就解決了。
本發(fā)明的“全價復(fù)合肥料”系列產(chǎn)品,是集有機(jī)、無機(jī)、微生物以及其它具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì)(如腐殖酸類物質(zhì)、稀土類物質(zhì)、酶促活性物質(zhì)、活性載體、磁性物質(zhì)、植物生長激素、抗病物質(zhì)等)之優(yōu)點(diǎn)于一體,采用現(xiàn)代化生產(chǎn)手段精制而成。這種肥料具有養(yǎng)分齊全、比例適當(dāng)、肥力強(qiáng)、肥效高、肥料利用系數(shù)大、肥期長、能滿足作物健康生長發(fā)育全過程對營養(yǎng)元素的需要之特點(diǎn),還是一種無公害、無蟲卵、肥效穩(wěn)定而持久、生產(chǎn)“綠色食品”的新型肥料,它不僅可以顯著提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì),而且還可以提高土壤肥力、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)含量和酶活性、調(diào)節(jié)作物生理機(jī)能。全價復(fù)合肥料的主要成分如下(也可根據(jù)用戶要求配制).有機(jī)物含量30--60%其中有機(jī)質(zhì)含量 15--30%.氮磷鉀和中微量元素含量30--50%其中氮素含量 12--18%
氧化磷含量10--14%氧化鉀含量4--10%中微量元素含量4--10%.微生物含量 3--10%.其他物質(zhì)含量 15--20%其中腐殖酸鈉 2--5%活性載體 3--5%磁性物質(zhì)或其他物質(zhì) 2--5%.水份 <13%全價復(fù)合肥料外觀為直徑3--5毫米,長4--10毫米的粒料,也可是粉料,見水即溶。
本發(fā)明采用的有機(jī)肥是畜禽糞便,如雞糞。雞糞是養(yǎng)雞業(yè)的廢棄物,其中殘留有大量未被利用的營養(yǎng)物質(zhì)和雞在消化吸收過程中的代謝產(chǎn)物,有很高的利用價值。本發(fā)明首先對畜禽糞便(如雞糞)進(jìn)行以消毒、滅菌、除臭、脫水為目的的“無害化處理”,以熟化、軟化、膨化、發(fā)酵、腐熟、酶解為目的的“無機(jī)化處理”,和以初清初除大雜、除磁性物質(zhì)、預(yù)粉、預(yù)混為目的的“預(yù)加工處理”,最終獲得無病菌、無公害、無機(jī)態(tài)的“凈料”----有機(jī)質(zhì);有機(jī)肥施入量除考慮滿足作物健康生長發(fā)育的需要外,還要考慮提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤腐殖質(zhì)組分,培肥地力的需要,確保有足夠數(shù)量的有機(jī)質(zhì)返回土壤,一般有機(jī)物的用量為30--60%(重量)。
本發(fā)明所有采用的無機(jī)肥,除氮、磷、鉀三種化學(xué)肥料外,還包含了中量和微量元素肥料,所有原料均在市面購置,無機(jī)肥料用量之和應(yīng)在最終產(chǎn)品中占30--50%或更高;根據(jù)作物和土壤的需要,按占總重量計,一般加入氮素占12--18%或更多,以尿素、硝酸銨、硫酸銨等為主,加入磷素占10--14%或更多,以重鈣、磷銨等為主,加入鉀素占4--8%(或更多,如煙草專用肥鉀素占20%),以氯化鉀、硫酸鉀等為主,也可加入高濃度的二元、三元氮磷鉀復(fù)合肥,中量、微量元素肥料按要求加入,加入量占4--10%。在選用各種肥料進(jìn)行摻混復(fù)合時,要按各種肥料的物理化學(xué)性質(zhì),選擇那些可以混配、有條件混配的肥料,不宜混配的肥料不能選用。根據(jù)土壤是無機(jī)物、有機(jī)物和微生物三大部分組成相互作用密切關(guān)連的生態(tài)系統(tǒng)理論,本發(fā)明著重研究解決了土壤中有益微生物的有關(guān)問題。土壤中有大量的微生物,大多數(shù)對農(nóng)作物的生長發(fā)育起著重大作用;如果將這些有益的微生物分離出來,提供適合的條件和養(yǎng)分,經(jīng)增殖、篩選、純化、馴育、誘變,使之大量繁殖;然后再施入土壤中,讓它們在作物根際起到調(diào)節(jié)生態(tài)平衡的綜合作用,即在作物根際形成一個生物屏障,阻止有害菌的定殖和入侵,促進(jìn)有益菌群對作物生長的復(fù)合功能(包括促生、防病、固氮、解磷、解鉀、酶解、有機(jī)分解、纖維素分解等作用)的發(fā)揮,從而提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)、提高土壤肥力。各種有益菌群單獨(dú)馴育、誘變和擴(kuò)大培養(yǎng);根據(jù)作物、土壤的需要按一定比例混合調(diào)節(jié);在這種有益菌群的混合物中,除了固氮菌、磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌、促生菌、抗病防病菌外,還可以至少加入一種蛋白菌、有機(jī)分解菌、纖維素分解菌。
這些有益菌群按“協(xié)生配伍”規(guī)則篩選,為確保其活性,對菌種分別進(jìn)行馴育和誘變;首先用標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基(用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,高氏一號培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌,麥芽汁培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌、查氏培養(yǎng)基培養(yǎng)霉菌)對菌種進(jìn)行培育;然后,按照不同微生物的不同營養(yǎng)類型,各種營養(yǎng)物比例、物理化學(xué)條件設(shè)計“加富培養(yǎng)基”,就是在普通培養(yǎng)基內(nèi)加入額外營養(yǎng)物質(zhì),對菌種進(jìn)行增殖、分離、篩選、純化、馴育、誘變而獲得的實(shí)用菌種;生產(chǎn)中再將實(shí)用菌種進(jìn)行試管斜面、淺盤三角杯和擴(kuò)大培養(yǎng)后,將其烘干(烘干溫度60--80℃),粉碎至20--40目裝袋備用。
本發(fā)明首先選用和馴育了一批對有機(jī)質(zhì)有極強(qiáng)降解能力的菌群----A系添加劑,通過多種酶的作用使復(fù)雜的大蛋白、纖維素分子降解為小分子,最終成作物可以吸收利用的簡單分子;這類菌群中主要有蛋白菌、有機(jī)分解菌、纖維素分解菌,菌種從中科院微生物研究所或有關(guān)生物研究所購買或從自然界中尋找。一是蛋白菌采用米曲霉,其特性是無性繁殖,分生孢子頭放射形,頂囊球形,小梗為單層,是多細(xì)胞菌絲體,小梗頂端產(chǎn)生一串生孢子,菌落呈各種顏色,含有多種酶類,蛋白質(zhì)分解酶和糖化淀粉酶都較強(qiáng);一級馴育種子的培養(yǎng)基是蔗糖3克,瓊脂1.5克,蒸餾水100毫升,培養(yǎng)溫度25--37℃(適溫28--35℃),培養(yǎng)3--5天,二級馴育種子培養(yǎng)基是麥麩或餅粕加水至量,培養(yǎng)溫度25--37℃,培養(yǎng)3--5天,三級種子馴育方法同二級馴育;將上述培養(yǎng)基中蔗糖改為20克,其他成分不變,形成“加富培養(yǎng)基”進(jìn)行強(qiáng)化馴育誘變培養(yǎng)。二是有機(jī)分解菌為白地霉,無性繁殖,用麥芽汁培養(yǎng)基28--30℃,培養(yǎng)24--48小時,生白色絨,毛絨狀或粉狀,韌易碎,具有真絲、裂殖、節(jié)孢子單個或連接成鏈,長簡形,未端鈍園,白地霉的菌體蛋白營養(yǎng)價值很高,含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、多種酶,是分解有機(jī)質(zhì)的優(yōu)良菌種;一級種培育的培養(yǎng)基是葡萄糖2%,麥芽汁50%,瓊脂1.5--2.0%,加水至100毫升,培養(yǎng)溫度25--32℃,適溫28--30℃,培養(yǎng)24--48小時,氫離子濃度PH5--6;二級種培育的培養(yǎng)基是麥麩或餅粕,培養(yǎng)溫度25--32℃,培養(yǎng)時間24--48小時;三級種擴(kuò)大培育與二級種相同。三是纖維素分解菌,采用木霉,其特性是生長迅速,菌落棉絮狀或致密叢束狀,呈綠色,菌絲透明有隔,分枝豐茂;木霉含有多種酶系,尤其纖維素酶含量豐富,是分解纖維素的優(yōu)良菌種,其馴育方法及培養(yǎng)基與白地霉相同。其次,以土壤中有益微生物為核心,研究和選育了生物固氮菌群----C系添加劑,菌種從中國微生物菌種保藏管理委員會農(nóng)業(yè)微生物中心或有關(guān)單位購買;固氮菌為褐球固氮菌和棕色固氮菌,由國外引進(jìn),經(jīng)中科院微生物研究馴育誘變而得;可選育的菌種很多,它們的特點(diǎn)是通過其自身活動能把空氣中豐富的但不能被作物利用的分子態(tài)氮?dú)廪D(zhuǎn)化為作物能吸收利用的氮素養(yǎng)料,根據(jù)土壤和作物的不同要求選育,按需配制,使之達(dá)到固氮能力強(qiáng)、固氮酶活性高、發(fā)育、以及抗逆性強(qiáng)、耐干燥、耐氨、耐高溫、干燥貯存、長期存活;培養(yǎng)基是磷酸氫鉀0.8克,7水硫酸鎂、硫酸鈣、氯化鐵、鉬酸鈉微量、酵母膏0.5克,甘露醇20克,瓊脂15克,蒸餾水至1000毫升,PH7.2,培養(yǎng)溫度28--30℃,培養(yǎng)24--48小時;經(jīng)人工馴育后的菌種,無芽孢,有絨毛,細(xì)胞外有較厚的膜,具有很強(qiáng)的活性;然后進(jìn)行二級種和三級種的培育,其培養(yǎng)基為麥麩加水至量,培養(yǎng)溫度28--30℃,培養(yǎng)時間24--48小時。第三,研究和選育了具有礦化有機(jī)磷和分解無機(jī)磷的特種細(xì)菌----D系添加劑;磷細(xì)菌的來源和操作工藝與固氮菌相似;磷細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)基的組份是馬鈴薯浸提液(制備方法馬鈴薯去皮1800克,用細(xì)棉布將馬鈴薯包好,置4500毫升水中,煮沸10分鐘,棄去薯塊,15磅壓力20分鐘滅菌,儲冰箱中備用)500毫升、蔗糖20克、瓊脂20克、蒸餾水500毫升;培養(yǎng)溫度28--30℃,培育24--48小時;磷細(xì)菌屬巨大芽孢桿菌,抗逆性強(qiáng)、耐干燥和高溫,能分解無效態(tài)的無機(jī)磷為有效磷,能轉(zhuǎn)化有機(jī)態(tài)的無效磷為有效磷,增加可給態(tài)磷的含量,改善了作物磷素營養(yǎng),提高了產(chǎn)量。第四,研究和選育了能把礦物中的鉀分解出來,又能從堅硬的磷灰石中取得磷素營養(yǎng),還能從空中固定氮素,同時能促進(jìn)作物生長和增強(qiáng)作物抗病能力的特殊細(xì)菌(鉀細(xì)菌)----E系添加劑;這種細(xì)菌屬膠凍樣芽孢桿菌,其特性是能產(chǎn)生大量芽孢,耐高溫和干燥,耐氨、可長期保存和存活,是一種集解鉀和固氮、解磷、抗病防病,促生長于同一菌體的特效細(xì)菌;鉀細(xì)菌的采源和操作工藝與固氮菌相似,擴(kuò)大培養(yǎng)基的組份是蔗糖10克、碳酸鈣1克,酵母膏0.4克、瓊脂15--20克、PH7.0--7.2、蒸餾水1000毫升,培養(yǎng)溫度28--30℃、培養(yǎng)時間24--48小時;二級種和三級種的培育與固氮菌相似。第五,研究和選育了具有能產(chǎn)生刺激生長素和抗菌素的微生物,用作刺激作物生長(F系添加劑)和增強(qiáng)作物抗病防病能力(G系添加劑);這類微生物種類很多,可以根據(jù)不同地區(qū)、不同作物和不同病蟲害,因地制宜地篩選使用;這種細(xì)菌為鏈霉菌,能產(chǎn)生大量的抗生素,多種酶和維生素等,能夠刺激作物生長和抗病防??;菌種的來源和操作工藝與固氮菌相似,擴(kuò)大培養(yǎng)基的組份是硝酸鉀1克、可溶性淀粉20克、磷酸氫鉀、硫酸鎂、氯化鉀、硫酸亞鐵微量、瓊脂20克、PH7.2--7.4,培養(yǎng)溫度28--30℃,培養(yǎng)時間24--48小時,二級種和三級種的培育與固氮菌相似。農(nóng)用微生物只能補(bǔ)充作物營養(yǎng),絕不能代替有機(jī)肥和化肥。各種微生物的添加量視作物、土壤的不同而添加,一般添加總量控制在3--10%(重量);當(dāng)然,微生物肥料也可作為單獨(dú)產(chǎn)品面市。
本發(fā)明研究和選用了某些具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì)(如腐殖酸類物質(zhì)、稀土類物質(zhì)、活性載體、磁性物質(zhì)、酶促活性物質(zhì)、植物生長激素、抗病菌物質(zhì)、特種添加劑、以及除草劑、殺蟲劑等),這些物質(zhì)雖然不以提供營養(yǎng)成分為主,但是對作物生長發(fā)育(即高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效)有特殊作用,或刺激生長,或抗病防病,或改善品質(zhì)、或提高產(chǎn)量,或提高肥料報酬、或培肥地力,或降低生產(chǎn)成本等等。本發(fā)明選用了腐殖酸類物質(zhì)----H系添加劑。這類物質(zhì)是動植物殘體在微生物作用下的分解產(chǎn)物經(jīng)再縮合而成的無定型高分子化合物,它既有有機(jī)肥料的多種功能,又有化學(xué)肥料的某些特性,它本身含有大量功能團(tuán),具有改良土壤和刺激作物生長之功能,腐殖酸鈉對作物起到刺激生長的作用,主要表現(xiàn)在種子萌發(fā)快、根系發(fā)達(dá),禾谷類作物分蘗多,提早開花結(jié)實(shí),穗大粒多,籽粒飽滿,腐殖酸鈉在肥料中的添加量一般在2--5%(重量)。本發(fā)明在產(chǎn)品中選用了稀土類物質(zhì)-----I系添加劑,主要是鑭、鈰、鐠、釹四種農(nóng)用稀土元素與硝酸鹽復(fù)合產(chǎn)品----硝酸稀土,它可促進(jìn)作物種子發(fā)芽、出苗和生長發(fā)育,施用稀土后的作物,一般根系發(fā)達(dá),能增強(qiáng)對養(yǎng)分、水分的吸收,促進(jìn)植物體內(nèi)的代謝作用,提高干物質(zhì)的積累和光合作用,增強(qiáng)了作物的抗逆性,增加作物產(chǎn)量和提高品質(zhì)。稀土雖然不是肥料,不能代替肥料,但可與肥料和農(nóng)藥配合使用,對植物生長發(fā)育有促進(jìn)作用,若施用適量,可達(dá)增產(chǎn)效果。一般用量0.5--1.0%(重量)。本發(fā)明產(chǎn)品選用了植物生長激素類物質(zhì)----L系添加劑,這類物質(zhì)多種多樣,生理作用不一,有促進(jìn)生根、提高成活率、生長增產(chǎn)的,有增強(qiáng)抗性改善品質(zhì)的,有早熟、催熟、防止落花落果的,有促進(jìn)果實(shí)大,提高座果率、增加產(chǎn)量的,有防止徒長、控制作物生長等等,要根據(jù)產(chǎn)品需要選配,用量一般按規(guī)定使用。本發(fā)明選用了磁性物質(zhì)----J系添加劑,這種以電廠粉煤灰為主要原料加入適量添加劑,經(jīng)磁場處理后制成的磁化肥施入土壤后,產(chǎn)生土壤磁效應(yīng)和生物磁學(xué)效應(yīng),不僅可促使土壤中各種養(yǎng)分的形成和吸收,減少病蟲害,還有利于土壤中微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,增加土壤的透氣性和保墑性,避免土壤坂結(jié)和酸化,調(diào)節(jié)生物磁場,刺激作物生長,長期施用將促進(jìn)作物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改善,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)的良性循環(huán),其施用量視土壤作物需要而定,可多可少。本發(fā)明的一項十分重要的技術(shù),是要使各種添加物,進(jìn)入肥料、土壤后,不被土壤中其他物質(zhì)固定,而仍然保持其有效態(tài),提高肥料的吸收利用率,就是要解決“活性載體”問題。本發(fā)明研究開發(fā)成功了一種活性強(qiáng)、吸附能力極佳的“B系添加劑”-----活性載體。活性載體可選擇的原料很多,可用非金屬礦物,如含水鎂鋁硅酸鹽粘土礦物,礦物呈鏈狀結(jié)構(gòu),具有特殊的纖維狀晶體型態(tài),含有豐富的氧化硅和動植物生長所需要的常量及微量元素,具有很強(qiáng)的活性,吸附力強(qiáng),是肥料的粘結(jié)劑、調(diào)理劑和土壤改良劑,可提高和延長肥效,改善肥料的吸收利用率,在貯存和運(yùn)輸過程中不結(jié)塊和除臭;生產(chǎn)工藝是將礦石粉碎至30--80目,最高至100目,與置換物(可相應(yīng)選擇)混合均勻,置換活化而得到吸附力強(qiáng)的活性載體;很顯然,這項研究成果的取得為各種營養(yǎng)元素和其他具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì),進(jìn)入肥料、土壤,保持其有效態(tài),提高肥料的吸收利用是極其有利的。本發(fā)明還可選某些商品級的物質(zhì),如酶促活性物質(zhì)(K系添加劑)、抗病防病物質(zhì)(M系添加劑),硅營養(yǎng)素肥料(P系添加劑),特種添加劑如氮素增效劑、生根粉、調(diào)理劑、除臭劑等(N系添加劑),以及殺蟲劑(X系添加劑)、除草劑(Y系添加劑)等特種物質(zhì),添加到全價復(fù)合肥料中,以提高肥料的綜合性能。
附圖
是本發(fā)明“全價復(fù)合肥料”的生產(chǎn)工藝流程圖。
參照附圖的生產(chǎn)工藝流程,首先,有機(jī)原料----鮮濕雞糞(含水約70%)晾置風(fēng)干至水份為50%時,將A系添加劑按3----5%的比例接種到物料中在微生物作用下發(fā)酵、腐熟;其次,發(fā)酵后的雞糞送到壓力軟化罐中,在經(jīng)鼓風(fēng)增壓的熱氣作用下,在旋轉(zhuǎn)的軟化罐中(溫度70--80℃、壓力1.5--2.0Kg/cm2、保壓30分鐘)雞糞在物化作用下(軟化膨化)進(jìn)一步降解蛋白質(zhì)和氨基酸達(dá)到無機(jī)化處理目的;再次,將物料放在自行設(shè)計的強(qiáng)力干燥系統(tǒng)中,通過熱風(fēng)爐配氣室鼓風(fēng)增壓進(jìn)來的熱氣溫度調(diào)節(jié)到80--100℃,物料溫度小于80℃(溫度可調(diào)),使雞糞達(dá)到脫水、除臭、消毒、滅菌的目的,此時物料水份已降至13%以下;最后,將冷卻至常溫的物料,進(jìn)入初清園筒篩除去大雜質(zhì)和永磁圓筒除去磁性物質(zhì),然后粉碎到所需粒度裝袋備用。同樣,其他原料經(jīng)預(yù)粉、預(yù)混等預(yù)處理后,經(jīng)提升機(jī),絞籠分別送入相關(guān)配料倉中待用,共有8個配料倉;然后按預(yù)先設(shè)計的配方,由電子計算機(jī)控制的電子秤或手動進(jìn)行秤重分批配料,即通過電子計算機(jī)自動控制8個料倉中的料分別秤重,累積計量,當(dāng)總量達(dá)到預(yù)定重量(如500公斤)時,就自動放料送入混合機(jī),與此同時,可由人工向混合機(jī)中添加各種微量成分,混合機(jī)自動進(jìn)行定時攪拌,混合均勻后電子計算機(jī)控制自動排料放入帶緩沖倉的絞籠,經(jīng)提升機(jī)提至造粒緩沖倉中,在進(jìn)入緩沖倉前去磁裝置清除物料中的磁性物質(zhì),然后進(jìn)入擠壓式制粒機(jī)進(jìn)行制粒,物料直徑為3--5mm、長度為6--10mm,制粒后的粒料經(jīng)冷卻器將物料的溫度冷卻至常溫,然后經(jīng)斗式提升機(jī)提升至頂端的分級篩,將粉料返回制粒緩沖倉繼續(xù)加工,成品粒料被送入成品倉,自動計量包裝出廠;此時要對物料按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行化驗檢測,對于不合格的要返工處理,對某些有特殊要求的產(chǎn)品,可進(jìn)行后期強(qiáng)化處理。在整個加工處理過程中,要嚴(yán)格控制各工序物料的溫度,一般應(yīng)控制在60--90℃間,高了會造成營養(yǎng)成分的損失;要控制混合時間,短了混不勻,長了引起“自動分級”,一般為3.0--3.5分鐘;要控制車間溫、濕度,防止無機(jī)肥的吸潮而影響物料的流動性和可加工性;要掌握好制粒工序的濕度,含水量一般不大于17%。
下面的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明,而不是對本發(fā)明的限制。
實(shí)施例本發(fā)明產(chǎn)品適用于各種作物,對提高糧食作物、瓜果、蔬菜及經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量和改善品質(zhì),效果尤為顯著。如經(jīng)有關(guān)農(nóng)技推廣部門進(jìn)行的小麥試驗、示范結(jié)果,試驗組為全價復(fù)合肥料,其組分為氮磷鉀總量為32%,其中氮素14.5%、五氧化二磷10%、氧化鉀6.5%、微量元素3.5%以及有機(jī)質(zhì)15%、微生物肥料5%、活性載體4%、腐殖酸鈉2%;對照組分別為(1)N12、P8、K6/畝;(2)N12、P8、K6、菌肥5/畝;(3)N15、P8、K6、Zn1、Mn1、B1/畝;(4)二銨(15公斤)、尿素(15公斤);(5)碳銨(50公斤)、普鈣(50公斤);試驗結(jié)果為試驗組畝基本苗頭數(shù)比對照組畝頭數(shù)增加了13,7萬頭,比照慣施肥也有顯著增加;次生根比對照組增加17.07%條,試驗組株高與習(xí)慣施肥相比增加10.5cm,葉色深綠帶油光色,生長勢好,促進(jìn)光合能力,增加光合產(chǎn)物的積累,促進(jìn)根系生長、擴(kuò)大根群,增強(qiáng)植株個體健狀生長、增強(qiáng)抗病抗倒伏抗干熱風(fēng)能力,增加畝穗數(shù),穗粒數(shù),千粒重,提高小麥產(chǎn)量27.4%,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著;蔬菜專用肥,其組分為N10、P6、K8、有機(jī)質(zhì)12%、微生物3%、活性載體5%、微量元素(Ca、Zn、Fe、B)7%,腐殖酸鈉2%;黃瓜試驗安排在溫室內(nèi),試驗組為全價復(fù)合肥60公斤/畝、80公斤/畝、100公斤/畝,對照組為磷酸二銨,畝施80公斤,試驗結(jié)果為施用全價復(fù)合肥比施用磷酸二銨的植株健壯、葉色濃綠、化瓜少、抗病防病,其增產(chǎn)效果為畝施60公斤全價復(fù)合肥料比施用二銨增產(chǎn)20%,施用80公斤增產(chǎn)32%,施用100公斤,則增產(chǎn)41%,增產(chǎn)效果非常顯著;田間試驗結(jié)果表明葉菜類表征葉寬大、色濃綠、不早衰、增產(chǎn)幅度達(dá)10--30%;如白菜田間試驗,與等養(yǎng)分化肥對照比較畝產(chǎn)達(dá)13,687.8公斤,增產(chǎn)13%;西紅柿田間試驗,與常規(guī)施肥對照比較,增產(chǎn)43.79--44.61%,糖分提高1.2--2.08%。瓜果類表征葉大色濃、開花結(jié)果早;如西瓜田間試驗,與常規(guī)施肥對照比較,表現(xiàn)出葉寬大、色濃綠、苗壯、座果早,增產(chǎn)7.54--15.3%,口感好,芯糖和邊糖較常規(guī)施肥提高0.99--1.26%和0.69--1.19%,平均提高1.18--1.21%。水稻大田試驗,與常規(guī)施肥比較,增產(chǎn)達(dá)25--30%。花卉類表征葉大色濃綠、花期早、花蕊多、香味濃、花期長。經(jīng)濟(jì)作物類如甜菜田間試驗,全價復(fù)合肥料的不同配方與磷酸一銨對照比較,葉大色濃綠、結(jié)塊大,增產(chǎn)達(dá)30--127%、糖分提高0.52%,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。另外,由于是全價復(fù)合肥料,沒有化學(xué)肥料的不足,因而作物的品質(zhì)有顯著改善,提高了作物的糖分含量。
全價復(fù)合肥料的有機(jī)質(zhì)含量高,其在土壤中的腐解規(guī)律是隨著時間的推移逐漸減少。實(shí)際測定表明,當(dāng)它施入土壤后,15天就有39.52%的有機(jī)碳被分解,到60天有57%被分解,一直到150天仍緩慢持續(xù)分解,但仍有35.99%的有機(jī)碳?xì)埩粲谕寥乐???梢娖漯B(yǎng)分釋放規(guī)律與作物生育需肥特性一致,而且大量有機(jī)碳?xì)埩敉寥乐?,這對保持和提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤腐殖質(zhì)組分極其有益。全價復(fù)合肥料除有機(jī)物含量十分豐富外,還含有各種微量元素,其中,僅每公斤雞糞就提供鈣4.82--6.06%、鎂0.48--1.16%、硫0.46%、鐵4500--9400mg、錳191.8--443.6mg、鋅60.2--463.6mg、硼54.3mg、銅14.12--25.7mg、鉬0.17--1.44mg,還含有蛋白質(zhì)、多糖和各種氨基酸等有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)。這樣,不僅為作物正常生長提供了各種中微量元素,達(dá)到了平衡施肥,為作物創(chuàng)造了良好的營養(yǎng)條件;同時,全價復(fù)合肥料本身含有大量生物活性物質(zhì),這樣,就促進(jìn)了作物生根、發(fā)芽、增加作物對低溫、干旱、病蟲害的抗逆性,從而促進(jìn)了作物的正常生長,表現(xiàn)出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的效果。
上述結(jié)果表明,在施全價復(fù)合肥料的等養(yǎng)分量情況下,較施單一肥料或少數(shù)幾種肥料相對作物有增產(chǎn)作用,提高了肥料利用率,改善作物品質(zhì)、提高土壤肥力,長期施用效果將會更為明顯。
權(quán)利要求
1.一種新型全價復(fù)合肥料,其特征在于將有機(jī)肥、無機(jī)肥、微生物肥以及其他具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì)有機(jī)的結(jié)合起來,全價復(fù)合為一整體------全價復(fù)合肥料系列產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的全價復(fù)合肥料,其特征在于按作物生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)元素和土壤豐缺狀況進(jìn)行全價復(fù)合,并可按需任意配制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的全價復(fù)合肥料,其特征在于有機(jī)肥是由畜禽糞便組成,各種糞便可任意比例混合,也可使用單一一種糞便,如雞糞,其用量一般為30--60%(重量)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的全價復(fù)合肥料,其特征在于無機(jī)肥為氮、磷、鉀三要素化肥和中微量元素肥料,其用量應(yīng)使全價復(fù)合肥料中氮、磷、鉀三要素的總量達(dá)到25--40%或更高。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的全價復(fù)合肥料,其特征在于微生物肥料是指降解蛋白質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、纖維素的微生物、生物固氮菌、磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌、刺激生長的細(xì)菌以及抗生菌,一般總的添加量為3--10%(重量),這些菌體經(jīng)馴育誘變育種制取。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的全價復(fù)合肥料,其特征在于其他具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì)是指腐殖酸類物質(zhì)、稀土類物質(zhì)、磁性物質(zhì)、酶促活性物質(zhì)、活性載體、抗病菌以及殺蟲、除草劑等。這些物質(zhì)種類繁多,用途各一,根據(jù)需求據(jù)實(shí)配制,其用量總計約15%(重量)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的其他具有特珠生物學(xué)價值的物質(zhì),其特征在于活性載體是通過對某些非金屬礦(如含水鎂鋁硅酸鹽粘土礦、蒙托石、硅藻土等)進(jìn)行粉碎后與一種氮素化合物或其他化合物混合、加熱、置換反應(yīng)制取,具有很強(qiáng)的吸附力和活性。加熱的溫度應(yīng)控制在60--70℃,置換物可相應(yīng)選取。
8.一種全價復(fù)合肥料的制造方法,其特征在于該方法包括了將各種原料、輔料及組成物質(zhì)進(jìn)行工業(yè)化加工處理,最終形成5--20噸/時的規(guī)模生產(chǎn)能力,形成了自動化生產(chǎn)線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法,其特征在于對有機(jī)糞源(如雞糞)進(jìn)行了無害化(消毒、滅菌、除臭、脫水)、無機(jī)化(熟化、軟化、膨化、發(fā)酵、腐熱、酶解)及預(yù)加工(初清除雜、除磁、預(yù)粉、預(yù)混)綜合處理,全部處理過程中物料的溫度均控制在60--80℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法,其特征在于自動化生產(chǎn)線及成套生產(chǎn)技術(shù)是由原料處理、有機(jī)物(雞糞)處理、配料、混合、制粒、計量包裝、檢驗化驗、微生物培制、添加劑生產(chǎn)以及提升、輸送、控制等部分組成,生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)在線電子計算機(jī)管理控制,也可手動控制,電子計算機(jī)貯存40----100個或更多產(chǎn)品配方。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的物料溫控要求是用強(qiáng)力低溫干燥系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的,該系統(tǒng)的熱源是由高效熱風(fēng)爐提供,其介質(zhì)溫度可通過配氣室進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全價復(fù)合肥料,它是集有機(jī)、無機(jī)、微生物及其他具有特殊生物學(xué)價值的物質(zhì)(包括腐殖酸類物質(zhì)、稀土類物質(zhì)、磁性物質(zhì)、酶促活性物質(zhì)、活性載體、植物生長激素、抗病菌物質(zhì)、以及殺蟲劑、除草劑等)之優(yōu)點(diǎn)于一體,采用現(xiàn)代生產(chǎn)手段全價復(fù)合精制而成。這種肥料養(yǎng)分齊全、比例適當(dāng)、肥力強(qiáng)、肥效高、肥料利用系數(shù)大,肥期長、能滿足作物健康生長發(fā)育全過程對營養(yǎng)元素的需要,是一種無公害、肥效穩(wěn)定而持久的生產(chǎn)“綠色食品”的新型肥料,它不僅可提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì),而且可提高土壤肥力、治理和改善環(huán)境。
文檔編號C05F11/00GK1196341SQ96114119
公開日1998年10月21日 申請日期1996年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月24日
發(fā)明者匡永成, 郭莉, 匡永中 申請人:匡永成, 郭莉, 匡永中