CN100460365C - 一种纳米生物有机无机复合肥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米生物有机无机复合肥，其含有如下组分以重量计：生物有机肥40-48%，氮肥11-18%、磷肥16-20%、钾肥8-12%，膨润土10-15%，纳米型造粒粘结剂0.1-0.15%，其中生物有机肥由酱油渣经过固氮菌、解磷菌和解钾菌发酵得到。该肥料中有效组分以重量计为：有机质≥38%，氮+磷+钾≥15%，有益微生物数量≥1亿个/克肥料。本发明还涉及该纳米生物有机无机复合肥的制备方法。本发明肥料变废为宝，肥料利用率高，能改善土壤结构和理伏，调解微生物环境，增强作物的抗逆性，抗病虫害效果好；其品质可与施用农家肥相媲美，是无公害蔬菜栽培的理想用肥。

Description

一种纳米生物有机无机复合肥

技术领域

本发明属于化学肥料领域，具体涉及一种纳米生物有机无机复合肥。

背景技术

农业上施用的肥料分为微生物肥料，有机肥料和化学肥料三大类。其中微生物肥料具有如下特点：(1)属一种间接肥料，它本身并不含有营养元素，而是通过其生命活动，固定空气中的氮素，分解土壤不溶性磷、钾素供作物吸收；(2)协助作物全面平衡吸收养分，提高养分利用率；(3)与作物高度亲和。但是微生物功效的发挥取决于它的数量(目前亩施用多为1kg左右，浸种或沾根)、与土著菌的竞争力和土壤有机质含量的高低，这些因素使得微生物肥料肥效不够稳定，影响其进一步推广。有机肥料含有作物所需的多种养分，能使作物品质改善、土壤肥力保持平衡，地力常新；但有机肥中有效养分的含量较少，施用量较大。化学肥料含有丰富的速效氮、磷、钾元素，增产效果显著，但长期单一施用化肥，使得土壤板结，地力下降，作物品质降低，污染环境。

有机复混肥料是利用现代综合微生物技术，把有机肥与微生物肥，无机N、P、K肥，微肥等科学结合的产物，是一种多效性新型复混肥，具有养分全面，长效与速效相结合，提高肥料利用率，改善土壤结构和理伏，调解微生物环境，提高地力效果明显等作用，并成为种植业应用的新型肥料之一，特别是经济作物施络越来越大。

尽管有机无机复合肥料有上述优点，但是它的利用率较低，不仅造成资源的巨大浪费，还造成了严重的环境污染，有些地区出现地表富营养化、地下水和蔬菜中氮的含量严重超标等问题。此外，作物附近集中过多的肥料，还可能烧坏作物的根系。由于上述问题的存在，通常在作物的整个生长过程中，须进行几次适量的施肥，以满足作物生长期对养分的需求，然而重复施肥不仅浪费劳动力，施肥设备还可能对作物带来一定的外部损伤。因此，提高肥料利用率，减轻其对环境的污染，发展可持续高效农业已成为各国共同关注的问题。

而纳米肥料可以提高肥料的利用效率并减少其对环境的负面影响，不受土壤类型等复杂因素的影响，可以大大减少对土壤和地下水的污染，极大地提高产量。并且纳米肥料相比普通化肥，增产效果很好，可增强作物的抗逆性，且品质可与施用农家肥相媲美，是无公害蔬菜栽培的理想用肥。因此，生产纳米级生物有机无机复合肥，成为当今农业肥料发展的一重要方向。

在我国，酱油的主要原料是豆粕与面粉，经发酵、抽油后产生几倍于原料的废渣，即酱油渣。酱油废渣经分析，残存丰富的营养成分，见下表：

            干酱油渣化学成分g/100g

 

水分	粗蛋白	粗脂肪	还原糖	盐分	钙	磷	粗纤维	灰分
									8.0-9.0	19.5-25.8	7.4-8.6	10.7-12.3	0.5-2.0	0.1	0.67	38	8.40

当地农民有的将其直接下田，有的将其堆放经自然发酵后再下田当肥料。但上述做法均会影响作物生长发育，并使土壤板结，同时污染空气和水源，又危及水生动物的生存，损害了居民的健康。到目前为止，利用微生物菌种使酱油渣发酵后和无机肥料复配后制成纳米型高效生物有机无机复合肥尚未见报导。

发明内容

本发明为解决酱油渣废弃物造成的环境污染和目前有机复合肥的利用率低的问题，提供一种纳米型生物有机无机复合肥，其采用现代纳米结构型生物技术工艺和配方，制成的肥料产品无毒，无公害，并具有一肥多功能的特点，有明显的调节植物内激素平衡，控制协调植物生长，改良土壤，抗病抗菌，提高利用率，提高产量，改善作物品质等作用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种纳米生物有机无机复合肥，其含有如下组分：以重量计，生物有机肥40-48％，氮肥11-18％、磷肥16-20％、钾肥8-12％，膨润土10-15％，纳米型造粒粘结剂0.1-0.15％，其中生物有机肥由酱油渣经过固氮菌、解磷菌和解钾菌发酵而得，其中固氮菌、解磷菌和解钾菌的重量比为1：1：1混合，且这三种菌的重量与酱油渣的重量比为0.5-3.5‰，发酵条件为：加固氮菌、解磷菌和解钾菌混匀后按宽1.5-2m，高0.8-1.2m条形堆好和覆盖好，定时记录温度，12-24小时翻堆一次，持续好氧发酵100-240h，即以堆内持续60-80℃，3-4天为准，得到发酵好的生物有机半成品肥；将得到的生物有机半成品肥干燥，粉碎后，得到生物有机肥；所述的固氮菌为ACCC100059、ACCC100087或它们的混合物，解磷菌为ACCC10013、ACCC10008或它们的混合物，解钾菌为ACCC10011、ACCC10012或它们的混合物，所述纳米型造粒粘结剂为按照中国专利申请02126009.5号公开的方法制备的有机无机复混肥料造粒粘结剂；并且该生物有机无机复合肥用纳米型造粒粘结剂造粒而得。

上述的固氮菌、解磷菌和解钾菌的重量比为1：1：1，且这三种菌的重量与酱油渣的重量比为0.5-3.5‰。本发明生物有机无机复合肥的有效组分为：以重量计，有机质≥38％，氮+磷+钾≥15％，有益微生物数量≥1亿个/克肥料。

本发明还提供了一种纳米生物有机无机复合肥的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)将酱油渣晒干或风干，用粉碎机粉碎并过10XlOmm的筛网，装入发酵池；

(2)按照固氮菌、解磷菌和解钾菌的重量比为1：1：1混合，且这三种菌的重量与酱油渣的重量比为0.5-3.5‰，

(3)将上述三种菌与酱油渣的混合物加入发酵池，混匀后按宽1.5-2m，高0.8-1.2m条形堆好和覆盖好，定时记录温度，12-24小时翻堆一次，持续好氧发酵100—240h，即以堆内持续60-80℃，3-4天为准，得到发酵好的生物有机半成品肥；

(4)将由步骤3)得到的生物有机半成品肥干燥，粉碎后，得到生物有机肥，然后加入一定配比的粉碎的膨润土和无机氮钾磷肥，混合均匀并干燥；

(5)将步骤4)得到的均匀的生物有机肥和无机氮磷钾肥混合物装入圆盘和转鼓造粒机中，加入适量的纳米型造粒粘结剂水溶液搅拌均匀后造粒，干燥，筛分后分装。

上述固氮菌、解磷菌和解钾菌菌种出自农业微生物菌种保藏管理中心，固氮菌为ACCC100059、ACCC 100087或它们的混合物，解磷菌为ACCC10013、ACCC10008或它们的混合物，解钾菌为ACCC10011、ACCC10012或它们的混合物。

氮肥、磷肥和钾肥为市面上销售的任何氮肥、磷肥和钾肥。

上述纳米型造粒粘结剂为按照中国专利申请02126009.5号公开的方法制备的有机无机复混肥料造粒粘结剂。

本发明的优点在于：

(1)本发明纳米有机无机复合肥的原料无毒无害，其中酱油渣含有大量蛋白、脂肪、糖以及氮、磷等，具有提供植物生长的平衡营养功效。本发明的接种生物固氮菌、解磷菌和解钾菌以酱油渣为载体，降低了成本，有利于微生物耐受复合肥中的无机配料的盐分，也有利于微生物施到土壤中后快速繁殖，加速纤维素、半纤维素等酱油渣的降解，补充土壤中微生物的总量和有机质含量，改善土壤微生态环境，减少农作物病虫害，提高养分利用率。

(2)本发明的纳米生物有机无机复合肥富含腐殖质，能够补充土壤的有机质，减少环境与地下水污染，激活土壤中被固定的营养成分，增加土壤有益微生物的基质和载体，改良土壤团粒结构，并在土壤中形成好氧的微生态环境，抑制厌氧微生物的繁殖。

(3)本发明的纳米生物有机无机复合肥用纳米粘结剂包膜，这种经过缓释/控释处理的肥料，其特点是在土壤中的养份供给基本能与植物生长发育需求相协调，从而避免了肥料的过多施用，最大限度地减少了养份的浪费与损失。并有助于改善作物品质和土壤结构，提高农作物产量，少用农药，有利于水果、粮食以及蔬菜等绿色食品或有机食品的生产。

(4)本发明能充分利用现有调料加工企业的有机废物，把过去污染环境的废物转变成质量好的生物有机肥，保护环境，发展“三高”农业，生产绿色或有机农产品，并对生态环境保护和保障农产品食品安全具有深远的意义。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明作进一步阐述，但是，该实施例仅为了说明本发明而不是限制本发明，这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。本领域的技术人员在权利要求的范围内所做出的某些改变和调整也应认为属于本发明的范围。

实施例1

将1000公斤酱油渣晒干或风干，用粉碎机粉碎并过10XlOmm的筛网，装入发酵池。按照固氮菌、解磷菌和解钾菌的重量比为1：1：1混合，且这三种菌的重量与酱油渣的重量比为0.5‰，混合均匀后将其加入发酵池，按宽1.5-2m，高0.8—1.2m条形堆好和覆盖好，定时记录温度，12-24小时翻堆一次，持续好氧发酵100—240h，即以堆内持续60-80C，3-4天为准，得到发酵好的生物有机半成品肥。将得到的生物有机半成品肥干燥，粉碎后，得到生物有机肥。称取生物有机肥40公斤，加入粉碎的膨润土15公斤，氮肥11公斤，磷肥20公斤，钾肥12公斤，混合均匀并干燥。按照中国专利申请02126009.5号公开的方法制备纳米型有机复混肥料造粒粘结剂，并取0.1公斤的造粒粘结剂配制成水溶液，水溶液的量及其水溶液的浓度都按照中国专利CN02126009.5中造粒要求配制。然后将混合均匀的无机肥和生物有机肥装入圆盘造粒机中，加入配制好的纳米型造粒粘结剂水溶液搅拌均匀后造粒，干燥，筛分后分装，得到纳米型生物有机无机复合肥，其有效组份为有机质≥38％，氮+磷+钾≥15％，有益微生物数量≥1亿个/克肥料。

实施例2

制备纳米型生物有机无机复合肥同实施例1，只是加入的固氮菌、解磷菌和解钾菌这三种菌的重量与酱油渣的重量比为1.5‰。称取生物有机肥44公斤，加入粉碎的膨润土13公斤，氮肥15公斤，钾肥12公斤，磷肥16公斤，混合均匀并干燥。其后的制备方法同实施例1，加入的纳米粘粘剂0.13公斤，得到纳米型生物有机无机复合肥，其有效组份为有机质≥38％，氮+磷+钾≥15％，有益微生物数量≥1亿个/克肥料。

实施例3

制备纳米生物有机肥的方法同实施例1，只是加入的固氮菌、解磷菌和解钾菌这三种菌的重量与酱油渣的重量比为3.5‰。称取生物有机肥48公斤，加入粉碎的膨润土10公斤，氮肥18公斤，钾肥8公斤，磷肥16公斤，混合均匀并干燥。其后的制备方法同实施例1，加入的纳米粘粘剂0.15公斤，得到纳米型生物有机复合肥，其有效组份为有机质≥38％，氮+磷+钾≥15％，有益微生物数量≥1亿个/克肥料。

实施例4

对番茄外形的影响

以不施肥、常规施肥为对照。每个处理小区随机排列；每个处理小区面积为67m2，每个处理间设一行隔离行。施肥时间：基肥在土壤耕作或播种前撒施。施肥方法：实施例1—3制备的纳米型生物有机无机复合肥为基肥一次性施入作基肥，以每小区5kg撒施；常规法作基肥，每小区用尿素1.5kg、碳酸氢铵2.0kg、过磷酸钙1.5kg、氯化钾0.5kg充分混匀后撒施，施肥深度15cm，施肥后要翻土或盖土，并避免肥料直接与植物的根、茎、叶直接接触，结果见表1。

        表1：不同施肥处理番茄对其外观形状的影响

 

	不施肥	常规施肥	实施例1	实施例2	实施例3
						株高mm	709.0	795.5	802.0	801.8	802.3
茎高m	10	10.7	11.4	11.3	11.5
						座果数(个)	6	6	9	9	9
第一橞的节数	9	8	7	7	7

由表1可以看出，未施肥的番茄株矮小，茎细，座果数少，节位高，而施用肥料后这些形状均有明显改善。施用纳米型生物有机无机复合肥的效果明显优于施常规肥。

实施例5

对番茄、油菜、白菜和芹菜产量的影响

按照等养分试验：以不施肥、化肥为对照。每个处理小区随机排列：每个处理小区面积为67m2，每个处理间设一行隔离行。施肥时间：基肥在土壤耕作或播种前撒施。施肥方法：实施例1—3制备的纳米型生物有机复合肥为基肥一次性施入作基肥，以每小区5kg撒施；按照与实施例1中等量氮、钾、磷配施化肥，充分混匀后撒施，施肥深度15cm，施肥后要翻土或盖土，并避免肥料直接与植物的根茎叶直接接触，结果见表2。

表2：纳米生物有机无机复合肥与等养分化肥的产量(kg/亩)

 

作物	不施肥	等养分化肥	实施例1	实施例2	实施3
						番茄	2997	4123.7	4886	4881	4885
油菜	1780	2645	3106	3103	3109
						白菜	5190	7182	8547	8544	8548
芹菜	2206	3571	4355	4356	4351

由表2可以看出，与不施肥比较，这些作物都增产。而施用纳米型生物有机无机复合肥，对几种作物都有相当显著的增产效果。

实施例6

对番茄品质的影响

与实施例8相同的方法施肥，等番茄成熟后检测其品质，结果见表3。

表3：不同肥料对番茄品质的影响

 

指标	不施肥	等养分化肥	实施例1	实施例2	实施例3
						硝态氮含量(mg/kg)	12.25	180	122	125	130
VC含量(mg/kg)	10	11	13.2	13.1	12.8
						总糖含量(mg/kg)	3.42	3.42	4.4	4.5	4.36
总酸含量(mg/kg)	0.26	0.24	0.28	0.28	0.28
						糖/酸比值	13.15	14.25	16.03	16.07	16.05

由表3可以看出，与化肥和不施肥相比，施用生物有机复合肥和纳米型生物有机无机复合肥对番茄品质具有明显的改善作用。果实中硝态氮、Vc、总糖量、总酸量和糖酸比含量明显提高，而纳米型生物有机无机复合肥的效果更显著。

实施例7

对番茄果实中重金属含量的影响

与实施例8相同的方法施肥，等番茄成熟后检测其重金属含量，结果表明：与化肥和不施肥相比，施用生物有机无机复合肥和纳米型生物有机复合肥后明显降低了番茄中Hg、Pb的含量。

实施例8

毒性试验结果

在大鼠经口的急性毒性试验中，7500mg/kg的本肥料未引起大鼠死亡，无急性毒作用。试验期间动物无异常表现，体温正常，剖检未见各脏器发生明显病理改变，说明本肥料无明显致病作用。用本发明肥料浸出液腹腔注射进行染色体诱变试验，鼠骨髓多染红细胞微核率及染色体畸变率无显著升高，表明本发明肥料无染色体诱变作用。

从上述实施例中可以看出，本发明的生物有机无机复合肥具有如下优点：

(1)根据作物对养分的需求的多样性、平衡性和持续性的特点，本发明提供的纳米生物有机无机复合肥发挥了固氮、解磷、解钾菌的协同作用，并进一步使无机肥、有机肥和微生物三者互相促进，既提高肥效，又达到缓急相济、取长补短的目的。

(2)由于肥料的粒径与传统肥料相比大大减小了，本发明提供的纳米生物有机无机复合肥表现出许多独特的性质，实现植物的靶向给肥、智能给肥，土壤中的养份供给基本能与植物生长发育需求相协调，从而避免了肥料的过多施用。

(3)本发明提供的纳米生物有机无机复合肥和生物有机无机复合肥无毒无害，增加土壤有机质含量和多种生物活性物质，改善土壤物理化学和生物学性状，提高土壤肥力；另一方面能够为作物提供渐进、持续、全面的养分供应，不仅可以增加作物产量，而且还能够改善农产品品质，提高化学肥料的利用率和利用效率。

Claims (4)

1.一种纳米生物有机无机复合肥，其含有如下组分以重量计：生物有机肥40-48％，氮肥11-18％、磷肥16-20％、钾肥8-12％，膨润土10-15％，纳米型造粒粘结剂0.1-0.15％，其中生物有机肥由酱油渣经过固氮菌、解磷菌和解钾菌发酵得到，其中固氮菌、解磷菌和解钾菌的重量比为1：1：1混合，且这三种菌的重量与酱油渣的重量比为0.5-3.5‰，发酵条件为：加固氮菌、解磷菌和解钾菌混匀后按宽1.5-2m，高0.8-1.2m条形堆好和覆盖好，定时记录温度，12-24小时翻堆一次，持续好氧发酵100-240h，即以堆内持续60-80℃，3-4天为准，得到发酵好的生物有机半成品肥；将得到的生物有机半成品肥干燥，粉碎后，得到生物有机肥；所述的固氮菌为ACCC100059、ACCC100087或它们的混合物，解磷菌为ACCC10013、ACCC10008或它们的混合物，解钾菌为ACCC10011、ACCC10012或它们的混合物；并且该生物有机无机复合肥用纳米型造粒粘结剂造粒而得，所述纳米型造粒粘结剂为按照中国专利申请02126009.5号公开的方法制备的有机无机复混肥料造粒粘结剂。

2.如权利要求1所述的纳米生物有机无机复合肥，其特征在于该肥料有效组分以重量计为：有机质≥38％，氮+磷+钾≥15％，有益微生物数量≥1亿个/克肥料。

3.如权利要求1所述的纳米生物有机无机复合肥的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)将酱油渣晒干或风干，用粉碎机粉碎并过10 x 10mm的筛网，装入发酵池；

2)按照固氮菌、解磷菌和解钾菌的重量比为1：1：1混合，且这三种菌的重量与酱油渣的重量比为0.5-3.5‰，所述的固氮菌为ACCC100059、ACCC100087或它们的混合物，解磷菌为ACCC10013、ACCC10008或它们的混合物，解钾菌为ACCC10011、ACCC10012或它们的混合物；

3)加固氮菌、解磷菌和解钾菌混匀后按宽1.5-2m，高0.8-1.2m条形堆好和覆盖好，定时记录温度，12-24小时翻堆一次，持续好氧发酵100—240h，即以堆内持续60-80℃，3-4天为准，得到发酵好的生物有机半成品肥；

4)将由步骤3)得到的生物有机半成品肥干燥，粉碎后，得到生物有机肥，然后加入一定配比的粉碎的膨润土和无机氮钾磷肥，混合均匀并干燥；

5)将步骤4)得到的均匀的生物有机肥和无机氮磷钾肥混合物装入圆盘和转鼓造粒机中，加入适量的纳米型造粒粘结剂水溶液搅拌均匀后造粒，干燥，筛分后分装，所述纳米型有机无机复合肥造粒粘结剂为按照中国专利申请02126009.5号公开的方法制备的有机无机复混肥料造粒粘结剂。

4.如权利要求3所述的纳米生物有机无机复合肥的制备方法，其特征在于所述的无机氮磷钾肥为市面上销售的任何氮肥、磷肥和钾肥。