一種腐植酸長(zhǎng)效配方肥料及制備方法

一、基本信息

1.公開(kāi)號(hào)：CN112409069A。

2.發(fā)明人：羅曉明。

3.專利權(quán)人：安徽儒商生物科技有限公司。

4.授權(quán)時(shí)間：審中。

5.技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及肥料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種腐植酸長(zhǎng)效配方肥料及制備方法。

二、發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問(wèn)題

（二）技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種腐植酸長(zhǎng)效配方肥料，按重量份原料包括腐植酸30～50份、玉米秸稈10～20份、營(yíng)養(yǎng)元素3～5份、復(fù)合菌種0.08～0.10份、改性淀粉30～50份、聚乙烯醇20～30份、改性殼聚糖醋酸溶液10～30份、液體石蠟10～16份和鄰苯二甲酸二丁酯3～5份。

該腐植酸長(zhǎng)效配方肥料由如下方法制備。

步驟一：將腐植酸和玉米秸稈進(jìn)行混合，使用粉碎機(jī)將混合料進(jìn)行粉碎，對(duì)粉碎料經(jīng)60目篩進(jìn)行篩選。接著將篩選后的物料投入發(fā)酵罐中混合均勻，接種復(fù)合菌種，控制發(fā)酵罐內(nèi)部的濕度為55%～70%、溫度為60～75 ℃的條件下發(fā)酵7～14天。最后將發(fā)酵完成后的發(fā)酵料進(jìn)行通風(fēng)干燥，并使用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，再次對(duì)粉碎后的發(fā)酵料經(jīng)60目篩進(jìn)行篩選，得到發(fā)酵基料。

步驟二：將聚乙烯醇投入容器中，向容器中加入蒸餾水，對(duì)容器進(jìn)行加熱使聚乙烯醇在蒸餾水中完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。向改性淀粉中添加蒸餾水配成改性淀粉溶液，其中蒸餾水用量為改性淀粉總量的65%。將改性淀粉溶液放入容器中進(jìn)行加熱攪拌，加熱溫度為90 ℃，攪拌15 min。接著將聚乙烯醇溶液加入到改性淀粉溶液中，繼續(xù)在90 ℃的條件下進(jìn)行加熱攪拌，攪拌20 min后冷卻，得到預(yù)聚體。

步驟三：將發(fā)酵基料加入改性殼聚糖醋酸溶液中，在45 ℃的油浴鍋中進(jìn)行加熱攪拌，攪拌30 min后冷卻，得到中間體。接著取用液體石蠟和鄰苯二甲酸二丁酯進(jìn)行混合，在轉(zhuǎn)速為800～1000 r/min、溫度為40～50 ℃的條件下進(jìn)行混合攪拌，攪拌15 min，得到添加劑。

步驟四：將中間體加入添加劑中在轉(zhuǎn)速為300～500 r/min、溫度為30～40 ℃的條件下進(jìn)行攪拌混合，攪拌2 h，經(jīng)過(guò)洗滌、抽濾和干燥得到多孔緩釋顆粒。

步驟五：將多孔緩釋顆粒、預(yù)聚體、發(fā)酵基料以及營(yíng)養(yǎng)元素一起通入混合設(shè)備中，通過(guò)進(jìn)料管投入混合罐的內(nèi)部。使用控制器對(duì)螺旋加熱圈的輸出功率進(jìn)行調(diào)控，控制混合罐內(nèi)部溫度為80～90 ℃，同時(shí)打開(kāi)攪拌部二內(nèi)部的電熱棒開(kāi)關(guān)，電熱棒的溫度為80 ℃。啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件，減速機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)連接軸在混合罐的內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。利用連接軸使攪拌部一和攪拌部二同時(shí)在混合罐的內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌部一和攪拌部二對(duì)混合罐內(nèi)部的混合物料進(jìn)行加熱攪拌混合。在混合均勻后，關(guān)閉螺旋加熱圈和電熱棒，向進(jìn)水管中通入冷卻水，利用冷卻盤(pán)管對(duì)混合罐內(nèi)部的混合物料進(jìn)行降溫，通過(guò)出料管將混合物料送出，得到腐植酸長(zhǎng)效配方肥料。

正確實(shí)施案例教學(xué)的重要環(huán)節(jié)是做好課程教學(xué)設(shè)計(jì)及相關(guān)準(zhǔn)備和組織工作。首先，教師要認(rèn)真斟酌教學(xué)案例內(nèi)容，選取較新且最貼合臨床實(shí)際的能與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的案例，盡可能地引起學(xué)生的共鳴。其次，教師要采用多形式，吸引學(xué)生注意力集中到課堂教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生的主體性。另外，案例的分析還能啟發(fā)、推衍出新問(wèn)題，教師可以跟學(xué)生共同分析探討、研究討論，增強(qiáng)相互之間的溝通交流，激發(fā)學(xué)生自發(fā)去學(xué)習(xí)本門(mén)課的興趣。

優(yōu)選的，所述營(yíng)養(yǎng)元素為氮、磷、鉀三者以任意比例的混合物，所述復(fù)合菌種為巨大芽孢桿菌、鉀細(xì)菌、酵母菌、固氮根瘤菌、自生固氮菌、聯(lián)合固氮菌中的一種或多種以任意比例混合。

優(yōu)選的，所述改性淀粉由如下方法制備。

步驟A1：取用玉米淀粉，向玉米淀粉中添加蒸餾水，攪拌混合，其中蒸餾水用量為玉米淀粉總量的65%，配成玉米淀粉溶液；

步驟A2：向玉米淀粉溶液中添加檸檬酸和甘油，其中玉米淀粉、檸檬酸、甘油以5∶3∶2的質(zhì)量比進(jìn)行攪拌混合，靜置18 h得到改性淀粉。

優(yōu)選的，所述改性殼聚糖醋酸溶液由如下方法制備。

步驟S1：取用冰乙酸，向冰乙酸中添加蒸餾水進(jìn)行稀釋，得到冰乙酸溶液；

步驟S2：向冰乙酸溶液中添加脫乙酰度為85%的殼聚糖和甘油，在室溫條件下，以150 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8 h，得到改性殼聚糖醋酸溶液。

優(yōu)選的，所述混合設(shè)備包括外殼、混合罐、驅(qū)動(dòng)組件和攪拌組件，且混合罐位于外殼的內(nèi)部。所述外殼的頂部設(shè)置有頂蓋，且頂蓋的頂部固定連接有進(jìn)料管。所述進(jìn)料管的底端貫穿頂蓋與混合罐并延伸至混合罐的內(nèi)部，且進(jìn)料管的內(nèi)部與混合罐的內(nèi)部連通。所述混合罐的底端連通有出料管，且出料管的底端貫穿外殼并延伸至外殼的底部。所述混合罐的表面設(shè)置有溫控組件。所述外殼的正面設(shè)置有控制器。所述驅(qū)動(dòng)組件位于頂蓋的頂部。所述攪拌組件位于混合罐的內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括固定架、減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸，且固定架的底部與頂蓋的頂部固定連接。所述固定架的頂部與減速機(jī)的底部固定連接，且減速機(jī)的輸出端與驅(qū)動(dòng)軸的頂端固定連接。所述驅(qū)動(dòng)軸的底端貫穿外殼與混合罐并延伸至混合罐的內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述攪拌組件包括連接軸、攪拌部一、攪拌部二、連接部，且連接軸的頂端與驅(qū)動(dòng)軸延伸至混合罐內(nèi)部的一端通過(guò)聯(lián)軸器固定連接。所述攪拌部一的頂部與連接軸的表面固定連接，且攪拌部二的頂端與連接軸的底端固定連接。所述連接部的底部與攪拌部一的底部固定連接，且連接部的頂部與攪拌部二表面的下方固定連接。所述攪拌部二的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有安裝槽，且安裝槽的內(nèi)部設(shè)置有電熱棒。

優(yōu)選的，所述溫控組件包括螺旋加熱圈、冷卻盤(pán)管、進(jìn)水管和出水管，且螺旋加熱圈的內(nèi)壁與混合罐的表面固定連接。所述冷卻盤(pán)管的內(nèi)壁與混合罐的表面固定連接。所述進(jìn)水管與出水管的一端分別與冷卻盤(pán)管的上下兩端連通，且進(jìn)水管與出水管的一端均貫穿外殼并延伸至外殼的外部。

（三）有益效果

本發(fā)明提供了一種腐植酸長(zhǎng)效配方肥料及制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果。

1.該腐植酸長(zhǎng)效配方肥料及制備方法，通過(guò)以腐植酸為原料，配合復(fù)合菌種進(jìn)行發(fā)酵，微生物將大分子量的、活性很低的腐植酸，分解成高活性的、小分子量的有機(jī)物質(zhì)。將發(fā)酵基料加入改性殼聚糖醋酸溶液中，在45 ℃的油浴鍋中進(jìn)行加熱攪拌，攪拌30 min后冷卻，得到中間體。接著取用液體石蠟和鄰苯二甲酸二丁酯進(jìn)行混合，在轉(zhuǎn)速為800～1000 r/min、溫度為40～50 ℃的條件下進(jìn)行混合攪拌，攪拌15 min，得到添加劑。將中間體加入添加劑中在轉(zhuǎn)速為300～500 r/min、溫度為30～40 ℃的條件下進(jìn)行攪拌混合，攪拌2 h，經(jīng)過(guò)洗滌、抽濾和干燥得到多孔緩釋顆粒。由于多孔緩釋顆粒具有緩釋性能，殼聚糖被土壤中的微生物完全降解以后，能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供長(zhǎng)期有效的大量元素及微量元素，且多孔緩釋顆粒具備易降解、無(wú)污染以及耐水性較好、結(jié)合牢固不易散落的優(yōu)點(diǎn)，有效提高了農(nóng)作物對(duì)復(fù)合肥的吸收效率，有助于減少肥料內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)元素的流失揮發(fā)，也減少了施肥次數(shù)。

2.該腐植酸長(zhǎng)效配方肥料及制備方法，通過(guò)將多孔緩釋顆粒、預(yù)聚體、發(fā)酵基料以及營(yíng)養(yǎng)元素一起通入混合設(shè)備，通過(guò)進(jìn)料管投入混合罐的內(nèi)部。使用控制器對(duì)螺旋加熱圈的輸出功率進(jìn)行調(diào)控，控制混合罐內(nèi)部溫度為80～90 ℃，同時(shí)打開(kāi)攪拌部二內(nèi)部的電熱棒開(kāi)關(guān)，電熱棒的溫度為80 ℃。啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件，減速機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)連接軸在混合罐的內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。利用連接軸使攪拌部一和攪拌部二同時(shí)在混合罐的內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。攪拌部一和攪拌部二對(duì)混合罐內(nèi)部的混合物料進(jìn)行加熱攪拌混合。混合均勻后，關(guān)閉螺旋加熱圈和電熱棒，向進(jìn)水管中通入冷卻水，利用冷卻盤(pán)管對(duì)混合罐內(nèi)部的混合物料進(jìn)行降溫，通過(guò)出料管將混合物料送出。利用混合設(shè)備中的攪拌組件配合溫控組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合罐內(nèi)部混合物料的高效混合，有助于多孔緩釋顆粒和其他物料的混合，提高肥料的制備效率，并且可以提高制備出來(lái)肥料的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明（圖1～圖4）。

圖1 本發(fā)明混合設(shè)備結(jié)構(gòu)的示意圖

圖2 本發(fā)明混合設(shè)備結(jié)構(gòu)的剖視圖

圖3 本發(fā)明驅(qū)動(dòng)組件與攪拌組件結(jié)構(gòu)的示意圖

圖4 本發(fā)明攪拌部二結(jié)構(gòu)的剖視圖

圖中：1.驅(qū)動(dòng)組件；11.固定架；12.減速機(jī)；13.驅(qū)動(dòng)軸；2.攪拌組件；21.連接軸；22.攪拌部一；23.攪拌部二；24.連接部；25.安裝槽；26.電熱棒；3.溫控組件；31.螺旋加熱圈；32.冷卻盤(pán)管；33.進(jìn)水管；34.出水管；4.外殼；5.混合罐；6.頂蓋；7.進(jìn)料管；8.出料管；9.控制器。

請(qǐng)參閱圖1～圖4，混合設(shè)備包括外殼4、混合罐5、驅(qū)動(dòng)組件1和攪拌組件2，且混合罐5位于外殼4的內(nèi)部。外殼4的頂部設(shè)置有頂蓋6，且頂蓋6的頂部固定連接有進(jìn)料管7。進(jìn)料管7的底端貫穿頂蓋6與混合罐5并延伸至混合罐5的內(nèi)部，且進(jìn)料管7的內(nèi)部與混合罐5的內(nèi)部連通。混合罐5的底端連通有出料管8，且出料管8的底端貫穿外殼4并延伸至外殼4的底部。混合罐5的表面設(shè)置有溫控組件3。外殼4的正面設(shè)置有控制器9。驅(qū)動(dòng)組件1位于頂蓋6的頂部。攪拌組件2位于混合罐5的內(nèi)部。驅(qū)動(dòng)組件1包括固定架11、減速機(jī)12和驅(qū)動(dòng)軸13，且固定架11的底部與頂蓋6的頂部固定連接。固定架11的頂部與減速機(jī)12的底部固定連接，且減速機(jī)12的輸出端與驅(qū)動(dòng)軸13的頂端固定連接。驅(qū)動(dòng)軸13的底端貫穿外殼4與混合罐5并延伸至混合罐5的內(nèi)部。攪拌組件2包括連接軸21、攪拌部一22、攪拌部二23、連接部24，且連接軸21的頂端與驅(qū)動(dòng)軸13延伸至混合罐5內(nèi)部的一端通過(guò)聯(lián)軸器固定連接。攪拌部一22的頂部與連接軸21的表面固定連接，且攪拌部二23的頂端與連接軸21的底端固定連接。連接部24的底部與攪拌部一22的底部固定連接，且連接部24的頂部與攪拌部二23表面的下方固定連接。攪拌部二23的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有安裝槽25，且安裝槽25的內(nèi)部設(shè)置有電熱棒26。溫控組件3包括螺旋加熱圈31、冷卻盤(pán)管32、進(jìn)水管33和出水管34，且螺旋加熱圈31的內(nèi)壁與混合罐5的表面固定連接。冷卻盤(pán)管32的內(nèi)壁與混合罐5的表面固定連接。進(jìn)水管33與出水管34的一端分別與冷卻盤(pán)管32的上下兩端連通，且進(jìn)水管33與出水管34的一端均貫穿外殼4并延伸至外殼4的外部。

混合設(shè)備的工作原理：使用時(shí)，通過(guò)進(jìn)料管7將物料投入混合罐5的內(nèi)部，使用控制器9對(duì)螺旋加熱圈31的輸出功率進(jìn)行調(diào)控，控制混合罐5內(nèi)部溫度為80～90 ℃，同時(shí)打開(kāi)攪拌部二23內(nèi)部的電熱棒26開(kāi)關(guān)，電熱棒26的溫度為80 ℃。啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)組件1，減速機(jī)12帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸13進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸13帶動(dòng)連接軸21在混合罐5的內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。利用連接軸21使攪拌部一22和攪拌部二23同時(shí)在混合罐5的內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。攪拌部一22和攪拌部二23對(duì)混合罐5內(nèi)部的混合物料進(jìn)行加熱攪拌混合。混合均勻后，關(guān)閉螺旋加熱圈31和電熱棒26，向進(jìn)水管33中通入冷卻水，利用冷卻盤(pán)管32對(duì)混合罐5內(nèi)部的混合物料進(jìn)行降溫，通過(guò)出料管8將混合物料送出，得到腐植酸長(zhǎng)效配方肥料。

三、背景技術(shù)

腐植酸（HA）是動(dòng)植物遺骸，主要是植物的遺骸，經(jīng)過(guò)微生物的分解和轉(zhuǎn)化，以及地球化學(xué)的一系列過(guò)程造成和積累起來(lái)的一類有機(jī)物質(zhì)，主要成分為多種高分子有機(jī)弱酸混合物。它的總量大得驚人，數(shù)以萬(wàn)億噸計(jì)。江河湖海，土壤煤礦，大部分地表上都有它的蹤跡。由于它的廣泛存在，所以對(duì)地球的影響也很大，涉及到碳的循環(huán)、礦物遷移積累、土壤肥力、生態(tài)平衡等方面。腐植酸有機(jī)元素主要包括C、H、O、N、S等，腐植酸中主要有黃腐酸、棕腐酸和黑腐酸三種組分。其中黃腐酸（FA）分子量小、活性高、效果好，是腐植酸的精華。腐植酸不僅通過(guò)改良土壤理化性狀、活化土壤養(yǎng)分、提高肥效改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)其本身也具有促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收、積累與轉(zhuǎn)運(yùn)，促進(jìn)作物呼吸作用，提高作物生物酶活性以及抗逆能力等多種生物活性。

參考中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN106316670A中提出的一種腐植酸肥料的制備方法，將腐殖土和鹽酸混合后進(jìn)行過(guò)濾，得到濾餅M；將濾餅M和堿液進(jìn)行混合，離心后得到離心液N；利用鹽酸調(diào)節(jié)離心液N的pH達(dá)到4.8～5.2，過(guò)濾后得到腐植酸；將丙烯酸、水、交聯(lián)劑和引發(fā)劑加熱混合后得到丙烯酸聚合體；將所述腐植酸和所述丙烯酸聚合體混合后進(jìn)行攪拌熟化，過(guò)濾后得到凝膠體，將所述凝膠體造粒、干燥后得到腐植酸肥料。該方案將腐植酸肥料制備成凝膠體，使肥料具備一定的吸水量，從而使肥料內(nèi)部的腐植酸不易隨雨水流失。但是由于凝膠體的存在，使肥料的利用率大大降低，肥料存在不易分解的問(wèn)題，需要對(duì)作物進(jìn)行多次施肥，對(duì)環(huán)境容易造成嚴(yán)重污染。為解決以上問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員提出了一種腐植酸長(zhǎng)效配方肥料及制備方法。