一种腐植酸长效配方肥料及制备方法

一、基本信息

1.公开号：CN112409069A。

2.发明人：罗晓明。

3.专利权人：安徽儒商生物科技有限公司。

4.授权时间：审中。

5.技术领域：本发明涉及肥料制备技术领域，具体为一种腐植酸长效配方肥料及制备方法。

二、发明内容

（一）解决的技术问题

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种腐植酸长效配方肥料，按重量份原料包括腐植酸30～50份、玉米秸秆10～20份、营养元素3～5份、复合菌种0.08～0.10份、改性淀粉30～50份、聚乙烯醇20～30份、改性壳聚糖醋酸溶液10～30份、液体石蜡10～16份和邻苯二甲酸二丁酯3～5份。

该腐植酸长效配方肥料由如下方法制备。

步骤一：将腐植酸和玉米秸秆进行混合，使用粉碎机将混合料进行粉碎，对粉碎料经60目筛进行筛选。接着将筛选后的物料投入发酵罐中混合均匀，接种复合菌种，控制发酵罐内部的湿度为55%～70%、温度为60～75 ℃的条件下发酵7～14天。最后将发酵完成后的发酵料进行通风干燥，并使用粉碎机进行粉碎，再次对粉碎后的发酵料经60目筛进行筛选，得到发酵基料。

步骤二：将聚乙烯醇投入容器中，向容器中加入蒸馏水，对容器进行加热使聚乙烯醇在蒸馏水中完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。向改性淀粉中添加蒸馏水配成改性淀粉溶液，其中蒸馏水用量为改性淀粉总量的65%。将改性淀粉溶液放入容器中进行加热搅拌，加热温度为90 ℃，搅拌15 min。接着将聚乙烯醇溶液加入到改性淀粉溶液中，继续在90 ℃的条件下进行加热搅拌，搅拌20 min后冷却，得到预聚体。

步骤三：将发酵基料加入改性壳聚糖醋酸溶液中，在45 ℃的油浴锅中进行加热搅拌，搅拌30 min后冷却，得到中间体。接着取用液体石蜡和邻苯二甲酸二丁酯进行混合，在转速为800～1000 r/min、温度为40～50 ℃的条件下进行混合搅拌，搅拌15 min，得到添加剂。

步骤四：将中间体加入添加剂中在转速为300～500 r/min、温度为30～40 ℃的条件下进行搅拌混合，搅拌2 h，经过洗涤、抽滤和干燥得到多孔缓释颗粒。

步骤五：将多孔缓释颗粒、预聚体、发酵基料以及营养元素一起通入混合设备中，通过进料管投入混合罐的内部。使用控制器对螺旋加热圈的输出功率进行调控，控制混合罐内部温度为80～90 ℃，同时打开搅拌部二内部的电热棒开关，电热棒的温度为80 ℃。启动驱动组件，减速机带动驱动轴进行转动。通过驱动轴带动连接轴在混合罐的内部进行转动。利用连接轴使搅拌部一和搅拌部二同时在混合罐的内部进行转动，搅拌部一和搅拌部二对混合罐内部的混合物料进行加热搅拌混合。在混合均匀后，关闭螺旋加热圈和电热棒，向进水管中通入冷却水，利用冷却盘管对混合罐内部的混合物料进行降温，通过出料管将混合物料送出，得到腐植酸长效配方肥料。

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优选的，所述营养元素为氮、磷、钾三者以任意比例的混合物，所述复合菌种为巨大芽孢杆菌、钾细菌、酵母菌、固氮根瘤菌、自生固氮菌、联合固氮菌中的一种或多种以任意比例混合。

优选的，所述改性淀粉由如下方法制备。

步骤A1：取用玉米淀粉，向玉米淀粉中添加蒸馏水，搅拌混合，其中蒸馏水用量为玉米淀粉总量的65%，配成玉米淀粉溶液；

步骤A2：向玉米淀粉溶液中添加柠檬酸和甘油，其中玉米淀粉、柠檬酸、甘油以5∶3∶2的质量比进行搅拌混合，静置18 h得到改性淀粉。

优选的，所述改性壳聚糖醋酸溶液由如下方法制备。

步骤S1：取用冰乙酸，向冰乙酸中添加蒸馏水进行稀释，得到冰乙酸溶液；

步骤S2：向冰乙酸溶液中添加脱乙酰度为85%的壳聚糖和甘油，在室温条件下，以150 r/min的转速搅拌8 h，得到改性壳聚糖醋酸溶液。

优选的，所述混合设备包括外壳、混合罐、驱动组件和搅拌组件，且混合罐位于外壳的内部。所述外壳的顶部设置有顶盖，且顶盖的顶部固定连接有进料管。所述进料管的底端贯穿顶盖与混合罐并延伸至混合罐的内部，且进料管的内部与混合罐的内部连通。所述混合罐的底端连通有出料管，且出料管的底端贯穿外壳并延伸至外壳的底部。所述混合罐的表面设置有温控组件。所述外壳的正面设置有控制器。所述驱动组件位于顶盖的顶部。所述搅拌组件位于混合罐的内部。

优选的，所述驱动组件包括固定架、减速机和驱动轴，且固定架的底部与顶盖的顶部固定连接。所述固定架的顶部与减速机的底部固定连接，且减速机的输出端与驱动轴的顶端固定连接。所述驱动轴的底端贯穿外壳与混合罐并延伸至混合罐的内部。

优选的，所述搅拌组件包括连接轴、搅拌部一、搅拌部二、连接部，且连接轴的顶端与驱动轴延伸至混合罐内部的一端通过联轴器固定连接。所述搅拌部一的顶部与连接轴的表面固定连接，且搅拌部二的顶端与连接轴的底端固定连接。所述连接部的底部与搅拌部一的底部固定连接，且连接部的顶部与搅拌部二表面的下方固定连接。所述搅拌部二的内部开设有安装槽，且安装槽的内部设置有电热棒。

优选的，所述温控组件包括螺旋加热圈、冷却盘管、进水管和出水管，且螺旋加热圈的内壁与混合罐的表面固定连接。所述冷却盘管的内壁与混合罐的表面固定连接。所述进水管与出水管的一端分别与冷却盘管的上下两端连通，且进水管与出水管的一端均贯穿外壳并延伸至外壳的外部。

（三）有益效果

本发明提供了一种腐植酸长效配方肥料及制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果。

1.该腐植酸长效配方肥料及制备方法，通过以腐植酸为原料，配合复合菌种进行发酵，微生物将大分子量的、活性很低的腐植酸，分解成高活性的、小分子量的有机物质。将发酵基料加入改性壳聚糖醋酸溶液中，在45 ℃的油浴锅中进行加热搅拌，搅拌30 min后冷却，得到中间体。接着取用液体石蜡和邻苯二甲酸二丁酯进行混合，在转速为800～1000 r/min、温度为40～50 ℃的条件下进行混合搅拌，搅拌15 min，得到添加剂。将中间体加入添加剂中在转速为300～500 r/min、温度为30～40 ℃的条件下进行搅拌混合，搅拌2 h，经过洗涤、抽滤和干燥得到多孔缓释颗粒。由于多孔缓释颗粒具有缓释性能，壳聚糖被土壤中的微生物完全降解以后，能够为植物生长提供长期有效的大量元素及微量元素，且多孔缓释颗粒具备易降解、无污染以及耐水性较好、结合牢固不易散落的优点，有效提高了农作物对复合肥的吸收效率，有助于减少肥料内部营养元素的流失挥发，也减少了施肥次数。

2.该腐植酸长效配方肥料及制备方法，通过将多孔缓释颗粒、预聚体、发酵基料以及营养元素一起通入混合设备，通过进料管投入混合罐的内部。使用控制器对螺旋加热圈的输出功率进行调控，控制混合罐内部温度为80～90 ℃，同时打开搅拌部二内部的电热棒开关，电热棒的温度为80 ℃。启动驱动组件，减速机带动驱动轴进行转动。通过驱动轴带动连接轴在混合罐的内部进行转动。利用连接轴使搅拌部一和搅拌部二同时在混合罐的内部进行转动。搅拌部一和搅拌部二对混合罐内部的混合物料进行加热搅拌混合。混合均匀后，关闭螺旋加热圈和电热棒，向进水管中通入冷却水，利用冷却盘管对混合罐内部的混合物料进行降温，通过出料管将混合物料送出。利用混合设备中的搅拌组件配合温控组件，实现对混合罐内部混合物料的高效混合，有助于多孔缓释颗粒和其他物料的混合，提高肥料的制备效率，并且可以提高制备出来肥料的质量。

附图说明（图1～图4）。

图1 本发明混合设备结构的示意图

图2 本发明混合设备结构的剖视图

图3 本发明驱动组件与搅拌组件结构的示意图

图4 本发明搅拌部二结构的剖视图

图中：1.驱动组件；11.固定架；12.减速机；13.驱动轴；2.搅拌组件；21.连接轴；22.搅拌部一；23.搅拌部二；24.连接部；25.安装槽；26.电热棒；3.温控组件；31.螺旋加热圈；32.冷却盘管；33.进水管；34.出水管；4.外壳；5.混合罐；6.顶盖；7.进料管；8.出料管；9.控制器。

请参阅图1～图4，混合设备包括外壳4、混合罐5、驱动组件1和搅拌组件2，且混合罐5位于外壳4的内部。外壳4的顶部设置有顶盖6，且顶盖6的顶部固定连接有进料管7。进料管7的底端贯穿顶盖6与混合罐5并延伸至混合罐5的内部，且进料管7的内部与混合罐5的内部连通。混合罐5的底端连通有出料管8，且出料管8的底端贯穿外壳4并延伸至外壳4的底部。混合罐5的表面设置有温控组件3。外壳4的正面设置有控制器9。驱动组件1位于顶盖6的顶部。搅拌组件2位于混合罐5的内部。驱动组件1包括固定架11、减速机12和驱动轴13，且固定架11的底部与顶盖6的顶部固定连接。固定架11的顶部与减速机12的底部固定连接，且减速机12的输出端与驱动轴13的顶端固定连接。驱动轴13的底端贯穿外壳4与混合罐5并延伸至混合罐5的内部。搅拌组件2包括连接轴21、搅拌部一22、搅拌部二23、连接部24，且连接轴21的顶端与驱动轴13延伸至混合罐5内部的一端通过联轴器固定连接。搅拌部一22的顶部与连接轴21的表面固定连接，且搅拌部二23的顶端与连接轴21的底端固定连接。连接部24的底部与搅拌部一22的底部固定连接，且连接部24的顶部与搅拌部二23表面的下方固定连接。搅拌部二23的内部开设有安装槽25，且安装槽25的内部设置有电热棒26。温控组件3包括螺旋加热圈31、冷却盘管32、进水管33和出水管34，且螺旋加热圈31的内壁与混合罐5的表面固定连接。冷却盘管32的内壁与混合罐5的表面固定连接。进水管33与出水管34的一端分别与冷却盘管32的上下两端连通，且进水管33与出水管34的一端均贯穿外壳4并延伸至外壳4的外部。

混合设备的工作原理：使用时，通过进料管7将物料投入混合罐5的内部，使用控制器9对螺旋加热圈31的输出功率进行调控，控制混合罐5内部温度为80～90 ℃，同时打开搅拌部二23内部的电热棒26开关，电热棒26的温度为80 ℃。启动驱动组件1，减速机12带动驱动轴13进行转动。通过驱动轴13带动连接轴21在混合罐5的内部进行转动。利用连接轴21使搅拌部一22和搅拌部二23同时在混合罐5的内部进行转动。搅拌部一22和搅拌部二23对混合罐5内部的混合物料进行加热搅拌混合。混合均匀后，关闭螺旋加热圈31和电热棒26，向进水管33中通入冷却水，利用冷却盘管32对混合罐5内部的混合物料进行降温，通过出料管8将混合物料送出，得到腐植酸长效配方肥料。

三、背景技术

腐植酸（HA）是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，主要成分为多种高分子有机弱酸混合物。它的总量大得惊人，数以万亿吨计。江河湖海，土壤煤矿，大部分地表上都有它的踪迹。由于它的广泛存在，所以对地球的影响也很大，涉及到碳的循环、矿物迁移积累、土壤肥力、生态平衡等方面。腐植酸有机元素主要包括C、H、O、N、S等，腐植酸中主要有黄腐酸、棕腐酸和黑腐酸三种组分。其中黄腐酸（FA）分子量小、活性高、效果好，是腐植酸的精华。腐植酸不仅通过改良土壤理化性状、活化土壤养分、提高肥效改善作物的生长环境，同时其本身也具有促进作物根系生长，增强作物对养分的吸收、积累与转运，促进作物呼吸作用，提高作物生物酶活性以及抗逆能力等多种生物活性。

参考中国专利公开号CN106316670A中提出的一种腐植酸肥料的制备方法，将腐殖土和盐酸混合后进行过滤，得到滤饼M；将滤饼M和碱液进行混合，离心后得到离心液N；利用盐酸调节离心液N的pH达到4.8～5.2，过滤后得到腐植酸；将丙烯酸、水、交联剂和引发剂加热混合后得到丙烯酸聚合体；将所述腐植酸和所述丙烯酸聚合体混合后进行搅拌熟化，过滤后得到凝胶体，将所述凝胶体造粒、干燥后得到腐植酸肥料。该方案将腐植酸肥料制备成凝胶体，使肥料具备一定的吸水量，从而使肥料内部的腐植酸不易随雨水流失。但是由于凝胶体的存在，使肥料的利用率大大降低，肥料存在不易分解的问题，需要对作物进行多次施肥，对环境容易造成严重污染。为解决以上问题，本领域技术人员提出了一种腐植酸长效配方肥料及制备方法。