一種腐植酸長效配方肥料及制備方法

一、基本信息

1.公開號：CN112409069A。

2.發明人：羅曉明。

3.專利權人：安徽儒商生物科技有限公司。

4.授權時間：審中。

5.技術領域：本發明涉及肥料制備技術領域，具體為一種腐植酸長效配方肥料及制備方法。

二、發明內容

（一）解決的技術問題

（二）技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種腐植酸長效配方肥料，按重量份原料包括腐植酸30～50份、玉米秸稈10～20份、營養元素3～5份、復合菌種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行混合，使用粉碎機將混合料進行粉碎，對粉碎料經60目篩進行篩選。接著將篩選后的物料投入發酵罐中混合均勻，接種復合菌種，控制發酵罐內部的濕度為55%～70%、溫度為60～75 ℃的條件下發酵7～14天。最后將發酵完成后的發酵料進行通風干燥，并使用粉碎機進行粉碎，再次對粉碎后的發酵料經60目篩進行篩選，得到發酵基料。

步驟二：將聚乙烯醇投入容器中，向容器中加入蒸餾水，對容器進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，繼續在90 ℃的條件下進行加熱攪拌，攪拌20 min后冷卻，得到預聚體。

步驟三：將發酵基料加入改性殼聚糖醋酸溶液中，在45 ℃的油浴鍋中進行加熱攪拌，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行混合，在轉速為800～1000 r/min、溫度為40～50 ℃的條件下進行混合攪拌，攪拌15 min，得到添加劑。

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

步驟五：將多孔緩釋顆粒、預聚體、發酵基料以及營養元素一起通入混合設備中，通過進料管投入混合罐的內部。使用控制器對螺旋加熱圈的輸出功率進行調控，控制混合罐內部溫度為80～90 ℃，同時打開攪拌部二內部的電熱棒開關，電熱棒的溫度為80 ℃。啟動驅動組件，減速機帶動驅動軸進行轉動。通過驅動軸帶動連接軸在混合罐的內部進行轉動。利用連接軸使攪拌部一和攪拌部二同時在混合罐的內部進行轉動，攪拌部一和攪拌部二對混合罐內部的混合物料進行加熱攪拌混合。在混合均勻后，關閉螺旋加熱圈和電熱棒，向進水管中通入冷卻水，利用冷卻盤管對混合罐內部的混合物料進行降溫，通過出料管將混合物料送出，得到腐植酸長效配方肥料。

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優選的，所述營養元素為氮、磷、鉀三者以任意比例的混合物，所述復合菌種為巨大芽孢桿菌、鉀細菌、酵母菌、固氮根瘤菌、自生固氮菌、聯合固氮菌中的一種或多種以任意比例混合。

優選的，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的質量比進行攪拌混合，靜置18 h得到改性淀粉。

優選的，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的轉速攪拌8 h，得到改性殼聚糖醋酸溶液。

優選的，所述混合設備包括外殼、混合罐、驅動組件和攪拌組件，且混合罐位于外殼的內部。所述外殼的頂部設置有頂蓋，且頂蓋的頂部固定連接有進料管。所述進料管的底端貫穿頂蓋與混合罐并延伸至混合罐的內部，且進料管的內部與混合罐的內部連通。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置有溫控組件。所述外殼的正面設置有控制器。所述驅動組件位于頂蓋的頂部。所述攪拌組件位于混合罐的內部。

優選的，所述驅動組件包括固定架、減速機和驅動軸，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的底部固定連接，且減速機的輸出端與驅動軸的頂端固定連接。所述驅動軸的底端貫穿外殼與混合罐并延伸至混合罐的內部。

優選的，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動軸延伸至混合罐內部的一端通過聯軸器固定連接。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。所述攪拌部二的內部開設有安裝槽，且安裝槽的內部設置有電熱棒。

優選的，所述溫控組件包括螺旋加熱圈、冷卻盤管、進水管和出水管，且螺旋加熱圈的內壁與混合罐的表面固定連接。所述冷卻盤管的內壁與混合罐的表面固定連接。所述進水管與出水管的一端分別與冷卻盤管的上下兩端連通，且進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

本發明提供了一種腐植酸長效配方肥料及制備方法。與現有技術相比具備以下有益效果。

1.該腐植酸長效配方肥料及制備方法，通過以腐植酸為原料，配合復合菌種進行發酵，微生物將大分子量的、活性很低的腐植酸，分解成高活性的、小分子量的有機物質。將發酵基料加入改性殼聚糖醋酸溶液中，在45 ℃的油浴鍋中進行加熱攪拌，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行混合，在轉速為800～1000 r/min、溫度為40～50 ℃的條件下進行混合攪拌，攪拌15 min，得到添加劑。將中間體加入添加劑中在轉速為300～500 r/min、溫度為30～40 ℃的條件下進行攪拌混合，攪拌2 h，經過洗滌、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，能夠為植物生長提供長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、無污染以及耐水性較好、結合牢固不易散落的優點，有效提高了農作物對復合肥的吸收效率，有助于減少肥料內部營養元素的流失揮發，也減少了施肥次數。

2.該腐植酸長效配方肥料及制備方法，通過將多孔緩釋顆粒、預聚體、發酵基料以及營養元素一起通入混合設備，通過進料管投入混合罐的內部。使用控制器對螺旋加熱圈的輸出功率進行調控，控制混合罐內部溫度為80～90 ℃，同時打開攪拌部二內部的電熱棒開關，電熱棒的溫度為80 ℃。啟動驅動組件，減速機帶動驅動軸進行轉動。通過驅動軸帶動連接軸在混合罐的內部進行轉動。利用連接軸使攪拌部一和攪拌部二同時在混合罐的內部進行轉動。攪拌部一和攪拌部二對混合罐內部的混合物料進行加熱攪拌混合。混合均勻后，關閉螺旋加熱圈和電熱棒，向進水管中通入冷卻水，利用冷卻盤管對混合罐內部的混合物料進行降溫，通過出料管將混合物料送出。利用混合設備中的攪拌組件配合溫控組件，實現對混合罐內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肥料的質量。

附圖說明（圖1～圖4）。

圖1 本發明混合設備結構的示意圖

圖2 本發明混合設備結構的剖視圖

圖3 本發明驅動組件與攪拌組件結構的示意圖

圖4 本發明攪拌部二結構的剖視圖

圖中：1.驅動組件；11.固定架；12.減速機；13.驅動軸；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.冷卻盤管；33.進水管；34.出水管；4.外殼；5.混合罐；6.頂蓋；7.進料管；8.出料管；9.控制器。

請參閱圖1～圖4，混合設備包括外殼4、混合罐5、驅動組件1和攪拌組件2，且混合罐5位于外殼4的內部。外殼4的頂部設置有頂蓋6，且頂蓋6的頂部固定連接有進料管7。進料管7的底端貫穿頂蓋6與混合罐5并延伸至混合罐5的內部，且進料管7的內部與混合罐5的內部連通。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的表面設置有溫控組件3。外殼4的正面設置有控制器9。驅動組件1位于頂蓋6的頂部。攪拌組件2位于混合罐5的內部。驅動組件1包括固定架11、減速機12和驅動軸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12的底部固定連接，且減速機12的輸出端與驅動軸13的頂端固定連接。驅動軸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的頂端與驅動軸13延伸至混合罐5內部的一端通過聯軸器固定連接。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的內部開設有安裝槽25，且安裝槽25的內部設置有電熱棒26。溫控組件3包括螺旋加熱圈31、冷卻盤管32、進水管33和出水管34，且螺旋加熱圈31的內壁與混合罐5的表面固定連接。冷卻盤管32的內壁與混合罐5的表面固定連接。進水管33與出水管34的一端分別與冷卻盤管32的上下兩端連通，且進水管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。

混合設備的工作原理：使用時，通過進料管7將物料投入混合罐5的內部，使用控制器9對螺旋加熱圈31的輸出功率進行調控，控制混合罐5內部溫度為80～90 ℃，同時打開攪拌部二23內部的電熱棒26開關，電熱棒26的溫度為80 ℃。啟動驅動組件1，減速機12帶動驅動軸13進行轉動。通過驅動軸13帶動連接軸21在混合罐5的內部進行轉動。利用連接軸21使攪拌部一22和攪拌部二23同時在混合罐5的內部進行轉動。攪拌部一22和攪拌部二23對混合罐5內部的混合物料進行加熱攪拌混合。混合均勻后，關閉螺旋加熱圈31和電熱棒26，向進水管33中通入冷卻水，利用冷卻盤管32對混合罐5內部的混合物料進行降溫，通過出料管8將混合物料送出，得到腐植酸長效配方肥料。

三、背景技術

腐植酸（HA）是動植物遺骸，主要是植物的遺骸，經過微生物的分解和轉化，以及地球化學的一系列過程造成和積累起來的一類有機物質，主要成分為多種高分子有機弱酸混合物。它的總量大得驚人，數以萬億噸計。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，所以對地球的影響也很大，涉及到碳的循環、礦物遷移積累、土壤肥力、生態平衡等方面。腐植酸有機元素主要包括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。腐植酸不僅通過改良土壤理化性狀、活化土壤養分、提高肥效改善作物的生長環境，同時其本身也具有促進作物根系生長，增強作物對養分的吸收、積累與轉運，促進作物呼吸作用，提高作物生物酶活性以及抗逆能力等多種生物活性。

參考中國專利公開號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行過濾，得到濾餅M；將濾餅M和堿液進行混合，離心后得到離心液N；利用鹽酸調節離心液N的pH達到4.8～5.2，過濾后得到腐植酸；將丙烯酸、水、交聯劑和引發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行攪拌熟化，過濾后得到凝膠體，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題，需要對作物進行多次施肥，對環境容易造成嚴重污染。為解決以上問題，本領域技術人員提出了一種腐植酸長效配方肥料及制備方法。