專利名稱：一種含有根瘤菌的大豆專用控釋肥及其制備和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種肥料，特別涉及一種含有根瘤菌劑的大豆專用控釋肥料及其制備和應用，屬于肥料生產和應用技術領域。
背景技術：
大豆是我國傳統的糧食、油料兼用作物，目前全國種植面積近1. 3億畝，在國民經濟中占有重要地位。
大豆根系與根瘤菌共生產生根瘤，固定空氣中的氮素供其自身利用，可明顯減少化學氮肥用量，節約肥料成本，緩解工業化生產氮肥的能源緊張形勢，且對因化學氮肥施用過量造成的環境問題也有重要意義。
由于土壤中根瘤菌數量的不足或品種不夠優良，大多數情況下通過接種培養好的根瘤菌菌種，可使大豆生產收到良好的效果。據研究，接種根瘤菌使大豆產量提高5% 15 %。目前，美國、意大利、加拿大等世界主要大豆生產國，根瘤菌劑接種面積占種植面積的 30% -60%以上，我國不足3%，發展空間巨大。
目前大豆根瘤菌接種主要是通過液體或固體菌劑混拌大豆種子。菌劑專利已有報道，如CN101531544A(200810064090. 5)公開了一種顆粒根瘤菌接種劑生產工藝，該文件以經調酸后的風化煤、褐煤為載體，適量吸附根瘤菌菌劑，經圓盤造粒而成。 CN101585736A(200910088163. 9)公開了一種農用復合微生物菌劑及其制備方法，是由大豆根瘤菌、圓褐固氮菌、巨大芽孢桿菌和膠質芽孢桿菌各自的發酵菌液按照15-20%重量百分比的比例分別吸附到吸附劑上制成大豆根瘤菌菌劑、圓褐固氮菌菌劑、巨大芽孢桿菌菌劑和膠質芽孢桿菌菌劑，然后復配而成。通過田間實驗證明，對于多種農作物均有較明顯的增產提質作用。在大豆專用控釋肥方面的專利文件有CN1308041 (01104464. 0)提供一種環保型大豆重迎茬專用控釋肥及其生產方法，CN1796339 (200410100465. 0)公開一種大豆專用控釋肥及其應用，CN101121620 (200710143934.0)公布一種炭基緩釋大豆專用控釋肥料及其制備方法，CN102108032AQ00910248771. 1)提供一種大豆生產專用控釋肥料及制備與施用方法，CN102093119AQ00910220624. 3)涉及一種具有保水及土壤改良作用大豆專用控釋肥及其制備。上述幾種大豆專用控釋肥分別從營養元素配比、養分緩釋、保水功能等方面提供了大豆專用控釋肥。但現有技術大豆專用控釋肥均未涉及采用根瘤菌提高大豆產量的技術。現有大豆根瘤菌菌劑也多用于大豆種子接種。將大豆根瘤菌制做成被包裹的顆粒并與肥料配合制備成大豆專用控釋肥料尚未見報道。發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種含有根瘤菌的大豆專用控釋肥料及其制備和應用。
本發明用尿素包膜根瘤菌劑和根瘤生長、固氮所需要的微量元素鐵和鉬制備成尿素包膜根瘤菌劑組合物，并根據大豆的需肥規律合理配置磷、鉀肥及不同養分釋放期的包膜氮肥，形成一次施用，具有接種和施肥雙重功能的大豆專用控釋肥料。經大田試驗表明， 可明顯提高肥料利用效率，增加大豆產量。
本發明的技術方案如下
含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，原料質量份如下
所述尿素包膜根瘤菌劑組合物是按以下方法制備的先按現有技術液體發酵制備大豆根瘤菌發酵液，再用草炭土吸附得根瘤菌劑，發酵液與草炭土的質量比為1 2.5 3. 5 ；加入所得根瘤菌劑質量的3 5%的硫酸亞鐵和1 2%的鉬酸銨，混合均勻，40 50°C造粒，得摻鉬鐵的根瘤菌劑顆粒，最后用熔融的尿素噴涂在該顆粒表面，形成尿素包膜層，得尿素包膜根瘤菌劑組合物；其中尿素包膜層占尿素包膜根瘤菌劑組合物質量的5
所述硫加高分子聚合物包膜尿素是以顆粒尿素為核芯肥料，先噴涂內包層硫磺膜，再噴涂外包層高分子聚合物膜制得；其中，內包層硫磺膜占核芯肥料質量的20%，高分子聚合物膜占核芯肥料質量的2%，優選的，高分子聚合物包膜劑是酚醛環氧樹脂和三乙烯四胺以9 1質量比的混合。制備方法參見CN124^65(^2004100M050.X)“以硫為底涂層的高分子聚合物包膜控釋肥料的制備方法”，本發明引用該專利文件的全文作為現有技術。 其中，核芯肥料尿素優選大顆粒尿素，粒徑2 3毫米。
所述5%腐植酸包膜尿素是，以顆粒尿素為核芯肥，在核芯肥外噴淋一層粘結劑， 再噴撒一層風干粉碎的風化煤，固化后重復上述過程，達到粘結劑占核芯肥質量的1 %，風化煤占核芯肥質量的5%。所述粘結劑是環氧樹脂與三乙烯四胺按1 0. 10的質量比混合制成。5%腐植酸包膜尿素為市售產品，山東金正大生態工程股份有限公司有售，也可按專利文件CN100556866(^200810139610. 4)公開的“一種腐植酸控釋肥及其制備方法”制備， 本發明引用該專利文件的全文作為現有技術。其中，核芯肥料尿素優選大顆粒尿素，粒徑 2 3毫米。
所述磷酸二銨、氯化鉀，市售產品，粒徑2 4毫米。
根據本發明，優選的技術方案如下
含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，原料質量份如下
尿素包膜根瘤菌劑組合物14 16份，
硫加高分子聚合物包膜尿素9 11份，
5%腐植酸包膜尿素14 16份，
磷酸二銨36 38份，
氯化鉀22 M份。
本發明所述的含有根瘤菌的大豆專用控釋肥的制備方法，步驟如下
(1)尿素包膜根瘤菌劑組合物的制備
A、按現有技術制備大豆根瘤菌發酵液，發酵液含根瘤菌活菌數> 4X IO8個/ml ；
尿素包膜根瘤菌劑組合物
硫加高分子聚合物包膜尿素
5%腐植酸包膜尿素
磷酸二銨
氯化鉀10 25份， 5 15份， 8 18份， 35 40份， 20 30份。8wt%。
B、按發酵液草炭土 = 1 2. 5 3. 5的質量比將發酵液吸附到草炭土上，得固體根瘤菌劑；
C、以根瘤菌劑質量為基數，將3 5wt%的硫酸亞鐵和1 2wt%的鉬酸銨加入步驟B制得的固體根瘤菌劑中，混合均勻。
D、將步驟C制得的混合物在40 V 50 V條件下圓盤或滾筒造粒，粒徑2 4毫米， 含水量28 30wt%，得摻鉬鐵的根瘤菌劑顆粒；
E、將尿素熔融成脲液，以霧化的形式將脲液噴淋到步驟D的摻鉬鐵的根瘤菌劑顆粒上，冷卻后即得尿素包膜根瘤菌劑組合物。
(2)將上述步驟(1)制得的尿素包膜根瘤菌劑組合物、硫加高分子聚合物包膜尿素、5%腐植酸包膜尿素、磷酸二銨、氯化鉀按配比一起放入攪拌機中攪拌5 8分鐘，充分混勻即得。然后將混合好的肥料進行計量、包裝。
上述方法中，步驟(I)A中制備大豆根瘤菌發酵液所用的大豆根瘤菌菌種為現有技術中常用菌種，例如ACCC1M00、ACCC1M01、ACCC1M03或ACCC15096，市場有售。進一步優選ACCC15096 (大豆慢生根瘤菌)。
本發明含有根瘤菌的大豆專用控釋肥的應用，在大豆播種時利用播種施肥一體機一次性作基肥施用，施肥帶在種子正下方或一側，深度離地面10 14厘米。所述大豆專用控釋肥肥料用量，折合成氮、磷、鉀總量，每畝20 40公斤。
本發明的優良效果如下
1、施肥、接種一次性完成
本發明含有根瘤菌的大豆專用控釋肥將根瘤菌與肥料相互配合，施肥、接種一次性完成，省工、省力，且將根瘤菌直接施在大豆主要根區土壤，提高接種效率，增加大豆產量。
2、根瘤菌被包裹，減少環境因素的影響
根瘤菌是活的菌體，其活性容易受環境影響，如溫度、光照等，本發明肥料中根瘤菌被包裹，可以減少環境因素的影響，延長根瘤菌存活時間。
3、控釋氮肥可減少對根瘤固氮的影響
本發明肥料中的氮肥主要是控釋氮肥，它們的氮素養分緩慢釋放，即能夠補充單獨靠根瘤固定氮素不足，又可避免氮肥施用后的突然增多對根瘤固氮作用的影響，兩者協調供應大豆氮素需要。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限于此。實施例中的原料用量份數均為質量份，所有的百分比均為質量百分比。
實施例中所用的大豆根瘤菌菌種是大豆慢生根瘤菌，中國農業微生物菌種保藏管理中心購得，菌種保藏號ACCC15096。
草炭土 吉林海睿草炭土開發公司，有機質含量大于70wt %。
硫加高分子聚合物包膜尿素為山東金正大生態工程股份有限公司生產，產品型號為KPS03(35-0-0)。是以顆粒尿素為核芯肥料，內包層硫磺膜占核芯肥料質量的20%，外包層高分子聚合物膜占核芯肥料質量的2%，高分子聚合物包膜劑是酚醛環氧樹脂和三乙烯四胺以9 1質量比的混合。
5%腐植酸包膜尿素，山東金正大生態工程股份有限公司生產。以顆粒尿素為核芯肥，在核芯肥外噴淋一層粘結劑環氧樹脂與三乙烯四胺按1 0.10的質量比的混合，再噴撒一層風干粉碎的風化煤，固化后重復上述過程，達到粘結劑占核芯肥質量的1%，風化煤占核芯肥質量的5%。
實施例1 含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，原料組分如下
尿素包膜根瘤菌劑組合物2^g，
硫加高分子聚合物包膜尿素^g，
5%腐植酸包膜尿素9kg，
磷酸二銨3^g，
氯化鉀2^g。
制備方法
(1)尿素包膜根瘤菌劑組合物的制備
A、按現有技術制備根瘤菌發酵液，液體含根瘤菌活菌數4. 63X IO8個/ml。
B、取發酵液10公斤加入25公斤草炭土中，充分混合。
C、取1. 1公斤硫酸亞鐵和0. 40公斤鉬酸銨加入步驟B制備的混合物中，混合均勻。
D、將步驟C制備的混合物移入圓盤造粒機中造粒，烘干溫度40°C 50°C，粒徑 2 4毫米，成品顆粒含水量28. 3wt%。
Ε、取尿素2. 3公斤投入到尿素熔融器中，快速熔融成脲液，利用壓力泵將脲液通過噴頭以霧化的形式噴淋到快速轉動的步驟D制備的顆粒上，冷卻后得尿素包膜根瘤菌劑組合物。
(2)取尿素包膜根瘤菌劑組合物25公斤、硫加高分子聚合物包膜尿素6公斤、5% 腐植酸包膜尿素9公斤、磷酸二銨35公斤、氯化鉀25公斤一起放入攪拌機中攪拌5分鐘， 充分混勻即得。然后將混合好的肥料進行計量、包裝。
實施例2 含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，原料組分如下
尿素包膜根瘤菌劑組合物20kg，
硫加高分子聚合物包膜尿素^g，
5%腐植酸包膜尿素12kg，
磷酸二銨40kg，
氯化鉀20kg。
制備方法同實施例1。
實施例3 含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，原料組分如下
尿素包膜根瘤菌劑組合物Mkg，
硫加高分子聚合物包膜尿素10kg，
5%腐植酸包膜尿素15kg，
磷酸二銨3Ag，
氯化鉀2:3kg。
制備方法
(1)尿素包膜根瘤菌劑組合物的制備
A、按現有技術制備根瘤菌發酵液，液體含根瘤菌活菌數5. 12X IO8個/ml。
B、取發酵液4. 5公斤加入15公斤草炭土中，充分混合。
C、取0. 8公斤硫酸亞鐵和0. 3公斤鉬酸銨加入步驟B制備的混合物中，混合均勻。
D、將步驟C制備的混合物移入圓盤造粒機中造粒，烘干溫度40°C 50°C，粒徑 2 4毫米，成品顆粒含水量29. 6wt%。
Ε、取尿素1.4公斤投入到尿素熔融器中，熔融成脲液，利用壓力泵將脲液通過噴頭以霧化的形式噴淋到快速轉動的步驟D制備的顆粒上，冷卻后即得尿素包膜根瘤菌劑組合物。
(2)取尿素包膜根瘤菌劑組合物15公斤、硫加高分子聚合物包膜尿素10公斤、5% 腐植酸包膜尿素15公斤、磷酸二銨37公斤、氯化鉀23公斤一起放入攪拌機中攪拌7分鐘， 充分混勻即得。然后將混合好的肥料進行計量、包裝。
實施例4 含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，原料組分如下
尿素包膜根瘤菌劑組合物10kg，
硫加高分子聚合物包膜尿素Mkg，
5%腐植酸包膜尿素10kg，
磷酸二銨3^g，
氯化鉀30kg。
制備方法同實施例3。
對比例普通氯化鉀復合肥，氮、磷、鉀含量分別是15%、21^^9%,質量百分比。
以上實施例1 4和對比例的應用效果如下
試驗地點遼寧省臺安市，山東省東營市。
試驗時間2011年5月至2011年10月。
供試大豆品種臺安市是遼豆15號，東營市是魯豆4號。
實施例1-4和對比例肥料氮、磷、鉀總養分用量相同，每畝30公斤。實施例肥料施用方法是，在大豆播種時利用播種、施肥一體機一次性作基肥施用，施肥深度離地面12厘米。應用效果見表1。
表1.與對比例相比實施例1-4的施用效果
權利要求
1.含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，其特征在于原料質量份如下尿素包膜根瘤菌劑組合物10 25份，硫加高分子聚合物包膜尿素5 15份，5%腐植酸包膜尿素8 18份，磷酸二銨35 40份，氯化鉀20 30份；所述尿素包膜根瘤菌劑組合物是按以下方法制備的先按現有技術液體發酵制備大豆根瘤菌發酵液，再用草炭土吸附得根瘤菌劑，發酵液與草炭土的質量比為1 2. 5 3. 5 ； 加入所得根瘤菌劑質量的3 5%的硫酸亞鐵和1 2%的鉬酸銨，混合均勻，40 50°C造粒，得摻鉬鐵的根瘤菌劑顆粒，最后用熔融的尿素噴涂在該顆粒表面，形成尿素包膜層，得尿素包膜根瘤菌劑組合物；其中尿素包膜層占尿素包膜根瘤菌劑組合物質量的5 8wt% ； 所述硫加高分子聚合物包膜尿素是以顆粒尿素為核芯肥料，先噴涂內包層硫磺膜，再噴涂外包層高分子聚合物膜制得；其中，內包層硫磺膜占核芯肥料質量的20%，高分子聚合物膜占核芯肥料質量的2%，高分子聚合物包膜劑是酚醛環氧樹脂和三乙烯四胺以9 1 質量比的混合；所述5%腐植酸包膜尿素是以顆粒尿素為核芯肥，在核芯肥外噴淋一層粘結劑，再噴撒一層風干粉碎的風化煤，固化后重復上述過程，達到粘結劑占核芯肥質量的1 %，風化煤占核芯肥質量的5% ；所述粘結劑是環氧樹脂與三乙烯四胺按1 0. 10的質量比混合制成。
2.如權利要求1所述的含有根瘤菌的大豆專用控釋肥，其特征在于原料質量份如下尿素包膜根瘤菌劑組合物14 ‘ 16份，硫加高分子聚合物包膜尿素9 ,11 份，5%腐植酸包膜尿素14 ‘ 16份，磷酸二銨36 ‘ 38份，氯化鉀22 ‘ M份。
3.權利要求1或2所述的含有根瘤菌的大豆專用控釋肥的制備方法，步驟如下(1)尿素包膜根瘤菌劑組合物的制備A、按現有技術制備大豆根瘤菌發酵液，發酵液含根瘤菌活菌數>4X IO8個/ml ；B、按發酵液草炭土=1 2. 5 3. 5的質量比將發酵液吸附到草炭土上，得固體根瘤菌劑；C、以根瘤菌劑質量為基數，將3 5wt%的硫酸亞鐵和1 2wt%的鉬酸銨加入步驟B 制得的固體根瘤菌劑中，混合均勻；D、將步驟C制得的混合物在40°C 50°C條件下圓盤或滾筒造粒，粒徑2 4毫米，含水量觀 30wt%，得摻鉬鐵的根瘤菌劑顆粒；E、將尿素熔融成脲液，以霧化的形式將脲液噴淋到步驟D的摻鉬鐵的根瘤菌劑顆粒上，冷卻后即得尿素包膜根瘤菌劑組合物；(2)將步驟(1)制得的尿素包膜根瘤菌劑組合物與硫加高分子聚合物包膜尿素、5%腐植酸包膜尿素、磷酸二銨、氯化鉀按配比一起放入攪拌機中攪拌5 8分鐘，充分混勻即得。 然后將混合好的肥料進行計量、包裝。
4.如權利要求3所述的含有根瘤菌的大豆專用控釋肥的制備方法，其特征在于步驟(I)A中制備大豆根瘤菌發酵液所用的大豆根瘤菌菌種為ACCC15400、ACCC15401、 ACCC15403 或 ACCC15096。
5.權利要求1或2所述的含有根瘤菌的大豆專用控釋肥的應用，在大豆播種時利用播種施肥一體機一次性作基肥施用，施肥帶在種子正下方或一側，深度離地面10 14厘米； 所述大豆專用控釋肥肥料用量，折合成氮、磷、鉀總量，每畝20 40公斤。
全文摘要
本發明涉及一種含有根瘤菌的大豆專用控釋肥及其制備和應用。該肥料原料質量份如下尿素包膜根瘤菌劑組合物10～25份，硫加高分子聚合物包膜尿素5～15份，5％腐植酸包膜尿素8～18份，磷酸二銨35～40份，氯化鉀20～30份。本發明還提供所述大豆專用控釋肥的制備方法。本發明根據大豆的需肥規律合理配置磷、鉀肥及不同養分釋放期的包膜氮肥，形成一次施用、具有接種和施肥雙重功能的大豆專用控釋肥料。經大田試驗表明，可明顯提高肥料利用效率，增加大豆產量。
文檔編號A01G1/00GK102503735SQ201110341070
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者徐淑班, 李志國, 陳宏坤, 高義武 申請人:山東金正大生態工程股份有限公司