一种氯基γ-生物复合肥及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种微生物复合肥生产技术领域，特别涉及一种氯基Y -生物复合肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]化肥在现代农业生产中发挥着越来越重要的作用，其中复合肥年消耗量很大，每年约数千万吨。常用的复合肥品种大至分为硫基复合肥、硝基复合肥、氯基复合肥三种类型，近年来相断研制出各类长效复合肥新品种。国内化肥产业主要以氮、磷、钾为原料，采用物理或者化学合成的方法生产成三元素复合或复混肥料，生产NPK复合肥的工艺主要有:以磷酸、硫酸与合成氨反应为基础的转鼓喷浆造粒工艺；以KCl与硫酸低温转化成KHSO4后再与磷酸混合的转鼓喷浆造粒工艺；以含氮磷钾固体肥料为基础的团粒法复混造粒工艺；以含氮磷钾等固体肥料为基础的塔式熔体造粒工艺。
[0003]常用的生物复合肥中，氯离子的含量超过3%的复合肥称为氯基复合肥，因为氯基复合肥料对某些忌氯作物的生长存在负面影响，而且氯离子在土壤中的集中大量残留，易造成土壤板结、盐化、碱化。担心施用含氯化肥会对作物产量和品质产生不良影响。大部分生物肥生产企业在肥料生产过程中，所需钾源选用硫酸钾，或者脱去氯化钾中的氯离子，制成所谓硫基复合肥。硫基复合肥制备工艺复杂，生产成本高，售价也较高，增加了农产品的生产成本。氯基肥料相对于硫基肥料来说，制造成本低，销售价格也明显低于硫基肥料。对于增加农民收入减少负担将会发挥积极作用，因此开发优质氯基肥料是人们所期待的。
[0004]据科学实验，氯是植物生长必须的七种微量元素之一，氯元素可以通过参与植物的光合作用进入植物细胞，起到调节植物细胞的渗透压和气孔的启动与闭合，有利于水分和养分的吸收，提高其抗旱能力，氯离子有促进光合作用和纤维形成等作用，对麻类等纤维作物施用尤为适宜；提高植物的抗病能力。氯离子对土壤中的硝化细菌有抑制作用，能延缓铵态氮向硝态氮的转化速度，从而有效减少硝态氮流失和反硝化损失，是氮肥的肥效持久。氯作物植物细胞中的稳定离子，对细胞内储存离子平衡以及对氮、磷、钾、钙、镁等元素吸收有积极作用，有利于促进植物茎叶生长发育；实践证明施用氯基肥料都是有益无害的，尤其是氯离子有促进光合作用和纤维形成等作用。
[0005]虽然氯基生物肥制造成本低，生产简单的优势，但是单纯的氯基肥料中的尿素肥料利用率却非常低，如何使在生物肥料中的氯元素在促进农作物生长中发挥积极作用，又能使尿素中的氮肥充分有效地得到利用，提高氯基生物氮肥的缓释效能与长效机制，从而发挥氯无素、氮元素和生物菌肥的多重正面作用，联合促进作物生长，改善土壤环境是人们期待研发的课题，制造具有相同效能与作用的生物氮肥是市场和农民的期待。
[0006]Y-聚谷氨酸(Y-poly-glutamic acid，简称Y-PGA)是微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸，对环境无污染，为绿色生物产品，具极佳的生物可降解性、成膜性、成纤维性、可塑性、粘结性、保湿性等许多独特的理化和生物学特性，这些特性使其具有增稠、乳化、凝胶、成膜、保温、缓释、助溶和粘结等有益功能，使其在农业、医药、环境保护、食品、化妆品等诸多领域具有十分广阔的应用前景。
[0007]在中国乃至世界范围，草本植物是一个大家族，资源丰富，种类繁多；其中雀麦草、燕麦、大麦是其中的优良品种，生长速度快，从麦草类植物叶中提取的固态颗粒物质，具有丰富的氨基酸、SOD酶、微量元素、矿物质和大量的微生物菌群，是一类优良的协同物质，与
Y-聚谷氨酸进行配合，能够充分发挥出二者的优势，共同提高生物肥料的利用率和肥效率。
[0008]Y-聚谷氨酸的生产可以有生物发酵的技术来大规模的生产，既能提高肥料的氮素营养利用率，又对植物有一定的保水作用，能减少植物生长所需的用水量，但是作为合适肥料的功能性添加剂，其作用和效率还远没有完全发挥出来；如何筛选能够与Y-聚谷氨酸产生协同作用的物质，并共同开发一种生物复合肥料，从而提高Y -聚谷氨酸的有效作用，为国家和农民提供更加有效和节约的微生物复合菌肥，从而创造出更大的社会效益和经济效益。
【发明内容】
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供了一种氯基Y-生物复合肥及其制备方法，针对现有肥料的不足，采用Y -聚谷氨酸和麦草提取物作为微生物菌肥协同增效的互补成分，利用Y -聚谷氨酸和麦草提取物对氯基物质和氮元素、磷元素、钾元素以及微量元素进行螯合，实现低成本生产加工混配，来生产一种氯基Y -生物复合肥，满足市场需求。
[0010]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:一种氯基Y-生物复合肥及其制备方法，包括氯基Y-生物复合肥和氯基Y-生物复合肥的制备方法，其特征在于:
[0011]所述氯基Y-生物复合肥包括:功能性成分为Y-聚谷氨酸、麦草提取物、微生物菌剂；中量元素氮素、磷素、钾素；微量元素有钙、镁、硫、锰、硼、锌、钥。所述Y-聚谷氨酸与微生物菌剂通过发酵工艺一体化制备，所述麦草提取物通过麦草嫩苗提取加工而成，所述中量元素氮磷钾通过相关化合物粉体获得，所述微量元素通过对应的可溶性微量元素化合物粉体添加。
[0012]所述的Y-聚谷氨酸为Y-聚谷氨酸纯品、或Y-聚谷氨酸盐纯品、或包含Y-聚谷氨酸的发酵培养物、或Y -聚谷氨酸溶液、或含有Y -聚谷氨酸的粉体；Y -聚谷氨酸盐纯品、包含Y-聚谷氨酸的发酵培养物、Y-聚谷氨酸溶液、含有Y-聚谷氨酸的粉体的用量以其中所含的Y-聚谷氨酸计；Y-聚谷氨酸的平均分子量为5-3000KDa。优选Y-聚谷氨酸粉体。
[0013]所述麦草提取物为雀麦、大麦、燕麦、青颗、乔麦的嫩苗提取物；优选大麦提取物。
[0014]所述微生物菌剂含有:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtil is) NX-2,地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、纳豆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、光合菌；其中枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌用于Y-聚谷氨酸发酵过程；所述纳豆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、光合菌使用市售微生物菌剂粉体；所述微生物菌剂中各菌种之间的配比为:纳豆菌I一7，固氮菌10 — 20，解磷菌12 — 30，解钾菌10 — 20，光合菌2— 8，吸附剂20— 40。。
[0015]所述氮素可来源于尿素(C0(NH2)2)、碳酸氢铵(NH4C03)、硫酸铵((NH4)2S04)和氯化铵(NH4C1)中的任意一种，但不局限于上述氮肥，优选尿素。
[0016]所述磷素来源于磷酸一铵、重过磷酸钙、过磷酸钙、磷酸铵、钙镁磷肥和磷矿粉中的任意一种，但不局限于上述磷肥，优选磷酸一铵。
[0017]所述钾素来源于氯化钾(KCl)、硫酸钾(K2S04)和硝酸钾(KN03)中的任意一种，但不局限于上述钾肥，优选氯化钾。
[0018]所述微量元素是指植物生长必不可少的营养元素，包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁、锰、锌、铜、硼、钥、氯、镍17种，此外，有些植物还需要硅、钠、钴，被称为有益元素；这17种中微量元素中，除碳、氢、氧、氮、磷、钾为中量元素外，还有硫、镁、钙、铁、锰、锌、铜、硼、钥、镍、氯共计11种，这其中的铁、铜、氯、镍一般不用添加，所以常用的微量元素就是:镁、?丐、硫、猛、锌、棚|、钥七各元素。
[0019]所述氯基Y -生物复合肥的优选配方为:Y -聚谷氨酸、麦草提取物、微生物菌剂；中量元素氮元素、磷元素、钾元素；微量元素为镁、钙、硫、锰、锌、硼、钥；其中氮元素优选尿素，磷元素优选磷酸一铵，钾元素通过氯化钾调配。
[0020]所述氯基Y -生物复合肥各成分配比为:Y -聚谷氨酸0.1-5.0份；麦草提取物3—12份；微生物菌剂2—6份，其含量为每克20亿个以上；含N量46 %尿素20—30份，磷酸一铵55— 85份(20%磷酸95— 120份，气氨8—10份，98%硫酸6—8份)、氯化钾30—40份。
[0021]所述微量元素添加量为:钙300— 700ppm、镁200— 600ppm、硫50— 200ppm、锰300一 700ppm、锋 500—900ppm、硼 100—500ppm、钥 50—300ppm。
[0022]所述Y -聚谷氨酸的发酵制备方法:
[0023]Y -聚谷氨酸是纯生物发酵干燥而成，发酵菌种为枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌，二种菌均是Y-聚谷氨酸高产菌株，利用这二种菌株的高产功效，通过发酵制备Y-聚谷氨酸溶液，进一步分离提纯制备Y -聚谷氨酸粉体。
[0024]Y -聚谷氨酸的制备提纯工艺为:分别将地衣芽胞杆菌和枯草芽孢杆菌接入含有已灭菌培养基的发酵罐中，控制温度，ΡΗ，搅拌转速和通风溶氧，发酵一定时间得到含有聚谷氨酸的发酵液；Y -聚谷氨酸发酵液添加硅藻土，板框过滤分离去除菌体后，提取上清液，上清液加入乙醇醇沉得到Y -聚谷氨酸沉淀，清洗沉淀，分离出沉淀，用去离子水溶解，得Y-聚谷氨酸溶液；通过将二种含菌发酵液混合可制得含菌Y-聚谷氨酸混合溶液。其中，Y-聚谷氨酸的含量为8-30wt%，Y-聚谷氨酸的平均分子量为200-3000Kda。优选的质量百分比范围是10-20wt%。
[0025]所述枯草芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌菌种，来自于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，CGMCC，保藏编号分别为:CGMCC N0.0833、CGMCC N0.3336。
[0026]所述微生物发酵菌液的组成为:地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NX-2 二种菌株的发酵液以1:1的质量比混合。
[0027]所述Y -聚谷氨酸发酵纯化工艺流程:
[0028](a)斜面活化:将4°C斜面保存的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌菌株