一种土豆专用的功能性复合肥料及其制备方法与流程

本发明涉及功能性复合肥料，具体为一种土豆专用的功能性复合肥料及其制备方法。

背景技术：

1、土豆作为世界上重要的粮食作物之一，具有高产、适应性强等特点，在全球范围内广泛种植。其富含淀粉、维生素、膳食纤维等营养成分，不仅是人们日常饮食中的重要组成部分，也是食品加工和工业生产的重要原料。随着人口的增长和生活水平的提高，对土豆的产量和品质需求不断增加，现有的肥料在土豆种植中的局限性，具体为：养分不均衡：传统的通用型肥料往往不能满足土豆生长的特殊营养需求。土豆在不同生长阶段对氮、磷、钾以及中微量元素的需求比例有其独特性，传统肥料难以精准提供合适的养分组合，导致土豆生长过程中可能出现营养过剩或缺乏的情况。例如，氮肥过量可能导致土豆植株徒长，影响块茎的形成和发育；而缺乏某些关键的微量元素如硼、锌等，会影响土豆的开花结实和品质。

2、土壤环境破坏：长期大量使用传统化肥，容易导致土壤板结、酸化、盐渍化等问题。这不仅影响土豆根系的生长和对养分的吸收，还会降低土壤微生物的活性，破坏土壤生态平衡。例如，过量的磷肥会与土壤中的钙、镁等元素结合，形成难溶性化合物，降低土壤中有效钙、镁的含量，影响土豆对这些元素的吸收，同时也会使土壤结构变差。

3、肥效利用率低：传统肥料的养分释放速度难以与土豆的生长节奏相匹配，容易造成养分的流失和浪费。例如，在土豆生长前期，传统肥料可能释放过快，导致部分养分无法被及时吸收而流失；而在生长后期，又可能出现养分供应不足的情况。此外，传统肥料的溶解性和流动性较差，也影响了其在土壤中的扩散和被土豆根系吸收的效率。

4、缺乏功能性：传统肥料主要关注提供基本的营养元素，而对于提高土豆的抗逆性、改善品质等功能性方面关注较少。土豆在生长过程中会面临各种逆境，如病虫害、干旱、低温等，传统肥料无法为土豆提供有效的抗逆保护。同时，对于提高土豆的品质，如增加淀粉含量、改善口感等方面，传统肥料的作用有限。

5、为了实现土豆的高产、优质和可持续种植，现代农业迫切需要一种专门针对土豆生长特点和需求的功能性复合肥料。这种肥料不仅要能提供全面、均衡的营养，还要能够改善土壤环境，提高肥效利用率，增强土豆的抗逆性和品质。随着农业科技的不断进步，生物技术、新型材料和先进的制备工艺为研发这种新型肥料提供了可能。例如，利用微生物菌剂可以改善土壤微生物群落，促进养分的转化和吸收；添加植物生长调节剂可以调节土豆的生长发育过程；采用新型包膜技术可以控制肥料的养分释放速度等。因此，研发一种土豆专用的功能性复合肥料具有重要的现实意义和应用价值。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种土豆专用的功能性复合肥料及其制备方法。

2、一种土豆专用的功能性复合肥料，由以下重量份的组分组成：

3、有机物质：

4、腐熟有机肥：300份至500份，所述腐熟有机肥由畜禽粪便、农作物秸秆和食用菌渣按质量比为3:2:1混合后，经过高温堆肥腐熟而成，其有机质含量不低于60%，水分含量不超过30%；腐殖酸：50份至100份，腐殖酸的腐殖化程度不低于80%，具有良好的保水保肥和改良土壤结构的作用；

5、大量元素营养物质：

6、氮肥：80份至150份，氮肥采用尿素和硫酸铵按质量比为2:1组成的混合氮肥，氮元素总含量不低于46%；磷肥：60份至120份，磷肥选用过磷酸钙和磷酸二铵按质量比为1:1组成的混合磷肥，有效磷含量不低于18%。钾肥：100份至180份，钾肥为氯化钾和硫酸钾按质量比为3:2组成的混合钾肥，钾元素含量不低于50%；

7、中微量元素营养物质：钙肥：20份至40份，钙肥采用硝酸钙，钙元素含量不低于19%；镁肥：10份至20份，镁肥选用硫酸镁，镁元素含量不低于9.5%；硼肥：2份至5份，硼肥为硼砂，硼元素含量不低于11%；锌肥：3份至8份，锌肥采用硫酸锌，锌元素含量不低于35%；铁肥：2份至6份，铁肥为硫酸亚铁，铁元素含量不低于19%；

8、生物活性物质：

9、微生物菌剂：10份至20份，微生物菌剂包含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌按有效活菌数比为2:1:1的混合菌剂，有效活菌数不低于5亿/g；植物生长调节剂：1份至3份，植物生长调节剂为天然芸苔素内酯，纯度不低于0.01%；

10、增效剂：

11、氨基酸：10份至20份，氨基酸为多种氨基酸的混合物，其中包含赖氨酸、蛋氨酸和谷氨酸等，总氨基酸含量不低于40%；海藻提取物：5份至10份，海藻提取物采用海带、紫菜等海洋藻类通过酶解工艺提取而成，其中富含海藻多糖、植物生长激素活性成分；

12、稀土改性纳米碳：5份至15份；纳米碳与稀土按重量比为1:0.2-0.6的比例加入水中搅拌均匀，在100-150℃加热3-5 h，制得稀土改性纳米碳。

13、优选的，所述肥料的形态为颗粒状，颗粒直径为2毫米至4毫米，肥料中还添加有质量占比为1%至3%的包膜材料，包膜材料为可降解的聚乳酸材料，肥料的ph值在6.0至7.5之间。

14、优选的，所述腐熟有机肥在制备过程中，添加了质量占比为0.5%至1%的生物发酵剂，生物发酵剂包含酵母菌、乳酸菌和放线菌，腐殖酸经过特殊的活化处理，采用氢氧化钾和磷酸进行活化，活化后的腐殖酸水溶性提高了30%以上，植物生长调节剂采用微胶囊化技术进行处理，微胶囊的平均粒径为10微米至50微米。

15、优选的，包括以下步骤：

16、s1、有机物质制备：

17、将畜禽粪便、农作物秸秆和食用菌渣按质量比为3:2:1混合均匀，调节物料的水分含量至50%至60%，然后加入质量占比为0.5%至1%的生物发酵剂，进行高温堆肥腐熟处理。堆肥过程中，控制温度在50℃至70℃之间，持续发酵15天至20天，期间每隔3天进行一次翻堆操作，待物料完全腐熟后，得到腐熟有机肥；

18、将腐殖酸进行活化处理，将氢氧化钾和磷酸按质量比为1:2配制成活化液，然后将腐殖酸与活化液按质量比为1:0.5混合，在60℃至80℃下搅拌反应2小时至3小时，得到活化后的腐殖酸；

19、s2、大量元素营养物质混合：

20、将尿素、硫酸铵、过磷酸钙、磷酸二铵、氯化钾和硫酸钾按比例混合均匀，得到大量元素营养物质混合物，在混合过程中，采用机械搅拌或气流混合方式，确保混合均匀；

21、s3、中微量元素营养物质添加：

22、将硝酸钙、硫酸镁、硼砂、硫酸锌和硫酸亚铁按比例加入到大量元素营养物质混合物中，继续搅拌均匀，使其充分混合；

23、s4、生物活性物质和增效剂加入：

24、将微生物菌剂、植物生长调节剂、氨基酸和海藻提取物按比例加入到上述混合物中，再次搅拌均匀，在加入微生物菌剂时，要确保操作环境的无菌性，避免菌剂受到污染；

25、s5、造粒步骤：

26、将混合好的物料送入造粒机中进行造粒，造粒机采用圆盘造粒机或挤压造粒机，控制造粒机的转速和温度，使物料形成颗粒直径为2毫米至4毫米的颗粒状肥料；

27、s6、包膜：

28、添加包膜材料，将造好粒的肥料送入包膜机中，采用喷涂的方式将可降解的聚乳酸包膜材料均匀地喷涂在肥料颗粒表面，包膜材料的用量为肥料质量的1%至3%；

29、s7、质量检测和包装：

30、对制备好的肥料进行质量检测，检测项目包括养分含量、ph值、颗粒强度，确保肥料符合质量要求。检测合格后，进行包装储存，包装材料采用防潮、防漏的塑料编织袋或纸袋。

31、优选的，所述步骤s1中，畜禽粪便在混合前要进行预处理，去除其中的杂质和有害物质，如塑料、石块，农作物秸秆要进行粉碎处理，粉碎后的长度不超过5厘米，食用菌渣要进行干燥处理，使其水分含量不超过20%。

32、优选的，所述步骤s2中，根据不同地区土壤的肥力状况和土豆的生长需求，调整氮肥、磷肥和钾肥的比例，添加的螯合剂，包括乙二胺四乙酸edta或柠檬酸。

33、优选的，所述步骤s3中，先将其溶解在适量的水中，然后采用喷雾的方式加入到大量元素营养物质混合物中；

34、所述步骤s4中，氨基酸和海藻提取物在加入前要进行预处理，将其溶解在水中，然后采用滴加的方式加入到混合物中，植物生长调节剂天然芸苔素内酯在加入前要进行稀释处理，稀释倍数为1000倍至2000倍；

35、在造粒步骤中，根据需要可以在造粒过程中添加如膨润土、淀粉粘结剂，控制造粒机的温度在60℃至80℃之间。

36、优选的，所述步骤s6中包膜机的喷涂压力要控制在0.2mpa至0.5mpa之间，包膜后的肥料要进行干燥处理，干燥温度为40℃至60℃，干燥时间为1小时至2小时；

37、所述步骤s7中，在包装上标注肥料的名称、养分含量、使用方法、生产日期信息，储存环境要保持干燥、通风、阴凉，避免阳光直射和高温高湿环境。

38、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

39、本发明的复合肥料根据土豆的生长需求精准调配了氮、磷、钾大量元素的比例，以及钙、镁、硼、锌、铁等中微量元素的含量。例如，合理的氮素供应在土豆生长前期能促进植株的快速生长和叶片的繁茂，为光合作用提供充足的基础；而在块茎形成期，适量的钾元素有助于块茎的膨大与充实。通过精确的养分搭配，满足了土豆在不同生长阶段的营养需求，使其生长更加健壮，提高了产量和品质。

40、肥料中的氨基酸和海藻提取物富含多种生物活性物质，这些物质可以直接被土豆吸收利用，促进土豆的新陈代谢和细胞分裂。例如，氨基酸可以参与土豆体内蛋白质的合成，增强土豆的抗逆性；海藻提取物中的植物生长激素能够调节土豆的生长发育过程，如促进根系的生长和发育，提高土豆对养分和水分的吸收能力。

41、腐熟有机肥的添加改善了土壤的物理结构，增加了土壤的透气性和保水性。其丰富的有机质含量为土壤微生物提供了良好的生存环境，促进了土壤微生物的繁殖和活动。例如，微生物的活动可以分解土壤中的有机物质，释放出可供土豆吸收的养分，同时还可以改善土壤的团粒结构，减少土壤板结的发生。

42、腐殖酸的加入不仅提高了土壤的肥力，还具有良好的保水保肥和改良土壤结构的作用。腐殖酸可以与土壤中的矿物质结合，形成稳定的团粒结构，增加土壤的孔隙度，提高土壤的通气性和透水性。同时，腐殖酸还可以吸附和保持土壤中的养分，减少养分的流失，提高肥效利用率。

43、微生物菌剂中的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌等有益微生物可以在土壤中定殖，与土豆根系形成共生关系。这些微生物可以分泌多种生物活性物质，如抗生素、酶等，抑制土壤中的病原菌生长，减少土豆病虫害的发生。同时，微生物还可以分解土壤中的有机物质，释放出养分，促进土壤中养分的循环和利用。

44、植物生长调节剂天然芸苔素内酯的添加可以调节土豆的生长发育过程，增强土豆的抗逆性。例如，在干旱、低温等逆境条件下，天然芸苔素内酯可以调节土豆体内的生理代谢过程，提高土豆的抗旱、抗寒能力。同时，天然芸苔素内酯还可以促进土豆的光合作用，增加养分的积累，提高土豆的产量和品质。

45、肥料中的增效剂和生物活性物质协同作用，可以提高土豆的抗病虫害能力。例如，氨基酸和海藻提取物中的一些生物活性成分可以诱导土豆产生抗性物质，增强土豆的自身免疫力；微生物菌剂中的有益微生物可以与病原菌竞争生存空间和养分，抑制病原菌的生长和繁殖；稀土改性纳米碳提高光合作用水平、提升抗病虫害能力。

46、本发明采用了可降解的聚乳酸包膜材料对肥料进行包膜处理，这种包膜材料可以控制肥料的养分释放速度，使其与土豆的生长需求相匹配。例如，在土豆生长前期，包膜可以控制养分的缓慢释放，避免养分的流失和浪费；而在土豆生长后期，随着包膜的逐渐降解，养分可以持续供应，满足土豆对养分的需求。这样不仅提高了肥效利用率，还减少了肥料的施用量，降低了种植成本。

47、肥料中的螯合剂可以提高中微量元素营养物质的稳定性和有效性，使其更容易被土豆吸收利用。同时，合理的肥料配方和制备工艺也提高了肥料的溶解性和流动性，促进了肥料在土壤中的扩散和被土豆根系吸收的效率，进一步提高了肥效利用率。