CN101525254B - 一种多功能生物复混肥、其制备方法和应用 - Google Patents

一种多功能生物复混肥、其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能生物复混肥、其制备方法和应用。所述多功能生物复混肥中有机质含量18～20g·kg-1、功能芽孢杆菌总含量0.2～0.5亿CFU·g-1、全N(N)40～50g·kg-1、全P(P2O5)20～30g·kg-1、全K(K2O)50～60g·kg-1。所述生物复混肥是以腐熟、风干的有机堆肥为吸附载体，为专一性功能芽孢杆菌保存和发挥作用提供良好环境，并在此基础上添加少量化肥制备而成。所述多功能生物复混肥集合了有机肥、微生物菌剂和化肥优点，并且保留了堆肥中大量有益微生物。应用在蔬菜和粮食作物上具有显著的增产、增收作用，不但对当季作物有效，对第二季作物仍然有明显促进作用，具有优化土壤微生物结构作用和改善生态质量效果，可解决连作以及问题土壤，属于环境友好型肥料。

Description

一种多功能生物复混肥、其制备方法和应用
技术领域
本发明属于农用肥料生产技术领域，具体涉及一种多功能生物复混肥、其制备方法和应用。
背景技术
目前肥料主要包括化肥、有机肥和微生物肥料三大种类。
施用化肥可以明显提高作物产量，经济效益比较突出，但是长期大量施用，不但增产效益下降，而且还会引起其它问题，如造成土壤板结，农产品品质下降；此外化肥流失加剧了湖泊和海洋等水体的富营养化，造成我国生态环境质量每况愈下。
有机肥含有丰富腐殖质，既可保持土壤肥力平衡，又可提高作物品质，但其中有效养分含量低，如果直接施用，难以提高作物产量和复种指数，不能满足作物生长初期对养分的需求。
微生物肥料虽然在农业生产、改善土壤生态环境等方面起到不可忽视的作用，但是微生物肥料本身不含营养元素，是一种间接型肥料，不能代替化肥或者有机肥。同时，目前开发的生物肥中所采用的微生物菌种组合存在很大随意性，往往是一种简单混合，没有综合考虑菌种的生物特性和功能组合优势。实际上添加的微生物并不是种类越多越好，微生物菌种随意组合也会造成资源浪费，施肥效果常常不稳定。
国内生物复合肥的专利发明，如专利申请号为99111130.3、发明名称为“高效多功能复合微生物肥及其工业制造方法”的专利申请公开了一种主要以根瘤菌为主、泥炭土、污泥为载体的复合微生物肥；在专利申请号为99109167.1、发明名称为“一种复合生物肥料及其生产方法”专利申请中，发明者将工农业废弃物进行灭菌处理生产复合生物肥料，灭菌处理不能保留有益微生物，而且技术方案实现需要添加灭菌设备，不适合在广大农村推广；在专利申请号为200610034219.9、发明名称为“一种能够防止香蕉枯萎病的香蕉专用肥及其生产方法”的专利申请中，公开了酵素菌有效活菌数，可防止香蕉枯萎病，但没有明确说明具体微生物配伍种类和检测方法，也没有综合考虑作物需要的其他养分。
为适应当今对环境保护的迫切要求，应该大力提倡发展有机肥，通过辅以化肥、微生物菌剂改善有机肥是具有重要价值的研究方向。但只有寻找到有机肥的改良方法、化肥的合适添加量、微生物菌剂的正确配伍等具体方案，才有可能真正利用好上述三种肥料各自优点，开发生产出具有实际推广价值的生物复混肥。
发明内容
本发明的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种多功能生物复混肥，通过改善有机肥并适当添加微生物菌剂和化肥，有机结合各种肥料的优点，保证作物需要的养分和土壤生态平衡。
本发明的另一个目的是提供所述多功能生物复混肥的制备方法。
本发明还有一个目的是提供所述多功能生物复混肥的应用。
本发明通过以下技术方案来予以实现：
提供一种多功能生物复混肥，包括以下物质含量：有机质含量18～20g·kg-1、功能芽胞杆菌总含量0.2～0.5亿CFU·g-1、全N(N)40～50g·kg-1、全P(P2O5)20～30g·kg-1、全K(K2O)50～60g·kg-1。
所述功能芽胞杆菌包括枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌，每种芽胞杆菌在生物复混肥中含量不低于0.05亿CFU·g-1。检测三种芽胞杆菌时，分别在牛肉膏蛋白胨培养基(添加的利福平终浓度为100ug·mL)、蒙金娜有机磷培养基和硅酸盐细菌培养基。
所述全N、全P、全K分别来自于尿素、过磷酸钙和氯化钾化肥以及有机堆肥。
本发明选择特殊处理后的有机堆肥作为载体，添加芽胞杆菌复合菌剂和化肥，得到多功能生物复混肥，其中重要的是有机堆肥特殊处理过程和菌剂筛选等。在多功能生物复混肥中，有机堆肥含量为80％以上，化肥的添加量以不影响菌剂作用为最高限量。
所述有机质含量来自于有机堆肥材料，有机堆肥材料为工农业废弃物，优选畜禽粪便、秸杆和菇渣等。将所述材料腐熟、风干制备得到有机堆肥，可保证有机质含量以及微生物活性。
本发明提供一个优选的组合方案，所述多功能生物复混肥组成包括：有机堆肥、芽胞杆菌复合菌剂和化肥；所述有机堆肥占此生物复混肥质量百分比80.0～86.5％，液体芽胞杆菌复合菌剂占此生物复混肥质量百分比为6.0～8.0％，所述化肥为尿素、过磷酸钙和氯化钾化肥，肥料用量占生物复混肥质量百分比为N：4.0～6.0％、P2O5：0.5～0.7％和K2O：3.0～5.0％。
所述多功能生物复混肥中芽胞杆菌复合菌剂由拮抗病原菌作用的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、解磷作用的巨大芽胞杆菌(Bacillusmegaterium)和解钾作用的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)组成，三种芽胞杆菌适宜采用单独液体发酵方式培养，按照常规三级发酵培养生产，要求各自形成的芽胞率达到96％，且含量均在4.0亿CFU·mL-1以上。混合时可以根据三种细菌含量高低、以及作物营养需求和病害程度，调整三种液体芽胞杆菌复合比例。
按照所述三种肥料质量标准，生产的多功能生物复混肥要求有机质颗粒小于3mm，且大小均匀。肥料保存于通风干燥地方，保存期为六个月。
本发明同时提供了所述多功能生物复混肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)工农业废弃物调整C/N、pH和水份值后经高温堆制发酵得新鲜堆肥；
(2)新鲜堆肥在阴凉处自然风干得到所述有机堆肥；
(3)有机堆肥作为载体吸附液体芽胞杆菌复合菌剂，菌液中每种芽胞杆菌含量不低于4.0亿CFU·mL-1，按比例添加化肥得多功能生物复混肥。
步骤(1)所述有机堆肥材料一般选择畜禽粪便、秸杆和菇渣等工农业废弃物，调整C/N值为20～30、pH值为6.0～7.5、水份为50～70％。高温堆肥时每隔2～3天进行翻堆，当料温达到50℃～60℃后维持6天以上时间，以彻底杀灭病原菌和虫卵。总发酵时间40～50天，取样测定腐熟效果，以检测不到肠杆菌群和种子发芽指数高于60％为好。将新鲜堆肥在阴凉处自然风干5～7天，最后含水量要求低于15％。
本发明的有益效果是：
1、选择合适的腐熟、风干技术方案制备得到有机堆肥作为功能微生物添加载体，这样做有三个好处：解决了工农业废弃物污染环境问题；保留了堆肥中有益微生物；为专一性功能微生物保存和发挥作用提供良好环境。
2、微生物菌剂选择三种芽胞杆菌复合而成，具有解磷、解钾和抗病功能，而且经过本发明人多次筛选证明，它们之间可以共存并发挥较好的微生物作用。
3、有机堆肥中添加适量的化肥，可以满足作物生长初期对养分和矿物质元素的需求，不需要另外再施肥，减少化肥施用量。
4、本发明多功能生物复混肥具有促进作物生长和抗土传病害作用，还能改善土壤微生物结构和提高多样性。所述多功能生物复混肥集合了有机肥、微生物菌剂和化肥优点，应用在蔬菜和粮食作物上具有显著的增产、增收作用，比同样条件的有机无机复混肥增产14％左右；对于土传病害，特别是应用在枯萎病危害严重的香蕉上，防病效果可达60％。
5、本发明多功能复混肥施用到土壤后，不但对当季作物有效，对第二季作物仍然有明显促进作用，具有优化土壤微生物结构作用和改善生态质量效果，可解决连作以及问题土壤，属于环境友好型肥料。
附图说明
图1不同肥料处理对香蕉枯萎病的防病效果
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步详细说明本发明。本发明选择特殊处理的有机堆肥作为载体，添加芽胞杆菌复合菌剂和化肥，得到多功能生物复混肥，其中重要的是有机堆肥的特殊处理过程和菌剂筛选等，化肥的添加量以不影响菌剂的作用为最高限量。在实施例中给出的是本发明优选的一些例子，其它配比不在实施例中一一赘述，但并不因此限定本发明的范围。
实施例1本发明的多功能生物复混肥制备
选择畜禽粪便、秸杆和菇渣等工农业废弃物，调整C/N值为20、pH值为6.0、水份为50％，保证料温达到50℃后维持6天以上时间，彻底杀灭杂菌和虫卵。发酵结束后以检测不到肠杆菌群、种子发芽指数高于60％为好；将新鲜堆肥在室内自然风干5～7天，含水量要求低于15％；有机堆肥作为载体，吸附液体芽胞杆菌复合菌剂。芽胞杆菌复合菌剂由拮抗病原菌作用的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)、解磷作用的巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)和解钾作用的胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosus)组成，三种芽胞杆菌适宜采用单独液体发酵方式培养，按照常规三级发酵培养生产，要求各自形成的芽胞率达到96％，液体芽胞杆菌复合菌剂中每种芽胞杆菌含量不低于4.0亿CFU·mL-1。按照吸附液体芽胞杆菌复合菌剂占生物复混肥质量百分比为8.0％，参照N：6.0％、P2O5：0.5％和K2O：4.0％添加尿素、过磷酸钙和氯化钾化肥，得多功能生物复混肥。
实施例2本发明的多功能生物复混肥的制备
选择畜禽粪便或者禽粪便和秸杆、菇渣等混合物，调整C/N值为30、pH值为6.5、水份为60％，保证料温达到60℃后维持6天以上时间，彻底杀灭杂菌和虫卵。发酵结束后以检测不到肠杆菌群、种子发芽指数高于60％为好；将新鲜堆肥在室内自然风干5～7天，最后含水量要求低于15％；有机堆肥作为载体，吸附液体芽胞杆菌复合菌剂，液体芽胞杆菌复合菌剂中每种芽胞杆菌含量不低于4.0亿CFU·mL-1。按照吸附液体芽胞杆菌复合菌剂占生物复混肥质量百分比7.O％，参照N：4.O％、P2O5：O.7％和K2O：3.O％添加尿素、过磷酸钙和氯化钾化肥，得多功能生物复混肥。
实施例3本发明的多功能生物复混肥的制备
选择畜禽粪便、秸杆和菇渣等工农业废弃物，调整C/N值为25、pH值为7.5、水份为70％，保证料温达到55℃后维持6天以上时间，彻底杀灭杂菌和虫卵。发酵结束后以检测不到肠杆菌群、种子发芽指数高于60％为好；将新鲜堆肥在室内自然风干5～7天，最后含水量要求低于15％；有机堆肥作为载体，吸附液体芽胞杆菌复合菌剂，液体芽胞杆菌复合菌剂中每种芽胞杆菌含量不低于4.0亿CFU·mL-1。按照吸附液体芽胞杆菌复合菌剂占生物复混肥质量百分比6.O％、参照N：5.5％、P2O5：0.65％和K2O：5.O％添加尿素、过磷酸钙和氯化钾化肥，得多功能生物复混肥。
实施例4多功能生物复混肥对饲料玉米和油麦菜的促进作用实验
供试肥料：本发明的实施例1～3任一种多功能生物复混肥
对比肥料：有机无机复混肥(不添加芽胞杆菌复合菌剂)
供试作物：饲料玉米和油麦菜
施用0.1和0.2gN/kg干土的多功能生物复混肥处理较等养分量的有机无机肥处理能显著增加土壤中细菌、放线菌和真菌的数量及生物量碳和生物量氮含量，在作物生长中后期可显著提高油麦菜盆栽土壤中生物量磷含量；施用生物复混肥处理的株高都显著高于有机无机复混肥处理，尤其后期，作用越明显。施用生物复混肥比施用有机无机复混肥具有显著的增产效果，增产14％左右，结果见表1。
表1不同肥料及不同施肥水平处理的植株生物量比较
Figure GSB00000539325400081
实施例5多功能生物复混肥对香蕉枯萎病的防治
供试肥料：本发明的多功能生物复混肥
对照肥料：有机肥和生物有机肥(不添加化肥)
供试作物：巴西香蕉(Musa acuminata AAA Cavendish cv.Brazil)
多功能生物复混肥按照0.15gN/kg干土用量与土混合均匀，对照肥料与多功能生物复混肥等养分含量施用。巴西香蕉组培苗移栽5天后采用伤根浇注法接种香蕉枯萎病病原菌。移栽45d后实验结果如附图1所示，其中1为生物有机肥处理、2为灭菌生物有机肥处理、3为多功能生物复混肥处理、4为灭菌多功能生物复混肥处理后的防治效果。多功能生物复混肥对枯萎病的防病效果为53.8％，鲜重比单接病原菌处理分别增加70.9％。多功能生物复混肥显示出促生和防病效果；生物有机肥、多功能生物复混肥均提高了土壤中细菌和放线菌含量，降低了真菌数量。
实施例6多功能生物复混肥后茬土壤的生物效应
为进一步研究多功能生物复混肥后茬土壤的生物效应，主要是土壤微生物学特性和作物生长性状，在实施例5结束之后，让其盆栽土壤闲置半年，然后种植玉米，研究后茬土壤的生物效应。
供试肥料：本发明的多功能生物复混肥
对照肥料：有机肥和生物有机肥(不添加化肥)
实验结果：生物复混处理对后茬作物玉米生长呈显著的促进作用，能显著提高玉米的生物产量和玉米苞棒重，比对照增加66.11％～73.40％生物质量和96.96％～128.96％苞棒重，比有机肥增加16.45％～21.56％生物质量和44.21％～67.63％苞棒重；比生物有机肥增加9.49％～14.30％生物质量和7.51％～24.98％苞棒重。与对照相比，具有使土壤细菌、耐高温细菌、放线菌、三大微生物总数增加和使真菌下降的趋势；与其它施肥处理相比则显著增加耐高温细菌数。比对照显著增加土壤微生物量碳和氮，能增加土壤诱导呼吸以及基础呼吸，降低呼吸商。

Claims (4)

1.一种多功能生物复混肥，其特征在于包括以下物质含量：有机质含量18～20g·kg-1、功能芽胞杆菌总含量0.2～0.5亿CFU·g-1、全N(N)40～50g·kg-1、全P(P2O5)20～30g·kg-1、全K(K2O)50～60g·kg-1；
所述多功能生物复混肥的制备方法包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便和/或秸杆和/或菇渣调整C/N、pH值和水份值后经高温堆制发酵得新鲜堆肥；所述C/N值调整为20～30；pH值为6.0～7.5；水份值为50～70％；
(2)将新鲜堆肥置于阴凉处5～7天，保证含水量低于15％；
(3)有机堆肥作为载体吸附液体芽胞杆菌复合菌剂，菌液中每种芽胞杆菌含量不低于4.0亿CFU·mL-1，按比例添加化肥得多功能生物复混肥；
所述液体芽胞杆菌复合菌剂中包括枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌，三种芽胞杆菌按照常规三级发酵培养生产，要求各自形成的芽胞率达到96％。
2.根据权利要求1所述多功能生物复混肥，其特征在于包括有机堆肥、芽胞杆菌复合菌剂和化肥；所述有机堆肥占所述生物复混肥质量百分比为80.0～86.5％，液体芽胞杆菌复合菌剂占所述生物复混肥质量百分比为6.0～8.0％，所述化肥为尿素、过磷酸钙和氯化钾化肥混合物，肥料添加量占所述生物复混肥质量百分比为N：4.0～6.0％、P2O5：0.5～0.7％和K2O：3.0～5.0％。
3.根据权利要求1所述所述多功能生物复混肥，其特征在于步骤(1)所述高温堆肥时每隔2～3天进行翻堆，当料温达到50～60℃后维持6天以上时间；总发酵时间为40～50天。
4.一种权利要求1、2或3所述多功能生物复混肥的应用，其特征在于以0.1N·kg-1干土或0.2gN·kg-1干土的量将生物复混肥施于土壤中。
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