CN101544523A - 具有生物酵素的肥料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有生物酵素的肥料及其制备方法和使用方法，该肥料分成活力剂和营养剂两个组分，活力剂是蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和菌种混合发酵产物的干粉制剂，所述营养剂是氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和菌种混合发酵产物的干粉制剂。本发明的肥料在使用时只需在简单的发酵容器中先加入活力剂进行发酵后再加入营养剂进行发酵即可施用。本发明可适用于任何类型的作物，施用后均能收到满意的效果，比传统生物酵素肥料的施用效果好10倍以上，两种组分的干粉制剂适合长距离运输，而且后期混合发酵的操作也简单易上手，有利于大规模推广。

Description

具有生物酵素的肥料及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及有机肥技术领域，具体涉及一种具有生物酵素的肥料及其制备方法和使用方法。

背景技术

酵素菌技术是由日本科学家研发成功，1994年引入我国。它是由能产生活力很强的加水分解酶的细菌(Bacteria)、酵母菌(Yeast)和丝状菌(Moid)三大类二十多个菌株构成，具有活性化很强的好气性发酵力，在短时期内便能发挥分解、催化有机质的作用，分解消除各种有害物质。

酵素菌农业广泛应用于种植业、养殖业、环保业和人体保健食品业等领域，它不仅是先进的、克服无机化弊端的有效微生物肥料，也是应用生物技术使传统农业走向生态农业，形成农业产业化、规模化，生产“无公害绿色食品”的有效途径，有关专家称之为农业技术的第二次革命，目前全世界已有20多个国家和地区推广使用。

酵素菌生物肥与传统肥料在肥料制作工艺、养分构成、作用机理上都有本质的区别：

首先，酵素菌肥是采用发酵新工艺把酵母菌、丝状菌、有益菌“三菌结合”菌种群体加工而成的肥料，所以肥料本身就含有大量有效活菌，施入土壤中就能作为养分被作物吸收，不会在地里形成残留物。同时，有益活菌在土壤中大量繁殖，又快速分解土壤中各种动、植物残体，溶解土壤中被固定的元素，达到解钾、释磷、固氮的目的，使土壤得到迅速改良，不会像化学肥料那样引起土地的板结；

其次，酵素菌肥中大量的活菌群体进入土壤中后，定植于作物根际中生长发育，使作物根部迅速生长、深扎，这种特异功能是其它肥料所没有的，在瘦瘠地或者板结地、病虫害严重的土地，施用这种生物肥，效果更为明显。

市面上销售的任何一种肥料，不论是单一的高效氮、磷、钾化学肥料，或是二元(氮钾)、三元(氮、磷、钾)复合肥料，都不能与之比美。元素单一的化学肥料，养分含量虽高，肥效虽速，但没有酵素菌肥料的多元结合，具有肥效又速、又全面、又持久的功能，各种复合肥料虽有多元素的组合，但它没有酵素菌肥料所含有的大量有机质和有益微生物群体，没有能迅速改良土壤，使作物迅速长根和生长快的功能。

目前国内已有多个厂家在进行生物酵素肥料的研究，如承德磐丰酵素有限公司利用酵素菌技术处理城市生活垃圾，培育西瓜、西红柿、甘蔗等水果蔬菜，还制备酵素菌饲料进行家畜饲养；武汉合缘绿色生物工程有限公司，运用日本先进的酵素菌技术生产的生物鱼肥取得重大突破等等。

但是目前生物酵素肥料在使用时需要大型的发酵设备，而且在菌种发酵过程中还需要考虑各种辅助条件，不但发酵过程操作相对因素较难而且昂贵不适于大规模推广，尤其是对农民来说操作起来有些困难，而且发酵原料用量过大，经常会造成浪费。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种发酵原料已经制备为粉状，使用时只需将粉状发酵原料简单混合进行发酵即可施用，而且发酵时不需要大型的发酵设备，发酵条件要求不高，普通农民都可直接购买原料回家自行发酵施用的具有生物酵素的肥料。

本发明的另一个目的是提供上述肥料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供上述肥料的使用方法。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

本发明的具有生物酵素的肥料，该肥料分成活力剂和营养剂两个组分，所述活力剂是蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和菌种混合发酵产物的干粉制剂，所述营养剂是氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和菌种混合发酵产物的干粉制剂。

上述活力剂或营养剂中的菌种均为枯草芽孢杆菌、酵母菌和放线菌的混合菌种；枯草芽孢杆菌是一类常用的菌，但是在酵素菌中很少被用到，本发明选用该菌主要是因为它菌体大、延展快还可起到解磷解钾的作用，因此枯草芽孢杆菌在本发明混合菌种中至少要占60份；酵母菌也是一类常用的菌属，而且也是现有酵素菌中常用的，它可以起到分解纤维质和所有多醣体的作用，在本发明混合菌种中占25份左右即可；放线菌也是一类常用的菌，在本发明混合菌种中一般占到10份左右就可以，主要起固氮作用；本发明混合菌种中的三种菌可选择市售也可选择自己筛选扩大培养的，均可以实现本发明。

上述活力剂中：蛋白质类原料可以选择本领域人常用的谷粉、鱼粉或虾粉中的一种或一种以上的混合物，只要保证最终活力剂中蛋白质含量至少占活力剂总质量的60％即可；水溶性氮磷钾在市场上均有成品销售，购买回来加入即可，水溶性氮磷钾的作用主要是提供作物生长基本的营养，所以其含量占到活力剂总质量的10％就可以。

上述营养剂中：氨基酸类原料也是本领域人员常用到的，如鸡蛋、牛奶、植物渣、红糖或磷粉中的一种或一种以上的混合物，氨基酸类原料的加入量只要保证最终营养剂中氨基酸含量至少占营养剂总质量的60％即可；矿物质类原料可采用本领域人员常用的硒、锰等，主要是给作物提供基本的营养，其含量占到营养剂总质量的5％就可以；微量元素也是本领域人员制造肥料时常用添加的营养成分，其含量占到营养剂总质量的5％即可。

本发明肥料的制备方法，其具体步骤如下：

(1)将蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和菌种混合发酵后，经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到活力剂；

(2)将氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和菌种混合发酵后，经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到营养剂；

(3)将步骤(1)制备所得活力剂和步骤(2)制备所得营养剂分别包装后，即得本发明的具有生物酵素的肥料。

上述步骤(1)中，可以先将蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和少量菌种(本发明的枯草芽孢杆菌、酵母菌和放线菌的混合菌种)一起混合后进行小型发酵，这里的少量菌种的加入主要是为了帮助蛋白质发酵，因此只需要加入少量即可实现本发明，实际操作时可参考的加入量为：蛋白质类原料和水溶性氮磷钾两种发酵原料质量总和的千分之一，小型发酵的发酵条件为发酵温度25～45℃，发酵湿度为60％～100％，pH为6～8，发酵时间为3～5天，这个过程中蛋白质进行了充分发酵，将发酵产物进行过滤、离心和脱盐处理，主要是将一些杂质除去，提高肥料的营养浓度，然后再次加入剩余的本发明的菌种，此时进行第二次发酵，发酵条件是发酵温度25℃～45℃，发酵湿度为60％～100％，pH为6～8，发酵时间为5～8天，发酵结束后再对发酵产物进行离心分离、过滤、超过滤膜、脱盐等常规操作去除杂质，提高营养物质浓度，最后冷冻干燥得到的粉末状物质即为本发明的活力剂。

上述活力剂的制备过程中，离心处理一般选择蛋白质离心的常规条件，如12,000g离心15分钟即可；在大型发酵的后期处理中，还可以在过滤后加入一步硫酸铵处理，再溶于水的步骤，然后再进行脱盐和冷冻干燥，这一步硫酸铵处理和再溶于水的步骤主要是保证最后得到的活力剂是水溶性的，从而更能提高作物对本发明肥料的吸收。

上述步骤(2)中的营养剂的制备，也可以和活力剂的制备一样，先将氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和少量菌种(本发明的枯草芽孢杆菌、酵母菌和放线菌的混合菌种)混合进行小型发酵，这里菌种的加入是帮助氨基酸发酵，因此菌种的加入量也是少量即可，实际操作时也可选择加入氨基酸类原料、矿物质类原料和微量元素类原料质量这三种原料质量总和的千分之一的量，经过滤、离心和脱盐处理，再加入剩余的本发明的菌种进行大型发酵，发酵后再次经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到营养剂；小型发酵的发酵条件为发酵温度25～45℃，发酵湿度为60％～100％，pH为6～8，发酵时间为3～5天；所述大型发酵的发酵条件为发酵温度25℃～45℃，发酵湿度为60％～100％，pH为6～8，发酵时间为5～8天；离心处理一般选择蛋白质离心的常规条件即可；在大型发酵的后期处理中，还可以在过滤后加入一步硫酸铵处理和再溶于水的步骤，然后再进行脱盐和冷冻干燥，从而保证最后得到的营养剂是水溶性的，提高作物对本发明肥料的吸收。

将步骤(1)制备的活力剂和步骤(2)制备的营养剂分别包装，如袋装、瓶装、灌装均可，活力剂和营养剂这两个组分即构成了本发明的肥料。

本发明肥料的使用方法，是先在发酵容器中投入活力剂，注水并发酵后，再投入营养剂，混合后继续发酵，所得发酵产物就是高浓缩的浓缩肥，使用时按作物根系大小，兑水稀释100～500倍后，施入土壤中或用作饲料添加剂，其中活力剂和营养剂的重量比可选择1∶1。

上述使用方法中，注入水，这里的水优选是负离子化过滤水，这样可去除正离子，该过滤水的加入量一般选择发酵罐总体积的60～70％即可，多的话以后发酵会溢出，活力剂的发酵时间至少为4天，时间越长越好，但是为了成本考虑一般选择不少于4天即可，活力剂发酵结束后，可根据需要再次注入负离子化过滤水，然后再投入营养剂，混合后进行第二次发酵，第二次发酵的时间优选16天。

上述注水发酵和继续发酵的发酵条件为：温度为20℃以上，打气量为每吨250W，每日打气8小时，至少发酵4天。

本发明的肥料包括活力剂和营养剂，两个组分囊括了农作物所需要的蛋白质、氨基酸、氮磷钾、矿物质和微量元素等各种营养成分，其中活力剂的组分包含蛋白质和氮磷钾，因此它主要是用于原材料发酵，营养剂的组分包含氨基酸、矿物质和微量元素，因此它主要作用是微生物(所用菌种)的延展，在使用时一定要先加活力剂进行发酵后再加入营养剂，否则会发酵太快，两个组分一起涨掉；当活力剂先加入进行发酵时，菌种开始第一次分解，并具有了一定密度，这时候再加入营养剂混合后进行第二次发酵，则菌种得到了延展，效果要比传统生物酵素肥料好10倍，传统生物酵素肥料一般都采用将营养物质不分先后均加入到菌种中进行发酵。

本发明的使用方法中，发酵容器可采用大型发酵罐，也可以根据自身经济条件选择简单的发酵桶，均可达到本发明的目的。

本发明的肥料含有多种氨基酸、蛋白质和微量元素等，具有均衡的高浓度离子化的氨基酸，可提供均衡的营养、维护生理正常，而且配方无公害、绿色，还可用作鱼饲料。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明利用天然有机物和生物技术的高效组合，含有微量元素、氨基酸、蛋白质、活力菌种等原料，产品施入土壤后，可增加土壤的有机质和多种氨基酸、微量元素和腐殖酸含量，促进土壤团粒结构的形成，创造了保水、保肥、保气和保温土壤环境的四大条件，促使多种有益微生物繁殖，增加土壤有机氮含量，提高氮的利用率，促进磷、钾在土壤中的活性和有效性，提高磷、钾的利用率，肥效持久，壮苗抗病，可杀出有害菌，可减少虫害30％以上，提高作物产量，产量可比化肥增加10％以上，改善作物品种，又能克服大量使用花费、农药带来的环境污染和生态破坏等弊端；

2.本发明既可解决环保问题、又可以降低农民生产成本，而且还可实现农业产物有机生产，本发明是经过生物菌降解处理，因此无毒、无公害、无化学成分，可长期、反复使用，有利于发展生态农业，生产绿色食品，推动农业“绿色革命”；

3.本发明可适用于任何类型的作物，施用后均能收到满意的效果，尤其是对长期施用化肥、农药的土壤作物效果特佳，对盐碱地、沙荒地及其它类型的瘠薄地，可起到改善土壤结构，提高土壤肥力的作用；

4.本发明肥料的发酵过程中，对发酵产物进行离心、过滤和脱盐等操作，可增加其原料含量的纯度，将原料含量浓缩出来，如脱盐可将盐类去除，保证发酵时没有盐分，因为盐分过高的成品会导致动植物脱水；

5.本发明采用活力剂和营养剂两个组分的搭配，在发酵过程中，不同组分各自发挥不同作用，而且多次发酵，最终得到的肥料可使得植物产生更多的酶化物(如氧化歧化酶、酵素酶、淀粉酶和蛋白酶等)，从而提高了植物对虫害的抵抗能力，而且本发明的肥料还可以对植物自身起到调节作用，使得植物抗逆、抗寒、抗倒伏等，肥料中的菌和植物共生，在植物周围帮助其生长；

6.本发明将所有发酵原料作为粉末状，不但适合长距离运输，而且后期混合发酵的操作也简单易上手，有利于大规模推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。

实施例1 制备具有生物酵素的肥料

首先将市售的枯草芽孢杆菌、酵母菌和放线菌按照枯草芽孢杆菌占60份、酵母菌占25份和放线菌占15份的重量份数混合后得到本实施例的菌种。

蛋白质类原料采用谷粉、鱼粉和虾粉的混合，氨基酸类原料选择鸡蛋和植物渣的混合，水溶性氮磷钾、矿物质类原料和微量元素均为市售。

本实施例的具有生物酵素的肥料，其具体制备步骤如下：

(1)将蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和菌种(占蛋白质类原料和水溶性氮磷钾总质量的千分之一)进行发酵，发酵温度25℃，发酵湿度为60％，pH为6，发酵时间为5天，将发酵产物过滤、离心和脱盐处理后再加入菌种(占蛋白质类原料和水溶性氮磷钾总质量的百分之一)，混合后再进行发酵，发酵温度25℃，发酵湿度为70％，pH为7，发酵时间为8天，将发酵产物离心分离后，过滤，滤液再进行超过滤膜过滤，所得滤液用硫酸铵处理后，析出的晶体再溶于水，进行脱盐处理，最后得到的液体经冷冻干燥后为粉末状物质，即制备得到活力剂，活力剂中蛋白质的含量为60％质量；

(2)将氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和菌种(占氨基酸类原料、矿物质类原料和微量元素类原料总质量的千分之一)进行发酵，发酵温度30℃，发酵湿度为70％，pH为8，发酵时间为5天，将发酵产物过滤、离心和脱盐处理后再加入菌种(占氨基酸类原料、矿物质类原料和微量元素类原料总质量的百分之一)，混合后再进行发酵，发酵温度35℃，发酵湿度为100％，pH为6，发酵时间为8天，将发酵产物离心分离后，上清液过滤，滤液在进行超过滤膜过滤，所得滤液用硫酸铵处理后，将析出的晶体再溶于水中，脱盐处理，最后得到的液体进行冷冻干燥后得到粉末状物质，即制备得到营养剂，营养剂中氨基酸的含量为60％质量；

(3)将上述步骤(1)的活力剂和步骤(2)的营养剂分别包装入罐贴好标签，即得到具有生物酵素的肥料。

实施例2 具有生物酵素的肥料的使用

取实施例1制备所得具有生物酵素的肥料，对其施用效果进行检测，首先在市场上购买一个简单的发酵桶(或者自己制作一个)，将装活力剂的罐子打开，向发酵桶中投入活力剂(干粉)，注入负离子化过滤水，过滤水的体积约为发酵罐体积的3/5，进行第一次发酵，每日打气8小时，每吨250W的打气量，温度为25℃，发酵4天后，再次加入负离子化过滤水，注满整个发酵桶，然后打开装营养剂的罐子，向发酵桶中投入营养剂(干粉)，混合后进行第二次发酵，每日打气8小时，每吨250W的打气量，温度为25℃，发酵16天后，所得发酵产物即为浓缩肥，兑水600倍后可施用于作物或饲料添加剂。

上述活力剂和营养剂的重量比为1∶1。

1、本发明肥料与水稻常规施用肥在水稻上的比较

试验品种：常规稳定的优质稻品种—野丝占。

试验地段：标准化农田。

供试肥料：

(1)常规施用肥：

底肥：钙镁磷肥100斤/亩(约50元)；

追肥：狮马肥60斤(约165元)，尿素40斤(约50元)；

共约265元。

(2)万富酵素肥

底肥：钙镁磷肥100斤/亩(约50元)；

追肥：万富酵素肥2公升/亩(约70元)；

共约120元。

试验的时间和用量：施用时间为水稻生长的苗期和分蘖期，苗期在2008年4月8日施用1瓶，分蘖期4月28日施用1瓶，生长到幼穗分化期看禾苗长势酌情施用。

试验栽培管理：与大田的其他品种实行统一管理，包括排灌水、病虫防治、除草等一系列生产操作。

试验的记录与分析：与常规水稻品种试验相同，包括：基本苗、最高苗、有效穗、株高、剑中等，然后分析试验的产量与常规产量的对比，得出施用该种肥的效果。

试验结果如表1所示：

表1 本发明肥料和水稻常规施用肥的试验结果比较

由表1可以看出，本发明的肥料使得水稻苗数、有效穗都高于常规化肥，其田块产量比常规化肥多65斤/亩，且本发明的肥料成本比常规化肥节约50％。

2、本发明肥料与芬兰果蔬专用复合肥在辣椒、番茄上的比较

试验地点：湛江市果蔬蔬菜研究所。

试验品种：番茄、辣椒。

试验面积：8亩，把试验区分为4个部分：

A1：3亩为本发明具有生物酵素的肥料(辣椒)；

A2：3亩为芬兰果蔬专用复合肥(辣椒)；

B1：1亩为本发明具有生物酵素的肥料(番茄)；

B2：1亩为芬兰果蔬专用复合肥(番茄)。

A1和B1按照2公斤/亩稀释600倍的本发明具有生物酵素的肥料，每隔7天追肥。

A2和B2所施的复合肥的量为每亩30市斤，每隔15天追肥一次，共追肥3次。

试验结果：

(1)外观表现：叶色嫩绿、叶面有油光泽，株型整齐，茎粗扎实，叶片较宽厚，叶片虫减少，A1比A2，B1比B2均长势要高，长势也更好。

(2)品质表现：辣椒果实多，皮厚口感好，番茄果实大，光滑，色泽光亮，形状一致，口感好。

(3)采收期：A1、B1区要比A2、B2区多采收10天。

(4)A1和B1区的作物抗菌性、抗虫性和抗逆性均不错。

(5)土壤性状：A1和B1的土壤经过施加本发明的肥料后，其性状有所改良，土壤松化明显，有团粒状，解决了土壤的板结问题。

(6)产量对比：A1比A2，B1比B2均增产10～15％以上。

3、本发明肥料与常规使用化肥在甜玉米上的表现比较

将本发明的肥料和常规使用化肥按照相同的施加条件施用在甜玉米上，其最后甜玉米的不同表现结果如表2所示：

表2 本发明肥料和甜玉米常规施用肥的试验结果比较

从表2可以看出：使用本发明肥料的田块在单株产量、行粒数、秃顶度上表现的性状优于常规化肥，收获期提前两天，其他性状上无差异，平均单株产量(不带苞叶)使用本发明的肥料比使用常规化肥重14克，每亩按2800株计，每亩产量比常规化肥多78.4斤，秃顶度每条比常规少1.5厘米。

肥料成本：本发明的肥料在甜玉米上一个生长周期需10瓶左右，约350元，常规化肥用复合肥、尿素、和氯化钾约480元左右，一亩节约130元左右。

Claims (10)

1、一种具有生物酵素的肥料，其特征在于该肥料分成活力剂和营养剂两个组分，所述活力剂是蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和菌种混合发酵产物的干粉制剂，所述营养剂是氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和菌种混合发酵产物的干粉制剂。

2、根据权利要求1所述肥料，其特征在于所述活力剂或营养剂中的菌种均为枯草芽孢杆菌、酵母菌和放线菌的混合菌种。

3、根据权利要求2所述肥料，其特征在于所述混合菌种中，按照重量份数计，枯草芽孢杆菌占60份、酵母菌占25份、放线菌占15份。

4、根据权利要求1所述肥料，其特征在于所述活力剂中蛋白质的含量至少占活力剂总质量的60％，所述营养剂中氨基酸的含量至少占营养剂总质量的60％。

5、一种制备权利要求1所述肥料的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)将蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和菌种混合发酵后，经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到活力剂；

(2)将氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和菌种混合发酵后，经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到营养剂。

(3)将步骤(1)制备所得活力剂和步骤(2)制备所得营养剂分别包装后，即得本发明的具有生物酵素的肥料。

6、根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中先将蛋白质类原料、水溶性氮磷钾和少量菌种混合进行小型发酵后，经过滤、离心和脱盐处理，再加入余量菌种混合进行大型发酵，发酵后再次经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到活力剂。

7、根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中先将氨基酸类原料、矿物质类原料、微量元素类原料和少量菌种混合进行小型发酵后，经过滤、离心和脱盐处理，再加入余量菌种混合进行大型发酵，发酵后再次经过滤、离心和脱盐处理后，冷冻干燥得到营养剂。

8、根据权利要求6或7所述任一项制备方法，其特征在于，所述小型发酵的发酵条件为：发酵温度25～45℃，发酵湿度为60％～100％，pH为6～8，发酵时间为3～5天；大型发酵的发酵条件为：发酵温度25℃～45℃，发酵湿度为60％～100％，pH为6～8，发酵时间为5～8天。

9、一种权利要求1所述肥料的使用方法，其特征在于该方法是先在发酵容器中投入活力剂，注水并发酵后，再投入营养剂，混合后继续发酵，所得发酵产物为浓缩肥液，稀释后即可施入土壤中。

10、根据权利要求9所述使用方法，其特征在于，所述注水发酵和继续发酵的发酵条件为：温度为20℃以上，打气量为每吨250W，每日打气8小时，至少发酵4天。