CN101712566A - 一种土壤保湿生物肥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种采用作物秸秆制备土壤保湿生物肥的方法,本发明所采用的复合微生物菌剂分为A组菌剂和B组菌剂,通过秸秆粉碎、堆腐、二次堆积发酵,完成发酵制备。与现有技术相比,本发明的制备工艺简单、不需要大型机械设备,方法简便实用,原料来源广泛,成本低廉,既解决了秸秆治理的难题,又实现了资源的循环利用;本发明的土壤保湿生物肥,具有很强的吸水性,吸水率可提高10倍以上,对土壤有很好的保湿性能,并能消除土壤板结,促进根系生长;同时可提高土壤有机质含量1~1.5倍,减少化肥使用量35%以上,甚至在第二季可以不施用化肥;不仅调节了土壤微生态环境,减少病虫害的发生,且无腐臭味。

Description

一种土壤保湿生物肥的制备方法
技术领域
本发明属于土壤保湿与生物肥料技术领域,具体涉及一种含有复合微生物的土壤保湿生物肥的制备方法。
背景技术
在我国随着粮食产量的提高,其秸秆量不断增加,而对秸秆的利用在相对减少,出现大量秸秆被废弃和随意焚烧的现象,不仅浪费资源,而且致使土壤有机质含量下降,微生态环境恶化,有土壤板结、蓄水性能降低、农产品品质下降的趋势。资料显示:作物秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素,百公斤鲜秸秆相当于2.4公斤氮肥、3.8公斤磷肥、3.4公斤钾肥;将农作物秸秆还田可以提高土壤有机质含量和透水性、透气性及蓄水的保墒能力,降低土壤的容重,使土壤的团粒结构发生变化,保持疏松状态,有效缓解土壤板结的问题,改善土壤的微生态环境。
经检索,该领域的相关专利有:1.中国专利申请02133713.6公开了一种直接分解秸秆为肥的微生物肥料菌剂及其生产工艺和使用方法,该发明仅使用产芽孢的功能细菌对秸秆进行降解,显然没有充分考虑秸秆的复杂组成,使降解不充分,秸秆还田的肥力未得到充分释放,应用效果不佳。2.中国专利申请200410065178.0的微生物发酵剂,公开了一种处理生物来源有机物,特别是畜禽养殖业废弃物、农作物秸秆等的微生物发酵剂,从该发明的微生物组分及附表中的酶活分析,其使用的微生物主要降解如畜禽养殖业的粪便等有机质,对纤维素含量较高的作物秸秆降解效果不明显。3.中国专利申请号200810033507.1公开了一种利用复合发酵剂发酵畜禽粪便、作物秸秆生产土壤生物肥料的方法,该发明要求秸秆烘干至含水量10%~15%,并粉碎至20目以下,装入双层黑色塑料袋中厌氧发酵,操作工艺复杂,增加了生产成本,不利于普遍推广。4.中国专利申请号200710054454.7公开了一种利用秸秆微生物制备土壤改良剂的方法,因其要求秸秆粉碎至2mm以下,并要求高温汽爆、微波处理,因此该发明制作成本高、操作复杂、不利于推广。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种采用作物秸秆制备含有复合微生物的土壤保湿生物肥的方法,该方法操作简单、不需要大型机械设备、制作成本低、便于推广应用;所得到的产品能够增加土壤有机质含量、减少化肥用量和病虫害的发生,并具有保持土壤湿度、改善土壤微生态环境、提高农产品品质的作用。
本发明采用作物秸秆制备土壤保湿生物肥的方法,其特征在于,所采用的复合微生物菌剂分为A组菌剂和B组菌剂,其中,
A组菌剂的组成和密度为:
黄孢原毛平革菌(CICC-14076)0.5×109~7×109个/克
绿色木霉(CICC-13001)0.5×109~7×109个/克
枯草芽孢杆菌(CICC-10020)0.1×109~10×109个/克
黑曲霉(CICC-2152)0.5×109~7×109个/克
粗状假丝酵母(CICC-1444)0.1×109~2×109个/克
解脂假丝酵母解脂变种(CICC-1667)0.1×109~2×109个/克
地衣芽孢杆菌(CICC-10037)0.1×109~10×109个/克
环状芽孢杆菌(CICC-20133)0.1×109~10×109个/克
B组菌剂的组成和密度为:
褐球固氮菌(CICC-20025)1×109~10×109个/克
巨大芽孢杆菌(CICC-20611)1×109~8×109个/克
胶质芽孢杆菌(GIM1-16)1×109~8×109个/克
荧光假单胞菌(GIM1-49)1×109~8×109个/克
恶臭假单胞菌(GIM1-58)1×109~8×109个/克
上述各菌种后括号为菌种来源编号,但菌种来源并不限于此。本发明中A组菌剂和B组菌剂可以是液体复合菌剂或是固体复合菌剂的任一种形式。
本发明的液体复合菌剂中有保护剂,保护剂的用量占液体菌剂W/V的0.5%~2.5%,保护剂的组成按重量比为环糊精1∶蔗糖1∶可溶性淀粉3。
本发明固体复合菌剂的组成中有吸附剂,吸附剂占固体复合菌剂总重的50~80%,吸附剂是在秸秆粉中加有麸皮或淀粉的任一种或二种的混合物。
本发明土壤保湿生物肥的制备方法,具体包括以下步骤:
将作物秸秆切碎至1~3cm,喷水使其含水量达到60%~80%,拌匀后堆腐;在内部温度≥65℃后,堆腐2~10天,期间翻拌2~5次;摊开自然降温至25℃~35℃后,按秸秆干重加入2~3%的磷酸氢二钾和1~2%的硝酸钙及0.5~1%的尿素,拌匀后按秸秆干重的10%~20%拌入A组菌剂,拌匀后堆积发酵7~10天,堆积厚度≤80cm,控制温度≤40℃;待秸秆变得疏松后,再按秸秆干重的5%~10%拌入B组菌剂,拌匀后堆积发酵3~5天,堆积厚度≤80cm,控制温度≤40℃;再根据需要即时使用或干燥储存。
本发明所使用的作物秸秆可以是玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、杂草、或是其他作物秸秆的任一种或是几种的混合。
本发明制备的土壤保湿生物肥可应用于各类农作物作为底肥使用,尤其适用于旱地作物;对于玉米、小麦、棉花类作物,在耕作前,按每亩0.5~1吨的量均匀撒于地表,翻耕后将其掩埋即可;对于果树类林木,将生物肥圈埋5~20cm厚度,泥土覆盖3~5cm厚即可。
本发明所使用的A组菌剂中的解脂假丝酵母解脂变种、粗状假丝酵母能够分解秸秆表面的蜡质,加速秸秆腐解;黄孢原毛平革菌、绿色木霉能够充分降解秸秆中的木质素、纤维素、半纤维素等物质,A组菌剂的组合能够使秸秆迅速释放出单糖、小分子肽、氨基酸等营养物质,提高土壤有机质含量;B组菌剂的组合能够解磷、解钾、固氮,提高肥效。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明制备方法的工艺简单、不需要大型机械设备,方法简便实用,原料来源广泛,成本低廉,既解决了秸秆治理的难题,又实现了资源的循环利用。
本发明制备的土壤保湿生物肥,由于将秸秆降解成蜂窝状结构,质地疏松柔软,具有很强的吸水性,吸水率可提高10倍以上,因此,对土壤有很好的保湿性能,并能消除土壤板结,促进根系生长。该土壤保湿生物肥可提高土壤有机质含量1~1.5倍,减少化肥使用量35%以上,甚至在第二季可以不施用化肥。该土壤保湿生物肥含有多种有益微生物高达2亿/克,可调节土壤微生态环境,减少病虫害的发生;含有除臭菌,所以无腐臭味。
该项工作是在国家科技支撑计划项目《关中平原农田循环生产综合技术集成研究与示范》(项目编号:2007BAD89B16)的支持下进行。
具体实施方式
以下结合具体实例,对本发明制备方法及其应用效果作进一步说明。实例中所采用的菌种分别购至中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)和广东微生物菌种保藏管理中心(GIM)。
实施例1、(以玉米秸秆为主要原料,夏季生产为例)
步骤一:将1500公斤鲜玉米秸秆和500公斤田间鲜杂草切碎至1~3cm,原料用清水润湿,并使其含水量达到70%,拌匀后堆腐;在内部温度达70℃后,堆腐3天,期间每天翻拌,达到除去秸秆携带的部分杂菌和病原体的目的。
步骤二:摊开自然降温至25℃~30℃后,按秸秆干重添加25公斤磷酸氢二钾、15公斤硝酸钙及8公斤尿素,拌匀。
步骤三:拌入150公斤A组固体菌剂(总菌密度5×109个/克,吸附剂占75%),拌匀堆积发酵,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃,7天后拌入80公斤B组固体菌剂(总菌密度5×109个/克,吸附剂占70%),拌匀后堆积发酵3天,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃。摊开自然风干后储存。
产品按照NY/T 798-2004标准检测:本例产品中有效活菌数为2.3亿/克,杂菌率24%,含水量16%,pH值6.8,符合标准。
本例土壤保湿生物肥的应用及效果:选择常年进行玉米、小麦轮作的耕地进行试验,按每亩1吨的量撒于地表,翻耕。一年后监测,土壤有机质平均含量由1.821%提高到2.525%,在0~10cm和10~20cm二个深度层的土壤平均含水量分别由7.2%和10.3%提高到9.8%和15.7%,玉米产量提高5.5%,小麦产量提高8.2%。
实施例2、(以小麦秸秆为主要原料,夏季生产为例)
步骤一:将800公斤小麦秸秆和200公斤田间杂草切碎至1~3cm,原料用清水润湿,并使其含水量达到65%,拌匀后堆腐;在内部温度达70℃后,堆腐5天,期间每天翻拌,达到除去秸秆携带的部分杂菌和病原体的目的。
步骤二:摊开自然降温至25℃~30℃后,添加20公斤磷酸氢二钾、10公斤硝酸钙及10公斤尿素,拌匀。
步骤三:拌入150公斤A组液体菌剂(总菌密度10×109个/克,保护剂为1.5%),拌匀后堆积发酵,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃,7天后拌入70公斤B组固体菌剂(总菌密度8×109个/克,吸附剂占65%),拌匀后堆积发酵4天,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃。摊开自然风干后储存。
产品按照NY/T 798-2004标准检测:本例产品中有效活菌数为2.4亿/克,杂菌率26%,含水量14%,pH值7.4,符合标准。
本例土壤保湿生物肥的应用及效果:对石榴树进行试验,将本例的生物肥在树根外半径0.5m圈埋20cm深,厚度10cm,覆盖5cm厚的泥土;一年后监测,有机质平均含量由2.024%提高到3.728%,化肥使用量减少35%,在0~10cm,10~20cm二个深度层的土壤平均含水量分别由8.5%、12.4%提高到11.7%、18.3%,石榴产量提高10%。
实施例3、(以玉米秸秆为主要原料,冬季生产为例)
步骤一:将800公斤玉米秸秆和200公斤稻草切碎至1~3cm,用清水润湿,并使其含水量达到75%,拌匀后堆腐;在内部温度达65℃后,堆腐10天,期间翻拌5次,达到除去秸秆携带的部分杂菌和病原体的目的。
步骤二:摊开自然降温至30℃~35℃后,添加25公斤磷酸氢二钾、15公斤硝酸钙及10公斤尿素,拌匀。
步骤三:拌入100公斤A组固体菌剂(总菌密度20×109个/克,吸附剂占55%),拌匀后堆积发酵,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃,8天后拌入80公斤B组液体菌剂(总菌密度10×109个/克,保护剂为1.5%),拌匀后堆积发酵5天,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃。烘干后储存。
产品按照NY/T 798-2004标准检测:本例产品中有效活菌数为1.9亿/克,杂菌率21%,含水量14%,pH值7.1,符合标准。
本例土壤保湿生物肥的应用及效果:对草莓地进行试验,在植株周围覆盖5cm厚的土壤保湿生物肥,覆土3cm厚;在0~10cm深度层的土壤平均含水量由7.8%提高到10.3%,化肥使用量仅为原来的15%,草莓产量提高31%,第二年不使用化肥,产量与头年持平。
实施例4、(以小麦秸秆为主要原料,冬季生产为例)
步骤一:将800公斤小麦秸秆和200公斤稻草切碎至1~3cm,用清水润湿,并使含水量达到60%,拌匀后堆腐;在内部温度达65℃后,堆腐10天,期间翻拌4次,达到除去秸秆携带的部分杂菌和病原体的目的。
步骤二:摊开自然降温至30℃~35℃后,添加30公斤磷酸氢二钾、20公斤硝酸钙及10公斤尿素,拌匀。
步骤三:拌入150公斤A组液体菌剂(总菌密度25×109个/克,保护剂为2%),拌匀后堆积发酵,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃,10天后拌入100公斤B组液体菌剂(总菌密度20×109个/克,保护剂为2%),拌匀后堆积发酵5天,堆积厚度不超过80cm,控制温度不超过40℃。烘干后储存。
产品按照NY/T 798-2004标准检测:本例产品中有效活菌数为2.1亿/克,杂菌率18%,含水量15%,pH值7.5,符合标准。
本例土壤保湿生物肥的应用及效果:对大棚蔬菜(黄瓜)进行试验,按每亩0.5吨的量撒于地表,翻耕。灌溉用水量减少65%~70%,尿素用量减少35%,磷酸二铵用量减少45%,黄瓜产量提高16%,一年后监测土壤有机质含量由1.365%提高到2.231%,两年后达到3.147%。

Claims (4)

1.一种采用作物秸秆制备土壤保湿生物肥的方法,其特征在于,所采用的复合微生物菌剂分为A组菌剂和B组菌剂,其中,
A组菌剂的组成和密度为:
黄孢原毛平革菌0.5×109~7×109个/克
绿色木霉0.5×109~7×109个/克
枯草芽孢杆菌0.1×109~10×109个/克
黑曲霉0.5×109~7×109个/克
粗状假丝酵母0.1×109~2×109个/克
解脂假丝酵母解脂变种0.1×109~2×109个/克
地衣芽孢杆菌0.1×109~10×109个/克
环状芽孢杆菌0.1×109~10×109个/克
B组菌剂的组成和密度为:
褐球固氮菌1×109~10×109个/克
巨大芽孢杆菌1×109~8×109个/克
胶质芽孢杆菌1×109~8×109个/克
荧光假单胞菌1×109~8×109个/克
恶臭假单胞菌1×109~8×109个/克
所述A组菌剂和B组菌剂为液体复合菌剂或固体复合菌剂的任一种形式。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的液体复合菌剂中有保护剂,保护剂的用量占液体菌剂W/V的0.5%~2.5%,保护剂的组成按重量比为环糊精1∶蔗糖1∶可溶性淀粉3。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的固体复合菌剂的组成中有吸附剂,吸附剂占固体复合菌剂总重的50~80%,吸附剂是在秸秆粉中加有麸皮或淀粉的任一种或二种的混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
将作物秸秆切碎至1~3cm,喷水使其含水量达到60%~80%,拌匀后堆腐;在内部温度≥70℃后,堆腐2~10天,期间翻拌2~5次;摊开自然降温至25℃~35℃后,按秸秆干重加入2~3%的磷酸氢二钾和1~2%的硝酸钙及0.5~1%的尿素,拌匀后按秸秆干重的10%~20%拌入A组菌剂,拌匀后堆积发酵7~10天,堆积厚度≤80cm,控制温度≤40℃;再按秸秆干重的5%~10%拌入B组菌剂,拌匀后堆积发酵3~5天,堆积厚度≤80cm,控制温度≤40℃;再根据需要即时使用或干燥储存。
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