CN101830759B - 瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的生产方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的生产方法及应用，该瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥通过以下步骤得到：将磷石膏干燥，粉碎至200-400目；畜禽粪便晒干；将磷石膏与畜禽粪进行混合发酵；培养基灭菌后，控制培养温度为28-32℃，先后接种多种有益微生物，并分别培养，培养结束后，将混合菌与已经制作好的发酵混合物按重量比1∶500-1500混合，加水调节含水量至35-55％，拌匀，室温下堆置3-5天进行共发酵，晾干至含水量达20-30％，粉碎后即得产品。该产品主要应用在辣椒、黄瓜等瓜果类蔬菜种植上。

Description

瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的生产方法及应用

一、技术领域

本发明属于农业技术领域，特别涉及一类化工废弃物资源化利用生产瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的方法及应用。

二、背景技术

湿法生产磷酸和磷肥过程中产生大量的固体废渣——磷石膏，全世界每年大约产生1-2.8亿吨的鳞石膏，通常不加任何处理堆放地面，占据并浪费大量土地资源，且引起严重的环境污染。我国有各类磷肥企业400多家，每年产生磷石膏废渣3000-5000万吨，这些废渣常常未经处理，堆放地面，不但占用大量土地，而且因含有多种重金属元素同时pH值很低，污染土壤和周围环境。目前世界范围内磷石膏的处置都是一个严重的问题，大约不到15％的鳞石膏用于制造建筑材料、砖头、装饰板、水泥等建筑材料，但这些建筑材料用量有限，且需二次投资较大，更主要是因为磷石膏中含有天然放射性元素Ra和U等，用于建筑材料会对居住和生活在这类建筑设施中的人体产生严重的放射性危害。美国环保局将磷石膏分类为“工艺强化天然存在放射性材料(TENORM)”，并从1990年开始禁止利用磷石膏生产建筑材料，欧盟从1992年开始不再批准施用磷石膏生产建筑材料。将磷石膏制成土壤改良剂用于农业，有广阔的市场和应用前景。

我国磷肥工业和磷酸工业每年副产3000-5000万吨磷石膏，绝大多数弃置不用，不仅占用大量土地堆放，而且污染环境，让资源白白浪费。本项技术运用生态学原理，将磷石膏当成一种可再生资源而不是当作废物看待，发展循环经济和生态经济。循环经济是一种尊重和运用生态规律的经济，它建立在“资源利用——绿色产品——资源再生”的封闭式流程基础上。以循环经济代表的新发展模式已被国际社会普遍接受。循环经济在我国已由思想层面转向实践。

瓜果类蔬菜中，辣椒和黄瓜在我国的蔬菜生产中占有很重要的地位，每年种植面积在1500-2000万亩，由于经济效益高，土地资源紧张，因而辣椒连作十分严重，土地得不到恢复，地力衰竭，土壤理化性状变坏，微生态系统遭受破坏，连作辣椒、黄瓜生长受阻，容易发病，造成大量减产、品质下降。

三、发明内容

发明目的：本发明针对磷化工废物磷石膏和农牧业废弃物畜禽粪便的环境污染问题，进行环境污染物的资源化再生利用，提供一种含磷石膏的瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的制备方法及应用，这种抗病虫生物复合肥通过工业化生产，将工业废渣磷石膏、农牧业废弃物畜禽粪便进行资源化再生利用，提供农业生产所需生物农药和生物肥料，可改良和提高土壤生产力，促进作物生长，抑制病虫害的发生，改善作物品质，提高作物产量，增加农民经济效益。该含磷石膏的抗病虫生物复合肥在辣椒、黄瓜等瓜果类蔬菜上的应用，提高了农田土壤中微生物多样性和改善了土壤的生物活性和生态功能。

技术方案：瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的生产方法，生产步骤为：

a.将化工厂的废渣磷石膏干燥，然后粉碎至200～400目备用；将畜禽粪便晒干备用；

b.再将磷石膏粉与畜禽粪按照重量比(3～5)∶(7～5)混合拌匀，加入占混合物重量35-55％的水；

c.将调制好的上述混合物堆置进行发酵，当发酵基质堆温稳定在30-40℃，有一股煮熟的饲料气味，同时堆体积明显缩小时，发酵完成；

d.培养基灭菌后，控制培养温度为28-32℃，先接种占培养基重量2.5-8％的蜡质芽孢杆菌，培养2-3天；再接种占培养基重量2.5-7.5％的枯草芽孢杆菌，培养2-3天；最后再接种占培养基重量3.5-10％的苏云金杆菌，继续培养3-5天，收集得混合菌；

e.培养完成后，将得到的混合菌与步骤c制得的发酵混合物按重量比1∶500-1500混合，再加水调节含水重量至35-55％，彻底拌匀，室温下堆置3-6天进行二次共发酵；然后晾干至含水重量达20-30％，粉碎后得粉末状混合物即得产品。

上述培养基的成分为：按重量比将15-25％米糠、20-30％麦麸、2-8％花生饼粉、2-5％菜子饼粉、10-15％玉米粉、0.5-1％硫酸镁、0.1-0.5％硫酸亚铁、0.1-0.5％氯化钙、0.1-0.5％磷酸二氢钾，余量为水，配制好的培养基pH为5-7.4。

上述培养基的灭菌方法为：将培养基置于灭菌锅中进行高温灭菌45-60分钟，保持灭菌锅中温度为121℃左右，压力为0.08-0.12Mpa；取出已灭菌的培养基，放置在无菌接种室内冷却，并放置2-3天；冷却后，采用同样方法再灭菌一次。

步骤c的发酵方法为，将调制好的混合物堆置进行发酵，堆高1-1.5米，底长10-30米，宽10-20米，四周用塑料膜覆盖保温以促进发酵，夏季发酵10-15天，春季或秋季发酵15-25天；发酵4天后，或当每天堆内15-20cm处的发酵基质温度达到50℃时，立即翻堆，拌匀，再次成堆、密封发酵，整个发酵过程中夏天翻堆3-5次，春秋翻堆2-3次；当成堆的发酵基质堆温稳定在30-40℃，有一股煮熟的饲料气味，同时堆体积明显缩小时，发酵完成。

上述所制得的瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥在种植辣椒、黄瓜中的应用。

有益效果：本发明中使用的有益微生物蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌为抗病拮抗菌和促生菌；苏云金杆菌为抗虫菌。

本发明的产品中含有丰富的抗作物连作、抗病抗虫微生物，能在作物根系周围固定且大量繁殖，抑制土壤中的有害菌群，抑制瓜果生长过程中容易产生的鳞翅目、膜翅目、鞘翅目、等翅目、同翅目等昆虫的危害，能增强作物根系活力和生根能力，促进作物根系发达，对作物因长期连作重茬和其它病害引起的根系生长缓慢，植株矮小，枯黄，落叶，落花、落果等生理病害和虫害有防治效果。

本发明的产品为高效广谱型多功能微生物制剂，同时含有多种有益微生物，适用于辣椒、黄瓜等瓜果类蔬菜等因连作重茬引起的青枯病、立枯病、根腐病、褐斑病、灰霉病、缺素症等；以及连作引起的发根少、生长慢、植株矮小、枯黄、僵苗、弱苗等；同时能强烈抑制鳞翅目、膜翅目、鞘翅目、等翅目、同翅目等昆虫的危害。施用土壤后能增强辣椒根系活力，促进作物叶片光合作用，植株健壮、扎根深、抗倒伏、抗早衰、抗连作、增花保果、增加产量、改善品质。

本发明的产品能活化土壤难溶的养分，防止土壤板结，激发土壤活力。同时具有供应氮磷钾和微量元素等多种养分、培肥、抗病功能，除了能直接提供土壤和植物养分外，还能提高肥料利用率20％以上。同时本发明的产品因含有大量的畜禽粪便等有机质，能显著提高辣椒和黄瓜风味和品质，长期使用可以改善土壤的团粒结构，提高土壤保水保肥能力，有利于土壤可持续发展。

本发明的产品中含有多种活性功能微生物菌株，同时富含钙、硫、锌、硒、铁、硅等多种微量元素和有机质，作物吸收快，肥效持久，一般情况下使用本品能使瓜果类蔬菜增产15％-20％左右，如在连作大中上使用，辣椒等可增产20-40％以上，是一种多功能的绿色生态肥料。

本发明相比现有技术具有的如下有益效果：

1)本发明中采用的蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等能抑制土传病害，改善和维护农田土壤微生态环境，同时能分泌植物生长刺激物质，促进植物的生长；苏云金杆菌能抑制多种辣椒、黄瓜等瓜果害虫。

2)本发明使用的磷石膏中含有的可溶性磷，是植物生长必须养分元素，所含的钙和硫也是植物生长必须的元素，所含的微量硅、镁、铜、锌、硒是作物生长必须的微量元素，特别是磷石膏含有丰富的钙，它能改良土壤，增加土壤团粒结构，能将土壤胶体上引起土壤性质恶化的大量的钠离子交换下来，形成稳定的土壤团粒胶体结构，有利于土壤保肥、保水、通气、保温等，提高土壤的生产力，能提高农作物的产量和质量。磷石膏中含钙、硫、硅、磷等植物营养元素，能增加土壤中的养分，促进作物生长。

3)本发明采用的畜禽粪便是天然的良好的有机肥料，能提高土壤肥力和有机质，改良土壤团粒结构，增加土壤的保肥保水和透气性，维护土壤地力，有利于农业可持续发展，经土壤微生物分解转化后，释放并提供相当数量的植物能直接吸收利用的有效养分，满足作物生长的需要，提高和改善农作物品质。

4)本发明将磷化工厂的废渣磷石膏和农牧业废弃物畜禽粪便资源化再生利用，减少环境污染。同时利用微生物工艺技术实现工业化、规模化生产，生产条件和生产过程容易人工调控，质量容易控制，产品能进行连续化、批量化生产。采用的材料易得：磷石膏可从所有磷肥厂、磷酸厂获得，而畜禽粪便在农村大量可见，随处可得，所用有益微生物(蜡质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌)、生防菌(苏云金杆菌)可从中国科学院微生物研究所、中国农科院菌种保藏中心、山东大学、武汉大学、复旦大学、华中农业大学、南京信息工程大学等高校和科研院所购买，也可从有关农业大学购买。

四、附图说明

图1是专用生物复合肥对黄瓜生长的影响。

五、具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述：

实施例1：

一、磷石膏及有机肥料处理：

1)将化工厂的废渣磷石膏干燥，粉碎至300目备用；将畜禽粪便晒干备用；

2)按重量比将上述调制好的磷石膏粉与预处理的畜禽粪混合，制得混合物；混合的重量比为：磷石膏∶畜禽粪便＝40∶60；

3)将上述混合物彻底拌匀，加入占混合物重量50％的水；

4)将调制好的上述混合物堆置进行发酵，夏季发酵15天，春季或秋季发酵25天，得发酵混合物；

二、有益微生物培养：

1、将培养环境彻底消毒，包括培养池、曲盘、塑料袋、培养室及培养室内空气。

2、将培养基按重量百分比为：按重量比将20％麦麸、18％米糠、5％菜子饼粉、5％花生饼粉、14％玉米粉、0.5％硫酸镁、0.5％硫酸亚铁、0.1％氯化钙、0.2％磷酸二氢钾，其余为自来水混合，控制pH为5-7，做成固体培养基，将固体培养基置于培养池、曲盘或塑料袋中。

3、将袋装上述原料置于高压灭菌锅中进行高温灭菌50分钟，保持灭菌锅中温度为121℃，压力为0.12MPa。

4、取出已灭菌的袋装培养基，放置在无菌接种室内冷却，并放置2-3天。

5、将放置2-3天的灭菌袋装培养基再次高温灭菌一次，方法同3，杀灭上次灭菌过程中存活的孢子，冷却。

6、培养基灭菌后，控制培养温度为30℃，先接种占培养基重量5％的蜡质芽孢杆菌，培养3-4天；

再接种占培养基重量7％的枯草芽孢杆菌，继续培养2天；

最后接种占培养基重量6％的苏云金杆菌，继续培养2-3天；

培养时放置在培养室的培养池或培养架上进行培养，如塑料袋培养，在接种后将塑料袋均匀打孔。

三、抗病虫生物复合肥料制备：

各种微生物均接种培养完成后，加入为培养基连同活菌总重量800倍的上述处理过的磷石膏和畜禽粪便和作物秸秆发酵混合物，加水调节含水量至40％，室温下堆制3天进行共发酵；以促进有益微生物的进一步繁殖和扩大数量，同时促进磷石膏和畜禽粪便有关养分的转化，并且让有益微生物逐渐适应磷石膏环境。

堆置时做成小方堆，堆高约1米，底宽约10米，长约15米，在室温下进行各种微生物共培养3-5天，然后连同培养基质、活菌体、芽孢、代谢产物一起混匀，晾干，保持最后水分大约25％，粉碎后得粉末状混合物即为最终产品。

实施例2：

一、磷石膏及有机肥料处理：

1)将化工厂的废渣磷石膏干燥，粉碎至200目备用；将畜禽粪便晒干备用；

2)按重量比将上述调制好的磷石膏粉与预处理的畜禽粪混合，制得混合物；混合的重量比为：磷石膏∶畜禽粪便∶农作物秸秆＝7∶13；其中：磷石膏350kg，畜禽粪便650kg。

3)将上述三者彻底拌匀混合，加入600kg水；

4)将调制好的上述混合物堆置进行发酵，夏季发酵15天，春季或秋季发酵30天，得1.6吨发酵混合物；

二、有益微生物培养：

本发明中制作培养基时：将4Kg麦麸、3.5Kg米糠、0.5Kg菜子饼粉、0.8Kg花生饼粉、2.5Kg玉米粉、0.1Kg硫酸镁、0.1Kg硫酸亚铁、0.01Kg氯化钙、0.1Kg磷酸二氢钾，自来水8.4Kg，制成含水量为42％的固体培养基，培养基总重20Kg，pH为6.5。

其中各种菌的接种量为：

1、先接种蜡质芽孢杆菌0.6kg，培养3天；

2、再接种枯草芽孢杆菌1Kg，继续培养2天；

3、最后接种苏云金杆菌1.5Kg，继续培养3天；

4、得到混合菌3.1Kg。

三、抗病虫生物复合肥料制备：

培养后，加入事先已经堆置发酵混合物1.6吨，加水调节含水量至40％，室温下堆制5天进行二次发酵，其堆置方法和发酵过程同实施例1，连同培养基质、活菌体、芽孢、代谢产物一起混匀，晾干，保持最后水分大约25％，粉碎后得粉末状混合物即为最终产品2240Kg。

实施例3

瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的生产方法，生产步骤为：将化工厂的废渣磷石膏干燥，然后粉碎至200～400目备用；将畜禽粪便晒干备用；再将磷石膏粉与畜禽粪按照重量比(3～5)∶(7～5)混合拌匀，加入占混合物重量35-55％的水；将调制好的上述混合物堆置进行发酵，发酵方法为：将调制好的混合物堆置进行发酵，堆高1-1.5米，底长10-30米，宽10-20米，四周用塑料膜覆盖保温以促进发酵，夏季发酵10-15天，春季或秋季发酵15-25天；发酵4天后，或当每天堆内15-20cm处的发酵基质温度达到50℃时，立即翻堆，拌匀，再次成堆、密封发酵，整个发酵过程中夏天翻堆3-5次，春秋翻堆2-3次；当成堆的发酵基质堆温稳定在30-40℃，有一股煮熟的饲料气味，同时堆体积明显缩小时，发酵完成。配制培养基的成分为：按重量比将15-25％米糠、20-30％麦麸、2-8％花生饼粉、2-5％菜子饼粉、10-15％玉米粉、0.5-1％硫酸镁、0.1-0.5％硫酸亚铁、0.1-0.5％氯化钙、0.1-0.5％磷酸二氢钾，余量为水，配制好的培养基pH为5-7.4。对培养基进行灭菌：将培养基置于灭菌锅中进行高温灭菌45-60分钟，保持灭菌锅中温度为121℃左右，压力为0.08-0.12Mpa；取出已灭菌的培养基，放置在无菌接种室内冷却，并放置2-3天；冷却后，采用同样方法再灭菌一次。培养基灭菌后，控制培养温度为28-32℃，先接种占培养基重量2.5-8％的蜡质芽孢杆菌，培养2-3天；再接种占培养基重量2.5-7.5％的枯草芽孢杆菌，培养2-3天；最后再接种占培养基重量3.5-10％的苏云金杆菌，继续培养3-5天，收集得混合菌；培养完成后，将得到的混合菌与上步制得的发酵混合物按重量比1∶(500-1500)混合，再加水调节含水重量至35-55％，彻底拌匀，室温下堆置3-6天进行二次共发酵；然后晾干至含水重量达20-30％，粉碎后得粉末状混合物即得产品。

本发明的应用实例：

将本发明中制得的含磷石膏、畜禽粪便和多种微生物的辣椒专用抗病虫生物复合肥，用于大棚辣椒、黄瓜种植。

1、在连作5年以上的辣椒大棚中种植辣椒，每穴施用本发明制成的含磷石膏的辣椒专用抗病虫生物复合肥50-100g，做基肥，移栽辣椒苗，浇足水分，可比对照提高辣椒苗成活率50-80％以上，株高增加20-30％，增产35-45％，青枯病发病率下降53％左右，鳞翅目等害虫危害率下降47％以上；

2、在室内盆栽试验条件下，按土壤重量0.5％用量施用本发明制得的含磷石膏的瓜果蔬菜专用抗病虫生物复合肥，与盆土拌匀，种植辣椒，移栽45天，植株株高比对照增加27-39％，生物量(植株全株鲜重)比对照增加32-45％不等。

3、在室内盆栽试验条件下，按土壤重量0.5％用量施用本发明制得的含磷石膏的瓜果蔬菜专用抗病虫生物复合肥，与盆土拌匀，种植黄瓜，移栽45天，植株株高比对照增加35-44％，生物量(植株全株鲜重)比对照增加40-51％不等(图1)。

Claims (2)

1.瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥的生产方法，其特征在于生产步骤为：

磷石膏及有机肥料处理：将化工厂的废渣磷石膏干燥，粉碎至300目备用；将畜禽粪便晒干备用；按重量比将上述调制好的磷石膏粉与预处理的畜禽粪混合，制得混合物；混合的重量比为：磷石膏∶畜禽粪便＝40∶60；将上述混合物彻底拌匀，加入占混合物重量50％的水；将调制好的上述混合物堆置进行发酵，夏季发酵15天，春季或秋季发酵25天，得发酵混合物；

有益微生物培养：

1、将培养环境彻底消毒，包括培养池、曲盘、塑料袋、培养室及培养室内空气；

2、将培养基按重量百分比为：按重量比将20％麦麸、18％米糠、5％菜子饼粉、5％花生饼粉、14％玉米粉、0.5％硫酸镁、0.5％硫酸亚铁、0.1％氯化钙、0.2％磷酸二氢钾，其余为自来水混合，控制pH为5-7，做成固体培养基，将固体培养基置于培养池、曲盘或塑料袋中；

3、将袋装上述原料置于高压灭菌锅中进行高温灭菌50分钟，保持灭菌锅中温度为121℃，压力为0.12MPa；

4、取出已灭菌的袋装培养基，放置在无菌接种室内冷却，并放置2-3天；

5、将放置2-3天的灭菌袋装培养基再次高温灭菌一次，方法同3，杀灭上次灭菌过程中存活的孢子，冷却；

6、培养基灭菌后，控制培养温度为30℃，先接种占培养基重量5％的蜡质芽孢杆菌，培养3-4天；再接种占培养基重量7％的枯草芽孢杆菌，继续培养2天；最后接种占培养基重量6％的苏云金杆菌，继续培养2-3天；培养时放置在培养室的培养池或培养架上进行培养，用塑料袋培养，在接种后将塑料袋均匀打孔；

抗病虫生物复合肥料制备：各种微生物均接种培养完成后，加入为培养基连同活菌总重量800倍的上述处理过的磷石膏和畜禽粪便和作物秸秆发酵混合物，加水调节含水量至40％，室温下堆制3天进行共发酵；以促进有益微生物的进一步繁殖和扩大数量，同时促进磷石膏和畜禽粪便有关养分的转化，并且让有益微生物逐渐适应磷石膏环境；堆置时做成小方堆，堆高1米，底宽10米，长15米，在室温下进行各种微生物共培养3-5天，然后连同培养基质、活菌体、芽孢、代谢产物一起混匀，晾干，保持最后水分大约25％，粉碎后得粉末状混合物即为最终产品。

2.上述权利要求所制得的瓜果类蔬菜专用抗病虫生物复合肥在种植辣椒、黄瓜上的应用。

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