CN101870608B - 一种抗重茬生物有机无机复混肥及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗重茬生物有机无机复混肥。该复混肥主要含有多功能复合菌剂、农业有机废弃物发酵物料、无机养分添加剂。本发明还提供了该复混肥的制备方法，包括分别制备多功能复合微生物菌剂、农业有机废弃物发酵物料、无机养分添加剂。将农业有机废弃物发酵物料、无机养分添加剂和肥料填料按一定比例混合、粉碎，制得复合载体，再将多功能复合微生物菌剂喷洒在复合载体表面，混匀，造粒。本发明产品既具有化学养分，又具有有机肥和生物肥的长效和改良土壤的作用，通过调节土壤微生态环境，防治连作障碍，成本低、肥效好、增产高、无污染，具有良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及肥料领域，具体涉及一种集多功能复合菌剂、农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂为一体的生物有机无机肥料及其生产方法。
背景技术
重茬也叫连作，是指在一块田地上连续栽种同一种作物。连作障碍主要发生在瓜果蔬菜类作物上，世界各地普遍存在。随着社会经济的发展，对市场均衡供应和四季供应的需求日益提高，我国设施蔬菜栽培面积不断扩大。但是，由于设施农业的产业化、专业化、规模化等特点，使设施栽培的蔬菜种类主要局限于几种经济效益相对较高的果菜类，随着栽培年限的增加，连作障碍现象相当普遍，已经严重制约了设施农业的可持续发展，成为我国集约化农业生产的瓶颈。
产生连作障碍的原因错综复杂，是作物—土壤两个系统内部诸多因素综合作用的外观表现。一般认为产生连作障碍的原因有土壤板结酸化、土壤养分失衡、土壤次生盐渍化、土壤中自毒物质积累、土壤微生物区系失衡、土壤根结线虫危害严重等六个方面。而土壤微生物变化是产生连作障碍的主要因素。
连作栽培条件下，作物根系分泌物和植株残茬腐解物给病原菌提供了丰富的营养，同时长期适宜的温湿度环境使病原菌具有良好的繁殖条件。由于病虫害的发生，大量施用农药又导致作物生长环境破坏，对土壤中的微生物种群乃至土壤中的固氮菌、根瘤菌和有机质分解菌等有益微生物产生不利的影响，打破土壤中微生物区系的平衡。另外，化肥的过多施用也导致了土壤中病原拮抗菌的减少，从而助长了土壤病原菌的繁殖，进一步加重了土传病虫害的发生，形成恶性循环。因此调节连作土壤微生物区系，改善土壤环境质量，同时又可提高作物产量的方法，成为人们关注的焦点。
目前连作障碍的防治主要有轮作间套作、利用抗病品种和嫁接技术、土壤消毒灭菌、增施有机肥料等措施，这些措施虽能缓解连作障碍，但效果不是很明显。所以寻找既可防治连作障碍，又改善土壤环境质量，提高作物产量的方法成为人们关注和研究的重点。
发明内容
本发明针对农业生产中的普遍存在的连作障碍提供的一种抗重茬生物有机无机复混肥及其生产方法。
本发明抗重茬生物有机无机复混肥，主要成分包括多功能复合菌剂、农业有机废弃物发酵物料、无机养分添加剂。其既具有化学养分，又具有有机肥和生物肥的长效和改良土壤的作用。
其中，农业有机废弃物发酵物料和无机养分添加剂的重量比优选为55-65∶25-35，每克复混肥中含枯草芽孢杆菌优选不低于1.8×108cfu，伯克氏菌优选不低于1.8×108cfu，巨大芽孢杆菌优选不低于3.0×108cfu。
上述农业有机废弃物发酵物料可以是农田和果园残留物发酵物料、牲畜和家禽的排泄物及畜栏垫料发酵物料、农产品加工的废弃物发酵物料中的一种或多种。这些发酵物料可按照本领域所熟知的有机物料发酵方法进行发酵获得。
上述的无机养分添加剂优选包括无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰。优选，无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比为30-40∶15-25∶35-45。
本发明还提供上述抗重茬生物有机无机复混肥的生产方法，包括下列步骤：
1)将农业有机废弃物料在高温下发酵、除味、灭菌、干燥，制得发酵物料；
2)将无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比30-40∶15-25∶35-45混合，制得无机养分添加剂；
3)将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂和膨润土按质量比55-65∶25-35∶5-10混合、粉碎，制得复合载体；
4)①将枯草芽孢杆菌、伯克氏菌和巨大芽孢杆菌在PDA固体斜面培养基上连续转接2-3次，进行活化，然后再按PDA液体培养基体积的10％分别接种活化好的菌株，进行液体种子逐级扩大培养；②将制备好的各功能菌株种子液按体积比15-25∶25-35∶20-30混合，用加富培养基PD进行高密度扩大培养获得高浓度发酵液，温度保持37-38℃，pH7.0-7.5，溶氧为80-60％，有效活菌数≥1×1010个/ml，向混合发酵菌液中加入50-100g糊精/1000ml，制得多功能复合菌剂；
5)将制得的多功能复合菌剂喷洒到复合载体表面，混匀、造粒，投料比为1ml-2ml∶100g。
上述步骤3)制备复合载体时，优选将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂粉碎至180-200目。
上述步骤4)在制备过程中，枯草芽孢杆菌种子液中菌数宜为2×108个/ml以上，伯克氏菌种子液中菌数宜为2×108个/ml以上，巨大芽孢杆菌种子液菌数宜为3.5×108个/ml以上。
对上述造粒后的半成品还可以进一步经过60℃干燥至含水量为15％-30％。
本发明通过对一系列拮抗菌的优化组合，形成了多功能复合菌群。采用的微生物菌株具有解磷、解钾、固氮、抑菌等功能，施入土壤后会迅速在植物根际形成优势有益菌群，调节根系分泌物，有效抑制病原菌的生长繁殖，抑制土传病害的发生。其次，添加的微生物可分解土壤有机物质，活化被土壤固定的无机养分，提高其利用率，增加作物产量，提高作物果实品质，不仅适用于设施农业，还可广泛用于果树、大田作物、花卉等，较好地解决瓜果、蔬菜的重茬问题。
本发明的一种抗重茬生物有机无机复混肥从生产到施用都是绿色的，不存在农残危害。肥料制造工艺采取液体发酵和包囊制剂技术，既保证了多功能菌种的纯培养和高效性，又稳定了制剂货架期，从而保证了肥料的质量和最高的性价比。该肥料综合利用农业有机废弃物通过高温堆肥制成有机载体，保证了载体与菌种之间的高度亲和性，大大提高了接种菌剂的成活率。
本发明抗重茬生物有机无机复混肥既具有化学养分，又具有有机肥和生物肥的长效和改良土壤的作用，成本低、肥效好、增产高、无污染、品质优，在调节土壤微生物区系，保护土壤微生态环境，防治连作障碍的同时，改良土壤结构，抑制土壤退化，提高作物产量，是一种经济效益、社会效益、环境效益极高的新一代多功能肥料。
附图说明
图1是本发明抗重茬生物有机无机复混肥的生产流程。
具体实施方式
本发明抗重茬生物有机无机复混肥按照图1所示的流程进行制备，具体包括如下步骤：
首先将农业有机废弃物料在高温下发酵、除味、灭菌、干燥，制得发酵物料，并将无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比30-40∶15-25∶35-45混合，制得无机养分添加剂，再将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂和膨润土按质量比55-65∶25-35∶5-10混合、粉碎，其中农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂粉碎至180-200目，制得复合载体。将枯草芽孢杆菌菌液、伯克氏菌菌液和巨大芽孢杆菌菌液按体积比15-25∶25-35∶20-30混合，其中枯草芽孢杆菌菌液中菌数为2×108个/ml以上，伯克氏菌数为2×108个/ml以上，巨大芽孢杆菌数为3.5×108个/ml以上，用加富培养基PD(主要成分包括淀粉、糖蜜等)进行高密度扩大培养获得高浓度发酵液，温度保持37-38℃，pH7.0-7.5，溶氧为60％-80％，有效活菌数≥1×1010个/ml，向混合发酵菌液中加入50-100g糊精/1000ml，制得多功能复合菌剂。将制得的多功能复合菌剂喷洒到复合载体表面，混匀、造粒，投料比为1ml-2ml∶100g，造粒后的半成品经过60℃干燥至含水量为15％-30％。经检测，每克复混肥中含枯草芽孢杆菌大于1.8×108cfu，伯克氏菌大于1.8×108cfu，巨大芽孢杆菌大于3.0×108cfu。
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1复混肥的制备
首先将牛粪与小麦秸秆(粉碎至1～2cm)按重量比1∶2混合，在60-70℃下好氧发酵15天左右，中间每隔2-3天翻倒发酵物料4-5次，15日后物料开始降温，对物料进行除味、灭菌并在60℃条件下干燥，制得发酵物料。并将无机氮肥(尿素)、磷酸氢钙和草木灰按质量比35∶20∶40混合，制得无机养分添加剂，再将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂和膨润土按质量比60∶30∶10混合、粉碎，其中农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂粉碎至180-200目，制得复合载体。将枯草芽孢杆菌菌液、伯克氏菌菌液和巨大芽孢杆菌菌液按体积比20∶30∶25混合，其中枯草芽孢杆菌菌液中菌数为2×108个/ml以上，伯克氏菌数为2×108个/ml以上，巨大芽孢杆菌数为3.5×108个/ml以上，用加富培养基PD(主要成分包括淀粉、糖蜜质量比1∶5)进行高密度扩大培养获得高浓度发酵液，温度保持37-38℃，pH7.0-7.5，溶氧为70％，发酵至有效活菌数≥1×1010个/ml，向混合发酵菌液中加入糊精80g/1000ml发酵液，制得多功能复合菌剂。将制得的多功能复合菌剂喷洒到复合载体表面，混匀、脱水、造粒，投料比为1.5ml∶100g，造粒后的半成品经过60℃干燥至含水量为20％。经检测，每克复混肥中含枯草芽孢杆菌大于1.8×108cfu，伯克氏菌大于1.8×108cfu，巨大芽孢杆菌大于3.0×108cfu。
实施例2复混肥的制备
首先将玉米秸秆、牲畜垫料按重量比1∶1混合，在60-70℃下好氧发酵15天左右，中间每隔2-3天翻倒发酵物料4-5次，15日后物料开始降温，对物料进行除味、灭菌并在60℃条件下干燥，制得发酵物料，并将无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比30∶25∶35混合，制得无机养分添加剂，再将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂和膨润土按质量比55∶35∶5混合、粉碎，其中农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂粉碎至180-200目，制得复合载体。将枯草芽孢杆菌菌液、伯克氏菌菌液和巨大芽孢杆菌菌液按体积比15∶20∶30混合，其中枯草芽孢杆菌菌液中菌数为2×108个/ml以上，伯克氏菌数为2×108个/ml以上，巨大芽孢杆菌数为3.5×108个/ml以上，用加富培养基PD(主要成分包括淀粉、糖蜜，质量比1∶5)进行高密度扩大培养获得高浓度发酵液，温度保持37-38℃，pH7.0-7.5，溶氧为60％-80％，有效活菌数≥1×1010个/ml，向混合发酵菌液中加入糊精50g/1000ml发酵液，制得多功能复合菌剂。将制得的多功能复合菌剂喷洒到复合载体表面，混匀、脱水、造粒，投料比为1ml∶100g，造粒后的半成品经过60℃干燥至含水量为30％。经检测，每克复混肥中含枯草芽孢杆菌约为2×108cfu，伯克氏菌约为2×108cfu，巨大芽孢杆菌约为3.0×108cfu。
实施例3复混肥的制备
首先将农业有机废弃物料在高温下发酵、除味、灭菌、干燥，制得发酵物料主要包括农田和果园残留物、牲畜和家禽的排泄物及畜栏垫料、农产品加工的废弃物等在60-70℃下好氧发酵15天左右，中间每隔2-3天翻倒发酵物料4-5次，15日后物料开始降温，对物料进行除味、灭菌并在60℃条件下干燥，制得发酵物料，并将无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比40∶15∶35混合，制得无机养分添加剂，再将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂和膨润土按质量比65∶25∶10混合、粉碎，其中农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂粉碎至180-200目，制得复合载体。将枯草芽孢杆菌菌液、伯克氏菌菌液和巨大芽孢杆菌菌液按体积比25∶25∶30混合，其中枯草芽孢杆菌菌液中菌数为2×108个/ml以上，伯克氏菌数为2×108个/ml以上，巨大芽孢杆菌数为3.5×108个/ml以上，用加富培养基PD(主要成分包括淀粉、糖蜜，质量比1∶5)进行高密度扩大培养获得高浓度发酵液，温度保持37-38℃，pH7.5，溶氧为70％，有效活菌数≥1×1010个/ml，向混合发酵菌液中加入糊精100g/1000ml发酵液，制得多功能复合菌剂。将制得的多功能复合菌剂喷洒到复合载体表面，混匀、脱水、造粒，投料比为2ml∶100g，造粒后的半成品经过60℃干燥至含水量为15％。经检测，每克复混肥中含枯草芽孢杆菌约为3×108cfu，伯克氏菌约为3×108cfu，巨大芽孢杆菌约为3.5×108cfu。
实施例4田间效果
利用实施例1所述的方法制得一种抗重茬生物有机无机复混肥料，在山东省寿光市进行大田肥效检测。供试实验区共6亩，平均分为12个小区，各处理分别为连作三年的生姜土壤，没有连作的普通土壤，连作三年土壤加施本发明产品，普通土壤加施本发明产品。每个处理三个重复。生姜品种选用莱芜大姜，施肥处理为基肥施用和追肥。施肥处理每个实验区基肥100kg，出苗一个月后追肥80kg。待成熟后收获生姜。实验结果见表1。
表1抗重茬生物有机无机复混肥料对生姜的防病增产效果
注：表内同一列字母不同表示差异显著，字母相同表示差异不显著，p＜0.05
从实验结果可得出，施用本发明抗重茬生物有机无机复混肥料可改善土壤连作，比普通土壤增产25％，姜瘟病、炭疽病等土传病害发病率下降85％，土壤连作后，作物所得病害多为真菌病害，而且连作土壤根结线虫也会增加，施用本发明产品后，土壤真菌及根结线虫发病率也大大下降。
烟台市农技推广中心在番茄、黄瓜、辣椒、豆角等蔬菜上施用抗重茬生物有机无机复混肥，平均增产12.3％左右，每亩增加收入128.5元，并且能够减少施肥次数，节省人工费用，改善蔬菜品质。据统计抗重茬生物有机无机复混肥约有27％应用于蔬菜，照此计算，三年来共有3.24万吨肥料施用于蔬菜，按每亩平均施用100kg计，面积可达到32万亩，共增加产值4100万元。高密市农业局、烟台市农科院等单位在苹果、樱桃、葡萄、梨等果树上施用抗重茬生物有机无机复混肥后，表现出了良好的效果，平均每亩增加产值135.0元。抗重茬生物有机无机复混肥约有23％应用于果树，按平均每亩施肥150kg计，施用面积达到18.4万亩，共增加产值2500万元。招远农业局和海阳农技推广中心等单位在水稻、玉米、花生等作物上施用抗重茬生物有机无机复混肥结果表明，增产率在10-15％之间，平均每亩增加产值68.2元。抗重茬生物有机无机复混肥约有50％施用于大田作物，按平均亩施50kg计，面积可达120万亩，共增加产值8180万元。从以上分析可得，三年来抗重茬生物有机无机复混肥增加产值1.5亿元。同时由于抗重茬生物有机无机复混肥以增产、增效、减污的战略目标为宗旨，从原理和制造工艺设计上均同时考虑到肥料利用率与环保问题，所以施用本技术开发的产品可以有效地减少肥料的损失，减少对水、土、气的污染。
Claims (5)
1.一种抗重茬生物有机无机复混肥，其特征在于该复混肥的主要成分为多功能复合菌剂、农业有机废弃物发酵物料、无机养分添加剂，所述农业有机废弃物发酵物料和无机养分添加剂的重量比为55-65∶25-35，每克复混肥中含枯草芽孢杆菌不低于1.8×108cfu，伯克氏菌不低于1.8×108cfu，巨大芽孢杆菌不低于3.0×108cfu，所述的无机养分添加剂包括无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰，所述无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比为30-40∶15-25∶35-45。
2.根据权利要求1所述的抗重茬生物有机无机复混肥，其特征在于所述的农业有机废弃物发酵物料为农田和果园残留物发酵物料、牲畜和家禽的排泄物及畜栏垫料发酵物料、农产品加工的废弃物发酵物料中的一种或多种。
3.权利要求1所述抗重茬生物有机无机复混肥的生产方法，包括下列步骤：
1)将农业有机废弃物料在高温下发酵、除味、灭菌、干燥，制得发酵物料；
2)将无机氮肥、磷酸氢钙和草木灰按质量比30-40∶15-25∶35-45混合，制得无机养分添加剂；
3)将农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂和膨润土按质量比55-65∶25-35∶5-10混合、粉碎，制得复合载体；
4)①将枯草芽孢杆菌、伯克氏菌和巨大芽孢杆菌在PDA固体斜面培养基上连续转接2-3次，进行活化，然后再按PDA液体培养基体积的10％分别接种活化好的菌株，进行液体种子逐级扩大培养；②将制备好的各功能菌株种子液按体积比15-25∶25-35∶20-30混合，用加富培养基PD进行高密度扩大培养获得高浓度发酵液，温度保持37-38℃，pH7.0-7.5，溶氧为80-60％，有效活菌数≥1×1010个/ml，向混合发酵菌液中加入50-100g糊精/1000ml，制得多功能复合菌剂；
5)将制得的多功能复合菌剂喷洒到复合载体表面，混匀、造粒，投料比为1ml-2ml∶100g。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于其中步骤3)制备复合载体时，农业废弃物发酵物料、无机养分添加剂粉碎至180-200目。
5.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于将造粒后的半成品经过60℃干燥至含水量为15％-30％。
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