CN101891508B - 活体生物有机肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活体生物有机肥，包括由不吸水链霉菌梧州亚种(Streptomycesahygroscopicus subsp.Wuzhouensis n.subsp通用名：四霉素菌体)扩培得到的四霉素活菌体≥0.20亿/g，四霉素菌体蛋白≥10％，水份≤30％，余量为禽粪便和秸秆腐熟物；基本组分之和为100％，粪大肠杆菌群数≤100个/g，有机质含量≥25.0％。本产品中功能性微生物生长繁殖，在作物根际土壤微生态系统内形成优势种群，抑制其他有害微生物的生长繁殖，甚至对部分有害病原菌产生颉颃作用，减少了有害微生物的危害机会；肥料中功能性微生物在生长繁殖过程中向作物根际土壤微生态系统内分泌各种代高压产物以刺激作物生长，提高作物抵抗不良环境的能力；本品施用后植株生长健壮，具有良好的株型和合理的群体，增强作物的抗病性。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物有机肥料，特别是有效成分全部为微生物和有机质的四霉素活体生物有机肥及其制备方法。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，尤其是人们对生活质量提高的要求，国内外都在积极发展绿色农业(生态有机农业)来生产安全、无公害的绿色食品。生产绿色食品过程中要求不用或尽量少用(或限量使用)化学肥料、化学农药和其它化学物质。它要求肥料必须首先保护和促进施用对象生长和提高品质：其次不造成施用对象产生和积累有害物质；三是对生态环境无不良影响。而符合以上三原则的非生物有机肥料莫属。
利用畜禽粪便发酵生产生物有机肥技术，是国际上从上世纪60年代后期迅速发展起来的一项新的生物处理技术，它是通过多学科的综合运用，借助于混合的微生物群落在特定的环境中对多相的有机物进行分解，将有机固体废弃物发酵腐熟成为腐殖质，用于肥沃和改良土壤。由于生物处理可以达到“无害化减排和资源化”的效果，并且具有经济、实用、不需外加能源、不产生二次污染等特点。目前国内生产生物有机肥对原料一般都不进行调质预处理，直接发酵，其结果是发酵周期长，质量差，生产率低。
现有的生物有机肥是在禽粪便和秸秆载体中直接加入活菌体进行腐熟，其最大的缺点就是杂菌过多，其中还包括大量的有害菌和哺乳动物的致病菌，同时也影响发酵品质。
发明内容
本发明的目的在于研制一种以四霉素为功能菌种的活体生物有机肥及其制备方法，以弥补我国农用肥料品种单一的不足，为生产绿色健康的农产品提供高效，环保的新型产品支持，本发明四霉素活体产品作用优势明显，使用安全，对多种土壤类型均有很高的肥效，并且具有生产工艺简单，易于操作等特点。
本发明用具有特殊功能的菌种(四霉素活体)制成生物有机肥料，不但能进一步缓和或减少农产品污染，而且能够极大改善农产品的品质。本发明方法制作的生物有机肥是先将禽粪便和秸秆载体先行腐熟，载体中杂菌数量大大降低；而后加入在发酵罐中培养成的活菌体，此活菌体为单一菌种，不含任何杂菌。因此本生物有机肥杂菌数量比传统工艺生产的生物有机肥杂菌数量降低三个数量级，使用起来更加安全。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种活体生物有机肥，其特征在于：按重量计其组分包括，由不吸水链霉菌梧州亚种(Streptomyces ahygroscopicus subsp.Wuzhouensis n.subsp《微生物学报》1988年，28卷(1)85-87页，编号11371，通用名称：四霉素菌体)扩培得到的四霉素活菌体≥0.20亿个/g，四霉素菌体蛋白≥10％，水份≤30％，余量为禽粪便和秸秆腐熟物；上述组分之和以100％计，粪大肠杆菌群数≤100个/g，禽粪便和秸秆腐熟物中的有机质含量≥25.0％。
进一步地，本发明活体生物有机肥，按重量计产品的基本组分为：禽粪便腐熟物20～45％，秸秆粉腐熟物20～45％，四霉素菌体蛋白10～20％，水25～30％(包括原料自身含水)。用畜禽粪便和作物秸秆等废弃物，因各种原料复杂，养分含量各有差异，如用作物秸秆作主发酵原料，可填加20％左右的畜禽粪便，用畜禽粪便为主做原料时可填加20％左右的秸秆粉；如果发酵原料酸性较大，在禽粪便和秸秆发酵时可以掺加石灰粉，掺加量为发酵料重量的1～3％，以调整发酵料的酸碱度至中性。用此方法发酵好的载体适用于各作物、各种土壤，既可自用，也可加工做成商品肥销售。
本发明活体生物有机肥按照以下方法进行制备：
一、肥料载体的腐熟
1)用禽粪便和秸秆做原料，将原料粉碎加入水，加水量为原料重量的70±5％，干基原料用水浇透后，掺加占原料总重量1％的豆饼或尿素拌合在原料中；
2)发酵：禽粪便和秸秆发酵时，根据发酵料的酸碱度掺加发酵料重量1～3％的石灰粉；将1)步骤拌料堆成条形堆，用塑料布盖好，经过24±2小时堆内温度可达50～55℃，48±2小时温度可上升至70～75℃，持续2-3天，堆温下降至环境温度，经12～15天发酵的原料全部腐熟，堆体塌陷1/3或1/2；
二、生产菌种准备：
1)选用高氏1号培养基：PH7.2-7.5，于试管或扁瓶中，在121℃，压力0.15MP条件下灭菌20分钟；
2)接种培养：在无菌条件下由保存菌种即(不吸水链霉菌梧州亚种(Streptomycesahygroscopicus subsp.Wuzhouensis n.subsp编号11371，通用名称：四霉素菌体)接至斜面，于28±1℃培养3～7天后，无杂菌可作为生产菌种；
3)制作菌悬液：在无菌条件下将斜面菌种孢子收集到内装无菌水的瓶内，低温贮存备用；
三、种子罐菌体培养
1)处理：先用清水冲洗罐体，再用2％氢氧化钠溶液煮沸25～30min，于121±3℃蒸汽对空罐消毒45～50min；
2)投料：按照水∶培养基＝1∶1～1.2的比例加入罐中搅拌，调PH7.0-7.5；
3)灭菌：蒸汽加热至121±3℃、罐压0.15MPa、灭菌20～30分钟，然后夹层降温至28±1℃；
4)接种：按10～20％的接种量在无菌状态下将菌悬液接入种子罐内；
5)菌体培养：于28±1℃，罐压0.05MPa条件下培养28-35小时，镜检无杂菌，菌体浓度及生长正常的状态下，转入发酵罐；
四、发酵罐培养发酵
1)处理、投料、灭菌、培养条件同种子罐；
2)发酵周期：于25～28℃发酵48-52小时，供氧系数1∶0.75～0.80(V/V)；
3)镜检菌体代谢变弱，染色变浅，检测四霉素菌体蛋白≥10％，发酵终止；
五、菌种吸附
1)将发酵完毕的菌种吸附于第一步腐熟的肥料载体上，腐熟肥与菌种的重量配比为1∶0.9～1.1；
2)产品经质量检验四霉素活菌体≥0.20亿个/g，四霉素菌体蛋白≥10％，水份≤30％，粪大肠杆菌群数≤100个/g，禽粪便和秸秆腐熟物中的有机质含量≥25.0％，检验合格后包装。
施用时，本发明的肥料分两种使用方法：
1.基施：每亩3-4kg，随种子播入即可。
2.追施：穴施于根部土壤，施用量1.5g/株。
本发明具有以下优点：
1、本产品中的功能性微生物生长繁殖，在作物根际土壤微生态系统内形成优势种群，抑制其他有害微生物的生长繁殖，甚至对部分有害病原菌产生颉颃作用，减少了有害微生物的危害机会；
2、肥料中功能性微生物在生长繁殖过程中向作物根际土壤微生态系统内分泌各种代高压产物，这些代高压产物能够刺激作物生长，提高作物抵抗不良环境的能力；
3、本品营养元素全面，作物施用后植株生长健壮，具有良好的株型和合理的群体，增强作物的抗病性，减少病害的发生；
4、本品为生物有机肥料，不含有传统化肥成分，高含量的有机质对土壤有一定的修复作用；对生态环境安全，不危害天敌生物和有益生物；
5、具有“一药三效”的作用。产品不仅具有优良的肥料作用，且对农业病害有一定的抑制或灭杀作用，同时含有植物生长所需的多种营养成分，能够促进植物生长，达到增产增收的效果。
具体实施方式
一.肥料载体的腐熟
1、用禽粪便和秸秆或树叶、杂草、锯末等废弃物做原料，将原料粉碎加入水，加水量为原料重量的70％(原料与水的重量比1∶0.7)，如原料中水分较少，要用水浇湿浇透，保证水分适当。较长的作物秸秆如玉米秆、高梁杆需进行粉碎，(因原料太长，不便拌种和翻倒)干基原料用水浇湿浇透后，掺加占原料总重量1％的豆饼或尿素在原料中，翻倒混匀；
2、将1步的材料堆成宽2米、高1米长度不限的条形堆，用塑料布盖好即可。经过24小时堆内温度可达50℃左右，48小时温度可上升至70℃左右，经过几天的持续高温，堆温逐步下降，大约二周左右时间，发酵后的原料全部腐熟，原料中的虫卵、草籽及病源菌全被杀死，秸秆变成褐色或黑褐色，堆体比刚堆时塌陷1/3或1/2。发酵后的原料用手握之柔软有弹性，干时很脆，容易破碎。此时秸秆等原料发酵过程全部完成。
二.生产菌种(斜面菌种)准备：
1、选用高氏1号培养基：PH7.2-7.5，分装试管或扁瓶，于121℃，压力0.15MPa灭菌20分钟；
2、接种培养：于无菌条件下由保存菌种即四霉素菌体(斜面或沙土管)接至斜面，于28±1℃培养3-7天后，检查生长情况，生长良好，无杂菌者可作为生产菌种；
3、制作菌悬液：在无菌条件下将斜面菌种孢子收集到一个装有200ML无菌水的三角瓶内，低温贮存备用。
三.种子罐菌体培养
1、处理：选用1000升种子扩培罐，生产前用清水冲洗1次，然后用2％氢氧化钠溶液2千克煮沸30min，于121℃蒸汽温度下对空罐消毒45min；
2、投料：先将罐加入700千克水，然后按照水∶培养基＝1∶1的比例加入培养基搅拌均匀，调PH7.0-7.5；
3、灭菌：蒸汽加热至121℃，在压力0.15MPa条件下灭菌30分钟，夹层降温至28±1℃；
4、接种：按10％的接种量在无菌状态(火焰)下将菌悬液接入种子罐内；
5、菌体培养：于28℃±1℃，罐压0.05MPa，培养28-35小时，镜检无杂菌，菌体浓度及生长正常的状态下，转入发酵罐。
四.发酵罐培养发酵
1、选用10000升发酵罐，处理、投料、灭菌、培养条件同种子罐菌体培养；
2、发酵周期：于25～28℃发酵48-52小时，供氧系数为1∶0.75～0.80(V/V)；
3、镜检菌体代谢变弱，染色变浅，检测四霉素菌体蛋白≥10％，此时发酵终止；
五.菌种吸附
1、将发酵完毕的菌种吸附于第一步的载体上，腐熟肥与菌种的重量配比为1∶0.9～1.1；
2、产品经质量检验四霉素活菌体≥0.20亿个/g，四霉素菌体蛋白≥10％，水份≤30％，粪大肠杆菌群数≤100个/g，禽粪便和秸秆腐熟物中的有机质含量≥25.0％，检验合格后包装。
本发明产品应用实例与效果对比
1、田间试验
田间试验于2007年4月24日开始在沈阳农业大学植保学院试验农场进行实施，指示作物为菜心品种。
2、实验方法
选择土壤肥力相对一致的露天菜地进行小区试验，小区面积为10m2(4m长，2.5m宽)，菜心在塑料大棚中育苗，于4片真叶时选取相对一致的壮苗移栽，种植规格为15×15cm，每小区基本苗数为416。试验设置为3个处理，分别为传统化肥、传统有机质肥和本发明产品，用量均为200kg/亩。每处理3次重复，完全随机设计。实际施肥量折合到每小区为3kg，在移栽之前3天以基肥一次性施入。施肥方式为撒施，然后翻入土中。
3、试验结果
试验进行中进行的长势长相观察发现，在移植后约20天，处理3开始表现出一定的生长优势，而处理1和2的差异不明显。五月下旬以后，天气较暖，因此菜心生长较快。试验于2008年7月8日结束，将小区四周边际的2行作为保护行未加采收，实际每小区收获264株，计得其生物学产量见下表：
不同处理菜心的生物学总重量(kg)
对菜心的生物学总重量进行单向分组资料的方差分析，得如下结果：
不同处理菜心的生物学总重量的方差分析
各处理之间多重比较的结果
试验结论
鉴于此产品的基质有机质含量丰富、腐熟程度较高，所加活性微生物又有较明显的增产作用，因此，该肥料具有生物性和有机性双重特征，如果在严格试验示范的基础上，将它在农业实际生产中加以推广应用，应该说是一个风险小而效果明显的项目。这对改变当前我国农业生产严重依赖化肥，促进有机废弃物的资源化，加强农业生态环境保护等方面都将有很大帮助。
田间小区试验结果均表明：此生物有机肥的活性微生物对蔬菜作物(菜心)生长有显著作用。
Claims (3)
1.一种活体生物有机肥，其特征在于：按重量计其组分包括，由不吸水链霉菌梧州亚种(Streptomyces ahygroscopicus subsp.Wuzhouensis n.subsp)编号11371，通用名称：四霉素菌体，扩培得到的四霉素活菌体≥0.20亿个/g，四霉素菌体蛋白10～20％，水25～30％，禽粪便腐熟物20～45％，秸秆腐熟物20～45％；上述组分之和以100％计，粪大肠杆菌群数≤100个/g，禽粪便和秸秆腐熟物中的有机质含量≥25.0％。
2.按照权利要求1所述活体生物有机肥，其特征在于：对禽粪便和秸秆发酵时掺加石灰粉，掺加量为发酵料重量的1～3％。
3.按照权利要求1所述活体生物有机肥的制备方法，其特征是按照以下步骤进行制备：
一、肥料载体的腐熟
1)用禽粪便和秸秆做原料，将原料粉碎加入水，加水量为原料重量的70±5％，干基原料用水浇透后，掺加占原料总重量1％的豆饼或尿素拌合在原料中；
2)发酵：禽粪便和秸秆发酵时，根据发酵料的酸碱度掺加发酵料重量1～3％的石灰粉；将1)步骤拌料堆成条形堆，用塑料布盖好，经过24±2小时堆内温度可达50～55℃，48±2小时温度可上升至70～75℃，持续2-3天，堆温下降至环境温度，经12～15天发酵的原料全部腐熟，堆体塌陷1/3或1/2；
二、生产菌种准备：
1)选用高氏1号培养基：PH7.2-7.5，于121℃，0.15MPa条件下灭菌20分钟；
2)接种培养：在无菌条件下由保存菌种即不吸水链霉菌梧州亚种(Streptomycesahygroscopicus subsp.Wuzhouensis n.subsp)编号11371，通用名称：四霉素菌体，接至斜面，于28±1℃培养3～7天后，无杂菌可作为生产菌种；
3)制作菌悬液：在无菌条件下将斜面菌种孢子收集到内装无菌水的瓶内，低温贮存备用；
三、种子罐菌体培养
1)处理：先用清水冲洗罐体，再用2％氢氧化钠溶液煮沸25～30min，于121±3℃蒸汽对空罐消毒45～50min；
2)投料：按照水∶培养基＝1∶1～1.2的比例加入罐中搅拌，调PH7.0-7.5；
3)灭菌：蒸汽加热至121±3℃、罐压0.15MPa、灭菌20～30分钟，然后夹层降温至28±1℃；
4)接种：按10～20％的接种量在无菌状态下将菌悬液接入种子罐内；
5)菌体培养：28±1℃、罐压0.05MPa条件下培养28-35小时，镜检无杂菌，菌体浓度及生长正常的状态下，转入发酵罐；
四、发酵罐培养发酵
1)处理、投料、灭菌、培养条件同种子罐；
2)发酵周期：于25～28℃发酵48-52小时，供氧系数1∶0.75～0.80(V/V)；
3)镜检菌体代谢变弱，染色变浅，检测四霉素菌体蛋白≥10％，发酵终止；
五、菌种吸附
1)将发酵完毕的菌种吸附于第一步腐熟的肥料载体上，腐熟肥与菌种的重量配比为1∶0.9～1.1；
2)产品经质量检验四霉素活菌体≥0.20亿个/g，四霉素菌体蛋白≥10％，水份≤30％，余量为禽粪便和秸秆腐熟物；粪大肠杆菌群数≤100个/g，禽粪便和秸秆腐熟物中的有机质含量≥25.0％，检验合格后包装。
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