CN101913940A - 用磷石膏生产蚕豆专用生物复合肥及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用磷石膏生产蚕豆专用生物复合肥及其制备方法和应用，该生物复合肥通过以下步骤得到：将蚕豆根瘤菌、球囊霉、解磷菌等发酵液等混匀，添加磷石膏、硫酸锌、钼酸钠、硫酸锰、硼砂、硫酸镁、泥炭、烟丝下脚料等，调节含水量20-40％，混匀，使混合物中含蚕豆根瘤菌3-8×10⁸个/克、球囊霉2-6×10⁵个/克、解磷菌5-9x10⁸个/克、15-35％磷石膏、35-48％泥炭、0.5-5％烟丝下脚料等，即得产品。在使用时，将该产品适当兑水拌成泥糊状，跟蚕豆种子拌匀，适当阴干。该产品用于种植蚕豆尤其是连作蚕豆区使用，能改善蚕豆连作障碍，促进蚕豆生长，消除连作障碍，抑制蚕豆病害，提高蚕豆产量，改善蚕豆品质。

Description

用磷石膏生产蚕豆专用生物复合肥及其制备方法和应用

一、技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种蚕豆专用生物复合肥及其制备方法和应用。

二、背景技术

蚕豆是一种具有药用和保健功能的蔬菜，既可生食，也可熟食。长期蚕豆连作，容易产生连作障碍，蚕豆生长缓慢，植株矮小，根部结瘤减少，容易发病，产量低，品质下降，大量施用化肥造成环境污染和产生过量温室气体。

目前生产上常用换茬、间作方式解决蚕豆连作障碍，但是农民获得的经济效益下降。同时，大量施用化学农药造成严重的环境污染和生态平衡破坏，蚕豆品质下降，对人体健康存在潜在危害。

蚕豆根瘤菌制剂虽然已有生产和应用，但是绝大多数制剂单一，功能单一，效果有限，使得生产和施用受到限制。

磷石膏是磷肥工业和磷酸工业的固体废弃物，随便弃置环境，往往污染环境，还造成资源的浪费，我国每年产生磷石膏废弃物3000-5000万吨，如不合理处置和利用，将会产生严重的环境问题。

三、发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种生产蚕豆种子专用生物复合肥及其制备方法和应用，解决土壤养分不足，蚕豆连作障碍，抑制病害发生，节省化肥的使用量，减少化学农药的施用，同时又不污染环境，保障食品安全，提高产量，增加农民收入。

技术方案：蚕豆专用生物复合肥，由基体和菌体组成，所述基体含有(15-35)％wt磷石膏、(0.05-0.1)％wt硫酸锌、(0.01-0.05)％wt硫酸锰、(0.1-0.4)％wt钼酸钠、(0.1-0.8)％wt硼砂、(0.01-0.05)％wt硫酸镁、(35-48)％wt泥炭、(0.5-5)％wt烟丝下脚料和水(20-40)％wt，每克基体中添加有蚕豆根瘤菌(3-8)×10⁸个、球囊霉(2-6)×10⁵个和解磷菌(5-9)×10⁸个。

制备蚕豆专用生物复合肥的方法，按质量比将(15-35)％磷石膏、(0.05-0.1)％硫酸锌、(0.01-0.05)％硫酸锰、(0.1-0.4)％钼酸钠、(0.1-0.8)％硼砂、(0.01-0.05)％硫酸镁、(35-48)％泥炭、(0.5-5)％烟丝下脚料混合拌匀，添加蚕豆根瘤菌、球囊霉和解磷菌发酵液，使每克产品含蚕豆根瘤菌(3-8)×10⁸个、球囊霉(2-6)×10⁵个和解磷菌(5-9)×10⁸个的混合物，混合物最终含水量在(20-40)％wt即得产品。

蚕豆专用生物复合肥的应用，按每千克蚕豆种子100-300克专用生物复合肥的比例，将蚕豆专用生物复合肥与蚕豆种子混合、拌匀，使蚕豆种子表面均匀涂上一层复合肥；阴干10小时，使复合肥牢固地粘附在蚕豆种子表面。

蚕豆专用生物复合肥的应用，蚕豆播种时，每穴施用生物复合肥20克。

有益效果：本发明中使用的蚕豆根瘤菌能固定空气中的分子氮气，合成氨基酸，供蚕豆植株生长利用，减少化学肥料的使用量；解磷菌能分解土壤矿物中的磷矿石，促进磷素养分的释放，提供蚕豆和根瘤菌利用；保持养分持续释放；球囊霉为促生菌和拮抗菌，能强烈促进蚕豆吸收土壤和磷石膏中的磷素，并且抑制蚕豆生长过程中的病原微生物的侵害，同时又不污染环境，还能分泌某些激素类物质刺激蚕豆的生长，调理土壤微生物生态系统，改善土壤的生产性能和生态功能。本发明中添加的磷石膏中含有大量的硫酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙等，还含有镁、硼、锌、镍、硅、铜等微量元素，硫、磷、钙都是作物生长需要的营养元素，促进作物叶片光合作用；硼砂、钼酸钠、硫酸镁、硫酸锌等微量元素能提供蚕豆生长使用，也提供给根瘤菌等微生物使用，特别是钼酸钠，能大大促进根瘤菌的固氮活性，合成更多的有机氮供蚕豆植株吸收利用。泥炭是一种优质有机肥，同时又是一种良好的微生物载体；此外本发明中的烟丝下脚料含有一定量的烟碱，能杀灭有关作物害虫，保护蚕豆生长。

本发明的产品中含有丰富的抗蚕豆连作、抗病微生物，能在蚕豆根系周围固定且大量繁殖，抑制土壤中的有害菌群，减少害虫数量，增强蚕豆根系活力和根瘤的形成，促进蚕豆根系发达，加快蚕豆根瘤的形成和根系的生长发育，对蚕豆因长期连作重茬和其它病害引起的根系生长缓慢，结瘤少，植株矮小，枯黄，落叶，花叶，落花等生理病害有防治效果。施用土壤后能增强蚕豆细胞活力，促进蚕豆叶片光合作用，植株健壮、扎根深、抗寒、抗旱、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，同时具有固氮、解磷、解钾、培肥、抗病功能，除了能直接提供土壤和蚕豆养分外，还能提高肥料利用率25％以上。节省化肥使用量50％以上，减少化学农药使用量40％以上，能使蚕豆结瘤增加30-50个，增产15-20％，具有显著的经济和环境生态效益。

本发明相比现有技术具有的如下有益效果：

1)本发明可以有效解决磷化工过程中排放的大量固体废弃物磷石膏的环境污染，变废物为资源，含有大量蚕豆生长所需的钙、硫、磷等元素供作物生长。

2)本发明中不含化学农药和化学肥料，而是多种有益微生物，不会污染环境，对人畜无害，属于生态环境友好型。

3)本发明中的有益微生物菌群既能固定空气中的氮素供应蚕豆使用，又能降解释放土壤矿物中的磷和钾素，同时还能抑制土壤病原菌，减少蚕豆的病害和虫害的发生，特别是烟厂生产过程中产生的烟丝下脚料，因为含有烟碱，能杀灭土壤中的害虫，减少化学农药的使用。

4)本发明中的泥炭，是一种天然的优质有机肥和微生物的优良载体，能够吸附丰富的有益微生物和微量元素。

本发明中含有的多种微量元素镁、锰、锌、硫、硅、硼、钼等，既能提供蚕豆生长之用，也能供应有益微生物使用，特别是钼元素，是蚕豆根瘤菌进行固氮必不可少的微量元素。所用有益微生物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是蚕豆种子使用本发明产品播种60天株高；

图2是蚕豆种子使用本发明产品播种60天生物量。

五、具体实施方式

以下结合图表和实例对本发明作进一步的描述：

实施例1：

(1)菌剂生产：

1)蚕豆根瘤菌：液体培养基组成为酵母膏0.05-0.3％(重量/体积)，甘露醇0.5-2.0％(体积/体积)，0.05-0.3％硫酸镁(重量/体积)，0.1-0.3％三氯化铁(重量/体积)，0.1-0.3％钼酸钠(重量/体积)，0.01-0.15％硫酸锌(重量/体积)，0.08-0.25％磷酸二氢钾(重量/体积)，0.1-0.2％氯化钙(重量/体积)，pH6.6-7.2，121℃保温灭菌25-40分钟。冷却至35℃左右，接种蚕豆根瘤菌，接种量大约每毫升液体培养基2-5×10⁶个蚕豆根瘤菌，在摇床上震荡培养，转速为140-180转/分钟，48-72小时后取样检验发酵液根瘤菌数达到每毫升液体20-30×10⁸个时，发酵结束；

2)球囊霉：将泥炭、细河沙、田间细土、磷石膏粉按(3-8)∶(2-5)∶(1-2)∶(0.1-0.5)比例混合，磨碎筛选3毫米以下颗粒，121℃保温灭菌40-60分钟。冷却后，室温下放置3-7天，再次121℃保温灭菌40-60分钟，冷却至室温，接种球囊霉，播种经过0.1％次氯酸钠灭菌的玉米或小麦等种子，15-25℃培养45-60天，取出作物植株，取出地上部位，保留根部，粉碎，即得球囊霉，每100g玉米根粉碎物加100mL浸提球囊霉，震荡摇匀，过滤，滤液中含有大量的球囊霉菌丝和孢子；

3)解磷菌：液体培养基组成为蛋白胨0.05-0.1％(重量/体积)，牛肉膏8-15％(重量/体积)，氯化钠0.25-0.65％(重量/体积)，0.05-0.25％硫酸镁(重量/体积)，0.1-0.3％硫酸亚铁(重量/体积)，0.1-0.3％氯化钙(重量/体积)，pH6.6-7.6，121℃保温灭菌25-40分钟。冷却至35℃左右，接种解磷菌，接种量大约每毫升液体培养基3-6×10⁶个解磷菌，在摇床上震荡培养，转速为100-180转/分钟，36-48小时后取样检验发酵液解磷菌数达到每毫升液体5-20×10⁸个时，发酵结束；

(2)专用符合生物肥生产：

将上述三种微生物培养产物与泥炭、磷石膏、烟丝下脚料、硫酸锌、硫酸锰、钼酸钠、硼砂、硫酸镁等混合，同时添加适量的水分，使得所述菌剂中每克湿重产品含蚕豆根瘤菌(3-8)×10⁸个、球囊霉(2-6)×10⁵个、解磷菌(5-9)×10⁸个的混合物，复合肥含有质量/质量比分别为(15-35)％磷石膏、(0.05-0.1)％硫酸锌、(0.01-0.05)％硫酸锰、(0.1-0.4)％钼酸钠、(0.1-0.8)％硼砂、(0.01-0.05)％硫酸镁、(35-48)％泥炭和(0.5-5)％烟丝下脚料，使混合物最终含水量在(20-40)％，就成为最终产品。

实施例2：

(1)菌剂生产：

1)蚕豆根瘤菌液1000mL：液体培养基组成为酵母膏1.5g，甘露醇1.8g，硫酸镁0.8g，三氯化铁1.8g，钼酸钠2.5g，硫酸锌0.5g，磷酸二氢钾1g，氯化钙2g，pH6.6-7.2，121℃保温灭菌25-40分钟。冷却至35℃左右，接种蚕豆根瘤菌，接种量大约每毫升液体培养基5x10⁶个蚕豆根瘤菌，在摇床上震荡培养，转速为100-180转/分钟，48-72小时后取样检验发酵液根瘤菌数达到每毫升液体20-30×10⁸个时，发酵结束，得蚕豆根瘤菌发酵液1000mL；

2)球囊霉制剂1000mL：将500g泥炭、300g细河沙、199.7g田间细土、0.3g磷石膏粉混合，磨碎筛选3毫米以下颗粒，121℃保温灭菌40-60分钟。冷却后，室温下放置3-7天，再次121℃保温灭菌40-60分钟，冷却至室温，装盆，接种球囊霉，播种经过0.1％次氯酸钠灭菌的玉米种子20粒左右，15-25℃培养45-60天，取出玉米植株，取出地上部位，保留根部，粉碎，每100g玉米根粉碎物加100mL浸提球囊霉，震荡摇匀，过滤，滤液中含有大量的球囊霉菌丝和孢子；

3)解磷菌1000mL：液体培养基组成为蛋白胨1.2g，牛肉膏15g，氯化钠5g，硫酸镁1g，硫酸亚铁3g，氯化钙2g，pH6.6-7.2，121℃保温灭菌25-40分钟。冷却至35℃左右，接种解磷菌，接种量大约每毫升液体培养基3-6×10⁶个解磷菌，在摇床上震荡培养，转速为100-180转/分钟，36-48小时后取样检验发酵液解磷菌数达到每毫升液体10×10⁸个时，发酵结束，得解磷菌发酵液1000mL；

4)根据最终产品中的含菌量和含水量，计算向泥炭、磷石膏、烟丝下脚料混合物中应该加入的根瘤菌发酵液、球囊霉浸提液、解磷菌发酵液，混合均匀即成产品：(15-35)％wt磷石膏、(0.05-0.1)％wt硫酸锌、(0.01-0.05)％wt硫酸锰、(0.1-0.4)％wt钼酸钠、(0.1-0.8)％wt硼砂、(0.01-0.05)％wt硫酸镁、(35-48)％wt泥炭、(0.5-5)％wt烟丝下脚料和水(20-40)％wt，每克基体中添加有蚕豆根瘤菌(3-8)×10⁸个、球囊霉(2-6)×10⁵个和解磷菌(5-9)×10⁸个。

实施例3

(1)菌剂生产：

1)蚕豆根瘤菌：液体培养基组成为酵母膏0.05-0.3％(重量/体积)，甘露醇0.5-2.0％(体积/体积)，0.05-0.3％硫酸镁(重量/体积)，0.1-0.3％三氯化铁(重量/体积)，0.1-0.3％钼酸钠(重量/体积)，0.01-0.15％硫酸锌(重量/体积)，0.08-0.25％磷酸二氢钾(重量/体积)，0.1-0.2％氯化钙(重量/体积)，pH6.6-7.2，121℃保温灭菌25-40分钟。冷却至35℃左右，接种蚕豆根瘤菌，接种量大约每毫升液体培养基2-5×10⁶个蚕豆根瘤菌，在摇床上震荡培养，转速为140-180转/分钟，48-72小时后取样检验发酵液根瘤菌数达到每毫升液体20-30×10⁸个时，发酵结束；

2)球囊霉：将泥炭、细河沙、田间细土、磷石膏粉按(3-8)∶(2-5)∶(1-2)∶(0.1-0.5)比例混合，磨碎筛选3毫米以下颗粒，121℃保温灭菌40-60分钟。冷却后，室温下放置3-7天，再次121℃保温灭菌40-60分钟，冷却至室温，接种球囊霉，播种经过0.1％次氯酸钠灭菌的玉米或小麦等种子，15-25℃培养45-60天，取出作物植株，取出地上部位，保留根部，粉碎，即得球囊霉，每100g玉米根粉碎物加100mL浸提球囊霉，震荡摇匀，过滤，滤液中含有大量的球囊霉菌丝和孢子；

3)解磷菌：液体培养基组成为蛋白胨0.05-0.1％(重量/体积)，牛肉膏8-15％(重量/体积)，氯化钠0.25-0.65％(重量/体积)，0.05-0.25％硫酸镁(重量/体积)，0.1-0.3％硫酸亚铁(重量/体积)，0.1-0.3％氯化钙(重量/体积)，pH6.6-7.6，121℃保温灭菌25-40分钟。冷却至35℃左右，接种解磷菌，接种量大约每毫升液体培养基3-6×10⁶个解磷菌，在摇床上震荡培养，转速为100-180转/分钟，36-48小时后取样检验发酵液解磷菌数达到每毫升液体5-20×10⁸个时，发酵结束；

(2)专用符合生物肥生产：

将上述三种微生物培养产物与泥炭、磷石膏、烟丝下脚料、硫酸锌、硫酸锰、钼酸钠、硼砂、硫酸镁等混合，同时添加适量的水分，使得所述菌剂中每克湿重产品含蚕豆根瘤菌3×10⁸个、球囊霉5×10⁵个、解磷菌7×10⁸个的混合物，复合肥含有质量/质量比分别为25％磷石膏、0.1％硫酸锌、0.05％硫酸锰、0.1％钼酸钠、0.1％硼砂、0.01％硫酸镁、35％泥炭和0.5％烟丝下脚料，使混合物最终含水量在39.14％，就成为最终产品。

本发明的应用实例：

将本发明中制得的蚕豆专用生物复合肥用于种植蚕豆。按每千克蚕豆种子100-300克专用生物复合肥的比例，将蚕豆专用生物复合肥与蚕豆种子混合、拌匀，使蚕豆种子表面均匀涂上一层复合肥；阴干10小时，使复合肥牢固地粘附在蚕豆种子表面，或在蚕豆播种时，每穴施用生物复合肥20克，播种后60天，蚕豆植株株高比对照增加71％，生物量(植株全株鲜重)比对照增加73％，结瘤数比对照增加72％，根腐病发生率下降51％，赤斑病发生率下降67％(见图1，图2)。

Claims (4)

1.蚕豆专用生物复合肥，其特征在于由基体和菌体组成，所述基体含有15-35％wt磷石膏、0.05-0.1％wt硫酸锌、0.01-0.05％wt硫酸锰、0.1-0.4％wt钼酸钠、0.1-0.8％wt硼砂、0.01-0.05％wt硫酸镁、35-48％wt泥炭、0.5-5％wt烟丝下脚料和水20-40％wt，每克基体中添加有蚕豆根瘤菌3-8×10⁸个、球囊霉2-6×10⁵个和解磷菌5-9×10⁸个。

2.制备蚕豆专用生物复合肥的方法，其特征在于按质量比将15-35％磷石膏、0.05-0.1％硫酸锌、0.01-0.05％硫酸锰、0.1-0.4％钼酸钠、0.1-0.8％硼砂、0.01-0.05％硫酸镁、35-48％泥炭、0.5-5％烟丝下脚料混合拌匀，添加蚕豆根瘤菌、球囊霉和解磷菌发酵液，使每克产品含蚕豆根瘤菌3-8×10⁸个、球囊霉2-6×10⁵个和解磷菌5-9×10⁸个的混合物，混合物最终含水量在20-40％wt即得产品。

3.蚕豆专用生物复合肥的应用，其特征在于按每千克蚕豆种子100-300克专用生物复合肥的比例，将蚕豆专用生物复合肥与蚕豆种子混合、拌匀，使蚕豆种子表面均匀涂上一层复合肥；阴干10小时，使复合肥牢固地粘附在蚕豆种子表面。

4.蚕豆专用生物复合肥的应用，其特征在于蚕豆播种时，每穴施用生物复合肥20克。

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