CN1030761C

CN1030761C - 多菌种生物有机复合肥

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Publication number: CN1030761C
Application number: CN93100027A
Authority: CN
Inventors: 郑国华; 李元芳; 卢浩余; 许有森; 任正柯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-03
Filing date: 1993-01-03
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2013-01-03
Also published as: CN1074203A

Abstract

本发明涉及的是一种多菌种生物有机复合肥，通过各菌种分别进行液固二相的多次培养，然后以一定比例与有机物、无机矿物质和少量水溶性盐混合，最后形成多菌种生物有机复合肥，它的优点是不会发生拮抗，活菌数充足，有利于环境的改善并能提供和促进土壤肥力的提高。

Description

本发明涉及的是一种生物有机复合肥，特别地，本发明所述的生物有机复合肥是由多菌种形成的，以及制造上述生物有机复合肥的方法。

在现有技术中，利用有机废弃物制造生物复合肥的例子如下：

在CN91107966.1于92年7月22日公开的说明书中，申请人描述了一种全价复合肥料，它是采用有机废料和农牧副产废料为主要原料，该专利特别提出，在原料的发酵过程中，有多种微生物参与，在肥料无害化处理过程中，仍存在多种微生物。

在CN89108541.6于90年10月3日公开的说明书中，申请人提到了一种生物复合肥及制法，它是在生活垃圾中引入经扩大培养的硝化细菌和钾腐细菌进行分解发酵，精制后掺合一定量的无机肥。

在DE3800814.9中，申请人公开了一种利用淤泥与一些其它废料掺合，在必要时引入微生物，然后装袋以防重金属的污染。

在CN90106002.X中，申请人描述了一种生物复合肥及其制法，它是在通常的混合肥中加入一种固氮菌，然后造粒并在颗粒表面包覆磷合剂，其特点是稳定贮运，但其仅是一种厌氧固氮菌，且未公开所用固氮菌的种类。

在CN92101990.4中，申请人描述了一种有机复合菌肥的生产方法，它采用的是发酵灭菌，液相加固氮菌，最后造粒。

在现有技术所述的生物肥料中，存在着以下的不足：1)菌种单一；2)所述的菌种没有具体科目，因此不能体现是否用了最有活力的菌种，或者公开不充分；3)一般都采用单一的液相培养，这样会引起拮抗。

本发明的主要目的在于提供一种经液固二相多次培养的不会产生拮抗作用的多菌种生物有机复合肥。

本发明另一个目的在于提供一种能有效利用有机废弃物，经过本发明所述方法的制备，提供一种主要成分为有机废弃物的生物复合肥。

本发明还有一个目的是提供一种制造上述生物复合肥的方法。

本发明的简单过程如下：将各菌种分别进行液相培养，然后用草炭吸附，将附有微生物的菌种剂进行固相培养，在固液二相培养中，可以进行多次扩大，最后与经发酵的有机物以及矿物质和微量水溶性盐混合，或以粉状，或以粒状形成本发明所述的多菌种生物有机复合肥。

下面详细叙述本发明。

由于工农业以及城市生活的废弃物越来越多，如何处理这些废弃物成为近几十年的相关领域的技术人员热衷研究的一个课题，目前的研究结果已经表明，这些废弃物中的一部分—有机废弃物在适当处理后能成为有用的东西，其中包括本发明所述的肥料。这里所述的能作为本发明肥料的原料包括动物粪便、生物残体及其腐殖物，植物的残余部分。具体地，它们是动物粪便、毛皮、鳞片、骨粉、麦麸、米糠、城市生活垃圾，农村的秸杆、玉米芯，自然界存在的风化煤、褐煤、草炭土、沼泽淤泥等等。在本发明所述的复合肥中，这些有机废弃物占原料总量的60％以上，它们所起的作用是作为菌种剂固体培养的养料和能源，并起有机肥的作用。

为了实现本肥料的多功能和高效力，同时在制造和使用中起保护、吸水、保温的作用，在本发明所述的复合肥中还包括约占总量6-40％的矿质添加剂，它们是蛭石、沸石、硅藻土、磷矿粉、钾矿粉、石灰石及硼、钼、锌、以及稀土矿物质。其中某些起刺激或养料作用的可用化学添加剂，它们很少，是硼酸、硫酸锌、钼酸铵、磷酸二氢钾和农用稀土。

如果在特殊地质使用，还可加少量相应的添加剂，如在干旱地区，可添加少量的保湿剂，它们通常是高分子材料，如改性淀粉制成的高吸水树脂等。

除非特别指出，本文中所述的百分比都是指重量。

在制备本发明所述的生物复合肥之前，应对各种原料进行预处理，这是使原料符合使用要求的步骤，如果原料是符合要求的，这个预处理过程可以部分可全部取消。

对有机物的预处理包括选料、粉碎和灭菌。首先要挑选未发霉的有机物，经挑选后的有机废物进行烘干粉碎，粉碎后物料的细度约60～120目，除新鲜的麦麸、米糠、并渣、秸杆、玉米芯和锯末外，其它的有机废弃物都要经过消毒灭菌处理以达到环保的要求，例如：城市垃圾的处理要求应达到国家制定的《GB8172-87城镇垃圾农用控制标准》。

在本发明所述的生物复合物中所使用的无机矿物质，要求其细度约在120目以上，其中磷、钾和石灰石矿应尽可能的细；由于本发明生物复合肥中需要钾磷成分，因此要选用那些钾磷含量高的矿石。所用的蛭石应经过高温膨化。

在完成了上述准备工作后，我们将按制备过程进一步说明本发明的详细技术内容。

首先，我们在此叙述菌种剂的生产工艺。

本发明涉及的是一种多菌种生物有机复合肥，这里所述的多菌种，至少包括5个菌种，正如前面所述的，多菌种而且使它们之间不发生拮抗是本发明的主要特征，本发明上述的生物有机复合肥中所用的5个菌种(本发明所述的菌种均由中国农科院土肥所提供)是指：

一号菌——巨大芽胞杆菌(Bacillusmegatherium de Bary)，代号10010-88，它的特征有：

1.大芽胞杆菌5-6×1.8-2微米

2.细胞成对或成链、不运动

3.能分介磷脂和核酸

4、可增加土壤中可溶性磷酸的含量(100克土壤中达9毫克的五氧化二磷)

一号菌培养基配方1升用量

葡萄糖： 10g

NaCl： 0.3g

MnSO₄·4H₂O 0.03g

(NH₄)₂SO₄ 0.5g

KCl： 0.3g

FeSO₄·7H₂O： 0.03g

CaCO₃： 5g

MgSO₄·2H₂O： 0.3g

卵磷脂： 0.2g

二号菌——钾细菌，其代号10012-88能对土壤中云母、长石等含钾的铝硅酸及磷灰石进行分介、释放出钾、磷与其它灰分元素、改善作物的营养条件，它包括：

胶质芽胞杆菌(Bac.mucilaginosus)

固氨芽胞杆菌(Bac.Azotofaxans)

1.好氧性细菌，菌体长4-7微米、宽1微米。

2.有荚膜、连同荚膜长7-10微米、宽5-6微米、荚膜有时只有1层，有时有2-3层。

3.革兰氏阴性。

4.具有介钾、介磷能力

5.具有一定固氮能力(利用1克糖可以固定1.3毫克氮)

6.分泌生理活性物质、促进作物生长。

二号菌培养基配方1升用量

蔗糖： 5g

K₂HPO₄： 2g

(NH₄)₂SO₄： 1g

MgSO₄·2H₂O： 0.5g

FeCl₃： 0.2g

CaCO₃： 0.1g

酵母粉： 0.2g

pH： 7.2-7.4

三号菌——固氮根瘤菌(Azorhizobiumcaulinodansors571)，其代号571-89，其特征如下：

1.小杆菌0.5-0.6×1.5-2.5微米

2.革兰氏负反应

3.能运动、周生鞭毛(固体培养)、或侧生鞭毛(液体培养)

4.快生型、代时为3—6小时

5.有特殊固氮效能，在无氮培养基中，以空气中氮气为唯一氮源生长良，固氮率为300—400毫微克分子乙烯/毫克干基/小时。

三号菌培养基配方 1升用量

乳酸钠： 10g

K₂HPO₄： 1.67g

KH₂PO₄： 0.87g

NaCl： 0.05g

CaCl₂： 0.04g

FeCl₃： 0.004g

MgSO₄·2H₂O： 0.1g

酵母粉： 1g

四号菌——自生固氮菌(圆褐固氮菌Azotobacter Chroococcum)，其代号10087—88，其特征如下：

1.好氧性细菌，短杆状椭圆形或近似球状

2.周生鞭毛、能活跃地运动

3.不生芽胞、革兰氏染色阴性

4.有粘性的厚荚膜，能产生色素使菌落变色

5.氧化一克能量物质，能够积聚近30毫克的氮素

6.能分泌维生素和生长系、刺激作物生长发育及加强其他根际微生物的生命活动，促进土壤有机物质的矿化作用，从而促使供给植物灰分养料。

四号菌培养基配方 1升用量

KH₂PO₄： 0.2g

MgSO₄·2H₂O： 0.2g

NaCl： 0.2g

CaSO₄·2H₂O： 0.1g

CaCO₃： 5g

甘露醇： 10g

五号菌——联合固氮菌(Klebsiellapneumoniae)，其代号是549—89，它的特征如下：

1、无鞭毛或少数细胞具有极生鞭毛

2、有荚膜对固氮酶有保护作用

3、能利用单糖、双糖作为碳源，以葡萄糖或蔗糖为唯一碳源的无氮培养基上生长旺盛

4、依赖根际环境生活，又对作物的生长发育产生一定影响，并与作物两者之间形成联合共生固氮关系。

五号培养基配方 1升用量

葡萄糖： 5g

KH₂PO₄： 0.4g

K₂HPO₄： 0.1g

MgSO₄·2H₂O： 0.2g

NaCl： 0.1g

CaCl₂： 0.02g

FeCl₃： 0.01g

酵母粉： 0.5g

Na₂MoO₄ 0.002g

这5个试管菌种在25～30℃的摇床中利用各自的培养基培养1～2天后，再利用发酵罐分别进行液体深层培养，然后用草炭土进行吸附，制成为菌种剂，它占肥料总量的2～5％。

接下来将溶解的刺激剂加入麦麸及其他未发酵的有机物中，分成5等份，然后各自加入上述菌种剂均匀混合，在25～30℃的条件下培养1～2天，这就是固体发酵培养。固体发酵时所需含水量，本专业人员可以根据现有技术或经验确定。在固液二相的培养中，可以进行多次扩大培养。在结束上述步骤后，分别加入蛭石吸附剂进行搅拌，这样就得到了含有微生物的物料——菌剂组份。

本发明所述的另一个主要组分有机物的准备是这样，将有机物发酵(原已发酵过则不必)，掺入一定量的溶解的微量元素，如锌、硼。在搅拌过程中加入除臭剂。如果需要，可以在前述步骤中加入粪干灭菌工序，将烘干后的物料粉碎至60～120目。

另外，将磷矿粉及其他无机矿物质也粉碎至定细度，原则上越细越好，通常应高于120目。

按照上述生产工艺方法制出的本发明复合肥具有以下特征：

1.一种多菌种生物有机复合肥，其特征在于它由有机物和矿物质组成，(以所述复合肥重量计)：

(1)有机物60—94％，所述有机物是菌种剂、粪干灭菌后的动物粪便、毛皮、鳞片、骨粉、麦麸、米糠、生活垃圾、秸秆、玉米芯、风化煤、褐煤、草炭土和沼泽淤泥。

其中所述菌种剂为2—5％，菌种是：巨大芽胞杆菌(Bacillusmegatherium de Bary)，代号10010—88，钾细菌，代号10012—88，是胶质芽胞杆菌(Bac.mucilaginosus)和固氮芽胞杆菌(Bac.Azotofans)；固氮根瘤菌(Azorhizobiumcaulinodansors571)，代号571—89；自生固氮菌(圆褐固氮菌Azotobacter chroococcum)，代号10087—88；联合固氮菌(Klebsiella pneumoniae)，代号549—89，

(2)矿物质6—40％，所述矿物质是蛭石、沸石、硅藻土、磷矿粉、钾矿粉、石灰石、稀土矿物质、硼酸、硫酸锌、包括钼酸铵、磷酸二氯钾和农用稀土的刺激剂。

2.根据1所述的多菌种生物复合肥中的有效活菌数大于2亿个/克。

3.根据1所述的多菌种生物复合肥中的有机物以所述复合肥总重量计的百分比为

麦麸 10％

鸡粪 20％

豆饼 5％

草炭土 30％

4.根据1所述的多菌种生物复合肥中的矿物质以所述复合肥总重量计的百分比为：

磷矿粉 15—25％

蛭石 3—7％

沸石 2—5％

硫酸锌 0.1—0.3％

刺激剂 0.15—0.2％

其中刺激剂为0.04—0.06％钼酸铵，0.08—0.12％硫酸二氢钾，0.02—0.06％农用稀土。

5.根据1所述的多菌种生物复合肥矿物质中水溶性无机盐以所述复合肥总重量计的百分比不超过1.5％。

6.根据1所述的多菌种生物复合肥的pH为6.5—7.0。

7.根据1所述的多菌种生物复合肥的含水量以所述复合肥总重量计的百分比为10—15％。

最后的制造工艺是：将含有菌种的有机物料含微量元素的有机物料以及无机矿物质全部混合，即制成本发明的复合肥。其中，有机物与无机矿物质按重量计的比例如下：

有机物约60—94％

矿物质约6—40％

在上述配方原则的指导下，按上述方法制备出的多菌种生物有机复合肥，经大田的试用，增产效果显著，具体请看表1、表2和表3。

中国家业科学院北京(××)室盆栽水稻谷子试验，观察记录了谷菌生育分孽成穗生物性状产量(包括地上部分生物量收获期茎叶产量穗重籽粒总重量)达到显著或极显著影响，最后收获籽粒产量见表1：

(表1、表2、表3见文后)

本发明所述的多菌种生物有机复合肥是一种无公害的生物活性肥料，由于它含有丰富的有机质、天然矿物养份、有益的微量元素以及有效的刺激剂和保护剂，及采用了固液二相多次扩大培养和最终混合复配工序，因此，在改善土壤理化性能、转化有机无机养料、刺激作物发芽和健壮生长、提高抗疲能力等方面都比其它单一菌种的生物肥来得有效。令人惊奇的是，采用本发明分别用草碳吸附后的菌种混合拌种，也有显著的增产效果。

本发明的工艺除了上述步骤外，还应满足下列要示：

1.5个菌种的液体、固体培养都要分别进行，都是通气发酵。

2.各菌种都是分别采用各自的专用培养基。固体发酵培养的培养基，都是同一有机物，菌种剂生产，可经三级也可经四级液体扩大培养。

3.肥料成品生产，只经一级固体培养。

4.固体培养阶段，刺激剂的溶解水用量，要达到加入有机物中使其适宜发酵的含水量，约为25～30％。

5.刺激剂磷酸二氢钾、稀土、钼酸铵要分别溶解、分别加入有机物。钼酸铵可在固体发酵后加入。

6.固体发酵物在接菌前要求pH为7。

7.原料质量高，可全部合在一起进行固体发酵，甚至可直接装入透气袋任其自由发酵后，即可施用。

本发明所述的多菌种生物有机复合肥的检测应严格控制下列指标：

有效活菌总数≥2亿个/克；

有机质含量≥35％；

酸碱度pH值约为7；

水份10～15％；

有效储存期一年。

本发明的优点和技术特征已在前面详细描述，本发明的技术特征或保护范围在权利要求中体现，但是，本发明所提供的权利要求不作为对本发明的限定，凡是利用本发明的概念的所作的任何劳动都将在本发明的保护范围之中。

表1

水稻谷子

籽粒产量与CR对照籽粒产量与CR对照肥料处理 (克/盆) 增产率(％) (克/盆) 增产率(％)1.化肥 289.89 27.87 51.38 9.322.绿友100kg/亩＋化肥 314.76 38.80 57.88 23.153.绿友50kg/亩＋化肥 313.49 38.24 56.28 19.754.绿友50kg/亩＋1/2＋N＋P 304.76 34.38 55.25 17.55

表2南京市江浦汤泉农技站施用绿友肥料与化肥比较对棉花产量影响基肥追肥产量(斤/亩) 增产率(％)1.化肥(碳铵80斤/亩尿素40斤/亩 67.2磷肥50斤/亩)2.绿友100斤/亩＋1/3化肥同上 83.2 23.83.绿友200斤/亩＋1/2化肥同上 97.8 45.54.绿友300斤/亩同上 111.2 65.5

表3.北京市丰台区农科所施用绿友肥料于蔬菜增产效果统计表

黄瓜茄子大白菜萝卜肥料处理 A B A B A B A B绿友100公斤/亩 2055 35％ 1865 70.3％ 12793 19％ 7456 27.5％等价化肥(NP) 1780 17％ 1435 31％ 11793 9.7％ 6215 6.15％CK(空白对照) 1520 1095 10750 5855

*表中A是产量(斤/亩)，B是增产率。

Claims

(1)有机物60—94％，所述有机物是菌种剂、烘干灭菌后的动物粪便、毛皮、鳞片、骨粉、麦麸、米糠、生活垃圾、秸秆、玉米芯、风化煤、褐煤、草炭土和沼泽淤泥，

(2)矿物质6—40％，所述矿物质是蛭石、沸石、硅藻土、磷矿粉、钾矿粉、石灰石、稀土矿物质、硼酸、硫酸锌、包括钼酸铵、磷酸二氢钾和农用稀土的刺激剂。

2.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于所述复合肥中的有效活菌数大于2亿个/克。

3.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于有机物以所述复合肥总重量计的百分比为：

麦麸 10％

鸡粪 20％

豆饼 5％

草炭土 30％

4.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于矿物质以所述复合肥总重量计的百分比为：

磷矿粉 15—25％

蛭石 3—7％

沸石 2—5％

硫酸锌 0.1—0.3％

刺激剂 0.15—0.2％

5.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于所述矿物质中水溶性无机盐以所述复合肥总重量计的百分比不超过1.5％。

6.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于所述复合肥的pH为6.5—7.0。

7.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于所述复合肥中的含水量以所述复合肥总重量计的百分比为10—15％。