CN103964937A - 一种水稻专用茶粕有机肥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水稻专用茶粕有机肥，涉及生物有机肥技术领域；本发明茶粕有机肥是由茶粕、甘蔗渣、稻草、EM菌剂、菌种调节剂、平衡剂、海藻精制备而成，其制作步骤包括待发酵物料的混合、发酵、晾晒干燥、粉碎、混合、造粒等工序。本发明产品不仅具有改善土壤结构，增加土壤有益菌群、抗病杀虫等特性，还能有效降低稻田土壤及水稻重金属含量。
Description
技术领域
本技术属于有机肥技术领域，具体涉及一种水稻专用茶粕有机肥。
技术背景
我国是产粮大国，65％的居民以大米为主食，而近期“镉大米”事件的报道，无不敲响了国家粮食安全问题的警钟。随着人类社会的发展，工业废水、废气、废渣的无处理排放对土壤结构造成了极大的破坏，使土壤出现了肥力下降、板结、菌群结构改变等一系列问题，特别是重金属污染严重，从而导致水稻等粮食作物的重金属超标，严重危害了我国居民的饮食安全和健康。
传统化肥不含有机酸等有机质，不仅不能改善土壤结构、降低污染，还会在一定程度上导致土壤肥力下降、有益菌群死亡等不良后果。生物有机肥是指有机固体废物经生物发酵制备而成的有机肥料；能够调节土壤结构、增强土壤中空气通透性、提高土壤中微生物活性等作用，从而有效改善土壤板结、肥力下降等问题；同时在土壤中某些微生物的作用下可以产生肽脂类生物表面活性剂，可以有效降低土壤中重金属的污染。在合理选用肥料的基础上，利用土壤的淋洗技术，可改善稻田的土壤结构，修复重金属污染，从而降低水稻重金属含量。
茶粕是茶油加工的副产物之一，含有丰富的有机质，其中蛋白质15％，碳水化合物40％，粗纤维6％，还含有多种的酚类物质及氨基酸等，同时富含植物生长所需的Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等多种矿物元素，可作为有机肥原料加以开发利用。如专利号CN200910116860.0公开了一种含茶籽粕有机肥及其制备方法，该发明生产的茶粕有机肥肥劲足、肥效长，能充分满足作物对营养元素的需求，同时具有杀虫的作用；又如专利号CN200810143748.1公开了一种茶粕多抗有机肥的制备方法，采用山茶粕、啤酒渣、硫酸钾、钙镁磷肥、活性生物发酵剂、烟杆、载体及水等发酵制备而成，该发明生产的有机肥具有肥效稳长、抗倒伏、抗病虫害等特点。更重要的是，茶粕中还含有10％～15％的茶皂素，茶皂素是天然的葡糖苷化合物，由三萜皂甙、结构糖、结构酸组成，是一种天然的非离子型表面活性剂。茶皂素进入土壤后可以加速土壤中重金属的解析，与重金属形成络合物，随土壤淋洗液被淋出，因此茶皂素在一定程度上具有降低土壤中重金属的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种水稻专用茶粕有机肥，该肥具有改善土壤结构，增加土壤有益菌群、抗病杀虫等特性，并且能有效降低土壤和水稻的重金属含量。
针对上述目的本发明的生物有机肥是通过以下技术方案实现。
一种水稻专用茶粕有机肥，由茶粕、甘蔗渣、稻草、EM菌剂、菌种调节剂、平衡剂、海藻精制备而成，各物质按其重量份计的配比如下：
茶粕30～70份，甘蔗渣20～50份，稻草15～30份，EM菌剂0.01～0.5份，菌种调节剂0.01～3份，平衡剂5～20份，海藻精0.01～3份；
其制作步骤为：
(1)待发酵物料的混合：将茶粕、甘蔗渣、稻草置于发酵池中混合，调整水分含量为50％～70％；
(2)发酵：将步骤(1)的物料中加入EM菌剂，发酵至肥料腐熟，加入菌种调节剂与平衡剂，混合搅拌均匀；
(3)晾晒干燥：将发酵完成后的肥料进行自然晾晒干燥；
(4)粉碎：将步骤(3)的物料粉碎，使其粒径范围可过50～100目筛；
(5)混合：将步骤(4)的物料加入海藻精，混合均匀；
(6)造粒：将步骤(5)中混合均匀的物料进行造粒，包装后即得最终产品。
上述水稻专用茶粕有机肥中所述的菌种调节剂为枯草芽孢杆菌、丛植菌根菌、酵母菌、硫酸盐还原菌、放线菌、米根霉中的一种或几种等量混合物。
所述的平衡剂为过磷酸钙、磷酸铵、磷酸二氢钾、草木灰中的一种或几种等量混合物。
作为优选方案之一，所述的水稻专用茶粕有机肥各物料按重量份计的配比为：茶粕40～60份，甘蔗渣30～40份，稻草20～25份，EM菌剂0.1～0.4份，菌种调节剂0.5～2.5份，平衡剂10～15份，海藻精0.5～2.5份。
作为优选方案之二，所述的水稻专用茶粕有机肥各物料按重量份计的配比为：茶粕45～55份，甘蔗渣32～38份，稻草22～24份，EM菌剂0.2～0.3份，菌种调节剂1～2份，平衡剂12～3份，海藻精1～2份。
污染土壤的淋洗技术是修复污染土壤的一种新方法，采用淋洗剂淋洗土壤后使得土壤中污染物随淋洗剂流出，以达到修复污染土壤的目的。本发明以茶粕为基料，添加甘蔗渣、稻草等发酵制备生物有机肥。茶粕是源自深山的木本植物山茶树加工茶油的副产物。茶树在生长过程中不施农药化肥，所生产的的山茶果天然无污染、不含重金属。因此用茶粕加工的有机肥具有无污染、无重金属等特点。本发明添加甘蔗渣和稻草，增加了肥料的有机质含量，进一步增加了肥料的肥效，能够满足作物生长过程中对养分的总需求。本发明除添加EM菌剂进行肥料的生物发酵外，还添加了菌种调节剂。菌种调节剂包括了枯草芽孢杆菌、丛植菌根菌、酵母菌、硫酸盐还原菌、放线菌、米根霉中的一种或几种的等量混合物。该菌种调节剂中所含的菌种在生长过程中能够产生肽脂类物质，肽脂类物质是由微生物产生的生物类表面活性剂，在一定程度上提高了肥料对重金属的解析，缓解重金 属对植物的毒害作用，降低植物对重金属的吸收，提高了植物生理抗性。添加了包括过磷酸钙、磷酸铵、磷酸二氢钾、草木灰中的一种或几种在内的平衡剂，保证了整个肥料的N、P、K的平衡，同时在一定程度上也调节了肥料的酸碱度，更有利于肥料中的茶皂素等物质的溶出，保证了整个肥料的肥效和降低重金属的效果。
针对现有技术本发明具有以下优点：
1、降低重金属污染、改善土壤状态：本有机肥采用EM菌剂进行发酵，EM菌剂中包含乳酸菌、光合细菌、酵母菌等多种微生物。同时做为菌种的调节剂，提高作物耐性的同时也增加了肥料中整体的微生物种类和含量。较高含量的微生物结构可以达到松土保水、提高土壤肥力的作用。采用天然的茶粕为基料，茶粕中所含的茶皂素是一种天然的表面活性剂，它能够增加土壤中重金属的解析，在淋洗液的作用下使土壤中的重金属被淋出，使其含量降低。同时所采用菌种调节剂中的各种微生物生长过程中产生的肽脂类物质也是一种表面活性剂，在其作用下进一步增强了土壤中重金属的析出。因此本发明的生物有机肥能够显著改善土壤状态，降低土壤重金属污染。
2、增强作物生理抗性：本发明的生物有机肥使用后其中的菌种调节剂可以与植物的根部形成共生的作用，这些微生物从植物体内获得必要的碳水化合物及其他营养物质的同时向植物提供所需的某些营养物质和水分，促进了植物根部的生长，提高了其对土壤的耐受性。同时微生物分解产生的一些肽脂类、氨基酸类物质及一些酶类可以作为植物生长的调节剂。添加的海藻精中富含植物生长调节剂，在植物生长代谢过程中发挥重要作用，可促进细胞分裂、细胞壁构成、叶绿素合成，促进植物均衡营养生长，增强植物的吸水、保水能力和抗逆性并有效缓解药害等。因此本发明是一种真正能够提高作物生理抗性的生物有机肥料。
3、抗病防虫、经济高效：本发明采用茶粕中的茶皂素是一种天然的生物农药，对多种害虫具有拒食、捕杀的作用。因此采用本发明做基肥可有效杀灭田间卷心虫、蝼蛄等多种害虫，采用本发明做追肥还可以杀死植物生长过程中的其他害虫。本发明成本低廉效果好，便于工业化生产。采用EM菌剂发酵制备而成，有机质及腐殖酸含量较高，肥效高、起效快、肥效持久。
本发明的茶粕有机肥产品标准按照NY884-2012执行，产品各指标检测结果如说明书附图1所示。
附图说明
图1是本发明茶粕有机肥各指标检测结果图。
图2是盆栽水稻生长过程中的施肥情况图。
图3是实施例1盆栽水稻园艺产量指标图。
图4是实施例1盆栽水稻金属镉含量(n＝8)图。
图5是实施例2盆栽水稻相关园艺技术指标图。
图6是实施例2盆栽水稻金属镉含量图。
图7是实施例3盆栽水稻相关园艺技术指标图。
图8是实施例3盆栽水稻金属镉含量图。
图9是水稻相关品质指标图。
图10是水稻及土壤中重金属含量图。
图11是土壤中相关酶活性图。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但该实施方式不是对本发明的限制。
实施例1
茶粕30kg，甘蔗渣20kg，稻草15kg于发酵池中搅拌混合，适量添加水分，使得含水量为51.2％。称取EM菌剂0.01kg，溶于少量水中，加入含上述混合物料的发酵池中混合后进行池堆发酵至肥料腐熟。往腐熟后的肥料中加入枯草芽孢杆菌、丛植菌根菌、酵母菌等量混合物0.01kg做为菌种调节剂；培养1天后加入过磷酸钙5kg，将肥料进行晾晒干燥至水分含量为11.3％，将物料粉碎后可过60目筛，加入海藻精0.01kg混合均匀后，造粒包装即得最终产品。产品具有起效快、肥效长，抗病杀虫，提高作物抗性的特性，同时能够有效降低土壤及水稻中重金属含量，产品质量符合标准NY884-2012的要求。
效果试验
将实施例1生产的有机肥进行水稻的种植试验，以盆栽的方法进行水稻种植，具体种植方法与试验过程如下：
供试土壤的制备：供试土壤为棕壤土，采自湖南浏阳淳口镇106国道附近的稻田，选用0～20cm表层土，自然风干，剔除植物残体和石块，磨碎、过20目尼龙筛，备用。
模拟土壤重金属污染：根据《土壤环境质量标准》(GB15618-2008)中三级标准限值，称取一定量固体CdCl2添加到供试土壤中，充分混合均匀，加去离子水使土壤含水率达到最大持水量的60％左右，每天及时补充水分，保持土壤含水量，25℃条件下培养4周，模拟重金属镉污染土壤。
试验过程：
1.水稻种植：试验组共设有7组，每组设3个重复试验，7号为对照样品，不施用本有机肥，施用与1号样品等量N、P、K的化肥，其他所有操作与试验组相同。试验每组总肥施入量分别为5.5g/盆、7.0g/盆、8.5g/盆、10g/盆、11.5 g/盆、13g/盆。采用上述制备的土壤，每盆装入9kg供试土壤，于播种前15天施入实施例1制备的茶粕有机肥5.5g混合均匀，浇水灌溉，待水自然落干后播种水稻，每盆播入水稻种子20粒，水稻品种为湘晚籼12号。待种子出苗后，每盆定苗4株。
2.生长期施肥：生长期施肥情况如说明书附图2所示。
3.浇水管理：分蘖期浇水原则为浅水勤浇、适当晒田，每盆控制水量为1.5cm左右；穂期采用深水养胎的原则，每盆水量为3cm；结实期采用浅-干-湿间歇灌溉方式，每天观察水位，保持水位3cm左右，等其自然落干后再加水3cm，如此往复直至结实期完成。
4.病虫害防治：各水稻病虫害管理操作相同。
试验结果
水稻收获后检测水稻地上部分与地下部分重金属镉的含量，取各组试验的平均值做为最终试验结果，检测指标及结果如说明书附图3、说明书附图4所示。
由说明书附图3可知，使用本发明的有机肥后，水稻长势及千粒重等各项指标均优于对照组，但随着施肥量的增加，水稻长势等各指标并没有明显增加。由图4所示，使用本有机肥后，水稻根、茎叶、糙米、稻壳等部位的重金属含量与对照组相比均有明显的降低，说明本有机肥可以显著降低水稻吸收的重金属的含量，本发明中的茶皂素等物质可以加速土壤中重金属的解析，使得重金属随灌溉而流失，金属含量降低，最终导致水稻各部位重金属含量降低。
实施例2
茶粕45kg，甘蔗渣30kg，稻草20kg于发酵池中搅拌混合，适量添加水分，使得含水量为68.9％。称取EM菌剂0.25kg，溶于少量水中，加入含上述混合物料的发酵池中混合后进行池堆发酵至肥料腐熟。往腐熟后的肥料中加入枯草芽孢杆菌1.5kg做为菌种调节剂；培养1天后加入草木灰15kg，将肥料进行晾晒干燥至水分含量为13.0％，将物料粉碎后过60目筛，加入海藻精2.5kg混合均匀后，造粒包装即得最终产品。产品具有起效快、肥效长，抗病杀虫，提高作物抗性的特性，同时能够有效降低土壤及水稻中重金属含量，产品质量符合标准NY884-2012的要求。
效果试验
试验过程同实施例1，试验结果如说明书附图5、说明书附图6所示。
由说明书附图5可知，使用本发明的有机肥后，水稻长势及千粒重等各项指标均优于对照组，但随着施肥量的增加，水稻长势等各指标并没有明显增加。由说明书附图6所示，使用本有机肥后，水稻根、茎叶、糙米、稻壳等部位的重金属含量与对照组相比均有明显的降低，说明本有机肥可以显著降低水稻吸收的重 金属的含量，本发明中的茶皂素等物质可以加速土壤中重金属的解析，使得重金属随灌溉而流失，金属含量降低，最终导致水稻各部位重金属含量降低。
实施例3
茶粕70kg，甘蔗渣50kg，稻草30kg于发酵池中搅拌混合，适量添加水分，使得含水量为59.6％。称取EM菌剂0.5kg，溶于少量水中，加入含上述混合物料的发酵池中混合后进行池堆发酵至肥料腐熟。往腐熟后的肥料中加入枯草芽孢杆菌、硫酸盐还原菌、放线菌量混合物3kg做为菌种调节剂；培养1天后加入草木灰20kg，将肥料进行晾晒干燥至水分含量为13.2％，将物料粉碎后可60目筛，加入海藻精3kg混合均匀后，造粒包装即得最终产品。产品具有起效快、肥效长，抗病杀虫，提高作物抗性的特性，同时能够有效降低土壤及水稻中重金属含量，产品质量符合标准NY884-2012的要求。
效果试验
试验过程同实施例1，试验结果如说明书附图7、说明书附图8所示。
由说明书附图7可知，使用本发明的有机肥后，水稻长势及千粒重等各项指标均优于对照组，但随着施肥量的增加，水稻长势等各指标并没有明显增加。由说明书附图8所示，使用本有机肥后，水稻根、茎叶、糙米、稻壳等部位的重金属含量与对照组相比均有明显的降低，说明本有机肥可以显著降低水稻吸收的重金属的含量，本发明中的茶皂素等物质可以加速土壤中重金属的解析，使得重金属随灌溉而流失，金属含量降低，最终导致水稻各部位重金属含量降低。
实施例4
为进一步考察本发明有机肥对稻田及水稻重金属的影响，选取湖南浏阳淳口镇106国道附近的稻田作为试验田，污染主要来自含铅汽油的燃烧、汽车轮胎磨损产生的粉尘等，该地区重金属污染严重。水稻种植过程中使用本发明的生物有机肥做基肥和追肥，总使用量为45kg/亩，其中基肥20kg/亩，蘖肥10kg/亩，穗肥7.5kg/亩，粒肥7.5kg/亩，水稻生长过程中不使用化肥。在保持其他条件完全相同的条件下，以相同N含量的无机N肥做为对照试验。水稻成熟后测定水稻产量、千粒重、结实率、穗粒数等相关指标，同时检测土壤中脲酶活性、过氧化氢酶活性、金属镉含量，水稻根、茎叶、糙米、稻壳等处的重金属镉含量。试验结果如说明书附图9所示。
由说明书附图9可知，使用本发明的有机肥可以使得水稻结实率增加，水稻千粒重增大，果实饱满，亩产量升高。
由说明书附图10可知，使用本有机肥后水稻各个部位重金属镉含量均有显著降低，本发明的生物有机肥可以显著降低土壤中重金属含量，使得植物吸收量降低，对重金属污染土壤具有一定改善修复作用。
试验过程中采用靛酚蓝比色法测定土壤中的脲酶活性，酶活性以24h后1g土壤中所含的NH3-N的毫克数表示；高锰酸钾滴定法测定土壤中过氧化氢酶活性，以每克干土1h内消耗的0.02mol/L KMnO4的体积数表示。测定结果如说明书附图11所示。
由说明书附图11可知，施肥后土壤中脲酶及过氧化氢酶活性显著升高，说明施肥后土壤中有机质含量较高，土壤透气性好，对水稻的生长有较好的促进作用，同时在酶的作用下使得土壤中的重金属形态发生改变，使得重金属与表面活性剂的结合作用增加，在水分等的作用下更容易排出，从而进一步降低了土壤中重金属含量及作物吸收的重金属的量。
Claims (5)
1.一种水稻专用茶粕有机肥，其特征在于该有机肥由茶粕、甘蔗渣、稻草、EM菌剂、菌种调节剂、平衡剂、海藻精制备而成，各物质按其重量份计的配比如下：
茶粕30-70份，甘蔗渣20-50份，稻草15-30份，EM菌剂0.01-0.5份，菌种调节剂0.01-3份，平衡剂5-20份，海藻精0.01-3份；
其制作步骤为：
(1)待发酵物料的混合：将茶粕、甘蔗渣、稻草置于发酵池中混合，调整水分含量为50%-70%；
(2)发酵：将步骤（1）的物料中加入EM菌剂，发酵至肥料腐熟；加入菌种调节剂与平衡剂，混合搅拌均匀；
(3)晾晒干燥：将发酵完成后的肥料进行自然晾晒干燥；
(4)粉碎：将步骤（3）的物料粉碎，使其粒径范围可过50~100目筛；
(5)混合：将步骤（4）的物料加入海藻精，混合均匀；
(6)造粒：将步骤（5）中混合均匀的物料进行造粒，包装后即得最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种水稻专用茶粕有机肥，其特征在于所述的菌种调节剂为枯草芽孢杆菌、丛植菌根菌、酵母菌、硫酸盐还原菌、放线菌、米根霉中的一种或几种等量混合物。
3.根据权利要求1所述的一种水稻专用茶粕有机肥，其特征在于所述的平衡剂为过磷酸钙、磷酸铵、磷酸二氢钾、草木灰中的一种或几种等量混合物。
4.根据权利要求1所述的一种水稻专用茶粕有机肥，其特征在于各物料按重量份计的配比如下：
茶粕40-60份，甘蔗渣30-40份，稻草20-25份，EM菌剂0.1-0.4份，菌种调节剂0.5-2.5份，平衡剂10-15份，海藻精0.5-2.5份。
5.根据权利要求1所述的一种水稻专用茶粕有机肥，其特征在于各物料按重量份计的配比如下：
茶粕45-55份，甘蔗渣32-38份，稻草22-24份，EM菌剂0.2-0.3份，菌种调节剂1-2份，平衡剂12-13份，海藻精1-2份。
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