CN104876675A - 一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥及制备方法，它将芽孢杆菌菌种接种、发酵得到芽孢杆菌菌液与凹凸棒石制成凹凸棒石-生物菌复合菌剂，再将羊粪、鸡粪、炸油渣、腐植酸、水、尿素和凹凸棒石-生物菌复合菌剂发酵后加入磷矿粉、亚硒酸钠和硼酸钠搅拌、烘干、粉碎或造粒制成产品，该产品具有活性高、肥效高、能改良土壤、增产增收、提高植物的品质和抗病性及无化学残留的优点及效果。

Description

一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥，属生物复合有机肥领域。

本发明还涉及该有机肥的制备方法。

背景技术

化肥的大量使用不但造成土壤肥力下降，环境污染，而且在农作物中的残留严重影响产品质量。因此发展有机肥是发展农业可持续发展的必由之路。微生物是自然界物质循环的主要推动者，在土壤中营养的转化、活化起重要作用。所以生物有机肥能大大提高肥料的转化利用，减少肥料挥发、流失等损失。

生物有机肥的主要成分为有机质和有效微生物，而其中微生物的数量及活性是生物有机肥质量的重要保证。目前的生物有机肥中的有益菌大都按一定比例直接添加进去，很少关注菌在复混后的活力保存情况。正是由于这种直接添加微生物菌剂后，产品中不能保证菌的合适的生活环境，造成在产品的贮存期间菌死亡或活性降低，从而影响产品的保存期及肥效。

凹凸棒石是一种多孔性链层状含水富镁铝硅酸盐矿物，含有多种微量元素，可以作为离子型微量元素矿物肥料。其多孔晶体结构可以改良土壤的物理性质，如增加水分的通透性能，改良土壤酸碱度，还可以作为微生物吸附及发育的良好场所。目前虽然将凹凸棒石作为无机肥料缓释剂或复合肥的添加剂使用，但未有以其作为微生物吸附繁殖载体来生产有机肥的报道。

发明内容

本发明的目正是为了克服现有技术存在的缺点与不足而利用凹凸棒石粉作为微生物的载体的性能，增加有效菌的数量并延长存活时间

的一种以凹凸棒石为微生物载体的有机复合菌肥，从而不仅提高肥效，也改良土壤，保证菌的合适的生活环境，减少在产品的贮存期间菌死亡或活性降低的问题。

本发明还提供该有机复合菌肥的制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥，它由下述重量配比的原料组成：

羊粪35～45份、鸡粪5～15份、炸油渣30～40份、腐植酸5～10份、水50～60份、尿素1～2份、凹凸棒石-生物菌复合菌剂10～20份（湿重）、磷矿粉1～2份，亚硒酸钠0.01～0.02份和硼酸钠0.05～0.1份，

所述凹凸棒石-生物菌复合菌剂，为芽孢杆菌菌种按常规方法接种在LB培养基，或牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种量为体积比1～3%，发酵温度28～32℃，发酵48小时得到浓度达到10⁸cfu/ml～10⁹cfu/ml的芽孢杆菌菌液与凹凸棒石粉为载体的凹凸棒石-生物菌复合菌剂，其用量为湿重。

以凹凸棒石为微生物载体的有机肥的制备方法，它按下述步骤进行：

（a）将芽孢杆菌菌种按常规培养方法接种在LB培养基，或牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种量为体积比1～3%，发酵温度28～32℃，发酵48小时得到浓度达到10⁸cfu/ml～10⁹cfu/ml的芽孢杆菌菌液；

（b）将凹凸棒石干燥后粉碎至200目的粉料加水呈湿料，凹凸棒石与水的重量比为4～5：2～3，再将（a）项芽孢杆菌菌液加入加水的湿料中，芽孢杆菌菌液体积（L）与加水的湿料的湿重（kg）即L/kg配比为1～2：6～8，搅拌后在28～30^oC培养48～72小时，得到凹凸棒石-生物菌复合菌剂；

（c）取羊粪35～45份（重量，下同）、鸡粪5～15份、炸油渣30～40份、腐植酸5～10份、水50～60份、尿素1～2份用少许水溶解后再加入（b）项的制备的凹凸棒石-生物菌复合菌剂10～20份（湿重），混匀后在28～35℃温度下发酵5～7天发酵，发酵后加入磷矿粉1～2份、亚硒酸钠0.01～0.02份和硼酸钠0.05～0.1份，搅拌均匀；

（d）最后烘干后粉碎或造粒制成产品。

所述芽孢杆菌(Bacillus sp.- zj)，分离自羊粪发酵物，具有快速腐熟秸秆及羊粪的能力，腐解过程能产生柠檬酸等小分子有机酸。本申请人新疆友合生物科技有限公司保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC）保藏单位地址、邮编：100101、北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号：CGMCC No. 10604，保存时间：2015年03月11日。

本发明采用的凹凸棒石，又称坡缕石（Palygorskite）或坡缕缟石，据统计世界探明储量约14亿吨。凹凸棒石是指凹凸棒石粘土，为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。并具有一定的可塑性及粘结力，具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，颜色呈白色，灰白色，青灰色，灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。

由于凹凸棒石独特的晶体结构，使之具有许多特殊的物化及工艺性能。主要物化性能和工艺性能有：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性，大的比表面积（9.6～36m2/g）以及胶质价和膨胀容。这些物化性能与蒙脱石相似。

凹凸棒石粘土具有阳离子可交换性，可交换钙离子量为7.5～12.5mmol/100g，可交换镁离子量2.5～7.5mmol/100g。经活化处理后，可交换阳离子量明显提高。由于凹凸棒石粘土具有的特殊的物理化学性质和工艺性能，使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。国内目前用量最大的是涂料、钻井泥浆、食用油脱色。

本发明利用凹凸棒石的多孔性链层状含水富镁铝硅酸盐矿物，含有多种微量元素，可以作为离子型微量元素矿物肥料。其多孔晶体结构可以改良土壤的物理性质，如增加水分的通透性能，改良土壤酸碱度，还可以作为微生物吸附及发育的良好场所。

选用羊粪、鸡粪、炸油渣含有大量的有机质，经细菌腐熟后可提高其活性；腐植酸是土壤腐殖质的有效成分，可调理土壤性质并提高养分利用，经细菌作用后可生成小分子的黄腐酸等，可刺激植物生长并提高植物抗逆性；炸油渣可提供微生物生长所需的碳、氮源，同时经微生物分解后的产物也增加有机肥的肥效；尿素可提供微生物生长所需的速效氮源还可促进腐植酸的活化；磷矿粉可提供植物生长所需的磷源，在细菌作用下能得到活化。亚硒酸钠和硼酸钠提供微量元毒素。

本发明有机肥在新疆种植的水果树进行施肥，不仅增加了产量而且增加水分的通透性能，改良土壤酸碱度，还可以作为微生物吸附及发育的良好场所，施肥三天后，检测生物活性提高10倍以上，产品的贮存期间菌死亡降低而活性提高，提高产品的保存期及肥效，水果品质也明显提高。

本发明的技术与己有技术相比具有如下优点及效果：

（a） 本发明是利用凹凸棒石的晶体结构及所含的大量微量元

素，达到对芽孢杆菌的吸附及促进发育作用，通过细菌腐熟羊粪、鸡粪、炸油渣等有机物质，降解活化腐植酸、磷矿粉生产高活性有机肥；

（b） 本发明选用的芽孢杆菌（Bacillus  sp. -ZJ）具有快速腐熟有机物，降解腐植酸成小分子物质的能力，可生产小分子活性物质，提高有机肥的肥效，生成的小分子酸还可以活化磷矿粉为植物提供有效磷，便于植物吸收利用，增产增收并可改良土壤，同时，在其生长过程中会产生大量的生物酶及植物益生物质，可促进植物生长并提高植物的抗病性；

（c）该肥料既能改进生物菌-芽孢杆菌的数量和活性，又可大大提高肥效。而且具有原料来源广泛、生产方法简单、产品生物活性高、供给植物充足全面的营养等特点，该有机肥使果树生长健壮，抗逆、抗病性增强，可提高核桃树的坐果率增产增收，而且具有无化学残留。

本发明的有机肥按照农业部标准—《有机肥料》NY 525-2002标准执行且主要技术指标略高于标准。

肥料的质量指标分外观、技术指标、重金属指标和卫生指标：

1、外观：有机肥料为褐色或黑褐色，粉状或粒状，无机械杂质，无恶臭；

2、技术指标：

有机质含量（以干基计，%）                       ≥30

总养分含量（氮+五氧化二磷+氧化钾，以干基计，%） ≥5

水分含量（游离水，%）                           ≤12

pH    7.0-8.0      

3、重金属指标：重金属含量应符合GB8172-87的要求；

4、卫生指标：蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标应符合GB8172-87的要求。

本发明的有机肥的主要技术指标：

1、外观：黑褐色，圆颗粒，无恶臭，略有发酵味道；

2、技术指标：总养分6.2-6.5，有机质35-40%，含水量9-12%，pH  6.7-7.0；

3、重金属指标：检测结果为不含重金属；

4、卫生指标：检测结果为蛔虫卵死亡率和大肠杆菌符合标准。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

首先从羊粪发酵物分离芽孢杆菌(Bacillus sp.- zj)，将芽孢杆菌菌种按常规方法接种在LB培养基，接种量为体积比1%，发酵温度28℃，发酵48小时得到浓度达到10⁸cfu/ml的芽孢杆菌菌液，将凹凸棒石干燥后粉碎至200目的粉料4kg加水2kg呈湿料，再将制备的芽孢杆菌菌液1L加入加水的凹凸棒石6kg湿料，芽孢杆搅拌后在28^oC培养72小时，得到凹凸棒石-生物菌复合菌剂，取羊粪35kg、鸡粪15kg、炸油渣30kg、腐植酸10kg、水50kg、尿素2kg用水溶解后再加入按上述方法制备的凹凸棒石-生物菌复合菌剂湿重10kg，混匀后在28℃温度下发酵7天发酵，发酵后加入磷矿粉1kg、亚硒酸钠0.01kg和硼酸钠0.1kg，搅拌均匀，最后烘干后粉碎制成产品。

实施例2

首先从羊粪发酵物分离芽孢杆菌(Bacillus sp.- zj)，将芽孢杆菌菌种按常规方法接种在牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种量为体积比3%，发酵温度30℃，发酵48小时得到浓度达到10⁹cfu/ml的芽孢杆菌菌液与凹凸棒石粉为载体的凹凸棒石-生物菌复合菌剂，将凹凸棒石干燥后粉碎至200目的粉料4.5kg加水2.5kg呈湿料，再将制备的芽孢杆菌菌液1.5L加入加水的凹凸棒石7kg湿料，芽孢杆搅拌后在28^oC培养60小时，得到凹凸棒石-生物菌复合菌剂，取羊粪40kg、鸡粪10kg、炸油渣35kg、腐植酸8kg、水55kg、尿素1.5kg用水溶解后再加入按上述方法制备的凹凸棒石-生物菌复合菌剂湿重15kg，混匀后在30℃温度下发酵6天发酵，发酵后加入磷矿粉1.5kg、亚硒酸钠0.015kg和硼酸钠0.08kg，搅拌均匀，最后烘干后造粒制成产品。

实施例3

首先从羊粪发酵物分离芽孢杆菌(Bacillus sp.- zj)，将芽孢杆菌菌种按常规方法接种在LB培养基，接种量为体积比2%，发酵温度32℃，发酵48小时得到浓度达到10⁹cfu/ml的芽孢杆菌菌液与凹凸棒石干燥后粉碎至200目的粉料5kg加水3.0kg呈湿料，再将制备的芽孢杆菌菌液2.0L加入加水的凹凸棒石8kg湿料，搅拌后在35^oC培养48小时，得到凹凸棒石-生物菌复合菌剂，取羊粪45kg、鸡粪5kg、炸油渣40kg、腐植酸5kg、水60kg、尿素1.0kg用水溶解后再加入按上述方法制备的凹凸棒石-生物菌复合菌剂湿重20kg，混匀后在35℃温度下发酵5天发酵，发酵后加入磷矿粉2.0kg、亚硒酸钠0.02kg和硼酸钠0.05kg，搅拌均匀，最后烘干后粉碎制成产品。

Claims (2)

1. 一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥，其特征在于它由下述重量配比的原料组成：

羊粪35～45份、鸡粪5～15份、炸油渣30～40份、腐植酸5～10份、水50～60份、尿素1～2份、凹凸棒石-生物菌复合菌剂10～20份（湿重）、磷矿粉1～2份，亚硒酸钠0.01～0.02份和硼酸钠0.05～0.1份，

所述凹凸棒石-生物菌复合菌剂，为芽孢杆菌菌种按常规方法接种在LB培养基，或牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种量为体积比1～3%，发酵温度28～32℃，发酵48小时得到浓度达到10⁸cfu/ml～10⁹cfu/ml的芽孢杆菌菌液与凹凸棒石粉为载体的凹凸棒石-生物菌复合菌剂，其用量为湿重。

2.一种以凹凸棒石为微生物载体的有机肥的制备方法，其特征在于它按下述步骤进行：

（a）将芽孢杆菌菌种按常规培养方法接种在LB培养基，或牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种量为体积比1～3%，发酵温度28～32℃，发酵48小时得到浓度达到10⁸cfu/ml～10⁹cfu/ml的芽孢杆菌菌液；

（b）将凹凸棒石干燥后粉碎至200目的粉料加水呈湿料，凹凸棒石与水的重量比为4～5：2～3，再将（a）项芽孢杆菌菌液加入加水的湿料中，芽孢杆菌菌液体积（L）与加水的湿料的湿重（kg）即L/kg配比为1～2：6～8，搅拌后在28～30^oC培养48～72小时，得到凹凸棒石-生物菌复合菌剂；

（c）取羊粪35～45份（重量，下同）、鸡粪5～15份、炸油渣30～40份、腐植酸5～10份、水50～60份、尿素1～2份用少许水溶解后再加入（b）项的制备的凹凸棒石-生物菌复合菌剂10～20份（湿重），混匀后在28～35℃温度下发酵5～7天发酵，发酵后加入磷矿粉1～2份、亚硒酸钠0.01～0.02份和硼酸钠0.05～0.1份，搅拌均匀；

（d）最后烘干后粉碎或造粒制成产品。