CN105036918A

CN105036918A - 一种多元生物有机肥及其制备方法

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Publication number: CN105036918A
Application number: CN201510427312.5A
Authority: CN
Inventors: 谭石勇; 谭武贵; 吕华林; 余佳玲; 周亮
Original assignee: HUNAN TAIGU BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: HUNAN TAIGU BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明提供了一种多元生物有机肥，所述多元生物有机肥的原料包括：磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵、和有机肥；其中所述有机肥是将腐熟猪粪堆肥、菜粕堆肥和解淀粉芽孢杆菌菌株混合后进行固体发酵获得的。本发明还提供了所述多元生物有机肥的制备方法和应用。本发明所提供的多元生物有机肥中总养分可达10％以上，肥料满足6个月储存期内活性微生物菌株的数量高于2×10⁷CFU/g肥料干重，田间肥效验证显著该新型肥料效果很好，此生产工艺大大降低了复合微生物肥料的生产成本，工艺简单，肥效显著，可大面积推广使用。

Description

一种多元生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，具体涉及一种多元生物有机肥及其制备方法。

背景技术

我国目前每年消耗近6000万吨养分资源的化肥，占世界化肥总消耗量30％左右，化学氮肥利用率仅30％，损失率高达60％，大大消耗用于化肥生产的不可再生资源。在我国由于长期过量施用化肥，并且施肥缺乏科学性，尤其是化学氮肥；而有机肥因其见效慢，施用量及施用面积严重不足；生物有机肥中的高效微生物菌株资源缺乏，且微生物资源一般具有区域适应性，应用区域受限等肥料施用特点和习惯，导致我国土壤结构遭到严重破坏，地力严重受损，有机质含量急剧下降，土壤微生物群落结构严重失衡等一系列问题，使得我国农产品产量和质量无法进一步提升，甚至出现品质和产量下降的现象，化学肥料利用率呈现逐年降低趋势，农民施用肥料成本逐年升高。因此，研制开发出能够集化肥速效、有机肥长效和生物肥增效为一体的新型肥料生产技术是现代肥料产业中的发展趋势，是突破现有肥料类型功能单一的最佳途径之一。

多元生物有机肥，集无机养分的速效功能，有机质培肥土壤，改良土壤，提升地力的特点和高效微生物菌株资源活化土壤、转化土壤养分的功能为一体的新型肥料，该新型肥料中的无机速效养分能够快速提供土壤中氮素、可溶性磷、可溶性钾的速效养分，为作物的前期生长提供充足养分；有机质组分可以改善土壤结构，提升地力，缓控提供充足养分；特定的高效微生物菌株资源不仅可以将农业有机固体废弃物进行无害化资源利用，使得农业废弃物得到充分利用，改善和净化环境，还可以增加土壤中有益微生物的菌群和数量。对增强作物的抗病和抗旱能力；提高作物产量，改善作物品种，增加农民经济收入都有着积极的作用。因此，可以预测多元生物有机肥将引领未来肥料产业发展，对农业生产产生巨大的促进和推动作用，为我国粮食生产安全，提升耕地质量提供保障。

目前，市场上的多元生物有机肥的类型较多，但标准不统一，且存在生产成本高、微生物存活率低等缺点。因此有必要开发一种生产成本低、微生物存活率高且含有一定速效养分的多元生物有机肥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的多元生物有机肥中存在的上述缺陷，提供一种生产成本低、微生物存活率高、促进作物生长效果好的新型多元生物有机肥。

为此，本发明提供了一种多元生物有机肥，其中，所述多元生物有机肥的原料包括：磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵、和有机肥；

其中所述有机肥是将包括腐熟猪粪堆肥、菜粕堆肥和解淀粉芽孢杆菌菌株的各原料混合后进行固体发酵获得的。

根据本发明所述的多元生物有机肥，其中，所述解淀粉芽孢杆菌菌株为保藏号为CGMCCNO.8547的解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquifaciens)T-5。

可选的，所述解淀粉芽孢杆菌菌株是以解淀粉芽孢杆菌发酵液的形式与腐熟猪粪堆肥和菜粕堆肥混合的，其中，每毫升所述发酵液中含有的活性菌和芽孢的总量≥1×10⁹CFU。

其中，当所述解淀粉芽孢杆菌菌株为T-5时，可以按照以下方式制备发酵液：将菌株T-5接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：培养温度范围28-37℃，搅拌速度为170-190转/分钟，发酵中后期形成芽孢，使得发酵液中含活性菌和芽孢的总量≥1×10⁹CFU/mL。

可选的，相对于以干重计为100g的所述腐熟猪粪堆肥，以干重计的菜粕堆肥的用量为18-25g；每吨有机肥中解淀粉芽孢杆菌发酵液的添加量为50-70L。

在本发明中，对于所述腐熟猪粪堆肥的种类没有特别的限制，可以为按照本领域常规的猪粪堆肥生产工艺制备获得的腐熟猪粪堆肥，例如可以按照文献(李季,彭生平.堆肥工程实用手册[M].北京：化学工业出版社,2005.)中所给出的方法制备获得腐熟猪粪堆肥。

在本发明中，对于所述菜粕堆肥的种类没有特别的限制，可以为按照本领域常规的菜粕堆肥生产工艺制备获得的菜粕堆肥，例如可以按照文献(任小利,王丽萍,徐大兵,王秋君,杨兴明,沈其荣,黄启为.菜粕堆肥与无机肥配施对烤烟产量和品质以及土壤微生物的影响[J].南京农业大学学报,2012,02:92-98.)中所给出的方法制备获得菜粕堆肥。

可选的，相对于以干重计为100g的所述多元生物有机肥，硫酸铵的添加量为8-15g，磷酸一铵的添加量为7-11g，硫酸钾的添加量为6-11g，以干重计有机肥的添加量为70-80g。

可选的，在固体发酵结束后，所述有机肥中有机质含量≥45％，总氮磷钾养分≥5％，含水量≤30％，pH值为6.5-8.0。

可选的，所述多元生物有机肥保存180天后有效功能活菌数≥2×10⁷CFU/g肥料干重，全氮含量≥5％，全磷含量≥5％，全钾含量≥5％，总氮磷钾养分≥15％，有机质含量≥35％，含水量≤30％。

本发明还提供了所述多元生物有机肥的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)将解淀粉芽孢杆菌接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：培养温度范围28-37℃，搅拌速度为170-190转/分钟，发酵中后期形成芽孢，使得每毫升所述发酵液中含有的活性菌和芽孢的总量≥1×10⁹CFU；

2)将腐熟猪粪堆肥与菜粕堆肥进行均匀混合获得固体有机物料；

3)将步骤1)制备的解淀粉芽孢杆菌发酵液接种入所述固体有机物料，每吨固体有机物料中加入解淀粉芽孢杆菌发酵液50-70L，固体发酵过程中每天翻堆1-2次，使得固体发酵温度不超过60℃，发酵6-8天后结束，解淀粉芽孢杆菌的含量可达到6×10⁸CFU/g肥料干重以上，最后在温度不超过60℃的条件下将有机肥的含水量蒸发至30％以下，粉碎，过80目筛；有机肥中有机质含量≥45％，有机氮含量为1.5％-3％；

4)将磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵粉碎，过18-50目筛后与所述有机肥混合均匀获得多元生物有机肥。

本发明还提供了所述多元生物有机肥在促进农作物生长和增产中的应用。

可选的，所述应用为促进番茄、辣椒或上海青生长和增产。

本发明所提供的多元生物有机肥与目前市场上的产品相比具有以下特点和优点：

A)本发明以腐熟后的猪粪堆肥、有机肥和菜粕堆肥作为复合原料，二次固体发酵过程中添加根际有益微生物菌BacillusamyloliquifaciensT-5，研制出促生效果很好的生物有机肥，粉碎后添加一定的无机化肥(硫酸铵，磷酸一铵和硫酸钾)使其总养分达到10％-15％，该配方及工艺能够大幅度降低多元生物有机肥的生产成本，工艺流程简单。多元生物有机肥是一种“高效、安全、环保型”肥料。该肥料能够将生物肥、无机肥、有机肥三种肥料的特点结合起来，使得生物肥的增效、促效作用与有机肥的换效、长效作用和无机肥的速效作用相结合，急缓相济，养分全面。既保证了作物生长不可缺少的营养成分，又改土、促生、抗病、改善生态环境，对生产优质农产品，减轻环境污染有很大作用。

B)多元生物有机肥中微生物的存活是个重要的问题，本专利施用的根际有益菌BacillusamyloliquifaciensT-5耐盐性好，生命力强，且它具有抗番茄青枯病，多种真菌性病害的能力，具有广谱促生的功效，直接与一定量的无机化肥混合，风干后储存180天后满足有效活菌数≥2×10⁷CFU/g肥料干重。

C)多元生物有机肥中丰富的氨基酸资源能够促进作物生长，肥料集微生物独特的生理调节功能，无机化肥的高效性和有机肥的长效性于一体，达到养分结合和农业可持续发展的目的。试验结果表明，在蔬菜苗期上施用本品后，能显著促进作物的生长，增产效果极显著。

附图说明

图1为本发明的多元生物有机肥；

图2为多元生物有机肥存放期活菌数变化。

生物材料保藏信息：

T-5，分类命名为解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquifaciens，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码：100101，保藏日期为2013年12月06日，保藏号为CGMCCNo.8547。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。

实施例1

1、腐熟猪粪普通肥和菜粕堆肥来源：合格的猪粪有机肥(长沙绿丰源生物有机肥料有限公司“沃尔沃”牌)和菜粕堆肥(重庆市渝烟有机类肥料有限公司)产品由市场购买获得。

2、功能菌菌剂的生产：将保藏号为CGMCCNO.8547的根际促生解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquifaciens)T-5接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：培养温度范围28-37℃，搅拌速度为180转/分钟，发酵中后期形成芽孢，使得发酵液中含活性菌和芽孢的总量≥1×10⁹CFU/mL；所用PDA培养液配置方法为，用200g土豆削皮后切成小块放入到500mL水中，加热煮沸30min，经过滤后滤液中加入20g蔗糖，定容至1000mL，pH值调至7.0-7.6，115℃灭菌30min。

3、固体发酵生产生物有机肥：将1000kg腐熟猪粪堆肥、200kg菜粕堆肥进行混合均匀，将促生菌T-5接入混合堆，每吨固体有机物料中加入解淀粉芽孢杆菌发酵液60L，固体发酵过程中每天翻堆1-2次，使得固体发酵温度不超过60℃，发酵一周左右后结束。

发酵结束后有机肥中解淀粉芽孢杆菌T-5的数量达到6×10⁸CFU/g肥料干重以上，有机质质量比含量≥45％，含水量质量≤25％，为全氮含量1.5％-3％。总氮磷钾养分≥5％。

4、配比无机养分(硫酸铵、硫酸钾、磷酸一铵)生产多元生物有机肥。

利用有机肥标准(NY525-2012)提供的方法测定有机肥中总氮磷钾养分含量，结果见表1。将有机肥风干粉碎过18-50目筛获得干重为1000kg的有机肥，将有机肥与粉碎的无机养分(过80目筛)混合均匀得混合肥料，无机养分为：硫酸铵133kg，磷酸一铵107kg，硫酸钾107kg，复混肥料总养分为15％。该复混肥料经混匀、粉碎、过筛、包装即为成品“多元生物有机肥”(如图1所示)。

将制备获得的多元生物有机肥在常温、阴凉、干燥的条件下避光保存180天，检测存放期多元生物有机肥中有效功能活菌数变化情况(解淀粉芽孢杆菌T-5活菌数变化)，结果参见图2。

,表1有机肥原料和多元生物有机肥料养分

样品	N(％)	P₂O₅(％)	K₂O(％)	总养分(％)
					有机肥	2.38	1.53	1.2	5.11
多元生物有机肥料	5.17	5.11	5.07	15.34

实施例2温室大棚试验

1、多元生物有机肥在番茄上的应用效果

共设置3个处理，其中对照处理3个，处理添加本发明研制的“多元生物有机肥”(TR)追肥施适量化肥，对照为不施肥(CK1)和添加常规用量的化肥(CK2，尿素：湖南宜化化工有限责任公司，资江牌；复合肥料：湖北中孚化工集团有限公司，心中福牌。均按照厂家建议的用量施用。)，试验品种为湘番茄3号，除不施肥对照外，其他处理养分调整为一致。每个处理3个小区，每个小区面积16平方米，连沟畦宽1.2m，行距50cm，株距50cm，每小区52株，每个小区施用4kg(干重)“多元生物有机肥”，常规管理。定期测定番茄生长指数。不同处理对番茄生物学性状和产量结构的影响如表2所示，施用了多元生物有机肥的处理(TR)中番茄植株的株高、茎粗、VC含量和糖酸比均要高于化肥对照(CK2)和不施肥处理(CK1)。且TR处理拥有最大的单果重和产量，随后为CK2和CK1。理论亩产值方面，TR处理的亩产值达到5398.5kg，要高于对照处理CK1的亩产4310.5kg和对照处理CK2的4702.4kg。施用多元生物有机肥的TR处理相比CK1处理增产1088.1kg，相比增产幅度达25.2％；相比CK2处理增产696.1kg，相比增产幅度达14.8％。试验结果表明多元生物有机肥的应用可以显著提高作物的生物学性状与产量结构。

表2不同处理对番茄生物学性状与产量结构的影响

2、多元生物有机肥在上海青上的应用效果

共设置3个处理，其中对照处理3个，处理添加本发明研制的“多元生物有机肥”(TR)追肥施适量化肥，对照为不施肥(CK1)和添加常规用量的化肥(CK2)，试验品种为“夏帝”，除不施肥对照外，其他处理养分调整为一致。每个处理3个小区，每个小区面积为56平方米，宽1.6m，长35m，播种量为34g，每个小区施用10kg(干重)“多元生物有机肥”，常规管理。定期测定上海青生长指数。不同处理对上海青生物学性状和产量结构的影响如表3所示。施用了多元生物有机肥的处理(TR)中上海青的株高、单株叶片数、根长、VC含量均要高于化肥对照(CK2)和不施肥处理(CK1)。且TR处理拥有最高的产量，随后为CK2和CK1。理论亩产值方面，TR处理的亩产值达到1470.1kg，要高于对照处理CK1的亩产1163.2kg和对照处理CK2的1278.5kg。施用多元生物有机肥的TR处理相比CK1处理增产306.9kg，相比增产幅度达26.4％；相比CK2处理增产191.6kg，相比增产幅度达15.0％。试验结果表明多元生物有机肥可以显著提高作物的生物学性状与产量结构。

表3不同处理对上海青生物学性状与产量结构的影响

3、多元生物有机肥在辣椒上的应用效果

共设置3个处理，其中对照处理3个，处理添加本发明研制的“多元生物有机肥”(TR)追肥施适量化肥，对照为不施肥(CK1)和添加常规用量的化肥(CK2)，试验品种为“湘研十三号”，除不施肥对照外，其他处理养分调整为一致。每个处理3个小区，每个小区面积为42平方米，畦宽1.4m，长30m，行距50cm，株距40cm，每小区150株，每个小区施用8kg(干重)“多元生物有机肥”，常规管理。定期测定上海青生长指数。不同处理对辣椒生物学性状和产量结构的影响如表4所示。施用了多元生物有机肥的处理(TR)中辣椒的株高、单果长、单果重、VC含量均要高于化肥对照(CK2)和不施肥处理(CK1)。且TR处理拥有最高的产量，随后为CK2和CK1。理论亩产值方面，TR处理的亩产值达到946.7kg，要高于对照处理CK1的亩产780.1kg和对照处理CK2的823.8kg。施用多元生物有机肥的TR处理相比CK1处理增产166.6kg，相比增产幅度达21.4％；相比CK2处理增产122.9kg，相比增产幅度达14.9％。试验结果表明多元生物有机肥的应用可以显著提高作物的生物学性状与产量结构。

表4不同处理对辣椒生物学性状和产量结构的影响

温室大棚试验结果整体表明，本发明的多元生物有机肥的施用能够有效改善设施番茄、上海青和辣椒的生物学性状，增加作物产量，表明本专利产品集化肥的速效、有机肥的缓效和长效及功能微生物的增效为一体。因此，本专利研发的多元生物有机肥配方和工艺具有很强的实用性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种多元生物有机肥，其特征在于，所述多元生物有机肥的原料包括：磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵、和有机肥；

2.根据权利要求1所述的多元生物有机肥，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌菌株为保藏号为CGMCCNO.8547的解淀粉芽孢杆菌（Bacillusamyloliquifaciens）T-5。

3.根据权利要求1或2所述的多元生物有机肥，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌菌株是以解淀粉芽孢杆菌发酵液的形式与腐熟猪粪堆肥和菜粕堆肥混合的，其中，每毫升所述发酵液中含有的活性菌和芽孢的总量≥1×10⁹CFU。

4.根据权利要求3所述的多元生物有机肥，其特征在于，相对于以干重计为100g的所述腐熟猪粪堆肥，以干重计的菜粕堆肥的用量为18-25g；每吨有机肥中解淀粉芽孢杆菌发酵液的添加量为50-70L。

5.根据权利要求4所述的多元生物有机肥，其特征在于，相对于以干重计为100g的所述多元生物有机肥，硫酸铵的添加量为8-15g，磷酸一铵的添加量为7-11g，硫酸钾的添加量为6-11g，以干重计有机肥的添加量为70-80g。

6.根据权利要求4或5所述的多元生物有机肥，其特征在于，在固体发酵结束后，所述有机肥中有机质含量≥45%，总氮磷钾养分≥5%，含水量≤30%，pH值为6.5-8.0。

7.根据权利要求1或6所述的多元生物有机肥，其特征在于，所述多元生物有机肥保存180天后有效功能活菌数≥2×10⁷CFU/g肥料干重，全氮含量≥5%，全磷含量≥5%，全钾含量≥5%，总氮磷钾养分≥15%，有机质含量≥35%，含水量≤30%。

8.权利要求1-7中任意一项所述的多元生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将解淀粉芽孢杆菌接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：培养温度范围28-37℃，搅拌速度为170-190转/分钟，发酵中后期形成芽孢，使得每毫升所述发酵液中含有的活性菌和芽孢的总量≥1×10⁹CFU；

2）将腐熟猪粪堆肥与菜粕堆肥进行均匀混合获得固体有机物料；

3）将步骤1）制备的解淀粉芽孢杆菌发酵液接种入所述固体有机物料，每吨固体有机物料中加入解淀粉芽孢杆菌发酵液50-70L，固体发酵过程中每天翻堆1-2次，使得固体发酵温度不超过60℃，发酵6-8天后结束，解淀粉芽孢杆菌的含量可达到6×10⁸CFU/g肥料干重以上，最后在温度不超过60℃的条件下将有机肥的含水量蒸发至30%以下，粉碎，过80目筛；有机肥中有机质含量≥45%，有机氮含量为1.5%-3%；

4）将磷酸一铵、硫酸钾、硫酸铵粉碎，过18-50目筛后与所述有机肥混合均匀获得多元生物有机肥。

9.权利要求1-7中任一项所述的多元生物有机肥在促进农作物生长和增产中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用为促进番茄、辣椒或上海青生长和增产。