CN105061085A

CN105061085A - 一种生物包膜有机无机微生物肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN105061085A
Application number: CN201510520763.3A
Authority: CN
Inventors: 张欢; 李建林; 张畔东; 张建国; 孙三华
Original assignee: SHANDONG BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shouguang shengdeyuan Biotechnology Co., Ltd
Priority date: 2015-08-22
Filing date: 2015-08-22
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2035-08-22
Also published as: CN105061085B

Abstract

本发明属于肥料技术领域，尤其涉及一种生物包膜有机无机微生物肥料及其制备方法，所述肥料主要由以下重量百分比的原料制成：10～30％的复合微生物菌剂、10～50％的大量元素、2～15％的中微量元素、5～50％的有机质、10～40％的碳酸钙、10～40％的硅藻土、1～10％的乳酸盐，其中，所述有机质包括糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸中的一种或几种。本发明使用复合微生物菌剂，使得微生物菌剂与大量元素一起施用而不降低其活性，菌种存活率高，减少化肥施用量，改良土壤，提升地力，改善土壤生态环境，改善并提高作物品质及其产量。

Description

一种生物包膜有机无机微生物肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料技术领域，尤其涉及一种生物包膜有机无机微生物肥料及其制备方法。

背景技术

肥料是农作物增产和丰收的重要生产资料。近几十年来，由于化肥的普遍应用，我国粮食产量有了翻倍的提高。但是由于长期使用化学肥料，我国的土壤已经不再“健康”，土壤性状恶化，土地板结、土壤酸化、盐渍化、土壤微生物多样性被破坏等问题越来越突出，并直接导致了土壤贫瘠、地力衰竭等，影响农业可持续发展，并且农产品质量变劣，表现为保鲜期缩短、色泽黯淡、硝酸盐含量超标等，直接影响生产者的收益和消费者的健康。

化肥使用带来的这些不容忽视的问题，迫使土壤和植物营养工作者不断寻找和探索提高化肥利用率的施肥新技术，并研究和开发新型肥料，以保护农业生态环境和发展高产、高效、优质农业。在土壤生态如此恶劣的形势下，相关专家建议，向土壤中施入微生物菌对于改良土壤、提升地力、改善土壤生态环境、提高农作物产量和品质具有极其重要的作用，且绿色环保无公害。应用生物技术研制和发展微生物肥料，便是现代农业持续发展的需要和选择之一。

微生物肥料是以微生物活动而使农作物得到特定的肥料效应的制品。它不但能够固定大气中的氮，溶解土壤中固定态矿质元素，增加养分的有效性，而且微生物菌丝能够粘结土壤颗粒，改善土壤结构。此外，微生物能够对土壤污染物进行降解，解除土壤重金属和农药等的危害，有的微生物还能分泌激素类物质，刺激和调节作物的生长，有的还能产生挥发性或非挥发性抑制病原菌生长的抗生物质，可以限制病原菌的生长、发芽或代谢，提高植物的抗病及抗逆性，具有保护和治疗双重功效，可有效防治土传性病害。因此，从生态农业和绿色食品发展的角度来看，微生物肥料的应用具有广阔的前景。

现有的微生物肥料的制备工艺中，大多采用造粒过程中添加菌剂的工艺，高温处理会导致大量有益微生物死亡，大大降低肥料入土后的效力；并且肥料施用后，菌剂效用时间短，重复性和稳定性较差。同时由于微生物肥料中的有益微生物不能直接与化学肥料以及杀虫剂、除草剂等接触，否则，会杀死有益微生物，使其失去活性，因此微生物肥料存在着活性菌添加困难、包膜材料对于微生物存在抑制作用以及工艺复杂并难以达到最终产品的质量要求等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物包膜有机无机微生物肥料，使用复合微生物菌剂，使得微生物菌剂与大量元素一起施用而不降低其活性，减少化肥施用量，改良土壤，提升地力，改善土壤生态环境，改善并提高作物品质及其产量。

本发明是这样实现的，一种生物包膜有机无机微生物肥料，所述肥料主要由以下重量百分比的原料制成：10～30％的复合微生物菌剂、10～50％的大量元素、2～15％的中微量元素、5～50％的有机质、10～40％的碳酸钙、10～40％的硅藻土、1～10％的乳酸盐，其中，所述有机质包括糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸中的一种或几种。

作为一种改进，所述乳酸盐包括乳酸钙、乳酸钠、乳酸锌、乳酸亚铁、乳酸乙酯中的一种或几种。

作为一种改进，所述复合微生物菌剂是由固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后复配组成。

作为进一步地改进，所述固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株按体积比2～5:1～2:3～5:2～3:1～2:1～2的比例混合。

作为进一步地改进，所述复合微生物菌剂是由2种固氮菌菌株、3种乳酸杆菌株、3种芽孢杆菌属菌株、1种光合细菌菌株、1种木霉属菌株和1种酵母菌属菌株单独发酵后复配组成。

作为一种改进，所述大量元素为尿素、磷酸二氢钾、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种。

作为一种改进，所述中微量元素为硝酸钙、碳酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、钼酸铵、硼酸、硼砂中的一种或几种。

本发明的另一目的在于提供一种生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将各菌属菌株单独发酵，发酵完成后按比例混合制得复合微生物菌剂；

(2)向步骤(1)中的复合微生物菌剂中加入有机质、中量元素和螯合态的微量元素以及碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，然后搅拌产生生物螯合、絮凝生成沉淀，使复合微生物菌剂中的菌株包裹在沉淀物中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的复合菌；

(3)将大量元素投入造粒设备造粒，将步骤(2)中制得半固体流动状态复合菌直接喷洒于大量元素肥料颗粒表面，然后进行烘干，烘干温度低于90℃，形成生物包膜有机无机微生物肥料。

作为一种改进，所述步骤(2)中复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:2～7的比例混合。

作为一种改进，所述步骤(3)中烘干温度为30～70℃。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的肥料包括复合微生物菌剂、无机肥料和有机质，复合微生物菌剂中的微生物与有机质螯合在一起，并形成絮凝沉淀，使得微生物包裹在沉淀中，有效保持微生物活性，采用生物包膜技术将微生物喷涂在无机肥料颗粒表面，成为高效微生物有效性肥料，攻克菌肥不相容难点，其中复合微生物菌剂含有微生物功能菌，提供植物生长需要的养分，而且提高植物的抗病及抗逆性，减少植物病害的发生，还可以有效防治土传性病害，在植物病例生物防治中具有重要作用，另外还能改善土壤结构，复合微生物菌剂由各菌种分别进行单独发酵后得到各菌种的单一菌液，再将单一菌液混合进行发酵得到，该方法制备的复合微生物肥料能有效保持菌种活性，菌种间的协同性强；含有大、中微量元素满足植物生长需要，避免植物出现缺素症状；含有的有机质能促进土壤结构形成，改善土壤物理性质，提高土壤的保肥能力和缓冲性能，能促进作物生长发育，具有络合作用，有助于消除土壤的污染。

由于有机质具体包括糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸中的一种或几种，这几种有机质性质比较温和，功能菌包裹在其中，可以极大地提高微生物的活性，促进微生物在土壤中的活动，对改良土壤、提升地力、改善土壤生态环境有极其重要的作用。通过试验对比，菌在这几种有机质中的存活时间较长，较其他的物料如糖渣、豆渣、秸秆、豆粕、玉米粕等在相同时间相同条件下，菌存活率可提高13.5～19.7％。

复合微生物菌剂中加入有机质中，并且添加有碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，碳酸钙和硅藻土具有絮凝、增稠作用，能够吸水增加溶液的粘稠度，絮凝有益的复合微生物菌剂，乳酸盐具有包膜作用，可以将水过滤出去而将菌包裹在有机物料中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的菌剂，之后将半固体流动状态的菌剂喷洒到无机肥料颗粒上形成包膜肥料，有效保持微生物活性，保证肥效。

本发明中所含有的微生物功能菌中的芽孢杆菌属菌株具有固氮、解磷、解钾的作用，将土壤中吸附的不溶性的磷、钾转化为能被作物吸收利用的水溶性磷、钾，提高肥料的利用率，所含的固氮菌能从空中取氮，把空气中植物无法吸收的氮气转化成氮肥，源源不断地供植物享用，不仅能自己从空气中吸收氮气，繁殖后代，死后还将遗体“捐赠”给植物，使植物得到大量氮肥，所含的光合细菌在有光照缺氧的环境中能进行光合作用，利用光能进行光合作用，利用光能同化二氧化碳，在自身的同化代谢过程中，完成了产氢、固氮、分解有机物三个自然界物质循环，促进植物的生长及发育，所含的木霉菌属菌株可以产生挥发性或非挥发性抑制病原菌生长的抗生物质，可以限制病原菌的生长或代谢，提高植物的抗病及抗逆性，减少植物病害的发生，在植物病理生物防治中具有重要的作用，具有保护和治疗双重功效，可有效防治土传性病害，所含的乳酸杆菌株及酵母菌能疏松土壤，产生的菌丝能够粘结土壤颗粒，改善土壤结构。

本发明所含的螯合态微量元素，更加有利于作物对微量元素的吸收，显著改善作物的缺素症状。

本发明制备过程中复合微生物菌剂与加入料按照重量比1:2～7的比例混合，有利于生物螯合、絮凝生成沉淀，使菌株包裹在沉淀物中，而且水分含量合适，不需要过滤浓缩过程即可形成适合喷洒的半固体流动状态的复合菌，减少工艺环节，提高生产效率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

一种生物包膜有机无机微生物肥料，主要由以下重量百分比的原料制成：10％的复合微生物菌剂、50％的大量元素、5％的中微量元素、5％的糖蜜、10％的碳酸钙、10％的硅藻土、10％的乳酸盐。

其中，乳酸盐包括乳酸钙、乳酸钠、乳酸锌、乳酸亚铁、乳酸乙酯中的一种或几种；所述大量元素包括尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、硝酸钾；中微量元素包括硝酸钙、碳酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、硼砂。

本实施例中，复合微生物菌剂是由固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后复配而成，具体可以包括2种固氮菌菌株(根瘤菌及圆褐固氮菌)、3种乳酸杆菌株(嗜酸乳杆菌，干酪乳杆菌，乳球乳杆菌)、3种芽孢杆菌属菌株(枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌)、1种光合细菌菌株(沼泽红假单胞菌)、1种木霉属菌株(绿色木霉菌)和1种酵母菌属菌株(酿酒酵母菌)。

该生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后按体积比2:1:3:2:1:1比例混合复配制得复合微生物菌剂；

(2)向步骤(1)中的复合微生物菌剂中加入糖蜜、中微量元素以及碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:4的比例混合，然后搅拌产生生物螯合、絮凝生成沉淀，使复合微生物菌剂中的菌株包裹在沉淀物中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的复合菌；

(3)将大量元素投入造粒设备造粒，将步骤(2)中制得半固体流动状态复合菌直接喷洒于大量元素肥料颗粒表面，然后进行烘干，烘干温度为30～70℃，形成生物包膜有机无机微生物肥料。

实施例二

一种生物包膜有机无机微生物肥料，主要由以下重量百分比的原料制成：10％的复合微生物菌剂、20％的大量元素、3％的中微量元素、5％的聚天门冬氨酸、20％的碳酸钙、40％的硅藻土、2％的乳酸盐。

其中，乳酸盐为乳酸钙；所述大量元素包括尿素、磷酸二氢钾、硝酸钾；中微量元素为碳酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、钼酸铵、硼酸。

该生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后按体积比5:2:5:3:2:2比例混合复配制得复合微生物菌剂；

(2)向步骤(1)中的复合微生物菌剂中加入糖蜜、中微量元素以及碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:7的比例混合，然后搅拌产生生物螯合、絮凝生成沉淀，使复合微生物菌剂中的菌株包裹在沉淀物中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的复合菌；

实施例三

一种生物包膜有机无机微生物肥料，主要由以下重量百分比的原料制成：20％的复合微生物菌剂、20％的大量元素、15％的中微量元素、20％的腐殖酸、10％的碳酸钙、10％的硅藻土、5％的乳酸盐。

其中，乳酸盐包括乳酸钙、乳酸钠、乳酸锌、乳酸亚铁、乳酸乙酯中的一种或几种；所述大量元素包括尿素、磷酸二氢钾、硝酸钾(N：P₂O_5：K₂O＝15：15：15)；中微量元素包括硝酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、钼酸铵、硼酸。

该生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后按体积比3:1:3:2:1:2比例混合复配制得复合微生物菌剂；

实施例四

一种生物包膜有机无机微生物肥料，主要由以下重量百分比的原料制成：17％的复合微生物菌剂、10％的大量元素、2％的中微量元素、50％的糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸、10％的碳酸钙、10％的硅藻土、1％的乳酸盐。

其中，乳酸盐包括乳酸钙、乳酸钠、乳酸锌、乳酸亚铁、乳酸乙酯中的一种或几种；所述大量元素包括尿素、磷酸二氢钾、磷酸一铵(N：P₂O_5：K₂O＝15：15：15)；中微量元素包括硝酸钙、碳酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、钼酸铵、硼酸、硼砂。

该生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后按体积比4:2:4:3:2:1比例混合复配制得复合微生物菌剂；

(2)向步骤(1)中的复合微生物菌剂中加入糖蜜、中微量元素以及碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:4.37的比例混合，然后搅拌产生生物螯合、絮凝生成沉淀，使复合微生物菌剂中的菌株包裹在沉淀物中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的复合菌；

实施例五

一种生物包膜有机无机微生物肥料，主要由以下重量百分比的原料制成：30％的复合微生物菌剂、10％的大量元素、2％的中微量元素、5％的糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸、40％的碳酸钙、10％的硅藻土、3％的乳酸盐，

其中，所述糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸的重量比为2:1:1；乳酸盐包括乳酸钙、乳酸钠、乳酸锌、乳酸亚铁、乳酸乙酯中的一种或几种；所述大量元素包括尿素、磷酸二氢钾、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、硝酸钾；中微量元素包括硝酸钙、碳酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、钼酸铵、硼酸、硼砂。

该生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后按体积比2:1:3:2:2:2比例混合复配制得复合微生物菌剂；

(2)向步骤(1)中的复合微生物菌剂中加入糖蜜、中微量元素以及碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:2的比例混合，然后搅拌产生生物螯合、絮凝生成沉淀，使复合微生物菌剂中的菌株包裹在沉淀物中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的复合菌；

实施例六

一种生物包膜有机无机微生物肥料，主要由以下重量百分比的原料制成：20％的复合微生物菌剂、30％的大量元素、10％的中微量元素、15％的糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸的混合物、10％的碳酸钙、10％的硅藻土、5％的乳酸盐，

该生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法包括以下步骤：

(1)复合微生物菌剂的制备：将固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后按体积比3:1:4:2:1:2比例混合复配制得复合微生物菌剂；

(2)向步骤(1)中的复合微生物菌剂中加入糖蜜、中微量元素以及碳酸钙、硅藻土和乳酸盐，复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:5的比例混合，然后搅拌产生生物螯合、絮凝生成沉淀，使复合微生物菌剂中的菌株包裹在沉淀物中，经过滤浓缩除去多余水分，形成半固体流动状态的复合菌；

上述实施例制备好的生物包膜有机无机微生物肥料常温下放置半年检测菌量，存活率高达90％以上，一年后检测菌量，存活率仍能达到75～85％，极大的提高了菌的存活率；作为底肥施用于黄瓜苗上，比习惯施肥对照地块平均亩增产950Kg，亩增产率10.77％，亩净增效益1880元，投入产出比为1:14.12，增产效果显著。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述肥料主要由以下重量百分比的原料制成：10～30％的复合微生物菌剂、10～50％的大量元素、2～15％的中微量元素、5～50％的有机质、10～40％的碳酸钙、10～40％的硅藻土、1～10％的乳酸盐，其中，所述有机质包括糖蜜、聚天门冬氨酸和腐殖酸中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述乳酸盐包括乳酸钙、乳酸钠、乳酸锌、乳酸亚铁、乳酸乙酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述复合微生物菌剂是由固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株单独发酵后复配组成。

4.根据权利要求3所述的生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述固氮菌菌株、乳酸杆菌株、芽孢杆菌属菌株、光合细菌菌株、木霉属菌株和酵母菌属菌株按体积比2～5:1～2:3～5:2～3:1～2:1～2的比例混合。

5.根据权利要求4所述的生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述复合微生物菌剂是由2种固氮菌菌株、3种乳酸杆菌株、3种芽孢杆菌属菌株、1种光合细菌菌株、1种木霉属菌株和1种酵母菌属菌株单独发酵后复配组成。

6.根据权利要求1所述的生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述大量元素为尿素、磷酸二氢钾、磷酸一铵、磷酸二铵、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的生物包膜有机无机微生物肥料，其特征在于，所述中微量元素为硝酸钙、碳酸钙、硫酸镁、螯合铁、螯合铜、螯合锌、钼酸铵、硼酸、硼砂中的一种或几种。

8.一种如权利要求1所述的生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中复合微生物菌剂和加入料按照重量比1:2～7的比例混合。

10.根据权利要求8所述的生物包膜有机无机微生物肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中烘干温度为30～70℃。