CN1052711C - 一种生物有机复合肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种生物有机复合肥，其特征在于它含有(重量百分比)：3～20微生物制剂 40～60有机物20～40无机肥料，其中所述的微生物制剂是指硅酸盐菌Bacillus mucilagiaosus Krassilnikov(保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC NO.0229)的发酵液吸附在载体上形成的固体干粉制剂。本发明可直接有效地利用土壤中的钾，并且营养元素全，可培肥土壤，防止环境污染，可提高农作物产量及品质。

Description

一种生物有机复合肥及其制备方法
本发明涉及肥料技术，特别是一种生物有机无机复合肥及其制备方法。
随着农业生产的发展，广大农民对肥料的需求量越来越大，对肥料质量的要求也越来越高。化肥在提高作物产量促进农业发展上起了很大作用，但长期不合理施用往往带来一些不良副作用，如使土壤变得板结，团粒结构遭到破坏，作物产品的品质下降，甚至污染环境，从而生物肥、有机肥的研究愈来愈为农业及环保科学家所关注。钾是农作物必须的肥料之一，而我国钾肥资源很少，长期大量依靠进口，硅酸盐是地壳中含量最多，分布最广的矿物，它常是土壤中矿物组成的基础，其中钾的含量很多，但是这种硅酸盐类型的钾不能为植物吸收。
本发明的目的在于筛选出解钾能力强的硅酸盐菌株与有机肥无机肥复混，制成可直接有效地利用土壤中的钾，并且营养元素全，可培肥土壤，防止环境污染，可提高农作物产量及品质的肥料。
本发明提供了一种生物有机复合肥，其特征在于它含有(重量百分比)：
3～20     微生物制剂
40～60    有机物
20～40    无机肥料其中所述的微生物制剂是指硅酸盐菌Bacillus mucilagiaosusKrassilnikov(保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通级生物中心，保藏号：CGMCC NO.0229)的发酵液吸附在载体上形成的固体干粉制剂，所述有机物可以为褐煤、风化煤、泥炭、草炭、骨粉、蟹壳粉、鱼粉、山芝麻粉豆粕等其中1种或多种，所述无机肥料为N、P、K及中微量元素如尿素、硫酸钾、碳酸铵、硼砂、硫酸锌等。
本发明所用的硅酸盐菌Bacillus mucilagiaosus Krassilnikov即钾细菌是从辽南菜田中分离，并经诱变得到的，已于1995年7月15日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心进行了保藏，保藏号为CGMCC NO.0229。
本发明提供菌种的形态和生理生化特征为：
菌体细胞呈椭圆形，两端钝园，长4～3微米，宽1～1.2微米，有较大肥厚的膜，有的多达3～4层，厚达7～10微米，宽5～6微米，芽胞为椭圆形，位于中央，菌体粗大，菌体中有1～2颗粒体，在肉胨培养基和阿须贝培养基上生长的幼令(18～20小时)菌种，做革兰氏染色，均呈阴性反应。
该菌单个菌落呈正园形，边缘整齐，表面光滑湿润，无色透明，有光泽、隆起大，菌苔浓稠富有弹性，接种针挑起时可牵拉成较长菌丝。该菌在含氮培养基上生长较弱，较慢、菌落混浊呈乳白色，失去弹性和丝状，该菌在无氮液体培养基中，生长较快，液面不形成菌膜，不产生气泡，培养基上部完全清彻透明，但在培养基中与碳酸钙纠集在一起形成菌胶团、呈颗粒状沉于底部。该菌在含氮液体培养基中菌体繁殖后，形成均匀的混浊液，不形成菌胶团、液面不形成菌膜。
石蕊牛奶反应：将该菌接种于每100毫升脱脂牛奶，4毫升石蕊水溶液(2.5％)的混合液中，培养2天后在液层的上部由紫色变粉，7天后颜色逐渐加深，14天后，变为红色，并有少量的气泡产生，证明该菌产酸，产微量的气体，但不产碱，不胨化牛奶、不还原石蕊，但在第7天后，牛奶凝固，表示有酸凝反应。
明胶液化反应：
用肉胨培养基，加10％明胶，分装于试管内，量为试管的三分之一，8磅灭菌30分钟，用针穿刺接种该菌于28℃下培养，2、4、7、14、30天连续观察，都没有明胶液化反应。
水解淀粉反应：用无氮培养基(阿须贝Ashby)加0.2％可溶性淀粉，倒成平板，将该菌点在平板上，培养2天后，菌苔生长旺盛，在平板上注碘液后，在菌苔四周有大约28毫米左右透明圈，证明其水解淀粉为阳性。
本发明所提供的硅酸盐菌Bacillus          MucilagiaosusKrassilnikov有很好的解钾活性，在纯培养条件下，解钾活性见表1：
K2HPO4g/l 菌号 速KPPm加长石 速KPPn不加长石 KPPm转化钾 转化率％
0 不接菌 3.988 1.164
接菌   1.164   0.09   -1.75     -
0.1 不接菌   62.116   59.112
接菌   32.284   10.322   18.462     32.3
0.2 不接菌   110.408   107.408
接菌   68.769   43.015   22.754     39.7
0.25 不接菌 133.115 131.232
接菌   58.039   48.381   7.75     13.8
摇瓶中每瓶加钾长石50mg，钾长石全K量为12％其中每瓶速效钾为0.398mg。
培养基为改良阿须贝液体培养基，
当在发酵培养基中加入不同量的K2HPO3时，加0.2g/l菌剂时解钾活性最强，转化率分别为39.7％，32.3％，当不加速效钾时，钾细菌不能很好的生长，在没有一定菌数的情况下很难转化钾长石中的无效钾为有效钾，当培养基中钾量过多时，其解钾能力也下降。
将采到的菜园土属草甸棕壤土、果园土属山地棕壤土分别装入花盆中。每盆装1.5公斤。在每盆中加50ml的钾细菌发酵液，拌均匀，每个处理为三次重复，在室温下培养，定期浇水，保持一定湿度，在没有栽培植物的条件下，其速效钾的变化如表2：
表2土壤中施入钾细菌后速效钾的变化情况
    速时K同mg/100土          15天          30天          45天
  速K  提高率％    速K  提高率％    速K  提高率％
草甸棕壤土     不接菌   20.30
    接菌   28.64   41.1   33.77   66.3   42.75   110.6
山地棕壤土     不接菌   5.55
    接菌   20.90   276.5   20.3   265.7   24.15   335.1
表中可知：在没有植物生长的情况下，施入钾细菌后土壤中速效钾随着时间的增长，含量不断的增加，但增长的幅度随着速K量的增加而减缓。同时，速K含量较少的山地棕壤土比速K含量较高草甸棕壤土增长幅度大，因此钾细菌的解钾活性在速K量较贫脊的土中比在速K量较高的土壤中更强，这与室内的纯培养解钾试验相吻合。
本发明中有机物不但可以作为生物活性菌的载体及培养基，同时其本身又是理想的有机肥料，含有大量的磷氮钾钙等植物所需的营养成份。实验证明，复合肥中的功能菌有较高活力，能显著提高土壤中相应的速效养分含量并可以刺激作物对土壤中各种营养元素的吸收，达到增产早熟的效果，对保护土壤理化性质十分有益。本发明工厂生产每吨可获利润200元以上。该产品对蔬菜(黄瓜、番茄等)、西瓜、烟草、苹果等作物试验，证明与常规化肥相比，既有明显的增产、增值效果，又有改善产品品质的作用，例如黄瓜增产幅度为9.57-38.66％，亩增值540～1805元，早期瓜产量明显提高，番茄成熟提前，早上市，果实大，含糖量高，亩增值1747.4元，苹果单株产量提高24％，果品等级提高0.5～1个等级，本发明产品总的增产效果均在10～25左右。
本发明所提供肥料可用下述方法得到：
a.菌液发酵完毕，将发酵液用2～4倍量的载体吸附，烘干得到固体干粉制剂；
b.对骨粉进行酸化处理，运用硫酸，按每公斤骨粉加入150～200毫升硫酸，硫酸浓度在10～40％，处理后的样品PH值在5.5～6之间；对褐煤进行氨化处理，按褐煤60～80％(重量)碳酸氢铵10～25％(重量)，余量水处理6～20天；
c.将步骤a的固体干粉制剂，步骤b的处理后的有机物载体和或其他载体和无机肥按以下重量百分比均匀混合在一起，在60～80℃低温干燥，造粒：
微生物制剂    3～20
有机物载体    40～60
无机肥料      20～40。
下面结合实施例详细叙述本发明：
实施例1：生物复合肥(1)
1.菌种培养：
斜面培养基：阿须贝固体培养基
发酵培养基：改良阿须贝液体培养基
将置28℃条件下培养好的斜面菌种接入发酵培养基中，28℃振荡培养24小时，将摇瓶一级菌种10ml接入二级发酵培养基中，28℃下充气培养50小时后，放出菌液，用泥碳等固体吸附成菌剂含量50～80m/g，投量3％。
2.杂骨磨成粉，酸化处理把浓硫酸稀释成25％稀硫酸按1∶5(酸∶骨粉)，酸化5-7天待用，投量60％。
褐煤氨化处理：褐煤∶碳酸氢铵(100∶25)拌均加水至30％，投量15％。
3.尿素投量10％，硫酸铵投量10％，硫酸钾投量5％，硼砂投量0.5％，硫酸锌投量1.0％作为无机营养元素，将上述原料混配成型。
4.对黄瓜的试验情况
生物有机肥和磷酸二铵均在定值时施于株间可见：
(一)从营养生长看(见表3)：生物有机肥对黄瓜幼苗的营养生长有促进作用，生物有机肥区比二铵区黄瓜茎粗平均增加8mm，蔓长增加3.7cm，单株叶面积大47cm2，这是因为有机肥区除满足黄瓜的养份需求外，还含有骨粉和腐植酸，能调节根际土壤的理化性质及微生物活性，增加土壤通透性；另外腐植酸对根系生长有刺激作用，使根系发育较好，从而促进了黄瓜的营养生长。
表3黄瓜营养生长调表单位cm
              项目分量处理   茎粗cm   株高cm  单株叶面积cm 叶色
生物有机肥50公斤/亩磷铵二铵25公斤/亩处理比对照增加  1.020.940.03  72.268.53.7   52547847 有光泽有光泽
(二)从生殖生长表(见表4)：应用生物有机肥有利于黄瓜的生殖生长、施用生物有机肥区比二磷酸铵区单株座瓜多0.5条，提高座瓜率13.3％，亩增产397.3公斤，增产11.5％。
表4黄瓜生殖生长调查表
             项目处理  座瓜数/株(个)  小区产量(公斤)    折亩产(公斤)  增产幅度(％)
生物有机肥50Kg/亩磷酸二铵25Kg/亩     2.552.25     36.933.1  3,857.753,460.45   11.5-
(三)从经济效益上看(见表5)：黄瓜应用生物有机肥经济效益明显好于磷酸二铵，在肥料亩投入都是40.5元的情况下，生物有机肥处理小区产值为57.90元，比磷酸二铵处理小区产值50.60元，增加7.30元，折合亩产值，生物有机肥区亩产值6,053.20元，比磷酸二铵区亩产值5,289.00元，增加764.20元，提高产值14.4％。
表5经济效益统计表  单位：元
            项处              目理   小区产值(元)    亩产值(元)   亩增值(元)  增值幅度(％)
生物有机肥50Kg/亩磷酸二铵25Kg/亩处理比对照增加     75.9050.607.30    6,053.205,289.00764.20   764.20-   14.4-14.4
(四)从施用量上看(见表6)：生物有机肥的施用量以每亩5公斤为好，亩产4,735.90公斤，比亩施生物有机肥50公斤区(亩产3,875.75公斤O高878.15公斤，比亩施磷酸二铵25公斤区增产36.9％，然后，生物有机肥施肥过高则不仅成本不合算，而且产量的提高也受到限制。
表6  多元生物有机肥使用量肥效比较  单位：公斤
                项目处理  小区产量(公斤)      亩产(公斤)  增产百分比(％)
磷酸二铵25Kg/亩生物有机肥50Kg/亩生物有机肥65Kg/亩生物有机肥130Kg/亩     33.136.945.344.2  3,690.453,875.754,735.904,620.90     -11.536.933.5
实施例2(II型)
投料比例为：
菌剂    蟹壳粉及豆粉  腐殖酸铵   尿素  硫酸铵
5       35            40         10    4.5
硫酸钾  硼砂   硫酸锌
5       0.1    0.1
此种有机肥用在果树方面的情况如下：
(一)试材
26年生国光、单株小区，重复三次，肥料是白沈阳应用生态所提供的多元生物有机复合肥，早春施肥每株施6斤，对照为苏联产磷酸一铵加上当地的过磷酸钙，繁株施6斤其它管理措施一致。
(二)结果和分析
1.对果枝类比的影响
表7
      项目处理                      果枝类别(个)  调查生长点数  短果枝比(％)  长果枝比(％)
短果枝(5cm以下) 中果枝(5-15cm) 长果枝(15cm以上)
 生物有机肥处理  1     76     29     65   170   45   38
2 79 37 61 177 45 34
 3     106     40     52   198   54   26
 平均   48   33
 化肥处理  1     130     87     99   316   41   31
 2     72     29     70   171   42   41
 3     60     23     82   165   36   50
 平均   40   41
从上表7可见：有机肥处理的苹果树短果枝比平均48％，化肥处理的短果枝比平均40％，有机肥提高了短果枝率达20％；对长果枝比的影响则相反，有机肥处理的长果枝比为30％，而化肥处理的达41％，有机肥处理比化肥处理的长果枝率降低了20％。说明生物有机肥具有增加苹果树体短果枝比，降低长果枝比，缓和树势伸展有利于果树丰产的良好作用。
2.对外围新梢长、粗度的影响：表8                                                                                               单位：cm
重复处理 梢别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均
  1    新梢长   65   70   80   40   43   57   51   49   57   70   58.2
 生物有机肥处理 粗 0.5 0.8 1.0 0.7 0.6 0.8 0.7 0.8 0.9 0.8 0.76
2    新梢长   103   60   47   49   50   60   58   57   73   67   62.4
粗 1.0 0.7 0.7 0.9 0.7 1.0 0.8 0.8 0.9 0.9 0.84
3    新梢长   50   57   73   45   57   41   63   44   82   63   57.5
粗 0.8 0.7 0.9 0.8 0.8 0.7 0.9 0.8 0.9 0.9 0.82
平均 新梢长 59.4
     粗   0.81
化肥处理 1    新梢长   68   55   63   60   43   57   83   48   48   56   58.1
粗 0.9 0.5 0.6 0.8 0.5 0.8 0.9 0.6 0.8 0.5 0.69
2 新梢长 60 55 83 84 79 65 63 76 65 80 71
     粗   0.9   0.7   6.9   0.8   0.9   0.8   0.8   0.9   0.6   0.9   0.82
3 新梢长 64 62 77 86 75 76 69 48 68 75 70
粗 0.8 0.9 0.9 0.9 0.7 0.8 0.9 0.5 0.6 0.8 0.85
平均 新梢长 66.4
     粗   0.79
从上表8中数据可见，生物有机肥处理的新树梢长平均59.4cm，粗0.81cm，而对照处理的新树梢长平均66.4cm，粗0.79cm，有机肥处理比对照处理的新树梢平均短7cm，降低率达10.5％，新梢粗平均增加0.02cm，提高率达2.5％。同样表明了生物有机肥处理比化肥处理对第二年果树增产奠定了基础。
3.对产量、果品等级的影响
表7
  处理  重复  株公产(斤)            果品等级(个数)   等级指数   百果重(公斤)   百叶重干重(g)
  1等(个)   2等(个)   3等以下
  生物有机肥处理  1   72.7   68     22     10   0.86   10.5    37
 2   100.9   72     20     8   0.88   13.8    47
 3   73   77     20     3   0.91   12.4    39
 均值   82.2   0.88   12.1    41
化肥处理  1   71.5   68     21     11   0.66   10.7    35
 2   38.6   47     41     12   11.2    43
 3   40.3   54     32     14   0.8   11.0    40
 均值   50.23   0.75   11.0    39.2
从表9所述数据可以看出，生物有机肥对产量，果品等级均有一定的好作用，生物有机肥处理树平均株产82.2公斤，对照树平均株产50.2斤，处理树比对照树平均株产高32公斤，提高64％，果品等级指数生物有机肥处理树为0.88，对照树平均为0.75，比对照提高17.3％，百果重生物有机肥处理树平均12.1公斤，对照树平均为11.0公斤，生物有机肥处理比对照处理重百果重高1.1公斤，提高10％，百叶重(干重)，生物有机肥处理树比对照树百叶重高1.8g，提高4.6％。

Claims (2)

1.一种生物有机复合肥，其特征在于它包括有(重量百分比)：
3～20     微生物制剂
40～60    有机物
20～40    无机肥料其中所述的微生物制剂是指硅酸盐菌(Bacillus mucilagiaosusKrassilnikov，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC NO.0229)的发酵液吸附在载体上形成的固体干粉制剂；所述有机物为褐煤、骨粉、蟹壳粉、豆粉之一种或多种；所述无机肥料为N、P、K及中微量元素。
2.一种制造权利要求1所述生物有机复合肥的方法，其特征在于它包括以下几个过程：
a.斜面培养基：阿须贝固体培养基
发酵培养基：改良阿须贝液体培养基
将置28℃条件下培养好的斜面菌种接入发酵培养基中，28℃振荡培养24小时，将摇瓶一级菌种10ml接入二级发酵培养基中，28℃下充气培养50小时后，放出菌液，将发酵液用2～4倍量的载体吸附，烘干得到固体干粉制剂；
b.对骨粉进行酸化处理，运用硫酸，按每公斤骨粉加入150～200毫升硫酸，硫酸浓度在10～40％，处理后的样品pH值在5.5～6之间；对褐煤进行氨化处理，按褐煤60～80％(重量)碳酸氢铵10～25％(重量)，余量水处理6～20天；
c.将步骤a的固体干粉制剂，步骤b的处理后的有机物和/或其他有机物和无机肥按以下重量百分比均匀混合在一起，在60～80℃低温干燥，造粒：
微生物制剂3～20   有机物40～60   无机肥料20～40
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