CN105693391A - 一种含有机碳的功能性生物包膜肥料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有机碳的功能性包膜生物肥料，所述功能性包膜生物肥料包含复合肥颗粒和涂覆于复合肥颗粒表面的微生物包膜组合物，其中微生物包膜组合物与复合肥颗粒的重量比为1：75-1250，微生物包膜组合物包含棕榈油和复合微生物，棕榈油与复合微生物的重量比为1-3:1-4，其中复合微生物包含解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉，解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉的有效活菌数比例为1-100:1-100，复合微生物的总有效活菌数为5-500亿/克。本发明的复合肥采用有机碳络合物，使得解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉能够存活于高盐环境，实现了解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉复合微生物与复合肥料的协调增效效果。

Description

一种含有机碳的功能性生物包膜肥料

技术领域

本发明属于生物肥料领域，特别是涉及一种含有有机碳的功能性包膜生物肥料。

背景技术

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。

微生物肥料在利用过程中，存在微生物的选择和保证微生物存活的条件非常关键，尤其是与微生物共混的载体材料决定了微生物的保存和活化。

CN105061085公开一种生物包膜有机无机微生物肥料，由复合微生物菌剂、大量元素、中微量元素、有机质、碳酸钙、硅藻土和乳酸盐制作而成。该文献公开的微生物肥料中微生物的存活效率低。

CN102976841说是一种采用液体包膜+固体包膜相结合的方式，将复合微生物菌粉溶解于包膜油中，在连续生产线上的包膜机位置通过计量喷涂含有微生物菌剂的包膜油，然后添加纯有机的一种包膜粉质材料，生产出复合微生物肥料。该文献公开了采用包膜油，然后不同的包膜油与不同的微生物混合，所起到的效果是完全不同的，有的油类物质难以用到与微生物混合，有的微生物不适合与油类物质混合，该发明提出的思路对很多具体的微生物和具体的油类物质不适用。

CN103641638提供一种缓释型复合微生物肥料，由肥料芯和包覆在肥料芯外的包膜组成，肥料芯含有聚丙烯酰胺、聚赖氨酸、抗坏血酸、EDTA以及复合微生物菌剂，其余为有机填料。其中薄膜的制备方法是将明胶、聚乙烯醇加入水中混合搅拌并升温至60-70℃，再加入部分尿素作为改性剂和甲醛，继续搅拌20-40分钟；再依次加入硫酸亚铁、硫酸锌、柠檬酸铵，加入剩余尿素作为助溶剂，加温至50-60℃并搅拌1-3小时，制得包膜材料。包膜材料的制备方法复杂，而且难以保证微生物的休眠和激活。

CN104973926公开了一种生物质炭包膜微生物肥料，具体是利用农作物的秸秆炭化产物，配合土壤有益微生物菌、红糖渣、淀粉、海藻酸钠、尿素、高锰酸钾、亚硒酸钠、磷酸一氢铵、粘结剂制成的缓释肥料。

现有技术没有解决有益微生物与复合肥料结合不脱落问题、微生物能存活于复合肥这一高盐环境问题、微生物施用于土壤后的存活与繁殖问题、达成微生物与复合肥料的协调增效效果。

总之，目前的微生物肥料没有充分发挥微生物的存活和使用过程中微生物的有效繁衍和效果发挥的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种包含有机碳的功能性包膜生物肥料，该生物肥料充分发挥了有机肥和微生物的配合作用，实现了微生物能够休眠和激活，同时在施用于作物后，肥料中的有机碳部分能够保证微生物的繁衍，提高微生物对土壤环境和作物生长的促生长和抗病效果。

具体的，本发明提供了一种含有机碳的功能性包膜生物肥料，所述功能性包膜生物肥料包含复合肥颗粒和涂覆于复合肥颗粒表面的微生物包膜组合物，其中微生物包膜组合物与复合肥颗粒的重量比为1：75-1250，微生物包膜组合物包含棕榈油和复合微生物，棕榈油与复合微生物的重量比为1-3:1-4，其中复合微生物包含解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉，解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉的有效活菌数比例为1-100:1-100，复合微生物的总有效活菌数为5-500亿/克。

解淀粉芽孢杆菌能够将土壤中的有机物，尤其是纤维物质进行充分的分解，为微生物本身和作物生长提供营养，尤其是糖类营养，同时还能够为淡紫拟青霉的存活和繁衍提供营养，提高淡紫拟青霉的繁衍速度和淡紫拟青霉的活性。

淡紫拟青霉生长过程中能够产生丰富的衍生物，包括类似吲哚乙酸产物，其能够促进植物根系与植株的生长，其在植物根系附近能够抑制线虫侵染，促进植株营养器官的生长，同时对种子的萌发与生长也有促进作用。其生长环节就决定了该菌的防效，所以通过解淀粉芽孢杆菌来促进淡紫拟青霉的生长速度和繁衍量。

上述功能性包膜生物肥料中，优选的，复合肥颗粒为有机络合物，有机络合物为微纳米级水溶有机物与无机盐的络合物。优选的，微纳米级水溶有机物为氨基酸发酵浓缩废液通过化学方法制备得到的微纳米级水溶有机物。优选的，化学方法包括如下步骤：

第一步：用复合酸对氨基酸发酵浓缩废液进行水解反应，得到酸水解液；

第二步：用碱性氧化物对酸水解液进行氧化，离心分离，取上清液得到微纳米级水溶有机物。

优选的，微纳米级水溶有机物中小分子有机质的质量含量为10～50％。

优选的，微纳米级水溶有机物与无机盐的重量比为3-15:85-97。

上述功能性包膜生物肥料中，优选的，功能性包膜生物肥料的有效活性菌数为0.4-2亿/克。

上述功能性包膜生物肥料中，优选的，无机盐为锌盐、锰盐、钙盐、铁盐、硼盐、铜盐、钼盐中的一种或多种。尤其优选的，无机盐为锌盐和锰盐的混合物，锌盐和锰盐的重量比为1-5:5-1。

上述功能性包膜生物肥料中，复合肥颗粒优选为有机络合物的目的是保证有机络合物对微生物生长的环境影响，虽然有机络合物本身能够为植物提供良好的营养和生长环境，但是尤为重要的是，有机络合物能够为微生物的生长提供有利的生长环境，不仅为解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉提供有机碳物质供其生长，更是通过解淀粉芽孢杆菌将分子量较为大的有机分子分解为小有机分子，为淡紫拟青霉提供良好的生长环境，提高其活性，提高其繁衍量，以促进其抗病和抗线虫的活性。

为解决上述功能性包膜生物肥料的生产，本发明还提供了一种用于包膜肥料的微生物包膜组合物，该组合物包含棕榈油和复合微生物，棕榈油与复合微生物的重量比为1-3:1-4，其中复合微生物包含解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉，解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉的有效活菌数比例为1-100:1-100，复合微生物的总有效活菌数为5-500亿/克。优选的，棕榈油为工业棕榈油。

本发明还提供了应用上述微生物包膜组合物制备功能性包膜生物肥料的方法，其特征在于在包膜机内将微生物包膜组合物均匀喷雾到复合肥颗粒表面进行包膜，包膜时间为5-8分钟，包膜温度为30-70℃。

通过该微生物包膜组合物的包膜，能够保证微生物在低温的包膜环境在存活率高，包膜简单，效率高。

本发明的有益效果：

1、有机碳可提高复合肥肥效、同时溶解于土壤中可成为微生物的扩繁剂；

2、包膜材料为工业棕榈油、可有效包裹微生物、防板结、防止高盐伤害微生物；

3、施用包膜的肥料后、有机碳在土壤中成为微生物的有效培养基、能使微生物扩繁十倍以上。

4、解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉与复合肥料结合不脱落，而且本发明的复合肥采用有机碳络合物，使得解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉能够存活于高盐环境，实现了解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉复合微生物与复合肥料的协调增效效果。

具体实施方式

实施例1制备功能性包膜生物肥料

将5kg有效活菌数为10亿/克的解淀粉芽孢杆菌粉和5kg有效活菌数为10亿/克的淡紫拟青霉粉充分混合，加入20kg的工业棕榈油，充分混合，得到30kg微生物包膜组合物。

以200kg氨基酸发酵浓缩废液为原料，废液注入反应器后按300r/min的转速搅拌，用质量浓度为85％硝酸和质量浓度为35％盐酸(质量比为1：2)的复合酸10kg进行酸解反应，反应30min后加入15kg过氧化钾进行氧化反应，反应60min后进行离心分离，取上清液，得到微纳米级水溶有机物。

取微纳米级水溶有机物45kg，与200kg的硫酸锌和285kg的硫酸锰充分混合，加入，充分搅拌使得有机物与盐络合。然后进行转鼓造粒，造粒后进行干燥，得到502kg有机络合物复合肥颗粒。

取干燥后500kg复合肥颗粒进行包膜，在包膜机中喷雾微生物包膜组合物对复合肥颗粒进行包膜，包膜时间为8分钟，包膜温度为35-45℃，微生物包膜组合物的喷雾量为30kg，得到528kg生物肥料1。

实施例2制备对比生物肥料

按照实施例1的方法制备系列的生物肥料，其中按照如下表格的要求调整其中相关物质及其物质的用量。

实施例3生物肥料的效果

将上述生物肥料1、生物肥料2、生物肥料3和生物肥料4分别适用于黄瓜的开花期，施用量为5kg/667平方米，根部撒施，撒施后覆土1-2厘米，施肥后5天、10天和15天分别检查黄瓜根部解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉总有效活菌数量(亿/g土壤)，黄瓜炭疽病菌病害防治情况(防效％)和线虫防治(防效％)情况，取样为5点交叉取样，重复次数3次，各效果的平均值作为统计值，病害防效和线虫防效均针对空白处理进行计算。

具体情况如下表：

通过本发明的功能性包膜生物肥料的试验，发现本发明的实施例1的生物肥料1的有效活菌的总量上最高，病害防效和线虫防效效果是最好的。生物肥料4，将工业棕榈油替换为花生油后，发现其病害防效随着时间不断降低，线虫防效也不断降低。对于生物肥料3，不加入有机碳，则有效活菌数开始比较高，但是后期降低比较快，解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉繁衍速度降低，抗病和抗线虫效果降低前期和后期都比较低。生物肥料2，增加淡紫拟青霉，除去解淀粉芽孢杆菌后，淡紫拟青霉的活菌数量难以保障，抗病效果和抗线虫效果前期虽然比较理想，但是持效期短。

Claims (10)

1.一种含有机碳的功能性包膜生物肥料，所述功能性包膜生物肥料包含复合肥颗粒和涂覆于复合肥颗粒表面的微生物包膜组合物，其中微生物包膜组合物与复合肥颗粒的重量比为1：75-1250，微生物包膜组合物包含棕榈油和复合微生物，棕榈油与复合微生物的重量比为1-3:1-4，其中复合微生物包含解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉，解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉的有效活菌数比例为1-100:1-100，复合微生物的总有效活菌数为5-500亿/克。

2.根据权利要求1所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于复合肥颗粒为有机络合物，有机络合物为微纳米级水溶有机物与无机盐的络合物。

3.根据权利要求2所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于微纳米级水溶有机物为氨基酸发酵浓缩废液通过化学方法制备得到的微纳米级水溶有机物。

4.根据权利要求3所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于化学方法包括如下步骤：

第一步：用复合酸对氨基酸发酵浓缩废液进行水解反应，得到酸水解液；

第二步：用碱性氧化物对酸水解液进行氧化，离心分离，取上清液得到微纳米级水溶有机物。

5.根据权利要求2-4任一项所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于微纳米级水溶有机物与无机盐的重量比为3-15:85-97。

6.根据权利要求1-4任一项所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于所述功能性包膜生物肥料的有效活性菌数为0.4-2亿/克。

7.根据权利要求2-5任一项所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于无机盐为锌盐、锰盐、钙盐、铁盐、硼盐、铜盐、钼盐中的一种或多种。

8.根据权利7所述的功能性包膜生物肥料，其特征在于无机盐为锌盐和锰盐的混合物，锌盐和锰盐的重量比为1-5:5-1。

9.一种用于包膜肥料的微生物包膜组合物，该组合物包含棕榈油和复合微生物，棕榈油与复合微生物的重量比为1-3:1-4，其中复合微生物包含解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉，解淀粉芽孢杆菌和淡紫拟青霉的有效活菌数比例为1-100:1-100，复合微生物的总有效活菌数为5-500亿/克。

10.根据权利要求9所述的微生物包膜组合物，其特征在于棕榈油为工业棕榈油。