CN105777372B - 提高作物抗逆性的复合微生物肥料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料及其制备方法与应用，所述复合微生物肥料将中微量元素吸附于由农业废弃物制备的生物质炭结构中，然后再与无机大量元素、有机质等进行混合造粒，在此基础上将复合微生物菌剂喷涂于肥料颗粒表面，同时实现了无机养分、有机质和微生物菌剂的有效结合。本发明制备的微生物肥料不仅养分含量高于复合微生物肥料的行业标准，而且保证了其中微生物菌群的数量和活性。本发明所述的提高作物抗逆性的复合微生物肥料可以改善土壤理化性状，供给作物全面均衡的养分，提高作物的产量和品质，减少作物发病率，具有增强作物抗逆性的效果。

Description

提高作物抗逆性的复合微生物肥料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及肥料领域，具体涉及一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料。
背景技术
21世纪我们要建设一个资源节约型和环境友好型社会，就要协调好农业发展和生态环境的关系。而随着现代农业科技的发展与应用，化肥和农药的使用量逐年增加，其必然给我国土壤环境带来一系列问题，如肥料利用率和增产效益降低、生态环境污染、农产品安全威胁、土壤肥力下降、土壤板结退化严重等。微生物肥料的开发和应用对于中国农业的可持续发展特别重要，它在土壤肥力的提高与保持、营养元素的转化、提高化肥利用率、促进作物生长、拮抗土传病害，环境净化与生态系统的平衡等方面起着重要的作用。目前对微生物肥料的研究多集中在在固氮、分解土壤有机物质、刺激作物生长等方面，从而可以达到改良土壤结构、提高作物产量和改善作物品质的效果。
通过对微生物肥料生产及应用调查发现，单独施用微生物肥料存在以下问题：一方面因一般微生物肥料仅能提供一种或两种有益微生物且无法保证彼此间的互不拮抗和有效菌数，从而不能实现提高土壤养分有效性和作物抗病性的效果；另一方面普通的微生物肥料中所含养分偏低且单一化，无法满足不同作物对养分的需求。在微生物肥料的实际生产中，生产厂家往往会为了简易方便化而对添加的微生物菌剂采用直接掺混的造粒方式，这个过程会严重影响有益微生物的数量和活性，直接导致肥效的降低。因此选用适当的无机养分原料以提供高营养、合适的复合微生物菌剂以提供有效菌，制备一种新型提高作物抗逆性的复合微生物肥料具有良好的发展前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机养分全面、富有有机质又提高作物抗逆性的复合微生物肥料。
本发明技术方案如下：
一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，按重量份计，包括以下组分：
大量元素养分 200-500份；
中微量元素养分 40-100份；
有机物料 250-400份；
微生物菌剂 5-15份；
生物质炭 100-200份；
膨润土 20-50份；
防结剂(又称防结块剂) 2-8份；
所述大量元素养分选自尿素、磷酸一铵、硫酸钾、氯化钾中的一种或几种；中微量元素养分选自硫酸锌、氯化镁、硫酸亚铁、硼砂中的一种或几种；有机物料选自发酵葡萄粕、发酵蘑菇渣一种或几种；所述微生物菌剂中的微生物菌株包含胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。
优选地，所述提高作物抗逆性的复合微生物肥料，按重量份计，包括以下组分：
大量元素养分 280-400份；
中微量元素养分 40-80份；
有机物料 300-400份；
微生物菌剂 8-12份；
生物质炭 120-180份；
膨润土 30-50份；
防结剂 5-8份。
进一步优选地，所述提高作物抗逆性的复合微生物肥料，按重量份计，包括以下组分：
大量元素养分 330-360份；
中微量元素养分 45-70份；
有机物料 360-400份；
微生物菌剂 10-12份；
生物质炭 150-180份；
膨润土 30-40份；
防结剂 5-8份。
本发明所述复合微生物肥料中，优选地，所述大量元素养分包括如下重量份的组分：尿素80-130份，磷酸一铵100-150份，硫酸钾30-70份，氯化钾50-80份。进一步优选地，所述大量元素养分包括如下重量份的组分：尿素80-120份，磷酸一铵100-140份，硫酸钾40-60份，氯化钾60-80份。
本发明所述复合微生物肥料中，优选地，所述中微量元素养分包括如下重量份的组分：硫酸锌15-30份、氯化镁10-20份、硫酸亚铁5-15份、硼砂10-30份。进一步优选地，所述中微量元素养分包括如下重量份的组分：硫酸锌15-25份、氯化镁12-20份、硫酸亚铁8-12份、硼砂15-25份。
本发明所述复合微生物肥料中，优选地，所述有机物料包括如下重量份的成分：发酵葡萄粕150-250份，发酵蘑菇渣100-200份。进一步优选地，优选所述有机物料包括如下重量份的成分：发酵葡萄粕180-250份，发酵蘑菇渣150-200份。
本发明所述复合微生物肥料中，优选地，所述生物质炭为农业废弃物、生活垃圾或淤泥的炭化产物。
本发明所述复合微生物肥料中，优选地，所述防结剂(又称防结块剂)的成分包括矿物油、十二烷基苯磺酸钠；进一步优选地，所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:1-3。
本发明所述复合微生物肥料中，所述复合微生物菌剂中的微生物菌株由胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌按一定比例混合组成(均为市售可得，购买的菌株本身已经带有保护吸附物质，尤其在芽孢状态的菌株在肥料中能够达到稳定存活状态)。优选地，所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1。
本发明所述复合微生物肥料中，优选地，每克所述复合微生物肥料中有效活菌数不低于1.0×108CFU。
本发明所述复合微生物肥料的总养分≥16％，有机质≥20％。
本发明所述各原料组分均为本领域技术人员所理解的，能够市售得到的产品；其中所述发酵蘑菇渣含有机质50％，可购自宜昌汇丰肥业有限公司；发酵葡萄粕含70％有机质，可购自烟台北辰经济贸易有限公司公司；所述胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可购自沧州市方元生物工程有限公司。
所述生物质炭也可按现有常规方法制备；本发明提供一种所述生物质炭的制备方法，包括将农业废弃物(例如粉碎至30-50目的秸秆)、生活垃圾或淤泥在400-500℃限氧条件下烧制而成。
优选地，本发明所述大量元素养分、中微量元素养分的粒径为30-60目，有机物料的粒径为20-50目，生物质炭的粒径为30-60目，膨润土的粒径为30-60目，防结剂的粒径为30-50目。
研究发现，各组分在上述粒径范围内时所述复合微生物肥料作用效果最佳。
进一步优选地，本发明上述复合微生物肥料，其中所述大量元素养分由如下重量份的成分组成：尿素80-120份，磷酸一铵100-140份，硫酸钾40-60份，氯化钾60-80份；所述中微量元素养分由如下重量份的成分组成：硫酸锌15-25份、氯化镁12-20份、硫酸亚铁8-12份、硼砂15-25份；所述有机物料由如下重量份的组分组成：发酵葡萄粕180-250份，发酵蘑菇渣150-200份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:1-3。
本发明所述重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。
本发明还提供上述提高作物抗逆性的复合微生物肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)将中微量元素养分粉碎，按比例与生物质炭混匀，得混合物料；
2)将大量元素养分、有机物料、膨润土粉碎后，按比例与步骤1)所得混合物料混匀，造粒，烘干，冷却，得颗粒物料；
3)将复合微生物菌剂与防结剂按比例混匀后均匀喷涂于步骤2所得颗粒物料表面；即得。
其中，步骤1)所述生物质炭温度优选为400-500℃。
本发明还包括所述复合微生物肥料在提高作物抗逆性方面的应用。本发明所述复合微生物肥料推荐施用量为20-60kg/亩；推荐施用方法为作为基肥或底肥，可以撒施后翻耕或条施等方式进行。
本发明与现有技术相比有以下优点：
(1)本发明充分利用秸秆等农业废弃物制备成生物质炭，依托生物质炭本身的比表面积大、孔隙度多等结构特点，将中微量元素组分与生物质炭进行有效结合，将中微量元素吸附于量元素的有效性。
(2)本发明通过膨润土将无机大量元素、中微量元素和有机质等进行混合造粒，通过防结剂将复合微生物菌剂附着于肥料颗粒表面，使得微生物与肥料养分分隔开；同时实现了无机养分、有机质和微生物菌剂的有效结合。本发明制备的复合微生物肥料中氮磷钾总养分高达16％以上，每克所述肥料中有效活菌数大于1.0×108cfu，优于复合微生物肥料行业标准NY/T798-2015，对土壤和作物具有明显的促进作用；本发明制备的微生物肥料不仅养分含量高于复合微生物肥料的行业标准，而且保证了其中微生物菌群的数量和活性。
(3)本发明中肥料的制备方法既能保证微生物菌群的活性和数量，还能为土壤和植物提供全面的营养，改善土壤理化性状，可以实现提高作物抗逆性和作物产量、改善作物品质，减少作物发病率等多方面效果，肥效持久，有利于推广使用。
附图说明
图1是本发明复合微生物肥料的生产工艺流程示意图。
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。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，包括以下重量份的组分：
大量元素养分 330份；
中微量元素养分 70份；
有机物料 360份；
微生物菌剂 10份；
生物质炭 150份；
膨润土 40份；
防结剂 5份；每克所述肥料中有效活菌数为2.1×108cfu左右。
其中，大量元素养分由以下重量份的成分组成：尿素100份，磷酸一铵120份，硫酸钾50份，氯化钾60份；中微量元素养分由以下重量份的成分组成：硫酸锌25份、氯化镁15份、硫酸亚铁10份、硼砂20份；有机物料由以下重量份的成分组成：发酵葡萄粕200份，发酵蘑菇渣160份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:1。
本实施例还提供上述复合微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：
1)将中微量元素养分粉碎，按比例与400-500℃的生物质炭混匀，得混合物料；
2)将大量元素养分、有机物料、膨润土粉碎后，按比例与步骤1)所得混合物料混匀，造粒，烘干，冷却，得颗粒物料；
3)将复合微生物菌剂与防结剂按比例混匀后均匀喷涂于步骤2所得颗粒物料表面；即得。
本实施例所得复合微生物肥料中总养分为17.6％，有机质为22.8％。
实施例2
一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，包括以下重量份的组分：
大量元素养分 300份；
中微量元素养分 50份；
有机物料 400份；
微生物菌剂 10份；
生物质炭 160份；
膨润土 30份；
防结剂 6份；每克所述肥料中有效活菌数为2.1×108cfu左右。
其中，大量元素养分由以下重量份的成分组成：尿素90份，磷酸一铵100份，硫酸钾50份，氯化钾60份；中微量元素养分由以下重量份的成分组成：硫酸锌15份、氯化镁12份、硫酸亚铁8份、硼砂15份；有机物料由以下重量份的成分组成：发酵葡萄粕200份，发酵蘑菇渣200份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:3。
上述复合微生物肥料的制备方法同实施例1。
本实施例所得复合微生物肥料中总养分为16.2％，有机质为25.1％。
实施例3
一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，包括以下重量份的组分：
大量元素养分 320份；
中微量元素养分 52份；
有机物料 300份；
微生物菌剂 10份；
生物质炭 120份；
膨润土 50份；
防结剂 6份；每克所述肥料中有效活菌数为2.3×108cfu左右。
其中，大量元素养分由以下重量份的成分组成：尿素120份，磷酸一铵100份，硫酸钾40份，氯化钾60份；中微量元素养分由以下重量份的成分组成：硫酸锌15份、氯化镁12份、硫酸亚铁10份、硼砂15份；有机物料由以下重量份的成分组成：发酵葡萄粕150份，发酵蘑菇渣150份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:2。
上述复合微生物肥料的制备方法同实施例1。
本实施例所得复合微生物肥料中总养分为19.1％，有机质为21.1％。
实施例4
一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，包括以下重量份的组分：
大量元素养分 280份；
中微量元素养分 50份；
有机物料 330份；
微生物菌剂 8份；
生物质炭 120份；
膨润土 30份；
防结剂 5份；每克所述肥料中有效活菌数为2.0×108cfu左右。
其中，大量元素养分由以下重量份的成分组成：尿素80份，磷酸一铵100份，硫酸钾40份，氯化钾60份；中微量元素养分由以下重量份的成分组成：硫酸锌15份、氯化镁12份、硫酸亚铁8份、硼砂15份；有机物料由以下重量份的成分组成：发酵葡萄粕180份，发酵蘑菇渣150份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:1。
上述复合微生物肥料的制备方法同实施例1。
本实施例所得复合微生物肥料中总养分为17.6％，有机质为24.4％。
实施例5
一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，包括以下重量份的组分：
大量元素养分 400份；
中微量元素养分 82份；
有机物料 450份；
微生物菌剂 12份；
生物质炭 180份；
膨润土 50份；
防结剂 8份；每克所述肥料中有效活菌数为2.0×108cfu左右。
其中，大量元素养分由以下重量份的成分组成：尿素120份，磷酸一铵140份，硫酸钾60份，氯化钾80份；中微量元素养分由以下重量份的成分组成：硫酸锌25份、氯化镁20份、硫酸亚铁12份、硼砂25份；有机物料由以下重量份的成分组成：发酵葡萄粕250份，发酵蘑菇渣200份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:3。
上述复合微生物肥料的制备方法同实施例1。
本实施例所得复合微生物肥料中总养分为17.5％，有机质为23.3％。
实验例1
将实施例1-5制备的不同养分复合微生物肥料应用于小白菜盆栽试验中对比肥效。小白菜品种为上海青，供试盆栽土壤为棕壤，养分状况一般，有机质含量偏低，pH值为6.4。小白菜于2015年3月5日统一种植，各试验处理如下：
处理一：上述实施例1制备的复合微生物肥料；处理二：上述实施例2制备的复合微生物肥料；处理三：上述实施例3制备的复合微生物肥料；处理四：上述实施例4制备的复合微生物肥料；处理五：上述实施例5制备的复合微生物肥料；对照一选自山东德州某肥料生产企业的生物肥料(总养分≥8％，有机质≥20％，有效活菌数≥0.2亿/g)；对照二来自市场选购的普通15-15-15复合肥料。各处理肥料均采用一次性基施不再追肥的方式，盆栽土壤中的肥料使用量均为1.2g/kg土，在其生长期间观察其长势并统计测产，试验结果见表1。
表1不同处理对小白菜生长的影响
由以上实施例和实验例可以看出，本发明所述复合微生物肥料可以缩短小白菜的成熟期，显著降低小白菜生长期间的发病率，提高其抗逆性，同时可以大大降低叶片中硝酸盐含量，从而提高产品品质。
实验例2
类似的，将实施例1-5中制备的复合微生物肥料施用于田间作物小麦上以观察其肥效，小麦品种为烟农19号，小麦于11月9日播种，次年6月9日收获。供试土壤的基础养分状况见表2。
表2土壤基础养分状况
本试验根据实施例1-5制备的五种复合微生物肥料依次设置五个试验组处理，同时设置两个对照组，对照一为山东德州某肥料生产企业的生物肥料(总养分≥8％，有机质≥20％，有效活菌数≥0.2亿/g)；对照二来自市场选购的氮磷钾养分比为15-15-15的复合肥料。肥料施用方法：上述各处理根据农民习惯以基肥与追肥4:1的比例进行施肥，基肥为上述各肥料品种，基肥施用量均为670kg/hm2，追肥则是在小麦分蘖期追施等量普通尿素，其它田间管理措施同农民习惯一致。试验结果见表3。
表3不同处理对小麦指标的影响
试验结果表明，施用本发明所述肥料具有增加小麦产量和千粒重的作用，亩增产量为74.7-90.0kg，同时该方法制备的复合微生物肥料还可以增加作物的抗倒伏强度。
上述实施例和说明书中描述了本发明的基本原理和特征，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种提高作物抗逆性的复合微生物肥料，其特征在于，按重量份计，由以下组分制成：
大量元素养分 200-500份，粒径为30-60目；
中微量元素养分 40-100份，粒径为30-60目；
有机物料 250-400份，粒径为20-50目；
微生物菌剂 5-15份；
生物质炭 100-200份，粒径为30-60目；
膨润土 20-50份，粒径为30-60目；
防结剂 2-8份，粒径为30-50目；
其中，每克所述复合微生物肥料中有效活菌数不低于1.0×108CFU；
所述大量元素养分由如下重量份的组分组成：尿素80-130份，磷酸一铵100-150份，硫酸钾30-70份，氯化钾50-80份；
所述中微量元素养分由如下重量份的组分组成：硫酸锌15-30份、氯化镁10-20份、硫酸亚铁5-15份、硼砂10-30份；
所述有机物料由如下重量份的组分组成：发酵葡萄粕150-250份，发酵蘑菇渣100-200份；
所述微生物菌剂中的微生物菌株包含胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，其有效活菌数比例为1:1:1；
所述生物质炭由农业废弃物、生活垃圾或淤泥在400-500℃限氧条件下烧制而成；
所述复合微生物肥料的制备方法包括如下步骤：
1)将中微量元素养分粉碎，按比例与生物质炭混匀，得混合物料；
2)将大量元素养分、有机物料、膨润土粉碎后，按比例与步骤1)所得混合物料混匀，造粒，烘干，冷却，得颗粒物料；
3)将复合微生物菌剂与防结剂按比例混匀后均匀喷涂于步骤2所得颗粒物料表面；即得。
2.根据权利要求1所述的复合微生物肥料，其特征在于，按重量份计，由以下组分制成：
大量元素养分 280-400份；
中微量元素养分 40-80份；
有机物料 300-400份；
微生物菌剂 8-12份；
生物质炭 120-180份；
膨润土 30-50份；
防结剂 5-8份。
3.根据权利要求1所述的复合微生物肥料，其特征在于，按重量份计，由以下组分制成：
大量元素养分 330-360份；
中微量元素养分 45-70份；
有机物料 360-400份；
微生物菌剂 10-12份；
生物质炭 150-180份；
膨润土 30-40份；
防结剂 5-8份。
4.根据权利要求1所述的复合微生物肥料，其特征在于，所述大量元素养分包括如下重量份的组分：尿素80-120份，磷酸一铵100-140份，硫酸钾40-60份，氯化钾60-80份；所述中微量元素养分包括如下重量份的组分：硫酸锌15-25份、氯化镁12-20份、硫酸亚铁8-12份、硼砂15-25份；所述有机物料包括如下重量份的成分：发酵葡萄粕180-250份，发酵蘑菇渣150-200份。
5.根据权利要求1-3任一项所述的复合微生物肥料，其特征在于，每克所述复合微生物肥料中有效活菌数不低于2.0×108CFU。
6.根据权利要求1-3任一项所述的复合微生物肥料，其特征在于，所述大量元素养分由如下重量份的成分组成：尿素80-120份，磷酸一铵100-140份，硫酸钾40-60份，氯化钾60-80份；所述中微量元素养分由如下重量份的成分组成：硫酸锌15-25份、氯化镁12-20份、硫酸亚铁8-12份、硼砂15-25份；所述有机物料由如下重量份的组分组成：发酵葡萄粕180-250份，发酵蘑菇渣150-200份；所述复合微生物菌剂中胶冻样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌有效活菌数之比为1:1:1；所述防结剂中矿物油、十二烷基苯磺酸钠的重量比例为1:1-3。
7.权利要求1-6任一项所述复合微生物肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将中微量元素养分粉碎，按比例与生物质炭混匀，得混合物料；
2)将大量元素养分、有机物料、膨润土粉碎后，按比例与步骤1)所得混合物料混匀，造粒，烘干，冷却，得颗粒物料；
3)将复合微生物菌剂与防结剂按比例混匀后均匀喷涂于步骤2所得颗粒物料表面；即得。
8.权利要求1-7任一项所述复合微生物肥料在提高作物抗逆性方面的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其中所述复合微生物肥料施用量为20-60kg/亩。
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