CN106187441B - 有机液肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机液肥及其制备方法，其要解决的技术问题是成分环保无污染，配比合理，易于附着于作物的叶面和果实，缓释效果好；其主要成分是去离子水、鱼粉、被粉碎的鲜海藻、糖蜜、食品防腐剂、微生物、柠檬酸、腐殖酸钠、β‑环糊精；其制备方法是(1)将原料置于发酵罐中，通氧，搅拌均匀；(2)使用柠檬酸调节混合物的PH值为4至6；(3)将步骤(2)所得混合物在35℃至45℃的温度下发酵72h；(4)向经步骤(3)发酵后所述的混合物中加入食品防腐剂；(5)将步骤(4)所得混合物过滤得到过滤液；(6)向(5)所得到过滤液中加入β‑环糊精搅拌均匀，制得有机液肥。

Description

有机液肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机液肥及其制备方法。
背景技术
肥料是提供一种或一种以上植物必需的矿质元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的肥料一类物质，是农业生产的物质基础之一。随着社会生活的不断发展，人们对粮食产量的需要越来越大，导致在农业生产中大量使用化学肥料实现明显的增产增收。农田施用的任何种类和形态的化肥，都不可能全部被植物吸收利用，氮肥的利用率为30～60％，磷肥的利用率为2～25％，钾肥的利用率为30～60％。长期大量地施用化学肥料导致一系列的环境污染，以氮肥为例，未被植物及时利用的氮化合物，若不能以被土壤胶体吸附的NH4—N的形式存在，就会随下渗的水转移至根系密集层以下而造成污染，导致河川、湖泊和内海的富营养化；土壤受到污染，物理性质恶化；食品、饲料和饮用水中有毒成分增加。为防止污染环境，越来越多的农业生产中使用有机肥料代替化学肥料。有机肥料的种类繁多，如人粪尿、牧畜粪尿和厩肥、绿肥、堆肥和沤肥等，来源广，数量大，便于就地取材，就地使用，成本也比较低。有机肥料的特点是所含营养物质比较全面，它不仅含有氮、磷、钾，而且还含有钙、镁、硫、铁以及一些微量元素。在农业生产中，把有机肥料或化学肥料与水融合后直接喷洒于植物叶面或根部，作物可以快速吸收，且降低了肥料对土壤的影响；但是由于液肥在植物叶面的附着能力有限，导致叶面还没有完全吸收肥料中的成分就从叶面滑落，影响叶面肥的使用效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机液肥和此种有机液肥的制备方法，其成分环保无污染，配比合理，易于附着于作物的叶面和果实，缓释效果好。
为实现上述目的，本发明的有机液肥，按重量份数由以下组分制成：
所述鱼粉和被粉碎的鲜海藻的总量为400重量份。
优选所述的有机液肥，按重量份数由以下组分制成：
优选所述的有机液肥，按重量份数由以下组分制成：
所述食品防腐剂为山梨酸及其盐类，食品级防腐剂环保，减少引入对土壤和作物及果实的物质。
所述微生物为枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌的混合物，枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌比例为重量份数1.5～3:1:1～2.5。
优选鱼粉颗粒的粒径在5μm至1000μm之间。
优选被粉碎的鲜海藻中海藻颗粒的粒径在5μm至1000μm之间。
有机液肥的制备方法，具体步骤如下：
(1)常温常压下，按重量份数将800至1000份去离子水、鱼粉和被粉碎的鲜海藻共400份，其中150至300份鱼粉，被粉碎的鲜海藻100至250份；糖蜜50至100份、微生物1至20份、腐殖酸钠0.1至5份加入发酵罐中，通氧时间6min，通氧速度2m3/min，搅拌0.5h至2h,转速为100至150r/min，搅拌均匀；
(2)使用3至8份的柠檬酸调节步骤(1)所得混合物的PH值为4至6；
(3)将步骤(2)所得混合物在35℃至45℃的温度下发酵24h至72h；
(4)向经步骤(3)发酵后所得到的混合物中加入0.01至1份食品防腐剂；
(5)将步骤(4)所得混合物过滤得到过滤液得滤过液；
(6)向(5)所得到滤过液中加入1至20份β-环糊精，搅拌均匀，制得有机液肥。
为了保证有机液肥中营养物质的总量是固定的，鱼粉和被粉碎的鲜海藻的总量为400份放入800至1000份的去离子水中进行发酵，鱼粉的用量范围为150至300份，对应的，被粉碎的鲜海藻的用量范围为250至100份。有机液肥中使用重量份数800至1000份的去离子水作为溶解和发酵的液体，减少引入重金属离子和细菌，防止产生不利于有机液肥的沉淀，保证有机液肥的品质，保证各组分之间合理的量，促进组分之间的相互作用，保证有机液肥的浓度，方便对有机液肥进行浓缩；如果鱼粉和被粉碎的鲜海藻的量超过400份会导致发酵不充分，其与其他组分如水和微生物的量匹配度差，影响有机液肥的品质；如果鱼粉和被粉碎的鲜海藻的量低于400份，有机液肥浓度偏低，影响肥效，增加浓缩和运输的费用。
鲜海藻通过组织捣碎机捣碎成为被粉碎的鲜海藻，被粉碎的鲜海藻包括海藻颗粒和海藻被粉碎过程中产生的液体。被粉碎的鲜海藻中具有海藻的细胞壁和海藻细胞中的果胶、蛋白、肽类、氨基酸、海藻酸以及糖类，鱼粉中也包含有各种蛋白质、矿物质和多种适合作物吸收的微量元素。用于发酵的鱼粉的平均粒径在5μm至1000μm之间，被粉碎的鲜海藻中的海藻粒径在5μm至1000μm之间，鱼粉和海藻的颗粒越小，发酵越深入和充分，各种物质容易为微生物相接触，鱼粉和海藻中的营养物质被利用的效率更高。
本发明中所使用的微生物按重量份数为1至20份，微生物包括三种，分别枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌，以液体的方式加入微生物，三种微生物溶液中每毫升溶液活菌的数量为104～106个。枯草芽孢杆菌、乳酸细菌、酵母菌均属异养菌,对有机物有很强的分解能力,乳酸菌分解常温下不易水解的木质素和纤维素,使有机物发酵生成植物能够吸收的有效的成分；酵母菌促进枯草芽孢杆菌与乳酸菌的分裂生长；糖蜜作为发酵有机液肥的基底，提供大量的糖和生物素，促进发酵的进行，提供了适宜酵母菌生长的糖环境。鱼粉的用量增加对应的枯草芽孢杆菌的用量增加；被粉碎的鲜海藻的使用量增加对应的乳酸菌的量增加；酵母菌随着枯草芽孢杆菌和乳酸菌总量的增加而增加，从而能够更好的分解鱼粉和海藻中的有机物分解和发酵，得到品质好、营养成分配比合理的有机液肥。如枯草芽孢杆菌和乳酸菌的使用量过低则造成有机液肥发酵不充分，酵母菌使用的量过少则导致糖蜜的发酵有限，对枯草芽孢杆菌和乳酸菌的分裂生长的促进也有限，从而选择了枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌比例为重量份数1.5～3:1:1～2.5。如微生物的使用量超过20份，则会引起有机液肥中的营养物质被过分的新陈代谢为二氧化碳和水，从而造成有机液肥的营养成分降低。
在枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。乳酸也有很强的杀菌能力,抑制有害微生物的生长。另外，还使用山梨酸及其盐类作为该有机液肥中的防腐成分，更具体的是使用山梨酸钾作为防腐剂，山梨酸钾能有效地抑制霉菌、酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖；通过枯草芽孢杆菌、乳酸菌和山梨酸钾的共同作用有效地延长有机液肥的保存时间。
枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌的作用下，海藻和鱼粉中的蛋白质被转化为菌体蛋白，产生维生素B族等有益物质，保持了海藻和鱼粉中的营养物质，同时，由于三种菌种的存在，在使用有机液肥时还可以改变作物根系的微生物种群，提高作物的抗逆能力。
由于酵母菌喜酸性环境，根据去离子水的量使用柠檬酸调节发酵罐内液体的PH值。同时，柠檬酸还是一种良好的络合剂，柠檬酸稳定络合金属离子，如鱼粉和海藻中的锌、铁和钙等金属元素，通过柠檬酸的络合作用，更易被作物吸收，促进光合作用，促进根系生长，提高作物对营养物质和水分的吸收能力；于此同时，柠檬酸还有促进发酵的作用。
随着微生物的使用量从1份增加至20份，腐植酸钠的使用量为5至0.1份，由于在发酵过程中会产生腐殖酸，因此随着微生物的量的增加逐渐减少用于补充腐殖酸的腐植酸钠，有机液肥提供相对恒定量的腐殖酸促进作物的生长。由于腐植酸具有酚的功能基团，在酸性条件下，腐殖酸易被氧化为醌，醌又易被还原为酚，借助于腐殖酸的氧化还原可以调节作物的氧化还原电势，同时协同酵母菌，改善植物的呼吸作用，促进促进植物叶片和根系的呼吸作用。
β-环糊精有特殊的环状结构，易于吸收水分子形成水合物，加入到有机液肥中作为有机液肥中营养物质的载体。同时β-环糊精与枯草芽孢杆菌还能降低液体的表面张力，提高有机液肥在作物叶片和果实表面的润湿性能，使有机液肥与作物的接触更加充分。有机液肥附着在作物枝叶和果实的表面，再通过β-环糊精缓慢释放，有机液肥中的海藻酸、维生素等对作物生长有利的物质能够被作物充分吸收，从而提高作物的呼吸作用，光合作用，促进作物的生长，提高肥料的利用率，同时还能改善土壤品质。
本发明利用鱼粉、海藻和糖蜜等原材料价格低廉、营养丰富、环保的原材料，选用合理的配比，在柠檬酸调节的酸性环境下通过加入微生物使原料发酵，使原料中对植物生长有益物质得以充分的利用，同时，柠檬酸还能起到络合剂的作用，络合原料中的金属和其他矿物质，利于作物吸收，促进作物枝叶和根系的生长；微生物还可改善作物根系的微生物环境，提高作物的抗逆性能；通过加入腐植酸钠改善植物的呼吸作用；有机液肥中包括具有环状结构的β-环糊精作为有机液肥中营养物质和微生物的载体，喷洒在作物上的有机液肥缓慢释放保持肥效；有机液肥中海藻酸、β-环糊精和枯草芽孢杆菌三者协同作用降低有机液肥溶液的表面能，提高有机液肥溶液的润湿性，使有机液肥易于附着在作物的叶面，提高肥料的利用率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例的田间试验进一步说明本发明。酵母菌可以为柠檬克勒克酵母、粟酒裂殖酵母和球拟酵母等的一种或者几种酵母菌的混合物。乳酸菌可以为众多乳酸杆菌和乳酸球菌中的一种或者几种。
实施例1
按照图1的工艺流程图，各组分按重量份数表1所示，具体的工艺步骤和参数如下：
(1)常温常压下，将去离子水、鱼粉、被粉碎的鲜海藻、糖蜜、微生物、腐殖酸钠置于发酵罐中，通氧时间6min，通氧速度2m3/min；搅拌1.5h,转速为100r/min，搅拌均匀；
(2)使用柠檬酸调节步骤(1)所得混合物的PH值为4；
(3)将步骤(2)所得混合物在40℃的温度下发酵72h；
(4)向经步骤(3)发酵后所述的混合物中加入食品防腐剂，所使用的食品防腐剂为山梨酸钾；
(5)将步骤(4)所得混合物通过孔径为0.5㎜的过滤网过滤得到过滤液，过滤掉未能发酵完全的鱼粉和海藻颗粒；
(6)向(5)所得到过滤液中加入β-环糊精，搅拌1h，转速100r/min,制得有机液肥。
实施例2
按照图1的工艺流程图，各组分按重量份数表1所示。
(6)向(5)所得到过滤液中加入β-环糊精时，搅拌1h，转速120r/min,制得有机液肥。
实施例3
按照图1的工艺流程图，各组分按重量份数表1所示。
(6)向(5)所得到过滤液中加入β-环糊精时，搅拌1h，转速140r/min,制得有机液肥。
实施例4
按照图1的工艺流程图，各组分按重量份数表1所示。
(6)向(5)所得到过滤液中加入β-环糊精时，搅拌1h，转速150r/min,制得有机液肥。
实施例5
按照图1的工艺流程图，各组分按重量份数表1所示。
(6)向(5)所得到过滤液中加入β-环糊精时，搅拌1h，转速150r/min,制得有机液肥。
实施例1至实施例5分别就不同的鱼粉和海藻的量调整了微生物的量。枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌比例为重量份数1.5～3:1:1～2.5，从表1可知，根据鱼粉和被粉碎的鲜海藻的量确定微生物的量。
表1实施例1至5各组分及用量表
表1中A代表枯草芽孢杆菌，B代表酵母菌，C代表乳酸菌。
田间试验及效果分析
根据各组分的不同用量，实施例1至实施例5对应的得到有机液肥样品1至样品5，将样品1至样品5投入田间试验。
在六亩相同的葡萄田上进行对照试验，分别取有机液肥的五种样品各5L，稀释100倍，将稀释后的液肥喷洒在葡萄秧上，喷洒有样品1至样品5的5块葡萄田为试验田，没有喷洒的葡萄田为对照田，试验田与对照田其他管理一致，葡萄收获情况如表2所示。
表2田间试验结果表
从表2中可以，使用了有机液肥的组别在亩产、单颗均重和可溶性固形物的含量上都有显著提高。
分别将样品1至5和水滴一滴在葡萄叶片上，测量不同样品的接触角，结果如表3所示。
表3有机液肥样品在葡萄叶片上的接触角结果表
名称 接触角/°
样品1 35.1
样品2 33.9
样品3 31.6
样品4 28.5
样品5 28.7
水 36.3
从表3可知，样品1至样品5的接触角均较水的接触角小。由于有机液肥中含有海藻酸、β-环糊精和枯草芽孢杆菌，三者相互协同降低有机液肥溶液的表面张力，使有机液肥在葡萄叶面上的接触角降低，样品1至样品5均有良好的润湿性，将有机液肥喷洒在作物枝叶和果实上的有机液肥溶液润湿更加均匀。
取三份5L的样品3，分别将其稀释100倍、150倍和200倍，分别其喷洒在三亩相同的葡萄田上，样品3稀释100倍、150倍和200倍所收获的葡萄与田间试验的对比组所收获的葡萄对比情况如表4所示。
表4有机液肥稀释不同倍数试验结果表
从表4中可以得出，将5L的有机液肥样品3分别稀释100倍、150倍和200倍，所收获的葡萄在亩产、单颗均重和可溶性固形物的含量上相差很小且仍明显优于对比组。由于β-环糊精为环状结构，在β-环糊精的表面和环状结构内部均附着有微生物和营养成分，当喷洒完有机液肥的作物遭遇露水或者是大雾等状况时，叶面上的有机液肥被稀释，影响有机液肥的效果，但是由于β-环糊精的环状结构中也储存一定量的营养物质，随着β-环糊精外部营养物质浓度的降低，环状结构中的营养物质被由于浓度差逐渐从β-环糊精中释放出来，继续为作物提供营养物质，保证有机液肥的肥效。

Claims (7)

1.有机液肥，其特征在于：按重量份数由以下组分制成，
所述鱼粉和被粉碎的鲜海藻的总量为400重量份；所述微生物为枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌的混合物，枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌按重量份数的比例为1.5～3:1:1～2.5。
2.根据权利要求1所述的有机液肥，其特征在于：按重量份数由以下组分制成，
3.根据权利要求1所述的有机液肥，其特征在于：按重量份数由以下组分制成，
4.根据权利要求1所述的有机液肥，其特征在于：所述食品防腐剂为山梨酸及其盐类。
5.根据权利要求1所述的有机液肥，其特征在于：鱼粉的粒径在5μm至1000μm之间。
6.根据权利要求1所述的有机液肥，其特征在于：被粉碎的鲜海藻中海藻颗粒的粒径在5μm至1000μm之间。
7.权利要求1所述的有机液肥的制备方法，其特征在于：
(1)常温常压下，将去离子水、鱼粉、被粉碎的鲜海藻、糖蜜、微生物、腐殖酸钠按权利要求1所述的重量份数加入发酵罐中，通氧时间6min，通氧速度2m3/min，搅拌0.5h至2h,转速为100至150r/min，搅拌均匀；
(2)使用柠檬酸调节步骤(1)所得混合物的pH 值为4至6；
(3)将步骤(2)所得混合物在35℃至45℃的温度下发酵24h至72h；
(4)向经步骤(3)发酵后所得到的混合物中加入食品防腐剂；
(5)将步骤(4)所得混合物过滤得到过滤液；
(6)向(5)所得到过滤液中加入β-环糊精，搅拌均匀，制得有机液肥。
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