CN107235806A - 一种生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物有机肥及其制备方法，本发明所述生物有机肥主要由金色链霉菌和腐熟物组成，其中，所述腐熟物主要由腐殖酸、秸秆、和豆饼发酵而成，且在所述生物有机肥中，金色链霉菌含量≥0.2亿个/g。该有机肥中的金色链霉菌和腐熟物具有功能互补和协同增效的作用，能够抑制有害微生物的生长，促进植物的抗病能力，抵抗不良环境，同时，促进多种植株健壮生长，显著提高作物的产量和品质。本发明所述制备方法通过将金色链霉菌与腐熟物按重量比混合获得所述生物有机肥，该方法简单易行，便于操作，有利于大规模生产所述生物有机肥。

Description

一种生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料领域，具体而言，涉及一种生物有机肥及其制备方法。

背景技术

随着人口的激增，为满足粮食需求，我国化肥用量呈持续增长的趋势，施用化肥对解决粮食短缺问题作出了巨大贡献，但同时由于长期大量施用化肥，也带来了严重的环境污染和对生态平衡的破坏。研究表明，过量施用的化肥不断在土壤中积累，达到一定程度以后，会引起土壤环境质量恶化，造成土壤板结、硬化、肥力下降，同时对生物、水体、空气和人体健康产生危害。随着绿色农业的发展，我国对生物有机肥在农业生产上的应用越来越重视。

但现有的生物有机肥存在肥效低、功能单一、制备步骤繁琐、杂菌含量高、不宜运输和销售等缺陷，因而生物有机肥的推广应用一直受到限制。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种生物有机肥，该生物有机肥的肥效强，能够促进多种作物的生长，显著提高多种作物的产量和品质，同时具有防止作物病害和防虫功效，实现一肥多效。

本发明的第二目的在于提供一种所述生物有机肥的制备方法，该方法简单易行，便于规模化操作。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种生物有机肥，所述生物有机肥主要由金色链霉菌和腐熟物组成，其中，所述腐熟物主要由腐殖酸、秸秆和豆饼发酵而成，且在所述生物有机肥中，金色链霉菌含量≥0.2亿个/g。

本发明所述生物有机肥中含有的金色链霉菌是链霉菌的一种，因其表现色为金黄色而得其名，所产生的代谢产物属于广谱性抗生素类杀菌剂，能抑制多种细菌和真菌性病害。因此，本发明所述有机物能够在植物根基土壤中抑制其他有害微生物的生长繁殖，对部分有害微生物产生拮抗作用，减少有害微生物的危害机会，增强作物的抗病性。

本发明所述生物有机肥中还包括腐熟物，该腐熟物主要由腐殖酸、秸秆和豆饼发酵而成。

腐殖酸(humic acid)是一种大分子有机弱酸，是羟基芳香族羧酸的混合物，其分子量在1000～20000之间，含阴离子多的一种电解质，由多糖、蛋白质、酚和金属元素结合而成，并存在酚羟基与醌基的相互转化，具有较高的分子孔隙。秸秆，指农作物在收获籽粒后的剩余部分，秸秆中存有农作物光合作用一半以上的产物，富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质。豆饼，是大豆榨油后的副产物，富含大量粗蛋白和氮、磷、钾等微量元素。

经过发酵，原料中的腐殖酸、秸秆和豆饼能够降解为分子量更小、更容易被植物吸收的小分子活性物质，同时，通过发酵还能产生功能性微生物菌群，分泌促进植物生长的。另外，由于是以腐殖酸、秸秆和豆饼等清洁物质发酵而成，与常见的人畜排泄物腐熟而成的肥料相比，本发明所述腐熟物中所含杂菌少，更清洁。

本发明所述生物有机肥包括金色链霉菌和主要由腐殖酸、秸秆和豆饼发酵而形成的腐熟物，二者的组合具有功能互补、协同增效的作用。金色链霉菌能够分泌抗菌肽，抑制有害病菌的生长，而主要由腐殖酸、秸秆、和豆饼发酵而形成的腐熟物含有大量容易被植物吸收利用的营养物质以及促进植物生长的功能性微生物，因此，金色链霉菌和腐熟物具有功能互补的作用。另一方面，金色链霉菌抑制有害菌的生长，功能性微生物能够通过在作物根系土壤微生态系统内形成优势种群，抑制有害微生物的生长繁殖，同时，腐熟物中的营养物质还能为金色链霉菌和功能性微生物提供营养物质，促进其生长繁殖，因此，金色链霉菌和腐熟物还具有协同增效的作用。

综上所述，本发明所述有机肥具有多种功能，一方面其营养物质含量丰富，能够有效增强土壤肥力，肥效较一般普通的有机肥高；另一方面，本发明所述生物有机肥中有害杂菌的含量低，且具有抑制有害菌生长和抗病的功能；另外，本发明所述生物有机肥对多种作物均有提高农艺性状、增产和提高作物品质的作用。

在一些实施方式中，所述生物有机肥中，所述金色链霉菌含量≥0.25亿个/g；或者，金色链霉菌含量≥0.3亿个/g；优选地，所述金色链霉菌含量为0.2亿个/g，或者，所述金色链霉菌含量为0.25亿个/g，或者，金色链霉菌含量为0.3亿个/g。

在一些实施方式中，所述生物有机肥中有机质的质量百分数≥40.0％，水分的质量百分数≤30％，粪大肠杆菌含量≤100个/g；或者，所述生物有机肥中有机质的质量百分数≥45.0％，水分的质量百分数≤25％，粪大肠杆菌含量≤50个/g。

在一些实施方式中，所述腐熟肥主要由腐殖酸、秸秆和豆饼按重量比30～70：70～150：3～10制备而成；或者，所述腐熟肥主要由腐殖酸、秸秆和豆饼按重量比40～60：80～140：4～9制备而成；或者，所述腐熟肥主要由腐殖酸、秸秆和豆饼按重量比40～70：90～130：5～8制备而成；

优选地，腐殖酸、秸秆、豆饼按重量比30：70：3制备而成，或者，腐殖酸、秸秆和豆饼按重量比50：100：6制备而成，或者，腐殖酸、秸秆、和豆饼按重量比70：150：10制备而成。

本发明上述方法分别对金色链霉菌、氨基酸、有机质、水和粪大肠杆菌在所述生物有机肥中的含量，以及腐殖酸、秸秆和豆饼重量比进行限定，使所述生物有机肥中各组分的配比更合理，进一步增强其功能互补和协同增效的作用。

在一些实施方式中，所述秸秆包括玉米秸秆和烟秸秆，所述豆饼为豆饼粉；优选地，所述玉米秸秆和烟秸秆的重量份分别为30～70份和40～80份；或者，所述玉米秸秆和烟秸秆的重量份分别为40～70份和50～80份；或者，所述玉米秸秆和烟秸秆的重量份分别为50～70份和60～80份；优选地，所述玉米秸秆和烟秸秆的重量份分别为30份和40份，或40份和60份，或70份和80份。

本发明上述方法进一步限定所述秸秆包括玉米秸秆和烟秸秆，并对玉米秸秆和烟秸秆的用量进行限定。玉米秸秆指玉米作物在收获玉米后的剩余部分，有机质和矿物质等的含量高，而烟秸秆，包括烟底叶，烟梗，烟杈和烟草，烟秸秆中含有烟碱，具有防虫作用。

本发明还涉及一种所述生物有机肥的制备方法，所述方法包括将金色链霉菌与腐熟物按重量比混合的步骤。

本发明上述方法通过简单的混合即可制备获得所述生物有机肥，其制备方法简单易行，容易操作，便于规模化生产。

在一些实施方式中，所述腐熟物的制备步骤包括：将秸秆粉碎，加水浇透，再加入腐殖酸和豆饼，搅拌均匀，得到发酵料，堆积发酵。

在一些实施方式中，在堆积发酵之前，还包括按1～3:100的重量比在发酵料中加入石灰粉；优选地，按1:100，或1:50或3:50的质量比在发酵料中加入石灰粉。

在一些实施方式中，所述堆积发酵包括：将发酵料堆成条形堆，盖好，发酵至发酵料全部腐熟，堆体塌陷1/3～1/2，即得发酵好的腐熟物。

在一些实施方式中，所述金色链霉菌的培养步骤包括活化菌种、种子罐培养和发酵罐培养得到金色链霉菌菌液的步骤；

优选地，所述种子罐培养的条件为：将优良的金色链霉菌孢子液接种到发酵罐中，在25～28℃、0.04～0.06MPa的压强下发酵28～35小时；

优选地，所述发酵罐培养的条件为：按10～20％的接种量将所述种子罐培养后得到的金色链霉菌的菌悬液接种到发酵罐中，在25～28℃、0.04～0.06MPa的压强下发酵48～52小时。

在一些实施方式中，所述金色链霉菌和腐熟物之间的重量比为0.9～1.1:1；或1.0～1.1:1；优选地，所述金色链霉菌和腐熟物之间的重量比为0.7:1,或者，1：1，或者1.1:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)、本发明所述生物有机肥中的金色链霉菌和腐熟物具有功能互补和协同增效的作用，能够有效抑制有害微生物和病虫害，促进植物的抗病能力，抵抗不良环境，同时，能够为植物提供多种养分，促进多种植株健壮生长，显著提高作物的产量和品质。本发明用于发酵的秸秆优选地包括烟秸秆，能够进一步增强所述生物有机肥的杀虫作用。

2)、本发明所述生物有机肥不含传统化肥成分，对生态安全，不会造成环境污染，同时，所述有机肥含有高含量的有机质，能够增强土壤肥力和改善土壤结构，对土壤有一定的修复作用。

3)、本发明生产所述生物有机肥的方法与常规生物有机肥的制备方法相比，简单易行，便于操作，有利于大规模生产。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

生物有机肥的制备

实施例1

一、肥料载体的腐熟

1、将玉米秸秆和烟秸秆粉碎并混合，加水浇透，再掺入豆饼粉，搅拌成发酵料，其中腐殖酸、玉米秸秆、烟秸秆、水、和豆饼粉的重量比为30：30：40：70：3。

2、在发酵料中加入石灰粉，调节发酵料的pH值，其中石灰粉与发酵料的重量比为1:50。

3、将发酵料堆成条形，用塑料布盖好，进行发酵。在发酵过程中，堆体内的温度经24小时达50～55℃，经48小时温度上升至70～75℃，持续2-3天，堆温下降至环境温度，经13天发酵，发酵料全部腐熟，堆体塌陷1/3，形成发酵腐熟物。

二、金色链霉菌的培养

1、菌种活化：在无菌条件下将保存菌种即(金色链霉菌)接至斜面，于28℃培养5天后，将斜面菌种孢子收集到内装有无菌水的瓶内，低温贮存备用。

2、种子罐培养：(1)处理：先用清水冲洗罐体，再用2％氢氧化钠溶液煮沸30min，于121℃蒸汽对空罐消毒50min；(2)投料：按1.2:1的重量比将高氏1号培养基和水加入到种子罐中，搅拌均匀，并调节pH至7.5；(3)灭菌：蒸汽加热至121℃、罐压0.15MPa、灭菌30分钟，然后夹层降温至28℃；(4)接种：将优良的金色链霉菌孢子液在无菌状态下接入种子罐内；(5)菌体培养：在28℃，罐压0.05MPa条件下培养30小时，镜检无杂菌，菌体浓度及生长正常的状态下，转入发酵罐。

3、发酵罐培养：(1)罐体清洗、投料、灭菌操作同种子罐；(2)接种：按15％的接种量在无菌状态下将种子液接入种子罐内；(3)菌种培养：在28℃，罐压0.05MPa，供氧系数1:0.75(v/v)的条件下培养50小时，镜检菌体代谢变弱，染色变浅，终止发酵。

三、菌种吸附

1、将发酵完毕的菌种吸附于第一步腐熟的肥料载体上，腐熟物与菌种的重量配比为1：1，即得生物有机肥产品。

2、检测生物有机肥产品中金色链霉菌活体、有机质、水分和粪大肠杆菌的含量，结果表明：所述生物有机肥产品中，金色链霉菌的活菌体为0.25亿个/g，有机质的质量分数为45％，水份为25％，粪大肠杆菌活菌数为28个/g。

实施例2

一、肥料载体的腐熟

1、将玉米秸秆和烟秸秆粉碎并混合，加水浇透，再掺入豆饼粉，搅拌成发酵料，其中腐殖酸、玉米秸秆、烟秸秆、水、和豆饼粉的重量比为50：40：60：80：6。

2、在发酵料中加入石灰粉，调节发酵料的pH值，其中石灰粉与发酵料的重量比为1:100。

3、将发酵料堆成条形，用塑料布盖好，进行发酵。在发酵过程中，堆体内的温度经24小时达50～55℃，经48小时温度上升至70～75℃，持续2-3天，堆温下降至环境温度，经12天发酵，发酵料全部腐熟，堆体塌陷1/3，形成发酵腐熟物。

二、金色链霉菌的培养

1、菌种活化：在无菌条件下将保存菌种即(金色链霉菌)接至斜面，于28℃培养5天后，将斜面菌种孢子收集到内装有无菌水的瓶内，低温贮存备用。

2、种子罐培养：(1)处理：先用清水冲洗罐体，再用2％氢氧化钠溶液煮沸30min，于121℃蒸汽对空罐消毒50min；(2)投料：按1.2:1的重量比将高氏1号培养基和水加入到种子罐中，搅拌均匀，并调节pH至7.5；(3)灭菌：蒸汽加热至121℃、罐压0.15MPa、灭菌30分钟，然后夹层降温至28℃；(4)接种：按10％的接种量在无菌状态下将经活化的菌悬液接入种子罐内；(5)菌体培养：在28℃，罐压0.05MPa条件下培养30小时，镜检无杂菌，菌体浓度及生长正常的状态下，转入发酵罐。

3、发酵罐培养：(1)罐体清洗、投料、灭菌操作同种子罐；(2)接种：按10％的接种量在无菌状态下将种子液接入种子罐内；(3)菌种培养：在28℃，罐压0.05MPa、供氧系数1:0.8(v/v)条件下培养50小时，镜检菌体代谢变弱，染色变浅，终止发酵。

三、菌种吸附

1、将发酵完毕的菌种吸附于第一步腐熟的肥料载体上，腐熟物与菌种的重量配比为0.7：1，即得生物有机肥产品。

2、检测生物有机肥产品中金色链霉菌活体、氨基酸、有机质、水分和粪大肠杆菌的含量，结果表明：所述生物有机肥产品中，金色链霉菌的活菌体为0.22亿个/g，有机质的质量分数为41％，水份的质量分数为30％，粪大肠杆菌活菌数为42个/g。

实施例3

一、肥料载体的腐熟

1、将玉米秸秆和烟秸秆粉碎并混合，加水浇透，再掺入豆饼粉，搅拌成发酵料，其中腐殖酸、玉米秸秆、烟秸秆、水、和豆饼粉的重量比为70：70：80：100：10。

2、在发酵料中加入石灰粉，调节发酵料的pH值，其中石灰粉与发酵料的重量比为3:100。

3、将发酵料堆成条形，用塑料布盖好，进行发酵。在发酵过程中，堆体内的温度经24小时达50～55℃，经48小时温度上升至70～75℃，持续2-3天，堆温下降至环境温度，经15天发酵，发酵料全部腐熟，堆体塌陷1/2，形成发酵腐熟物。

二、金色链霉菌的培养

1、菌种活化：在无菌条件下将保存菌种即(金色链霉菌)接至斜面，于28℃培养5天后，将斜面菌种孢子收集到内装有无菌水的瓶内，低温贮存备用。

2、种子罐培养：(1)处理：先用清水冲洗罐体，再用2％氢氧化钠溶液煮沸30min，于121℃蒸汽对空罐消毒50min；(2)投料：按1.2:1的重量比将高氏1号培养基和水加入到种子罐中，搅拌均匀，并调节pH至7.5；(3)灭菌：蒸汽加热至121℃、罐压0.15MPa、灭菌30分钟，然后夹层降温至28℃；(4)接种：按20％的接种量在无菌状态下将经活化的菌悬液接入种子罐内；(5)菌体培养：在28℃，罐压0.05MPa条件下培养30小时，镜检无杂菌，菌体浓度及生长正常的状态下，转入发酵罐。

3、发酵罐培养：(1)罐体清洗、投料、灭菌操作同种子罐；(2)接种：按20％的接种量在无菌状态下将种子液接入种子罐内；(5)菌种培养：在28℃，罐压0.05MPa、供氧系数1：0.80(v/v)条件下培养50小时，镜检菌体代谢变弱，染色变浅，终止发酵。

三、菌种吸附

1、将发酵完毕的菌种吸附于第一步腐熟的肥料载体上，腐熟物与菌种的重量配比为1.1：1，即得生物有机肥产品。

2、检测生物有机肥产品中金色链霉菌活体、氨基酸、有机质、水分和粪大肠杆菌的含量，结果表明：所述生物有机肥产品中，金色链霉菌的活菌体为0.22亿个/g，有机质的质量分数为50％，粪大肠杆菌活菌数为26个/g。

产品效果试验

实验1对西葫芦的作用

按每亩施用40千克实施例1制备的肥料作为实验组。同时，以每亩施用40千克史丹利复合肥(氮15％-磷15％-钾15％)作为对照组。实验组、对照组各五亩。施肥时机为：种植前。

施肥后第40～50天，实验组的西葫芦植株未疯长，植株敦实，座果率高(平均每株座果8个)；而对照组的西葫芦植株呈现疯长状态，座果率低(平均每株座果5个)。

施肥后第65天，实验组平均每亩只有2株发现有花叶病毒(1亩约种植500棵西葫芦)；而对照组，平均每亩有20株发现有花叶病毒。

收获：实验组每亩产量为6500斤，而对照组每亩产量为5000斤，增长30％。

结论：本发明的底肥可显著提高西葫芦的座果率，提高产量，并能够有效抑制花叶病毒。

实验2对辣椒的作用

按每亩施用40千克实施例1制备的肥料作为实验组。同时，以每亩施用40千克史丹利复合肥(氮15％-磷15％-钾15％)作为对照组。实验组、对照组各3亩。施肥时机为：种植前。

施肥后第40～50天，实验组辣椒植株开花多，座果率高(平均每株座果30个，对照组平均每株座果25个)，且长势旺，比对照组辣椒植株平均高10cm(实验组植株平均高70cm，对照组平均高60cm)。

施肥后第50天，实验组辣椒植株根部只有2～3个瘤体(根结线虫导致)，发白；而对照组辣椒植株根据有6～7个瘤体，发黄。

施肥后第60天，实验组辣椒植株无落花落果现象，患有条斑病毒的植株少，每亩4～5株，而对照组患有条斑病毒的植株每亩为14～15株(每亩约1800棵辣椒)。

收获：实验组每亩产量为7000斤，而对照组每亩产量为5800斤，增长20.7％。

结论：本发明的底肥可显著提高辣椒的座果率，提高产量，并能够有效抑制根结线虫。

实验3对黄瓜的作用

按每亩施用40千克实施例1制备的肥料作为实验组。同时，以每亩施用40千克史丹利复合肥(氮15％-磷15％-钾15％)作为对照组。实验组、对照组各3亩。施肥时机为：种植前。

施肥后第60～70天，实验组黄瓜植株的叶片上未见有黄点病，且长势好，开花多而且时间集中；而对照组黄瓜植株叶片上普遍有黄点病，长势弱，开花少而且不集中。

收获：实验组每亩产量为3万斤(每亩约4000棵)，而对照组每亩产量为2.5万斤，增长20％。

结论：本发明的底肥能使黄瓜开花多而且时间集中，提高黄瓜的产量，并能有效抑制黄点病。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种生物有机肥，其特征在于，所述生物有机肥主要由金色链霉菌和腐熟物组成，其中，所述腐熟物主要由腐殖酸、秸秆和豆饼发酵而成，且在所述生物有机肥中，金色链霉菌含量≥0.2亿个/g。

2.根据权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述生物有机肥中有机质的质量百分数≥40.0％，水分的质量百分数≤30％，粪大肠杆菌含量≤100个/g。

3.根据权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述腐熟肥主要由腐殖酸、秸秆和豆饼按重量比30～70：70～150：3～10制备而成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的生物有机肥，其特征在于，所述秸秆包括玉米秸秆和烟秸秆，所述豆饼为豆饼粉；优选地，所述玉米秸秆和烟秸秆的重量份分别为30～70份和40～80份。

5.权利要求1～4任一项所述生物有机肥的制备方法，其特征在于，所述方法包括将金色链霉菌与腐熟物按重量比混合的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述腐熟物的制备步骤包括：将秸秆粉碎，加水浇透，再加入腐殖酸和豆饼，搅拌均匀，得到发酵料，堆积发酵。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在堆积发酵之前，还包括按1～3:100的重量比在发酵料中加入石灰粉。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述堆积发酵包括：将发酵料堆成条形堆，盖好，发酵至发酵料全部腐熟，堆体塌陷1/3～1/2，即得发酵好的腐熟物。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金色链霉菌的培养步骤包括活化菌种、种子罐培养和发酵罐培养得到金色链霉菌菌液的步骤；

所述种子罐培养的条件为：将优良的金色链霉菌孢子液接种到发酵罐中，在25～28℃、0.04～0.06MPa的压强下发酵28～35小时；

所述发酵罐培养的条件为：按10～20％的接种量将所述种子罐培养后得到的金色链霉菌的菌悬液接种到发酵罐中，在25～28℃、0.04～0.06MPa的压强下发酵48～52小时。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述金色链霉菌菌液与所述腐熟物之间的重量比为0.7～1.1:1；优选的，所述金色链霉菌菌液与所述腐熟物之间的重量比为0.9～1.1:1。