CN107973652A - 一种多元素生物有机增效肥及其制造方法 - Google Patents

一种多元素生物有机增效肥及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多元素生物有机增效肥及其制造方法，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣200‑300份、草木灰40‑60份、蚯蚓粪40‑60份、复合微生物菌剂2‑4份、增效剂0.8‑1.6份、尿素80‑120份、磷酸一铵100‑150份、硫酸钾100‑150份、分散增效剂5‑10份、包膜剂4‑8份。本发明的多元素生物有机增效肥组方合理，养分均衡，通过各组分的协同作用大大提高肥料的利用率，充分满足作物对养分的需求，经济环保，肥效好，最大限度发挥肥料的效力，既可以提高产量，又可以提高品质，是一种理想的生物绿色环境友好型肥料。

Description

一种多元素生物有机增效肥及其制造方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种多元素生物有机增效肥及其制造方法。
背景技术
目前，我国解决粮食安全的主要途径还需依靠高强度地集约利用耕地资源和大量化肥等化学品的投入，这样由于大量使用化肥，不仅造成肥料浪费和利用率降低，还造成土壤养分的比例失调，土壤肥力下降，水体产生富营养化，给环境安全造成巨大压力。我国多年来由于化学肥料的长期使用，有机肥不足，各类养分比例失调，致使农田生态环境、土壤理化性质和土壤微生物区系受到不同程度的破坏，在一定程度上影响了农产品的安全。因此，近年来国家力推增效肥、生物有机肥等新型肥料入市，通过利用新型肥料替代部分化肥用量，不仅可以减少化肥用量，而且还可改善土壤质量、保护生态环境。
多元素生物有机增效肥含有生物、增效剂、有机肥多种无机肥对作物有促生、增产作用，是一种具有生物、有机、无机成分和速效、缓效养分的环保型肥料,可达到一次施肥满足作物整个生长周期营养所需,可提高化学肥料利用率，减轻环境污染，可减少化肥和农药使用量以及施用次数，降低施肥劳动强度，节省劳力；该肥还具有提升施肥土壤的地力水平，增强施肥作物的抗逆力，提高农产品产量和品质等显著特点。该肥营养元素全面，能够改良土壤，改善使用化肥造成的土壤板结。 改善土壤理化性状，增强土壤保水、保肥、供肥的能力。该肥中的有益微生物进入土壤后与土壤中微生物形成相互间的共生增殖关系，抑制有害菌生长并转化为有益菌，相互作用，相互促进，起到群体的协同作用，有益菌在生长繁殖过程中产生大量的代谢产物，促使有机物的分解转化，能直接或间接为作物提供多种营养和刺激性物质，促进和调控作物生长，是一种可达到减肥增效，绿色环保的要求的肥料。
增效肥是指肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率比速溶性肥料缓慢。增效肥料具有养分释放慢，作物吸收多，养分利用率高的特点，施用增效肥可以简化劳动程序，省工省时。目前国内外的增效肥料是通过包膜、包裹、包囊、涂层的物理化学方法延长肥效的肥料，以及将速溶性肥料与聚乙烯醇、脲醛、硫磺、醇酸类树脂、聚氨酯类树脂等高分子聚合物反应所形成的包裹或者涂层肥料，这些肥料不但包膜成本高，难以降解，而且对环境有负效应，因而限制了它们的应用。因此开发一种节约成本且制备方法简单、经济环保的具有缓释作用的多元素生物有机增效肥是非常必要的。
发明内容
本发明提供了一种经济环保、肥效好、具有缓释作用的多元素生物有机增效肥。
本发明还提供了一种简单易行的该多元素生物有机增效肥的制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣200-300份、草木灰40-60份、蚯蚓粪40-60份、复合微生物菌剂2-4份、增效剂0.8-1.6份、尿素80-120份、磷酸一铵100-150份、硫酸钾100-150份、分散增效剂5-10份、包膜剂4-8份；
所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按照1：1-1.2：0.6-0.8的重量比制得的；
所述增效剂是由二甲基甲酰胺、壳聚糖和大蒜多糖按照1：2-4：1-3的重量比制得的。
所述的，包膜剂是由尿素、甲醛、水和烷基酚聚氧乙烯醚按照10：2-3：1-1.2：0.1-0.15的重量比制得的。
所述的，分散增效剂是由乙二醇单丁醚和聚乙二醇单甲醚按照1：0.6-0.8的重量比制得的。
所述的，复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15h，然后按照1%的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养20h后，将枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。
所述的，液体种子培养基为5%蔗糖、2%蛋白胨、2%玉米粉、0.1%磷酸二氢钾、0.05%氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5%蛋白胨、3%牛肉膏、1%蔗糖、15%玉米粉、3%淀粉、0.1%氯化钾和余量无菌水组成；所述液体种子培养基和大罐培养基的pH为6.5。
一种多元素生物有机增效肥的制造方法，是由以下步骤制得的：
1）将蘑菇渣、烟渣和草木灰混合均匀，喷水，含水率控制在55%±3%，平铺，平铺厚度为40-50cm；然后将蚯蚓粪均匀洒在上面，放置24h以上，得物料；
2）将复合微生物菌剂和增效剂混合均匀，得发酵剂；
3）将发酵剂和物料混合均匀，堆成长条垛，含水率控制在55%±3%；待堆温升高到50℃时，进行第一次翻堆；堆温升至60℃时，进行第二次翻堆；继续发酵15天，全过程发酵温度不得高于65℃，含水率控制在55%±3%；将发酵好的物料阴干至含水量≤30%，得发酵料；
4）将尿素和水加至反应槽中，氢氧化钠调节pH值为7.5，升温至50℃，加入甲醛，100℃反应40min；磷酸调节pH值为4，65℃反应1h，再加入烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，得包膜剂；
5）将尿素、磷酸一铵、硫酸钾和分散增效剂混合均匀，掺入一半重量的发酵料，混合均匀；再掺入剩余的发酵料，混合均匀，转鼓造粒机造粒，喷淋包膜剂，滚动混合团聚成粒；烘干至、冷却、筛分，得粒径为3-8mm的多元素生物有机增效肥。
本发明的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)购自中国普通微生物菌种保藏管理中心（地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生物研究所），编号CGMCC No.7624；本发明的路德维希肠杆菌（Enterbacter ludwigii）购自中国普通微生物菌种保藏管理中心（地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生物研究所），编号CGMCCNo.8801；本发明的氧化亚铁钩端螺旋菌（(Leptospirillum sp.）购自中国典型培养物保藏中心（地址：武汉市武昌珞珈山），编号CCTCC NO M2014196。
本发明的有益效果：
1.本发明的多元素生物有机增效肥组方合理，养分均衡，通过各组分的协同作用大大提高肥料的利用率，充分满足作物对养分的需求，经济环保，肥效好，最大限度发挥肥料的效力，既可以提高产量，又可以提高品质，是一种理想的生物绿色环境友好型肥料。
2.本发明的多元素生物有机增效肥养分释放周期可达120天，达到一次施足底肥，无需追肥，即可满足作物不同生长时期的养分所需。本发明的无机肥养分含量高、易吸收、利用率高，添加富含生物活性物质的发酵料，增加土壤团粒结构，降低土壤容重，改善土壤理化性能，防止土壤板结，增加土壤保肥保水保气的能力，减少化肥和化学农药的施用量。枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌共同作用，相互促进，达到优势互补的效果，实现有机物料的快速发酵处理。增效剂可促进发酵菌剂对有机质的发酵，产生大量有益活性因子。分散增效剂保证物料掺混均匀，肥料养分均衡。包膜剂中增加烷基酚聚氧乙烯醚，显著提高包膜的力学性能，缓释效果好。
3.本发明的制备方法成球率高，利用包膜剂进行造粒，增加固体物料中的液相，物料易于团聚成粒，无须额外使用蒸汽或粘结剂，减轻烘干负荷，降低能源消耗，简单易行，显著降低生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明所用蘑菇渣的有机质含量≥70%；本发明所用烟渣的有机质含量≥70%。本发明所用蚯蚓粪的有机质含量≥30%。
实施例1
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣250份、草木灰50份、蚯蚓粪50份、复合微生物菌剂3份、增效剂1.2份、尿素100份、磷酸一铵120份、硫酸钾130份、分散增效剂8份、包膜剂6份；
所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按照1：1.1：0.7的重量比制得的；
所述增效剂是由二甲基甲酰胺、壳聚糖和大蒜多糖按照1：3：2的重量比制得的。
所述的，包膜剂是由尿素、甲醛、水和烷基酚聚氧乙烯醚按照10：3：1.1：0.13的重量比制得的。
所述的，分散增效剂是由乙二醇单丁醚和聚乙二醇单甲醚按照1：0.7的重量比制得的。
所述的，复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15h，然后按照1%的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养20h后，将枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。
所述的，液体种子培养基为5%蔗糖、2%蛋白胨、2%玉米粉、0.1%磷酸二氢钾、0.05%氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5%蛋白胨、3%牛肉膏、1%蔗糖、15%玉米粉、3%淀粉、0.1%氯化钾和余量无菌水组成；所述液体种子培养基和大罐培养基的pH为6.5。
一种多元素生物有机增效肥的制造方法，是由以下步骤制得的：
1）将蘑菇渣、烟渣和草木灰混合均匀，喷水，含水率控制在55%±3%，平铺，平铺厚度为40-50cm；然后将蚯蚓粪均匀洒在上面，放置24h以上，得物料；
2）将复合微生物菌剂和增效剂混合均匀，得发酵剂；
3）将发酵剂和物料混合均匀，堆成长条垛，含水率控制在55%±3%；待堆温升高到50℃时，进行第一次翻堆；堆温升至60℃时，进行第二次翻堆；继续发酵15天，全过程发酵温度不得高于65℃，含水率控制在55%±3%；将发酵好的物料阴干至含水量≤30%，得发酵料；
4）将尿素和水加至反应槽中，氢氧化钠调节pH值为7.5，升温至50℃，加入甲醛，100℃反应40min；磷酸调节pH值为4，65℃反应1h，再加入烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，得包膜剂；
5）将尿素、磷酸一铵、硫酸钾和分散增效剂混合均匀，掺入一半重量的发酵料，混合均匀；再掺入剩余的发酵料，混合均匀，转鼓造粒机造粒，喷淋包膜剂，滚动混合团聚成粒；烘干至、冷却、筛分，得粒径为3-8mm的多元素生物有机增效肥。
实施例2
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣200份、草木灰60份、蚯蚓粪40份、复合微生物菌剂2份、增效剂1.6份、尿素120份、磷酸一铵100份、硫酸钾150份、分散增效剂5份、包膜剂8份；
所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按照1：1：0.8的重量比制得的；
所述增效剂是由二甲基甲酰胺、壳聚糖和大蒜多糖按照1：2：3的重量比制得的。
所述的，包膜剂是由尿素、甲醛、水和烷基酚聚氧乙烯醚按照10：2：1.2：0.15的重量比制得的。
所述的，分散增效剂是由乙二醇单丁醚和聚乙二醇单甲醚按照1：0.6的重量比制得的。
其余同实施例1。
实施例3
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣300份、草木灰40份、蚯蚓粪60份、复合微生物菌剂4份、增效剂0.8份、尿素80份、磷酸一铵150份、硫酸钾100份、分散增效剂10份、包膜剂4份；
所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按照1：1.2：0.6的重量比制得的；
所述增效剂是由二甲基甲酰胺、壳聚糖和大蒜多糖按照1：4：1的重量比制得的。
所述的，包膜剂是由尿素、甲醛、水和烷基酚聚氧乙烯醚按照10：3：1：0.1的重量比制得的。
所述的，分散增效剂是由乙二醇单丁醚和聚乙二醇单甲醚按照1：0.8的重量比制得的。
其余同实施例1。
对比例1
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣250份、草木灰50份、蚯蚓粪50份、复合微生物菌剂3份、尿素100份、磷酸一铵120份、硫酸钾130份、分散增效剂8份、包膜剂6份；
其余同实施例1。
对比例2
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣250份、草木灰50份、蚯蚓粪50份、复合微生物菌剂3份、增效剂1.2份、尿素100份、磷酸一铵120份、硫酸钾130份、分散增效剂8份、包膜剂6份；
所述的，包膜剂是由尿素、甲醛和水按照10：3：1.1的重量比制得的。
其余同实施例1。
对比例3
一种多元素生物有机增效肥，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣250份、草木灰50份、蚯蚓粪50份、复合微生物菌剂3份、增效剂1.2份、尿素100份、磷酸一铵120份、硫酸钾130份、分散增效剂8份、包膜剂6份；
所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌和路德维希肠杆菌按照1：1.1的重量比制得的；
其余同实施例1。
玉米增产效果试验
共设7个组，分为试验组1-6和对照组，其中试验组1-6分别施用实施例1-3和对比例1-3制备的多元素生物有机增效肥作为基肥，对照组施用土壤；将肥料或土壤撒施至划分好区域的田间，其用量均为200kg/亩；然后对土地进行翻耕，种植玉米（品种：农大372），控制行距约40-50cm，株距30-40cm，玉米生长期间定期浇水，不进行追肥。其中对各处理进行相同的处理。收获后，测定各处理的亩产量，计算增产率，试验结果如表1所示。
增产率（%）=（试验组玉米产量-对照组玉米产量）/对照组玉米产量×100。
表1玉米增产效果试验结果
分组 亩产量/kg 增产率/%
试验组1 1255 30.7
试验组2 1223 27.4
试验组3 1238 29.0
试验组4 1105 15.1
试验组5 1080 12.5
试验组6 1096 14.2
对照组 960 ——
由表1可知，试验组1-3的增产效果较试验组4-6明显，与对照组相比，增产效果极其明显。可见本发明通过各组分的协同作用大大提高肥料的利用率，充分满足作物对养分的需求，取得了明显的增产效果。
苹果应用试验
试验地：2016年选取在山东省临沂市某苹果合作社苹果园进行试验，试验土壤地力情况为：pH值为：5.3，有机质13.5g/kg，碱解氮63.4mg/kg，速效磷29mg/kg，速效钾43.8mg/kg。地面平整，地力均匀。
试验方法与材料：供试品种为红富士，树龄7年，每个处理试验树20棵，大小长势基本一致，每株面积15m2，折667m2种植30株。试验设6个处理，每个处理组的处理方法为在果树生长初期作基肥开沟条施施入土壤中，每个处理组施肥量相同，其中T1为施用本发明实施例1制备的多元素生物有机增效肥处理组；T2为施用本发明实施例2制备的多元素生物有机增效肥处理组；T3为施用本发明实施例3制备的多元素生物有机增效肥处理组；T4为施用对比例1制备的多元素生物有机增效肥对照组；T5为施用对比例2制备的多元素生物有机增效肥对照组；T6为施用对比例3制备的多元素生物有机增效肥对照组。其他田间管理各个处理组均相同。采摘全部果实称重统计产量，并对每个处理组选择4棵树势相同苹果树采摘全部果实，分级称重统计产量，用便携式测糖仪测定果实的可溶性固形物含量，且现场对树势进行丈量。试验结果如表2所示。
表2不同处理组果实形态性状分析统计结果
组别 单株结果数/个 平均单果重/g 667m2产量/kg 果实着色 可溶固形物含量/%
T1 282 387.8 3280.8 72%以上 16.4
T2 273 372.5 3050.8 71%以上 15.2
T3 276 383.6 3176.2 71%以上 15.6
T4 241 333.2 2409.0 65%以上 11.9
T5 239 329.5 2362.5 65%以上 11.8
T6 235 329.6 2323.7 65%以上 11.6
从上述表1的结果中可以看出，本发明的多元素生物有机增效肥增产效果显著，且从果实形态分析中可以得到，与T4-T6组相比，使用本发明肥料后，单株结果数、平均单果重、每667m2产量均显著提高，增产效果十分明显。且T1-T3组果实可溶性固形物含量相对较高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，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，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种多元素生物有机增效肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制得的：蘑菇渣150份、烟渣200-300份、草木灰40-60份、蚯蚓粪40-60份、复合微生物菌剂2-4份、增效剂0.8-1.6份、尿素80-120份、磷酸一铵100-150份、硫酸钾100-150份、分散增效剂5-10份、包膜剂4-8份；
所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按照1：1-1.2：0.6-0.8的重量比制得的；
所述增效剂是由二甲基甲酰胺、壳聚糖和大蒜多糖按照1：2-4：1-3的重量比制得的。
2.根据权利要求1所述多元素生物有机增效肥，其特征在于，所述包膜剂是由尿素、甲醛、水和烷基酚聚氧乙烯醚按照10：2-3：1-1.2：0.1-0.15的重量比制得的。
3.根据权利要求1所述多元素生物有机增效肥，其特征在于，所述分散增效剂是由乙二醇单丁醚和聚乙二醇单甲醚按照1：0.6-0.8的重量比制得的。
4.根据权利要求1所述多元素生物有机增效肥，其特征在于，所述复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15h，然后按照1%的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养20h后，将枯草芽孢杆菌、路德维希肠杆菌和氧化亚铁钩端螺旋菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。
5.根据权利要求4所述的多元素生物有机增效肥，其特征在于，所述液体种子培养基为5%蔗糖、2%蛋白胨、2%玉米粉、0.1%磷酸二氢钾、0.05%氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5%蛋白胨、3%牛肉膏、1%蔗糖、15%玉米粉、3%淀粉、0.1%氯化钾和余量无菌水组成；所述液体种子培养基和大罐培养基的pH为6.5。
6.一种权利要求1-5中任一项所述多元素生物有机增效肥的制造方法，其特征在于，是由以下步骤制得的：
1）将蘑菇渣、烟渣和草木灰混合均匀，喷水，含水率控制在55%±3%，平铺，平铺厚度为40-50cm；然后将蚯蚓粪均匀洒在上面，放置24h以上，得物料；
2）将复合微生物菌剂和增效剂混合均匀，得发酵剂；
3）将发酵剂和物料混合均匀，堆成长条垛，含水率控制在55%±3%；待堆温升高到50℃时，进行第一次翻堆；堆温升至60℃时，进行第二次翻堆；继续发酵15天，全过程发酵温度不得高于65℃，含水率控制在55%±3%；将发酵好的物料阴干至含水量≤30%，得发酵料；
4）将尿素和水加至反应槽中，氢氧化钠调节pH值为7.5，升温至50℃，加入甲醛，100℃反应40min；磷酸调节pH值为4，65℃反应1h，再加入烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，得包膜剂；
5）将尿素、磷酸一铵、硫酸钾和分散增效剂混合均匀，掺入一半重量的发酵料，混合均匀；再掺入剩余的发酵料，混合均匀，转鼓造粒机造粒，喷淋包膜剂，滚动混合团聚成粒；烘干至、冷却、筛分，得粒径为3-8mm的多元素生物有机增效肥。
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