CN108191550A - 一种多元素生物有机土壤改良型肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多元素生物有机土壤改良型肥料及其制备方法。该肥料是由尿素、磷酸一铵、氯化钾、家禽屠宰废弃物、腐殖酸、膨胀珍珠岩、复合微生物菌剂、植物秸秆、黄腐酸钾、硫酸铜、硫酸亚铁、锌离子‑卟啉纳米络合物、纳米二氧化钛粉按照一定的重量配比制成。该肥料配方合理，养分释放均衡，完全满足农作物生长的养分需求，可显著提高农作物的产量和品质，同时可以显著改善土壤板结现象，降低土壤中重金属离子含量。

Description

一种多元素生物有机土壤改良型肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种生物有机肥料，具体地说是一种多元素生物有机土壤改良型肥料及其制备方法。

背景技术

我国是一个农业大国，而农业的增产、增收离不开化肥的应用。由于农田中长期施用农药、化肥，有害残留严重，有机养分及微量元素缺乏，氮、磷、钾比例失调，使当今农业生产出现五大难题：其一造成土壤板结现象严重，农民耕作难；其二农田中的作物烂根坐蔸不抽穗、抽穗结实率低，有的田块甚至不结实的生理性病害普遍发生，农民防治难；其三农产品品质差，出米率低，农民卖粮难：四是人们食用含有农药、化肥残留物质的食品，引起多种疾病防治难，其五是化肥利用率低，营养物质流失严重，环境污染严重。人们食用含有农药、化肥残留物质的粮油、瓜果蔬菜，重则直接危害人体内的神经系统、肝、肾等器官，造成中毒死亡；轻则使人休内硝酸盐积累过多，变成亚硝酸盐，导致癌症、动脉硬化、心血管病、胎儿畸形等病害大量发生。由此可见：营养物质流失严重、农药、化肥有害残留不仅给农民种田造成巨大损失，而且使农产品品质差，环境造成污染，给人民身体健康、农村经济发展造成巨大隐患。因而生物有机肥以其特有的优点越来越受到人们的重视。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多元素生物有机土壤改良型肥料。该肥料配方合理，养分释放均衡，完全满足农作物生长的养分需求，可显著提高农作物的产量和品质。

本发明采用以下技术方案：

一种多元素生物有机土壤改良型肥料，它是由以下重量份的原料制成：尿素80-120份、磷酸一铵30-50份、氯化钾20-40份、家禽屠宰废弃物100-200份、腐殖酸30-50份、膨胀珍珠岩20-40份、复合微生物菌剂1-5份、植物秸秆60-150份、黄腐酸钾10-20份、硫酸铜1-5份、硫酸亚铁1-5份、锌离子-卟啉纳米络合物.0.05～1份、纳米二氧化钛粉1-5份。

所述复合微生物菌剂是通过下述方法制备的：将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照35‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配而成。

所述锌离子-卟啉纳米络合物是采用下述方法制备得到的：将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml 0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后即得。

优选的，所述的多元素生物有机土壤改良型肥料是由以下重量份的原料制成：尿素100份、磷酸一铵40份、氯化钾30份、家禽屠宰废弃物150份、腐殖酸40份、膨胀珍珠岩30份、复合微生物菌剂3份、植物秸秆90份、黄腐酸钾15份、硫酸铜3份、硫酸亚铁3份、锌离子-卟啉纳米络合物.0.5份、纳米二氧化钛粉2份。

一种多元素生物有机土壤改良型肥料的制备方法，它包括以下步骤：

1)将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml 0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后得到锌离子-卟啉纳米络合物，备用；

2)将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照15‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配成复合微生物菌剂备用；

3)将家禽屠宰废弃物、植物秸秆混合均匀，然后加入适量水分，控制初始含水量在50％～60％，然后将复合微生物菌剂加入其中搅拌均匀后开始发酵，当温度升高到55℃后搅拌一次，然后将步骤1)所制备的锌离子-卟啉纳米络合物加入到其中，搅拌均匀，之后每隔3天搅拌一次，发酵15天后自然冷却至室温，烘干，粉碎得混合物料，备用；

4)将尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、黄腐酸钾、膨胀珍珠岩、硫酸铜、硫酸亚铁、纳米二氧化钛粉和上述步骤3)制备的混合物料一起按照重量配比计量加入造粒机内造粒，造粒完成后分筛出直径在1.5-3mm的颗粒进行成品包装得产品，非成品颗粒进行二次加工。

本发明所用的环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌均为市售产品。

本发明的有益效果是：本发明的肥料配方合理，养分释放均衡，能够有效抑制土壤中的真菌、细菌、病毒等有害微生物的生长，有效预防各种病虫害的发生。以家禽屠宰废弃物、植物秸秆为原料，各原料合理配比后经添加复合微生物菌剂发酵，发酵到一定程度后再加入锌离子-卟啉纳米络合物，该纳米络合物与其他养分协同作用，能提高复合微生物菌剂发酵后产生的多种具有生物活性的酶的活性，如纤维素酶、木聚糖酶等，这些酶以分解土壤中的有机质，溶解可溶性物质，可以促进植物对矿物质的吸收，促进植物的生长，提高农作物的生长品质。此外，这些酶还可以和其他养分协同作用，有效改善土壤的物理性状，增强土壤的透气、保水、保肥能力，改善土壤板结，降低土壤中重金属离子含量，提高肥料利用率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

一种多元素生物有机土壤改良型肥料，它是由以下重量份的原料制成：尿素80份、磷酸一铵30份、氯化钾20份、家禽屠宰废弃物100份、腐殖酸30份、膨胀珍珠岩20份、复合微生物菌剂1份、植物秸秆60份、黄腐酸钾10份、硫酸铜1份、硫酸亚铁1份、锌离子-卟啉纳米络合物0.05份、纳米二氧化钛粉1份。

上述肥料的制备方法如下：

1)将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml 0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后得到锌离子-卟啉纳米络合物，备用；

2)将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照15‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配成复合微生物菌剂备用；

3)将家禽屠宰废弃物、植物秸秆混合均匀，然后加入适量水分，控制初始含水量在50％～60％，然后将复合微生物菌剂加入其中搅拌均匀后开始发酵，当温度升高到55℃后搅拌一次，然后将步骤1)所制备的锌离子-卟啉纳米络合物加入到其中，搅拌均匀，之后每隔3天搅拌一次，发酵15天后自然冷却至室温，烘干，粉碎得混合物料，备用；

4)将尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、黄腐酸钾、膨胀珍珠岩、硫酸铜、硫酸亚铁、纳米二氧化钛粉和上述步骤3)制备的混合物料一起按照重量配比计量加入造粒机内造粒，造粒完成后分筛出直径在1.5-3mm的颗粒进行成品包装得产品，非成品颗粒进行二次加工。

实施例2

一种多元素生物有机土壤改良型肥料，它是由以下重量份的原料制成：尿素120份、磷酸一铵50份、氯化钾40份、家禽屠宰废弃物200份、腐殖酸50份、膨胀珍珠岩40份、复合微生物菌剂5份、植物秸秆150份、黄腐酸钾20份、硫酸铜5份、硫酸亚铁5份、锌离子-卟啉纳米络合物1份、纳米二氧化钛粉5份。

上述肥料的制备方法如下：

1)将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml 0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后得到锌离子-卟啉纳米络合物，备用；

2)将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照15‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配成复合微生物菌剂备用；

3)将家禽屠宰废弃物、植物秸秆混合均匀，然后加入适量水分，控制初始含水量在50％～60％，然后将复合微生物菌剂加入其中搅拌均匀后开始发酵，当温度升高到55℃后搅拌一次，然后将步骤1)所制备的锌离子-卟啉纳米络合物加入到其中，搅拌均匀，之后每隔3天搅拌一次，发酵15天后自然冷却至室温，烘干，粉碎得混合物料，备用；

4)将尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、黄腐酸钾、膨胀珍珠岩、硫酸铜、硫酸亚铁、纳米二氧化钛粉和上述步骤3)制备的混合物料一起按照重量配比计量加入造粒机内造粒，造粒完成后分筛出直径在1.5-3mm的颗粒进行成品包装得产品，非成品颗粒进行二次加工。

实施例3

一种多元素生物有机土壤改良型肥料，它是由以下重量份的原料制成：尿素100份、磷酸一铵40份、氯化钾30份、家禽屠宰废弃物150份、腐殖酸40份、膨胀珍珠岩30份、复合微生物菌剂3份、植物秸秆90份、黄腐酸钾15份、硫酸铜3份、硫酸亚铁3份、锌离子-卟啉纳米络合物0.5份、纳米二氧化钛粉2份。

上述肥料的制备方法如下：

1)将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml 0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后得到锌离子-卟啉纳米络合物，备用；

2)将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照15‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配成复合微生物菌剂备用；

3)将家禽屠宰废弃物、植物秸秆混合均匀，然后加入适量水分，控制初始含水量在50％～60％，然后将复合微生物菌剂加入其中搅拌均匀后开始发酵，当温度升高到55℃后搅拌一次，然后将步骤1)所制备的锌离子-卟啉纳米络合物加入到其中，搅拌均匀，之后每隔3天搅拌一次，发酵15天后自然冷却至室温，烘干，粉碎得混合物料，备用；

4)将尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、黄腐酸钾、膨胀珍珠岩、硫酸铜、硫酸亚铁、纳米二氧化钛粉和上述步骤3)制备的混合物料一起按照重量配比计量加入造粒机内造粒，造粒完成后分筛出直径在1.5-3mm的颗粒进行成品包装得产品，非成品颗粒进行二次加工。

对比例

一种多元素生物有机土壤改良型肥料，它是由以下重量份的原料制成：尿素100份、磷酸一铵40份、氯化钾30份、家禽屠宰废弃物150份、腐殖酸40份、膨胀珍珠岩30份、复合微生物菌剂3份、植物秸秆90份、黄腐酸钾15份、硫酸铜3份、硫酸亚铁3份、纳米二氧化钛粉2份。

上述肥料的制备方法如下：

1)将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照15‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配成复合微生物菌剂备用；

2)将家禽屠宰废弃物、植物秸秆混合均匀，然后加入适量水分，控制初始含水量在50％～60％，然后将复合微生物菌剂加入其中搅拌均匀后开始发酵，当温度升高到55℃后搅拌一次，之后每隔3天搅拌一次，发酵15天后自然冷却至室温，烘干，粉碎得混合物料，备用；

4)将尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、黄腐酸钾、膨胀珍珠岩、硫酸铜、硫酸亚铁、纳米二氧化钛粉和上述步骤3)制备的混合物料一起按照重量配比计量加入造粒机内造粒，造粒完成后分筛出直径在1.5-3mm的颗粒进行成品包装得产品，非成品颗粒进行二次加工。

对实施例1-3所制得的多元素生物有机土壤改良型肥料，分析检测其总氮、总磷、总钾的含量及有机质含量、有效活菌数、pH值和含水率，结果见表1。

表1生物有机肥分析测试结果

从上表中数据可以看出，本发明制备的多元素生物有机土壤改良型肥料含有丰富的氮、磷、钾含量，其有机质含量、有效活菌数、pH值和水分含量均符合国家农业行业标准NY/884-2012《生物有机肥》中的标准要求。

应用例

选取河北省唐山市滦县一处土壤板结现象和重金属离子超标较严重的一片土地作为小麦种植试验田，2014年至2016年连续3年在该试验田上研究本发明的肥料应用效果；试验前该土壤中铅含量为175.4mg/kg，铬含量为45.2mg/kg，砷含量为165.3mg/kg。试验田划分为相同大小的五块，每块试验田中小麦播种量相同，分别施用实施例1-3中制得的肥料、对比例肥料以及不施用任何肥料作为空白对照。实施例和对比例肥料施肥方法相同，施肥量每个处理组均以每年减少10kg的方式进行，其他管理按照常规方法进行。连续3年对小麦产量及小麦白粉病发生率进行统计，同时3年后对土壤中的重金属离子进一步进行检测，其试验结果具体见表2-3。

表2连续3年小麦产量及病虫害统计结果

表3土壤中重金属离子检测结果

	Pb(mg/kg)	Cd(mg/kg)	As(mg/kg)
				实施例1	65.3	21.2	83.1
实施例2	72.1	25.3	78.3
				实施例3	59.6	19.5	72.1
对比例	108.3	33.2	125.1
				空白对照例	178.6	44.9	167.3

通过上述表2中的结果可以看出，与空白对照相比，使用本发明实施例1-3的肥料后，小麦产量连续3年呈现逐年增高的趋势，白粉病发生率也逐年降低；而对比例肥料连续使用3年中小麦产量缓慢减少，白粉病发生率也提高了。这主要是由于本发明的肥料中添加的锌离子-卟啉纳米络合物和其他养分协同作用，在复合微生物菌剂发酵到一定程度后再加入，刺激复合微生物菌剂产生了更多种具有生物活性的酶的活性，如纤维素酶、木聚糖酶等，这些酶以分解土壤中的有机质，溶解可溶性物质，可以促进植物对矿物质的吸收，促进植物的生长，提高农作物的生长品质。同时这些酶还可以和其他养分协同作用，有效改善土壤的物理性状，增强土壤的透气、保水、保肥能力，改善土壤板结情况，提高肥料利用率。通过表3中的数据可以看出，本发明的肥料使用后，土壤中重金属的含量也明显下降，这是由于本发明肥料中的锌离子-卟啉纳米络合物的加入增强了肥料中膨胀珍珠岩的吸附能力，显著改善了土壤重金属环境。

Claims (5)

1.一种多元素生物有机土壤改良型肥料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：尿素80-120份、磷酸一铵30-50份、氯化钾20-40份、家禽屠宰废弃物100-200份、腐殖酸30-50份、膨胀珍珠岩20-40份、复合微生物菌剂1-5份、植物秸秆60-150份、黄腐酸钾10-20份、硫酸铜1-5份、硫酸亚铁1-5份、锌离子-卟啉纳米络合物.0.05～1份、纳米二氧化钛粉1-5份。

2.根据权利要求1所述的多元素生物有机土壤改良型肥料，其特征在于，所述复合微生物菌剂是通过下述方法制备的：将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照35‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配而成。

3.根据权利要求1所述的多元素生物有机土壤改良型肥料，其特征在于，所述锌离子-卟啉纳米络合物是采用下述方法制备得到的：将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后即得。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多元素生物有机土壤改良型肥料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：尿素100份、磷酸一铵40份、氯化钾30份、家禽屠宰废弃物150份、腐殖酸40份、膨胀珍珠岩30份、复合微生物菌剂3份、植物秸秆90份、黄腐酸钾15份、硫酸铜3份、硫酸亚铁3份、锌离子-卟啉纳米络合物.0.5份、纳米二氧化钛粉2份。

5.一种权利要求4所述的多元素生物有机土壤改良型肥料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1)将10ml 1mol/L乙酸锌溶液与1.5ml 0.05mmol/L的四吡啶卟啉的醋酸溶液一起加入到反应瓶中室温下混合搅拌反应24小时后得到锌离子-卟啉纳米络合物，备用；

2)将环状芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养15-20小时，然后按照15‰的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养25小时后，将各菌种按照质量比2:1复配成复合微生物菌剂备用；

3)将家禽屠宰废弃物、植物秸秆混合均匀，然后加入适量水分，控制初始含水量在50％～60％，然后将复合微生物菌剂加入其中搅拌均匀后开始发酵，当温度升高到55℃后搅拌一次，然后将步骤1)所制备的锌离子-卟啉纳米络合物加入到其中，搅拌均匀，之后每隔3天搅拌一次，发酵15天后自然冷却至室温，烘干，粉碎得混合物料，备用；

4)将尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、黄腐酸钾、膨胀珍珠岩、硫酸铜、硫酸亚铁、纳米二氧化钛粉和上述步骤3)制备的混合物料一起按照重量配比计量加入造粒机内造粒，造粒完成后分筛出直径在1.5-3mm的颗粒进行成品包装得产品，非成品颗粒进行二次加工。