CN108218615A - 一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料及其制备方法 - Google Patents

一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料及其制备方法 Download PDF

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盘文政
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    • C05G3/80—Soil conditioners

Abstract

本发明涉及一种含活性微生物的有机‑无机腐植酸肥料及其制备方法，属于肥料技术领域。本发明为了解决现有技术的不足，将褐煤与功能活性微生物有效应用于肥料生产中，制成含有生物菌剂、活性腐植酸及高效养分的肥料产品，环保创新，减施增效，促进农业的可持续发展，以褐煤为有机部分主要原料，应用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢铵等碱性化学物质进行活化，并添加功能活性微生物，生产含活性微生物的有机‑无机腐植酸肥料，田间试验结果表明，该产品对于作物的品质改善、化肥减量增效以及土壤理化性状的改善有积极影响，对于现代农业的绿色、有机、无公害化发展具很大的意义。

Description

一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料及其制备方法
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料及其制备方法。
背景技术
腐殖酸是动植物遗骸，其中主要是植物的遗骸,经过微生物的分解和转化以及地球化学的一系列过程而形成和积累起来的一类有机物质。自然界中，腐殖酸广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭、褐煤、风化煤中，它主要分为三大类，即土壤腐殖酸、水体腐殖酸和煤炭腐殖酸。而开发利用腐殖酸资源，煤炭行业具有得天独厚的资源优势,如褐煤中含有大量的腐殖酸。腐殖酸的用途非常广泛：农业上可作为肥料改善土壤，还可做植物的生长调节剂；工业上作为化工原料的添加剂或粘结剂等。
腐殖酸具备很强的生物活性，腐殖酸可以改良泥土理化性状，提高肥效，活化泥土养分，从而改良作物的生长环境，同时腐殖酸自身也具备增进作物根系生长，加强作物对养分的吸收、积攒与转运，增进呼吸作用，提高生物酶的活性，提高植物抗逆能力等多种生物活性。基于腐殖酸在泥土、肥料、作物中的众多优势，腐殖酸与化学肥料的联结施用浮现出良好的发展前景，由腐殖酸为主要原料生产的肥料，已经形成了规模化生产。腐殖酸作为肥料原料的主要成分之一，已经广泛运用到肥料生产中，腐殖酸在肥料上的运用，是未来开发环保肥料的必然趋向，它将最终成为肥料家族中的重要一员。
我国褐煤资源丰富，利用褐煤提取腐植酸，并将之应用在农业生产中，是我省高效利用褐煤资源的有效手段之一，将褐煤及功能活性微生物与化学肥料相组配，是我公司对于褐煤和功能微生物应用于肥料生产的重要创新研究成果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，将褐煤与功能活性微生物有效应用于肥料生产中，制成含有生物菌剂、活性腐植酸及高效养分的肥料产品，环保创新，减施增效，促进农业的可持续发展。
本发明结合云南农业生产的实际，以褐煤为有机部分主要原料，应用碳酸氢铵进行活化，并添加功能活性微生物，生产含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料，田间试验结果表明，该产品对于作物的品质改善、化肥减量增效以及土壤理化性状的改善有积极影响，对于现代农业的绿色、有机、无公害化发展具很大的意义。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明除非另有说明，百分号代表重量百分数。
一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，原料的预处理：将褐煤原料粉碎成粉末，然后按照褐煤：碱性化学物质＝5～20：100的重量比将碱性化学物质加入到褐煤原料中，得到混合物料；将混合物料静置1～3天，待褐煤与碱性化学物质反应完成后即完成原料的预处理；
步骤(2)，功能菌种的添加：向步骤(1)预处理的原料中加入原料总重量0.1～0.5％的功能菌，混合均匀后得到含活性微生物和活性腐植酸的有机组分；
步骤(3)，无机肥的配制：按照重量份数计，取磷酸一铵1.0～23.0份、尿素1.0～13.0份、普通过磷酸钙1.0～12.0份、硫酸钾13.0～19.0份，硝酸钾1.0～28.0份、氯化钾1.0～7.0份、石灰8.0～20.0份、微量元素1.0～5.0份，均匀混合后，得到无机肥；
步骤(4)，含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的配制：按重量份数计，将含活性微生物和活性腐植酸的有机组分20.0～40.0份与无机肥60.0～80.0份混匀后，进行挤压造粒，即得含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料。
进一步，优选的是，步骤(1)中，所述的褐煤原料为总腐植酸含量在40.0％以上的褐煤，将褐煤原料粉碎成粒度为20～40目的粉末。
进一步，优选的是，步骤(1)中，所述的碱性化学物质包含氢氧化钠、氢氧化钾及碳酸氢铵等化工及肥料制造行业普遍使用的碱或者碱性盐。
进一步，优选的是，步骤(2)中，所述的功能菌株是由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司提供，由溶磷菌和解钾菌构成，溶磷菌为一株臭曲霉，其保藏登记号为CGMCCNo.5857；解钾菌为一株单球菌，其保藏登记号为CGMCC No.5856；两组菌株添加比例为1：1。
进一步，优选的是，步骤(3)中，所述的微量元素是含有硼、镁、锌的微量元素肥料，包括硫酸镁、硫酸锌和硼砂中的一种或者几种，但不限于此；当为混合物时，各组分之间的比例没有具体要求。
本发明还提供一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法制得的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明产品与现有常规有机-无机复混肥料相比，腐植酸的含量超过8％，可溶性腐植酸的含量达到0.4％～1.6％，有机质含量为20％～35％。以此原料制成的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料富含有机质及腐植酸，并含有大量无机养分，有机与无机相互配合，达到肥效更迅速、肥效更持久、肥力更充足的效果。
同时，肥料中的腐植酸具备很强的生物活性，腐殖酸可以改良泥土理化性状，提高肥效，活化泥土养分，从而改良作物的生长环境，同时腐殖酸自身也具备增进作物根系生长，加强作物对养分的吸收、积攒与转运，增进呼吸作用，提高生物酶的活性，提高植物抗逆能力等多种生物活性。
施用含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料，不仅能有效改良培肥土壤，同时能提高农产品品质，增强作物的抗逆性。目前国家农业部提出的“化肥零增长”和“双减行动”的整体要求，并在本年度开始开展果菜茶有机肥替代化肥行动，将含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料作用于烟草及粮食作物、经济作物上，对于土壤保育和提升农产品质量有重大影响。
附图说明
图1为实验排布图。
图2是本发明含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。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。所用材料或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，原料的预处理：将褐煤原料粉碎成粒度为20～40目的粉末，然后按照褐煤：碳酸氢铵＝5：100的重量比将碳酸氢铵加入到褐煤原料中，得到混合物料；将混合物料静置1～3天，待褐煤与碳酸氢铵反应完成后即完成原料的预处理；
步骤(2)，功能菌种的添加：向步骤(1)预处理的原料中加入原料总重量0.1％的功能菌，混合均匀后得到含活性微生物和活性腐植酸的有机组分；
步骤(3)，无机肥的配制：按照重量份数计，取磷酸一铵21.0份、尿素10.5份、普通过磷酸钙10.0份、硫酸钾16.5份，硝酸钾2.0份、氯化钾2.0份、石灰10.0份、微量元素1.0份，均匀混合后，得到无机肥；
步骤(4)，含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的配制：按重量份数计，将含活性微生物和活性腐植酸的有机组分27.0份与无机肥73.0份混匀后，进行挤压造粒，即得含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料；该肥料的氮磷钾的比例为7：17：8；
所述的褐煤原料为总腐植酸含量在40.0％以上的褐煤。
所述的微量元素为硫酸镁0.5份和硼砂0.5份；
所述的功能菌株是由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司提供，由溶磷菌和解钾菌构成，溶磷菌为一株臭曲霉，其保藏登记号为CGMCC No.5857；解钾菌为一株单球菌，其保藏登记号为CGMCC No.5856；两组菌株添加比例为1：1。
实施例2
一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)，原料的预处理：将褐煤原料粉碎成粒度为20～40目的粉末，然后按照褐煤：氢氧化钾＝20：100的重量比将氢氧化钾加入到褐煤原料中，得到混合物料；将混合物料静置1天，待褐煤与氢氧化钾反应完成后即完成原料的预处理；
步骤(2)，功能菌种的添加：向步骤(1)预处理的原料中加入原料总重量0.5％的功能菌，混合均匀后得到含活性微生物和活性腐植酸的有机组分；
步骤(3)，无机肥的配制：按照重量份数计，取磷酸一铵2.0份、尿素2.0份、普通过磷酸钙2.0份、硫酸钾15.5份，硝酸钾26.0份、氯化钾5.0份、石灰17.5份、微量元素5.0份，均匀混合后，得到无机肥；
步骤(4)，含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的配制：按重量份数计，将含活性微生物和活性腐植酸的有机组分35.0份与无机肥65.0份混匀后，进行挤压造粒，即得含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料；该肥料的氮磷钾的比例为8-8-24。
所述的褐煤原料为总腐植酸含量在40.0％以上的褐煤。
所述的微量元素为硫酸镁3.0份、硫酸锌1.0份和硼砂1.0份。
所述的功能菌株是由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司提供，由溶磷菌和解钾菌构成，溶磷菌为一株臭曲霉，其保藏登记号为CGMCC No.5857；解钾菌为一株单球菌，其保藏登记号为CGMCC No.5856；两组菌株添加比例为1：1。
对本发明的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料进行测试：
测试一 本发明实施例2的8-8-24含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料施用对嵩明油麦菜的影响
1、试验目的
将我公司生产的8-8-24含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料与常规8-8-24有机-无机复混肥料进行对比，通过同田对比试验，明确活性微生物与腐殖酸对8-8-24有机-无机复混肥料的肥效影响，为生产和销售提供依据。
2、试验材料与方法
2.1试验地点
嵩明县龙院村王天洪家蔬菜种植基地，海拔1920米，北纬25°24′9″，东经103°5′58″。
2.2供试肥料
8-8-24有机-无机复混肥料、8-8-24含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料。
2.3供试作物
油麦菜。
2.4试验设计与方法
试验共设计2个处理，分别为8-8-24有机-无机复混肥料、8-8-24含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料，具体如下：
表1试验设计
处理 基肥
处理1(CK) 播种时施用8-8-24有机-无机复混肥料50kg/亩
处理2 播种时施用8-8-24含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料50kg/亩
由于试验目的是测试含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的肥料特性，顾不设计追肥，以当地常规追肥统一施肥。
试验地为大棚种植，每个大棚面积约0.5亩，分左右进行两个处理的种植，大棚前后各预留两排作为保护行，试验设计如下图1所示。
所有处理肥料要求翻地前施用，翻地时进入耕作层，所有处理均按照常规管理方式统一管理。
3、调查与记录
3.1农艺性状调查
移栽后观察菜苗长势长相，判断有无烧苗情况，测量记录油麦菜采收前的的农艺性状。
3.2产质量统计
采收时进行产质量统计，判断各处理的亩产量及亩产值。
3.3病害调查统计
调查各处理病虫害的发病情况，统计发病率和病级指数。
试验过程与记录
4.1移栽过程
移栽时间为5月26日。采收时间为6月26日，种植密度为每亩12200株。
4.2管理过程
移栽前施用有机肥800㎏/亩作为基肥，期间两次追肥，第一次追施19-19-19复合肥10㎏/亩、花无缺肥料4㎏/亩、尿素10㎏/亩、磷酸一铵20㎏/亩；第二次追施19-19-19复合肥10㎏/亩。
5、结果与分析
5.1长势长相与农艺性状
农艺性状见下表2，每个处理随机选取15株，株高和冠幅取其均值。由表中可以看出处理2在株高和冠幅上均优于处理2。
表2采收前农艺性状统计表
处理 株高(cm) 冠幅(cm)
处理1 44.55 39
处理2 47.73 39.23
5.2亩产量
不同处理亩产量见下表3，结果表明：
处理1、2、3、4亩产量均低于常规；处理2、3比其它两个处理要高。
表3亩产量统计表
5.3病虫害调查
经调查全棚无病虫害。
6、结论与讨论
从农艺性状和亩产量来看处理1均低于处理2，处理2对于油麦菜具有较好的促生长作用，8-8-24有机-无机复混肥料与添加活性微生物及腐殖酸后更加适用于油麦菜的种植。
测试二 本发明实施例1的7-17-8含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料对甘蓝生长的影响
蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物，也是十分重要的经济作物。中国是世界第一大蔬菜生产国，蔬菜生产已成为国内经济发展的重要支柱。在农业生产中化肥的施肥极大地促进了农业的发展。但是，由于化肥用量增长过快和施用结构不合理，肥料应用及相关技术研究滞后，带来了一系列问题，如资源浪费，农业生产成本增加，农产品品质下降，化肥利用率低下，生态环境污染等。生物-有机-无机复混肥是以经过接种微生物菌充分发酵有机物料为基础，并按不同比例添加无机肥料配制而成的一种新型肥料。由于生物-有机-无机复混肥成本较低、用量少、效益高，已成为世界上许多国家研究的重点。
含活性微生物的有机-无机肥是一种“高效、安全、环保型”肥料。它把生物肥、有机肥、无机肥3种肥料结合起来，使生物肥的增效、促效作用与有机肥的稳效、长效作用和无机肥的速效作用相互结合，急缓相济，养分全面。腐殖酸的添加对于土壤改良及作物品质提升具有良好的作用，可用于有机-无机肥的生产。该试验所用含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料含有丰富的腐殖酸和有益的活性微生物。本试验研究了含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料对甘蓝生长发育和产量的影响，旨在为绿色无公害蔬菜生产提供科学的依据。
1材料与方法
1.1试验地点
微生物菌种筛选与运用国家地方联合工程研究中心大棚内的试验地。肥力中等，红壤土。
研究田间试验于2015年在安宁市青龙镇禹龙甸进行，室内试验在安宁市青龙镇禹龙甸大棚内进行。
1.2供试作物
甘蓝，移栽用的漂浮苗由微生物菌种筛选与运用国家地方联合工程研究中心自行育苗。
1.3试验设计
试验采用盆栽和小区试验的方式开展，结合叶菜类蔬菜对养分需求的规律，以N-P2O5-K2O为7-17-8为基准配方，针对有机成分和生物成分的不同设置处理，盆栽试验每处理移栽6株以上，小区试验每个处理20m2，3次重复，随机区组排列。具体试验处理如表4。
表4试验设计
处理 施肥措施
处理一 7-17-8复混肥料
处理二 7-17-8有机-无机复混肥料
处理三 7-17-8含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料
处理四 CK
1.4施肥方法
试验分为盆栽试验和田间试验，肥料按照105kg/hm2纯氮的用量采用塘施一次性施入。
1.5调查和记录
(1)调查甘蓝的移栽成活率和还苗速度，还苗速度是指移栽后幼苗生命体现象稳定所用的天数，以探讨有机-无机-生物肥力复合之后是否存在对幼苗的伤害。
移栽成活率＝(成活棵数/移栽总数)×100％
(2)盆栽实验当甘蓝生长至45天时，每个处理选取5株形态大小一致的植株称量整株重量；大田实验当甘蓝生长至70天时，每个处理选取5株形态大小一致的植株称量整株重量和菜心重量，调查含氨基酸生物-有机-无机复混肥料对甘蓝生产生物量的影响。
2结果与分析
2.1移栽成活率和还苗天数
2.1.1盆栽试验通过观察统计结果，处理一移栽成活率为73.33％，处理二移栽成活率为86.67％，处理三移栽成活率为93.33％，处理四移栽成活率为80％，还苗天数差异不大，在第7天开始叶片变绿，长出新芽。
2.1.2小区试验通过观察统计结果，各处理之间的移栽成活率和还苗天数差异不大，处理一成活率为90％，处理二及处理四成活率为92.5％，处理三成活率略高，为97.5％，在第6天开始叶片变绿，长出新芽。平均成活率比盆栽种植要高9.79％。
表5盆栽试验和小区试验各处理幼苗移栽成活率
2.2盆栽生长情况
从试验结果看，在7-17-8无机配方中添加有机质，制成有机-无机复混肥料，可以提升单株鲜重5.74％；再加入活性微生物及腐殖酸，制成的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料相较于有机-无机复混肥料，可以提升整株鲜重7.67％。
表6盆栽试验产量统计表
处理 整株鲜重
处理一 152.667±20.13BCDbcdef
处理二 168.333±18.41BCDcdefg
处理三 182.333±22.31BCDdefg
CK 150.000±0.00Aa
注：同一列中均值±标准差标以小写字母的值表示在P＝0.05水平上差异显著(Duncan法)，大写字母的值表示在P＝0.01水平上差异显著(Duncan法)。下同。
2.3小区试验的生物产量和经济性状的情况
从田间的试验数据看，在7-17-8无机配方中添加有机质，制成有机-无机复混肥料，可以提升平均单株总重量13.37％；再加入活性微生物及腐殖酸，制成的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料相较于有机-无机复混肥料，可以提升平均单株总重量5.56％。
表7小区试验产量统计表
处理 平均单株总重量/kg 平均单株菜心重量/kg
处理一 1.62±0.15CDEcdefgh 1.32±0.21CDEdefg
处理二 1.87±0.12CDEefgh 1.41±0.13CDEdefg
处理三 1.98±0.14Eh 1.65±0.13Eg
CK 1.03±0.07Aa 0.58±0.02Aa
3结论
在现代生态农业生产的发展形势下，特别是在云南降雨量比较集中的情形下，化肥利用率低下的现状已被人们所认识。通过增加化肥用量来提高作物产量的效果是有限的，还会带来农产品品质降低、环境污染等一系列的问题。为此，如何提高化肥使用效率成为科学家探索的目标。在应对这方面问题上，生物、有机等新型肥料有着独到的作用，生物、有机与无机配合使用，既可保证增产，又能减少化肥使用，降低环境污染风险。
含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料能增加甘蓝的产量，大田试验比施用无机肥料甘蓝平均单株产量提高了18.18％，平均单株菜心重量提高了20.00％；比施用有机-无机复混肥料甘蓝平均单株产量及平均单株菜心重量分别提高了5.56％和14.55％。表明生物、有机与无机肥料共同施用是最为适宜的施肥方式，腐殖酸应用在农业生产中具有促进作物生长、改良作物品质的效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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 (7)

1.一种含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），原料的预处理：将褐煤原料粉碎成粉末，然后按照褐煤：碱性化学物质=5～20：100的重量比将碱性化学物质加入到褐煤原料中，得到混合物料；将混合物料静置1～3天，待褐煤与碱性化学物质反应完成后即完成原料的预处理；
步骤（2），功能菌种的添加：向步骤（1）预处理的原料中加入原料总重量0.1～0.5%的功能菌，混合均匀后得到含活性微生物和活性腐植酸的有机组分；
步骤（3），无机肥的配制：按照重量份数计，取磷酸一铵1.0～23.0份、尿素1.0～13.0份、普通过磷酸钙1.0～12.0份、硫酸钾13.0～19.0份，硝酸钾1.0～28.0份、氯化钾1.0～7.0份、石灰8.0～20.0份、微量元素1.0～5.0份，均匀混合后，得到无机肥；
步骤（4），含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的配制：按重量份数计，将含活性微生物和活性腐植酸的有机组分20.0～40.0份与无机肥60.0～80.0份混匀后，进行挤压造粒，即得含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料。
2.根据权利要求1所述的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的褐煤原料为总腐植酸含量在40.0%以上的褐煤。
3.根据权利要求1所述的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将褐煤原料粉碎成粒度为20～40目的粉末。
4.根据权利要求1所述的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的碱性化学物质包含氢氧化钠、氢氧化钾及碳酸氢铵、化工及肥料制造行业普遍使用的碱或者碱性盐。
5.根据权利要求1所述的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的功能菌株是由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司提供，由溶磷菌和解钾菌构成，溶磷菌为一株臭曲霉，其保藏登记号为CGMCC No.5857；解钾菌为一株单球菌，其保藏登记号为CGMCC No.5856；两组菌株添加比例为1：1。
6.根据权利要求1所述的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的微量元素是含有硼、镁、锌的微量元素肥料，包括硫酸镁、硫酸锌和硼砂中的一种或者几种。
7.权利要求1所述的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料的制备方法制得的含活性微生物的有机-无机腐植酸肥料。
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