CN108794160A - 一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法 - Google Patents

一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：制备复合氨基酸；制备复合生物活菌，称量，混合，发酵，过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。本发明的生物菌肥可增进土壤肥力、改良土壤通透性、降低土壤中重金属含量、促进植物根系生长、增强植物对肥料吸收能力。

Description

一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法
技术领域
本发明属于农业肥料开发技术领域，具体地说，涉及一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法。
背景技术
近年来，我国的化肥工业发展十分迅速，农田的施用量也在逐年攀升。然而，过度的施用化肥带来了许多影响，一方面，导致肥料的利用率低，造成了严重的资源浪费和经济损失。另一方面，由于长期使用化肥，导致土壤理化性质遭到破坏，土壤有机质含量降低，土壤板结，土壤通透性、保肥保水能力降低，土壤的生态环境恶化。而我国当年的化肥利用率普遍较低，氮肥的利用率不足35％，磷肥的利用率仅有20％，钾肥的利用率则只有30％。大量的肥料都随着雨水和灌溉的冲刷流入地下水或混入河流，引起水体富营养化，导致水资源的污染，给人类的生存带来了极大的威胁。另外，由于长期的施用化肥和部分有机肥，导致土壤中重金属逐年的沉积，致使土壤中重金属的含量超标，过量的重金属导致植物的生理功能紊乱，营养失调等问题，大面积的耕地面积需要休耕很长时间才能再次耕种，有些甚至完全失去了耕种价值。因此，如何减少化肥的使用，降低土壤中重金属的含量，寻找可替代化肥的高效肥料，使肥料得到高效利用，减少环境的污染。
微生物菌肥作为一种新型的生物肥料，通过有益微生物的快速繁殖，可以活化土壤中的养分，提高植物的吸收能力，改良土壤的结构，增强作物的抗逆性，提高作物产量和品质。
目前，虽然国内有很多促进植物生长的生物菌肥，但是，存在以下两方面的问题：1、由于缺少相应的有机质，造成使用效果不是很理想，2、现有的微生物菌肥不具有土壤修复尤其是在重金属污染严重的土质的修复能力。
发明内容
有鉴于此，本发明针对目前农业用田因长期使用化肥导致的土壤板结、土壤通透性及保水能力降低，土壤生态环境恶化以及重金属污染的问题，提供了一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，本发明所提供的制备方法简单便于操作，所用材料方便易得，环保，价格低廉，从根本上降低了制作成本。本发明制备得到的土壤可修复农用生物菌肥可用于粮食作物和经济作物的种植，对其根系的生长发育，果实品质和产量的提升均有很大的促进作用。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌；
步骤3、按照质量份称量以下组分：复合氨基酸20～35份；复合生物活菌30～40份；糖蜜3～5份；甘蔗渣12～15份；酵母膏6.5～9份；麸皮14～18份；海洋动物壳粉5～12份；微量元素0.7～1.5份；MgSO4·7H2O 0.2～0.4份；FeCl3·6H2O 0.5～0.8份；NaCl 0.8～1.2份；鸡蛋壳粉2.5～5份；海藻酸钠1.5～3份；重金属螯合剂0.2～0.8份；去离子水100～200份；
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、海洋动物壳粉、重金属螯合剂和海藻酸钠以及去离子水注入反应罐中混合，恒温搅拌；
步骤5、将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵；待发酵罐中的总的活菌数在1.5亿CFU/mL，即停止发酵；
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
可选地，所述步骤1中的制备复合氨基酸具体为：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸。
可选地，所述步骤2中的制备复合生物活菌具体为：将光合菌在34-35℃温度下培养3-4天，然后在29℃-30℃的温度下继续培养6-8天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在29℃-30℃的温度下继续培养6-8天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌。
可选地，所述步骤4中的恒温搅拌温度为35℃，恒温搅拌时间为6～8小时。
可选地，所述步骤5中的发酵温度为33～37℃，发酵时间为7～10天。
可选地，所述微量元素为硫酸锌、硫酸锰、钼酸铵中的一种，所述的海洋动物壳粉为虾壳粉、蟹壳粉、牡蛎壳粉中的任一种，所述的重金属螯合剂为EDTA、DTPA、EDTA/柠檬酸、DTPA/柠檬酸中的一种。
可选地，所述海洋动物壳粉的细度为200～300目。
可选地，所述的海洋动物壳粉的细度为300目。
可选地，所述的鸡蛋壳粉的细度为200目～300目。
可选地，所述的鸡蛋壳粉的细度为200目。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)本发明的制备方法通过6种氨基酸的优化组合和协同作用，可以提高作物的抗逆性，促进作物光合作用，提高作物的物质传输能力，另外部分氨基酸还有螯合重金属的能力，可以改良土壤的土质。
2)本发明的制备方法通过6种微生物活菌的优化组合和协同作用，促进植物根系的生长，提高植物根部对营养成分的吸收能力，分解固定土壤中植物不能吸收的氮、磷、钾，可以调节土壤的生态环境，降低土壤中重金属的含量，提高作物果实的品质和产量。通过微生物菌的活动，改良土壤的理化性状，减少病虫害的侵扰等。
3)本发明的制备方法通过添加动物壳体粉末和鸡蛋壳粉，一方面，材料的可以作为微生物生长繁殖的生物碳素营养物质，另一方面，可以借助其多孔结构来吸附土壤中的重金属离子，然后在螯合剂的作用下而固定在材料的内部或表面。微量元素来弥补植物的生长需求，进而维持植物的生长平衡。
4)本发明提供的农用生物菌肥中的海藻酸钠作为一种保水剂添加其中，可以使土壤长时间处于湿润的状态，可以更好的为微生物的繁殖和植物的生长提供良好的环境。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌：将光合菌在34-35℃温度下培养3-4天，然后在29℃-30℃的温度下继续培养6-8天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在29℃-30℃的温度下继续培养6-8天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌；
步骤3、按照质量份称量以下组分：复合氨基酸20～35份；复合生物活菌30～40份；糖蜜3～5份；甘蔗渣12～15份；酵母膏6.5～9份；麸皮14～18份；海洋动物壳粉5～12份；微量元素0.7～1.5份；MgSO4·7H2O 0.2～0.4份；FeCl3·6H2O 0.5～0.8份；NaCl 0.8～1.2份；鸡蛋壳粉2.5～5份；海藻酸钠1.5～3份；重金属螯合剂0.2～0.8份；去离子水100～200份。
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、海洋动物壳粉、重金属螯合剂和海藻酸钠以及去离子水注入反应罐中35℃混合恒温搅拌6～8小时；
步骤5、将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵，发酵温度控制在33～37℃，发酵时间为7～10天。待发酵罐中的总的活菌数在1.5亿CFU/mL，即停止发酵；
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
其中，该土壤可修复农用生物菌肥按照重量份包括以下组分：复合氨基酸28份，复合生物活菌35份，微量元素1.2份，糖蜜3.5份，酵母膏7.5份，甘蔗渣13份，麸皮16份，海洋动物壳粉7份，鸡蛋壳粉3份，MgSO4·7H2O 0.3份，FeCl3·6H2O 0.6份，NaCl 1.0份，海藻酸钠2份，重金属螯合剂0.5份；去离子水150份。
可选地，所述的微量元素为硫酸锌、硫酸锰、钼酸铵中的一种。
可选地，所述的海洋动物壳粉为虾壳粉、蟹壳粉、牡蛎壳粉中的任一种；细度为200～300目，优选为300目。
可选地，所述的重金属螯合剂为EDTA、DTPA、EDTA/柠檬酸、DTPA/柠檬酸中的一种。
可选地，鸡蛋壳粉的细度为200目～300目，优选为200目。
功能菌的生长受许多因素的影响，如碳源、氮源，能源、生长因子等。本发明通过配方的优化，以氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、麸皮等为有益活菌的生存或发挥促生效果增效剂，一方面氨基酸作为构成蛋白质的最小分子存在于肥料中，有易于被作物吸收的特点，而且氨基酸中含有大量的氮源可为微生物细胞物质和含氮代谢物的氮素来源，在芽孢的形成过程中发挥着重要作用，促进功能菌在液体中形成芽孢，可以刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，增强植物的代谢功能，加快植物的生长；另一方面糖蜜中含有维生素、矿物质、表面活性物质以及生物活性成分等成分，且含有大量的碳源可供菌种的生命活动所需要的能量，构成菌体细胞成分，是菌体代谢产物中的碳素来源，可促进功能菌到田间后发挥功效。此外，本发明添加的海洋动物壳粉，既可以可以作为一种重金属的吸附剂配合重金属螯合剂对土壤形成有效的改良，又可以为微生物的生存提供一定的微环境。
对于各组分的取值，过多造成浪费，过少微生物菌种繁殖所需的营养不足，造成效果达不明显。
实施例1
一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌：将光合菌在34℃温度下培养3天，然后在30℃的温度下继续培养6天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在30℃的温度下培养6天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌；
步骤3、按照重量份称量以下组分：复合氨基酸20份、复合生物活菌35份、糖蜜4份、甘蔗渣12份，酵母膏7份，麸皮16份，微量元素0.8份、牡蛎壳粉8份、鸡蛋壳粉3份、MgSO4·7H2O 0.3份；FeCl3·6H2O 0.6份；NaCl 1.0份；海藻酸钠2份、EDTA/柠檬酸金属螯合剂0.3份，去离子水150份；牡蛎壳粉的细度为300目；鸡蛋壳粉的细度为200目。
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、牡蛎壳粉、重EDTA/柠檬酸金属螯合剂和海藻酸钠以及去离子水依次投入反应罐中35℃恒温搅拌6小时；
步骤5、将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵，发酵温度控制在34℃，发酵时间为8天；待发酵罐中的总的活菌数在1.5亿CFU/mL，即停止发酵；
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
依照本实施例所制备的微生物菌肥施用于马铃薯的种植中，其中每亩田地将减少化肥施用量25％～40％，马铃薯的亩产量提高20％～30％。
实施例2
一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌：将光合菌在35℃温度下培养4天，然后在29℃的温度下继续培养8天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在29℃的温度下继续培养8天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌；
步骤3、按照质量份称量以下组分：复合氨基酸25份；复合生物活菌38份；糖蜜5份；甘蔗渣15份；酵母膏9份；麸皮18份；牡蛎壳粉12份；微量元素1.5份；MgSO4·7H2O 0.4份；FeCl3·6H2O 0.8份；NaCl 1.2份；鸡蛋壳粉4份；海藻酸钠2份；EDTA 0.7份；去离子水200份。牡蛎壳粉的细度为200目；鸡蛋壳粉的细度为300目。
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、牡蛎壳粉、EDTA和海藻酸钠以及去离子水依次投入反应罐中35℃恒温搅拌8小时；
步骤5、在温度为37℃条件下，将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵，将混合培养菌液加入到装有上述的混合培养液的反应釜中发酵10天。
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
依照本实施例所制备的微生物菌肥施用于马铃薯的种植中，其中每亩田地将减少化肥施用量20％～38％，马铃薯的亩产量提高15％～27％。
实施例3
一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌：将光合菌在34℃温度下培养3天，然后在30℃的温度下继续培养6天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在30℃的温度下培养6天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌；
步骤3、按照重量份称量以下组分：复合氨基酸35份、复合生物活菌30份、糖蜜3份、甘蔗渣14份，酵母膏6.5份，麸皮14份，硫酸锌0.7份、蟹壳粉5份、鸡蛋壳粉5份、MgSO4·7H2O0.2份；FeCl3·6H2O 0.5份；NaCl 0.8份；海藻酸钠1.5份、DTPA/柠檬酸金属螯合剂0.3份，去离子水180份；蟹壳粉的细度为250目；鸡蛋壳粉的细度为250目；
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、蟹壳粉、DTPA/柠檬酸重金属螯合剂和海藻酸钠以及去离子水依次投入反应罐中35℃恒温搅拌6小时；
步骤5、将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵，发酵温度控制在34℃，发酵时间为8天；待发酵罐中的总的活菌数在1.5亿CFU/mL，即停止发酵；
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
依照本实施例所制备的微生物菌肥施用于马铃薯的种植中，其中每亩田地将减少化肥施用量31％～45％，马铃薯的亩产量提高24％～36％。
实施例4
一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌：将光合菌在34℃温度下培养3天，然后在30℃的温度下继续培养6天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在30℃的温度下培养6天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌；
步骤3、按照质量份称量以下组分：复合氨基酸20份、复合生物活菌40份、糖蜜4份、甘蔗渣12份，酵母膏7份，麸皮16份，微量元素0.8份、牡蛎壳粉8份、鸡蛋壳粉3份、MgSO4·7H2O 0.3份；FeCl3·6H2O 0.6份；NaCl 1.0份；海藻酸钠2份、EDTA/柠檬酸重金属螯合剂0.3份，去离子水165份；牡蛎壳粉的细度为250目；鸡蛋壳粉的细度为250目；
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、牡蛎壳粉、EDTA/柠檬酸重金属螯合剂和海藻酸钠以及去离子水依次投入反应罐中35℃恒温搅拌6小时；
步骤5、将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵，发酵温度控制在34℃，发酵时间为8天；待发酵罐中的总的活菌数在1.5亿CFU/mL，即停止发酵；
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
依照本实施例所制备的微生物菌肥施用于马铃薯的种植中，其中每亩田地将减少化肥施用量30％～42％，马铃薯的亩产量提高25％～35％。
实施例5
一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：按照重量份称量以下组分：复合氨基酸28份，复合生物活菌35份，微量元素1.2份，糖蜜3.5份，酵母膏7.5份，甘蔗渣13份，麸皮16份，虾壳粉7份，鸡蛋壳粉3份，MgSO4·7H2O 0.3份，FeCl3·6H2O 0.6份，NaCl1.0份，海藻酸钠2份，DTPA 0.5份；去离子水100份；虾壳粉的细度为300目；鸡蛋壳粉的细度为200目。其余步骤同实施例1。
依照本实施例所制备的微生物菌肥施用于马铃薯的种植中，其中每亩田地将减少化肥施用量30％～40％，马铃薯的亩产量提高18％～35％。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种土壤可修复农用生物菌肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制备复合氨基酸；
步骤2、制备复合生物活菌；
步骤3、按照质量份称量以下组分：复合氨基酸20～35份；复合生物活菌30～40份；糖蜜3～5份；甘蔗渣12～15份；酵母膏6.5～9份；麸皮14～18份；海洋动物壳粉5～12份；微量元素0.7～1.5份；MgSO4·7H2O 0.2～0.4份；FeCl3·6H2O 0.5～0.8份；NaCl 0.8～1.2份；鸡蛋壳粉2.5～5份；海藻酸钠1.5～3份；重金属螯合剂0.2～0.8份；去离子水100～200份；
步骤4、发酵基质：将称量好的复合氨基酸、糖蜜、甘蔗渣、酵母膏、微量元素、MgSO4·7H2O、FeCl3·6H2O、NaCl、鸡蛋壳粉、海洋动物壳粉、重金属螯合剂和海藻酸钠以及去离子水注入反应罐中混合，恒温搅拌；
步骤5、将复合生物活菌投入到步骤4的发酵罐中进行恒温发酵；待发酵罐中的总的活菌数在1.5亿CFU/mL，即停止发酵；
步骤6、将反应液放出进行过滤，滤液用灭菌的罐进行分装并于4℃低温下保存，即得土壤可修复农用生物菌肥。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的制备复合氨基酸具体为：将天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸按照质量比为1:2:2:1:2:1进行混合，制备得到复合氨基酸。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的制备复合生物活菌具体为：将光合菌在34-35℃温度下培养3-4天，然后在29℃-30℃的温度下继续培养6-8天，将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、菌根真菌、棕色固氮菌5种菌在29℃-30℃的温度下继续培养6-8天，然后按照1:1:0.5:1:0.2:1的重量比进行混合，制备得到复合生物活菌。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的恒温搅拌温度为35℃，恒温搅拌时间为6～8小时。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的发酵温度为33～37℃，发酵时间为7～10天。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微量元素为硫酸锌、硫酸锰、钼酸铵中的一种，所述的海洋动物壳粉为虾壳粉、蟹壳粉、牡蛎壳粉中的任一种，所述的重金属螯合剂为EDTA、DTPA、EDTA/柠檬酸、DTPA/柠檬酸中的一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海洋动物壳粉的细度为200～300目。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的海洋动物壳粉的细度为300目。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的鸡蛋壳粉的细度为200目～300目。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的鸡蛋壳粉的细度为200目。
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