CN108892562A - 一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用，其特征在于：包括腐熟基质、酸碱调节剂、硅肥和生防因子，腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为200‑300：10‑15：1‑4，腐熟基质包括基础物质和腐熟物质，基础物质和腐熟物质的用量比例为500‑800：1‑3。本发明以废弃烟草等为原料，加入腐熟菌种混合堆肥发酵，后添加适量碳源、氮源、酸碱调节剂、硅肥以及生防因子，得到含有油茶和烟草活性成分、生防因子及其代谢产物的生物药肥，具有改善土壤养分循环、微生物群落结构、提高烟叶品质、防治烟草病虫害的作用，实现烟草废弃资源、油茶籽饼和畜禽粪污资源化利用，产生好的效益。

Description

一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于化肥技术领域，尤其涉及一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其应用提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用。
背景技术
烟草(Nicotiana tabacum L.)属管状花科目，茄科一年生或有限多年生草本植物，基部稍木质化。花序顶生，圆锥状，多花；蒴果卵状或矩圆状，长约等于宿存萼。夏秋季开花结果。烟草喜温暖、向阳的环境及肥沃疏松的土壤，耐旱，不耐寒。
烟草品质不同，"良由地气使然也"。古人认为："沙田种烟烟叶瘦，山田种烟烟叶枯。根长全赖地肥力，气厚半借土膏腴"，凡是种植在肥厚、疏松、排水性好的土地，长势就好，而种植在山地、田间的烟叶，长势差，且不同的地方种出的烟叶的味道也不一样。
目前我国的烟草种植面积位居世界第一，烟草是我国重要的经济作物，化肥的使用对提高其产质量具有重要作用，但是过量施用化肥会使耕地酸化、盐渍化，造成烟田地力下降和农业面源污染等问题。目前我国耕地退化面积已占总耕地面积的40％以上，为此农业部确定了从2016年到2020年实现化肥使用量零增长的目标。在烟草生产中，要治理烟田化肥污染问题，实现化肥使用量零增长的目标，首先就要科学合理的施用肥料。
培育高品质的烟草，并同时治理化肥污染，提升烟草及其制品的安全性以及解决生态环境等是需要的。
另外，废弃烟叶的处理现在大都采用焚烧或填埋等较原始的方法，焚烧的废弃烟叶会释放出大量的二氧化碳，造成严重的大气污染；而废烟草的填埋又会造成对土壤和水源的影响。日益严重的污染问题以及废弃烟草的不科学处理也造成能源的大量浪费，因此，解决大量废弃烟叶的综合利用已是迫在眉睫。
对于传统生物有机肥来讲，其主要来源于植物和(或)动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经各种动物、植物残体或代谢物经高温腐熟，杀死了大部分病原菌和虫卵，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，它包括：多种有机物质、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。虽然传统生物有机肥能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，但存在着由于其不含对应的环境适应性功能微生物(有益菌等)，传统生物有机肥有对植株的抗病促生、防治地下害虫以及植物线虫并没有直接作用，只有靠增加大量有益微生物的生命活动来辅助完成，实际应用时可能由于不适合的土壤环境导致防治效果降低甚至丧失，仅仅能作为替代部分化学肥料的绿色养分来源等技术问题。
油茶(Camellia oleifera Abel)为山茶科(Theacea)山茶属(Camellia L.)植物，是我国特有的油料作物，广泛分布于中国南部,其根、茎、叶、花和籽皆可入药。到2020年我国油茶种植总规模将达到7000万亩,榨油后的茶籽饼将超过700万吨。目前,茶籽饼少数被用作农药兼肥料等方面,大量的茶籽饼遭到废弃。因此，油茶饼粕的综合利用研究和推广应用具有很大的意义和价值。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用，具有土壤改良、提高烟叶品质，实现了烟草废弃资源、油茶籽饼和畜禽粪污得到资源化利用，产生较高的经济、生态、社会效益。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用，复合生物药肥的原料组成包括腐熟基质、酸碱调节剂、硅肥和生防因子。腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为200-300：10-15：1-4，腐熟基质包括基础物质和腐熟物质，基础物质和腐熟物质的用量比例为500-800：1-3。所述生防因子包括昆虫病原线虫光合细菌和硅酸盐细菌，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000 IJs，光合细菌的用量为65.000-108.000 cfu/kg；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，硅酸盐细菌(cfu)＝0.5-2亿个/g。
本发明所述基础物质包括废弃烟草除根系外全植株；所述腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；所述酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
本发明所述腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为500-800：1-3。
本发明所述腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；所述微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。
本发明所用腐熟菌种的生防机理如下：
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)：酵母菌生物稳定性强，可快速疏松土壤，补充土壤益生菌，促生长，抗病虫，改善品质，增产丰收。与复合肥有机肥结合，可有效提高肥料利用率、减少肥料施用量以及优越的松土保水的性能。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)：具有较强的竞争和定殖能力，从而抢占病原菌的侵染位点，消耗其周围养分，阻止和干扰病原菌对植物叶面和其他器官的侵染，起到防病抑菌的作用。
绿色木霉菌(Trichoderma viride)：产生多种具有生物活性的酶系，如：纤维素酶纤维素酶对作物有降解作用。作为一种资源丰富的拮抗微生物，具有保护和治疗双重功效，可有效防治土传性病害，通过产生小分子的抗生素和大分子的抗菌蛋白或胞壁降解酶类来抑制病原菌的生长、繁殖和侵染，对细菌性病害、真菌性病害、病毒性病害有超强的生物防治作用。
本发明所述腐熟基质为基础物质经粉碎后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成，其中水分含量为50～60％，腐熟温度50～70℃，发酵周期为20～30天。
水分含量和腐熟温度是筛选的腐熟菌种最适宜的温湿度范围，需要整个腐熟期维持这个范围内的温湿度变化，发酵时间在这个期间内都能保证腐熟程度达到施用标准。
本发明所述硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，所述的SiO2为纳米态有效硅；所述的微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含48-52g硅肥。SiO2为达到纳米级的而能被植物吸收的纳米态有效硅，可不通过离子交换而直接渗透被作物吸收利用。
生防菌、昆虫病原线虫等生防因子，不仅可用于防治地下病虫害，解决连作障碍，还可以提高烟草品质；其中光合细菌增值过程，会有大量呈弱碱性的代谢产物，所以在土壤里可以缓解土壤酸化。
本发明所述昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫Heterorhabditisbeicherriana，由大蜡螟(Galleria mellonella)活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000IJs。
本发明所述光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为6.8-7.0，置于28～30℃、光照强度为2000～3000Lx的密封缺氧条件下中扩大培养7-10天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。本发明所述富集培养基中包括4％L-谷氨酸、1％甘氨酸、3％DL-苹果酸、1.2％乙酸钠、0.3％七水硫酸镁、0.8％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.6％磷酸氢二钾、7％二水氯化钙、0.3％酵母浸膏。
所述有益微生物还包括侧孢短芽胞杆菌和淡紫拟青霉，按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，侧孢短芽胞杆菌(cfu)＝1.5-2.5亿个/g；每1kg药肥含有淡紫拟青霉(cfu)＝45-80亿个/kg。本发明所述复合生物药肥的pH值为5～7。
烟草肥料中含有多种天然杀虫成分，如烟草生物碱、烟草精油。可以作为无公害植物源杀虫剂进行开发应用，直接利用烟草废料的利用率不高，杀虫效果欠佳。
油茶籽粗提物和油茶籽总皂苷具有中强杀灭根结线虫(Meloidogyne spp.)的活性,油茶籽总皂苷能抑制线虫体内解毒酶，即过氧化氢酶和羧酸酯酶的活性。
硅肥既可作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。硅肥能减少磷肥在土壤中的固定，活化土壤中的磷和促进根系对磷的吸收，提高磷肥的利用率。强化钙、镁的吸收和利用，能很好的调节作物对氮磷钾等不同养分的平衡吸收，被称为“植物调节性肥料”。
昆虫病原线虫(Heterorhabditis beicherriana)：具有天敌昆虫兼病原微生物的双重特点，主动搜索寄主能力强，杀虫谱宽、侵染致死力强、作用时间快，用于地下害虫(小地老虎、蛴螬等)的生物防治，还用于兼治植物线虫病(南方根结线虫Meloidogyneincognita)。
光合细菌(Rhodoblastus acidophilus)：1.增加叶绿素含量，增强作物的光合效率，改善植物营养条件，增强抗逆性能，抑制、杀死某些有害微生物减少病害发生。2.降解土壤中的残留毒害物质(抑制病原菌和降解土壤中残留农药、硫化氢)，降低土壤重金属(镉Cd、铅Pb)污染程度。3.提高烟草植株的抗病性能，降低烟草黑胫病和气候性斑点病的发病率，明显的增产提质。
硅酸盐细菌(Paenibacillus mucilaginosus)：1.对磷钾矿物有利用和分解能力，但在短时间内释放出的速效磷钾含量并不高，特别是以对钾长石的分解能力更低，这与此类岩石矿物的特殊结构有关。2.具有固氮能力和刺激植物生长和抑制植物病原菌等PGPR作用。
侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporu)：具有特征性的伴孢晶体、丝氨酸胞外蛋白酶，可水解多种底物，包括胶原和线虫体壁，具有很强的杀线虫能力。淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus Samson)：属于内寄生性真菌，是南方根结线虫与白色胞囊线虫卵的有效寄生菌，也能侵染幼虫和雌虫，可明显减轻植株根结线虫、胞囊线虫、茎线虫等植物线虫病的危害。
本发明中制备方法为腐熟基质发酵成熟后与酸碱调节剂和硅肥调配，调节了pH之后再加入生防因子而成。
本发明中肥料应用为就用于烟草和茄科类作物，茄科类作物如辣椒、马铃薯和番茄。
本发明中的生物药肥，具有土壤改良、降解土壤重金属、提高烟叶品质，以废弃烟草(烟叶和烟杆)、油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖、地瓜干粉为原料，加入腐熟菌种(酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌)混合堆肥发酵，后添加适量碳源、氮源、酸碱调节剂、硅肥、昆虫病原线虫、光合细菌、硅酸盐细菌、侧孢短芽孢杆菌、淡紫拟青霉，得到含有油茶和烟草活性成分、生防因子及其代谢产物和矿物质(微量元素)的生物药肥，具有改善土壤养分循环、微生物群落结构、提高烟叶品质、防治烟草病虫害的作用。
本发明实现了烟草废弃资源、油茶籽饼和畜禽粪污得到资源化利用，产生较高的经济、生态、社会效益。有效地治理化肥污染，提高烟田土壤肥力，缓解土壤资源紧张问题。
说明书附图
图1盆栽抗蚜对比图(其中：图中左对照，右为药肥处理)
图2为本发明中图1的局部放大图
图3为本发明中生长期长势对比图
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行进一步说明：
实施例1
将废弃烟草除根系外全植株(基础物质)粉碎至0.5cm细度后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成腐熟基质，其中腐熟基质水分含量为50％，腐熟温度50℃，发酵周期为20天。再将腐熟基质与硅肥进行混合，酸碱调节剂调节pH为5，加入生防因子，搅拌均匀即成。生防因子为昆虫病原线虫、光合细菌、硅酸盐细菌、侧孢短芽孢杆菌和淡紫拟青霉，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000IJs，光合细菌的用量为65.000cfu/kg；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，硅酸盐细菌(cfu)＝0.5亿个/kg。。硅酸盐细菌(cfu)＝0.5亿个/kg，侧孢短芽孢杆菌(cfu)＝1.5亿个/kg，淡紫拟青霉(cfu)＝45亿个/kg。(
腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为200：10：1，腐熟基质中基础物质和腐熟物质的用量比例为500：1。
腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为500：1。
硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，SiO2为纳米态有效硅；微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含48g硅肥。
昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫，由大蜡螟活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000IJs。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌，用氢氧化钠调制富集培养基pH为7.0，置于28℃、光照强度为2000Lx的密封缺氧条件下中扩大培养7天所得，培养液浓度≥109pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为6.8，置于28℃、光照强度为2000Lx的密封缺氧条件下中扩大培养7天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
富集培养基中包括4％L-谷氨酸、1％甘氨酸、3％DL-苹果酸、1.2％乙酸钠、0.3％七水硫酸镁、0.8％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.6％磷酸氢二钾、7％二水氯化钙、0.3％酵母浸膏。
本发明中烟草功能生物药肥，兼具生物有机肥和生物杀虫剂的效果，不仅包括针对烟草生长所需土壤环境和营养需求设计了腐熟基质(油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖、地瓜干粉)组成，还添加了增加烟草抗病促生，防治烟草虫害病害的生防因子(绿色木霉菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、昆虫病原线虫)，并辅以硅肥，功能生物药肥不仅模拟了功能菌生活的环境，施入土壤后容易存活，并在土壤中长时间处于旺盛的繁殖和新陈代谢的情况下，继而物质转化和有益代谢产物才能不断形成发挥肥效。本发明中烟草功能生物药肥特别含有的光合细菌功能菌和有机质，能改良土壤促进被土壤固定养分的释放，促进土壤固定肥料的利用。
昆虫病原线虫作用：用于地下害虫和钻蛀性害虫(各种天牛、大小蠢蛾和蛴螬等)的生物防治，还用于防治植物线虫病(根结线虫)。
光合细菌作用：增加叶绿素含量，增强作物的光合效率，增加物质积累，改善动植物营养条件，增强抗逆性能，减少病害发生，提高成活率，促进作物生长，缩短成熟期，提高作物产量、品质和经济效益。可以改善土壤中微生物的微生物类群，降解土壤中的残留毒害物质(抑制病原菌和降解土壤中残留农药、硫化氢)，而且能提高酶活。还可以对烟草土壤重金属(镉Cd、铅Pb)进行治理，降低土壤重金属污染程度，具有明显的增产、提质、增效的作用。且光合细菌有一定的固氮能力，具有增殖有益共生菌，抑制病原菌和降解土壤中残留农药、硫化氢等作用。
对烟草施用光合细菌，能有效地改善其生物性状，提高植株的抗病性能，能使黑胫病和气候性斑点病的发病率分别降低1％和4％，具有明显的增产、提质、增效的作用。
胶冻样类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)：在土壤中繁殖生长，并产生有机酸、荚膜多糖等代谢产物，破坏硅铝酸盐的晶格结构、难溶性磷化合物等，分解释放出可溶的磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素，既增进了土壤肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素，同时产生赤霉素、细胞激动素、微生物酶、细菌多糖等生理活性物质，促进作物营养吸收和生长代谢，诱导作物增强抗性，增强抗寒、抗旱、抗病和抗逆能力，改善产品品质。
硅肥是保健肥料时，能活化生防因子，改良土壤，矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌、抗重茬及减轻重金属污染，(如塑料大棚连续种植3年以上，就会遇到霉菌等土传病菌的积累，严重影响果蔬产量与品质，施用硅肥，会有效地防治霉菌的存活与繁殖)。硅肥是品质肥料，可明显改善农产品品质，有效预防裂果、缩果和畸形果，增加果实的硬度，令果形端正、着色好、口味佳，商品性好，耐储运，延长保鲜期。
烟草含有大量丰富的有机质和其他营养元素，所含的烟焦油、烟碱又是一种高效生物杀虫剂，能杀死蛴螬、蝼蛄、白蚁、地线虫、地老虎、福寿螺等。大大降低农药投入，无公害无残留。含有烟草的驱虫型肥料施入土壤后，农作物基本无虫害。
实施例2
将废弃烟草除根系外全植株(基础物质)粉碎至1.0cm细度后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成腐熟基质，其中腐熟基质水分含量为50～60％，腐熟温度70℃，发酵周期为30天。再将腐熟基质与硅肥进行混合，酸碱调节剂调节pH为7，加入生防因子，搅拌均匀即成。生防因子为昆虫病原线虫光合细菌和硅酸盐细菌，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000IJs，光合细菌的用量为108.000cfu/KG；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，硅酸盐细菌cfu＝0.5亿个/kg。
腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为300：15：4，腐熟基质中基础物质和腐熟物质的用量比例为800：3。
腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为800：3。
硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，SiO2为纳米态有效硅；微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含48g硅肥。
昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫，由大蜡螟活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000IJs。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为7.0，置于30℃、光照强度为3000Lx的密封缺氧条件下中扩大培养10天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
富集培养基中包括5％L-谷氨酸、3％DL-苹果酸、1.5％乙酸钠、0.2％七水硫酸镁、0.7％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.5％磷酸氢二钾、8％二水氯化钙和0.2％酵母浸膏。
实施例3
将废弃烟草除根系外全植株(基础物质)粉碎至0.8cm细度后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成腐熟基质，其中腐熟基质水分含量为55％，腐熟温度60℃，发酵周期为25天。再将腐熟基质与硅肥进行混合，酸碱调节剂调节pH为6，加入生防因子，搅拌均匀即成。生防因子为昆虫病原线虫、光合细菌和硅酸盐细菌，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000IJs，光合细菌的用量为80.000cfu/KG；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，硅酸盐细菌cfu＝1.2亿个/kg。
腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为250：12：3，腐熟基质中基础物质和腐熟物质的用量比例为600：2。
腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为650：2。
硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，SiO2为纳米态有效硅；微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含48-52g硅肥。
昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫，由大蜡螟活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000IJs。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为6.9，置于29℃、光照强度为2500Lx的密封缺氧条件下中扩大培养9天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
富集培养基中包括4％L-谷氨酸、1％甘氨酸、3％DL-苹果酸、1.2％乙酸钠、0.3％七水硫酸镁、0.8％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.6％磷酸氢二钾、7％二水氯化钙、0.3％酵母浸膏。
实施例4
将废弃烟草除根系外全植株(基础物质)粉碎至0.6cm细度后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成腐熟基质，其中腐熟基质水分含量为52％，腐熟温度55℃，发酵周期为22天。再将腐熟基质与硅肥进行混合，酸碱调节剂调节pH为5.5，加入生防因子，搅拌均匀即成。生防因子为昆虫病原线虫、光合细菌、硅酸盐细菌、侧孢短芽孢杆菌和淡紫拟青霉，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000IJs，光合细菌的用量为70.000cfu/kg；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，硅酸盐细菌cfu＝1亿个/kg，侧孢短芽孢杆菌:(cfu)＝1.5亿个/kg，淡紫拟青霉cfu＝45亿个/kg。
腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为200：12：2，腐熟基质中基础物质和腐熟物质的用量比例为700：1。
腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为700：1。
硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，SiO2为纳米态有效硅；微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含50g硅肥。
昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫，由大蜡螟活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000 IJs。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为6.8，置于30℃、光照强度为2200Lx的密封缺氧条件下中扩大培养9天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
富集培养基中包括4％L-谷氨酸、1％甘氨酸、3％DL-苹果酸、1.2％乙酸钠、0.3％七水硫酸镁、0.8％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.6％磷酸氢二钾、7％二水氯化钙、0.3％酵母浸膏。
实施例5
将废弃烟草除根系外全植株(基础物质)粉碎至0.7cm细度后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成腐熟基质，其中腐熟基质水分含量为58％，腐熟温度65℃，发酵周期为26天。再将腐熟基质与硅肥进行混合，酸碱调节剂调节pH为6.5，加入生防因子，搅拌均匀即成。生防因子为昆虫病原线虫、光合细菌、硅酸盐细菌、侧孢短芽孢杆菌和淡紫拟青霉，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000IJs，光合细菌的用量为90.000cfu/KG；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，胶冻样类芽孢杆菌cfu＝1.8亿个/kg，侧孢短芽孢杆菌:(cfu)＝2.5亿个/kg，淡紫拟青霉cfu＝80亿个/kg。
腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为220：14：4，腐熟基质中基础物质和腐熟物质的用量比例为750：2。
腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为550：3。
硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，SiO2为纳米态有效硅；微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含49g硅肥。
昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫，由大蜡螟活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000IJs。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为7.0，置于28℃、光照强度为2600Lx的密封缺氧条件下中扩大培养8天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
富集培养基中包括4％L-谷氨酸、1％甘氨酸、3％DL-苹果酸、1.2％乙酸钠、0.3％七水硫酸镁、0.8％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.6％磷酸氢二钾、7％二水氯化钙、0.3％酵母浸膏。
实施例6
将废弃烟草除根系外全植株(基础物质)粉碎至0.9cm细度后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成腐熟基质，其中腐熟基质水分含量为57％，腐熟温度62℃，发酵周期为28天。再将腐熟基质与硅肥进行混合，酸碱调节剂调节pH为6，加入生防因子，搅拌均匀即成。生防因子为昆虫病原线虫、光合细菌、胶冻样类芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌和淡紫拟青霉，每1kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000IJs，光合细菌的用量为90.000cfu/kg，淡紫拟青霉用量为60亿cfu/kg；按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，胶冻样类芽孢杆菌cfu＝0.8亿个/kg，侧孢短芽孢杆菌:(cfu)＝2亿个/kg，。
腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为280：11：2.5，腐熟基质中基础物质和腐熟物质的用量比例为680：1.5。
腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种；微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖或地瓜干粉一种或几种。酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
腐熟菌种和微生物生长所需营养物的用量比例为720：2.2。
硅肥为含SiO2≥20％、钙≥16％、钾≥5％、镁≥4％、有机质≥10％、腐殖酸≥10％、微量元素≥5％的复合微量元素肥，SiO2为纳米态有效硅；微量元素包括铁(Fe)≥2.0％、硼(B)≥1.5％、锌(Zn)≥1.0％、锰(Mn)≥0.3％、钼(Mo)≥0.2％，每1kg药肥含51g硅肥。
昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫，由大蜡螟活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1kg药肥含有异小杆属线虫数量为10,000IJs。
光合细菌为嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基pH为6.9，置于29℃、光照强度为2800Lx的密封缺氧条件下中扩大培养7天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1kg药肥含100ml该培养液。
富集培养基中包括4％L-谷氨酸、1％甘氨酸、3％DL-苹果酸、1.2％乙酸钠、0.3％七水硫酸镁、0.8％磷酸氢二铵、1％磷酸二氢钾、0.6％磷酸氢二钾、7％二水氯化钙、0.3％酵母浸膏。
试验一
以在四川种植烤烟红花大金元为例，2017年申请人单位组织人力在四川省宜宾市筠连县(简称：JL，以下相同)、兴文县(XW)和西昌市(XC)会理县三个县烤烟栽培区实地进行了试验。生物药肥的施用量是4kg/亩，移栽前和底肥一起翻土。开展了施用本发明中的生物药肥前后各处理在栽培生产的主要时期烟草植株的园艺性状、土壤养分、土壤重金属镉含量、烟草地病虫害发病率以及烟草产量和品质进行了调查和测定，检测结果表明三个试验点土壤pH酸碱度、有机质等养分变化、烟草植株的长势、烟草病虫害发生情况、烟叶产量和品质等提高效应总体趋势相似(见下表1-表4)。
其中，烟草农艺性状测定如下：
烟草进入圆顶期(圆顶期是打顶后第15d)后进行农艺性状的测量。有效叶片数即可烘烤的叶数，一般为所有叶数减去4；株高：从地表沿茎到茎的最顶端的距离即为株高；最大叶长叶宽：一般腰部叶长得最大，在腰部选取一最大叶，测定其叶长叶宽，叶长从叶柄沿叶主脉量至叶尖，叶宽量取最宽处即可；最大叶面积：最大叶叶长×叶宽×0.6345；茎围：从根部量在茎高1/3处节间测量茎的圆周；节距：在茎高的1/4处测量上下各五节(共十节)的平均长度。
根鲜重：将冲洗干净的根系用吸水纸吸干水分后称重；根干重：将洗净的根在80℃条件下烘至恒重，而后称重；根体积：采用排水法测定。
烟叶养分分析
植株营养成分：植株磨粉样品经浓H2SO4－H2O2消煮，蒸馏法定氮，钒钼黄比色法测全磷，火焰光度法测钾。
总糖：乙醇提取－蒽酮比色法；烟碱：活性炭脱色－盐酸提取－紫外分光光度法；氯离子：银量法－莫尔法。
化学成分的测定
总糖、烟碱、K+、Cl-和SO4 2-的含量按《烟草化学品质分析法》进行测定。每项测定指标重复3次,有机钾指数(％)计算公式为:1.20×K+ 总％-1.10Cl-％-0.81SO4 2-％)。
表1成熟期农艺性状的对比
备注：圆顶期株高为烤烟打顶后测定值。
表4烟叶常规化学指标均值
以上表中，其中设对照组和实验组，种植方法一样，具体如下：
实验组为：四川省宜宾市筠连县(JL)、兴文县(XW)和西昌市(XC)会理县三个县
CK：空白对照，常规水肥
对照组1：其它内容如实施例1中，没有加入硅肥；
对照组2：其它内容如实施例1中，没有加入光合菌剂；
对照组3：其它内容如实施例1中，没有加入昆虫病原线虫；
对照组4：其它内容如实施例1中，没有加入光合菌剂和昆虫病原线虫；
对照组5：其它内容如实施例1中，没有加入侧孢短芽孢杆菌和淡紫拟青霉。
结果讨论：
试验采用本发明中的生物药肥，一方面对土壤的微生物群落进行重组改良，增加有益菌数量，为定植烟草创造良好的土壤环境，土壤养分状况得到改善，土壤重金属镉含量明显降低，起到生物修复土壤效果。另一方面，不仅降低了根结线虫、青枯病以及黑胫病的发病率，还抑制了地下害虫(蛴螬、小地老虎)的种群数量和危害。
采用本发明中的生物药肥处理的土壤最高达123kg/亩，产值为2221元/亩，显著高于对照和其他处理；均价作为烟叶质量好坏的重要指标，以本发明中生物药肥处理的最高，为10.28元/kg。
本发明生物有机肥兼具生物有机肥和生物杀虫剂的作用，采用废弃烟草(烟叶和烟杆)、油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖、地瓜干粉等富含有机质氮、磷、钾和其他等营养元素的原料，能为烟草生长提供所需土壤环境和营养；利用废弃烟草有多种天然杀虫成分(烟草生物碱、烟草精油)，能杀死小地老虎、蛴螬、蛞蝓等害虫，提高烟草植株的抗蚜能力，大大降低农药投入，无公害无残留，并作为烟碱合成原料提高烤烟生产中烟叶的烟碱含量。同时添加了增加烟草抗病促生，防治烟草虫害病害的多种生防因子(改良土壤促进被土壤固定养分的释放，促进土壤固定肥料的利用；改善土壤菌群结构，减少病害(根腐病、青枯病)的发生，提高成活率，促进作物生长，提高作物产量、品质)，辅以硅肥，很好的调节作物对氮磷钾等不同养分的平衡吸收，既可作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤，抑制土壤病菌、抗重茬和减轻重金属污染的作用。如图1-图3(其中图1中左对照，右为药肥处理。图1中的左边植株明显蚜虫量多，右边蚜虫少，并且植株长势好；图3中处理组中的植株长势、品质明显好)。
本发明以废弃烟草等为原料，加入腐熟菌种混合堆肥发酵，后添加适量碳源、氮源、酸碱调节剂、硅肥以及生防因子，得到含有油茶和烟草活性成分、生防因子及其代谢产物的生物药肥，具有改善土壤养分循环、微生物群落结构、提高烟叶品质、防治烟草病虫害的作用，实现烟草废弃资源、油茶籽饼和畜禽粪污资源化利用，产生好的效益。
本发明中功能生物药肥不仅模拟了功能菌生活的环境，施入土壤后容易存活，在土壤中长时间处于旺盛的繁殖和新陈代谢的情况下，继而物质转化和有益代谢产物才能不断形成发挥肥效，改善土壤养分循环、微生物群落结构，疏松土壤，提升土壤的保水保肥能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点，上述实施例和说明书所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，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1. 一种提高烟叶品质的复合生物药肥及其制备方法与应用，其特征在于：包括腐熟基质、酸碱调节剂、硅肥和生防因子，腐熟基质、酸碱调节剂和硅肥之间的用量比例为200-300：10-15：1-4，腐熟基质包括基础物质和腐熟物质，基础物质和腐熟物质的用量比例为500-800：1-3；所述生防因子包括昆虫病原线虫、光合细菌和硅酸盐细菌 ，每1 kg药肥含有昆虫病原线虫数量为10,000 IJs，光合细菌的用量为65.000-108.000 cfu/kg 按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，硅酸盐细菌(cfu)=0.5-2亿个/g。
2.根据权利要求1所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述基础物质包括废弃烟草除根系外全植株；所述腐熟物质为腐熟菌种和微生物生长所需营养物；所述酸碱调节剂为柠檬酸和氢氧化钾一种或两种。
3.根据权利要求2所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述腐熟菌种包括酿酒酵母、绿色木霉菌和枯草芽孢杆菌一种或几种，
所述微生物生长所需营养物包括油茶籽饼、羊粪、尿素、蔗糖、地瓜干粉一种或几种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述腐熟基质为基础物质经粉碎后添加腐熟物质堆肥发酵腐熟而成，其中水分含量为50~60%，腐熟温度50~70℃，发酵周期为20~30天。
5. 根据权利要求1所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述硅肥为含SiO2≥20%、钙≥16%、钾≥5%、镁≥4%、有机质≥10%、腐殖酸≥10%、微量元素≥5%的复合微量元素肥；所述的SiO2为纳米态有效硅；所述的微量元素包括铁（Fe）≥2.0%、硼（B）≥1.5%、锌（Zn）≥1.0%、锰（Mn）≥0.3%、钼（Mo）≥0.2%，每1 kg药肥含48-52g硅肥。
6. 根据权利要求1所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述昆虫病原线虫为异小杆科异小杆属线虫Heterorhabditis beicherriana，由大蜡螟（Galleria mellonella）活体繁殖的侵染期三龄幼虫J3，每1 kg药肥含有该异小杆属线虫数量为10,000 IJs。
7. 根据权利要求1所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述光合细菌为嗜酸柏拉红菌 (Rhodoblastus acidophilus)，用氢氧化钠调制富集培养基的pH 为6.8-7.0，置于28~30℃、光照强度为2000~3000Lx的密封缺氧条件下中扩大培养7-10天所得，培养液浓度≥120pfu/mL，每1 kg药肥含100 ml该培养液。
8.根据权利要求7所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述富集培养基中包括4%L-谷氨酸、1%甘氨酸、3%DL-苹果酸、1.2%乙酸钠、0.3%七水硫酸镁、0.8%磷酸氢二铵、1%磷酸二氢钾、0.6%磷酸氢二钾、7%二水氯化钙、0.3%酵母浸膏。
9.根据权利要求1所述的一种复合生物药肥，其特征在于：所述生防因子还包括 侧孢短芽孢杆菌（Brevibacillus laterosporu）和淡紫拟青霉（Paecilomyces lilacinus），按每g所述生物药肥有效活菌数(cfu)计算，侧孢短芽孢杆菌(cfu)=1.5-2.5亿个/g；每1 kg药肥含有淡紫拟青霉(cfu) =45-80亿个/kg。
10.根据权利要求1所述的一种复合生物药肥在农业生产中的应用，其特征在于作用对象包括烟草或茄科类作物，茄科类作物如辣椒、马铃薯和番茄。
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