CN109206222A

CN109206222A - 一种富含多肽的复混肥及其制备方法

Info

Publication number: CN109206222A
Application number: CN201811214949.6A
Authority: CN
Inventors: 范世杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明公开了一种富含多肽的复混肥及其制备方法。本发明通过对微生物活菌进行包膜包裹，将重量份20~45的无机肥、重量份为35~70的有机质、0.1~0.4g/kg包膜包裹的微生物菌剂和1g/kg~2g/kg的多聚氨基酸进行混合制得。与现有技术相比，本发明能避免了运输中的产气鼓包，爆袋风险，保证在施用周期内肥料的充分利用，使用效率高，肥效期长，减少了施肥频率。

Description

一种富含多肽的复混肥及其制备方法

技术领域

本发明属于农业领域，尤其涉及一种农用肥，具体涉及一种富含多肽的复混肥及其制备方法。

背景技术

我国是世界上最大的化肥生产国。尽管耕地面积还不到全世界总量的10%，但我国的化肥施用量却接近世界总量的1/3，使用量居全球第四。过量使用化肥给农业生产、人体健康和自然环境都造成了很大的危害。由于化肥的使用过于频繁，使得土壤结构，土壤板结严重，影响了土壤的自然活力和自我调节能力，妨碍了农作物的可持续发展，此外化肥的流失造成的水质污染，水体的富营养以及大气污染等问题，也引起了世界的关注。目前常规的解决方式是将化肥与新型肥料配合使用。微生物肥及有机肥是目前研究最多的新型肥料。

微生物肥料，是指含有微生物的特定制品。中国专利CN 103373870提供了一种复合微生物肥料及其制备方法，该发明通过将微生物细胞微胶囊化后再与有机肥和/ 或无机肥混合，然后再将混合物加工造粒后制备成复合微生物肥产品，其加工方法复杂。且微胶囊、有机-无机肥的混合物在造粒、干燥的再加工过程中，一方面微胶囊容易受加工条件的影响，使胶囊层破碎，影响微生物活性。另一方面胶囊层外表面容易包裹上致密的肥料成份，在使用过程中，影响囊内微生物的释放，减缓肥力。

有机肥主要是以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成，在这一过程中通常也有微生物参与降解。中国专利CN105254354公开了一种多形态生物多肽有机肥的制备方法，其选用蛋白质含量较高的农业废弃物废渣为主要原料，浸出所含蛋白质；再利用不同的蛋白酶制剂分解其中的蛋白质，经过三级分解，形成多种形态的多肽成分。众所周之，酶的成本比微生物的成本高成百上千倍，该发明共用到酸性、中性、碱性三种蛋白酶，其在工业化应用中受到很大局限。

新型肥料在使用中存在诸多问题，如微生物肥料存在菌体活性保持时间短、货架期短，高成本和质量不稳定，影响了微生物肥料的推广应用。有机肥因为成份中有微生物的直接存在，容易使微生物在分解有机质的过程中产气，肥料容易鼓包，天气炎热时容易爆袋，运输中存在安全风险。而利用其它方法如上述专利提到的蛋白酶降解法制备的有机肥成本居高不下，难以工业化应用。

在无机肥与新型肥料即无机肥、有机肥和微生物肥配合使用时，在施用前期肥料特别足，微生物活性、无机肥肥力、有机肥肥力都在一个较高水平，肥力容易流失。然而后期随着无机肥的消耗，微生物的大量死亡，有机肥的降解能力低下，肥力不足。一方面有机肥并被完全利用，另一方面肥力不足，肥效期缩短，影响作物的生长。针对上述问题本发明提供了一种能在较长时间内，均匀释放肥力的复混肥及其制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种富含多肽的复混肥，以解决现有技术存在的效果不佳等问题。

本发明还要解决的技术问题是提供上述复混肥的制备方法。

为了上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种富含多肽的复混肥及其制备方法，包含重量份为20~45的无机肥、重量份为35~70的有机质、0.1~0.4g/kg包膜包裹的微生物菌剂和1g/kg~2g/kg的多聚氨基酸。

其中，所述的包膜包裹的微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌中的任意一种或几种的组合；

微生物菌剂的活性为每克2.5~6.5×10⁹cfu。

其中，所述的包膜包裹的微生物菌剂为培养至芽孢的菌。

其中，所述的无机肥为氮肥、钾肥、磷肥中的一种。

其中，所述的有机质为畜禽粪便、草木灰，含水量不高于8%。

其中，所述的多聚氨基酸为聚谷氨酸或聚天冬氨酸，聚氨基酸的分子量为100~4000kDa。

其中，所述的包膜包裹的微生物菌剂的包膜由重量份5~20无机包膜材料、重量份20~50阿拉伯树胶和重量份为30~60的聚乙烯，其中聚乙烯的分子量为4~15万Da。

其中，所述的无机包膜材料为氧化镁、硫酸镁、磷酸钾、磷酸镁中的一种。

其中，所述制备方法包括如下步骤：

（1）微生物菌剂的包膜：称取适量无机包膜材料、阿拉伯树胶和聚乙烯制成包膜液，将培养至芽孢阶段的微生物菌粒加入转鼓流化床中，通入70~90℃的空气，在转动的转鼓流化床中将包膜液喷涂到微生物菌粒上，包膜液在热空气中蒸干后即得。

（2）复混肥的配制：称取适量无机肥、有机质、包膜包裹的微生物菌剂和多聚氨基酸混合均匀即得。

本发明的有益效果是：

1.本发明的微生物菌剂选用培养至芽孢期的菌体，此阶段菌体具有耐高温，在后期加工过程中活力受环境影响小。在微生物菌剂中包裹了包膜，限制了微生物在使用前的活性，延长了货架期，避免了运输中的鼓包，爆袋风险。

2.本发明的微生物包膜中加入了无机包膜材料，在肥料施用后，这些无机质接触土壤中的水分后会先降解，这样包膜上就形成了一个一个微小的孔洞，部分菌体先释放进土壤，等到包膜完成降解后，大量菌体释放。这一设计正好配合了本复混肥肥力的消耗周期。

3.本发明的聚氨基酸在肥料施用初期，可以达到螯合养分，使养份缓慢释放。待无机养分消耗待尽，菌体释放后，聚氨基酸会被菌体释放的蛋白酶降解为多肽，被作物直接吸收利用。

4.本发明通过对有机养分和无机养分的合理配比及设计，能达到两种养份充分被利用，使用效率高，肥效期长，减少施肥频率。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好的理解本发明。以下实施例所用到的原料来源如下：

微生物菌种枯草芽孢杆菌（购自中国普通微生物菌种保藏管理中心编号：

CGMCC1.8886）、巨大芽孢杆菌（购自中国普通微生物菌种保藏管理中心编号：CGMCC1.7391）、胶冻样芽孢杆菌或胶质芽孢杆菌(中国普通微生物菌种保藏管理中心编号：CGMCC1.3714)购自中国普通微生物菌种保藏中心。菌种经过分离培养后，按10%的比例接入到发酵培养基中36~37℃下发酵2~3d，待菌株生长进入稳定期后，向培养基中加入MgSO₄ 0.5~0.8g/L,促进芽孢的生成，待芽孢率达到90%以上时，发酵结束，经固液分离，干燥后获得芽孢阶段菌粒。

无机肥氮肥、钾肥、磷肥、复合肥、有机质均为市售。

实施例1：

取平板上培养的枯草芽孢杆菌接入种子培养基中培养，18小时后，按10%的比例接入到发酵培养基中37℃下发酵2d，待菌株生长进入稳定期后，向培养基中加入MgSO₄ 0.5g/L,促进芽孢的生成，以显微镜检测观察芽孢率达到90%以上时，发酵结束，经固液分离，干燥制粒后获得芽孢阶段菌粒。经计数检测菌种活力为5×10⁹cfu/g。

包膜的制备：取重量份15份的硫酸镁、重量份25份阿拉伯树胶和重量份60份的聚乙烯熔融，加入工业丙酮适量制得包膜液；将培养至芽孢阶段的微生物菌粒加入转鼓流化床中，通入90℃的空气，在转动的转鼓流化床中将包膜液喷涂到微生物菌粒上，包膜液在热空气中蒸干后即得包膜包裹的微生物菌剂。

称取草木灰，先测量草木灰的含水量，若含水量大于8%，则干燥至含水量小于等于8%时再称取。称取重量份40份的草木灰，重量份30的氮肥，0.2g/kg包膜包裹的微生物菌剂和1g/kg聚谷氨酸，搅拌机中混合均匀即得复混肥。

以黄豆为实验对象进行大田试验，试验设置4个处理，每个处理3个平行实验，T1为单独施用本实施例复混肥同重量的氮肥，T2为单独施用本实施例复混肥同重量的草木灰，T3为本实施例相同重量配比的氮肥+草木灰混合施用，T4为本实施例1制备的复混肥，植物生长过程中需施用其它肥料的，则4个处理的施用次数和肥料均保持一致。

表1为各处理对黄豆的产量及构成因素的影响

处理	采收时间	施用次数	千粒重（g）	产量（t/hm<sup>2</sup>）	与T1相比的增产（%）
						T1	10月3日	3	185.2±20.1	2.1±0.6	-
T2	10月8日	3	165.4±30.6	1.8±0.5	-14.3%
						T3	9月30日	3	190.6±22.4	2.4±0.6	14.3%
T4	9月14日	2	220.2±15.1	2.6±0.6	23.8%

注：数字表示平均值，±表示标准差

由表1可知，施用本发明的复混肥可以缩短作用收割时间，本发明的千粒重最重，说明粒度饱满，标准差小，粒度相对均匀，且本发明增产明显，在施用次数减少的情况下，产率仍然最高，与单独施用氮肥相比增产23.8%，说明复混肥肥力周期长，利用率高。

实施例2：

取平板上培养的巨大芽孢杆菌接入种子培养基中培养，22小时后，按10%的比例接入到发酵培养基中37℃下发酵2d，待菌株生长进入稳定期后，向培养基中加入MgSO₄ 0.5g/L,促进芽孢的生成，以显微镜检测观察芽孢率达到90%以上时，发酵结束，经固液分离，干燥后获得芽孢阶段菌株。经计数检测菌种活力为6×10⁹cfu/g。

包膜的制备：取重量份10份的磷酸钾、重量份35份阿拉伯树胶和重量份50份的聚乙烯熔融，加入工业丙酮适量制得包膜液；将培养至芽孢阶段的微生物菌粒加入转鼓流化床中，通入85℃的空气，在转动的转鼓流化床中将包膜液喷涂到微生物菌粒上，包膜液在热空气中蒸干后即得包膜包裹的微生物菌剂。

称取羊粪，先测量含水量，若含水量大于8%，则干燥至含水量小于等于8%时再称取。称取重量份60份的羊粪，重量份25的氮肥，0.4g/kg包膜包裹的微生物菌剂和2g/kg聚天冬氨酸，搅拌机中混合均匀即得复混肥。

以玉米为实验对象进行大田试验，试验设置4个处理，每个处理3个平行实验，T1为单独施用本实施例复混肥同重量的氮肥，T2为单独施用本实施例复混肥同重量的羊粪，T3为本实施例相同重量配比的氮肥+羊粪混合施用，T4为本实施例1制备的复混肥，植物生长过程中需施用其它肥料的，则4个处理的施用次数和肥料均保持一致。

表2为各处理对玉米的产量及构成因素的影响

处理	采收时间	施用次数	千粒重（g）	产量（t/hm<sup>2</sup>）	与T1相比的增产（%）
						T1	8月30日	3	255.3±11.2	2.6±0.3	-
T2	8月31日	3	221.4±17.1	2.3±0.5	-11.5%
						T3	8月20日	3	265.2±10.5	2.7±0.2	3.8%
T4	8月9日	2	280.2±8.9	3.1±0.3	19.2%

注：数字表示平均值，±表示标准差

由表2可知，施用本发明的复混肥可以缩短作用收割时间，本发明的千粒重最重，说明粒度饱满，标准差小，粒度相对均匀，且本发明增产明显，在施用次数减少的情况下，产率仍然最高，与单独施用氮肥相比增产19.2%，说明复混肥肥力周期长，利用率高。

实施例3：

取平板上培养的枯草芽孢杆菌接入种子培养基中培养，18小时后，按10%的比例接入到发酵培养基中37℃下发酵2d，待菌株生长进入稳定期后，向培养基中加入MgSO₄ 0.6g/L,促进芽孢的生成，以显微镜检测观察芽孢率达到90%以上时，发酵结束，经固液分离，干燥后获得芽孢阶段菌粒。经计数检测菌种活力为5×10⁹cfu/g。

取平板上培养的胶冻样芽孢杆菌接入种子培养基中培养，20小时后，按10%的比例接入到发酵培养基中37℃下发酵3d，待菌株生长进入稳定期后，向培养基中加入MgSO₄0.8g/L,促进芽孢的生成，以显微镜检测观察芽孢率达到90%以上时，发酵结束，经固液分离，干燥后获得芽孢阶段菌粒。经计数检测菌种活力为4.5×10⁹cfu/g。

将枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌菌粒混合得微生物菌粒。

包膜的制备：取重量份5份的氧化镁、重量份50份阿拉伯树胶和重量份30份的聚乙烯熔融，加入工业丙酮适量制得包膜液；将培养至芽孢阶段的微生物菌粒加入转鼓流化床中，通入90℃的空气，在转动的转鼓流化床中将包膜液喷涂到微生物菌粒上，包膜液在热空气中蒸干后即得包膜包裹的微生物菌剂。

称取鸡粪，先测量含水量，若含水量大于8%，则干燥至含水量小于等于8%时再称取。称取重量份70份的鸡粪，重量份20的磷肥，0.3g/kg包膜包裹的微生物菌剂和2g/kg聚谷氨酸，搅拌机中混合均匀即得复混肥。

以小麦为实验对象进行大田试验，试验设置4个处理，每个处理3个平行实验，T1为单独施用本实施例复混肥相同重量的磷肥，T2为单独施用复混肥同重量鸡粪，T3为本实施例相同重量配比的磷肥+鸡粪混合施用，T4为本实施例1制备的复混肥，植物生长过程中需施用其它肥料的，则4个处理的施用次数和肥料均保持一致。

表3为各处理对小麦的产量及构成因素的影响

处理	采收时间	施用次数	千粒重（g）	产量（kg/hm<sup>2</sup>）	与T1相比的增产（%）
						T1	6月10日	3	35.3±0.7	6783.5±116.6	-
T2	6月16日	3	28.9±0.8	6703.6±121.4	-1.2%
						T3	6月8日	3	37.7±0.6	7023.1±142.1	3.5%
T4	5月27日	2	42.4±0.7	7345.3±99.5	8.3%

注：数字表示平均值，±表示标准差

由表3可知，施用本发明的复混肥可以缩短作用收割时间，，本发明的千粒重最重，粒度饱满，在施用次数减少的情况下，产率仍然最高，与单独施用氮肥相比增产8.3%，说明复混肥肥力周期长，利用率高。

Claims

1.一种富含多肽的复混肥及其制备方法，其特征在于包含重量份20~45的无机肥、重量份为35~70的有机质、0.1~0.4g/kg包膜包裹的微生物菌剂和1g/kg~2g/kg的多聚氨基酸。

2.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的包膜包裹的微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌中的任意一种或几种的组合；

微生物菌剂的活性为每克2.5~6.5×10⁹cfu。

3.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的包膜包裹的微生物菌剂为培养至芽孢的菌。

4.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的无机肥为氮肥、钾肥、磷肥中的一种。

5.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的有机质为畜禽粪便、草木灰，含水量不高于8%。

6.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的多聚氨基酸为聚谷氨酸或聚天冬氨酸，聚氨基酸的分子量为100~4000kDa。

7.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的包膜包裹的微生物菌剂的包膜由重量份5~20无机包膜材料、重量份20~50阿拉伯树胶和重量份为30~60的聚乙烯，其中聚乙烯的分子量为4~15万Da。

8.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述的无机包膜材料为氧化镁、硫酸镁、磷酸钾、磷酸镁中的一种。

9.根据权利要求1所述的复混肥及其制备方法，其特征在于所述制备方法包括如下步骤：

微生物菌剂的包膜：称取适量无机包膜材料、阿拉伯树胶和聚乙烯制成包膜液，将培养至芽孢阶段的微生物菌粒加入转鼓流化床中，通入70~90℃的空气，在转动的转鼓流化床中将包膜液喷涂到微生物菌粒上，包膜液在热空气中蒸干后即得；

复混肥的配制：称取适量无机肥、有机质、包膜包裹的微生物菌剂和多聚氨基酸混合均匀即得。