CN109678614B - 一种生物-有机-无机复合营养液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种生物‑有机‑无机复合营养液及其制备方法，包括氮磷钾比例为(3～5):(1～2):(2～6)的无机营养液和下列质量份的原料：糖蜜发酵液30～50份、磷酸二氢钾0.1～0.3份、七水硫酸镁0.1～0.3份、硫酸锰0.1～0.3份、水55～65份、枯草芽孢杆菌3～8份、类球红细菌3～8份。将上述前六种组分混合后发酵，再混入类球红细菌进行二次发酵得复合有机基础培养液；将无机营养液按比例加入，即得到生物‑有机‑无机复合营养液。本发明生物‑有机‑无机复合营养液避免了土传病害的发生，无死颗、烂根现象发生，节约水、肥用量少，生长速度提高，蔬菜、水果提前成熟上市，同时品质优良。

Description

一种生物-有机-无机复合营养液及其制备方法
技术领域
本发明属于无土栽培技术领域，涉及一种生物-有机-无机复合营养液及其制备方法，一种利用有机营养液碳肥进行无土栽培技术方法，特别是一种用特定微生物与有机营养物质、矿物营养物质复合而成新型无土栽培营养液的制备方法。
背景技术
无土栽培是一种不用天然土壤，而采用含有植物生长发育必需元素的营养液提供营养，使植物正常完成整个生命周期的栽培技术，20世纪40年代率先在国外应用于农业生产，70年代在中国开始研究和应用，近年来推广无土栽培成为缓解人地矛盾，解决粮菜争地、提升农业效率和保障农产品安全的热点方向。但目前公知的无土栽培技术都是用无机营养液栽培，鲜有使用有机营养液进行栽培。
目前无土栽培中普遍采用的无机营养液，单纯由矿质营养元素组成，缺乏有机营养元素，肥料吸收和营养转化效率偏低、防病抗逆性能较差、种植产品器官中硝酸盐含量过高，基本不符合绿色食品生产标准且安全性差及品质口感不佳。
目前无土栽培使用的有机营养液，通常为花生饼、豆饼等含氮饼粕厌氧发酵液，沼液，营养液营养元素不全面，溶液易腐败变质发臭，所栽培作物易发生烂根、死棵、生长受阻等问题。无论是无机营养液或传统有机营养液，水体容易衍生藻类，影响作物正常生长，所生产的蔬菜口感差、品质下降，不符合有机种植的标准。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种生物-有机-无机复合营养液及其制备方法，通过利用微生物技术，将蛋白源生物质发酵液进行深层发酵，鳌合矿质大量和中微量营养元素，同时复合抗病菌、抑制藻类及降解毒素等特定功能微生物，制成一种区别于现有无机营养液、有机营养液的生物-有机-无机复合营养液，克服现有无土栽培营养液的技术缺陷和应用弊端。
本发明通过下列技术方案实现：一种生物-有机-无机复合营养液：包括氮磷钾比例为(3～5):(1～2):(2～6)的无机营养液和下列质量份的原料：
糖蜜发酵液30～50份、磷酸二氢钾0.1～0.3份、七水硫酸镁0.1～0.3份、硫酸锰0.1～0.3份、水55～65份、枯草芽孢杆菌3～8份、类球红细菌3～8份。
本发明的另一目的在于提供一种生物-有机-无机复合营养液的制备方法，经过下列各步骤：
(1)按下列质量份的组分备料：
糖蜜发酵液30～50份、磷酸二氢钾0.1～0.3份、七水硫酸镁0.1～0.3份、硫酸锰0.1～0.3份、水55～65份、枯草芽孢杆菌3～8份、类球红细菌3～8份；
(2)将糖蜜发酵液、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、硫酸锰、水和枯草芽孢杆菌混合后，在转速150～250r/min、通气量0.2～0.6V/Vmin、灌压0.01～0.03Mpa、温度28～35℃的条件下进行发酵28～35h，得到糖蜜发酵液；
(3)将类球红细菌(抑制蓝绿藻生长的生物菌)混入上述糖蜜发酵液中，在转速60～100r/min、常压、温度28～35℃的条件下进行二次发酵28～35h，得到复合有机基础培养液；
(4)将氮磷钾比例为(3～5):(1～2):(2～6)的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为120～240g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为20～40g/L、(NH4)2SO4浓度为0～15g/L、K2SO4浓度为0～70g/L、KNO3浓度为49～69g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L，即得到生物-有机-无机复合营养液。
优选地，所述生物-有机-无机复合营养液用于青菜类植物时，是将氮磷钾比例为3:1:3的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为120g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为20g/L、(NH4)2SO4浓度为15g/L、KNO3浓度为55g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L。
优选地，所述生物-有机-无机复合营养液用于对于甜瓜类植物时，是将氮磷钾比例为5:2:6的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为240g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为40g/L、K2SO4浓度为70g/L、KNO3浓度为49g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L。
优选地，所述生物-有机-无机复合营养液用于茄科类植物时，是将氮磷钾比例为4:2:5的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为220g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为40g/L、K2SO4浓度为30g/L、KNO3浓度为69g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L。
本发明具备的优点和效果是：
(1)本发明解决上述问题的方案是由生物有机培养液和无机化学元素两部分组成，应用本发明的方法制备的营养液，将实现微生物与有机营养元素、无机营养元素的全面复合，达到全价营养供应和生物防病抗逆两大功能，克服现有无机营养液和普通有机营养液的组分缺陷；
(2)同步解决无土栽培(特别是水培)中全价营养供应和生物防病抗逆两大需求，为作物健康丰产提供基础保障；
(3)克服现有无机营养液和普通有机营养液存在的应用弊端，应用本发明产品无土栽培的农作物硝酸盐含量、化肥农药残留均无检出值，可以达到绿色食品生产标准，且产量、品质、口味大幅提升。
(4)本发明产品组分原料易获得，制备方法具有实用性和可操作性。
(5)保障了无土栽培作物所需的有机碳等有机营养元素及N、P、K等大量营养元素与中微量营养元素的全面供应，提升了肥料利用率和营养转化效率，促使种植作物快长、高产、稳产，品质高，口感好；
(6)复合的微生物菌群，有效降解栽培过程中产生的亚硝酸盐、防止养液变质腐败，并起到抑制病原菌，增强作物防病抗逆机能的作用，促使种植作物的过程绿色环保，所生产的作物产品不含亚硝酸盐、农药及化肥等残留，达到绿色食品生产标准；
(7)水溶性有机碳及固氮、解磷、解钾特定功能生物菌的综合作用，降低了栽培作物对外部光照条件的依赖程度(在通过光合作用吸收碳营养之外，可通过根系补充吸收所需碳营养)，大幅提升了肥料利用率，促使无土栽培节省成本费用，提高经济效益。
本发明利用微生物技术将糖蜜发酵液等蛋白源生物质发酵液再次发酵降解成易于作物吸收的小分子水溶性物质，如可溶性有机碳、小肽、氨基酸等作物可直接吸收的营养成分，再复合固氮、解磷、解钾及抗菌抗毒等特定功能的微生物菌群，经过两次基础发酵制成生物有机培养液，之后在具体的青菜、甜瓜和茄科类植物中采用N、P、K分别为3-1-3、5-2-6、4-2-5的比例的无机营养元素及微量元素与其混合，制成生物-有机-无机复合营养液。源于这一配方组分及制备方法，使本发明取得以上有益效果，克服了现有采用无机营养液和有机营养液进行无土栽培的缺点。
使用本发明生物-有机-无机复合营养液进行无土栽培，与传统的有土栽培比较，避免了土传病害的发生，无死颗、烂根现象发生，节约水、肥用量仅为常规的50-60％，生长速度提高了25-30％，蔬菜、水果提前成熟上市平均缩短了10-15天，同时品质优良，达到了国家绿色有机种植的标准，具有广阔的市场前景。与常用现有无机营养液、有机营养液对比例比较，也显著优于对比例。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)按下列质量份的组分备料：
糖蜜发酵液40份、磷酸二氢钾0.2份、七水硫酸镁0.2份、硫酸锰0.2份、水60份、枯草芽孢杆菌5份、类球红细菌5份；
(2)将糖蜜发酵液、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、硫酸锰、水和枯草芽孢杆菌混合后，在转速200r/min、通气量0.4V/Vmin、灌压0.02Mpa、温度30℃的条件下进行发酵30h，得到糖蜜发酵液；
(3)将类球红细菌(抑制蓝绿藻生长的生物菌)混入上述糖蜜发酵液中，在转速80r/min、常压、温度30℃的条件下进行二次发酵30h，得到复合有机基础培养液；
(4)将氮磷钾比例为3:1:3的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为120g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为20g/L、(NH4)2SO4浓度为15g/L、KNO3浓度为55g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L，即得到生物-有机-无机复合营养液。
实施例2
(1)按下列质量份的组分备料：
糖蜜发酵液30份、磷酸二氢钾0.1份、七水硫酸镁0.1份、硫酸锰0.1份、水55份、枯草芽孢杆菌3份、类球红细菌3份；
(2)将糖蜜发酵液、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、硫酸锰、水和枯草芽孢杆菌混合后，在转速150r/min、通气量0.2V/Vmin、灌压0.01Mpa、温度28℃的条件下进行发酵28h，得到糖蜜发酵液；
(3)将类球红细菌(抑制蓝绿藻生长的生物菌)混入上述糖蜜发酵液中，在转速60r/min、常压、温度28℃的条件下进行二次发酵35h，得到复合有机基础培养液；
(4)将氮磷钾比例为5:2:6的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为240g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为40g/L、K2SO4浓度为70g/L、KNO3浓度为49g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L，即得到生物-有机-无机复合营养液。
实施例3
(1)按下列质量份的组分备料：
糖蜜发酵液50份、磷酸二氢钾0.3份、七水硫酸镁0.3份、硫酸锰0.3份、水65份、枯草芽孢杆菌8份、类球红细菌8份；
(2)将糖蜜发酵液、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、硫酸锰、水和枯草芽孢杆菌混合后，在转速250r/min、通气量0.6V/Vmin、灌压0.03Mpa、温度35℃的条件下进行发酵28h，得到糖蜜发酵液；
(3)将类球红细菌(抑制蓝绿藻生长的生物菌)混入上述糖蜜发酵液中，在转速100r/min、常压、温度35℃的条件下进行二次发酵28h，得到复合有机基础培养液；
(4)将氮磷钾比例为4:2:5的无机营养液加入步骤(3)所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为220g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为40g/L、K2SO4浓度为30g/L、KNO3浓度为69g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L，即得到生物-有机-无机复合营养液。
对比例1：仅使用常规有机营养液，如花生饼、豆饼等含氮饼粕厌氧发酵液，沼液。
对比例2：仅采用N、P、K分别为3-1-3、5-2-6、4-2-5的比例的无机营养元素，用于上海青(叶菜)、网纹瓜、番茄水培。
对比例3：同本发明，仅将本发明中的枯草芽孢杆菌替换为解淀粉芽孢杆菌；
对比例4：同本发明，仅将本发明中的步骤2的类球红细菌替换为沼泽红假单胞菌。
在同等环境、设施条件下，本发明营养液与对比营养液同Ec值(电导率)同期、同品种水培上海青(叶菜类)的结果如下：
Figure BDA0001982121900000061
Figure BDA0001982121900000071
在同等环境、设施条件下，本发明营养液与对比营养液同Ec值(电导率)同期、同品种水培网纹瓜(甜瓜类)的结果如下(以单果为准)：
Figure BDA0001982121900000072
在同等环境、设施条件下，本发明营养液与对比营养液同Ec值(电导率)同期、同品种水培番茄(茄科类)的结果如下(以单个花序为准)：
Figure BDA0001982121900000073
Figure BDA0001982121900000081

Claims (4)

1.一种生物-有机-无机复合营养液的制备方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）按下列质量份的组分备料：
糖蜜发酵液30～50份、磷酸二氢钾0.1～0.3份、七水硫酸镁0.1～0.3份、硫酸锰0.1～0.3份、水55～65份、枯草芽孢杆菌3～8份、类球红细菌3～8份；
（2）将糖蜜发酵液、磷酸二氢钾、七水硫酸镁、硫酸锰、水和枯草芽孢杆菌混合后，在转速150～250r/min、通气量0.2～0.6V/Vmin、灌压0.01～0.03Mpa、温度28～35℃的条件下进行发酵28～35h，得到糖蜜发酵液；
（3）将类球红细菌混入上述糖蜜发酵液中，在转速60～100r/min、常压、温度28～35℃的条件下进行二次发酵28～35h，得到复合有机基础培养液；
（4）将氮磷钾比例为（3～5）:（1～2）:（2～6）的无机营养液加入步骤（3）所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为120～240g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为20～40g/L、(NH4)2SO4浓度为0～15g/L、K2SO4浓度为0～70g/L、KNO3浓度为49～69g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L，即得到生物-有机-无机复合营养液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述生物-有机-无机复合营养液用于青菜类植物时，是将氮磷钾比例为3:1:3的无机营养液加入步骤（3）所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为120g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为20g/L、(NH4)2SO4浓度为15g/L、KNO3浓度为55g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述生物-有机-无机复合营养液用于对于甜瓜类植物时，是将氮磷钾比例为5:2:6的无机营养液加入步骤（3）所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为240g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为40g/L、K2SO4浓度为70g/L、KNO3浓度为49g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述生物-有机-无机复合营养液用于茄科类植物时，是将氮磷钾比例为4:2:5的无机营养液加入步骤（3）所得复合有机基础培养液中，使其中的Ca(NH4NO3)2浓度为220g/L、MgSO4·7H2O浓度为40g/L、KH2PO4浓度为40g/L、K2SO4浓度为30g/L、KNO3浓度为69g/L、MnSO4浓度为1.2g/L、硼酸浓度为1.2g/L、钼酸铵浓度为0.02g/L、EDTA铜钠浓度为0.04g/L、EDTA锌钠浓度为0.4g/L、EDTA铁钠浓度为10g/L。
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