CN109704871A - 一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业肥料技术领域，具体地说，涉及一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料及其制备方法。采用中药、微生物菌群为原料，并通过植物油包膜技术制备而成。本发明能够对肥料的释放有效地控制，提高肥效和肥料的利用率，而产品中的多种中药成分，富含生物碱、萜类、酚类、类黄酮、中微量元素等活性物质，具有防虫抗病的作用，能促进作物健康生长，大幅提升作物免疫力和抗逆性；中药渣中营养功能较为全面丰富，富含大量元素氮磷钾、中微量元素、微生物菌群、配伍中药材有机质等养分，全面满足作物对养分的需求，同时，复合微生物菌群产生的活性酶和次级代谢产物，具有调节土壤酸碱度、改善土壤环境、降解农药残留、激活土壤活性等特性。

Description

一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业肥料技术领域，具体地说，涉及一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料及其制备方法。

背景技术

化学肥料的施用对我国粮食产量的提高有着重要的贡献，但近年来化肥不科学、不合理施用的问题日益突出，化肥平均利用率仅为20％～35％，导致土壤生态平衡、养分平衡和粮食安全出现问题，同时，肥料的流失也造成环境污染。

2015年2月，国家农业部发布《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，提出“力争到2020年，主要农作物化肥使用量实现零增长”。所谓“减量”，最重要的应是以提高养分利用率、环境更友好的肥料产品去替代传统、常规的低效、低价值化肥产品，或与常规化肥形成更好的组合，推动肥料结构的优化升级，进而实现国家化肥总施用量的减少，带动环境的改善与土壤肥力的恢复与提升。所谓“增效”，最重要的是为农民增产创收贡献力量。

基于以上背景，为深入推进科学施肥，建立高效的研产创新模式，逐步稳定并降低化肥使用量，发挥全产业链、资源整合和农化服务等方面的优势，为整个行业的发展、升级起到带头模范作用，本发明以中药材为原料，结合功能型复合微生物菌群，主要解决养分利用率和环境友好新型微生物复合肥料的制备。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料及其制备方法，以解决上述的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料，其特征在于：采用中药、微生物菌群为原料，并通过植物油包膜技术制备而成；其中，中药原料包括植物源中药原料组合和动物源中药原料组合；所述植物源中药原料组合包括：苦参、百部、蛇床子、苦瓜、蒲公英、苍耳、薄荷、黄连、苦麻、甘草、栝楼、丹参、香樟叶、黄柏、黄芪、大蓟、花椒、广藿香、艾草、鬼针草、泽漆、独活、瑞香狼毒、麻黄和地黄；所述动物源中药原料组合包括：牡蛎、海螵蛸和沙蚕。

优选的，所述植物源中药原料组合中各种原料的重量份数为：苦参4份、百部6份、蛇床子6份、苦瓜3份、蒲公英6份、苍耳6份、薄荷6份、黄连4份、苦麻4份、甘草4份、栝楼4份、丹参4份、香樟叶6份、黄柏4份、黄芪4份、大蓟6份、花椒2份、广藿香4份、艾草5份、鬼针草2份、泽漆3份、独活2份、瑞香狼毒6份、麻黄4份、地黄4份。

优选的，所述动物源中药原料组合中各种原料的重量份数为：牡蛎4份、海螵蛸4份、沙蚕4份。

本发明所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1、按照组方分别制备植物源中药原料组合和动物源中药原料组合；

2、将植物源中药原料组合放入粉碎机中粉碎成100目的细粉，并充分混合，制得中药粉料A；将动物源中药原料组合放入粉碎机中粉碎成200目的细粉，充分混合，制得中药粉料B；

3、将中药粉料A先浸泡2小时，然后加入到浸提反应釜中，按重量份数配比加入200-250份水，先用武火加热30分钟，再改用文火煎1小时，停火；自然冷却后，用500-1000目的滤网过滤，收集中药渣A，备用；滤液用柠檬酸调pH值至6-7，得中药上清液A，备用；

4、将中药粉料B先浸泡3小时，然后加入到浸提反应釜中，按重量份数配比加入30份水，先用武火加热1小时，再改用文火煎2小时，停火；自然冷却后，用500-1000目的滤网过滤，收集中药渣B，备用；滤液用柠檬酸调pH值至6-7，得中药上清液B，备用；

5、将中药上清液A与中药上清液B按照3:1的重量比混合，充分搅拌后，得中药液混合物；将中药液混合物放入反应釜中，再向反应釜中加入含氮磷钾液肥、氨基酸和腐植酸，以及适量的乳化剂、稳定剂和安全剂；最后，用柠檬酸调pH值至6-7，制得中药叶面肥；其中，按占中药液混合物的重量百分比计，含氮磷钾液肥为20％、氨基酸为8％、腐植酸为1％；

6、将中药渣A与中药渣B按照3-4:1的重量比混合，充分搅拌后，得中药渣混合物；在中药渣混合物中加入复合发酵菌料，进行第一次发酵，直至完全发酵；

7、经过第一次发酵的中药渣混合物中加入聚天冬门氨酸、腐植酸、骨粉、木醋液和功能型复合菌，进行第二次发酵，直至完全发酵；

8、经过第二次发酵的中药渣混合物，放入搅拌机中充分搅拌10—20分钟，使其混合均匀；然后，将其送入造粒机进行造粒；造粒后，在60℃-65℃的温度条件下烘干2小时；过筛，得到粒径为2-2.5mm的颗粒肥料；粒径>2.5mm的颗粒重新回炉；

9、称量步骤8制得的颗粒肥料，并加入到圆盘造粒机或者转鼓中，预热至50℃-55℃；

10、把植物油基、固化剂经计量泵转入反应釜，并加入计量的改性剂、增塑剂、成膜助剂、交联剂，搅拌均匀，在63-65℃下反应3小时，制得植物油基包膜液；

11、将步骤10制得的植物油基包膜液转入圆盘造粒机或转鼓中，加到运动的颗粒肥料上，利用颗粒肥料的相互摩擦，使植物油基包膜材料在运动的颗粒肥料表面均匀铺展，最终固化形成光滑致密的膜层，制得植物油基包膜控释中药菌肥；

12、将步骤11制得的植物油基包膜控释中药菌肥在60℃-65℃的温度条件下烘干2小时，包装，即制得成品。

优选的，步骤6中，所述复合发酵菌料的加入量占中药渣混合物的重量百分比为0.3％-0.4％；所述复合发酵菌料为红糖水和发酵复合菌按照1:2-3的重量比配制而成，其中，红糖水为红糖和水按照1:6-10的重量比配制而成，所述发酵复合菌中包括酵母菌22％、枯草芽孢杆菌10％、地衣芽孢杆菌8％、黑曲霉12％、灰色链霉菌色木霉48％。

优选的，步骤7中，所述聚天冬门氨酸、腐植酸、骨粉、木醋液、功能型复合菌的加入量占中药渣混合物的重量百分比分别为聚天冬门氨酸0.1-0.3％、腐植酸3％、骨粉10％、木醋液4％、功能型复合菌1-2％。

优选的，所述功能型复合菌中包括EM菌25％、枯草芽孢杆菌10％、地衣芽孢杆菌10％、巨大芽孢杆菌20％、凝结芽孢杆菌10％、侧孢芽孢杆菌5％、5406放线菌5％、光合细菌5％、淡紫拟青霉菌10％。

优选的，步骤11中，所述植物油基包膜液的使用量占称量的颗粒肥料质量的3-4％。

优选的，根据控释期的需求，重复步骤11，以制得不同包膜率、不同控释期的植物油基包膜控释中药菌肥。

有益效果：与现有技术相比，本发明是采用中药、微生物菌群为原料，提取中药原料的上清液螯合氨基酸、腐植酸等生产叶面肥；中药渣中除含有淀粉、多糖、纤维素、半纤维素、蛋白质等物质以及N、P、K等无机元素外，还含有甙类、生物碱、挥发性物质和有机酸，以及油脂、酚类、甾类、蜡、鞣质、树脂类、植物色素、矿物质元素等多糖类，其丰富的营养物质不仅可以为发酵菌的繁殖提供所需养分，还可以为植物生长和发育提供养分；经过两次完全发酵的中药渣进行造粒，再用植物油包衣技术进行中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的生产。本发明制备的中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料能够对肥料的释放进行有效地控制，提高肥效和肥料的利用率，而产品中配伍的多种中药成分，富含生物碱、萜类、酚类、类黄酮、中微量元素等活性物质，具有防虫抗病的作用，能促进作物健康生长，大幅提升作物免疫力和抗逆性；中药渣中营养功能较为全面丰富，富含大量元素氮磷钾、中微量元素、微生物菌群、配伍中药材有机质等养分，全面满足作物对养分的需求，同时，复合微生物菌群产生的活性酶和次级代谢产物，具有调节土壤酸碱度、改善土壤环境、降解农药残留、激活土壤活性等特性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例：

本实施例所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料，采用中药、微生物菌群为原料，并通过植物油包膜技术制备而成；其中，中药原料包括植物源中药原料组合和动物源中药原料组合。所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：

1、备料：所述植物源中药原料组合包括：苦参40kg、百部60kg、蛇床子60kg、苦瓜30kg、蒲公英60kg、苍耳60kg、薄荷60kg、黄连40kg、苦麻40kg、甘草40kg、栝楼40kg、丹参40kg、香樟叶60kg、黄柏40kg、黄芪40kg、大蓟60kg、花椒20kg、广藿香40kg、艾草50kg、鬼针草20kg、泽漆30kg、独活20kg、瑞香狼毒60kg、麻黄40kg、地黄40kg；所述动物源中药原料组合包括：牡蛎40kg、海螵蛸40kg、沙蚕40kg。

2、将植物源中药原料组合放入粉碎机中粉碎成100目的细粉，并充分混合，制得中药粉料A；将动物源中药原料组合放入粉碎机中粉碎成200目的细粉，充分混合，制得中药粉料B。

3、将中药粉料A先浸泡2小时，然后加入到浸提反应釜中；再加入2500kg水，先用武火加热30分钟，再改用文火煎1小时，停火；自然冷却后，用1000目的滤网过滤，收集中药渣A，备用；滤液用柠檬酸调pH值至6-7，得中药上清液A，备用。

4、将中药粉料B先浸泡3小时，然后加入到浸提反应釜中；再加入300kg水，先用武火加热1小时，再改用文火煎2小时，停火；自然冷却后，用1000目的滤网过滤，收集中药渣B，备用；滤液用柠檬酸调pH值至6-7，得中药上清液B，备用。

5、将中药上清液A与中药上清液B按照3:1的重量比混合，充分搅拌后，得中药液混合物；将中药液混合物放入反应釜中，再向反应釜中加入含氮磷钾液肥、氨基酸和腐植酸，以及适量的乳化剂、稳定剂和安全剂；最后，用柠檬酸调pH值至6-7，制得中药叶面肥；其中，按占中药液混合物的重量百分比计，含氮磷钾液肥为20％、氨基酸为8％、腐植酸为1％。

6、将中药渣A与中药渣B按照4:1的重量比混合，充分搅拌后，得中药渣混合物；在中药渣混合物中加入复合发酵菌料，进行第一次发酵，直至完全发酵；所述复合发酵菌料的加入量占中药渣混合物的重量百分比为0.4％；所述复合发酵菌料为红糖水和发酵复合菌按照1:3的重量比配制而成，其中，红糖水为红糖和水按照1:6的重量比配制而成，所述发酵复合菌中包括酵母菌22％、枯草芽孢杆菌10％、地衣芽孢杆菌8％、黑曲霉12％、灰色链霉菌色木霉48％。

7、经过第一次发酵的中药渣混合物中加入聚天冬门氨酸、腐植酸、骨粉、木醋液和功能型复合菌，进行第二次发酵，直至完全发酵；所述聚天冬门氨酸、腐植酸、骨粉、木醋液、功能型复合菌的加入量占中药渣混合物的重量百分比分别为聚天冬门氨酸0.1-0.3％、腐植酸3％、骨粉10％、木醋液4％、功能型复合菌1-2％；所述功能型复合菌中包括EM菌25％、枯草芽孢杆菌10％、地衣芽孢杆菌10％、巨大芽孢杆菌20％、凝结芽孢杆菌10％、侧孢芽孢杆菌5％、5406放线菌5％、光合细菌5％、淡紫拟青霉菌10％。

8、经过第二次发酵的中药渣混合物，放入搅拌机中充分搅拌10—20分钟，使其混合均匀；然后，将其送入造粒机进行造粒；造粒后，在60℃-65℃的温度条件下烘干2小时；过筛，得到粒径为2-2.5mm的颗粒肥料；粒径>2.5mm的颗粒重新回炉。

9、称量步骤8制得的颗粒肥料，并加入到圆盘造粒机或者转鼓中，预热至50℃-55℃；

10、把植物油基、固化剂经计量泵转入反应釜，并加入计量的改性剂、增塑剂、成膜助剂、交联剂，搅拌均匀，在63-65℃下反应3小时，制得植物油基包膜液；

11、将步骤10制得的植物油基包膜液转入圆盘造粒机或转鼓中，加到运动的颗粒肥料上，利用颗粒肥料的相互摩擦，使植物油基包膜材料在运动的颗粒肥料表面均匀铺展，最终固化形成光滑致密的膜层，制得植物油基包膜控释中药菌肥；所述植物油基包膜液的使用量占称量的颗粒肥料质量的3-4％，所述植物油基包膜液中的助剂用量根据对产品性能的实际需求来调节；所述改性剂为骨粉、淀粉或矿物粉等，成膜助剂和交联剂为含有活性基团的低分子量聚合物。

12、将步骤11制得的植物油基包膜控释中药菌肥在60℃-65℃的温度条件下烘干2小时，包装，即制得成品。

实际生产中，根据控释期的需求，重复步骤11，以制得不同包膜率、不同控释期的植物油基包膜控释中药菌肥。

【肥效实验】

在实验水稻田中施用中药活菌缓控释包膜复合微生物肥基肥50公斤/亩，对照水稻田中施用市售有机肥基肥50公斤/亩，其他管理措施一致，使用效果如下：

1、中药肥降低稻瘟病病穗率和发病指数

表1：中药肥对水稻稻瘟病病穗率和发病指数的影响

2、提高产量

表2：2017年度中药肥对水稻产量结构的影响

3、提高品质

表3：中药肥对水稻品质的影响

处理	整精米率(％)	恶白度(％)	直链淀粉含量(％)	胶稠度(mm)
					对照田	69.3	5.9	17.2	73.4
实验田	72.5	3.8	15.9	80.3

4、促进代谢

表4：中药肥对水稻体内代谢酶活性的影响

5、降农残

表5：中药叶面肥对水稻体内农药残留的影响

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料，其特征在于：采用中药、微生物菌群为原料，并通过植物油包膜技术制备而成；其中，中药原料包括植物源中药原料组合和动物源中药原料组合；所述植物源中药原料组合包括：苦参、百部、蛇床子、苦瓜、蒲公英、苍耳、薄荷、黄连、苦麻、甘草、栝楼、丹参、香樟叶、黄柏、黄芪、大蓟、花椒、广藿香、艾草、鬼针草、泽漆、独活、瑞香狼毒、麻黄和地黄；所述动物源中药原料组合包括：牡蛎、海螵蛸和沙蚕。

2.根据权利要求1所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料，其特征在于：所述植物源中药原料组合中各种原料的重量份数为：苦参4份、百部6份、蛇床子6份、苦瓜3份、蒲公英6份、苍耳6份、薄荷6份、黄连4份、苦麻4份、甘草4份、栝楼4份、丹参4份、香樟叶6份、黄柏4份、黄芪4份、大蓟6份、花椒2份、广藿香4份、艾草5份、鬼针草2份、泽漆3份、独活2份、瑞香狼毒6份、麻黄4份、地黄4份。

3.根据权利要求1所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料，其特征在于：所述动物源中药原料组合中各种原料的重量份数为：牡蛎4份、海螵蛸4份、沙蚕4份。

4.如权利要求1所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按照组方分别制备植物源中药原料组合和动物源中药原料组合；

(2)将植物源中药原料组合放入粉碎机中粉碎成100目的细粉，并充分混合，制得中药粉料A；将动物源中药原料组合放入粉碎机中粉碎成200目的细粉，充分混合，制得中药粉料B；

(3)将中药粉料A先浸泡2小时，然后加入到浸提反应釜中，按重量份数配比加入200-250份水，先用武火加热30分钟，再改用文火煎1小时，停火；自然冷却后，用500-1000目的滤网过滤，收集中药渣A，备用；滤液用柠檬酸调pH值至6-7，得中药上清液A，备用；

(4)将中药粉料B先浸泡3小时，然后加入到浸提反应釜中，按重量份数配比加入30份水，先用武火加热1小时，再改用文火煎2小时，停火；自然冷却后，用500-1000目的滤网过滤，收集中药渣B，备用；滤液用柠檬酸调pH值至6-7，得中药上清液B，备用；

(5)将中药上清液A与中药上清液B按照3:1的重量比混合，充分搅拌后，得中药液混合物；将中药液混合物放入反应釜中，再向反应釜中加入含氮磷钾液肥、氨基酸和腐植酸，以及适量的乳化剂、稳定剂和安全剂；最后，用柠檬酸调pH值至6-7，制得中药叶面肥；其中，按占中药液混合物的重量百分比计，含氮磷钾液肥为20％、氨基酸为8％、腐植酸为1％；

(6)将中药渣A与中药渣B按照3-4:1的重量比混合，充分搅拌后，得中药渣混合物；在中药渣混合物中加入复合发酵菌料，进行第一次发酵，直至完全发酵；

(7)经过第一次发酵的中药渣混合物中加入聚天冬门氨酸、腐植酸、骨粉、木醋液和功能型复合菌，进行第二次发酵，直至完全发酵；

(8)经过第二次发酵的中药渣混合物，放入搅拌机中充分搅拌10—20分钟，使其混合均匀；然后，将其送入造粒机进行造粒；造粒后，在60℃-65℃的温度条件下烘干2小时；过筛，得到粒径为2-2.5mm的颗粒肥料；粒径>2.5mm的颗粒重新回炉；

(9)称量步骤(8)制得的颗粒肥料，并加入到圆盘造粒机或者转鼓中，预热至50℃-55℃；

(10)把植物油基、固化剂经计量泵转入反应釜，并加入计量的改性剂、增塑剂、成膜助剂、交联剂，搅拌均匀，在63-65℃下反应3小时，制得植物油基包膜液；

(11)将步骤(10)制得的植物油基包膜液转入圆盘造粒机或转鼓中，加到运动的颗粒肥料上，利用颗粒肥料的相互摩擦，使植物油基包膜材料在运动的颗粒肥料表面均匀铺展，最终固化形成光滑致密的膜层，制得植物油基包膜控释中药菌肥；

(12)将步骤(11)制得的植物油基包膜控释中药菌肥在60℃-65℃的温度条件下烘干2小时，包装，即制得成品。

5.根据权利要求4所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，所述复合发酵菌料的加入量占中药渣混合物的重量百分比为0.3％-0.4％；所述复合发酵菌料为红糖水和发酵复合菌按照1:2-3的重量比配制而成，其中，红糖水为红糖和水按照1:6-10的重量比配制而成，所述发酵复合菌中包括酵母菌22％、枯草芽孢杆菌10％、地衣芽孢杆菌8％、黑曲霉12％、灰色链霉菌色木霉48％。

6.根据权利要求4所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：步骤(7)中，所述聚天冬门氨酸、腐植酸、骨粉、木醋液、功能型复合菌的加入量占中药渣混合物的重量百分比分别为聚天冬门氨酸0.1-0.3％、腐植酸3％、骨粉10％、木醋液4％、功能型复合菌1-2％。

7.根据权利要求6所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：所述功能型复合菌中包括EM菌25％、枯草芽孢杆菌10％、地衣芽孢杆菌10％、巨大芽孢杆菌20％、凝结芽孢杆菌10％、侧孢芽孢杆菌5％、5406放线菌5％、光合细菌5％、淡紫拟青霉菌10％。

8.根据权利要求4所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：步骤(11)中，所述植物油基包膜液的使用量占称量的颗粒肥料质量的3-4％。

9.根据权利要求4所述中药活菌包膜缓控释复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：根据控释期的需求，重复步骤(11)，以制得不同包膜率、不同控释期的植物油基包膜控释中药菌肥。