CN110577429A

CN110577429A - 一种双层包埋的复合微生物肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN110577429A
Application number: CN201810585847.9A
Authority: CN
Inventors: 禤文生
Original assignee: Guangdong Tangbo Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Tangbo Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-12-17

Abstract

本发明公开了一种双层包埋的复合微生物肥料包括以下重量份的原料：无机组分，40～100份；有机组分，30～70份；火山石，15～20份；微生物菌剂，0.75～1.5份；海藻酸钠，1.5～2.25份；交联剂，0.3～1份；其中，所述火山石、微生物菌剂、海藻酸钠和交联剂共同制成有机颗粒；所述有机颗粒包括双层结构，所述海藻酸钠与交联剂包埋所述微生物菌剂形成内层包埋颗粒，所述内层包埋颗粒嵌于所述火山石的孔隙中形成外层包埋颗粒。相对于现有技术，本发明所述的复合微生物肥料的有机颗粒具有双层结构，内层提供营养，外层具有高机械强度，使得肥料中的微生物得到更好地保护。

Description

一种双层包埋的复合微生物肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料及其制备方法，尤其涉及一种双层包埋的复合微生物肥料及其制备方法。

背景技术

复合微生物肥料包括无机、有机和微生物三种组分，其中，无机组分能够为作物提供N、P、Ka等营养元素，促进作物快速生长结实；有机组分为土壤提供有机质，从而提高土壤肥力；微生物组分发挥固氮、解磷、解钾以及增强作物抵抗力等作用，以释放固结在土壤中的N、P、Ka等多种元素，从而提高了无机组分的利用率，并活化了土壤。

但是，目前市面上存在的复合微生物肥料的效果并不如预期效果好。这是由于菌剂施入土壤后，菌体直接暴露在开放的、存在多种不确定因素的土壤环境中，引起大量菌体死亡，不能维持高的活菌数。为了解决上述问题，人们将微生物包埋在富含营养、对外部环境相对封闭的颗粒中。这样颗粒对于外部环境具有缓冲作用，同时为内部的微生物提供营养进行繁殖，有利于微生物在土壤中成为优势菌种。

然而，目前的包埋技术存在缺陷，不能同时兼顾成球性和机械强度两方面，例如，以海藻酸钠为包埋材料的颗粒成球性好，但机械强度低，不能承受较大的重量。导致肥料不可过高的堆积，占用较大的仓库面积；同时，施入土壤中易被压碎或被戳碎，不能有效地保护颗粒内部的微生物。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种双层包埋的微生物肥料，其兼顾成球性和机械强度，能够更加有效地保护微生物。

本发明所述的双层包埋的复合微生物肥料包括以下重量份的原料：无机组分，40～100份；有机组分，30～70份；火山石，15～20份；微生物菌剂，0.75～1.5份；海藻酸钠，1.5～2.25份；交联剂，0.3～1份；其中，所述火山石、微生物菌剂、海藻酸钠和交联剂共同制成有机颗粒；所述有机颗粒包括双层结构，所述海藻酸钠与交联剂包埋所述微生物菌剂形成内层包埋颗粒，所述内层包埋颗粒嵌于所述火山石的孔隙中形成外层包埋颗粒。

相对于现有技术，本发明所述的复合微生物肥料的有机颗粒具有双层结构，由海藻酸钠直接包埋微生物形成的内层中包覆有微生物培养基，具有丰富的营养，供微生物大量繁殖；内层颗粒嵌于坚硬的火山石的孔隙中，从而避免了由海藻酸钠构成的包埋膜因重力被压迫或因利物被戳破。另外，火山石富含多种营养物质，可以同时为微生物和土壤提供微量营养元素；其丰富的孔隙，还可以为微生物提供水分。

优选地，所述有机颗粒还包括有机组分；所述有机组分位于外层包埋颗粒部分。有利于微生物接触到营养物质，从而大量繁殖。

进一步地，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、根瘤菌、固褐固氮菌中的一种或多种。

进一步地，所述无机组分包括硝酸钙、硝酸钾、硝酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸钾、氯化钾、碳酸氢铵、尿素、硫酸钾中的一种或多种。

进一步地，所述有机组分包括桔梗、蔬果肥料、氨基酸、动物粪便中的一种或多种。

进一步地，所述交联剂包括氯化钙和硼酸中的一种或多种。

进一步地，还包括辅料，所述辅料包括二氧化硅和碳酸钙中的一种或多种。通过使用不溶于水的辅料，从而可以破坏部分网状结构，使得内层包埋颗粒内部孔隙变大，增大了容菌空间，也增大了颗粒的通透性，提高了细胞的释放率。

优选地，本发明所述的双层包埋的复合微生物肥料包括以下重量份的原料：所述无机组份包括10～20份硝酸钙，20～30份硝酸钾，20～30份磷酸二铵；所述有机组分包括20～30份蔬果废料，12～18份动物粪便；所述微生物菌剂包括0.75～1.5份枯草芽孢杆菌剂；所述交联剂包括0.3～0.45份氯化钙，0.3～0.45份硼酸；所述辅料包括0.12～0.18份二氧化硅，0.12～0.18份碳酸钙。

通过使用无机组份硝酸钙，为土壤补充了钙元素，而钙元素有助于改善土壤肥力；通过使用蔬果废料和动物粪便等有机物，减少了化学肥料的使用量，降低了化学肥料对土壤和水体的危害，同时，蔬果废料易从市场上获得，且制成肥料代替垃圾处理更具有经济效益和环保价值。另外，枯草芽孢杆菌在繁殖过程中吸收肥料中的无机营养元素生成自身的有机物质，通过其死亡，将有机物质释放到土壤中，实现了无机养分的有机化，从而利用了土壤中的无机组份，提升了化学肥料的利用率；同时，枯草芽孢杆菌可以促进放线菌、固氮菌等有益微生物的繁殖，从而增加了土壤微生物的数量，提升了土壤活性。

本发明所述的复合微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：

1)按重量份称取有机组分混合均匀并堆垛，加水发酵45～60天，期间每3～5天翻堆一次，含水率保持为45％～50％；

2)取微生物菌剂于LB液体培养基中，37℃培养12～16h，期间不断通入灭菌空气，发酵结束后，加入相当于发酵液质量5～10％重量的淀粉和糊精混合均匀；

3)取相应重量份的海藻酸钠和交联剂一起搅拌溶于水得到饱和溶液后，高温灭菌得到包埋液体，然后吸取步骤2)所得的菌液，均匀滴入包埋液体中，边滴边搅拌后，交联24h过滤得颗粒，颗粒经生理盐水和灭菌水冲洗后，置于YMA培养液中，37℃培养12h后，得到内层包埋颗粒于4℃保存；

4)取相应重量份的火山石破碎制成粒径为4～6mm的颗粒后，灭菌并平铺成一层，然后于4℃将步骤3)所得的内层包埋颗粒均匀的覆盖在火山石上静止渗透6～14h，得到外层包埋颗粒；

5)取步骤4)所得的外层包埋颗粒，与步骤1)所得的相应重量份发酵物质共同混匀制成有机颗粒；

6)按比例称取无机组份和步骤5)所得的有机颗粒混合均匀，得到复合微生物肥料。

进一步地，所述步骤3)中的交联过程中，搅拌速度不小于75rpm/min，交联形成的内层包埋颗粒的直径不大于2.5mm。通过将交联过程中的搅拌速度保持到75rpm/min，使包埋颗粒的直径保持较小，若内层直径过大则不能嵌于火山石的孔隙中。

具体实施方式

实施例一

枯草芽孢杆菌剂的制备：本发明所采用的枯草芽孢杆菌剂订购自中国农业微生物保藏管理中心，保藏编号为ACCC01430。将购得的菌种接种到LB固体培养基上，于37℃培养12h后，挑单菌斑接种到LB液体培养基中，与37℃度在摇床上培养24h后，将菌液接种到发酵罐中，于37℃培养12～16h，期间不断通入灭菌空气。

包埋液体的制备：取2.25份的海藻酸钠、0.3份氯化钙和0.45份硼酸分别溶于水后，与0.15份二氧化硅和0.15份碳酸钙固体一起于120℃高温灭菌，然后将上述物质加水混匀至硼酸饱和，得到包埋液体。

内层包埋颗粒的制备：吸取1份枯草芽孢杆菌液滴入包埋液体中，边滴边搅拌均匀，滴完后于37℃继续以80rpm/min的转动速度搅拌交联24h；然后滤去液体保留颗粒，颗粒经灭菌的生理盐水和灭菌水反复冲洗干净后，置于YMA培养液中，37℃培养12h后，得到内层包埋颗粒于4℃保存。

外层包埋颗粒的制备：取22份火山石破碎制成粒径为6mm的颗粒后，灭菌并平铺成一层，然后于4℃，将内层包埋颗粒均匀的覆盖在火山石上静止渗透10h，得到外层包埋颗粒，于4℃保存。

发酵产物的制备：购得市场上不新鲜的蔬菜、水果后剁碎成渣，并按以下重量份与动物粪便混合均匀：蔬果废料，25份；动物粪便，16份。将混匀后的蔬果废料与动物粪便堆成条垛，于阳光下暴晒发酵，加水使物料含水量达45～50％，每隔3～5天翻堆一次，发酵60天后得到发酵产物。

有机颗粒的制备：将外层包埋颗粒与发酵产物混合均匀，挤压形成粒径为0.7cm的有机颗粒，于4℃保存。

无机颗粒的制备：将有机颗粒与15份硝酸钙、22份硝酸钾、25份磷酸二铵混匀并圆盘造粒，得到无机颗粒，所述无机颗粒粒径为0.4cm。

复合微生物肥料的制备：将所述有机颗粒与无机颗粒混匀，并于低温阴凉通风处保存。

实施例二

取相邻的两块小麦田，其中一块田施用由实施例一制得的复合微生物肥料(实验组)，另一块田施用由市面上的常规复合肥料(对照组，该常规复合肥料中的微生物为枯草芽孢杆菌)。施肥方式、灌溉方式、小麦品种和栽种密度均相同，施肥为基肥条施40Kg/亩，追肥条施或穴施15Kg/亩。对施肥前后，土壤中的有机质和各类微生物数量进行检测。

由检测结果可以看出，施肥6个月后，无论从土壤有机质含量、细菌数量还是放线菌数量来说，施用实验组肥料的土壤都显著优于施用对照组肥料的土壤。这说明，相对于对照组肥料，实验组肥料能够更加有效的改善土壤肥力和活性。具体原因如下：

从细菌数量方面来说，刚施基肥后，土壤中温度适宜，实验组和对照组的细菌都开始大量繁殖。实验组肥料中的微生物由于双层结构的保护以及营养的充分，大量繁殖，土壤中细菌数量显著提高。而对照组肥料中的微生物，虽有包埋剂形成的膜保护，但是膜受到无机组分的重力、土壤压力以及其他利物的戳袭而破坏，细菌大量直接接触土壤而死亡，其繁殖的数量少于实验组。

同时，因为枯草芽孢杆菌能够促进土壤中放线菌的生长繁殖，因此，相对对照组来说，施用实验组肥料的土壤中的放线菌繁殖后的数量也较大。另外，对于有机质含量来说，实验组的肥料相对于对照组来说，添加了生物炭，因此，其有机质含量较对照组较高。

实施例三

取5组相邻的两块小麦田，其中一块田施用由实施例一制得的复合微生物肥料(实验组)，另一块田施用由市面上的常规复合肥料(对照组，该常规复合肥料中的微生物为枯草芽孢杆菌)。施肥方式、灌溉方式、小麦品种和栽种密度均相同，施肥为基肥条施40Kg/亩，追肥条施或穴施15Kg/亩。统计5组实验田的小麦亩产量，并计算平均值。

同样的实验在相邻的5块水稻田中进行，施肥方式为基肥条施28Kg/亩，追肥穴施42Kg/亩。

产量(Kg/亩)	实验组	对照组
			小麦	648.5	589.2
水稻	765.2	689.3

可见，相对于施用对照组的肥料，施用实验组的肥料的小麦和水稻产量更高。这是由于，实验组的细菌存活量和最终的细菌繁殖量均高于对照组，促进生成的固氮菌等有益菌较多，对作物抗逆性的改善也更优化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：无机组分，40～100份；有机组分，30～70份；火山石，15～20份；微生物菌剂，0.75～1.5份；海藻酸钠，1.5～2.25份；交联剂，0.3～1份；其中，所述火山石、微生物菌剂、海藻酸钠和交联剂共同制成有机颗粒；所述有机颗粒包括双层结构，所述海藻酸钠与交联剂包埋所述微生物菌剂形成内层包埋颗粒，所述内层包埋颗粒嵌于所述火山石的孔隙中形成外层包埋颗粒。

2.根据权利要求1所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，所述有机颗粒还包括有机组分；所述有机组分位于外层包埋颗粒部分。

3.根据权利要求2所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、根瘤菌、固褐固氮菌中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，所述无机组分包括硝酸钙、硝酸钾、硝酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸钾、氯化钾、碳酸氢铵、尿素、硫酸钾中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，所述有机组分包括桔梗、蔬果肥料、氨基酸、动物粪便中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，所述交联剂包括氯化钙和硼酸中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，还包括辅料，所述辅料包括二氧化硅和碳酸钙中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的双层包埋的复合微生物肥料，其特征在于，所述无机组份包括10～20份硝酸钙，20～30份硝酸钾，20～30份磷酸二铵；所述有机组分包括20～30份蔬果废料，12～18份动物粪便；所述微生物菌剂包括0.75～1.5份枯草芽孢杆菌剂；所述交联剂包括0.3～0.45份氯化钙，0.3～0.45份硼酸；所述辅料包括0.12～0.18份二氧化硅，0.12～0.18份碳酸钙。

9.根据权利要求1-8所述的任意一种双层包埋的复合微生物肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3)取相应重量份的海藻酸钠、交联剂和辅料一起高温灭菌后，搅拌溶于水得到饱和的包埋液体，然后吸取步骤2)所得的菌液，均匀滴入包埋液体中，边滴边搅拌后，交联24h过滤得颗粒，颗粒经生理盐水和灭菌水冲洗后，置于YMA培养液中，37℃培养12h后，得到内层包埋颗粒于4℃保存；

10.根据权利要求9所述的双层包埋的复合微生物肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的交联过程中，搅拌速度不小于75rpm/min，交联形成的内层包埋颗粒的直径不大于2.5mm。