CN110606781A - 一种全水溶性有机无机复混肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全水溶性有机无机复混肥料，包括黄腐酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾、无水硫酸镁、金属蛋白酶和激康酶；其中，激康酶是将100份植物酸、600份氨基酸和5份氨基酸表面活性剂搅拌混匀后，加入100份矿物源黄腐酸和150份腐植酸充分搅拌混匀，再放入发酵罐接入菌剂培养18小时，最后加入15份壳聚糖、10份枯草杆菌蛋白酶混合均匀后制成的。本发明还公开了该肥料的制备方法，先制成金属蛋白酶，再将各原料混合。本发明的全水溶性有机无机复混肥料是一种生物、有机和无机结合的肥料，肥料中的有机成分(黄腐酸)在土壤中形成胶状物质，能有效促进土壤团粒结构的形成，协调土壤的水、肥、气、热状况。

Description

一种全水溶性有机无机复混肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于农业肥料领域，尤其涉及一种全水溶性有机无机复混肥料及其制备方法。

背景技术

目前国内主要供应及使用的肥料是无机复合肥料，长期使用无机复混肥料会破坏土壤团粒结构，造成土壤板结，严重影响着作物的产质量。有机无机复混肥料是指含有有机物质和无机营养的复混肥料，其有机质含量高，肥效持久，具有提高作物抗逆性，改善土壤理化性状，提高肥料利用率，提质增产的作用。因此，有机无机复混肥逐渐受到重视，随着农业的发展，规模化种植成为一种趋势，灌溉设备逐渐进入种植基地，这对有机无机复混肥料的要求越来越高，而目前有机无机复混肥的有机原料(如菜粕、鸡粪等)水溶解性较差，造成产成品有机无机复混肥料水溶解性低，无法满足当前农业灌溉设施的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种全水溶性有机无机复混肥料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种全水溶性有机无机复混肥料，以重量份计，包括黄腐酸钾300-500份，硫酸铵300-400份，磷酸二氢钾100-300份，无水硫酸镁30-100份，金属蛋白酶1-5份，激康酶1-5份；所述激康酶是将100份植物酸、600份氨基酸和5份氨基酸表面活性剂(AAS)搅拌混匀后，加入100份矿物源黄腐酸和150份腐植酸充分搅拌混匀，再放入发酵罐接入菌剂培养18小时，最后加入15份壳聚糖、10份枯草杆菌蛋白酶混合均匀后制成的。

上述的复混肥料，优选的，所述菌剂包括6份枯草芽孢杆菌、6份巨大芽孢杆菌、6份胶冻样芽孢杆菌和2份胶质芽孢杆菌。

本发明在复混肥料中引入了激康酶，可以保证复混肥的肥效，激康酶的供给养分有效期可达110～120天，可以满足我国绝大多数农作物全生育期对养分的需求；激康酶采用了控制释放(氨基酸、壳聚糖、蛋白酶与矿物源黄腐酸)与促进作物吸收及保持养分有效性相结合的技术体系，使新型的长效功能激康酶肥的养分释放与作物生长需求相协调，因而提高了利用率，平均养分利用率可达50％～60％，其中，氮素利用率达60％～70％，磷利用率30％～50％，平均比普通氮肥、复(混)合肥利用率提高15～20个百分点，养分利用率的提高是肥料表现出高效率的根本原因，同时也是为各个环节带来的利润的源泉。

上述的复混肥料，优选的，所述金属蛋白酶为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)/液化淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)发酵液、米曲霉(Aspergillusoryzae)发酵液和链霉菌(Streptomyces)发酵液以1:1:1的重量比混合而成。枯草芽孢杆菌与链霉菌可产生多种抗菌素和酶，具有广谱抗菌活性与极强的抗逆能力；枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌与米曲酶能分泌促进作物生长的活性物质，共同调节作物的生长，提高作物免疫力，起到提质增产的作用。

上述的复混肥料，优选的，所述复混肥料中，N：P₂O₅：K₂O＝8：11：11，无机总养分≥30％，有机质≥20％，氯根≤3％。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的复混肥料的制备方法，包括以下步骤：

(1)金属蛋白酶的制备：将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)/液化淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)发酵液、米曲霉(Aspergillus oryzae)发酵液和链霉菌(Streptomyces)发酵液以1:1:1的重量比混合而成，备用；

(2)将黄腐酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾、无水硫酸镁、金属蛋白酶和激康酶进行混合，即制得全水溶有机无机复混肥料。

上述的制备方法，优选的，所述枯草芽孢杆菌/液化淀粉芽孢杆菌发酵菌液是由以下制备方法而成：

S1：将保存在-4℃环境下的枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌菌株分别至接种至两个营养琼脂培养基上，35℃培养24h，挑取单菌落枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌；

S2：制备营养肉汁液体培养基，并装入菌种，于发酵罐中密封灭菌；所述营养肉汁液体培养基中肉膏3g/L，蛋白胨5g/L，NaCl₂5g/L，pH 7.0-7.4；

S3：将灭菌后的单菌落枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌接种至同一生长发酵罐后，通气、混合避光培养5-10天，当枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌的混合培养浓度达到100亿/ml时，停止培养，备用。

上述的制备方法，优选的，所述米曲霉发酵液是由以下制备方法而成：

S1：将保存在4℃环境下的米曲霉母种接种至培养基上，30℃培养72h，挑取单菌落米曲霉；

S2：制备营养培养基，并装入菌种，于发酵罐中密封灭菌；所述营养培养基包括117份麸皮、13份面粉和130份蒸馏水；

S3：将单菌落米曲霉接种至生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当米曲霉的培养浓度达到100亿/g时，停止培养，备用。

上述的制备方法，优选的，所述链霉菌发酵液是由以下制备方法制备而成：

S1：将链霉菌种接种至培养基上30℃培养72h，挑取单菌落米曲霉；

S2：制备土豆培养基，并装入菌种，于发酵罐中密封灭菌；所述土豆培养基中马铃薯200g/L、葡萄糖25g/L、pH 8；

S3：将单菌落链霉菌接种至生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当链霉菌的培养浓度达到100亿/ml时，停止培养，备用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的全水溶性有机无机复混肥料是一种生物、有机和无机结合的肥料，肥料中的有机成分(黄腐酸)在土壤中形成胶状物质，能有效促进土壤团粒结构的形成，协调土壤的水、肥、气、热状况；另外，其含有活性基因较多，盐基交换容量大，能够使土壤的可溶性盐中吸附和阻留较大数量的有害阳离子，降低土壤盐浓度、降低盐碱土的酸碱度，从而改善作物的生态环境；黄腐酸与其它无机养分配合使用，能固氮、解磷、解钾，提高肥料的利用率。黄腐酸能增强植物对于养分的可利用性，使其更容易被植物所吸收，能使矿物质与植物的细胞互相起作用，将矿物质分解成最简单的离子形态，再由黄腐酸的电解质螯合成植物可以直接吸收的方式；黄腐酸还能溶解与传输土壤中固有的维生素、辅酵素、茁长素、荷尔蒙、与天然抗生素，并将它们转变成植物可利用的形态，这些物质更能剌激植物，使其健康与快速地生长，并且自然地产生细菌、真菌与放线菌，加速腐化分解土壤中的有机物质。

(2)本发明的全水溶性有机无机复混肥料添加有激康酶，其中，植物酸、蛋白酶等原料，可有效的促进作物根系的生长，起到提苗、壮茎叶、保花果的作用；氨基酸、壳聚糖与矿物源黄腐酸等原料，可促进光合作用和叶绿素的形成，提高植物的新陈代谢效率，增强作物的抗逆性，及对养分的吸收利用，刺激作物健康快速的生长，提高产品的产量与品质。

(3)本发明添加有特种功能微生物(链霉菌、芽孢杆菌、米曲霉等)，可清除土壤中不利于作物生长的物质，分解土壤残留和被固定的营养物质，如清除农药残留，分解土层有机残体，降解作物根系有害分泌物，钝化重金属等。

(4)本发明添加有超活性复合微生物菌群，如酵母菌、短芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等，能增加土壤微生物量，加快土壤有机物的分解，改善作物生长环境，提高作物抗逆性。

(5)本发明添加一定量的大中微量元素，能够保障作物的营养平衡，起到提高产量与品质的效果。

(6)黄腐酸是一种植物生长调节剂，将黄腐酸与无机肥料混合制成有机无机复混肥，不仅能促进植物生长，提高植物抗逆能力，还具有增产和改善品质的作用。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种全水溶性有机无机复混肥料，包括下述重量份的组分：黄腐酸钾350份，硫酸铵340份，磷酸二氢钾220份，无水硫酸镁80份，金属蛋白酶5份，激康酶5份；其中，金属蛋白酶为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)/液化淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)发酵液、米曲霉(Aspergillus oryzae)发酵液和链霉菌(Streptomyces)发酵液以1:1:1的重量比混合而成；激康酶是将植物酸100份、氨基酸600份及氨基酸表面活性剂(AAS)5份，按重量份计量进行混合，充分搅拌混匀后，加入矿物源黄腐酸100份、腐植酸150份，充分搅拌混匀后放入发酵罐接入功能菌剂(枯草芽孢杆菌6份、巨大芽孢杆菌6份、胶冻样芽孢杆菌6份、胶质芽孢杆菌2份)培养18小时，再加入壳聚糖15份、枯草杆菌蛋白酶10份混合均匀后制成的。

该全水溶性有机无机复混肥料中，N：P₂O₅：K₂O＝8：11：11，无机总养分≥30％，有机质≥20％，氯根≤3％。

本实施例的全水溶性有机无机复混肥料的制备方法，包括如下步骤：

(1)枯草芽孢杆菌/液化淀粉芽孢杆菌的制备：

S1：将保存在-4℃环境下的枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌菌株分别接种至两个营养琼脂培养基上35℃培养24h，挑取单菌落枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌；

S2：制备营养肉汁液体培养基(肉膏3g/L，蛋白胨5g/L，NaCl₂5g/L，pH 7.0-7.4)，并装入菌种发酵罐中密封灭菌；

S3：将单菌落枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌接种至同一生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌的培养浓度达到100亿/ml时，停止培养，备用；

(2)米曲霉的制备：

S1：将保存在4℃环境下的米曲霉母种接种至马铃薯、葡萄糖琼脂(PDA)培养基上，30℃培养72h，挑取单菌落米曲霉；

S2：制备营养培养基(117kg麸皮、13kg面粉、130kg蒸馏水)，并装入菌种发酵罐中密封灭菌；

S3：将单菌落米曲霉接种至生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当米曲霉的培养浓度达到100亿/g时，停止培养，备用；

(3)链霉菌的制备：

S1：将链霉菌母种接种至马铃薯、葡萄糖琼脂(PDA)培养基上30℃培养72h，挑取单菌落米曲霉；

S2：制备土豆培养基(200g/L马铃薯、25g/L葡萄糖、pH 8)，并装入菌种发酵罐中密封灭菌；

S3：将单菌落链霉菌接种至生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当链霉菌的培养浓度达到100亿/ml时，停止培养，备用。

(4)金属蛋白酶的制备：

将上述制备的枯草芽孢杆菌/液化淀粉芽孢杆菌、米曲霉和链霉菌按照设计的1:1:1的重量比进行混合，备用；

(5)将黄腐酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾、无水硫酸镁、金属蛋白酶和激康酶进行混合，即制得全水溶有机无机复混肥料。

对比例1：

本对比例的全水溶性有机无机复混肥料与实施例1的区别仅在于，该全水溶性有机无机复混肥料中黄腐酸钾用发酵菜粕替代，用量与黄腐酸钾保持一致，其他的原料和用量与实施例1完全相同。

对比例2：

本对比例的全水溶性有机无机复混肥料与实施例1的区别仅在于，该全水溶性有机无机复混肥料中不含金属蛋白酶，其他的原料和用量与实施例1完全相同。

对比例3：

本对比例的全水溶性有机无机复混肥料与实施例1的区别仅在于，该全水溶性有机无机复混肥料中不含激康酶，其他的原料和用量与实施例1完全相同。

对比例4：

本对比例的全水溶性有机无机复混肥料与实施例1的区别仅在于，该全水溶性有机无机复混肥料中黄腐酸钾用鸡粪替代，用量与黄腐酸钾保持一致，其他的原料和用量与实施例1完全相同。

本发明生产的全水溶性有机无机复混肥料作为葡萄用肥的试验方案和应用效果：

1、试验设计

试验地点：湖南省常德市澧县葡萄园

试验品种：夏黑

试验设4个处理：

处理1：基肥施用菜粕有机肥150kg/亩，追肥施用本发明中实施例1中的全水溶性有机无机复混肥40kg/亩，分4次(开花前、幼果期、膨果期、成熟期)施用，每次施用10kg，随水冲施；

处理2：基肥施用菜粕有机肥150kg/亩，追肥施用本发明中对比例1中的全水溶性有机无机复混肥40kg/亩，分4次(开花前、幼果期、膨果期、成熟期)施用，每次施用10kg，随水冲施；

处理3：基肥施用菜粕有机肥150kg/亩，追肥施用本发明中对比例2中的全水溶性有机无机复混肥40kg/亩，分4次(开花前、幼果期、膨果期、成熟期)施用，每次施用10kg，随水冲施；

处理4：基肥施用菜粕有机肥150kg/亩，追肥施用本发明中对比例3中的全水溶性有机无机复混肥40kg/亩，分4次(开花前、幼果期、膨果期、成熟期)施用，每次施用10kg，随水冲施；

处理5：基肥施用菜粕有机肥150kg/亩，追肥施用本发明中对比例4所述的全水溶性有机无机复混肥40kg/亩，分4次(开花前、幼果期、膨果期、成熟期)施用，每次施用10kg，随水冲施。

每个处理重复3次，共15个小区，每小区面积60m²。

2、数据采集供试肥料溶解度测定：肥料使用前，对所有供试肥料(复混肥)的溶解度进行抽样检测分析，每个样品重复3次，取平均值得到该肥料的溶解度数据。

产质量检测分析：各处理分小区进行测产，取平均值得最终产量；分处理用随机抽样法抽取5kg样品，对葡萄口感风味、果实颜色、单粒重等进行调查分析。

单粒重：每处理随机数30粒，用0.01精度的电子天平测重量，重复3次，取平均值；

口感风味：选择30名工作人员对葡萄进行品尝评价，对口感风味进行“极甜、清甜、甜、甜带酸”4个梯度评票。

3、结果与分析

表1不同处理复混肥料溶解度调查表

注：表中所列数据为3次重复的平均值。

由表1肥料溶解度数据对比可以看出，处理1、处理3和处理4的肥料水溶解性远高于处理2、处理5，且可直接用于农业灌溉设施。通过对比其原料的差异，说明影响有机无机复混肥水溶解性的主要是有机原料部分，使用常规有机原料(菜粕、鸡粪等)生产的有机无机复混肥因水溶解性低，不可直接用于灌溉设施。

表2不同施肥处理对葡萄农艺性状的影响

由表2可以看出，处理1对葡萄生长结果等农艺性状方面的促进效果最佳。处理1、处理2与处理5对比说明，不同有机原料生产的有机无机复混肥，对葡萄生长的影响不同，其中黄腐酸钾影响最大，菜粕次之，鸡粪最低。处理1与处理3对比说明，金属蛋白酶能提高葡萄的坐果率与单株挂果重，这是因为枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌与米曲酶分泌了促进葡萄生长的活性物质，共同调节着葡萄的生长，起到了提高坐果率与增产的作用；处理1与处理4对比说明，激康酶能提高葡萄的坐果率与单株挂果重，这是因为激康酶中生物刺激素促进了葡萄根系的发展，促进肥料的吸收与同化，提高了肥料的利用率，其与植物酸产生协同作用，共同促进着葡萄的生长发育，起到提高坐果率与产量的效果。

表3不同施肥处理对葡萄产质量的影响

注：产量平均值后字母表示差异显著性。

表4不同处理小区产量方差分析

由表3、表4可以看出，处理1葡萄的产质量最佳。本试验中处理1与处理2、处理5对比说明，使用水溶解性好的黄腐酸钾比常规有机原料(菜粕、鸡粪等)对葡萄的增产提质效果更好；处理1与处理3对比说明，金属蛋白酶能提高葡萄的口感风味品质与产量，这是因为枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌与米曲酶分泌了促进葡萄生长的活性物质，共同调节着葡萄的生长，提高葡萄免疫力，起到了提质增产的作用；处理1与处理4对比说明，激康酶能提高葡萄的产量与品质，这是因为激康酶中生物刺激素促进了葡萄根系的发展，促进肥料的吸收与同化，提高了肥料的利用率，其与植物酸产生协同作用，共同促进着葡萄的生长发育，起到提高葡萄品质与产量的效果。

Claims (8)

1.一种全水溶性有机无机复混肥料，其特征在于，以重量份计，包括黄腐酸钾300-500份，硫酸铵300-400份，磷酸二氢钾100-300份，无水硫酸镁30-100份，金属蛋白酶1-5份，激康酶1-5份；所述激康酶是将100份植物酸、600份氨基酸和5份氨基酸表面活性剂搅拌混匀后，加入100份矿物源黄腐酸和150份腐植酸充分搅拌混匀，再放入发酵罐接入菌剂培养18小时，最后加入15份壳聚糖、10份枯草杆菌蛋白酶混合均匀后制成的。

2.如权利要求1所述的复混肥料，其特征在于，所述菌剂包括6份枯草芽孢杆菌、6份巨大芽孢杆菌、6份胶冻样芽孢杆菌和2份胶质芽孢杆菌。

3.如权利要求1所述的复混肥料，其特征在于，所述金属蛋白酶为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)/液化淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)发酵液、米曲霉(Aspergillus oryzae)发酵液和链霉菌(Streptomyces)发酵液以1:1:1的重量比混合而成。

4.如权利要求1-3任一项所述的复混肥料，其特征在于，所述复混肥料中，N：P₂O₅：K₂O＝8：11：11，无机总养分≥30％，有机质≥20％，氯根≤3％。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的复混肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)金属蛋白酶的制备：将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)/液化淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)发酵液、米曲霉(Aspergillus oryzae)发酵液和链霉菌(Streptomyces)发酵液以1:1:1的重量比混合而成，备用；

(2)将黄腐酸钾、硫酸铵、磷酸二氢钾、无水硫酸镁、金属蛋白酶和激康酶进行混合，即制得全水溶有机无机复混肥料。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌/液化淀粉芽孢杆菌发酵菌液是由以下制备方法而成：

S1：将保存在-4℃环境下的枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌菌株分别接种至两个营养琼脂培养基上，35℃培养24h，挑取单菌落枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌；

S2：制备营养肉汁液体培养基，并装入菌种，于发酵罐中密封灭菌；所述营养肉汁液体培养基中肉膏3g/L，蛋白胨5g/L，NaCl₂5g/L，pH 7.0-7.4；

S3：将灭菌后的单菌落枯草芽孢杆菌、液化淀粉芽孢杆菌接种至同一生长发酵罐后，通气、混合避光培养5-10天，当枯草芽孢杆菌和液化淀粉芽孢杆菌的培养浓度达到100亿/ml时，停止培养，备用。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述米曲霉发酵液是由以下制备方法而成：

S1：将保存在4℃环境下的米曲霉母种接种至培养基上，30℃培养72h，挑取单菌落米曲霉；

S2：制备营养培养基，并装入菌种，于发酵罐中密封灭菌；所述营养培养基包括117份麸皮、13份面粉和130份蒸馏水；

S3：将单菌落米曲霉接种至生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当米曲霉的培养浓度达到100亿/g时，停止培养，备用。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述链霉菌发酵液是由以下制备方法制备而成：

S1：将链霉菌种接种至培养基上30℃培养72h，挑取单菌落米曲霉；

S2：制备土豆培养基，并装入菌种，于发酵罐中密封灭菌；所述土豆培养基中马铃薯200g/L、葡萄糖25g/L、pH 8；

S3：将单菌落链霉菌接种至生长发酵罐后通气、避光培养5-10天，当链霉菌的培养浓度达到100亿/ml时，停止培养，备用。