CN111410584A - 一种微生物缓释复合肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微生物缓释复合肥，包括：所述包埋剂按照重量份数计，包括：复合肥40～50份；聚乙烯醇20～30份；海藻酸钠10～15份；枯草芽孢杆菌菌液10～15份；稻壳粉10～20份；所述固定剂按照重量分数计，包括：氯化钙10～20份；硼酸30～40份。将枯草芽孢杆菌与复合肥结合在一起，在土壤中引入枯草芽孢杆菌，改善土壤板结、盐碱的情况，抑制土壤中细菌和病毒的繁殖，同时在包埋液中加入海藻酸钠，提高包埋效果。本发明还公开了一种微生物缓释复合肥的制备方法，通过包埋的方法将枯草芽孢杆菌与复合肥结合在一起，使肥料的释放速度受到限制，保证作物在各个阶段的稳定生长。

Description

一种微生物缓释复合肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种微生物缓释复合肥及其制备方法，属于农业化工领域。

背景技术

现代农业很大程度上依赖肥料，没有肥料，就无法实施一体化和良好的农业生产。世界人口的迅速增长，使粮食生产必须要增加，这将导致了化肥的使用量大幅度提升。但是众多研究表明，施加在土壤中的传统肥料，仅仅有很少一部分被农作物吸收，绝大多数肥料浪费到环境中。这不仅是宝贵资源的浪费，而且也给环境带来严重的负担。因此急需一种肥料既能满足作物生长需要，又能控制释放速度，减轻对环境的污染。

随着化肥、农药的大量使用，使土壤板结、盐碱化、土壤中有机质减少，导致微生物生长受到限制，病原菌产生抗性、农产品化学残留等带来了等一系列问题，不仅严重制约了现代农业的可持续发展，还威胁着人类的健康，这就促使人们探寻一种对人类和环境均友好并具有良好改善土壤的效果的肥料。微生物菌剂成为了改善土壤的新亮点，且因其具有绿色环保、改良土壤、增强作物抗逆性、提高施肥效率、病原菌不易产生抗性及对人、畜、农作物、自然环境安全无污染等特点。

中国专利申请号：201910314496.2，发明专利“一种复合微生物菌肥”中公开到在土壤中添加枯草芽抱杆菌、哈茨木霉菌、地衣芽抱杆菌和酵母菌来增多土壤中微生物的数量进而提高土壤中肥力。中国专利申请号：201811533530.7发明专利“一种微生物菌肥”中公开到在土壤中添加可抑制土壤中有害微生物的放线菌与可寄生在土壤中根结线虫、胞囊线虫真菌的混合物也是在增多土壤中微生物的数量而提高土壤中的肥力。但是这些菌肥仍然需要施加其他化学肥料，来增多土壤中的氮磷钾含量，再由微生物作用成植物可吸收的营养物质，这样增加肥料施加的成本。中国专利申请号：201910004430.3，发明专利“一种液体微生物菌肥”中公开到在土壤中添加有益菌的同时添加化工肥料，但是肥料是液体的，运输、储存都受到很大的限制。中国专利申请号：201910093786.9发明专利“一种高生物活性缓释肥”公开提到把微生物和缓施肥结合在一起，但是制备较复杂，成本也比较高，不利于在大田中大范围应用。

聚乙烯醇是聚醋酸乙烯酯的水解产物。利用PVA-H₃BO₃包埋法制得固定微生物的凝胶颗粒价格便宜，对生物无毒，化学性质稳定，使用寿命长。但是由于H₃BO₃溶液酸性较强，影响固定微生物活性；以及PVA粘度大，有较强的附聚倾向，使凝胶成球困难。故在其溶液中加入海藻酸钠，来改善这些缺点。

发明内容

本发明设计开发了一种微生物缓释复合肥，将枯草芽孢杆菌与复合肥结合在一起，在土壤中引入枯草芽孢杆菌，抑制土壤中细菌和病毒的繁殖，改良土壤环境，同时在包埋液中加入海藻酸钠，提高包埋效果。

本发明还设计开发了一种微生物缓释复合肥的制备方法，通过包埋的方法将枯草芽孢杆菌与复合肥结合在一起，使肥料的释放速度受到限制，保证作物在各个阶段的稳定生长。

本发明的另一发明目的：通过调节复合肥中尿素的质量分数，防止枯草芽孢杆菌的生长受到抑制影响。

本发明提供的技术方案为：

一种微生物缓释复合肥，包括：

所述包埋剂按照重量份数计，包括：

复合肥40～50份；

聚乙烯醇20～30份；

海藻酸钠10～15份；

枯草芽孢杆菌菌液10～15份；

稻壳粉10～20份；

所述固定剂按照重量分数计，包括：

氯化钙10～20份；

硼酸30～40份。

优选的是，所述复合肥中尿素的质量分数为5～10％；所述枯草芽孢杆菌菌液浓度为3×10⁹cfu/ml。

一种微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，包括如下：

用口径为2mm的注射器取50份包埋液，在高度为25～35cm处滴加到100份固定液中，固定时间为1.5～2.5h，固定后冲洗三遍，室温晾晒，得到微生物缓释复合肥。

优选的是，所述包埋液的制备包括：

按照重量份数称取聚乙烯醇20～30份、海藻酸钠10～15份、稻壳粉10～20份，加入蒸馏水100～120份进行加热搅拌，完成后放入高压灭菌锅中，在温度为120～130℃灭菌20～25min，冷却后加入10～15份枯草芽孢杆菌菌液以及40～50份复合肥，搅拌均匀后，得到包埋液。

优选的是，所述按照重量分数称取10～20份氯化钙、30～40份硼酸，加入蒸馏水100～120份进行及散热搅拌，得到固定液。

优选的是，所述稻壳粉的制备过程包括：

将稻壳在115℃干燥箱中烘干4h后进行粉碎，粉碎后继续放入115℃的干燥箱中烘干2h，过100目筛，得到稻壳粉。

优选的是，所述枯草芽孢杆菌菌液的制备过程包括：

将解冻后的枯草芽孢杆菌涂布在LB固体培养基上，在培养箱中，30℃恒温培养48h后取出，得到初步培养的枯草芽孢杆菌，将其继续接种到LB液体培养基中，并在30℃下恒温震荡48h，震荡频率为170r/min，得到枯草芽孢杆菌菌液。

优选的是，所述LB固体培养基的制备过程包括：

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000mL，搅拌后静置得到LB固体培养基；

所述LB液体培养基的制备过程包括：

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，去离子水1000m，搅拌后静置得到LB液体培养基。

本发明所述的有益效果：

本发明将微生物和复合肥共同包埋使用，成功解决了普通化学肥料过快释放污染环境的问题，同时在土壤中引入有益微生物，从本质上改变土壤结构，改善土壤板结和盐碱情况,提高肥料的利用率，而且制作简单，成本较低，成品是固体，便于运输，储存，货架期也比较长。

将枯草芽孢杆菌与化学肥料结合在一起，将枯草芽孢杆菌包埋在载体的网络结构中,在原料中加入稻壳，使得成品内部结构松散，使用时可以改善菌种的活动环境。提高微生物的活性以及使用效果。同时稻壳也属于农业废弃物，可以减少环境污染，实现资源的再利用。

通过调节复合肥中尿素的质量分数，防止枯草芽孢杆菌的生长受到抑制影响.

在土壤中引入枯草芽孢杆菌，改善了土壤板结、盐碱情况，抑制土壤中有害真菌，细菌和病毒的生长繁殖，减少农药的使用量使，使作物健康生长。

本发明的微生物缓释复合肥含有化学肥料，化学肥料被包埋在胶珠中，释放速度受到限制，进而起到缓释的作用，保证作物在生长的各个阶段觉有肥料的放出，而更好地生长。同时减少传统肥料的施用量，对环境更友好。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明提供一种微生物缓释复合肥，将枯草芽孢杆菌与复合肥结合在一起，在土壤中引入枯草芽孢杆菌，改善土壤板结、盐碱的情况，抑制土壤中细菌和病毒的繁殖，同时在包埋液中加入海藻酸钠，提高包埋效果，包括：

所述包埋剂按照重量份数计，包括：

复合肥40～50份；

聚乙烯醇20～30份；

海藻酸钠10～15份；

枯草芽孢杆菌菌液10～15份；

稻壳粉10～20份；

所述固定剂按照重量分数计，包括：

氯化钙10～20份；

硼酸30～40份。

其中，复合肥中尿素的质量分数为5～10％；枯草芽孢杆菌菌液浓度为3×10⁹cfu/ml。

本发明还提供一种微生物缓释复合肥的制备方法，通过包埋的方法将枯草芽孢杆菌与复合肥结合在一起，使肥料的释放速度受到限制，保证作物在各个阶段的稳定生长，包括：

将稻壳在115℃干燥箱中烘干4h后进行粉碎，粉碎后继续放入115℃的干燥箱中烘干2h，过100目筛，得到稻壳粉；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000mL，搅拌后静置得到LB固体培养基；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，去离子水1000m，搅拌后静置得到LB液体培养基。

将解冻后的枯草芽孢杆菌涂布在LB固体培养基上，在培养箱中，30℃恒温培养48h后取出，得到初步培养的枯草芽孢杆菌，将其继续接种到LB液体培养基中，并在30℃下恒温震荡48h，震荡频率为170r/min，得到枯草芽孢杆菌菌液；

配制含有0％-30％质量分数的尿素液体LB培养基(以5％为一个梯度)，然后接种1mL枯草芽孢杆菌，放在30℃的培养箱中培养24h，然后稀释平板涂布，放在30℃的培养箱中培养24h，计数枯草芽孢杆菌的数量,实验结果如下表：

表1尿素浓度对枯草芽孢杆菌的影响。

表1

由表1中数据可知，0-10％尿素浓度的培养基，枯草芽孢杆菌长势受到影响不大；15-20％，枯草芽孢杆菌涨势受到影响较严重；超过20％，枯草芽孢杆菌长势受到严重的影响。可能是尿素浓度过高，把枯草芽孢杆菌体内的水分都吸收出来，是枯草芽孢杆菌失活。由此可见，包埋剂中尿素的浓度不得超过20％，否则，可能会使枯草芽孢杆菌失活。

在本发明中，作为一种优选，复合肥中尿素的质量分数为5～10％。

按照重量份数称取聚乙烯醇20～30份、海藻酸钠10～15份、稻壳粉10～20份，加入蒸馏水100～120份进行加热搅拌，完成后放入高压灭菌锅中，在温度为120～130℃灭菌20～25min，冷却后加入浓度为3×10⁹cfu/ml的枯草芽孢杆菌菌液10～15份以及氮肥质量分数为10～15％的复合肥40～50份，搅拌均匀后，得到包埋液；

按照重量分数称取10～20份氯化钙、30～40份硼酸，加入蒸馏水100～120份进行及散热搅拌，得到固定液；

用口径为2mm的注射器取50份包埋液，在高度为25～35cm处滴加到100份固定液中，固定时间为1.5～2.5h，固定后冲洗三遍，室温晾晒，得到微生物缓释复合肥。

实施例1

将稻壳在115℃干燥箱中烘干4h后进行粉碎，粉碎后继续放入115℃的干燥箱中烘干2h，过100目筛，得到稻壳粉；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000mL，搅拌后静置得到LB固体培养基；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，去离子水1000m，搅拌后静置得到LB液体培养基。

将解冻后的枯草芽孢杆菌涂布在LB固体培养基上，在培养箱中，30℃恒温培养48h后取出，得到初步培养的枯草芽孢杆菌，将其继续接种到LB液体培养基中，并在30℃下恒温震荡48h，震荡频率为170r/min，得到枯草芽孢杆菌菌液；

按照重量份数称取聚乙烯醇20份、海藻酸钠10份、稻壳粉10份，加入蒸馏水100份进行加热搅拌，完成后放入高压灭菌锅中，在温度为120℃灭菌20min，冷却后加入浓度为3×10⁹cfu/ml的枯草芽孢杆菌菌液10份以及氮肥质量分数为10％的复合肥40份，搅拌均匀后，得到包埋液；

按照重量分数称取10份氯化钙、30份硼酸，加入蒸馏水100份进行及散热搅拌，得到固定液；

用口径为2mm的注射器取50份包埋液，在高度为25cm处滴加到100份固定液中，固定时间为1.5h，固定后冲洗三遍，室温晾晒，得到微生物缓释复合肥。

实施例2

将稻壳在115℃干燥箱中烘干4h后进行粉碎，粉碎后继续放入115℃的干燥箱中烘干2h，过100目筛，得到稻壳粉；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000mL，搅拌后静置得到LB固体培养基；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，去离子水1000m，搅拌后静置得到LB液体培养基。

将解冻后的枯草芽孢杆菌涂布在LB固体培养基上，在培养箱中，30℃恒温培养48h后取出，得到初步培养的枯草芽孢杆菌，将其继续接种到LB液体培养基中，并在30℃下恒温震荡48h，震荡频率为170r/min，得到枯草芽孢杆菌菌液；

按照重量份数称取聚乙烯醇25份、海藻酸钠13份、稻壳粉15份，加入蒸馏水110份进行加热搅拌，完成后放入高压灭菌锅中，在温度为125℃灭菌20～25min，冷却后加入浓度为3×10⁹cfu/ml的枯草芽孢杆菌菌液10～15份以及氮肥质量分数为12％的复合肥45份，搅拌均匀后，得到包埋液；

按照重量分数称取15份氯化钙、35份硼酸，加入蒸馏水110份进行及散热搅拌，得到固定液；

用口径为2mm的注射器取50份包埋液，在高度为30cm处滴加到100份固定液中，固定时间为2h，固定后冲洗三遍，室温晾晒，得到微生物缓释复合肥。

实施例3

将稻壳在115℃干燥箱中烘干4h后进行粉碎，粉碎后继续放入115℃的干燥箱中烘干2h，过100目筛，得到稻壳粉；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000mL，搅拌后静置得到LB固体培养基；

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，去离子水1000m，搅拌后静置得到LB液体培养基。

将解冻后的枯草芽孢杆菌涂布在LB固体培养基上，在培养箱中，30℃恒温培养48h后取出，得到初步培养的枯草芽孢杆菌，将其继续接种到LB液体培养基中，并在30℃下恒温震荡48h，震荡频率为170r/min，得到枯草芽孢杆菌菌液；

按照重量份数称取聚乙烯醇30份、海藻酸钠15份、稻壳粉20份，加入蒸馏水120份进行加热搅拌，完成后放入高压灭菌锅中，在温度为130℃灭菌25min，冷却后加入浓度为3×10⁹cfu/ml的枯草芽孢杆菌菌液15份以及氮肥质量分数为15％的复合肥50份，搅拌均匀后，得到包埋液；

按照重量分数称取20份氯化钙、40份硼酸，加入蒸馏水120份进行及散热搅拌，得到固定液；

用口径为2mm的注射器取50份包埋液，在高度为35cm处滴加到100份固定液中，固定时间为2.5h，固定后冲洗三遍，室温晾晒，得到微生物缓释复合肥。

进行缓释效果试验：

在室温的条件下，分别取实施例1～3中制备的微生物缓释复合肥0.1g加入100mL去离子水中。分别在1h、4h、8h、24h、48h、72h、96h、120h、144h、168h，取样检测胶珠中尿素以及枯草芽孢杆菌的释放情况。尿素检测采用的是对二甲氨基苯甲醛显色法测其浓度，枯草芽孢杆菌则采用稀释涂板法测其数量。具体实验数据如表2所示：

表2

在实施例1～3中被含有聚乙烯醇的包埋液包覆的微生物缓释复合肥的释放需要经历两个过程：首先释放介质穿透聚合物网络并膨胀，然后被包埋物质沿着水通道扩散到颗粒表面。从表2中数据可以看出，随着时间的延长，尿素在水中的浓度在不断增大，说明尿素正在缓慢释放，比起未包埋的尿素水中释放快速溶解，起到了良好的缓释作用。同时，枯草芽孢杆菌也在缓慢释放，在168h之后，枯草芽孢杆菌的释放速度减慢，但是数量仍在增加，说明包埋在胶珠中的枯草芽孢杆菌已经大部分释放出来，并且，实施例2中的释放效果最好。

施肥效果检测：

在吉林省长春市农安县分别选取面积为25平方米的三块土地状况相同的实验田用于种植玉米。在玉米种植前向三块实验田分别施入1Kg本发明中实施例2制备的的微生物缓释复合肥料、正常施用氮、磷、钾，以及不施肥三组实验。两天后，进行宣土和播种，之后按照传统的玉米管理方式进行管理，并做三个平行试验。

分别在施肥前和施肥后1个月，3个月，以及玉米收获后，按照五点取样法检测土壤中的枯草芽孢杆菌的数量，如表3所示。

表3施肥后土壤中微生物情况

表4收获后玉米品质的检测

试验结果与分析：

从表3和表4可以看出，在实验玉米田中施加本发明实施例2所制备的肥料后，土壤中的枯草芽孢杆菌数量明显比其他两组的增多，且土壤更加松散，板结情况有所改善。植株生长健壮，叶片宽厚，色浓绿，不易感病。收获后的玉米容重最佳，发芽率也较高，脂肪酸值较低，储藏后的玉米不易变质。且淀粉提取率也略高些，对后续的玉米深加工也是有利的。综合以上实验结果，说明本发明的微生物复合肥能够促进玉米生长发育，提高玉米的品质。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述实施例。

Claims (8)

1.一种微生物缓释复合肥，其特征在于，包括：

包埋剂，其按照重量份数计，包括：

复合肥40～50份；

聚乙烯醇20～30份；

海藻酸钠10～15份；

枯草芽孢杆菌菌液10～15份；

稻壳粉10～20份；以及

固定剂，其按照重量分数计，包括：

氯化钙10～20份；

硼酸30～40份。

2.根据权利要求1所述的微生物缓释复合肥，其特征在于，所述复合肥中尿素的质量分数为5～10％；所述枯草芽孢杆菌菌液浓度为3×10⁹cfu/ml。

3.一种微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，包括如下：

用口径为2mm的注射器取50份包埋液，在高度为25～35cm处滴加到100份固定液中，固定时间为1.5～2.5h，固定后冲洗三遍，室温晾晒，得到微生物缓释复合肥。

4.根据权利要求3所述的微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，所述包埋液的制备过程包括：

按照重量份数称取聚乙烯醇20～30份、海藻酸钠10～15份、稻壳粉10～20份，加入蒸馏水100～120份进行加热搅拌，完成后放入高压灭菌锅中，在温度为120～130℃灭菌20～25min，冷却后加入10～15份枯草芽孢杆菌菌液以及40～50份复合肥，搅拌均匀后，得到包埋液。

5.根据权利要求4所述的微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，所述固定液的制备过程包括：

按照重量分数称取10～20份氯化钙、30～40份硼酸，加入蒸馏水100～120份进行及散热搅拌，得到固定液。

6.根据权利要求5所述的微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，所述稻壳粉的制备过程包括：

将稻壳在115℃干燥箱中烘干4h后进行粉碎，粉碎后继续放入115℃的干燥箱中烘干2h，过100目筛，得到稻壳粉。

7.根据权利要求6所述的微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌菌液的制备过程包括：

将解冻后的枯草芽孢杆菌涂布在LB固体培养基上，在培养箱中，30℃恒温培养48h后取出，得到初步培养的枯草芽孢杆菌，将其继续接种到LB液体培养基中，并在30℃下恒温震荡48h，震荡频率为170r/min，得到枯草芽孢杆菌菌液。

8.根据权利要求7所述的微生物缓释复合肥的制备方法，其特征在于，所述LB固体培养基的制备过程包括：

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，琼脂15g，去离子水1000mL，搅拌后静置得到LB固体培养基；

所述LB液体培养基的制备过程包括：

依次称取酵母粉5g，氯化钠10g，蛋白胨10g，去离子水1000m，搅拌后静置得到LB液体培养基。