CN112723932A - 一种微生物有机复合肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微生物有机复合肥，包括复合肥组分和微生物组分，所述复合肥组分包括氮素、磷素、钾素和微量元素成分，所述微生物组分包括有机质和微生物菌体，本发明还提供了一种微生物有机复合肥的制备方法，包括复合肥组分制备、微生物组分制备、混合、造粒、分筛包装等步骤；本发明在微生物复合肥中加入粉体状的有机质，并且先通过有机质吸附微生物发酵液，然后再将吸附完成的有机质打散为粉体，与复合肥混合搅拌，再进行后续的造粒等流程，从而避免了微生物发酵液直接渗透在部分复合肥中，影响与其他部分的复合肥混合，提高了微生物的均匀程度。

Description

一种微生物有机复合肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机复合肥料生产技术领域，尤其涉及一种微生物有机复合肥及其制备方法。
背景技术
化学肥料对现代农业的生产发展和保障人类粮食安全奠定了物质基础，然而化肥的低利用率和由此带来的高环境风险一直是困扰全球的重大问题。目前，由于全世界农业和化肥使用量的增长，对农药和化肥的依赖日益增强，造成了有机肥使用不足、土壤养分比例失调、土壤板结、土壤质量下降、河流和地下水污染等一系列问题。要避免重蹈发达国家“先污染破坏，后治理”的覆辙，发展“可持续发展”新农业，就要减少农药和化肥的使用量，寻找有效的替代品。
因此，世界各国都在积极探索提高肥料利用率、遏止环境污染的方法和途径，最近20年则主要是通过改变养分释放特性、改善肥料功能等来达到上述目的。一是通过肥料养分释放模式改性，提高肥效，减少污染；二是通过有机无机肥料复合化，提高肥效，减少污染；三是通过发展配方肥与改善肥料功能，提高肥效，减少污染。尤其是对有机无机肥料复合化的研究与开发，已经成为当前的热点。
微生物肥料具有肥效高、本身无毒、不污染环境而且成本低、可节约能源等特点，是化肥的最有效的替代品。合理开发和利用微生物肥料是我国农业可持续发展的重要途径。微生物肥料的核心是微生物和有机物，因此具有微生物的特性。微生物资源丰富，种类和功能繁多，可以开发成不同的功能，不同用途的肥料。而且微生物菌株可以经过人工选育并不断纯化、复壮以提高其活力，特别是随着生物技术的进一步发展，通过基因工程的方法获得所需要的菌株成为可能。微生物肥料中含有微生物的一些次生代谢产物，其中一些是作物的生长激素，可以在作物苗期刺激作物生长发育，在作物成熟期还可以提高作物的品质；还有一些则有防治病虫害的功能。另外，从环境资源来看，微生物肥料具有资源再利用，无毒、无害、无污染、成本低的特点。
目前的微生物肥料在生产时，一般是将微生物通过发酵液繁殖后，混合在有机复合肥中，但是由于微生物加入量一般较少，其发酵液体积相对于对应比例的复合肥重量很小，因此导致大量复合肥中只需要加入少量发酵液，而发酵液加入到复合肥中之后会迅速渗透到粉体之中，这样就导致了微生物的大量集中，后续及时进行搅拌，也很难将已经与部分复合肥紧密混合的微生物搅拌均匀，这样严重影响了微生物在复合肥中的均匀程度，导致了产品的质量问题。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种微生物有机复合肥及其制备方法，其解决了现有技术中存在的微生物复合肥料中因为成分和生产步骤的关系，导致微生物在复合肥中很容易混合不均匀的问题。
根据本发明的实施例，一种微生物有机复合肥，包括复合肥组分和微生物组分，所述复合肥组分包括氮素、磷素、钾素和微量元素成分，所述微生物组分包括有机质和微生物菌体，其各原料的重量百分比如下：
氮素22-26％
磷素19-24％
钾素24-29％
有机质20-25％；
其余为微量元素成分。
优选的，所述氮素的成分为尿素；所述磷素的成分为钙镁磷肥、磷酸一铵中任意一种或两种的混合物；所述钾素的成分为硫酸钾。
优选的，所述微量元素成分包括钙镁磷肥、硼砂和七水硫酸锌。
优选的，所述有机质为木屑、麸皮、秸秆中的一种或多种的混合物。
优选的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌中的一种或多种的混合物。
优选的，所述的复合肥包括以重量百分比计算的如下组分(微生物为单位重量的含量)：
尿素24-26％
钙镁磷肥19-22％
硫酸钾25-28％
硼砂0.04-0.06％
七水硫酸锌0.7-1.1％
麸皮22-24％。
本发明还提出了一种微生物有机复合肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)复合肥组分制备：将复合肥原料按比例称量后，先分别打散，然后再混合搅拌均匀；
(2)微生物组分制备：将微生物菌体用培养液发酵繁殖，然后加水稀释，同时称量适当的有机质将其粉碎制成粉体，将稀释后的微生物发酵液加入到有机质粉体中，使得有机质充分吸附微生物发酵液，最后将吸附完成的有机质粉体低温烘干，打散成粉末状，得到微生物组分；
(3)混合：将步骤(1)、(2)中制备的复合肥组分和微生物组分混合，然后充分搅拌得到粉末状的微生物有机复合肥；
(4)造粒：使用造粒机将粉末状的微生物有机复合肥进行造粒，并将得到的颗粒状产品进行低温烘干；
(5)分筛包装：对干燥后的颗粒状微生物有机复合肥进行分筛，使得粉状微生物有机复合肥的粒度不大于1.5mm，颗粒状微生物有机复合肥的粒度为1.5-4.5mm。
进一步的，所述步骤(2)和(3)中的低温烘干为70-80℃下烘干处理30-45min。
进一步的，所述步骤(1)中仅混合氮素、磷素、钾素的原料，微量元素成分的原料于步骤(2)中与所制得的微生物组分均匀混合。
本发明的技术原理为：本发明在微生物复合肥中加入粉体状的有机质，并且先通过有机质吸附微生物发酵液，然后再将吸附完成的有机质打散为粉体，与复合肥混合搅拌，再进行后续的造粒等流程，从而避免了微生物发酵液直接渗透在部分复合肥中，影响与其他部分的复合肥混合，提高了微生物的均匀程度。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明先通过有机质吸附微生物发酵液，然后再将吸附完成的有机质打散为粉体，与复合肥混合搅拌，再进行后续的造粒等流程，从而避免了微生物发酵液直接渗透在部分复合肥中，影响与其他部分的复合肥混合，提高了微生物的均匀程度；
2、本发明中通过调节氮磷钾元素的配比和微量元素的配比，使得本发明可以适合包括水果、蔬菜、茶叶、鲜花等多种不同作物的需求，从而极大的提高了本发明的复合肥的适用范围；
3、本发明的制备方法中先混合氮、磷、钾原料，将微量元素原料与粉碎后的有机质混合后再加入微生物发酵液，从而避免硼、七水硫酸锌等物质与氮磷钾的尿素、铵盐等物质发生固化，让有机质与微量元素等物质络合后再同时混合，从而避免原料之间发生化学反应，影响了后续的施肥效果；
4、本发明中使用有机质与微生物吸附混合，从而不用在复合肥中额外添加有机物成分，减少了原料和生产流程。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
本发明下列实施例中使用的无机肥料和微生物菌种均从市场上购买，其中尿素为中国农资集团有限公司生产的晶体尿素，钙镁磷肥为济南澜海化工有限公司生产，硫酸钾为安徽友泰生物工程有限公司生产，硼砂为湖北兴东诚化工有限公司生产，七水硫酸锌为湖北摆渡化学有限公司生产。枯草芽孢杆菌购自上海生物保藏中心，CMCC(B)63501标准菌种；侧孢短芽孢杆菌购自中国农业微生物菌种保藏中心的CICC21185标准菌种；胶冻样类芽孢杆菌购自中国农业微生物菌种保藏中心，ACCC10168标准菌种。
实施例1：
本实施例中的微生物有机复合肥按照以下步骤制备：
(1)复合肥组分制备：分别以重量百分比称取尿素22％、磷酸一铵24％、硫酸钾26％、钙镁磷肥7％，将上述四者分别打散，然后再混合搅拌均匀。
(2)微生物组分制备：在斜面保存或者甘油冻存的枯草芽孢杆菌中挑取1-2环菌体，接种到种子培养基中，于28℃,150-250r/min摇瓶培养lOh，得到一级种子液；在液体扩大LB培养基中以2％-5％的接种量接种一级种子液，于28℃,180r/min摇瓶培养lOh，得到二级种子液；在发酵培养基中以2％-5％接种量接种二级种子。通过发酵罐在温度28℃、搅拌桨转速为180r/min条件下发酵24小时，发酵至终点既得胶冻样芽抱杆菌发酵液；
以重量百分比称量麸皮20％，将其粉碎制成粉体，将微生物发酵液用清水稀释10倍后加入到有机质粉体中，使得有机质充分吸附微生物发酵液，最后将吸附完成的有机质粉体在70℃下烘干处理30min，打散成粉末状，得到微生物组分；最后加入硼砂0.03％、七水硫酸锌0.5％，并将全部粉体物料混合均匀。
(3)混合：将步骤(1)、(2)中制备的复合肥组分和微生物组分混合，然后充分搅拌得到粉末状的微生物有机复合肥，使得实际微生物含量为0.3-0.7亿/克；
(4)造粒：使用造粒机将粉末状的微生物有机复合肥进行造粒，并将得到的颗粒状产品在70℃下烘干处理30min；
(5)分筛包装：对干燥后的颗粒状微生物有机复合肥进行分筛，使得粉状微生物有机复合肥的粒度不大于1.5mm，颗粒状微生物有机复合肥的粒度为1.5-4.5mm。
实施例2：
本实施例中的微生物有机复合肥按照以下步骤制备：
(1)复合肥组分制备：分别以重量百分比称取尿素24％、钙镁磷肥19％、硫酸钾29％，将上述三者分别打散，然后再混合搅拌均匀。
(2)微生物组分制备：在斜面保存或者甘油冻存的侧孢短芽孢杆菌中挑取1-2环菌体，接种到种子培养基中，于28℃,150-250r/min摇瓶培养lOh，得到一级种子液；在液体扩大LB培养基中以2％-5％的接种量接种一级种子液，于28℃,180r/min摇瓶培养lOh，得到二级种子液；在发酵培养基中以2％-5％接种量接种二级种子。通过发酵罐在温度28℃、搅拌桨转速为180r/min条件下发酵24小时，发酵至终点既得胶冻样芽抱杆菌发酵液；
以重量百分比称量木屑、麸皮、秸秆23％，将其粉碎制成粉体，将微生物发酵液用清水稀释10倍后加入到有机质粉体中，使得有机质充分吸附微生物发酵液，最后将吸附完成的有机质粉体在75℃下烘干处理38min，打散成粉末状，得到微生物组分；最后加入硼砂0.05％、七水硫酸锌1.0％，并将全部粉体物料混合均匀。
(3)混合：将步骤(1)、(2)中制备的复合肥组分和微生物组分混合，然后充分搅拌得到粉末状的微生物有机复合肥，使得实际微生物含量为0.3-0.7亿/克；
(4)造粒：使用造粒机将粉末状的微生物有机复合肥进行造粒，并将得到的颗粒状产品在75℃下烘干处理38min；
(5)分筛包装：对干燥后的颗粒状微生物有机复合肥进行分筛，使得粉状微生物有机复合肥的粒度不大于1.5mm，颗粒状微生物有机复合肥的粒度为1.5-4.5mm。
实施例3：
本实施例中的微生物有机复合肥按照以下步骤制备：
(1)复合肥组分制备：分别以重量百分比称取尿素26％、钙镁磷肥21％、硫酸钾24％，将上述三者分别打散，然后再混合搅拌均匀。
(2)微生物组分制备：在斜面保存或者甘油冻存的胶冻样类芽孢杆菌中挑取1-2环菌体，接种到种子培养基中，于28℃,150-250r/min摇瓶培养lOh，得到一级种子液；在液体扩大LB培养基中以2％-5％的接种量接种一级种子液，于28℃,180r/min摇瓶培养lOh，得到二级种子液；在发酵培养基中以2％-5％接种量接种二级种子。通过发酵罐在温度28℃、搅拌桨转速为180r/min条件下发酵24小时，发酵至终点既得胶冻样芽抱杆菌发酵液；
以重量百分比称量木屑、麸皮25％，将其粉碎制成粉体，将微生物发酵液用清水稀释10倍后加入到有机质粉体中，使得有机质充分吸附微生物发酵液，最后将吸附完成的有机质粉体在80℃下烘干处理45min，打散成粉末状，得到微生物组分；最后加入硼砂0.08％、七水硫酸锌1.2％，并将全部粉体物料混合均匀。
(3)混合：将步骤(1)、(2)中制备的复合肥组分和微生物组分混合，然后充分搅拌得到粉末状的微生物有机复合肥，使得实际微生物含量为0.3-0.7亿/克；
(4)造粒：使用造粒机将粉末状的微生物有机复合肥进行造粒，并将得到的颗粒状产品在80℃下烘干处理45min；
(5)分筛包装：对干燥后的颗粒状微生物有机复合肥进行分筛，使得粉状微生物有机复合肥的粒度不大于1.5mm，颗粒状微生物有机复合肥的粒度为1.5-4.5mm。
本发明中还使用了两组对照实施例，分别为实施例4和实施例5，其中实施例4为购自河北德沃多肥料有限公司的微生物有机肥，实施例5为购自史丹利公司的普通氮磷钾复合肥料。
将实施例1至实施例5在其余条件相同的情况下，进行田间试验，以小白菜的亩产作为肥料效果的考察目标，得到的实验结果如表1：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
产量(kg/亩) 1926 1912 1947 1577 1389
表1：不同肥料下小白菜的亩产
由表1可知，市场购买的微生物肥料相对普通复合肥对于亩产有一定的提高，但是由于微生物混合不均匀的问题，导致添加的物生物不能起到充分的杀菌抗病效果；本发明的三种实施例相对对照组的两种实施例均有显著的亩产提升，充分说明了本发明中微生物有机复合肥中加强微生物混合均匀程度对于提高微生物肥料品质的功效。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种微生物有机复合肥，其特征在于：包括复合肥组分和微生物组分，所述复合肥组分包括氮素、磷素、钾素和微量元素成分，所述微生物组分包括有机质和微生物菌体，其各原料的重量百分比如下：
氮素22-26％
磷素19-24％
钾素24-29％
有机质20-25％；
其余为微量元素成分。
2.如权利要求1所述的一种微生物有机复合肥，其特征在于：所述氮素的成分为尿素；所述磷素的成分为钙镁磷肥、磷酸一铵中任意一种或两种的混合物；所述钾素的成分为硫酸钾。
3.如权利要求2所述的一种微生物有机复合肥，其特征在于：所述微量元素成分包括钙镁磷肥、硼砂和七水硫酸锌。
4.如权利要求3所述的一种微生物有机复合肥，其特征在于：所述有机质为木屑、麸皮、秸秆中的一种或多种的混合物。
5.如权利要求4所述的一种微生物有机复合肥，其特征在于：所述微生物包括枯草芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌中的一种或多种的混合物。
6.如权利要求5所述的一种微生物有机复合肥，其特征在于：所述的复合肥包括以重量百分比计算的如下组分(微生物为单位重量的含量)：
尿素24-26％
钙镁磷肥19-22％
硫酸钾25-28％
硼砂0.04-0.06％
七水硫酸锌0.7-1.1％
麸皮22-24％。
7.一种如权利要求1所述的微生物有机复合肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)复合肥组分制备：将复合肥原料按比例称量后，先分别打散，然后再混合搅拌均匀；
(2)微生物组分制备：将微生物菌体用培养液发酵繁殖，然后加水稀释，同时称量适当的有机质将其粉碎制成粉体，将稀释后的微生物发酵液加入到有机质粉体中，使得有机质充分吸附微生物发酵液，最后将吸附完成的有机质粉体低温烘干，打散成粉末状，得到微生物组分；
(3)混合：将步骤(1)、(2)中制备的复合肥组分和微生物组分混合，然后充分搅拌得到粉末状的微生物有机复合肥；
(4)造粒：使用造粒机将粉末状的微生物有机复合肥进行造粒，并将得到的颗粒状产品进行低温烘干；
(5)分筛包装：对干燥后的颗粒状微生物有机复合肥进行分筛，使得粉状微生物有机复合肥的粒度不大于1.5mm，颗粒状微生物有机复合肥的粒度为1.5-4.5mm。
8.如权利要求7所述的一种微生物有机复合肥的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)和(3)中的低温烘干为70-80℃下烘干处理30-45min。
9.如权利要求8所述的一种微生物有机复合肥的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中仅混合氮素、磷素、钾素的原料，微量元素成分的原料于步骤(2)中与所制得的微生物组分均匀混合。
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