CN113461465A - 复合微生物肥及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了复合微生物肥及制备方法，所述复合微生物肥由以下重量份原料组成：12‑18重量份碱处理粉煤灰、18‑23重量份复合微生物菌、5‑10重量份磷酸二氢钾、12‑19重量份土壤调理剂、30‑50重量份稻壳粉、5‑8重量份复合氨基酸、2‑5重量份柠檬酸螯合锰。本发明的复合微生物肥原料廉价、工艺简单，不仅能够提供作物生长所需的营养，而且用量少，肥效高，在促进作物生长、提高作物品质的同时，还能够改善土壤环境，适用范围广，市场前景好。

Description

复合微生物肥及制备方法
技术领域
本发明涉及生物肥料技术领域，具体涉及复合微生物肥及制备方法。
背景技术
目前，为了满足人们对粮食的需求，主要是通过施加大量化肥等无机肥来提高作物产量。长期大量施用无机化肥不仅不能保持作物持续增产，还会导致土壤结构稳定性破坏，土壤持水量降低，土壤状况恶化，肥力退化，环境污染加剧。在当前农业可持续发展的前提下，农业生态环境问题日益严峻，农业的可持续发展成为了当前研究的重点。
复合微生物肥，是指除了含有一种或多种特定的微生物外，还含有其他作物生长所需的营养物质，能通过微生物的生命活动提供作物正常生长所需要的营养元素，从而使作物产量和品质提高，而且微生物活动还能产生一些对作物生长发育有利的次生代谢产物，能够促进作物对营养物质的吸收，促进作物生长。此外，复合微生物肥还能够通过有益微生物的大量繁殖限制病原微生物的生长繁殖，从而减少作物病虫害的发生，提高作物抗逆性，提高作物的品质和产量。
复合微生物肥施用方法简单，适用于不同农业种植方式和种植体系，投入少，效益高，作用明显，保护生态环境不受污染，能够明显提高肥料利用率、恢复并维持土壤肥力以及作物品质和产量等，成为普通化肥等无机肥料的最佳替代品或辅助品，同时能够降低作物病虫害的发生率，符合现代生态农业的可持续发展方向。
公开号为CN 112573963A的发明专利公开了一种复合微生物肥料及其制备方法，主要包括以下原料：：微生物速腐剂、小麦秸秆、玉米秸秆、饼粕、氢氧化钠、粉煤灰、畜禽粪、磷矿粉、氯化钾、竹醋液、石蒜碱。该复合微生物肥料能够提高原料中的纤维素分解，促进植物生长；但是制备工艺较为复杂，且存在肥料利用率不高等问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种复合微生物肥及制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：12-18重量份粉煤灰、18-23重量份复合微生物菌、5-10重量份磷酸二氢钾、30-50重量份稻壳粉、5-8重量份复合氨基酸、2-5重量份柠檬酸螯合锰。
进一步地，一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：12-18重量份碱处理粉煤灰、18-23重量份复合微生物菌、5-10重量份磷酸二氢钾、30-50重量份稻壳粉、5-8重量份复合氨基酸、2-5重量份柠檬酸螯合锰。
更进一步地，一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：12-18重量份碱处理粉煤灰、18-23重量份复合微生物菌、5-10重量份磷酸二氢钾、12-19重量份土壤调理剂、30-50重量份稻壳粉、5-8重量份复合氨基酸、2-5重量份柠檬酸螯合锰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为(1-3):(1-3):(1-3)混合而成。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将75-90重量份粉煤灰加入150-180重量份3-5mol/L氢氧化钠水溶液中，以1000-1500rpm搅拌15-30min后放入恒温培养箱中，在温度为140-160℃、0.4-0.5MPa压力下反应18-30h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于50-70℃烘箱中干燥20-30h，得到碱处理粉煤灰。
粉煤灰中含有多种对植物生长有益的稀有金属，但是由于粉煤灰的特殊结构和性能，导致其难以被植物吸收和利用。用碱活化剂对粉煤灰处理后，粉煤灰球形玻璃珠状的结构受到不同程度的破坏，出现了球体破碎和空化，增加了粉煤灰的比表面积和粉煤灰巯的内部空间，而且形成的孔洞和凹槽使粉煤灰颗粒中的稀有金属活化，易于作物吸收利和用。
所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将4-8重量份阿拉伯胶和5-10重量份液体石蜡溶于90-110重量份水中，得到溶液a；将4-8重量份明胶和0.3-0.8重量份Span80溶于90-110重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入8-12wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.5-4.0，再加入3-6重量份交联剂，以1000-1500rpm的转速搅拌8-15min后，加入18-23wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8-9，得到微球载体溶液；
S2、将1-2重量份黄腐酸和0.5-2重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以400-600rpm的转速搅拌20-35min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
进一步地，所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将4-8重量份阿拉伯胶和5-10重量份液体石蜡溶于90-110重量份水中，得到溶液a；将4-8重量份明胶和0.3-0.8重量份Span80溶于90-110重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入8-12wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.5-4.0，再加入3-6重量份交联剂，以1000-1500rpm的转速搅拌8-15min后，加入18-23wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8-9，得到微球载体溶液；
S2、将1-2重量份黄腐酸和0.5-2重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以400-600rpm的转速搅拌20-35min，然后加入1-3重量份壳聚糖季铵盐，以150-300rpm的转速搅拌25-35min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
更进一步地，所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将4-8重量份阿拉伯胶和5-10重量份液体石蜡溶于90-110重量份水中，得到溶液a；将4-8重量份明胶和0.3-0.8重量份Span80溶于90-110重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入8-12wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.5-4.0，再加入3-6重量份交联剂，以1000-1500rpm的转速搅拌8-15min后，加入18-23wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8-9，得到微球载体溶液；
S2、将1-2重量份黄腐酸和0.5-2重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以400-600rpm的转速搅拌20-35min，然后加入1-3重量份壳聚糖季铵盐，以150-300rpm的转速搅拌25-35min，再加入2-5重量份包膜剂，以200-500rpm的转速搅拌50-80min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
所述交联剂为30-40wt％戊二醛水溶液。
阿拉伯胶是一种水溶性胶体，不仅与大多数天然胶体和高分子材料相兼容复合，而且能和其他的胶体、蛋白质、淀粉等大分子相融合作为微球材料。明胶是溶解性好、价格低，经常使用的亲水性蛋白质胶体。当二者复合合成微球时，阿拉伯胶作为增稠剂对明胶具有稀释粘度的效应，即阿拉伯胶降低了明胶的粘度，提高了溶液均匀性、流动性，有利于形成尺寸大小均一的微球。
黄腐酸是一种作物生长调节剂，能够促进作物生长，提高作物抗逆性。硫酸亚铁能够有效促进养分吸收，预防作物病害，铁是叶绿素合成的必需元素，硫是蛋白质合成的必需元素，对作物生长非常有益。壳聚糖季铵盐具有良好的吸湿保湿性以及成膜性，微球特殊的网络结构增加了壳聚糖季铵盐与微生物群落的接触面积。
本发明先在酸性环境中，带负电的阿拉伯胶粒子和带正电的明胶粒子通过相互吸引发生电荷中和而进行凝聚，再加入交联剂与阿拉伯胶和明胶上的氨基进行反应，除去过量的聚电解质，而且随着pH值升高，微球载体在不断形成的过程中，其内部和表面会逐渐形成大量不规则的中空结构，然后小分子的营养物质和硫酸亚铁通过中空结构顺利进入微球载体内部，并用壳聚糖季铵盐作为抗氧化剂，来避免亚铁离子的氧化；最后再将包膜剂作为微球外层封装物质，包裹在微球表面，在提高壳聚糖季铵盐的化学稳定性和延长硫酸亚铁的缓释时间的同时，有效增加了微球表面积，提高了小分子物质包埋率。本发明土壤调理剂由于在微球表面存在大量的交联结构和大量的亲水基团，可以强力锁住水分子，具有优异的保水性能，从而有效地减少了农业生产中的用水量。
所述包膜剂为明胶、β-环糊精、聚乙烯醇、壳聚糖中的一种或多种。
优选的，所述包膜剂为β-环糊精和聚乙烯醇的混合物，其中β-环糊精和聚乙烯醇的质量比为(1-3):1。
β-环糊精具有良好的隔离性，有效防止了硫酸亚铁的氧化。聚乙烯醇是一种水溶性高分子，价格低廉，具有可生物降解性和成膜性。将β-环糊精和聚乙烯醇作为包膜剂，两者含有大量的亲水基团-羟基，易于水分子结合，增加土壤调理剂的吸水性和保水性，而且β-环糊精的疏水内腔能够锁住水分子，聚乙烯醇能够通过吸水作用产生膜内外压差迫使内部营养物质溶出。
上述复合微生物肥的制备方法，包括以下步骤：将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
本发明的有益效果：
1.本发明采用碱处理粉煤灰，一方面是是利用碱处理后的粉煤灰中含有大量的孔洞和凹槽在与微生物菌混合的过程中，易于微生物菌的附着和吸附，能够提高微生物菌的利用效率；另一方面是碱处理过的粉煤灰结构遭到破坏，稀有金属得以活化，更易于作物吸收利用。
2.本发明制备的含有营养物质的土壤调理剂，其表面含有大量的交联结构和亲水基团，能够让营养物质缓慢释放，延长肥料的作用时间，同时还具有优异的保水性能，减少农业生产中的用水量。
3.本发明复合微生物肥原料廉价、工艺简单，不仅能够提供作物生长所需的营养，而且用量少，肥效高，在促进作物生长、提高作物品质的同时，还能够改善土壤环境，适用范围广，市场前景好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
稻壳粉，规格：100目，购于石家庄大颂农业种植有限公司。
复合氨基酸，采用市售氨基酸原粉，含量：80％，购于山东瑞江化工有限公司。
柠檬酸螯合锰，型号：RC-686，购于郑州瑞昌化工产品有限公司。
β-环糊精，CAS号：7585-39-9，货号：S11010，购于上海源叶生物科技有限公司。
壳聚糖季铵盐，取代度：90％，型号：BJN0980，购于西安贝吉诺生物科技有限公司。
阿拉伯胶，CAS号：9000-01-5，分子量：25万，含量：99％，购于江苏采薇生物科技有限公司。
明胶，CAS号：9000-70-8，分子量：6万，购于湖北东曹化学科技有限公司。
液体石蜡，CAS号：8042-47-5，密度：0.85g/mL，含量：99％，型号：cx993，购于山东初鑫化工有限公司。
Span80，CAS号：1338-43-8，HLB值：4.3，水分：1.5％，购于江苏省海安石油化工厂。
聚乙烯醇，CAS号：9002-89-5，分子量：85000，购于上海荣欧化工科技有限公司。
粉煤灰，粒径：80μm，密度：2.45g/cm3，购于长沙达诺建材有限公司。
细黄链霉菌，拉丁文名：Streptomyces microflavus，编号：CGMCC4.61，购于中国普通微生物菌种保藏中心。
巴西固氮螺菌，拉丁文名：Azospirillum brasilense，编号：CGMCC1.10379，购于中国普通微生物菌种保藏中心。
热带假丝酵母，拉丁文名：Candida tropicalis，编号：CGMCC2.689，购于中国普通微生物菌种保藏中心。
实施例1
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、49重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
实施例2
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份碱处理粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、49重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将80重量份粉煤灰加入160重量份4mol/L氢氧化钠水溶液中，以1200rpm搅拌20min后放入恒温培养箱中，在温度为150℃、0.48MPa压力下反应24h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于60℃烘箱中干燥24h，得到碱处理粉煤灰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
实施例3
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份碱处理粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、15重量份土壤调理剂、34重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将80重量份粉煤灰加入160重量份4mol/L氢氧化钠水溶液中，以1200rpm搅拌20min后放入恒温培养箱中，在温度为150℃、0.48MPa压力下反应24h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于60℃烘箱中干燥24h，得到碱处理粉煤灰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将5重量份阿拉伯胶和8重量份液体石蜡溶于100重量份水中，得到溶液a；将5重量份明胶和0.5重量份Span80溶于100重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入10wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.92，再加入5重量份交联剂，以1200rpm的转速搅拌10min后，加入20wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8.5，得到微球载体溶液；所述交联剂为37wt％戊二醛水溶液；
S2、将1.5重量份黄腐酸和1重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以500rpm的转速搅拌30min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
实施例4
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份碱处理粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、15重量份土壤调理剂、34重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将80重量份粉煤灰加入160重量份4mol/L氢氧化钠水溶液中，以1200rpm搅拌20min后放入恒温培养箱中，在温度为150℃、0.48MPa压力下反应24h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于60℃烘箱中干燥24h，得到碱处理粉煤灰。
所述复合微生物菌由、细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将5重量份阿拉伯胶和8重量份液体石蜡溶于100重量份水中，得到溶液a；将5重量份明胶和0.5重量份Span80溶于100重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入10wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.92，再加入5重量份交联剂，以1200rpm的转速搅拌10min后，加入20wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8.5，得到微球载体溶液；所述交联剂为37wt％戊二醛水溶液；
S2、将1.5重量份黄腐酸和1重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以500rpm的转速搅拌30min，然后加入2重量份壳聚糖季铵盐，以200rpm的转速搅拌30min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
实施例5
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份碱处理粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、15重量份土壤调理剂、34重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将80重量份粉煤灰加入160重量份4mol/L氢氧化钠水溶液中，以1200rpm搅拌20min后放入恒温培养箱中，在温度为150℃、0.48MPa压力下反应24h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于60℃烘箱中干燥24h，得到碱处理粉煤灰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将5重量份阿拉伯胶和8重量份液体石蜡溶于100重量份水中，得到溶液a；将5重量份明胶和0.5重量份Span80溶于100重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入10wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.92，再加入5重量份交联剂，以1200rpm的转速搅拌10min后，加入20wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8.5，得到微球载体溶液；
S2、将1.5重量份黄腐酸和1重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以500rpm的转速搅拌30min，然后加入2重量份壳聚糖季铵盐，以200rpm的转速搅拌30min，再加入3重量份β-环糊精，以300rpm的转速搅拌60min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
实施例6
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份碱处理粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、15重量份土壤调理剂、34重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将80重量份粉煤灰加入160重量份4mol/L氢氧化钠水溶液中，以1200rpm搅拌20min后放入恒温培养箱中，在温度为150℃、0.48MPa压力下反应24h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于60℃烘箱中干燥24h，得到碱处理粉煤灰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将5重量份阿拉伯胶和8重量份液体石蜡溶于100重量份水中，得到溶液a；将5重量份明胶和0.5重量份Span80溶于100重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入10wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.92，再加入5重量份交联剂，以1200rpm的转速搅拌10min后，加入20wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8.5，得到微球载体溶液；所述交联剂为37wt％戊二醛水溶液；
S2、将1.5重量份黄腐酸和1重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以500rpm的转速搅拌30min，然后加入2重量份壳聚糖季铵盐，以200rpm的转速搅拌30min，再加入3重量份聚乙烯醇，以300rpm的转速搅拌60min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
实施例7
一种复合微生物肥，由以下重量份原料组成：15重量份碱处理粉煤灰、20重量份复合微生物菌、7重量份磷酸二氢钾、15重量份土壤调理剂、34重量份稻壳粉、6重量份复合氨基酸、3重量份柠檬酸螯合锰。
所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将80重量份粉煤灰加入160重量份4mol/L氢氧化钠水溶液中，以1200rpm搅拌20min后放入恒温培养箱中，在温度为150℃、0.48MPa压力下反应24h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于60℃烘箱中干燥24h，得到碱处理粉煤灰。
所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为1:1:1混合而成。
所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将5重量份阿拉伯胶和8重量份液体石蜡溶于100重量份水中，得到溶液a；将5重量份明胶和0.5重量份Span80溶于100重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入10wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.92，再加入5重量份交联剂，以1200rpm的转速搅拌10min后，加入20wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8.5，得到微球载体溶液；所述交联剂为37wt％戊二醛水溶液；
S2、将1.5重量份黄腐酸和1重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以500rpm的转速搅拌30min，然后加入2重量份壳聚糖季铵盐，以200rpm的转速搅拌30min，再加入3重量份包膜剂，以300rpm的转速搅拌60min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
所述包膜剂为β-环糊精和聚乙烯醇的混合物，其中β-环糊精和聚乙烯醇的质量比为2:1。
上述复合微生物肥的制备方法，将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
种植试验
试验设计：
试验土壤：试验在蔬菜种植示范园进行，土壤养分含量为：有机质11.8g/kg，全氮67.8g/kg，速效磷14.8mg/kg，速效钾96.1mg/kg。
供试黄瓜品种：津优639。
试验方法：试验采用白色塑料盆作为栽培器皿，每盆装3kg试验土样并轻轻压实，土表离盆口1.5cm。其中试验组1-7中的试验土样中分别添加了3％(复合微生物肥与土壤质量比)实施例1-7制备的复合微生物肥，记为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7，对照组未加入任何复合微生物肥，标记为CK。然后栽培定植育好的整齐一致、无病虫害的黄瓜植株，每盆栽3株。黄瓜生长期保持盆内土壤含水量在65％，其他管理按黄瓜盆栽常规管理方法进行，各处理间管理水平一致。各处理均设3次重复。
测试例1
黄瓜生长和生理指标测试：
株高：用卷尺测量种植45天后主蔓第一真叶至主蔓先端的全长。
茎粗：用游标卡尺测量种植35天后主蔓中部最粗节间的横径。
叶绿素含量：取种植30天后的黄瓜功能叶片(从上往下数第5片叶)，打孔器打取的圆叶片称取0.2g于20mL 80％丙酮中，避光浸提24h，叶片浸提至白色，于652nm波长下比色，用80％丙酮作为空白对照。
表1黄瓜生长和生理指标
株高(cm) 茎粗(mm) 叶绿素含量(mg/g)
CK 59.3 5.96 1.50
L1 61.5 6.11 1.59
L2 64.2 6.28 1.67
L3 75.6 6.62 2.02
L4 80.7 6.77 2.28
L5 86.1 6.90 2.41
L6 85.9 6.89 2.40
L7 90.4 7.25 2.53
以上结果可知，本发明的复合微生物肥能够有效促进作物的株高、茎粗等生长指标的提高，以及能够有效改善植株叶片的光合能力，调节植株生长而延迟植株衰老。与L1相比，L2的生长指标有所增加，这可能是由于碱处理后的粉煤灰中对作物生长有益的稀有金属得以活化，易于作物吸收利用，进而提高了作物生长。L3-L7与L2相比，作物的生产指标有了明显的提高，其原因可能是由于使用了土壤调理剂，尤其是土壤调理剂中含有大量的促进植株生长的营养物质，而且土壤调节剂具有的特殊结构能够为作物生长持续提供营养成分。L4的叶绿素含量明显高于L3，这主要可能是土壤调理剂中的营养物质-硫酸亚铁易于氧化，L4中通过引入壳聚糖季铵盐作为抗氧化剂，能够有效避免亚铁粒子的氧化，促进叶绿素的合成；在L5的土壤调理剂中进一步加入了包膜剂，不仅提高了抗氧化剂的化学稳定性，还能够延长硫酸亚铁的缓释时间，导致叶绿素含量进一步提高。
测试例2
土壤酶活性测试：土壤酶活性是表征土壤熟化和肥力水平高低的重要指标，是土壤有机养分转化的一个重要因素。
过氧化氢酶测定：将种植30天后的黄瓜根区土壤进行取样，自然风干后进行研磨，过20目筛，然后称取5g置于具塞三角瓶中，加入0.5mL甲苯，摇匀，于4℃冰箱中放置30min，取出后立刻加入25mL冰箱贮存的0.3％H2O2水溶液，充分摇匀后，再置于冰箱中存放1h。取出，迅速加入冰箱贮存的2mo1/L H2SO4溶液25mL，摇匀，过滤。取1mL滤液于三角瓶，加入5mL蒸馏水和5mL 2mo1/L H2SO4，用0.02mo1/L高锰酸钾溶液滴定。过氧化氢酶活性以每g干土1h内消耗的0.1mo1/L高锰酸钾体积数表示。
表2土壤酶活性
Figure BDA0003212462190000131
本发明制备的复合微生物肥能够为土壤提供较高的酶活力，减轻有害物质对作物的危害，改善土壤环境。与空白组相比，本发明的复合微生物肥中的有益菌能够通过生命活动释放较多的过氧化氢酶进入土壤，使土壤在长时期内保持高的酶活性，增强土壤的氧化还原能力，进而减轻过氧化氢的积累，以及对作物的毒害作用。本发明制备的土壤调理剂在与有益菌混合后，其内部的营养物质以及表面的交联结构能够持续为有益菌提供生长所需物质，对有益菌的生长和繁殖起到了较好的促进作用。
测试例3
保水性能测试：取3g实施例3-7制备的土壤调理剂分别与200g干土(过26目筛网)混合均匀后，装入直径为4.5cm的聚氯乙烯管中，聚氯乙烯管底部用100目无纺布封口，对土柱进行称重，记为W0。对照组未加入任何土壤调理剂，标记为CK。然后从管上端缓慢加入自来水，直到底部有水开始渗出为止，静置，待不再有水渗出时，土柱再次称重，记为W1，随后将样品在室温下放置20天后，土柱再次称重，记为W2。保水性能用水分保持率表示，计算公式如下：
WR(％)＝[(W2-W0)/(W1-W0)]×100％
表3保水性能
水分保持率，％
CK 3.2
实施例3 21.9
实施例4 24.5
实施例5 31.6
实施例6 31.3
实施例7 34.8
以上结果可知，本发明制备的土壤调理剂具有较好的保水性能。与实施例3相比，实施例4的保水性能较好，这可能是由于壳聚糖季铵盐的加入在避免亚铁离子氧化的同时，壳聚糖季铵盐自身还具有较好的成膜性能以及吸湿保湿性能。实施例5和实施例6采用的土壤调理剂是在微球载体外层使用包膜剂作为封装物质，所以较实施例3相比，其保水性能有了较大的提升，可能是由于包膜剂不仅增加了载体微球的表面积，还在微球表面形成大量的交联结构和大量的亲水基团，能够有力的锁住土壤中的水分子，提高土壤的保水性能。实施例7采用β-环糊精和聚乙烯醇的混合物作为包膜剂，二者协同增效，比实施例5和实施例6单独使用β-环糊精或聚乙烯醇时的保水性能更好，主要可能是两者含有大量的亲水基团-羟基，易于水分子结合，增加土壤调理剂的吸水性和保水性，而且β-环糊精的疏水内腔能够锁住水分子，聚乙烯醇能够通过吸水作用产生膜内外压差迫使内部营养物质溶出。

Claims (8)

1.复合微生物肥，其特征在于，由以下重量份原料组成：12-18重量份碱处理粉煤灰、18-23重量份复合微生物菌、5-10重量份磷酸二氢钾、12-19重量份土壤调理剂、30-50重量份稻壳粉、5-8重量份复合氨基酸、2-5重量份柠檬酸螯合锰。
2.如权利要求1所述的复合微生物肥，其特征在于，所述复合微生物菌由细黄链霉菌、巴西固氮螺菌、热带假丝酵母按照质量比为(1-3):(1-3):(1-3)混合而成。
3.如权利要求1所述的复合微生物肥，其特征在于，所述碱处理粉煤灰的制备方法如下：
将75-90重量份粉煤灰加入150-180重量份3-5mol/L氢氧化钠水溶液中，以1000-1500rpm搅拌15-30min后放入恒温培养箱中，在温度为140-160℃、0.4-0.5MPa压力下反应18-30h，然后离心，收集底部沉淀物，并用水洗涤至pH＝7，置于50-70℃烘箱中干燥20-30h，得到碱处理粉煤灰。
4.如权利要求1所述的复合微生物肥，其特征在于，所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将4-8重量份阿拉伯胶和5-10重量份液体石蜡溶于90-110重量份水中，得到溶液a；将4-8重量份明胶和0.3-0.8重量份Span80溶于90-110重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入8-12wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.5-4.0，再加入3-6重量份交联剂，以1000-1500rpm的转速搅拌8-15min后，加入18-23wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8-9，得到微球载体溶液；
S2、将1-2重量份黄腐酸和0.5-2重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以400-600rpm的转速搅拌20-35min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
5.如权利要求1所述的复合微生物肥，其特征在于，所述土壤调理剂的制备方法如下：
S1、将4-8重量份阿拉伯胶和5-10重量份液体石蜡溶于90-110重量份水中，得到溶液a；将4-8重量份明胶和0.3-0.8重量份Span80溶于90-110重量份水中，得到溶液b；然后将溶液a和溶液b混合，加入8-12wt％醋酸水溶液将混合液pH调至3.5-4.0，再加入3-6重量份交联剂，以1000-1500rpm的转速搅拌8-15min后，加入18-23wt％氢氧化钠水溶液将pH调至8-9，得到微球载体溶液；
S2、将1-2重量份黄腐酸和0.5-2重量份硫酸亚铁加入到步骤S1得到的全部微球载体溶液中，以400-600rpm的转速搅拌20-35min，然后加入1-3重量份壳聚糖季铵盐，以150-300rpm的转速搅拌25-35min，再加入2-5重量份包膜剂，以200-500rpm的转速搅拌50-80min，离心，洗涤，干燥，得到土壤调理剂。
6.如权利要求4或5所述的复合微生物肥，其特征在于，所述交联剂为30-40wt％戊二醛水溶液。
7.如权利要求5所述的复合微生物肥，其特征在于，所述包膜剂为明胶、β-环糊精、聚乙烯醇、壳聚糖中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一项所述的复合微生物肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各原料按重量份称取后混合均匀，即得复合微生物肥。
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