CN1163445C - 生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效生物有机肥，其利用草炭、农副产品下脚料等肥料型有机物为(载体)基本原料，加入除臭剂、促进剂、稳定剂、增效剂等，配合由固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌组成的生态菌群和营养调整剂，依据科学原理进行配方，经加工制成。其资源可就地取材，废物利用，无限循环，符合生态(绿色)农业发展方向，对发展“两高一优”农业具有深远的战略意义。

Description

生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明是关于一种有机肥及其制备方法，更特别的是关于一种高效生物有机肥及其制备方法。

背景技术

微生物肥料最早应用成功的是用根瘤菌的纯培养物作接种剂来保证豆科植物结瘤。20世纪初期，欧美就有了根瘤菌接种剂的商品化生产。通过根瘤菌的共生固氮作用，可将大气中不能被植物直接利用的N2转化为铵离子供植物所利用。试验结果表明：大豆氮素主要来源于根瘤菌的共生固氮，占总氮量的50.1％～74.1％(陈华葵、樊庆笙《中国共生固氮研究五十年》南京农业大学出版社，1991)。国外根瘤菌的应用已相当广泛。1980年美国已具有10种豆科作物根瘤菌剂。其中，72.8％的菌剂应用于大豆接种，使用面积为784.7万公顷。8.6％的菌剂应用于花生接种，使用面积为12.8万公顷。我国自50年代初就开始自行研制和推广根瘤菌，1953年我国生产的菌肥的推广面积达2000多万亩，获得了肯定的增产效果。从此我国的根瘤菌剂的品种不断增多，60年代初期广泛应用华中农学院筛选的紫云英根瘤菌，在我国南方几省使用时效果良好。80年代，中国农科院土肥所等单位将根瘤菌应用于三叶草、苜蓿等饲料豆科牧草，进行大面积的接种，增产效果明显。华中农业大学等单位主持的国家“863”计划项目“高效固氮大豆、花生基因工程根瘤菌的构建与应用”取得了较好的进展，1990～1995年基因工程根瘤菌的中试推广面积达500万亩，平均增产幅度达10％以上。

我国是农业大国，随着种植业的快速发展，对肥料的需求越来越大，而制备肥料的资源有限，有必要开辟新的肥料来源。另一方面，各种农作物下脚料、畜禽粪便没有得到有效的利用，在许多情况下构成了对环境的污染源。因而，以各种农作物废弃物、畜禽粪便等为原料制备肥料的途径已引起发人们的重视。目前已有许多通过发酵来将各种废弃物转化成肥料的方法，但这些方法中使用的菌种的种类单一，多为乳酸菌及霉菌和酵母菌发酵。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高效生物有机肥及其制备方法。

本发明的目的之二是提供一种既有速效、又具长效、既能满足农作物的营养需要，又兼有保水、保肥、缓释、且能改良土壤的新型高效生物有机肥。

本发明的这些以及其它目的将通过下列详细说明和描述来进一步展开和阐述。

在本发明中，高效生物有机肥使用了生物菌及各种化合物，其包括如下成份：

20～80重量份肥料型有机物，5～30重量份无机矿石粉，

5～25重量份生物菌液。

进一步的，本发明的高效生物有机肥，使用了生物菌液及各种化合物，其含有如下成份：

20～80重量份  肥料型有机物，5～30重量份  无机矿石粉，

4～10重量份   硫酸，        1～2重量份   硫酸亚铁，

1～2重量份    发酸催熟粉，  1～2重量份   除臭剂，

5～25重量份   生物菌液。

较好的是，本发明的高效生物有机肥，使用了生物菌液及各种化合物，其含有如下成份：

30～60重量份  肥料型有机物，5～25重量份  无机矿石粉，

5～10重量份   硫酸，        1～2重量份   硫酸亚铁，

1～2  重量份  发酸催熟粉，  1～2重量份   除臭剂，

10～20重量份  生物菌液。

更好的是，本发明的高效生物有机肥，使用了生物菌液及各种化合物，其含有如下成份：

30～45重量份  肥料型有机物，5～30重量份  无机矿石粉，

5～10重量份   硫酸，      1～2重量份  硫酸亚铁，

1～2重量份    发酸催熟粉，1～2重量份  除臭剂，

15～20重量份  生物菌液。

在本发明的高效生物有机肥中，所述的肥料型有机物可以是农作物废弃物、畜禽粪便、工业发酵的废弃物、草炭、磷骨粉、骨粉等，进一步的农作物废弃物可以是植物秸秆、饼粕、麸糠、草粉、树叶、生活垃圾、花生壳粉，可以是单一的，也可以是它们的混合物。无机矿石粉可以是氧化磷、氧化钾、硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硼酸和钼酸铵等，可以是单一的，也可以是它们的混合物；或生产硼酸或硼砂时所得的副产物、骨料、闪锌矿、软锰矿等；生物菌可以是大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌之一或它们的混合物的培养液；产品氮、磷、钾总和大于10％，含有益活菌量大于3亿个/克，有机质含量大于30％，并含多种中量、微量元素和有机化合物。所述的发酸催熟粉和除臭剂为市售产品，如南京化学工业集团公司催化剂厂就生产适合本申请使用的产品。

在本发明中，所述的高效生物有机肥可以按以下方法制备，包括如下步骤：

A、采用公知的方法、培养基，按大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌1∶0.5～1.5∶0.4～2∶0.3～2的重量比例制备生物菌，经一、二级培养后得生物菌液；

B、将肥料型有机物(含氮、碳)强化发酵、烘干、然后粉碎至60目以下；

C、将无机矿石粉、硫酸、硫酸亚铁、发酸催熟粉、除臭剂等混合；

D、将A、B、C步骤所得的产品混合搅拌，造粒、计量包装得成品。

本发明的高效生物有机肥，是以高新技术为支柱，以生态农业理论为研制依据，以农业化学研究和植物微生态学理论为基础。利用草炭、农副产品下脚料等肥料型有机物为(载体)基本原料，加入除臭剂、促进剂、稳定剂、增效剂等，配合由固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌组成的生态菌群和营养调整剂，依据科学原理进行配方，经加工制成。其资源可就地取材，废物利用，无限循环，符合生态(绿色)农业发展方向。对发展“两高一优”农业具有深远的战略意义。

在本发明中，固氮菌能增加土壤的氮素来源，磷细菌和硅酸盐细菌能够将土壤中难溶性的磷、钾溶解出来，转化成可被植物吸收利用的磷、钾元素；施入土壤中的生物肥，除自身生物活性外，还刺激了其它根际微生物的生命活动，加强了根际微生物的生命活动，促进了土壤有机质的转化，增加了土壤对作物多种营养元素的供给。按照各种微生物菌体的习性和生理、生化特点，分别进行适应性培育，培育后按特定比例，混合在一起，继续培养，使其共生，协调生长，最后由多种菌种构成具有优势、生命力强的微生物生态群，然后用载体吸附的方法，制成微生物剂。施用生物肥料后，由于微生物在作物根部大量生长繁殖，成为作物根际优势菌，抑制和减少有害病菌的繁殖机会，起到了减轻或拮抗病原菌的作用，有利于作物茁壮成长。使用生物有机肥后，土壤有效养分增加，促进根系发育，提高了根系吸收水分和营养物质的能力，为作物生长发育提供了足够的养分，改善植株营养，增大光合面积，增强光和强度，降低呼吸，增加了净光合产物的积累；通过上述综合作用，使营养、促进、生物防冶紧密结合起来，为植物生长提供了一个优良的生态环境。

在本发明中，生物有机肥由固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌等组成生态菌群，所含氮、磷、钾、中量元素、微量元素的有机和矿物质成份，经过微生物菌群的代谢作用，产生营养物质以满足农作物的各种营养需要，同时，在微生物不断增殖代谢活动中，也产生各种酶系，加速各种营养物质的快速分解、转化、使之被作物吸收；微生物菌群在生命活动中，还分泌一些激素类物质，用作刺激农作物的生长发育。生物有机肥中的添加剂，一方面活化微生物的酶系统，使微生物自身增殖和转化各种营养物质。另一方面可被农作物根系直接吸收，促进农作物中酶系统进一步活化，加快农作物的生长发育，生态菌群还分泌大量的代谢物质，抑制土壤中的各种有害病原菌，使农作物免受和减少病菌和侵袭，由于生态菌群的生命活动，使土壤中不断积累大量有机质，改善土壤理化性状，促进土壤团粒结构的提高，加快土壤熟化，提高土壤肥力，使农作物不断增产，因此，有着良好的生态效益。

本发明的生物有机肥是一种既有速效、又具长效、既能满足农作物的营养需要，又兼有保水、保肥、缓释、且能改良土壤的新型高效生物有机肥。用作底肥，肥效分解缓慢持久，可减少追肥次数，省时省力，可减轻农民的劳动强度，尤其减少磷酸二铵、硫酸钾和三元复合肥的进口，节约外汇，不仅有着显著和经济效益，更重要的是有着广泛的社会效益。

本发明的方法所用设备简单，制作容易，在搅拌釜中反应60～90分钟即可制成(也可连续生产)，制成的原料加入微生物菌剂即可生产生物有机肥料，与无机肥料混合便可生产有机—无机复合肥，该原料本身就是一种特效有机肥，为全营养元素肥料，经常施用，有益于土壤微生物的活动与繁殖，可增加土壤有机质，培肥地力，增加土壤保水保肥能力和通透性，改善土壤理化性状和结构，消除土壤板结，保护生态环境，提高土地生产能力，根系发达；增强作物的营养吸收能力和植株长势，从而增强了作物的抗病性，减少防治病害的施药次数和施药量，可减轻土地和环境污染，有利于提高农产品品质。

            高效生物有机菌肥田间试验报告

吉林省四平红嘴农业科技有限公司生产的高效生物有机菌肥由山东省寿光市农业技总站组织进行田间试验，其试验结果报告如下：

1、试验作物：西红柿、架豆、黄瓜。

2、试验农户：稻田镇马寨村、马金柱(黄瓜)。

             马店乡里虎村、刘欢武(西红柿、架豆)。

3、试验面积：各2亩。

4、施把数量：各800公斤(底肥)。

5、试验结果：

①植株粗壮，叶片黑厚(呈自绿色)，果实饱满，外表颜色呈自绿色，口感好，无畸形果。

②成熟期提前，三种作物都分别提前7～10天成熟。

③生长期长：同样种植，同一时间定植，果菜采摘期延长，可延长一周以上。

④增产增收效果明显，经实际测产，西红柿可增产20～26％，黄瓜增产30％以上，架豆可增产20％以上。通常情况下，用生物肥生产的蔬菜可比用化肥生产的蔬菜每斤多卖0.1～0.2元。马金柱家施肥前每亩平均采摘黄瓜3.4万公斤，亩收入为27200元。施用生物肥后追肥次数减少4次(每次100公斤)，每亩肥料降低成本720元，合计1440元，而采摘黄瓜为4.2万公斤/亩，增产26％，收入为37800元，亩增收38.3％，加上肥料少投入，实际增收42％，并且整个黄瓜生长期无病虫害，平均亩产黄瓜4.56万公斤，而施用化肥的平均只采摘3.2万公斤，且施肥(追肥)比生物肥多40％以上。

刘欢武施用生物肥前西红柿采摘9600公斤，收入为19200元。施用生物肥后平均亩产11600公斤，追肥次数减少50％(两次)平均每公斤要比上化肥的多卖0.30元，实际收入22270元/亩，增产37％。

云豆施用生物肥前采摘7300公斤/亩，收入为17520元。施用生物肥后平均亩产8670公斤，增产18.7％(减少追肥三次)，收入为20900元，增收19％。

⑤施肥量降低，成本下降，平均亩可降低成本600元至800元。

⑥抗逆性好，能有效抑制病虫害的发生，从试验户的反映看，施用该肥，作物基本不生病。

使用方法及用量

水稻：施用量60～70公斤/亩，最好在翻地前撒施后及时翻入土中，施肥深度为15厘米左右；如果在水耙前施，需注意在5日内不排水、串水，以免肥料随水流失，一次性底肥，不用追肥。

玉米：施用量50～60公斤/亩，可结合翻地一次性深施15厘米左右做底肥，不用追肥，避免肥料与种、苗接触，以防肥料烧种、烧苗，可采用条施、埯施、侧施或垅间施等深施法。

大豆：施用量40～50公斤/亩(施用方法同玉米专用肥)。

小麦：施用量45～55公斤/亩(施用方法同玉米专用肥)。

蔬菜：施用方法：在翻地前或做垅时深施底肥，施肥深度15厘米左右，需追肥的，穴施后履土。(施肥量详见下表)

                     蔬菜作物施肥量参照表

作物名称	底肥(公斤/亩)	追肥(公斤/亩)	说明
				黄瓜	90(棚)	60	初瓜期分别追20～30公斤
西红柿	90～110(棚)	70	穗果膨大时30公斤，其余分两次施于盛果期
				白菜	50～70		不用追肥
甜瓜	70		不用追肥
				薯类	70～80		不用追肥

注意事项

(1)可根据作物品种、土壤状况，调整施肥时间、用量及施用方法。

(2)本产品不可与农药及杀菌剂混合使用。

(3)产品应存于阴凉干燥通风处，注意防潮、防雨淋、防日光曝晒、防破裂。

(4)本肥料切勿与植物的根、茎、叶直接接触，穴施肥料距植株6～10厘米。

(5)追肥应比常规用化肥提前7～10天。

注：本表中施用量是依据吉林省中西部地区常用量确定的。辽宁省应增加15％以上；黑龙江省应减少15％左右；西北、华北地区土地脊薄，应增加20％以上；各地区应根据土壤实际肥力确定施用量的增减。本表中亩指标准亩：667m²(每公顷15亩)。

在本发明中，可根据现有技术的方法来培养菌种，也可按照下列方法培养菌种。

菌种筛选：首先在植物根际和植物体中筛选出一类具有明显优势，能在土壤中长期起作用，而不被土壤自然同生物系所抑制，繁殖速度快，生命力强，具有多种功能的微生物生态群体，这一生态菌群包括固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌。

菌种培育：按照各种微生物菌体的习性和生理，生化特点，分别进行适应性培育，培育后按上述比例，混合在一起，继续培育，使其共生、协调生长，最后由多种菌种构成具有优势、生命力强的微生物生态群。

培育工艺流程：

1、先将红糖(甘蔗糖)放入高温槽；

2、加自来水，用蒸气加热至100℃；

3、用过滤泵将红糖水抽到扩菌池(或扩菌罐)；

4、红糖水降到25℃～30℃时，放入上述菌液(一代菌液)；

5、封闭好后培育7天便可使用。

菌种培育工艺配方：

每生产1吨生物肥料，按下列工艺配方进行培养扩大菌种：

红糖(甘蔗糖)         15公斤；

100℃开水            150公斤；

一代菌液             250克；

室内温度             保持25℃～30℃培育7天。

本发明采用的主要原料多为可再生肥源，成本低廉，有效成份含量高，一般含有机物质40～50％，并含有氮、磷、钾、钙、镁、硫、钼等十几种营养元素，总有效成份达45％左右，其资源可就地取材，无限循环，反复利用，是一项开辟肥源而保护环境的有效措施，符合生态农业发展方向。并且由于添加有活性除臭剂，加工过程臭味小，制得的成品是无臭肥料，可长期贮存不变质、不发臭。而且除臭剂中的聚合物同原料中有机物成份反应生成的有机化合物，也具有优良的肥效。

在本发明中硫酸是一种活泼的二无强酸，能与原料中的部分金属或金属氧化物作用生成相应的植物生长所需要的可溶性营养元素，硫酸有强烈的吸水性的氧化性作用，可以促进有机物的肥料化进程，硫酸对原料中的水份猛烈地结合，同时放出大量的热，一方面加速了有机物质的腐解，另一方面还能起到对原料的灭菌作用。利用硫酸亚铁由二价铁转变为三价铁时的吸氧作用，使二价的硫酸亚铁同有机物中的氧形成铬盐，从而发挥促进有机物质腐解的作用，添加的硫酸亚铁还可以使有机物中难分解的木质素、丹宁等生成相应的铁盐，从而提高微生物对多糖类的活性，硫酸亚铁在本发明中，用作还原剂，主要用来分解有机质和除臭。以有机酸和多糖类，发酵催熟粉为二价铁保持剂和缓冲剂，可使硫酸亚铁经常保持稳定，只有附着于目的物—未成熟的有机物时，才能向三价转达移，发挥活化作用，另外，由发酵催熟粉提供的镁离子，能激活许多酶的反应，如固氮酶的作用就因镁离子的存在而加强。

经本发明的方法处理的原料可直接用作肥料，能促进微生物活动与繁殖进而促进有机物的分解，产生大量的二氧化碳和有机酸，有助于土壤中难溶性养分的溶解，供给作物吸收。二氧化碳能增加作物的碳素营养，提高光合作用效率，微生物生命短暂死亡后即分解释放出养分，供作物利用。另外肥料中所含的微量元素，许多是微生物生命活动不可缺少的元素如：铜、铁元素是固氮酶的组成成分。农业化研究证实，微量元素在植物体内是酶或辅酶的组成成分，对植物叶绿素蛋白质的合成、光合作用，对养分的吸收和利用方面，起着促进和调解作用，添加微量元素是为了保证微生物更好的生长与繁殖，也是直接增加对植物的供应。

本发明的工艺所用设备简单、制作容易，在搅拌釜中反应60～90分钟，既可制成(也可连续生产)。制成的原料加入微生物菌剂即可生产生物有机肥料与无机肥料混合便可生成有机—无机复合肥，该原料本身就是一种特效有机肥，为全营养元素肥料，经常施用，有益于土壤微生物的活动与繁殖，可增加土壤有机质，培肥地力，增加土壤保水保肥能力，改善土壤理化状和结构，使土壤疏松，根系发达；增强作物的营养吸收能力和植株长势，从而增强了作物的抗病性，可减少施药次数和施药量，因此可减轻土地和环境污染。

以下通过具体实施例来进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、量均为以总重量为基础的重量单位，所有的原料均可以从市场购得，培养基、培养方法等可参阅中国专利申请89107342。

具体实施方式

例1：按以下步骤制备产品：

A、采用中国专利申请89107342所描述的方法、培养基，按大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌0.2∶0.3∶0.2∶0.3的重量比例制备生物菌，经一、二级培养后将2公斤菌种水与20公斤草炭土混合；

B、将60公斤鸡粪、豆腐渣、植物秸秆混合物强化发酵、烘干、然后粉碎至60目以下，加入2公斤除臭剂，混合；

C、将10公斤无机矿石粉、4公斤硫酸、1公斤硫酸亚铁、2公斤发酸催熟粉等混合；

D、将A、B、C步骤所得的产品混合搅拌，造粒、计量包装得成品。

例2：按以下步骤制备产品：

A、采用中国专利申请89107342所描述的方法、培养基，按大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌0.3∶0.3∶0.4∶0.3的重量比例制备生物菌，经一、二级培养后将1.5公斤菌种水与20公斤草炭土混合；

B、将30公斤鸡粪、豆腐渣、植物秸秆混合物强化发酵、烘干、然后粉碎至60目以下，加入1公斤除臭剂，混合；

C、将15公斤无机矿石粉、6公斤硫酸、1公斤硫酸亚铁、1公斤发酸催熟粉等混合；

D、将A、B、C步骤所得的产品混合搅拌，造粒、计量包装得成品。

例3：按以下步骤制备产品：

A、采用中国专利申请89107342所描述的方法、培养基，按大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌0.2∶0.3∶0.4∶0.4的重量比例制备生物菌，经一、二级培养后将1.0公斤菌种水与10公斤草炭土混合；

B、将20公斤鸡粪、豆腐渣、植物秸秆混合物强化发酵、烘干、然后粉碎至60目以下，加入1公斤除臭剂，混合；

C、将10公斤无机矿石粉、5公斤硫酸、1公斤硫酸亚铁、1公斤发酸催熟粉等混合；

D、将A、B、C步骤所得的产品混合搅拌，造粒、计量包装得成品。

例4：采用以下配方：

草炭40％，鸡粪20％，磷骨粉5％，豆饼(油菜籽饼)、棉花饼等15％，菌液20％。

例5：采用以下配方：

草炭35％，鸡粪20％，磷骨粉5％，酒糟20％，血粉5％，菌液15％。

例6：采用以下配方(有效成份含量32％，用于大田作物为宜，)：

氮肥8％，P₂O₅ 10％，K₂O 8％，微肥1％，有机质5％。

例7：采用以下配方(有效成份含量38％，用于大田作物为益)：

氮肥8％，P₂O₅ 13％，K₂O 10％，微肥1％，有机质6％。

例7：采用以下配方(有效成份含量49％，用于大田作物为益)

氮肥10％，P₂O₅ 16％，K₂O 13％，微肥4％，有机质5％。

例8：采用以下配方(用于瓜果蔬菜为宜)

生产1吨肥料，按下列重量配比：

草炭400公斤，酒糟300公斤，鸡粪184公斤，血粉50公斤，骨粉50公斤，氮5公斤，P₂O₅ 6公斤，K₂O 7公斤，硫酸锰0.5公斤，硫酸镁1公斤，硫酸锌0.5公斤，硫酸铜0.3公斤，硫酸亚铁0.5公斤，硼酸0.5公斤，豆棵植物可加入钼酸铵0.025公斤。

例9：采用以下配方：

草炭30％，豆饼10％，鸡粪20％，二氨10％，尿素30％。

例10：采用以下配方：

草炭30％，鸡粪10％，骨白粉6％，N 18％，P₂O₅ 9％，K₂O 20％，菌液10％。

Claims (5)

1、一种生物有机肥，含有生物菌液及各种化合物，其特征在于含有如下成份：

20～80重量份  肥料型有机物，5～30重量份   无机矿石粉，

4～10重量份   硫        酸，1～2重量份   硫 酸 亚 铁，

1～2重量份  发 酸 催 熟 粉，1～2重量份    除  臭  剂，

5～25重量份       生物菌液。

其中：所述的肥料型有机物为农作物废弃物、畜禽粪便、工业发酵的废弃物、草炭、磷骨粉、骨粉之一或它们的混合物；

所述的无机矿石粉是氧化磷、氧化钾、硫酸锰、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁、硼酸和钼酸铵之一或它们的混合物；

所述的生物菌液是大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌之一或它们的混合物的培养液。

2、如权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于含有如下成份：

30～60重量份   肥料型有机物，5～25重量份   无机矿石粉，

5～10重量份    硫        酸，1～2重量份   硫 酸 亚 铁，

1～2重量份   发 酸 催 熟 粉，1～2重量份        除臭剂，

10～20重量份       生物菌液。

3、如权利要求1所述的高效生物有机肥，其特征在于含有如下成份：

30～45重量份   肥料型有机物，5～30重量份   无机矿石粉，

5～10重量份    硫        酸，1～2重量份   硫 酸 亚 铁，

1～2重量份   发 酸 催 熟 粉，1～2重量份        除臭剂，

15～20重量份       生物菌液。

4、如权利要求1～3之一所述的生物有机肥，其特征在于产品氮、磷、钾总和大于10％，含有益活菌量大于3亿个/克，有机质含量大于30％，并含多种中量、微量元素。

5、如权利要求1～3之一所述的生物有机肥的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

A、按大豆根瘤菌、豇豆根瘤菌、固氮菌及硅酸盐细菌1∶0.5～1.5∶0.4～2∶0.3～2的重量比例制备生物菌，经一、二级培养后得生物菌液；

B、将肥料型有机物发酵、烘干、然后粉碎至60目以下；

C、将无机矿石粉、硫酸、硫酸亚铁、发酸催熟粉、除臭剂混合；

D、将A、B、C步骤所得的产品混合搅拌，造粒、计量包装得成品。