CN117923970A - 一种用于小麦玉米的高养分高活性化肥生物复合肥制备与施用方法 - Google Patents
一种用于小麦玉米的高养分高活性化肥生物复合肥制备与施用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于小麦玉米的高养分高活性化肥生物复合肥制备与施用方法，属于农业肥料技术领域，本发明提供的复合肥，包括如下组分：无机氮肥、无机磷肥、无机钾肥、微生物菌剂、微生物保护剂；所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌中两种或两种以上；所述微生物保护剂包括褐藻寡糖、植物油、四氢嘧啶、柠檬酸；本发明提供的复合肥施用后能够改善小麦玉米根际微生物群落，增强小麦玉米抗病性和抗逆性，提高产量，改善品质。
Description
技术领域
本发明属于农业肥料技术领域，具体涉及一种用于小麦玉米的高养分高活性化肥生物复合肥制备与施用方法。
背景技术
化肥是粮食的“粮食”，化肥对我国粮食增产的贡献高达50％，是保障国家粮食安全的“压舱石”。但是化肥利用率一直低于发达国家水平，氮、磷肥利用率分别只有40％和20％左右，严重威胁我国的粮食安全和生态安全。有益微生物在活化土壤养分、提高肥料利用率、降低土传病害、增强土壤健康功能扮演着重要的角色，功能微生物菌剂越来越多地被添加到肥料制造和农业生产中，如果有益微生物菌剂及生物提取物和化肥有机结合，形成一种复合肥料，不仅能够显著减少不同肥料多次施用过程中的劳动成本，提高菌剂施用均匀度，而且能够提高养分利用效率、改良土壤、提高作物抗逆性，但是高盐指数的化肥与活微生物均匀混合制成复合肥是世界性难题，且在大田粮食作物中亦存在施用生物菌剂成本高效果不明显的问题。
化肥生物复合肥是既含有高浓度氮磷钾化肥，又含有活性微生物菌和生物提取物的复合性肥料，产品中氮磷钾含量大于40％、微生物活菌数大于2亿/克和生物提取物含量在0.5％以上。当前功能微生物菌剂越来越多地被添加到有机肥制造和农业生产中，只因为在有机肥中，低含量的氮磷钾养分对微生物的存活不会产生较大的影响，但是在化肥中添加微生物菌剂也仅限于氮磷钾总养分含量在25％以下的复合微生物肥料中出现，菌剂含量也在0.2亿/g左右，菌剂含量和化学养分含量均不高，如果含量再高，势必影响微生物菌群的数量，进而影响实际菌剂的功能效果。国内公开的“一种生物菌剂增效无机化肥和制备方法”发明专利(申请号：201910021011.0)。生产工艺环节多、成本高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于小麦玉米的高养分高活性化肥生物复合肥制备与施用方法。
本发明中氮磷钾养分含量是指N、P2O5和K2O的含量。
本发明的技术方案如下：
一种小麦玉米用化肥生物复合肥，包括如下组分：无机氮肥、无机磷肥、无机钾肥、微生物菌剂、微生物保护剂；
所述微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌中的一种或两种以上；
所述微生物保护剂包括：褐藻寡糖、植物油、四氢嘧啶、柠檬酸；
所述无机氮肥包括：尿素和/或磷酸二铵；
所述无机磷肥包括：磷酸一铵、磷酸二铵和/或重过磷酸钙；
所述无机钾肥包括：氯化钾和/或硫酸钾。
所述褐藻寡糖可按照现有方法制备，可参考专利文献CN 112342255 A或CN112941089A，也可市购获得。
本发明所述的小麦玉米用化肥生物复合肥，氮磷钾养分含量≥40％。
根据本发明优选的，所述微生物菌剂中，枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌ACCC60364、枯草芽孢杆菌ACCC19742、枯草芽孢杆菌ACCC19743或枯草芽孢杆菌CGMCCNo.29499中的一种或几种；
胶冻样芽孢杆菌为胶冻样芽孢杆菌CGMCC No.17376、胶冻样芽孢杆菌ACCC10095或胶冻样芽孢杆菌ACCC10090中的一种或几种；
哈茨木霉为哈茨木霉ACCC33109和/或哈茨木霉ACCC32072。
根据本发明优选的，所述微生物菌剂中，还包括巨大芽孢杆菌。
进一步优选的，所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌CGMCC No.29498。
根据本发明优选的，所述复合肥的组分还包括硼砂、硫酸锌。
根据本发明优选的，所述复合肥，按重量份计包括如下组分：
无机氮肥20-31份，无机磷肥24-35肥，无机钾肥20-35份；
所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比为(50-70):1:(1-3)；
所述复合肥中微生物活菌数为2亿cfu/g以上；
所述复合肥中微生物保护剂与微生物菌剂的质量比值为≥1；
所述微生物保护剂中各组分如下，均按重量份计：褐藻寡糖75-85份、植物油5-8份、四氢嘧啶5-6份、柠檬酸8-10份。
进一步优选的，所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比为60:1:2。
进一步优选的，所述复合肥中微生物保护剂与微生物菌剂的质量比为(1-100):1。
进一步优选的，所述植物油包括：大豆油和/或蓖麻油。
进一步优选的，所述微生物菌剂的有效活菌数为1000亿cfu/g以上。
根据本发明优选的，所述复合肥，适用于小麦的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：无机氮肥26-31份，无机磷肥30-35份，无机钾肥20-25份。
根据本发明优选的，所述复合肥，适用于玉米的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：无机氮肥20-25份，无机磷肥24-29份，无机钾肥30-35份。
进一步优选的，所述无机氮肥为尿素；所述无机磷肥为磷酸一铵；所述无机钾肥为氯化钾和/或硫酸钾。
上述适用于小麦玉米高活性高浓度化肥生物复合肥的制备方法，包括如下步骤：
将微生物菌剂与微生物保护剂混合均匀，然后再与其他组分混合均匀，制得复合肥。
根据本发明优选的，将微生物菌剂与微生物保护剂混合均匀，然后再与其他组分混合均匀，进行造粒制得复合肥。
有益效果
1、本发明提供复合肥实现了化肥与活性生物的深度复合，生产过程中菌剂数量不会显著减少，解决了高盐指数的化肥与活微生物复合共存难的技术难题，克服了化肥与生物生产、储运、使用过程中不兼容的问题。
2、本发明的化肥生物复合肥显著提升了化肥利用效率，降低了肥料使用成本，解决了大田作物微生物肥料不能普遍使用和均匀施用的问题。
3.本发明提供的复合肥施用后能够改善小麦玉米根际微生物群落，增强小麦玉米抗病性和抗逆性，提高产量，改善品质。
4.本发明中功能微生物菌剂含量高，具有化肥和生物肥的多重功效，集成了作物增产、品质改善、土壤培肥、预防土壤板结、降低劳动成本、增产增收等功能，为肥料的更新换代、农业绿色可持续发展提供了技术和产品支撑。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明。
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例中未详加说明的均按本领域现有技术。
枯草芽孢杆菌购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，胶冻样芽孢杆菌购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，哈茨木霉购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
褐藻寡糖、植物油、四氢嘧啶、柠檬酸均为市售产品，也可按照常规方法制备获得。
本发明中，所述褐藻寡糖可按照现有方法制备，可参考专利文献CN 112342255A或CN 112941089 A，也可市购获得。
实施例中涉及的菌剂均委托山东黎昊源生物工程有限公司加工，也可购买市售产品。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，已于2024年1月2日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.29499。
巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，已于2024年1月2日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.29498。
实施例1
一种用于小麦玉米的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：
适用于小麦：尿素31份、重过磷酸钙34份、氯化钾20份；
适用于玉米：尿素22份、重过磷酸钙26份、氯化钾30份；
其他相同，具体如下：
微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌ACCC60364、胶冻样芽孢杆菌CGMCCNo.17376、哈茨木霉菌ACCC33109；
所述微生物保护剂中各组分如下，均按重量份计：褐藻寡糖75份、植物油5份、四氢嘧啶5份、柠檬酸8份。所述植物油为大豆油和蓖麻油按质量比1:1混合。
所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比值为60:1:2；
微生物菌剂的有效活菌数为1000亿cfu/克。
所述复合肥中，微生物保护剂与微生物菌剂的质量比为2:1。
所述复合肥中微生物活菌数为2.3亿cfu/g。
上述复合肥的制备方法，包括如下步骤：
将微生物菌剂与微生物保护剂混合均匀，然后再与其他组分混合均匀，通过常温、高压、干法进行造粒，制得复合肥。所述复合肥中微生物活菌数为2.3亿cfu/g。
施用方法：
小麦用化肥生物复合肥按50kg/亩施用，机械撒施翻地整地，播种小麦。
玉米用化肥生物复合肥按45kg/亩施用，机械种肥同播，种子在肥料侧下方，免耕播种玉米。
实施例2
一种用于小麦玉米的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：
适用于小麦：尿素30份、磷酸一铵33份、硫酸钾24份；
适用于玉米：尿素23份、磷酸一铵26份、硫酸钾30份；
其他相同，具体如下：
微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌ACCC60364、胶冻样芽孢杆菌CGMCCNo.17376、哈茨木霉菌ACCC33109；
所述微生物保护剂中各组分如下，均按重量份计：褐藻寡糖83份、植物油7份、四氢嘧啶6份、柠檬酸9份。所述植物油为大豆油。
所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比值为60:1:2；
微生物菌剂的有效活菌数为1200亿cfu/克。
所述复合肥中，微生物保护剂与微生物菌剂的质量比为3:1。
所述复合肥中微生物活菌数为2.5亿cfu/g。
上述复合肥的制备方法，与实施例1相同。
所述复合肥中微生物活菌数为2.5亿cfu/g。
施用方法：
小麦用化肥生物复合肥按54kg/亩施用，人工均匀撒施翻地整地，播种小麦。
玉米用化肥生物复合肥按48kg/亩施用，机械种肥同播，种子在肥料侧下方，免耕播种玉米。
实施例3
一种用于小麦玉米的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：
适用于小麦：尿素26份、磷酸一铵34份、硫酸钾22份；
适用于玉米：尿素23份、重过磷酸钙27份、硫酸钾34份；
其他相同，具体如下：
所述微生物保护剂中各组分如下，均按重量份计：褐藻寡糖84份、植物油8份、四氢嘧啶5份、柠檬酸10份。所述植物油为蓖麻油。
微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌ACCC19742、胶冻样芽孢杆菌ACCC10095、哈茨木霉菌ACCC33109。
所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比值为60:1:2；
微生物菌剂的有效活菌数为1500亿cfu/克；
所述复合肥中，微生物保护剂与微生物菌剂的质量比为4:1。
所述复合肥中有效活菌数为2.6亿cfu/g。
上述复合肥的制备方法，与实施例1相同。
所述复合肥中微生物活菌数为2.6亿cfu/g。
施用方法：
小麦用化肥生物复合肥按48kg/亩施用，机械均匀撒施翻地整地，播种小麦。
玉米用化肥生物复合肥按45kg/亩施用，机械种肥同播，种子在肥料侧下方，免耕播种玉米。
实施例4
与实施例1的不同之处在于，微生物菌剂中的菌种编号不同，具体为：枯草芽孢杆菌ACCC19743、胶冻样芽孢杆菌ACCC10090、哈茨木霉菌ACCC32072，其他均相同。
实施例5
与实施例2的不同之处在于，微生物菌剂中的菌种编号不同，具体为：枯草芽孢杆菌ACCC19743、胶冻样芽孢杆菌ACCC10090、哈茨木霉菌ACCC32072，其他均相同。
实施例6
一种用于小麦玉米的化肥生物复合肥
与实施例1的不同之处在于，枯草芽孢杆菌ACCC60364替换为枯草芽孢杆菌CGMCCNo.29499，其他均相同。
实施例7
一种用于小麦玉米的化肥生物复合肥
与实施例1的不同之处在于，枯草芽孢杆菌ACCC60364替换为巨大芽孢杆菌CGMCCNo.29498，其他均相同。
实施例8
一种用于小麦玉米的化肥生物复合肥
与实施例1的不同之处在于，枯草芽孢杆菌ACCC60364替换为枯草芽孢杆菌CGMCCNo.29499与巨大芽孢杆菌CGMCC No.29498；所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌：巨大芽孢杆菌：胶冻样类芽孢杆菌：哈茨木霉的活菌数比值为30:30:1:2，其他均相同。
效果例1
上述实施例1-8制备的复合肥，放置一段时间后，菌活数的变化见表1。
表1
单位：亿cfu/克
从表1可以看到，随着货架期时间的延长，化肥生物复合肥中的微生物活菌数逐渐减少，肥料成品放置60天后的活菌数明显低于30天，不同实施例中的活菌数下降程度不一，但60天以后的有效活菌数均在2亿cfu/克以上。以上实施例看到，实施例8的活菌数下降缓慢，在几个实施例产品中活菌数量相对变化最小，复合肥中的菌种稳定性更高。因为枯草芽抱杆菌CGMCC No.29499与巨大芽抱杆菌CGMCC No.29498混合发酵后再加入其他菌，提高了菌对高浓度肥料的耐受性。
效果例2
实施例1生产出的化肥生物复合肥在2019年10月-2020年9月在泰安岱岳区的小麦玉米上应用，与化学养分投入量相同的化肥配合相同施入类型及数量的微生物菌剂(对比例1)对比，效果如下，见表2：
表2
由于对比例1的化肥和菌剂分开施用，实施例1可节省施肥成本每季40元/亩，小麦上增产3.1％，玉米增产4.6％，收益分别增加91.9元/亩和109.4元/亩。
效果例3
实施例2生产出的化肥生物复合肥在2020年10月-2021年9月在德州市德城区的小麦玉米上应用，与不加保护剂的同样类型肥料(对比例2)进行对比，效果如下，见表3：
表3
由于对比例2的化肥生物复合肥不添加保护剂，微生物菌剂在肥料生产过程中由于化肥的高盐分影响导致数量急剧减少，成品中菌剂含量减少80％～84％。由于菌剂含量的减少在土壤中实际的作用效果变差，造成氮肥利用率显著低于添加保护剂的效果，实施例2中小麦上添加保护剂的化肥生物复合肥氮肥利用率提高4.8个百分点，玉米上提高4.5个百分点，小麦玉米产量分别增加19.1kg/亩和23.3kg/亩。
效果例4
实施例3生产出的化肥生物复合肥在2020年10月-2021年9月在济宁市梁山县的小麦玉米上应用，与不加保护剂的同样类型肥料(对比例3)进行对比，效果如下见表4：
表4
由于对比例3的化肥生物复合肥不添加保护剂，微生物菌剂在肥料生产过程中由于化肥的高盐分影响导致数量急剧减少，施入土壤中后经过一个作物生长季，土壤中土壤微生物总量远远低于实施例3，生物肥力下降；实施例3对小麦茎基腐病和玉米丝黑穗病发病的抑制率显著提升，分别降低3.1和4.3个百分点；添加保护剂的小麦用化肥生物复合肥较对比例3的小麦产量增加4.7％，添加保护剂的小麦用化肥生物复合肥较对比例3的玉米产量增加4.5％。
实施例4～实施例7制备的复合肥用于小麦、玉米种植也可以达到实施例1-3所能达到的作用效果。
效果例5
实施例8生产出的化肥生物复合肥在2021年10月-2022年6月在菏泽市郓城县的小麦玉米上应用，与不加保护剂的同样类型肥料(对比例8)进行对比，效果如下，见表5：
表5
由于对比例8的化肥生物复合肥不添加保护剂，微生物菌剂在肥料生产过程中由于化肥的高盐分影响导致数量急剧减少，成品中菌剂含量减少77％～80.4％。由于菌剂含量的减少在土壤中实际的作用效果变差，造成氮肥利用率和磷肥利用率显著低于添加保护剂的效果，实施例8中小麦上添加保护剂的化肥生物复合肥氮肥利用率提高5.2个百分点，玉米上提高5.6个百分点，小麦上的磷肥利用率提高3.1个百分点，玉米上提高3.6个百分点，小麦玉米产量分别增加28.3kg/亩和26.9kg/亩。
本发明提供的复合肥施用后能够改善小麦玉米根际微生物群落，增强小麦玉米抗病性和抗逆性，提高产量，改善品质。具有化肥和生物肥的多重功效，集成了作物增产、品质改善、土壤培肥、预防土壤板结、降低劳动成本、增产增收等功能，为肥料的更新换代、农业绿色可持续发展提供了技术和产品支撑。
Claims (10)
1.一种小麦玉米用化肥生物复合肥，其特征在于，包括如下组分：无机氮肥、无机磷肥、无机钾肥、微生物菌剂、微生物保护剂；
所述微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌中的一种或两种以上；
所述微生物保护剂包括：褐藻寡糖、植物油、四氢嘧啶、柠檬酸；
所述无机氮肥包括：尿素和/或磷酸二铵；
所述无机磷肥包括：磷酸一铵、磷酸二铵和/或重过磷酸钙；
所述无机钾肥包括：氯化钾和/或硫酸钾。
2.如权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述复合肥的组分还包括硼砂、硫酸锌。
3.如权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述微生物菌剂中，枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌ACCC60364、枯草芽孢杆菌ACCC19742、枯草芽孢杆菌ACCC19743或枯草芽孢杆菌CGMCC No.29499中的一种或几种；
胶冻样芽孢杆菌为胶冻样芽孢杆菌CGMCC No.17376、胶冻样芽孢杆菌ACCC10095或胶冻样芽孢杆菌ACCC10090中的一种或几种；
哈茨木霉为哈茨木霉ACCC33109和/或哈茨木霉ACCC32072；
优选的，所述微生物菌剂中，还包括巨大芽孢杆菌；
优选的，所述巨大芽孢杆菌为巨大芽孢杆菌CGMCC No.29498。
4.如权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述复合肥，按重量份计包括如下组分：
无机氮肥20-31份，无机磷肥24-35肥，无机钾肥20-35份；
所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比为(50-70):1:(1-3)；
所述复合肥中微生物活菌数为2亿cfu/g以上；
所述复合肥中微生物保护剂与微生物菌剂的质量比值为≥1；
所述微生物保护剂中各组分如下，均按重量份计：褐藻寡糖75-85份、植物油5-8份、四氢嘧啶5-6份、柠檬酸8-10份。
5.如权利要求4所述的复合肥，其特征在于，所述微生物菌剂中：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、哈茨木霉菌的活菌数比为60:1:2；
优选的，所述复合肥中微生物保护剂与微生物菌剂的质量比为(1-100):1。
6.如权利要求4所述的复合肥，其特征在于，所述植物油包括：大豆油和/或蓖麻油。
7.如权利要求4所述的复合肥，其特征在于，所述微生物菌剂的有效活菌数为1000亿cfu/g以上。
8.如权利要求4所述的复合肥，其特征在于，适用于小麦的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：无机氮肥26-31份，无机磷肥30-35份，无机钾肥20-25份；
优选的，适用于玉米的化肥生物复合肥，按重量份计包括如下组分：无机氮肥20-25份，无机磷肥24-29份，无机钾肥30-35份。
9.如权利要求4所述的复合肥，其特征在于，所述无机氮肥为尿素；所述无机磷肥为磷酸一铵；所述无机钾肥为氯化钾和/或硫酸钾。
10.权利要求1-9任一项所述适用于小麦玉米高活性高浓度化肥生物复合肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将微生物菌剂与微生物保护剂混合均匀，然后再与其他组分混合均匀，制得复合肥；
优选的，将微生物菌剂与微生物保护剂混合均匀，然后再与其他组分混合均匀，进行造粒制得复合肥。
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