CN1951875A - 一种生物复合肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物复合肥料，其以微囊生物菌为核心；本发明还公开了该生物复合肥料的制备方法：将肥料用生物菌分别进行液体深层高密度培养，得到发酵液，经离心处理后收集菌泥，加入保护剂制成冻干粉；将冻干粉和微胶囊囊材称量混合后经空气悬浮处理制成微囊生物菌；以微囊生物菌为核心，混合所需粉状有机肥和无机肥造粒，得到颗粒生物复合肥料。本发明的生物复合肥料，其活菌存活率高，能在常温下长期保存，可与其它有机、无机肥料进行混合造粒烘干而不受影响，且肥料增效作用明显。

Description

一种生物复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料，尤其涉及一种生物复合肥料；此外，本发明还涉及该生物复合肥料的制备方法。

背景技术

我国是一个人口大国、农业大国，用占世界7％的土地养活了占世界22％的人口，粮食问题永远是关系到国计民生的大事。我国现有耕地20亿亩，年需化肥1.5亿吨，是世界最大的化肥进口国和氮肥生产国。尽管如此，化肥量仍然满足不了农业发展的需要。究其原因，关键问题在于化肥的利用率太低。据研究部门测算，目前全国各地平均氮肥利用率为30-35％，磷肥20～30％，钾肥30～50％。据估计，全国每年因盲目使用浪费化肥约100万吨，折合人民币5亿元。加之由于长期大量施用单质化肥，对环境的污染越来越严重，土壤板结，地下水污染，农产品品质下降，已引起人们的普遍关注。有效合理使用化肥，减少环境污染，消除土壤板结，挖掘土壤潜在肥力，提高化肥利用率，已成为摆在农业生产上的一个重要课题。为了农业的可持续发展，达到高产、优质、高效的目的，世界各国都在利用土壤中的有益微生物来改善作物根际土壤的微生态区系，将土壤中含量丰富的难溶性磷钾元素释放出来，或将农作物难以利用的物质转化为可被利用的有效营养物质，缓解肥料供需矛盾和对生态环境不利影响的局面。

二十一世纪初的中国肥料产业将面临有机肥料在衰落了近30年(从70年代开始，中国的有机肥料应用是每况愈下)以后的全面复兴以及新型生物肥料的兴起。逐步富裕起来的农民们在摈弃笨重、粗糙、肮脏的传统有机肥料的同时，将乐意率先在各种经济价值较高的农作物(如蔬菜、水果、各种经济作物等)上使用各种经过充分培熟、富含营养、做工精致、价格适当的商品化有机肥料以及富含各种高效有益菌种的活性生物肥料。

目前，我国生产的微生物肥料可分为三大类型---微生物接种剂、复合微生物肥料和生物有机肥。而复合微生物肥料又俗称三合一微生物肥料，它具有集无机肥的速效、有机肥的长效和生物肥的增效为一体的优点，但复合微生物肥料在制备过程中有两个主要缺陷：一是微生物在造粒过程中烘干时易产生受热后死亡现象；二是微生物与高含量的氮、磷、钾肥料相混合后，在高渗透压情况下，微生物易失去活性。这是目前微生物肥料制备过程中必须解决好的两个主要问题。

2003年3月19日公开的中国发明专利申请公开说明书CN1403418A中公开了一种包覆有生物菌物料的生物复合肥料及其生产方法，该发明采用在颗粒状肥料外部包覆生物菌物料，然后烘干形成球状颗粒生物复合肥，但该方法仍然不能避免生物菌受热后死亡影响肥效。2005年1月19日公开的中国发明专利申请公开说明书CN1566038A中公开了一种生物无机复混肥料，该发明以缓控释化学肥料颗粒为核心，外面包裹生物肥料和无机包裹材料来保证微生物的活性，但该发明同样不能避免生物菌受热后死亡影响肥效。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种生物复合肥料，其活菌存活率高，能在常温下长期保存，可与其它有机、无机肥料进行混合造粒烘干而不受影响，且肥料增效作用明显。

本发明要解决的技术问题之二是提供该生物复合肥料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物复合肥料，主要包含微囊生物菌。

所述微囊生物菌包含生物菌和微胶囊囊材。所述生物菌为固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌、抗生素产生菌、光合菌或其组合。所述的微胶囊囊材包括重量按照混合菌重量百分比计为5％-20％的阿拉伯胶，重量为10％-20％的丙烯酸树脂，重量为5％-25％的明胶。

所述生物复合肥料中每克含有效活菌数≥1×10⁹个。

本发明还提供所述生物复合肥料的制备方法，包括如下步骤：

1)将肥料用生物菌分别进行液体深层高密度培养，得到发酵液，每毫升生物菌发酵液含有活菌数大于1×10¹⁰个，发酵液经离心处理后收集菌泥，加入保护剂制成冻干粉；

2)将肥料配方中所需生物菌的冻干粉和微胶囊囊材称量混合后经空气悬浮处理制成微囊生物菌；

3)以微囊生物菌为核心，混合所需粉状有机肥和无机肥在有机无机肥料造粒机内造粒，包裹造粒后的物料进入烘干机干燥，经冷却筛分得到颗粒生物复合肥。

所述保护剂包括重量按照混合菌泥重量百分比计为10％-30％的酵母粉，重量为5％-20％的海藻多糖粉，重量为10％-40％的脱脂奶粉，重量为0.2％-5％的无机盐。所述有机肥中，有机质含量≥30％；所述无机肥中，N+P₂O₅+K₂O≥15％。

本发明具有以下有益效果：由于对肥料生物菌采用冻干粉和微胶囊的保护措施，不但使制备过程中可能造成活菌死亡的环节杜绝了活菌体的死亡，而且在成型的产品中活菌体有微胶囊的保护，可使得肥料生物菌的存活率得到显著提高，在常温下保存两年的生物复合肥料，其有益菌的存活率达80％。由于活菌存活率高，使得含生物菌的肥料增效作用明显。在保证农作物产量基本不变的情况下，可比使用化学肥料节省成本40％，使用标示等量有机质和等量氮、磷、钾的复合肥作对照，使用本发明产品的农作物产量增加15-30％。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述：

实施例1

在两个500L发酵罐中分别配置LB培养基，在121℃-125℃灭菌15-20分钟，分别接种10％的褐色球形固氮菌(Azotobacter ohroococcum)和解磷巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium phosphaticum)，通入灭菌空气，40℃培养20小时后每毫升活菌数大于1×10¹⁰个，在离心机上以12000转/分钟的转速离心提取菌泥各为2Kg。

将300g酵母粉、200g海藻多糖粉、400g脱脂奶粉和30g氯化钠混配成保护剂配以适量无菌水均分成两份，分别加入褐色球形固氮菌菌泥和解磷巨大芽孢杆菌菌泥低速搅拌和乳化后装入冻干托盘中，在真空干燥机中冷冻干燥，分别得到褐色球形固氮菌和解磷巨大芽孢杆菌冻干粉1.5Kg。

将褐色球形固氮菌冻干粉和解磷巨大芽孢杆菌冻干粉各称取0.5Kg混合后喷入已融化冷却至45℃的100g阿拉伯胶、100g丙烯酸树脂、200g明胶混合溶液，使物料呈适当沸腾状态，温度控制在30-35℃，得到两菌冻干粉被包衣形成生物菌微囊颗粒1.35Kg。

以1.0Kg上述生物菌微囊颗粒为核心，加入畜禽粪便发酵有机肥600Kg和400Kg无机肥(N+P₂O₅+K₂O＝40％)混合造粒，经干燥冷却筛分得到生物颗粒复合肥950Kg，其中有机质含量为25％，氮、磷、钾总含量为16.5％，生物活菌数为2.5×10⁹个/克。

实施例2

在两个250L发酵罐中分别配置LB培养基，在121℃-125℃灭菌15-20分钟，分别接种10％的嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)和钾细菌—冻胶样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)，通入灭菌空气，40℃培养20小时后每毫升活菌数大于1×10¹⁰个，在离心机上以12000转/分钟的转速离心提取菌泥各为1Kg。

将200g酵母粉、160g海藻多糖粉、300g脱脂奶粉和20g氯化钠混配成保护剂配以适量无菌水均分成两份，分别加入嗜热链球菌菌泥和钾细菌—冻胶样芽孢杆菌菌泥低速搅拌和乳化后装入冻干托盘中，在真空干燥机中冷冻干燥，分别得到褐色球形固氮菌和解磷巨大芽孢杆菌冻干粉0.9Kg。

将嗜热链球菌冻干粉和钾细菌—冻胶样芽孢杆菌冻干粉各称取0.5Kg混合后喷入已融化冷却至45℃的80g阿拉伯胶、120g丙烯酸树脂、160g明胶混合溶液，使物料呈适当沸腾状态，温度控制在30-35℃，得到两菌冻干粉被包衣形成生物菌微囊颗粒1.30Kg。

以1.0Kg上述生物菌微囊颗粒为核心，加入畜禽粪便发酵有机肥600Kg和400Kg无机肥(N+P₂O₅+K₂O＝40％)混合造粒，经干燥冷却筛分得到生物颗粒复合肥960Kg，其中有机质含量为26％，氮、磷、钾总含量为16.2％，生物活菌数为3.0×10⁹个/克。

实施例3

按实施例1的方法得到褐色球形固氮菌和解磷巨大芽孢杆菌两菌冻干粉被包衣形成生物菌微囊颗粒1.35Kg。

以0.3Kg上述生物菌微囊颗粒为核心，加入畜禽粪便发酵有机肥150Kg和150Kg无机肥(N+P₂O₅+K₂O＝40％)混合造粒，经干燥冷却筛分得到生物颗粒复合肥295Kg，其中有机质含量为21％，氮、磷、钾总含量为20.3％，生物活菌数为2.6×10⁹个/克。

以下通过试验例对本发明的有益效果作进一步的阐述：

试验例1

1)本试验共设两个处理：

(1)对照(习惯施肥)：每小区15Kg商品有机无机复合肥(有机质含量25％，氮、磷、钾总含量为16.5％)作底肥；(2)每小区底施15公斤上述实施例1所得颗粒复合肥。重复三次，田间随机排列，小区面积0.3亩，小麦田块上土质壤土，土壤肥力中上，田块地势平坦，属井水灌溉，小麦品种“3548”，田间管理同大田。

2)试验结果与分析：

促进小麦生长发育，提高产量，且品质提高。小麦施用本发明生物复合肥料，根系发达，植株生长健壮，叶片宽厚，色浓绿，落黄好，小麦穗粒数、千粒重增加，产量提高。施用本发明生物复合肥料的小麦，穗粒、千粒重分别为24.3粒、37.2克，较习惯施肥的22.7粒、32.8克分别增加1.6粒和4.4克；平均亩产407.1公斤，较习惯施肥323.0公斤，增加84.1公斤，增产幅度26％。

试验例2

1)本试验共设两个处理：

(1)对照(习惯施肥)：美国产磷酸二铵20公斤+尿素15公斤/亩作底肥；(2)35公斤/亩底施上述实施例1所得颗粒复合肥。三次重复，随机排列，小区面积0.1亩。参试作物：西瓜(西农8号)。

2)施肥方法：覆膜播种前按小区称量拌匀作基肥一次集中深施。

3)田间实施：基础肥力相当，种植结构一致，田间管理与当地大田西瓜管理办法一致。

4)试验结果：

通过田间观察，西瓜施用本发明生物复合肥料与美二铵加尿素等化学肥料相比，在同等地点，同等施肥方法及管理水平的条件下，各生育期蔓情长势旺盛，果实膨大迅速、个头均匀瓜大而品质较好，产量比对照9488斤/亩增产2406斤/亩，增幅达25.4％，从施肥成本计算看：使用本发明产品每千斤产量西瓜用肥成本为4.71元，比对照用肥成本7.98元节约3.27元，节约幅度达41％。

Claims (8)

1、一种生物复合肥料，其特征在于，主要包含微囊生物菌。

2、根据权利要求1所述的生物复合肥料，其特征在于，所述微囊生物菌包含生物菌和微胶囊囊材。

3、根据权利要求2所述的生物复合肥料，其特征在于，所述生物菌为固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌、抗生素产生菌、光合菌或其组合。

4、根据权利要求2所述的生物复合肥料，其特征在于，所述的微胶囊囊材包括重量按照混合菌重量百分比计为5％-20％的阿拉伯胶，重量为10％-20％的丙烯酸树脂，重量为5％-25％的明胶。

5、根据权利要求1所述的生物复合肥料，其特征在于，所述生物复合肥料中每克含有效活菌数≥1×10⁹个。

6、权利要求1至5任一项所述的生物复合肥料的制备方法，包括如下步骤：

1)将肥料用生物菌分别进行液体深层高密度培养，得到发酵液，每毫升生物菌发酵液含有活菌数大于1×10¹⁰个，发酵液经离心处理后收集菌泥，加入保护剂制成冻干粉；

2)将肥料配方中所需生物菌的冻干粉和微胶囊囊材称量混合后经空气悬浮处理制成微囊生物菌；

3)以微囊生物菌为核心，混合所需粉状有机肥和无机肥在有机无机肥料造粒机内造粒，包裹造粒后的物料进入烘干机干燥，经冷却筛分得到颗粒生物复合肥。

7、根据权利要求6所述生物复合肥料的制备方法，其特征在于：所述保护剂包括重量按照混合菌泥重量百分比计为10％-30％的酵母粉，重量为5％-20％的海藻多糖粉，重量为10％-40％的脱脂奶粉，重量为0.2％-5％的无机盐。

8、根据权利要求6所述生物复合肥料的制备方法，其特征在于：所述有机肥中，有机质含量≥30％；所述无机肥中，N+P₂O₅+K₂O≥15％。