CN102765995A - 一种高效多功能海藻生物肥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效多功能海藻生物肥，涉及复合肥料技术领域。其以海藻发酵液10-80份、腐植酸5-30份、尿素5-30份、磷酸一铵5-20份、硫酸钾5-20份、微量元素2-10份为原料，经混合、浓缩、低温烘干获得高效多功能海藻生物肥。本发明生物肥能够加快农作物的光合作用、增强抗病能力及抗旱能力、从而提高作物产量，还能改善土壤结构、提高土壤保水保肥能力，值得大力推广。

Description

一种高效多功能海藻生物肥

技术领域

本发明涉及复合肥料技术领域，具体涉及一种高效多功能海藻生物肥。

背景技术

目前，由于土地长期使用化学肥料，使生态环境、土壤的理化性状以及土壤微生物群受到了不同程度的破坏，导致农作物的品质下降。而海藻肥料属于天然产物，与传统的化学肥料相比，在天然活性、抗逆性、无毒、无污染等方面均具有不可比拟的优势，而且运输方便，施用简单，有效成分吸收利用率高，对植物生长起着显著的调节和促进作用，是当今世界先进肥料的代表，也是绿色食品的首选肥料。

海藻肥料的生产方法一般可分为化学水解法（即氢氧化钾水解法）、物理提取法和生物发酵法（即酶降解法）等，还有些海藻肥料生产厂家在海藻工业的废弃物中提取生物活性物质，再经科学配制而成。目前，世界上绝大部分厂家主要采用化学水解法生产海藻肥，其最大的劣势在于强碱高温会破坏海藻内源物质的活性，会损失许多营养成分；物理提取法是采用高压低温冷却的工艺达到海藻细胞壁破碎的目的，该提取方法优于化学提取法，但目前掌握物理提纯技术的企业较少，例如南非的kelpak公司。由于提取方法对于产品活性物质和营养成分含量的影响极大，因此，海藻肥料最好的生产方法是采用生物发酵法。

生物发酵法的原理是利用微生物在以海藻等为养分的代谢过程中产生的多种酶，将构成海藻的大分子物质降解成小分子、水溶性的物质，由于发酵过程没有化学水解法的强碱和高温，也没有物理提取法的高压和低温，因此最大限度完整地保留了海藻中的生物活性物质和营养物质，同时发酵法生产海藻肥的最大优点是产品有效成分的多样性，且都能被植物吸收利用。

世界上在海藻研究开发及利用方面处于较高水平的国家，主要有日本、美国、英国、加拿大、挪威等。虽然我国自20世纪50年代起，逐步开始***地研究海藻的生产开发及加工利用，但是在产业化发展、产品的开发种类及质量上还存在着一定的差距。目前，国内已有液体海藻肥、海藻尿素、浒苔海藻肥、海藻叶面肥等海藻肥产品的小规模生产，但是，这些产品的生产工艺过程比较繁琐、能耗较高，而且产品养分分配不均、盐分较高等，由于以上几个缺点严重制约了海藻肥的推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明以海藻为主要原料，经微生物发酵出高效多功能海藻生物肥，该海藻生物肥含有植物可直接吸收利用的18种蛋白质氨基酸及对植物生理过程有显著影响的植物生长物质如生长素、细胞***素、赤霉素等，还含有维生素、核苷酸、海藻酸、腐殖酸、植物抗逆因子以及植物必需元素N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B等。

本发明一种高效多功能海藻生物肥，原料组分重量份如下：海藻发酵液10-80份、腐植酸5-30份、尿素5-30份、磷酸一铵5-20份、硫酸钾5-20份、微量元素2-10份；

上述原料除海藻发酵液外均为市售产品，其中：

所述尿素中氮的含量为46.2%，为质量百分比；

所述磷酸一铵中氮的含量为11.0%，五氧化二磷的含量为44%，均为质量百分比；

所述硫酸钾中氧化钾含量为50%，为质量百分比；

所述海藻发酵液制备所用原料海藻为巨藻、浒苔、马尾藻、红藻中的一种或两种以上；

所述微量元素为铜、铁、锰、锌、硼、钼中的一种或两种以上。

本发明高效多功能海藻生物肥，优选原料组分重量份如下：海藻发酵液15-60份、腐植酸10-20份、尿素10-20份、磷酸一铵10-15份、硫酸钾8-10份、微量元素3-8份。

本发明高效多功能海藻生物肥，最优选原料组分重量份如下：海藻发酵液45份、腐植酸15份、尿素15份、磷酸一铵12份、硫酸钾8份、微量元素5份。

本发明高效多功能海藻生物肥中，所述海藻发酵液的制备工艺如下：

（1）多功能发酵菌种的筛选和分离

从自然发酵降解的海藻中筛选和优化得到多功能发酵菌种，主要由细菌、放线菌和真菌等有益微生物组成，对糖、蛋白质、纤维素和有机物均有很强的分解能力，将菌种经平板培养、摇床培养、提纯、菌种鉴定，然后进行复壮，作为接种菌种。通过培养试验，分析不同菌种在不同环境条件下的协调共生能力、生长规律及拮抗作用，确定最佳微生物组合，即生物肥功能菌。

（2）海藻生物降解种子液的制备

将经过筛选和驯化后的菌株分别进行深层发酵培养，发酵液组成按照细菌：放线菌：真菌=1:1:1混合，同时在混合发酵液中添加海藻生物降解所必需的营养源作为海藻生物降解的种子液，营养源按照混合发酵液重量百分比：氮0.2%-5%、磷2.5%-10%、钾1%-6%和微量元素0.2-5%。

海藻种子液中的各组分重量百分比为：尿素0.5-10%、磷酸二氢钾5-20%、蛋白胨3-5%、含微量元素的盐3-10%，其余为细菌、放线菌、真菌发酵液的混合液。

（3）发酵仓式海藻堆肥法大规模发酵处理海藻

将新鲜海藻经过破碎后，按照新鲜海藻总重量添加1%-5%的海藻生物降解种子液，经一次发酵、二次发酵后，将海藻发酵液过滤，作为制备各类海藻肥的原料。

其中，一次发酵（也称主发酵）是从发酵初期开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，需要6-12天，本发明采用的卧式发酵滚筒设备主要进行厌氧发酵。

二次发酵（也称后发酵）需要20-30天，是堆肥经过高温阶段、温度开始下降直至温度稳定35℃-40℃，达到腐熟阶段的过程，这个过程可以利用菌种中的放线菌和真菌，将在一次发酵中没有降解好的海藻进一步分解，并且可以去除厌氧发酵过程中的臭气，使海藻中的有效成分得以完全释放出来，此阶段的发酵在专设的仓内进行，一般把物料堆积到1m-2m的高度进行敞开式后发酵，必要时需要翻堆及通风处理。

经一次发酵、二次发酵后，获得海藻发酵液过滤作为制备海藻生物肥的原料。

本发明高效多功能海藻生物肥的制备方法如下：

以海藻发酵液为基液与腐植酸、尿素、磷酸一铵、硫酸钾、微量元素进行配伍，混合均匀后进行浓缩，经低温烘干制得粉状或片状的高效多功能海藻生物肥。

本发明高效多功能海藻生物肥是以海洋植物海藻作为主要原料，采用现代农业生物技术，经科学加工制成的生物肥料，以天然的海藻提取液和活性生物菌为主体，其主要成分是从海藻发酵液中提取的有利于植物生长发育的天然生物活性物质和海藻从海洋中吸收并富集在体内的矿质营养元素，包括海藻多糖、酚类多聚化合物、甘露醇、甜菜碱、植物生长调节物质(细胞***素、赤霉素、生长素、和脱落酸等)和氮、磷、钾、及铁、硼、钼、碘等微量元素。此外，为增加肥效和肥料的螯合作用，本发明产品还溶入了适量的腐植酸和适量微量元素，经过科学合理配比而成，具有一肥多效的功能，长期使用可大幅度提高土壤保肥、保水性能，培肥地力，优化作物营养条件，提高肥料利用率，增产增收。

本发明的高效多功能海藻生物肥与传统肥料相比，具有以下优良效果：

（1）肥料养分全面均衡，能够刺激植物生长，促进作物早熟

本发明高效多功能海藻生物肥的核心物质是纯天然海藻提取物，经生物发酵处理后仍然保留了天然活性成分，含有大量的非含氮有机物、钾、镁、锌等四十余种矿质营养元素和丰富的维生素，特别含有海藻中所特有的海藻多糖、高度不饱和的脂肪酸和多种植物生长调节剂，具有很高的生物活性，能够刺激作物生长，促进作物早熟，增产效果显著。

（2）改良土壤，培肥地力，促进作物根系发育

本发明产品中的海藻提取物结合腐殖酸盐，能增加土壤团粒结构，使保水能力提高10倍，粘聚力提高7倍，同时可以活化土壤中的微量元素，修正土壤肥力，促进根系发达，增强植物根部从土壤中吸收养分的能力。

（3）提高作物抗旱、抗涝、抗倒伏、防冻等抗逆能力，增产效果显著

海藻肥具有抗病功效的直接原因在于海藻中含有的特殊种类有机物质，它可以调节细胞质和叶绿体的渗透压，保护一系列酶在植物受病伤害的细胞内转化为活跃的抵抗性化学物质，增强抗虫、抗病菌能力。本发明产品中的酚类多聚物与甜菜碱调节细胞液及叶绿体的渗透压，保护一系列酶在植物受旱、寒、虫病伤害的细胞内转化为活跃的抵抗性化学物质，有较强的抗虫、抗真菌、抗线网虫、抗蚜虫和抗寒抗旱能力，提高作物存活率，增产效果显著。

（4）提高肥料利用率，绿色环保无污染，环境效益显著

本发明的海藻生物肥可抑制作物对亚硝酸盐等有害物质的吸收，使作物真正达到绿色无公害，又可弥补单施化肥所造成的养分单一、易被土壤固定和易淋失的缺点，起到减少化肥损失，有利于提高肥料利用率，绿色环保无污染，环境效益显著。

经多次田间试验表明，本发明产品对玉米、水稻、小麦、大豆等粮食作物，特别是对棉花、烟草等经济作物有更大的增产效果和经济效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限如此。

实施例1：制备高效多功能海藻生物肥

（1）制备海藻种子液

将经过筛选和驯化后的菌株分别进行深层发酵培养，发酵液组成按照细菌：放线菌：真菌=1:1:1混合，同时在混合发酵液中添加尿素、磷酸二氢钾、蛋白胨、硝酸钠和含微量元素的盐，微量元素选自铜、铁、锰、锌、硼、钼，混合均匀后形成海藻种子液.

海藻种子液中的各组分重量百分比为：尿素0.5-10%、磷酸二氢钾5-20%、蛋白胨3-5%、含微量元素的盐3-10%，其余为细菌、放线菌、真菌发酵液的混合液。

（2）制备海藻生物肥

将新鲜海藻经过破碎后，按照新鲜海藻总重量添加1%-5%的海藻生物降解种子液，经一次发酵、二次发酵，然后将海藻发酵液过滤，作为制备海藻肥的原料。其中，一次发酵采用卧式发酵滚筒，为6-12天，二次发酵为20-30天，经厌氧发酵的降解及有氧发酵的进一步降解及除臭后，将海藻发酵液过滤，向处理好的发酵液中加入腐植酸、尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾、微量元素，混合均匀后进行浓缩、低温烘干，即得海藻生物肥。

其中，各组分重量配比为：海藻发酵液 45份、腐植酸15份、尿素15份、磷酸一铵12份、硫酸钾8份、微量元素5份；微量元素为铜、铁、锰、锌、硼、钼的等比例混合物，海藻为巨藻、浒苔的混合物。

实施例2：制备高效多功能海藻生物肥

海藻种子液及海藻发酵液的制备同实施例1，海藻生物肥中各组分重量份如下：

海藻发酵液50份，腐植酸12份，尿素15份，磷酸一铵10份，硫酸钾8份，微量元素5份；微量元素为铜、铁、锰、锌、硼、钼的等比例混合物，海藻为巨藻、浒苔的混合物。

实施例3：制备高效多功能海藻生物肥

海藻种子液及海藻发酵液的制备同实施例1，海藻生物肥中各组分重量份如下：海藻发酵液27份，腐植酸20份，尿素20份，磷酸一铵15份，硫酸钾10份，微量元素8份；微量元素为铜、铁、锰、锌、硼、钼的等比例混合物，海藻为巨藻、浒苔的混合物。

对比例：普通氯化钾复合肥，总养分为54%，氮磷钾含量分别为18%、18%、18%，史丹利化肥股份有限公司生产。

本发明以上实施例1-3和对比例的应用效果如下：

公司将试验设在山东省泰安市祝阳镇横岭村，土壤类型为棕壤，土壤养分含量：有机质10.25g/kg，碱解氮90mg/kg，速效磷12.4 mg/kg，速效钾89 mg/kg。

小麦品种为济麦22。

试验小区面积为20平方米，设6个处理，3次重复，随机区组排列。试验小区为长方形，四周设保护行，施肥量为750kg/hm2，小区施肥量为1.5kg，2/3基施，1/3于追施。

对比例采用普通氯化钾复合肥，总养分为54%，氮磷钾含量分别为18%、18%、18%，史丹利化肥股份有限公司生产。

表1 小麦生物学性状与产量

从表1可以看出，对比例的株高为75.06 cm，海藻生物肥处理的实施例，其小麦株高、千粒重均显著高于对比例，实施例1、实施例2、实施例3分别比对比例增产12.7%、12.3%、8.2%。由于株高代表小麦的营养生长状况，千粒重则是生殖生长的反映，因此，海藻生物肥能够促进小麦的营养生长，而海藻生物肥中所含的微量元素可促进生殖生长。

与同等养分的普通复合肥相比，海藻生物肥处理能显著增加小麦的株高、千粒重和产量，小麦可增产8.2%～12.7%，增产效果显著。

本发明产品具有营养均衡、肥效快、抗逆性强、提高产量、改善品质等多种功能，不仅做到了用地养地结合，而且增产、高效、无污染，是农业可持续发展及生产绿色食品的新型肥料，值得推广。

Claims (3)

1.一种高效多功能海藻生物肥，其特征在于原料组分重量份如下：海藻发酵液10-80份、腐植酸5-30份、尿素5-30份、磷酸一铵5-20份、硫酸钾5-20份、微量元素2-10份；

上述原料除海藻发酵液外均为市售产品，其中：

所述尿素中氮的含量为46.2%，为质量百分比；

所述磷酸一铵中氮的含量为11.0%，五氧化二磷的含量为44%，均为质量百分比；

所述硫酸钾中氧化钾含量为50%，为质量百分比；

所述海藻发酵液制备所用原料海藻为巨藻、浒苔、马尾藻、红藻中的一种或两种以上；

所述微量元素为铜、铁、锰、锌、硼、钼中的一种或两种以上。

2.如权利要求1所述高效多功能海藻生物肥，其特征在于原料组分重量份如下：海藻发酵液15-60份、腐植酸10-20份、尿素10-20份、磷酸一铵10-15份、硫酸钾8-10份、微量元素3-8份。

3.如权利要求1或2所述高效多功能海藻生物肥，其特征在于原料组分重量份如下：海藻发酵液45份、腐植酸15份、尿素15份、磷酸一铵12份、硫酸钾8份、微量元素5份。