CN104447035A - 一种生物药肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物药肥及其制备方法，该药肥包括植物提取物残渣，所述的植物提取物残渣包括苦参提取物残渣、苦豆子提取物残渣和藜芦提取物残渣中的一种或两种以上的混合物。本发明中的药肥，充分利用有机固体废弃物资源，降低生产成本，实现废弃物资源高效利用；本发明的药肥生产过程绿色、环保，无废水、废气排放，节能、高效、低碳；本发明的药肥产品营养全面、均衡、无任何化学农药及激素添加，对多种土传病害及地下害虫具有良好的防治作用；本发明的药肥从根本上改善土壤理化性质，优化微生物群落结构，肥效及药效高效、持久。

Description

一种生物药肥及其制备方法
技术领域
本发明属于生物药肥领域，除肥效外，在药效方面，特别是对中草药种植，设施蔬菜种植中土传病害的防治及土壤改良领域具有良好的效果，特别是一种药肥、制备方法及其应用。
背景技术
由于对土地的不合理及过度使用导致我国某些地区存在不同程度的土壤板结，盐渍化等问题，致使土壤理化性质改变，土传病害严重，特别是在具有高附加值的设施蔬菜种植及中草药种植等领域。作物的连作及重茬为病虫害的发展提供了温床，大量使用高毒农药增强了病虫抗性的同时破坏了生态，增加了农残，化学肥料的大量及不合理使用破坏了土壤理化性质。
生物药肥的使用，改善了土壤理化性质，有效改善土壤盐渍化，优化了土壤微生物群落结构，通过各种有益菌及解淀粉芽孢杆菌的作用，有效遏制土传病害的发生，刺激作物生长，最终提高作物产量，改善作物品质。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种同时具有一定药效和肥效的药肥、生产方法及其应用。
本发明的目的是通过以下方案实现：
一种生物药肥，该生物药肥包括腐熟的植物提取物残渣，所述的腐熟的植物提取物残渣为通过功能微生物与植物提取物残渣发酵后的产物。
具体的，所述的腐熟的植物提取物残渣的含水量为30％～35％。
更具体的，所述的植物提取物残渣包括苦参提取物残渣、苦豆子提取物残渣和藜芦提取物残渣中的一种或两种以上的混合物。
还有，所述的功能微生物包括解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂，所述的腐熟复合菌剂包括枯草芽孢杆菌、固氮菌、嗜热毛壳菌和链霉菌中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，该生物药肥还包括无机复合肥，所述的无机复合肥包括尿素、硫酸铵、硼酸、钼酸铵、硫酸钾、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌和碳酸钙中的一种或两种以上的混合物，按质量百分比计，所述的无机复合肥占生物药肥总量的25％～35％。
具体的，按质量百分比计，所述的腐熟的植物提取物残渣占生物药肥总量的65％～75％。
更具体的，所述功能微生物的接种量为1～5亿CFU/克，解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂的用量比为2:1～3:1。
同时，所述的腐熟的植物提取物残渣的制备方法为两步发酵法，两步发酵法包括以下步骤：
步骤一：调节配方量的植物提取物残渣的C/N＝25:1～30:1、C/P＝80:1～120:1、含水率为45％～65％及pH为6.8～7.8，再加入配方量的腐熟复合菌剂发酵15～21天，发酵温度为50～70℃；
步骤二：向步骤一发酵后的物料中添加配方量的解淀粉芽孢杆菌进行再次发酵，当再次发酵物料的温度降至室温时停止发酵即得腐熟的植物提取物残渣。
具体的，通过锯末、麦糠、鸡粪和牛粪中的一种或两种以上的混合物调节植物提取物残渣的C/N和C/P，通过石灰、明矾或石灰和明矾调节植物提取物残渣的pH。
所述的生物药肥的制备方法，将两步发酵法腐熟的植物提取物残渣与无机复合肥按配方量混合均匀即得所述的生物药肥。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明中的药肥，充分利用有机固体废弃物资源，降低生产成本，实现废弃物资源高效利用；
(2)本发明的药肥生产过程绿色、环保，无废水、废气排放，节能、高效、低碳；
(3)本发明的药肥产品营养全面、均衡、无任何化学农药及激素添加，对多种土传病害及地下害虫具有良好的防治作用；
(4)本发明的药肥从根本上改善土壤理化性质，优化微生物群落结构，肥效及药效高效、持久。
具体实施方式
本发明中植物提取物残渣为具有杀虫功效的植物通过提取有效成分后所剩的植物残体，植物提取物残渣可以为苦参提取物残渣、苦豆子提取物残渣和藜芦提取物残渣中的一种或两种以上的混合物。苦参提取物残渣为利用乙醇提取苦参植物体中的生物碱之后的剩余物；藜芦提取物残渣为利用乙醇提取藜芦植物体中的生物碱之后的剩余物；苦豆子提取物残渣为利用乙醇提取苦豆子植物体中的生物碱之后的剩余物；上述的植物提取物残渣中仍含有一定量的生物碱，生物碱对某些地下害虫有一定毒杀作用；
本发明所述的功能微生物为具有腐熟功效的微生物，可以为细菌、放线菌和真菌组成的复合菌系，可选的为解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂，解淀粉芽孢杆菌是由西北农林科技大学无公害农药研究服务中心经多年研究，筛选分离得到的具有多种拮抗活性、环境适应能力极强的耐高温细菌：腐熟复合菌剂，本发明中的腐熟复合菌剂是西北农林科技大学无公害农药研究服务中心经多年分离筛选，最终选取活性较高的株菌构建组成的腐熟复合菌系，腐熟复合菌系包含芽孢杆菌、固氮菌、链霉菌及嗜热毛壳菌；
本发明中的植物提取残渣经过高温发酵，物料已经完全腐熟、稳定，其中所含有害病原菌及各类杂草种子已经被高温消除，其中所含的绝大部分木质纤维素已经被降解生成腐植酸类物质，应用到土壤中可以极大改善土壤理化性质，其中的腐植酸类物质可以螯合无机营养元素，改善土壤盐渍化，起到肥效缓释作用，其物料中所含有的有益菌及生防菌可以优化土壤微生物群落结构，抑制土传病害的发生。
本发明中的土传病害是指病原体如真菌、细菌、线虫和病毒随病残体生活在土壤中，条件适宜时从作物根部或茎部侵害作物而引起的病害；侵染病原包括真菌、细菌、放线菌、线虫等，其中以真菌为主，土传病害分为非专性寄生与专性寄生两类。
本发明中的C/N和C/P分别表示碳氮比和碳磷比。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中的快速腐熟复合菌剂及解淀粉芽孢杆菌均来自杨凌农科大无公害农药研究服务中心；无机复混肥购自陕西杨凌华阳化工有限责任公司。
实施例一：
本实施例中的解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂均来自杨凌农科大无公害农药研究服务中心，本实施例中腐熟复合菌剂包括固氮菌、芽孢杆菌和嗜热毛壳菌；陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复混肥具体包括N-P2O5-K2O比例为16:16:16，总养分含量≧48％，
解淀粉芽孢杆菌培养基：营养肉汤培养基，不加琼脂为液体培养基，加1.5％琼脂为固体培养基；营养肉汤培养基的配方为：牛肉膏5g/L,蛋白胨10g/L及NaCl 5g/L；腐熟复合菌剂培养基：改良高氏一号培养基，不加琼脂为液体培养基，加1.5％琼脂为固体培养基；改良高氏一号培养基的配方为：可溶性淀粉20g，KNO31g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，FeSO40.01g，NaCl 0.5g，蒸馏水1000mL，pH 7.2～7.4。
将解淀粉芽孢杆菌接种在解淀粉芽孢杆菌培养基斜面上活化，然后接种于250ml三角瓶，180rpm，28℃培养48h，然后依次放大，得到1亿CFU/mL的菌液；
将腐熟复合菌剂接种在腐熟复合菌剂培养基斜面上活化，然后接种于250ml三角瓶，180rpm，28℃培养48h，然后依次放大，得到1亿CFU/mL的菌液；
本实施例中的发酵原料包括：苦参提取物残渣、麦糠和锯末，发酵原料经过粉碎机粉碎，过8mm筛；
发酵过程包括步骤一：按质量百分比计，将21％苦参提取物残渣、3.5％的麦糠、14.0％锯末、60.0％水、0.5％石灰与1％腐熟复合菌剂1亿CFU/mL的菌液混合均匀，通过槽式堆肥***进行固态发酵，每隔12h用翻抛机翻抛一次，利用传感器监测发酵过程中温度和湿度的变化。当温度超过70℃时，进行翻抛作业，使物料快速降温。控制底部通风，使堆体维持50℃以上高温7天以上，直到堆体温度逐渐下降，第一阶段发酵过程大概持续15～21天，视具体情况而定；
步骤二：待堆体温度下降至40℃以下，按照质量百分比为2％的接种量接种解淀粉芽孢杆菌1亿CFU/mL的菌液，进行二次发酵，此发酵过程堆体温度会有一定程度的升高，一般不超过50℃，维持一定的通风速率，待堆体温度下降至接近室温，停止发酵，将物料通过烘干机除去多余水分，控制含水率为30％左右，混合30％由陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复混肥，装密封袋。
经检测有效菌含量达到1～5亿CFU/g，其他各项指标符合NY884-2012。
田间试验1：试验作物为草莓，在陕西杨凌设施大棚内进行，该棚内草莓根腐病严重，每小区试验面积50m2，试验设处理和对照，对照分为无机肥料对照和空白对照。处理施用本实施例制备的药肥，施用量为250kg/亩，无机肥料对照施用陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复合肥，施用量核算与施用的药肥所含无机营养元素相当，均作基肥一次性施入，常规管理。各处理设置6个重复。
田间试验效果1：试验处理区与无机肥料对照区相比，处理区草莓根腐病发生率降低55％，草莓单株生物量提高27％，草莓增产40％，均达到极显著水平。无机肥料对照相对空白对照防治草莓根腐病效果不显著，单株生物量提高8％。
田间试验2：试验作物为番茄，在陕西杨凌设施大棚内进行，该棚内番茄根结线虫病严重，每小区试验面积50m2，试验设处理和对照，对照分为无机肥料对照和空白对照。处理施用本发明的生物药肥，施用量为300kg/亩，对照施用陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复合肥，施用量核算与施用的药肥所含无机营养元素相当，均与表层30cm土壤混匀，一次性施入，常规管理。各处理设置6个重复。
田间试验效果2：试验处理区与试验对照区相比，番茄根结线虫根结数降低60％，番茄单株生物量提高40％，产量相对于对照增加25％，均达到极显著水平。无机肥料对照相对空白对照对番茄根结线虫病防治效果不明显，产量相对空白对照增加10％。
实施例二：
本实施例中的解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂均来自杨凌农科大无公害农药研究服务中心，本实施例中腐熟复合菌剂包括芽孢杆菌、嗜热毛壳菌、链霉菌；陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复混肥具体包括N-P2O5-K2O比例为16:16:16，总养分含量≧48％
解淀粉芽孢杆菌培养基：营养肉汤培养基，不加琼脂为液体培养基，加1.5％琼脂为固体培养基；营养肉汤培养基的配方是牛肉膏5g/L,蛋白胨10g/L,NaCl 5g/L。
腐熟复合菌剂培养基：改良高氏一号培养基，不加琼脂为液体培养基，加1.5％琼脂为固体培养基；改良高氏一号培养基的配方为：可溶性淀粉20g，KNO31g，K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，FeSO40.01g，NaCl 0.5g，蒸馏水1000mL，pH 7.2～7.4。
将解淀粉芽孢杆菌接种在解淀粉芽孢杆菌培养基斜面上活化，然后接种于250ml三角瓶，180rpm，28℃培养48h，然后依次放大，得到1亿CFU/mL的解淀粉芽孢杆菌菌液；
将腐熟复合菌剂接种在腐熟复合菌剂培养基斜面上活化，然后接种于250ml三角瓶，180rpm，28℃培养48h，然后依次放大，得到1亿CFU/mL的腐熟复合菌剂菌液；
本实施例中的发酵原料包括：藜芦提取物残渣、苦参提取物残渣、鸡粪和锯末，发酵原料经过粉碎机粉碎，过12mm筛；
发酵过程包括步骤一：按质量百分比计，将藜芦提取物残渣20％、苦参提取物残渣10％、鸡粪5％、锯末5％、明矾0.3％、水58.7％与1％腐熟复合菌剂1亿CFU/mL的菌液混合均匀，通过槽式堆肥***进行固态发酵，每隔12h用翻抛机翻抛一次，利用传感器监测发酵过程中温度，湿度的变化。当温度超过70℃时，进行翻抛作业，使物料快速降温。控制底部通风，使堆体维持50℃以上高温7天以上，直到堆体3温度逐渐下降，第一阶段发酵过程大概持续14～21天，视具体情况而定；
步骤二：待堆体温度下降至40℃以下，按照质量百分比为2％的接种量接种解淀粉芽孢杆菌1亿CFU/mL的菌液，进行二次发酵，维持一定的通风速率，待堆体温度下降至接近室温，停止发酵，将物料通过烘干机，控制含水率为30％左右，混合30％由陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复混肥，混合均匀，装密封袋。
经检测有效菌含量达到1～5亿CFU/g，其他各项指标符合NY884-2012。
田间试验1：试验作物为黄瓜，在陕西杨凌设施大棚内进行，该棚内黄瓜立枯病严重，每小区试验面积60m2，试验设处理和对照，对照分为无机肥料对照和空白对照。处理施用本发明的生物药肥，施用量为300kg/亩，对照施用陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复混肥，施用量核算与施用的生物药肥所含无机营养元素相当，均作基肥一次性施入，常规管理。各处理设置6个重复。
田间试验效果1：试验处理区与无机肥料对照区相比，处理区黄瓜立枯病发生率降低60％，达到极显著水平。无机肥料对照相对空白对照，在防治黄瓜立枯病上效果不显著，单株生物量提高15％。
田间试验2：试验作物为番茄，在陕西杨凌设施大棚内进行，该棚内番茄根结线虫病严重，每小区试验面积50m2，试验设处理和对照，对照分为无机肥料对照和空白对照。处理施用本发明的生物药肥，施用量为300kg/亩，对照施用陕西杨凌华阳化工有限责任公司生产的后稷牌复混肥，施用量核算与施用的生物药肥所含无机营养元素相当，均与表层30cm土壤混匀，一次性施入，常规管理。各处理设置6个重复。
田间试验效果2：试验处理区与试验对照区相比，番茄根结线虫根结数降低54％，番茄单株生物量提高30％，产量相对于对照增加20％，均达到极显著水平。无机肥料对照相对空白对照对番茄根结线虫病防治效果不明显，产量相对空白对照增加8％。

Claims (10)

1.一种生物药肥，其特征在于,该生物药肥包括腐熟的植物提取物残渣，所述的腐熟的植物提取物残渣为通过功能微生物与植物提取物残渣发酵后的产物。
2.如权利要求1所述的生物药肥，其特征在于，所述的腐熟的植物提取物残渣的含水量为30％～35％。
3.如权利要求1或2所述的生物药肥，其特征在于，所述的植物提取物残渣包括苦参提取物残渣、苦豆子提取物残渣和藜芦提取物残渣中的一种或两种以上的混合物。
4.如权利要求1或2所述的生物药肥，其特征在于，所述的功能微生物包括解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂，所述的腐熟复合菌剂包括枯草芽孢杆菌、固氮菌、嗜热毛壳菌和链霉菌中的一种或两种以上的混合物。
5.如权利要求1或2所述的生物药肥，其特征在于，该生物药肥还包括无机复合肥，所述的无机复合肥包括尿素、硫酸铵、硼酸、钼酸铵、硫酸钾、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌和碳酸钙中的一种或两种以上的混合物，按质量百分比计，所述的无机复合肥占生物药肥总量的25％～35％。
6.如权利要求5所述的生物药肥，其特征在于，按质量百分比计，所述的腐熟的植物提取物残渣占生物药肥总量的65％～75％。
7.如权利要求5所述的生物药肥，其特征在于，所述功能微生物的接种量为1～5亿CFU/克，解淀粉芽孢杆菌和腐熟复合菌剂的用量比为2:1～3:1。
8.如权利要求7所述的生物药肥，其特征在于，所述的腐熟的植物提取物残渣的制备方法为两步发酵法，两步发酵法包括以下步骤：
步骤一：调节配方量的植物提取物残渣的C/N＝25:1～30:1、C/P＝80:1～120:1、含水率为45％～65％及pH为6.8～7.8，再加入配方量的腐熟复合菌剂发酵15～21天，发酵温度为50～70℃；
步骤二：向步骤一发酵后的物料中添加配方量的解淀粉芽孢杆菌进行再次发酵，当再次发酵物料的温度降至室温时停止发酵即得腐熟的植物提取物残渣。
9.如权利要求8所述的生物药肥，其特征在于，通过锯末、麦糠、鸡粪和牛粪中的一种或两种以上的混合物调节植物提取物残渣的C/N和C/P，通过石灰、明矾或石灰和明矾调节植物提取物残渣的pH。
10.如权利要求8或9所述的生物药肥的制备方法，其特征在于，将两步发酵法腐熟的植物提取物残渣与无机复合肥按配方量混合均匀即得所述的生物药肥。
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