CN106278644A - 一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺 - Google Patents

一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，包括以下步骤：a发酵原料的制备：按重量百分比将50‑75％的钾材料、5‑10％的碳化玉米秸秆粉、5‑10％废弃烟叶燃灰、15‑20％水，混合得到发酵原料；b发酵：按重量百分比将90‑95％a步骤的发酵原料和5‑10％的解钾菌液混合均匀，调节pH值为6.5‑7.4制成发酵液，将发酵液放入发酵池中，然后每隔4.0‑6.0个小时将发酵物料翻转一次，温度控制在35‑45℃，一级发酵3‑6天，二级发酵7‑9天，即可得到含微生物缓效钾素肥料；c将b步骤的含微生物缓效钾素肥料适当降温、粉粒，即得含微生物缓效钾素肥料成品。本发明的优点是，既能防止降雨对土壤中钾肥的淋洗又能保证钾肥中钾素释放规律与烤烟生长同步，满足烤烟各个生长时期对钾素的需求。

Description

一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺
技术领域
本发明涉及农业肥料技术领域，具体公开一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺。
背景技术
钾是烤烟重要的营养元素和品质元素，钾含量是评价烟叶品质的重要指标之一，施用钾肥可以促进烤烟生长代谢，同时也影响烟草的品质，研究表明，烟叶钾含量的提高不仅可以改善烟叶的色泽、燃烧性和持火力，还有利于烟叶中糖的积累和烟叶香气的形成，我国烟叶钾含量相对较低，河南、山东烟区多在1％-2％，云南、贵州和湖南等南方烟区可以达到2.0％左右，但与国外钾含量4％-6％的优质烟叶相比还有很大差距，烟叶钾含量过低成为限制我国烟叶质量的重要因子之一，造成我国烟叶钾含量过低的因素主要包括雨水对土壤钾素的淋溶，土壤对钾素的固定以及烤烟生长过程中土壤钾素供应与烤烟钾素吸收不平衡等，在南方多雨烟区尤为突出。
现阶段，我国科研人员主要通过钾肥施用量、常规钾肥的施用品种以及钾肥追肥次数和时期等方面的研究来提高烟叶钾含量，但是由于长期单纯施用无机肥，容易造成烟田土壤板结、有机质含量下降、各种元素及化学成分比例失调，香气不足，难以满足卷烟工业的需求，且烟叶钾含量提高效果并不明显，投入成本较高，枸溶性钾肥是以富钾矿物通过多种加工工艺而成的一种不溶于水但溶于2％柠檬酸的钾肥，可以很大程度缓解降雨对土壤中钾肥的淋洗，但是单施枸溶性钾肥造成钾素释放较慢，满足不了烤烟生长过程中对钾素的吸收，因此有必要寻求一种钾肥，既能防止降雨对土壤中钾肥的淋洗又能保证钾肥中钾素释放规律与烤烟生长同步，满足烤烟各个生长时期对钾素的需求，经检索，未发现以碳化玉米秸秆、废弃烟叶燃灰、硫酸钾、枸溶性钾配施与解钾菌混合而成的提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其可实现低成本、无污染，在不破坏土壤结构的情况下，快速补充农田钾元素，提高钾元素的植物利用率。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，包括以下步骤：a、发酵原料的制备：按重量百分比将50-75％的钾材料、5-10％的碳化玉米秸秆粉、5-10％废弃烟叶燃灰、15-20％水，混合得发酵原料，备用；b、发酵：按重量百分比将90-95％所述a步骤的发酵原料和5-10％的解钾菌液混合均匀，调节pH值为6.5-7.4制成发酵液，将发酵液放入发酵池中，然后每隔4.0-6.0个小时将发酵物料翻转一次，温度控制在35-45℃，一级发酵3-6天，二级发酵7-9天，即可得到含微生物缓效钾素肥料；c、将所述b步骤的含微生物缓效钾素肥料适当降温、粉粒，即得含微生物缓效钾素肥料成品。
进一步的，所述解钾菌液的制备步骤包括：降解菌经三角瓶摇床振荡培养24-36小时后，再转接到发酵罐中，温度为28-38℃，扩大培养24-36小时，即得解钾菌液；
进一步的，所述钾材料的细度为100目；
进一步的，所述碳化玉米秸秆细度为100目；
进一步的，所述废弃烟叶燃灰的细度为100目；
进一步的，所述废弃烟叶燃灰的pH值为9-11，其中含钾10-15％，含钙15-20％，含镁5-7％；
进一步的，所述碳化玉米秸秆的pH值为7.5-8.0，其中含钾8-12％，含钙15-20％；
进一步的，所述废弃烟叶燃灰由烤烟底脚叶、废弃下部叶等经晒干或烘干后低温燃烧(280-400℃)后获得废弃烟叶燃灰；
进一步的，所述碳化玉米秸秆由新鲜玉米茎干经晒干或烘干后，在缺氧环境***然碳化所得；
进一步的，所述解钾菌为Ensifer菌或Bacillus cereus strain或两种解钾菌的混合液；
进一步的，所述解钾菌为混合液时按照数量比为5：(2-5)；
进一步的，所述钾材料为硫酸钾和枸溶性钾肥；
进一步的，所述硫酸钾和枸溶性钾肥配施比例为50-75％：25-50％；
进一步的，硫酸钾含钾量51％；
进一步的，枸溶性钾肥含钾量24％，二氧化硅20％，钙4％，镁4％。
本发明的有益效果：采用以生物转化的办法提高钾肥的利用率，采用含钾量高的玉米秸秆和废弃燃烧烟灰加入速效性的硫酸钾和缓效性的枸溶性钾肥，通过Ensifer菌和Bacillus cereus strain等功能性微生物的作用形成一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料，含微生物缓效钾素肥料的肥效时间较硫酸钾可延长12-24个月，降低了降雨等外部因素对土壤中钾素的淋洗，既能防止降雨对土壤中钾肥的淋洗又能保证钾肥中钾素释放规律与烤烟生长同步，满足烤烟各个生长时期对钾素的需求。
具体实施方式
实施例1：
一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，包括如下步骤：
a发酵原料的制备：按重量百分比将60％的钾材料(硫酸钾与枸溶性钾肥配施比例为1:1)、10％的碳化玉米秸秆粉、10％废弃烟叶燃灰、20％水，混合得发酵发酵原料，备用；
b发酵：按重量百分比将90％a步骤的发酵原料和10％的解钾菌液(Ensifer菌)混合均匀，调节pH值为6.5制成发酵液，将发酵液放入发酵池中，然后每隔4.0个小时将发酵物料翻转一次，温度控制在35℃，一级发酵3天，二级发酵7天，即可得到含微生物缓效钾素肥料；
c将b步骤的含微生物缓效钾素肥料适当降温、粉粒，即得含微生物缓效钾素肥料成品。
实施例2
一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，包括如下步骤：
a发酵原料的制备：按重量百分比将50％的钾材料(硫酸钾与枸溶性钾配比为3:1)、8％的碳化玉米秸秆粉、8％废弃烟叶燃灰、20％水，混合得发酵发酵原料，备用；
b发酵：按重量百分比将90％a步骤的发酵原料和5～10％的解钾菌液(Bacilluscereus strain菌)混合均匀，调节pH值为7.0制成发酵液，将发酵液放入发酵池中，然后每隔5个小时将发酵物料翻转一次，温度控制在38℃，一级发酵4天，二级发酵8天，即可得到含微生物缓效钾素肥料；
c将b步骤的含微生物缓效钾素肥料适当降温、粉粒，即得含微生物缓效钾素肥料成品。其它工艺步骤和条件与实施例1相同。
实施例3
一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，包括如下步骤：
a发酵原料的制备：按重量百分比将75％的钾材料(硫酸钾与枸溶性钾肥配比为1:3)、5％的碳化玉米秸秆粉、5％废弃烟叶燃灰、15％水，混合得发酵发酵原料，备用；
b发酵：按重量百分比将95％a步骤的发酵原料和5％的解钾菌液(Ensifer菌和Bacillus cereus strain菌配比为1:1)混合均匀，调节pH值为7.4制成发酵液，将发酵液放入发酵池中，然后每隔6.0个小时将发酵物料翻转一次，温度控制在45℃，一级发酵6天，二级发酵9天，即可得到含微生物缓效钾素肥料；
将b步骤的含微生物缓效钾素肥料适当降温、粉粒，即得含微生物缓效钾素肥料成品。其它工艺步骤和条件与实施例1相同。
本发明在K326烤烟品种上的肥效田间试验研究：
试验地选择在云南省罗平县大水井烟叶基地单元，试验地土壤肥力中等，分布均匀，0～20cm耕层土壤基本肥力情况见表1所示。表1试验地土壤基本肥力情况
表1试验地土壤养分状况
注：有机质、全氮、全磷、全钾单位为g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾和缓效钾单位为mg·kg-1，下同。
供试肥料：本发明的提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料，产品形态：粉剂。主要技术指标：有效活菌数≥2.08亿/g，K20≥36％。
试验设计：试验设3个处理，4次重复，随机区组设计，小区面积37㎡，处理1：提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料；处理2：单施枸溶性钾肥；处理3：常规施肥(单施硫酸钾肥)。
田间管理：所有处理均以基肥和底肥形式施入土壤中，纯K2O用量均为20.4kg/亩，其他同大田常规管理方法。待烤烟成熟期时测定烤烟不同部位烟叶钾含量，见表2。
处理 上部叶/％ 中部叶/％ 下部叶/％
处理1 4.34 3.83 4.18
处理2 1.82 1.92 1.77
处理3 2.24 2.06 1.99
表2烤烟成熟期时烤烟不同部位烟叶钾含量
处理 总叶/％ 茎/％
处理1 42.56 30.18
处理2 35.28 32.66
处理3 32.44 30.52
表3不同处理对烤烟钾素积累分配的影响
烟叶是烟株中最重要的经济部位，烟叶钾含量直接影响烟叶品质。从表3可以看出，施加含微生物缓效钾素肥料的处理1中总叶钾含量占42.56％，其次是施加枸溶性钾肥的处理和单施硫酸钾肥的处理。
结论：烤烟生长过程中施加含微生物缓效钾素肥料能够提高烟叶钾含量，利于钾素从根茎部位向烟叶转移和分配，说明，烤烟在生长中后期土壤中的钾素能够源源不断提供给烤烟。
本发明在云烟87烤烟品种上的肥效田间试验研究：
试验地选择在云南省罗平县罗雄烟叶基地单元，试验地土壤肥力中等，分布均匀，0～20cm耕层土壤基本肥力情况见表1所示。表4试验地土壤基本肥力情况。
表4试验地土壤养分状况
供试肥料：本发明的提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料，产品形态：粉剂；主要技术指标：有效活菌数≥1.88亿/g，K20≥36％。
试验设计：试验设3个处理，4次重复，随机区组设计，小区面积37㎡，处理1：提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料；处理2：单施枸溶性钾肥；处理3：常规施肥(单施硫酸钾肥)。
田间管理：所有处理均以基肥和底肥形式施入土壤中，纯K2O用量均为21.26kg/亩，其他同大田常规管理方法；待烤烟成熟期时测定烤烟农艺性状和根系生物量，见表5和表6。
表5不同处理对烤烟农艺性状的影响
从表5可以看出，施加含微生物缓效钾素肥料能够促进烤烟生长，增加烟叶有效叶片数，提高叶片最大叶面积，而施加单施枸溶性钾肥效果相较处理1和处理3均差一些。
处理 根鲜重/g 根干重/g 干鲜比 根冠比
处理1 52.17a 18.95a 0.36b 0.4c
处理2 35.62c 12.42c 0.35b 0.57a
处理3 40.21b 17.13b 0.43a 0.54b
表6不同处理对烤烟根系生物量的影响
从表6可以看出，施加含微生物缓效钾素肥料的处理可以显著增加烤烟根系生物量，且与其他处理差异显著。
结论：烤烟生长过程中施加含微生物缓效钾素肥料能够促进烤烟生长，增加烤烟有效叶片数，提高烟叶最大叶面积，同时对地下部的根系生物量有显著增加。
本发明在云烟89烤烟品种上的肥效田间试验研究：
试验地选择在贵州省兴义市敬南烟叶基地单元，试验地土壤肥力中等，分布均匀，0～20cm耕层土壤基本肥力情况见表7所示。表7试验地土壤基本肥力情况：
表7试验地土壤养分状况
供试肥料：本发明的提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料，产品形态：粉剂；主要技术指标：有效活菌数≥2.28亿/g，K20≥36％。
试验设计：试验设3个处理，4次重复，随机区组设计，小区面积37㎡，处理1：提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料；处理2：单施枸溶性钾肥；处理3：常规施肥(单施硫酸钾肥)。
田间管理：所有处理均以基肥和底肥形式施入土壤中，纯K2O用量均为19.58kg/亩，其他同大田常规管理方法；待烤烟成熟期时测定烤烟叶绿素含量，见表8。
表8不同处理对烟叶叶绿素含量的影响(mg/kg)
从表8可以看出，烤烟生长过程中施加含微生物缓效钾素肥料能够提高烟叶叶绿素含量，尤其对叶绿素a和总叶绿素含量增加显著；叶绿素含量增加，有助于烤烟有效进行光合作用，从而促进烤烟生长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、发酵原料的制备：按重量百分比将50-75％的钾材料、5-10％的碳化玉米秸秆粉、5-10％废弃烟叶燃灰、15-20％水，混合得到发酵原料；
b、发酵：按重量百分比将90-95％所述a步骤的发酵原料和5-10％的解钾菌液混合均匀，调节pH值为6.5-7.4制成发酵液，将发酵液放入发酵池中，然后每隔4.0-6.0个小时将发酵物料翻转一次，温度控制在35-45℃，一级发酵3-6天，二级发酵7-9天，即可得到含微生物缓效钾素肥料；
c、将所述b步骤的含微生物缓效钾素肥料适当降温、粉粒，即得含微生物缓效钾素肥料成品；
所述的解钾菌液的制备步骤包括：降解菌经三角瓶摇床振荡培养24-36小时后，再转接到发酵罐中，温度为28-38℃，扩大培养24-36小时，即得解钾菌液；
所述的钾材料的细度为100目；
所述的碳化玉米秸秆细度为100目；
所述的废弃烟叶燃灰的细度为100目。
2.根据权利要求1所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的废弃烟叶燃灰的pH值为9-11，其中含钾10-15％，含钙15-20％，含镁5-7％。
3.根据权利要求1所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的碳化玉米秸秆的pH值为7.5-8.0，其中含钾8-12％，含钙15-20％。
4.根据权利要求1所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的解钾菌为Ensifer菌或Bacillus cereus strain或两种解钾菌的混合液。
5.根据权利要求4所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的解钾菌为混合液时按照数量比为5：(2-5)。
6.根据权利要求1所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的钾材料为硫酸钾和枸溶性钾肥。
7.根据权利要求6所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的硫酸钾和枸溶性钾肥配施比例为50-75％：25-50％。
8.根据权利要求5所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的硫酸钾含钾量51％。
9.根据权利要求5所述一种提高烟叶钾含量的含微生物缓效钾素肥料制备工艺，其特征在于：所述的枸溶性钾肥含钾量24％，二氧化硅20％，钙4％，镁4％。
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