CN1074203A - 多菌种生物有机复合肥及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种多菌种生物有机复合肥，通 过各菌种分别进行液固二相的多次培养，然后以一定 比例与有机物、无机矿物质和少量水溶性盐混合，最 后形成多菌种生物有机复合肥，它的优点是不会发生 拮抗，活菌数充足，有利于环境的改善并能提供和促 进土壤肥力的提高。

Description

本发明涉及的是一种生物有机复合肥，特别地，本发明所述的生物有机复合肥是由多菌种形成的;以及制造上述生物有机复合肥的方法。

在现有技术中，利用有机废弃物制造生物复合肥的例子如下：

在CN91107966.1于92年7月22日公开的说明书中，申请人描述了一种全价复合肥料，它是采用有机废料和农牧副产废料为主要原料，该专利特别指出，在原料的发酵过程中，有多种微生物参与，在肥料无害化处理过程中，仍存在多种微生物。

在CN89108541.6于90年10月3日公开的说明书中，申请人提到了一种生化复合肥及制法，它是在生活垃圾中引入经扩大培养的硝化细菌和钾腐细菌进行分解发酵，精制后掺合一定量的无机肥。

在DE3800814.9中，申请人公开了一种利用淤泥与一些其它废料掺合，在必要时引入微生物，然后装袋以防重金属的污染。

在CN90106002.X中，申请人描述了一种生物复合肥及其制法，它是在通常的混合肥中加入一种固氮菌，然后造粒并在颗粒表面包覆磷合剂，其特点是稳定贮运，但其仅是一种厌氧固氮菌，且未公开所用固氮菌的种类。

在CN92101990.4中，申请人描述了一种有机复合菌肥的生产方法，它采用的是发酵灭菌，液相加固氮菌，最后造粒。

在现有技术所述的生物肥料中，存在着以下的不足：1）菌种单一;2）所述的菌种没有具体科目，因此不能体现是否用了最有活力的菌种，或者公开不充分;3）一般都采用单一的液相培养，这样会引起拮抗。

本发明的主要目的在于提供一种经液固二相多次培养的不会产生拮抗作用的多菌种生物有机复合肥。

本发明另一个目的在于提供一种能有效利用有机废弃物，经过本发明所述方法的制备，提供一种主要成份为有机废弃物的生物复合肥。

本发明还有一个目的是提供一种制造上述生物复合肥的方法。

本发明的简单过程如下：将各菌种分别进行液相培养，然后用草炭吸附，将附有微生物的菌种剂进行固相培养，在固液二相培养中，可以进行多次扩大，最后与经发酵的有机物以及矿物质和微量水溶性盐混合，或以粉状，或以粒状形成本发明所述的多菌种生物有机复合肥。

下面详细叙述本发明。

由于工农业以及城市生活的废弃物越来越多，如何处理这些废弃物成为近十几年来的相关领域的技术人员热衷研究的一个课题，目前的研究结果已经表明，这些废弃物中的一部分-有机废弃物在适当处理后能成为有用的东西，其中包括本发明所述的肥料。这里所述的能作为本发明肥料的原料包括动物粪便、生物残体及其腐殖物，植物的残余部分，具体地，它们是动物粪便、毛皮、鳞片、骨粉、麦麸、米糠、城市生活垃圾，农村的秸杆、玉米芯，自然界存在的风化煤、褐煤、草炭土、沼泽淤泥等等。在本发明所述的复合肥中，这些有机废弃物占原料总量的60%以上，它们所起的作用是作为菌种剂固体培养的养料和能源，并起有机肥的作用。

为了实现本肥料的多功能和高效力，同时在制造和使用中起保护、吸水、保温的作用，在本发明所述的复合肥中还包括约占总量6-40%的矿物添加剂，它们是蛭石、沸石、硅藻土、磷矿粉、钾矿粉、石灰石及硼、钼、锌、镁以及稀土矿物质。

在本发明所述的生物有机复合肥的制造或使用中能起刺激或养料作用的化学添加剂，它们是硼酸、硫酸锌、钼酸铵、磷酸二氢钾和农用稀土。

如果在特殊地质使用，还应添加少量相应的添加剂，如在干旱地区，可添加少量的保湿剂，它们通常是高分子材料，如改性淀粉制成的高吸水树脂等。

除非特别指出，本文中所述的百分比和份数都是指重量。

在制备本发明所述的生物复合肥之前，应对各种原料进行预处理，这是使原料符合使用要求的步骤，如果原料是符合要求的，这个预处理过程可以部分或全部取消。

对有机物的预处理包括选料、粉碎和灭菌。首先要挑选未发霉的有机物，经挑选后的有机废物进行烘干粉碎，粉碎后物料的细度约60～120目，除新鲜的麦麸、米糠、并渣、秸杆、玉米芯和锯末外，其它的有机废弃物都要经过消毒灭菌处理以达到环保的要求，例如，城市垃圾的处理要求应达到国家制定的《GB8172-87城镇垃圾农用控制标准》。

在本发明所述的生物复合物中所使用的无机矿物质，要求其细度约在120目以上，其中磷、钾和石灰石矿应尽可能的细;由于本发明生物复合肥中需要钾磷成分，因此要选用那些钾磷含量高的矿石。所用的蛭石应经过高温膨化。

在完成了上述准备工作后，我们将按制备过程进一步说明本发明的详细技术内容。

首先，我们在此叙述菌种剂的生产工艺。

本发明涉及的是一种多菌种生物有机复合肥，这里所述的多菌种，至少包括5个菌种，正如前面所述的，多菌种而且使它们之间不发生拮抗是本发明的主要特征，本发明所述的生物有机复合肥中所用的5个菌种（本发明中所述的菌种均由中国农科院土肥所提供）是指：

一号菌-巨大芽胞杆菌（Bacillus  megatherium  de  Bary），代号10010-88，它的特征有：

1.大芽胞杆菌5-6×1.8-2微米

2.细胞成对或成链、不运动

3.能分介磷脂和核酸

4.可增加土壤中可溶性磷酸的含量（100克土壤中达9毫克的五氧化二磷）

一号菌培养基配方  1升用量

葡萄糖：  10g

NaCl：  0.3g

MnSO4·4H2O  0.03g

（NH4）2SO4  0.5g

KCl：  0.3g

FeSO4·7H2O：  0.03g

CaCO3：  5g

MgSO4·2H2O：  0.3g

卵磷脂：  0.2g

二号菌-钾细菌，其代号10012-88能对土壤中云母、长石等含钾的铝硅酸及磷灰石进行分介、释放出钾、磷与其它灰分元素、改善作物的营养条件，它包括：

胶质芽胞杆菌（Bac.mucilaginosus）

固氮芽胞杆菌（Bac.Azotofaxans）

1.好氧性细菌，菌体长4-7微米、宽1微米

2.有荚膜、连同荚膜长7-10微米、宽5-6微米、荚膜有时只有一，有时有2-3。

3.革兰氏阴性

4.具有介钾、介磷能力

5.具有一定固氮能力（利用1克糖可以固定1.3毫克氮）

6.分泌生理活性物质、促进作物生长。

二号菌培养基配方  1升用量

蔗糖：  5g

K2HPO4： 2

（NH4）2SO4：  1

MgSO4·2H2O：  0.5

FeCl3：  0.2

CaCO3：  0.1

酵母粉： 0.2

PH  7.2-7.4

三号菌-固氮根瘤菌（Azorhizobium  Caulinadans  ORS571），其代号571-89，其特征如下：

1.小杆菌0.5-0.6×1.5-2.5微米

2.革兰氏负反应

3.能运动、固生鞭毛（固体培养）、或侧生鞭毛（液体培养）

4.快生型、代时为3-6小时

5.有特殊固氮效能，在无氮培养基中，以空气中氮气如唯一氮源生长良好，固氮率为300-400毫微克分子乙烯/毫克干基/小时。

三号菌培养基配方  1升用量

乳酸钠：  10克

K2HPO4：  1.67克

KH2PO4：  0.87克

NaCl：  0.05g

CaCl2：  0.04g

FeCl3：  0.004g

MgSO4·2H2O：  0.1g

酵母粉：  1g

四号菌-自生固氮菌（圆褐固氮菌Azotobacter  Chroococcum），其代号10087-88，其特征如下：

1.好氧性细菌、短杆状椭圆形或近似球状

2.周生鞭毛、能活跃地运动

3.不生芽胞、草兰氏染色阴性

4.有粘性的厚荚膜，能产生色素使菌落变色

5.氧化一克能量物质，能够积聚近30毫克的氮素

6.能分泌维生素和生长系、刺激作物生长发育及加强其他根际微生物的生命活动，促进土壤有机物质的矿化作用，从而促使供给植物灰分养料

四号菌培养基配方  1升用量

KH2PO4：  0.2g

MgSO4·2H2O：  0.2g

NaCl：  0.2g

CaSO4·2H2O：  0.1g

CaCO3：  5g

甘露醇：  10g

五号菌-联合固氮菌（Klebsiella  pneumonial），其代号549-89，它的特征如下：

1.无鞭毛或少数细胞具有极生鞭毛

2.有荚膜对固氮酶有保护作用

3.能利用单糖、双糖作为碳源，以葡萄糖或蔗糖为唯一碳源的无氮培养基上生长旺盛

4.依赖根际环境生活，又对作物的生长发展产生一定影响，并与作物两者之间形成联合共生固氮关系

五号培养基配方  1升用量

葡萄糖：  5g

KH2PO4：  0.4g

K2HPO4：  0.1g

MgSO4·2H2O：  0.2g

NaCl：  0.1g

CaCl2：  0.02g

FeCl3：  0.01g

酵母粉：  0.5g

Na2MoO4：  0.002g

这5个试管菌种在25～20℃的摇床中利用各自的培养基培养1～2天后，再利用发酵分别进行液体深层培养，然后用草炭土进行吸附，这样就完成了第一次的液相培养。

接下来将溶解的刺激剂加入麦麸及其它未发酵的有机物中，然后各自加入上述菌种剂，混合均匀，将混合物在25～30℃的条件下培养1-2天，这就是固体发酵培养，在固液二相的培养中，可以进行多次扩大培养，在结束上述步骤后，分别加入蛭石吸附剂进行搅拌，这样就得到了含有微生物的物料-菌剂组份。

本发明所述的另一个主要成分有机物的准备是这样，将有机物发酵，掺入一定量的溶解的微量元素进行搅拌，在搅拌过程中加入除臭剂，如果需要，可以在前述步骤中加入烘干灰菌这一工序，将烘干后的物料粉碎至60～120目。

另外将磷矿粉及其它无机矿物质也粉碎至一定细度，原则上是越细越好，通常应高于120目。

将含有菌种的物料、烘干灭菌后的发酵有机物以及无机矿物质按如下比例混合：

有机物含量约占总量的60%以上;

矿物质约占总量的6-40%;

刺激剂约占总量的0.15～0.2%。

在实际运用中，还应加入少量的水溶性无机盐，水溶性无机盐的加入量约为总量的1.5%或更少。由于水溶性无机盐的存在会威胁菌种的存活，因此，在混合时应将菌种和水溶性无机盐分别用吸附物吸附，这样就能避免水溶性无机盐对菌种的伤害，可以使肥料中允许配入更多量的微量元素。

在通用配方中，有机物各组份的配比如下：

麦麸  约10%;

鸡粪  约20%;

豆饼  约5%;

草炭土  约30%;

无机矿物质中各组份的较好配比包括：

磷矿粉  约15～25%;

蛭石（保护剂）  约3-7%;

沸石（除臭剂）  约2-5%;

硫酸锌  约0.1～0.3%。

前面所述的刺激剂包括约占总量0.04～0.06.%的钼酸铵，约0.08～0.12%的磷酸二氢钾，以及约0.02～0.06%的稀土元素。刺激剂还可以使用相应的矿物质，比如：可以用稀土矿、钼矿粉和磷矿粉代替前述的钼酸铵、磷酸二氢钾和稀土元素。

菌种剂（草炭吸附）约占总量的2-5%。

上面是各具体成分在本发明所述生物复合肥中所占的通用比例，另外，在需要的时候可以加入适量的水，水在本发明所述生物复合肥中主要用来溶解刺激剂和各种元素添加剂，另外还用来调节发酵物的含水量，具体用水量的比例，本专业人员可以根据现有技术或经验确定。

在上述配方原则指导下按上述方法制备出的多菌种生物有机复合肥，经大量的试用，增产效果显著，具体请看表1、表2和表3。

中国农业科学院北京网室盆栽水稻、谷子试验，观察记录了谷苗生育、分蘖、成穗、生物性状、产量（包括地上部生物量、收获期茎叶产量、穗重、籽粒总产量）达到显著或极显著影响，最后收获籽粒产量见表1：

表1

                              水稻          谷子

                     籽粒产量  与CR对照  籽粒产量 与CR对照

                    (克／盆） 增产率(%) (克／盆） 增产率(%)

1.化肥                289.98     27.87      51.38     9.32

2.绿友100kg/亩＋化肥  314.76     38.80      57.88     23.15

3.绿友50kg/亩＋化肥   313.49     38.24      56.28     19.75

4.绿友50kg/亩＋1/2N+P 304.76     34.38      55.25     17.55

5.绿友50kg/亩＋1/3N+P 285.98     26.10      51.38     9.33

6.绿友50kg/亩＋N+1/2P 281.41     24.09      51.38     9.33

7.绿友50kg/亩＋N+1/3P 265.14     16.91      51.18     8.89

8.绿友50kg/亩         242.39     6.88       50.33     7.09

9.CK                  226.78                47.00

表2.南京市江浦汤泉农技站施用缘友肥料与化肥比较对棉花产量影响

    基    肥             追    肥   产量(斤／亩) 增产率(％)

1.化肥(碳铵80斤／亩    尿素40斤/亩    67.2

       磷肥50斤／亩)

2.绿友100斤/亩＋1/3化肥    同上       83.2       23.8

3.绿友200斤/亩＋1/2化肥    同上       97.8       45.5

4.绿友300斤／亩            同上      111.2       65.5

表3.北京市丰台区农科所施用绿友肥料于蔬菜增产效果统计表

                 黄   瓜    茄   子    大白菜      萝  卜

                 A   B    A    B      A    B       A    B

绿友100公斤/亩 2055 35%  1865 70.3%  12793 19%   7465  27.5%

等价公肥（NP)  1780 17%  1435  31%   11793 9.7%  6215  6.15%

CK(空白对照）  1520      1095        10750       5855

＊表中A是产量（斤／亩),B是增产率。

本发明所述的多菌种生物有机复合肥是一种无公害的生物活性肥料，由于它含有丰富的有机质、天然矿物养份、有益的微量元素以及有效的刺激剂和保护剂，及采用了固液二相多次扩大培养和最终混合复配工序，因此，在改善土壤理化性能、转化有机无机养料刺激作物发芽和健壮生长提高抗病能力方面都比其它单一菌种的生物肥来得有效。令人惊奇的是，采用本发明分别用草碳吸附后的菌种混合拌种，也有显著的增产效果。

本发明的工艺除了上述部骤外，还应满足下列要求：

1.5个菌种的液体、固体培养都要分别进行，都是通气发酵。

2.各菌种都是分别采用各自的专用培养基。固体发酵培养的培养，都是同一有机质，菌种剂生产，可经三级也可经四级液体扩大培养。

4.肥料成品生产，只经一级固体培养。

5.固体培养阶段，刺激剂的溶解水用量，要达到加入有机物中使其适宜发酵的含水量，约为发酵物的1/4。

6.刺激剂磷酸二氢钾、稀土、钼酸铵要分别溶解、分别加入有机物。钼酸铵可在固体发酵后加入。

7.固体发酵物在接菌前要求PH为7，水分为25～30%。

8.原料质量高，可全部合在一起进行固体发酵，甚至可直接装入透气袋任其自由发酵后，即可施用。

本发明所述的多菌种生物有机复合肥的检测应严格控制下列指标，

有效活菌总数≥2亿个/克;

有机质含量≥35%;

酸碱度PH值6.5～7;

水份  10-15%;

有效储存一年。

本发明的优点和技术特征已在前面详细描述，本发明的技术特征或保护范围在权利要求中体现，但是，本发明所提供的权利要求不作为对本发明的限定，凡是利用本发明的概念的所作的任何劳动都将在本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1、一种多菌种生物有机复合肥，它是由多个菌种、有机物、无机矿物质以及少量添加剂组成，其特征在于所述的多菌种生物有机复合肥中至少含有5个菌种，每克复合肥中含有效活菌数大于2亿个，有机质的含量应大于等于35%，复合肥的PH值在6-7之间，水份含量约为8-20%。

2、权利要求1所述的多菌种生物复合肥，其特征在于所述的菌种包括巨大芽胞杆菌、钾细菌、固氮根瘤菌、自生固氮菌和联合固氮菌。

3、权利要求2所述的钾细菌是指胶质芽胞杆菌和固氮芽胞杆菌。

4、权利要求2所述的自生固氮菌是指园褐固氮菌。

5、权利要求1所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于PH值约为6.5-7。

6、权利要求1所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于该复合肥的含水约在10-15%。

7、权利要求1所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于多菌种生物有机复合肥中有机物含量约占总量的60%以上，矿物质约占总量的6-40%，刺激剂约占总量的0.15～0.2%;所述的有机物各组份通常包括：

麦麸  约10%;

鸡粪  约20%;

豆饼  约5%;

草炭土  约30%;

所述的无机矿物质通常包括：

磷矿粉  约15～25%;

蛭石（保护剂）  约3-7%;

沸石（除臭剂）  约2-5%;

硫酸锌  约0.1～0.3%;

前面所述的刺激剂包括约占总量0.04～0.06.%的钼酸铵，约0.08～0.12%的磷酸二氢钾，以及约0.02～0.06%的稀土元素，菌种剂（草炭吸附）约占总量的2-5%。

8、权利要求1或7所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于多菌种生物有机复合肥中的有机物还包括动物粪便、毛皮、鳞片、骨粉、米糠、城市生活垃圾，农村的秸杆、玉米芯，自然界存在的风化煤、褐煤、沼泽淤泥，

9、权利要求1或7所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于矿物添加剂还包括硅藻土、钾矿粉、石灰石及硼、钼、镁等矿物质。

10、权利要求1或7所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于刺激剂还包括硼酸、硫酸锌。

11、权利要求1或7所述的多菌种生物有机复合肥，其特征在于所述的添加剂还包括少量的高吸水树脂;

12、一种制造权利要求1所述多菌种生物有机复合物的方法，包括将各试管菌种在25～30℃的摇床中利用各自的培养基培养1～2天后，再利用发酵分别进行液体深层培养，然后用草炭土进行吸附，这样就完成了液相培养;

接下来将溶解的刺激剂加入麦麸及它未发酵的有机物中，然后分别加入上述菌剂，混合均匀，将混合物在25～30℃的条件下固体发酵培养1～2天，在固液二相的培养中，可以进行多次扩大培养，在结束上述步骤后，分别加入蛭石吸附剂进行搅拌得到含有微生物的菌剂;

将另一部分有机物发酵，掺入一定量的溶解的微量元素进行搅拌，在搅拌过程中加入除臭剂，如果需要，可以在前述步骤中加入烘干灭菌这一工序，将烘干后的物料粉碎至60～120目;

另外将磷矿粉及其它无机矿物质也粉碎至120目以上;

将含有菌种的物料、烘干灭菌后的发酵有机物以及无机矿物质以及其它添加剂按上述比例混合。