CN109796279A - 一种多元素生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多元素生物有机肥及其制备方法，属于肥料技术领域。本发明肥料是由海带残渣、豆粕、棉粕、糠醛渣、膨润土、腐殖酸、黄腐酸钾、磷酸一铵、硼砂、硫酸锰、硫酸铜、钼酸钠、复合微生物菌剂、木醋液、增效剂；所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按照质量比1:1‑1.5:1.5‑2：1.5‑2.5的重量比制得；所述增效剂是纳米氢氧化镁和活性炭按照质量比5:3‑6混合而成。本发明以海带残渣废弃物为主要原料，一方面解决了大量的海带产业废弃物，另一方面海带、海藻等可提高作物的产量和品质，而且对抵抗病虫害方面有显著的作用。本发明肥料肥效显著，安全环保。

Description

一种多元素生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种多元素生物有机肥及其制备方法。

背景技术

目前，我国解决粮食安全的主要途径还需依靠高强度地集约利用耕地资源和大量化肥等化学品的投入，这样由于大量使用化肥，不仅造成肥料浪费和利用率降低，还造成土壤养分的比例失调，土壤肥力下降，水体产生富营养化，给环境安全造成巨大压力。我国多年来由于化学肥料的长期使用，有机肥不足，各类养分比例失调，致使农田生态环境、土壤理化性质和土壤微生物区系受到不同程度的破坏，在一定程度上影响了农产品的安全。因此，近年来国家力推增效肥、生物有机肥等新型肥料入市，通过利用新型肥料替代部分化肥用量，不仅可以减少化肥用量，而且还可改善土壤质量、保护生态环境。

生物有机肥有固氮、解磷、解钾等作用，可以大大提高化肥的利用率。由于普通化肥施用于土壤后易于挥发、淋湿，在固氮菌的作用下，化肥中的氮元素就可以被固定下来，提高氮肥的利用率。化肥中的磷、钾元素施用在土壤中的存在形式一般都是以不溶性的化合物形式存在，磷元素的利用率只有，生物有机肥中的解磷、解钾菌可以将磷元素释放出来。另外，生物有机肥中的有机酸又可与金属元素结合，从而有利于作物对矿物质的吸收。

目前，传统的生物有机肥，发酵周期长，产品肥效不高，有些不成熟的有机肥还会对土壤造成二次污染，一定程度限制了有机肥大规模应用的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，提供一种高效安全的生物有机肥，一方面可以为作物提供全面的营养物质，提升作物抗病能力，另一方面可有效改善土壤结构，改善土壤环境，且制备工艺简单，有利于大规模生产和应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多元素生物有机肥，是由以下重量份的原料制备而成：海带残渣200-400份、豆粕100-200份、棉粕50-100份、糠醛渣30-50份、膨润土20-40份、腐殖酸20-40份、黄腐酸钾10-20份、磷酸一铵10-20、硼砂3-5份，硫酸锰2-4份，硫酸铜2-4份，钼酸钠2-4份、复合微生物菌剂2-6份、木醋液0.5-1份、增效剂0.5-1.5份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按照质量比1:1-1.5:1.5-2：1.5-2.5的重量比制得；

所述增效剂是纳米氢氧化镁和活性炭按照质量比5:3-6混合而成。

所述复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。

所述液体种子培养基为5％蔗糖、5％蛋白胨、3％玉米粉、0.2％磷酸二氢钾、0.06％氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5％蛋白胨、5％牛肉膏、3％蔗糖、15％玉米粉、3％淀粉、0.1％氯化钾和余量无菌水组成。

所述纳米氢氧化镁粒径为50-80nm。

一种多元素生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将配比将海带残渣、豆粕、棉粕、糠醛渣混合均匀，加入水，含水量控制在60％；加入尿素，通过尿素的添加量调节混合物的C/N为30:1，得到预混物；

(2)将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂；

(3)按配比将复合微生物菌剂加入步骤(1)所得预混物中，并在发酵池中充分混匀，每隔两天翻堆一次，持续发酵15天，全程控制发酵温度不得高于65℃，发酵完成后，将混合料阴干至含水量≤25％，得到腐熟料；

(4)按配比将腐殖酸、黄腐酸钾、磷酸一铵、硼砂，硫酸锰，硫酸铜，钼酸钠、木醋液、增效剂与步骤(3)所得腐熟料混合均匀，经过转鼓造粒机造粒后，烘干、冷却、筛分，得到粒径为8-12mm的多元素生物有机肥。

本发明肥料有效活菌数≥1.2亿/g。

本发明使用的枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌以及蜡样芽胞杆菌为市售成品菌种，菊糖芽孢乳杆菌购自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号邮编：100101)，保藏号为CGMCC No.3997。本发明所使用其它原料均市售可得。

有益效果：

(1)本发明以海带残渣废弃物为主要原料，一方面解决了大量的海带产业废弃物，另一方面海带、海藻等对农作物多种的促进作用，促进作物成熟，提高作物的产量和品质，而且对抵抗病虫害方面有显著的作用。将海带渣被利用作为海藻肥的原料，不仅减轻对环境的压力，还能充分利用其中的还没有被提取出来的的营养物质和活性成分，提高对资源的利用。

(2)本发明使用枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌以及蜡样芽胞杆菌共同组成复合微生物菌剂，对有机物进行发酵，其具备高效的降解纤维素、淀粉、蛋白质以及脂肪等多种物质的能力。同时，四种菌复配产生抗菌物质，可以抑制有害微生物的繁殖，提升作物抗病虫害的能力，改善生态环境，有耐高温、耐酸碱、耐温度变化等的特点。

(3)本发明以纳米氢氧化镁和活性炭作为增效剂，纳米氢氧化镁是一种粒径较小的新型氢氧化镁，不仅可增加肥料的吸附，减少肥料的流失和固定，还可以增加植物必需元素镁的输入，同时，纳米材料具备晶粒尺寸小、比表面积大、吸附能力强等特性，添加到肥料中可以增加肥料的吸附，减少肥料的流失和固定，促进植物生长发育，提高肥料利用率。复配添加一定量的活性炭，活性炭的多孔结构可促进纳米材料的均匀分散，增强其吸附效应，保证肥料肥效的高效实现

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种多元素生物有机肥，是由以下重量份的原料制备而成：海带残渣200份、豆粕100份、棉粕50份、糠醛渣30份、膨润土20份、腐殖酸20份、黄腐酸钾10份、磷酸一铵10、硼砂3份，硫酸锰2份，硫酸铜2份，钼酸钠2份、复合微生物菌剂2份、木醋液0.5份、增效剂0.5份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按照质量比1:1:1.5:1.5的重量比制得；

所述增效剂是纳米氢氧化镁和活性炭按照质量比5:3混合而成。

所述复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。

所述液体种子培养基为5％蔗糖、5％蛋白胨、3％玉米粉、0.2％磷酸二氢钾、0.06％氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5％蛋白胨、5％牛肉膏、3％蔗糖、15％玉米粉、3％淀粉、0.1％氯化钾和余量无菌水组成。

所述纳米氢氧化镁粒径为50-80nm。

一种多元素生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将配比将海带残渣、豆粕、棉粕、糠醛渣混合均匀，加入水，含水量控制在60％；加入尿素，通过尿素的添加量调节混合物的C/N为30:1，得到预混物；

(2)将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂；

(3)按配比将复合微生物菌剂加入步骤(1)所得预混物中，并在发酵池中充分混匀，每隔两天翻堆一次，持续发酵15天，全程控制发酵温度不得高于65℃，发酵完成后，将混合料阴干至含水量≤25％，得到腐熟料；

(4)按配比将腐殖酸、黄腐酸钾、磷酸一铵、硼砂，硫酸锰，硫酸铜，钼酸钠、木醋液、增效剂与步骤(3)所得腐熟料混合均匀，经过转鼓造粒机造粒后，烘干、冷却、筛分，得到粒径为8-12mm的多元素生物有机肥。

实施例2

一种多元素生物有机肥，是由以下重量份的原料制备而成：海带残渣300份、豆粕150份、棉粕80份、糠醛渣40份、膨润土30份、腐殖酸30份、黄腐酸钾15份、磷酸一铵15、硼砂4份，硫酸锰3份，硫酸铜3份，钼酸钠3份、复合微生物菌剂4份、木醋液0.8份、增效剂1份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按照质量比1:1.3:1.8:2的重量比制得；

所述增效剂是纳米氢氧化镁和活性炭按照质量比5:4.5混合而成。

所述复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。

所述液体种子培养基为5％蔗糖、5％蛋白胨、3％玉米粉、0.2％磷酸二氢钾、0.06％氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5％蛋白胨、5％牛肉膏、3％蔗糖、15％玉米粉、3％淀粉、0.1％氯化钾和余量无菌水组成。

所述纳米氢氧化镁粒径为50-80nm。

一种多元素生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将配比将海带残渣、豆粕、棉粕、糠醛渣混合均匀，加入水，含水量控制在60％；加入尿素，通过尿素的添加量调节混合物的C/N为30:1，得到预混物；

(2)将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂；

(3)按配比将复合微生物菌剂加入步骤(1)所得预混物中，并在发酵池中充分混匀，每隔两天翻堆一次，持续发酵15天，全程控制发酵温度不得高于65℃，发酵完成后，将混合料阴干至含水量≤25％，得到腐熟料；

(4)按配比将腐殖酸、黄腐酸钾、磷酸一铵、硼砂，硫酸锰，硫酸铜，钼酸钠、木醋液、增效剂与步骤(3)所得腐熟料混合均匀，经过转鼓造粒机造粒后，烘干、冷却、筛分，得到粒径为8-12mm的多元素生物有机肥。

实施例3

一种多元素生物有机肥，是由以下重量份的原料制备而成：海带残渣400份、豆粕200份、棉粕100份、糠醛渣50份、膨润土40份、腐殖酸40份、黄腐酸钾20份、磷酸一铵20、硼砂5份，硫酸锰4份，硫酸铜4份，钼酸钠4份、复合微生物菌剂6份、木醋液1份、增效剂1.5份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按照质量比1:1.5:2:2.5的重量比制得；

所述增效剂是纳米氢氧化镁和活性炭按照质量比5:6混合而成。

所述复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。

所述液体种子培养基为5％蔗糖、5％蛋白胨、3％玉米粉、0.2％磷酸二氢钾、0.06％氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5％蛋白胨、5％牛肉膏、3％蔗糖、15％玉米粉、3％淀粉、0.1％氯化钾和余量无菌水组成。

所述纳米氢氧化镁粒径为50-80nm。

一种多元素生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)将配比将海带残渣、豆粕、棉粕、糠醛渣混合均匀，加入水，含水量控制在60％；加入尿素，通过尿素的添加量调节混合物的C/N为30:1，得到预混物；

(2)将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂；

(3)按配比将复合微生物菌剂加入步骤(1)所得预混物中，并在发酵池中充分混匀，每隔两天翻堆一次，持续发酵15天，全程控制发酵温度不得高于65℃，发酵完成后，将混合料阴干至含水量≤25％，得到腐熟料；

(4)按配比将腐殖酸、黄腐酸钾、磷酸一铵、硼砂，硫酸锰，硫酸铜，钼酸钠、木醋液、增效剂与步骤(3)所得腐熟料混合均匀，经过转鼓造粒机造粒后，烘干、冷却、筛分，得到粒径为8-12mm的多元素生物有机肥。

对比例1

本对比例肥料配方和制备方法中，除不含复合微生物菌剂的添加和制备外同实施例3。

对比例2

本对比例肥料配方和制备方法中，除不含增效剂的添加外同实施例3。

对比例3

本对比例肥料配方和制备方法中，除不含复合微生物菌剂、增效剂的添加和制备外同实施例3。

实验例1

肥料的成分含量是衡量一个肥料种类和品质的指标，按照国家NY884-2012生物有机肥标准对实施例1所得生物有机肥进行了测定，其成分含量见表1：

表1 本发明生物有机肥成分含量

项目	实施例1所得肥料	生物有机肥标准
			有效活菌数(亿/g)	≥1.3	≥0.2
有机质(以干基计％)	78	≥40
			水分(％)	22	≤30
pH值	6.5	5.5-8.5
			粪大肠菌群数(个/g)	10	≤100
蛔虫卵死亡率(％)	99	≥95
			有效期(月)	12	≥6

由表1可知，本发明肥料各指标均在国标范围内，完全符合实际使用需求，且有效期长、活菌数多，更容易被土壤吸收和利用，改善土壤微生物环境。

青菜种植试验

试验地：2018年选取在四川省成都市某蔬菜种植基地

试验品种：上海青

试验方法：挑选土壤肥力中等的蔬菜田，划出8个面积相同的地块，设置8个处理组S1-S8，每个处理组设置三个平行，每个平行300棵青菜。9月种植，10月中旬左右采收，整个生长期35天。采用均匀取样法，每个平行取棵青菜，用于重量、成分含量等指标的测定。

S1-S3施加本发明实施例1-3所得有机肥；施用量5t/hm²；

S4-S6同期施加同等重量的对比例1-2所得有机肥；

S7施加市售商品有机肥；

S8为空白对照组，不施加任何肥料。

测定指标和方法：

增产，根据空白对照组计算增产率。

叶绿素测定，根据《植物生理生化实验原理和技术》第二版(王学奎，2006)，采用乙醇提取测定叶绿素含量。

硝酸盐的测定，根据《植物生理生化实验原理和技术》第二版(王学奎，2006)，测定小白菜的硝酸盐的含量。

维生素C的测定，根据《植物生理生化实验原理和技术》第二版(王学奎，2006)，采用二甲苯萃取比色法。

可溶性糖的测定，根据《植物生理生化实验原理和技术》第二版(王学奎，2006)，采用苯酚法测定可溶性糖的含量。

测试结果如下表2所示：

表2 种植实验结果

由表中数据可以看出，本发明实施例所得青菜增产效果明显，蔬菜品质方面，叶绿素、VC含量等指标也明显优于其他试验组，病虫害发生率平均在5％以下。缺少了活性物质-微生物菌剂、增效剂的对比例1-3，其肥效明显下降，所得蔬菜产量和品质明显低于实施例。可见本发明肥料各组分缺一不可，各物质相辅相成，缺一则效弱。

需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种多元素生物有机肥，其特征在于，是由以下重量份的原料制备而成：海带残渣200-400份、豆粕100-200份、棉粕50-100份、糠醛渣30-50份、膨润土20-40份、腐殖酸20-40份、黄腐酸钾10-20份、磷酸一铵10-20份、硼砂3-5份、硫酸锰2-4份、硫酸铜2-4份、钼酸钠2-4份、复合微生物菌剂2-6份、木醋液0.5-1份、增效剂0.5-1.5份；

所述复合微生物菌剂是由枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按照质量比1:1-1.5:1.5-2：1.5-2.5的重量比制得；

所述增效剂是纳米氢氧化镁和活性炭按照质量比5:3-6混合而成。

2.根据权利要求1所述多元素生物有机肥，其特征在于，所述复合微生物菌剂是由以下方法制得的：将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂。

3.根据权利要求2所述多元素生物有机肥，其特征在于，所述液体种子培养基为5％蔗糖、5％蛋白胨、3％玉米粉、0.2％磷酸二氢钾、0.06％氯化钠和余量无菌水组成；所述大罐培养基为5％蛋白胨、5％牛肉膏、3％蔗糖、15％玉米粉、3％淀粉、0.1％氯化钾和余量无菌水组成。

4.根据权利要求2所述多元素生物有机肥，其特征在于，所述纳米氢氧化镁粒径为50-80nm。

5.一种权利要求1-4任意一项多元素生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将配比将海带残渣、豆粕、棉粕、糠醛渣混合均匀，加入水，含水量控制在60％；

加入尿素，通过尿素的添加量调节混合物的C/N为30:1，得到预混物；

(2)将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌活化后分别在液体种子培养基中25℃下培养12h，然后按照1.5％的接种量转入已灭菌的大罐培养基中，在30℃培养24h后，将枯草芽孢杆菌、菊糖芽孢乳杆菌、巨大芽孢杆菌和蜡样芽胞杆菌按重量比混合均匀，冻干制成冻干粉，得复合微生物菌剂；

(3)按配比将复合微生物菌剂加入步骤(1)所得预混物中，并在发酵池中充分混匀，

每隔两天翻堆一次，持续发酵15天，全程控制发酵温度不得高于65℃，发酵完成后，

将混合料阴干至含水量≤25％，得到腐熟料；

(4)按配比将腐殖酸、黄腐酸钾、磷酸一铵、硼砂，硫酸锰，硫酸铜，钼酸钠、木醋液、增效剂与步骤(3)所得腐熟料混合均匀，经过转鼓造粒机造粒后，烘干、冷却、筛分，得到粒径为8-12mm的多元素生物有机肥。