CN112430163A - 一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，原料包括：禽畜粪便、农作物秸秆、发酵微生物菌剂、生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾；制备方法包括，将禽畜粪便、经粉碎的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。以禽畜粪便和农作物秸秆发酵制备的有机养分为主，合理搭配适量无机肥料，既能提供作物以全面合理的养分又可以全面提高土壤品质，增加土壤肥力；肥效迅速而持久，不会造成肥害；能给作物提供全面均衡的养分，大大提高作物抗病能力；还可以改善土壤，增加团粒结构，提高肥料利用率。

Description

一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料

技术领域

本发明涉及有机肥技术领域，具体涉及一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。

背景技术

压砂西瓜，顾名思义就是在“石头缝里长出来的大西瓜”，种植压砂西瓜前首先要在地里铺上一层约10-15cm厚的砂石，然后在砂石上挖个洞种上西瓜苗，这样土壤剖面中的水分通过土壤中的毛细管运移作用到达土表后，由于砂石不具备毛细管，水分就不会从转移至砂石表层，从而可以大大减少土壤的水分蒸发，让土壤中的水分全部供给压砂西生长发育，压砂西瓜作为宁夏回族自治区部分地区特有的种植模式，为当地农户带来了巨大的经济效益。然而，由于土壤表面被砂石覆盖，不利用种植过程中基肥以及追肥的施入，使土壤中的营养物质流失严重从而造成压砂西瓜长期连作时，导致严重的连作障碍问题。当地瓜农常常弃耕，使得宁夏压砂瓜的种植面积逐年减少，已成为压砂西瓜生产过程中主要的制约因素，严重影响了当地压砂西瓜产业的健康发展。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，通过在种植前施用富含微生物的有机缓释肥料，长效提供作物养分、增加肥效、改善作物对养分的吸收、增强作物抗逆性。

本发明提供一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，以质量份数计，原料包括：禽畜粪便80-120份、农作物秸秆30-50份、发酵微生物菌剂10-20份、生物活性炭5-10份、尿素10-15份、硫酸铵5-10份、磷酸一铵5-10份、硫酸钾5-10份。

进一步地，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、木霉菌、假单胞杆菌、植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌，总有效活菌数5亿CFU/ml，其中枯草芽孢杆菌活菌数不低于8×10⁶cfu/mL、木霉菌活菌数不低于3×10⁶cfu/mL、假单胞杆菌活菌数不低于2×10⁶cfu/mL、植物乳杆菌活菌数不低于2×10⁶cfu/mL、地衣芽孢杆菌活菌数不低于3×10⁶cfu/mL，凝结芽孢杆菌活菌数不低于5×10⁶cfu/mL。

进一步地，还包括氨基酸水解液20-35份，所述氨基酸水解液的制备方法包括以下步骤：在密闭容器中将经过粉碎的病死畜禽动物在酸性溶液中水解；水解结束后静置分层，收集中层的氨基酸溶液即为所述的氨基酸水解液。

更进一步地，所述酸性溶液为2.5-5mol/L的硫酸溶液，水解温度80-100℃，水解时间2-5h。

本发明还提供上述缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料的制备方法，包括以下步骤：将禽畜粪便、经粉碎的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。

进一步地，包括以下步骤：将禽畜粪便、经粉碎的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵结束后添加氨基酸水解液，后熟3-5天得发酵产物，发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。

进一步地，所述农作物秸秆在进行堆肥发酵前置于亚硫酸钠溶液中蒸煮后置于氢氧化钠溶液中浸泡，清洗至中性后晾干粉碎至长度小于5cm后使用。

进一步地，所述亚硫酸钠溶液的质量分数为20-35％，蒸煮时间10-30min，氢氧化钠溶液浓度为30-40％，浸泡时间为20-30min，秸秆晾干至含水率10-20％使用。

进一步地，堆放高度1-2m，发酵时间25-35天，发酵温度30-50℃，每隔2-3天翻堆一次。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)通过堆肥发酵，一方面提高农作物秸秆、禽畜粪便的有效物质分解利用率，另一方面将具有拮抗作用的枯草芽孢杆菌、木霉菌、假单胞杆菌、植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌引入土壤，可在土壤中产生大量的有益微生物，从而对作物土传病害进行生物防治，而将多种有益微生物复配在一起，结合有机肥的效果，配制成生物有机肥，对西瓜连作障碍的的防治有较好的效果。

(2)堆肥发酵过程中枯草芽孢杆菌、木霉菌、假单胞杆菌、植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌产生多种对植物病原真菌、细菌及昆虫具有拮抗作用的生物活性物质，比如细胞壁降解酶类和次级代谢产物，增加砂田土壤中土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶等活性降低酶活性，提高农作物的抗逆性，促进植物生长和提高农产品产量。

(3)以禽畜粪便和农作物秸秆发酵制备的有机养分为主，合理搭配适量无机肥料，既能提供作物以全面合理的养分又可以全面提高土壤品质，增加土壤肥力；肥效迅速而持久，不会造成肥害；能给作物提供全面均衡的养分，大大提高作物抗病能力；还可以改善土壤，增加团粒结构，提高肥料利用率。

(4)通过加入氨基酸水解液在土壤中引入多种氨基酸成分，氨基酸作为构成蛋白质的最小分子存在于肥料中，有易于被作物吸收的特点；亦有提高施肥对象抗病性，改善施肥作物品质的功能。补充植物必需的氨基酸，刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，促进对营养物质的吸收，进一步缓解西瓜连作造成土壤肥力下降影响西瓜生长的技术问题。

(5)原料中加入生物活性炭，由于具有较高的孔隙率，有助于土壤的锁水保湿，同时对土壤的电解质具有强调节作用，使土壤具有更大大的包容性。当刚施用肥料时，活性炭吸附大量电解质可以缓冲一些水分不太高的营养素，将在植物根系的作用下缓慢释放。

(6)在进行堆肥发酵前，对堆肥用秸秆进行亚硫酸钠溶液浸煮一方面起到灭菌和熟化，减少有害菌种数量的作用，另一方面可以将秸秆粉末中相互包裹的纤维素、木质素和半纤维素分离，再进一步使用氢氧化钠浸泡预处理可有效促进秸秆粉末中的纤维素、半纤维素的分解，以及木质素结构的破坏，可最大化的使秸秆粉末中的纤维素、半纤维素和木质素水解，便于后续菌种的吸收。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明以下实施例中，所使用的禽畜粪便为养猪场猪粪，所用农作物秸秆为玉米秸秆，所用微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、木霉菌、假单胞杆菌、植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌，总有效活菌数5亿CFU/ml，其中枯草芽孢杆菌活菌数不低于9×10⁷cfu/mL、木霉菌活菌数不低于7×10⁷cfu/mL、假单胞杆菌活菌数不低于8×10⁷cfu/mL、植物乳杆菌活菌数不低于9×10⁷cfu/mL、地衣芽孢杆菌活菌数不低于9×10⁷cfu/mL，凝结芽孢杆菌活菌数不低于8×10⁷cfu/mL。

实施例1

取原料：禽畜粪便120份、农作物秸秆40份、发酵微生物菌剂10份、生物活性炭10份、尿素15份、硫酸铵8份、磷酸一铵8份、硫酸钾8份。

将禽畜粪便、经粉碎至长度小于5cm的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。

其中堆放高度2m，发酵时间35天，发酵温度50℃，每隔3天翻堆一次。

实施例2

同实施例1，区别在于，取原料：禽畜粪便80份、农作物秸秆30份、发酵微生物菌剂15份、生物活性炭5份、尿素10份、硫酸铵5份、磷酸一铵10份、硫酸钾10份。

实施例3

同实施例1，区别在于，原料中还加入25份氨基酸水解液30份。所述氨基酸水解液的制备方法：在密闭容器中将经过粉碎的病死畜禽动物在5mol/L的硫酸溶液中90℃水解4h；水解结束后静置至80℃分层，收集中层的氨基酸溶液即为所述的氨基酸水解液。

制备方法，将禽畜粪便、经粉碎的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵结束后添加氨基酸水解液，后熟3天得发酵产物，发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。堆放高度2m，发酵时间35天，发酵温度50℃，每隔3天翻堆一次，后熟过程中，每天翻堆一次。

实施例4

同实施例3，区别在于，农作物秸秆在进行堆肥发酵前置于30％的亚硫酸钠溶液中蒸煮20min后置于35％的氢氧化钠溶液中浸泡30min，清洗至中性后晾干粉碎至长度小于5cm后使用。

实施例5

同实施例4，区别在于，禽畜粪便在进行堆肥发酵前进行以下处理：

取禽畜粪便，调节其含水量至50％，按1kg禽畜粪便添加50ml微生物菌剂，发酵18天预熟化，得到禽畜粪便预发酵产物；然后以其作为发酵原料和农作物秸秆混合均匀后进行堆肥发酵。

实施例6

同实施例4，区别在于，不加入生物活性炭。

实施例7

同实施例4，区别在于，不加入农作物秸秆。

将实施例1-7制备的有机肥料作为基肥用于已经连作两年的压砂地的第三年压砂西瓜种植，每棵西瓜苗施用有机肥1kg，施用方法为穴施，每穴挖出约2公斤土壤，与每穴所用有机肥料混匀后，再全部还入穴中。种植密度为280株/亩，其他管理方式相同。果实成熟期调查果实单果重和产量见表1。

表1

通过表1可以得出，在经过堆肥发酵后的堆肥产物中添加氨基酸水解液、生物炭的加入以及堆肥过程中农作物秸秆的加入和农作物秸秆的预处理均可以提高堆肥效率，提高有机肥肥效，从而提高西瓜产量，进一步的，禽畜粪便通过预发酵得预发酵产物再进一步进行堆肥发酵，预发酵产物中含有大量的成熟的发酵菌且富含发酵菌生长、增殖的营养物质、生长因子等，与农作物秸秆混合后，便具备了一定的适合发酵菌大量繁殖的生长环境，添加的微生物菌剂在较短时间内便可以开始大量繁殖、产酶，发酵熟化，有效提高堆肥发酵效率和堆肥肥效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，其特征在于，以质量份数计，原料包括：禽畜粪便80-120份、农作物秸秆30-50份、发酵微生物菌剂10-20份、生物活性炭5-10份、尿素10-15份、硫酸铵5-10份、磷酸一铵5-10份、硫酸钾5-10份。

2.根据权利要求1所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，其特征在于，所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、木霉菌、假单胞杆菌、植物乳杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌，总有效活菌数5亿CFU/ml，其中枯草芽孢杆菌活菌数不低于8×10⁶cfu/mL、木霉菌活菌数不低于3×10⁶cfu/mL、假单胞杆菌活菌数不低于2×10⁶cfu/mL、植物乳杆菌活菌数不低于2×10⁶cfu/mL、地衣芽孢杆菌活菌数不低于3×10⁶cfu/mL，凝结芽孢杆菌活菌数不低于5×10⁶cfu/mL。

3.根据权利要求1所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，其特征在于，还包括氨基酸水解液20-35份，所述氨基酸水解液的制备方法包括以下步骤：在密闭容器中将经过粉碎的病死畜禽动物在酸性溶液中水解；水解结束后静置分层，收集中层的氨基酸溶液即为所述的氨基酸水解液。

4.根据权利要求3所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料，其特征在于，所述酸性溶液为2.5-5mol/L的硫酸溶液，水解温度80-100℃，水解时间2-5h。

5.一种根据权利要求1-2任一项所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将禽畜粪便、经粉碎的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。

6.一种根据权利要求3-4任一项所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将禽畜粪便、经粉碎的农作物秸秆混合均匀后喷洒微生物菌剂进行好氧堆肥发酵；发酵结束后添加氨基酸水解液，后熟3-5天得发酵产物，发酵产物经干燥粉碎后和生物活性炭、尿素、硫酸铵、磷酸一铵、硫酸钾混匀后造粒得缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料。

7.根据权利要求5-6任一项所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料的制备方法，其特征在于，所述农作物秸秆在进行堆肥发酵前置于亚硫酸钠溶液中蒸煮后置于氢氧化钠溶液中浸泡，清洗至中性后晾干粉碎至长度小于5cm后使用。

8.根据权利要求7所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料的制备方法，其特征在于，所述亚硫酸钠溶液的质量分数为20-35％，蒸煮时间10-30min，氢氧化钠溶液浓度为30-40％，浸泡时间为20-30min，秸秆晾干至含水率10-20％使用。

9.根据权利要求5-6任一项所述的缓解压砂西瓜连作障碍的生物肥料的制备方法，其特征在于，堆放高度1-2m，发酵时间25-35天，发酵温度30-50℃，每隔2-3天翻堆一次。