專利名稱：一種生物復(fù)合肥料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種肥料，尤其涉及一種生物復(fù)合肥料；此外，本發(fā)明還涉及該生物復(fù)合肥料的制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)、農(nóng)業(yè)大國(guó)，用占世界7％的土地養(yǎng)活了占世界22％的人口，糧食問(wèn)題永遠(yuǎn)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事。我國(guó)現(xiàn)有耕地20億畝，年需化肥1.5億噸，是世界最大的化肥進(jìn)口國(guó)和氮肥生產(chǎn)國(guó)。盡管如此，化肥量仍然滿足不了農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。究其原因，關(guān)鍵問(wèn)題在于化肥的利用率太低。據(jù)研究部門(mén)測(cè)算，目前全國(guó)各地平均氮肥利用率為30-35％，磷肥20～30％，鉀肥30～50％。據(jù)估計(jì)，全國(guó)每年因盲目使用浪費(fèi)化肥約100萬(wàn)噸，折合人民幣5億元。加之由于長(zhǎng)期大量施用單質(zhì)化肥，對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，土壤板結(jié)，地下水污染，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，已引起人們的普遍關(guān)注。有效合理使用化肥，減少環(huán)境污染，消除土壤板結(jié)，挖掘土壤潛在肥力，提高化肥利用率，已成為擺在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的一個(gè)重要課題。為了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的，世界各國(guó)都在利用土壤中的有益微生物來(lái)改善作物根際土壤的微生態(tài)區(qū)系，將土壤中含量豐富的難溶性磷鉀元素釋放出來(lái)，或?qū)⑥r(nóng)作物難以利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可被利用的有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，緩解肥料供需矛盾和對(duì)生態(tài)環(huán)境不利影響的局面。
二十一世紀(jì)初的中國(guó)肥料產(chǎn)業(yè)將面臨有機(jī)肥料在衰落了近30年(從70年代開(kāi)始，中國(guó)的有機(jī)肥料應(yīng)用是每況愈下)以后的全面復(fù)興以及新型生物肥料的興起。逐步富裕起來(lái)的農(nóng)民們?cè)跀P棄笨重、粗糙、骯臟的傳統(tǒng)有機(jī)肥料的同時(shí)，將樂(lè)意率先在各種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的農(nóng)作物(如蔬菜、水果、各種經(jīng)濟(jì)作物等)上使用各種經(jīng)過(guò)充分培熟、富含營(yíng)養(yǎng)、做工精致、價(jià)格適當(dāng)?shù)纳唐坊袡C(jī)肥料以及富含各種高效有益菌種的活性生物肥料。
目前，我國(guó)生產(chǎn)的微生物肥料可分為三大類型---微生物接種劑、復(fù)合微生物肥料和生物有機(jī)肥。而復(fù)合微生物肥料又俗稱三合一微生物肥料，它具有集無(wú)機(jī)肥的速效、有機(jī)肥的長(zhǎng)效和生物肥的增效為一體的優(yōu)點(diǎn)，但復(fù)合微生物肥料在制備過(guò)程中有兩個(gè)主要缺陷一是微生物在造粒過(guò)程中烘干時(shí)易產(chǎn)生受熱后死亡現(xiàn)象；二是微生物與高含量的氮、磷、鉀肥料相混合后，在高滲透壓情況下，微生物易失去活性。這是目前微生物肥料制備過(guò)程中必須解決好的兩個(gè)主要問(wèn)題。
2003年3月19日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN1403418A中公開(kāi)了一種包覆有生物菌物料的生物復(fù)合肥料及其生產(chǎn)方法，該發(fā)明采用在顆粒狀肥料外部包覆生物菌物料，然后烘干形成球狀顆粒生物復(fù)合肥，但該方法仍然不能避免生物菌受熱后死亡影響肥效。2005年1月19日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)CN1566038A中公開(kāi)了一種生物無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，該發(fā)明以緩控釋化學(xué)肥料顆粒為核心，外面包裹生物肥料和無(wú)機(jī)包裹材料來(lái)保證微生物的活性，但該發(fā)明同樣不能避免生物菌受熱后死亡影響肥效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種生物復(fù)合肥料，其活菌存活率高，能在常溫下長(zhǎng)期保存，可與其它有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料進(jìn)行混合造粒烘干而不受影響，且肥料增效作用明顯。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供該生物復(fù)合肥料的制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種生物復(fù)合肥料，主要包含微囊生物菌。
所述微囊生物菌包含生物菌和微膠囊囊材。所述生物菌為固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌、抗生素產(chǎn)生菌、光合菌或其組合。所述的微膠囊囊材包括重量按照混合菌重量百分比計(jì)為5％-20％的阿拉伯膠，重量為10％-20％的丙烯酸樹(shù)脂，重量為5％-25％的明膠。
所述生物復(fù)合肥料中每克含有效活菌數(shù)≥1×109個(gè)。
本發(fā)明還提供所述生物復(fù)合肥料的制備方法，包括如下步驟1)將肥料用生物菌分別進(jìn)行液體深層高密度培養(yǎng)，得到發(fā)酵液，每毫升生物菌發(fā)酵液含有活菌數(shù)大于1×1010個(gè)，發(fā)酵液經(jīng)離心處理后收集菌泥，加入保護(hù)劑制成凍干粉；2)將肥料配方中所需生物菌的凍干粉和微膠囊囊材稱量混合后經(jīng)空氣懸浮處理制成微囊生物菌；3)以微囊生物菌為核心，混合所需粉狀有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥在有機(jī)無(wú)機(jī)肥料造粒機(jī)內(nèi)造粒，包裹造粒后的物料進(jìn)入烘干機(jī)干燥，經(jīng)冷卻篩分得到顆粒生物復(fù)合肥。
所述保護(hù)劑包括重量按照混合菌泥重量百分比計(jì)為10％-30％的酵母粉，重量為5％-20％的海藻多糖粉，重量為10％-40％的脫脂奶粉，重量為0.2％-5％的無(wú)機(jī)鹽。所述有機(jī)肥中，有機(jī)質(zhì)含量≥30％；所述無(wú)機(jī)肥中，N+P2O5+K2O≥15％。
本發(fā)明具有以下有益效果由于對(duì)肥料生物菌采用凍干粉和微膠囊的保護(hù)措施，不但使制備過(guò)程中可能造成活菌死亡的環(huán)節(jié)杜絕了活菌體的死亡，而且在成型的產(chǎn)品中活菌體有微膠囊的保護(hù)，可使得肥料生物菌的存活率得到顯著提高，在常溫下保存兩年的生物復(fù)合肥料，其有益菌的存活率達(dá)80％。由于活菌存活率高，使得含生物菌的肥料增效作用明顯。在保證農(nóng)作物產(chǎn)量基本不變的情況下，可比使用化學(xué)肥料節(jié)省成本40％，使用標(biāo)示等量有機(jī)質(zhì)和等量氮、磷、鉀的復(fù)合肥作對(duì)照，使用本發(fā)明產(chǎn)品的農(nóng)作物產(chǎn)量增加15-30％。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述實(shí)施例1在兩個(gè)500L發(fā)酵罐中分別配置LB培養(yǎng)基，在121℃-125℃滅菌15-20分鐘，分別接種10％的褐色球形固氮菌(Azotobacter ohroococcum)和解磷巨大芽孢桿菌(Bacillus megatherium phosphaticum)，通入滅菌空氣，40℃培養(yǎng)20小時(shí)后每毫升活菌數(shù)大于1×1010個(gè)，在離心機(jī)上以12000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心提取菌泥各為2Kg。
將300g酵母粉、200g海藻多糖粉、400g脫脂奶粉和30g氯化鈉混配成保護(hù)劑配以適量無(wú)菌水均分成兩份，分別加入褐色球形固氮菌菌泥和解磷巨大芽孢桿菌菌泥低速攪拌和乳化后裝入凍干托盤(pán)中，在真空干燥機(jī)中冷凍干燥，分別得到褐色球形固氮菌和解磷巨大芽孢桿菌凍干粉1.5Kg。
將褐色球形固氮菌凍干粉和解磷巨大芽孢桿菌凍干粉各稱取0.5Kg混合后噴入已融化冷卻至45℃的100g阿拉伯膠、100g丙烯酸樹(shù)脂、200g明膠混合溶液，使物料呈適當(dāng)沸騰狀態(tài)，溫度控制在30-35℃，得到兩菌凍干粉被包衣形成生物菌微囊顆粒1.35Kg。
以1.0Kg上述生物菌微囊顆粒為核心，加入畜禽糞便發(fā)酵有機(jī)肥600Kg和400Kg無(wú)機(jī)肥(N+P2O5+K2O＝40％)混合造粒，經(jīng)干燥冷卻篩分得到生物顆粒復(fù)合肥950Kg，其中有機(jī)質(zhì)含量為25％，氮、磷、鉀總含量為16.5％，生物活菌數(shù)為2.5×109個(gè)/克。
實(shí)施例2在兩個(gè)250L發(fā)酵罐中分別配置LB培養(yǎng)基，在121℃-125℃滅菌15-20分鐘，分別接種10％的嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)和鉀細(xì)菌—凍膠樣芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)，通入滅菌空氣，40℃培養(yǎng)20小時(shí)后每毫升活菌數(shù)大于1×1010個(gè)，在離心機(jī)上以12000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心提取菌泥各為1Kg。
將200g酵母粉、160g海藻多糖粉、300g脫脂奶粉和20g氯化鈉混配成保護(hù)劑配以適量無(wú)菌水均分成兩份，分別加入嗜熱鏈球菌菌泥和鉀細(xì)菌—凍膠樣芽孢桿菌菌泥低速攪拌和乳化后裝入凍干托盤(pán)中，在真空干燥機(jī)中冷凍干燥，分別得到褐色球形固氮菌和解磷巨大芽孢桿菌凍干粉0.9Kg。
將嗜熱鏈球菌凍干粉和鉀細(xì)菌—凍膠樣芽孢桿菌凍干粉各稱取0.5Kg混合后噴入已融化冷卻至45℃的80g阿拉伯膠、120g丙烯酸樹(shù)脂、160g明膠混合溶液，使物料呈適當(dāng)沸騰狀態(tài)，溫度控制在30-35℃，得到兩菌凍干粉被包衣形成生物菌微囊顆粒1.30Kg。
以1.0Kg上述生物菌微囊顆粒為核心，加入畜禽糞便發(fā)酵有機(jī)肥600Kg和400Kg無(wú)機(jī)肥(N+P2O5+K2O＝40％)混合造粒，經(jīng)干燥冷卻篩分得到生物顆粒復(fù)合肥960Kg，其中有機(jī)質(zhì)含量為26％，氮、磷、鉀總含量為16.2％，生物活菌數(shù)為3.0×109個(gè)/克。
實(shí)施例3按實(shí)施例1的方法得到褐色球形固氮菌和解磷巨大芽孢桿菌兩菌凍干粉被包衣形成生物菌微囊顆粒1.35Kg。
以0.3Kg上述生物菌微囊顆粒為核心，加入畜禽糞便發(fā)酵有機(jī)肥150Kg和150Kg無(wú)機(jī)肥(N+P2O5+K2O＝40％)混合造粒，經(jīng)干燥冷卻篩分得到生物顆粒復(fù)合肥295Kg，其中有機(jī)質(zhì)含量為21％，氮、磷、鉀總含量為20.3％，生物活菌數(shù)為2.6×109個(gè)/克。
以下通過(guò)試驗(yàn)例對(duì)本發(fā)明的有益效果作進(jìn)一步的闡述試驗(yàn)例11)本試驗(yàn)共設(shè)兩個(gè)處理(1)對(duì)照(習(xí)慣施肥)每小區(qū)15Kg商品有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥(有機(jī)質(zhì)含量25％，氮、磷、鉀總含量為16.5％)作底肥；(2)每小區(qū)底施15公斤上述實(shí)施例1所得顆粒復(fù)合肥。重復(fù)三次，田間隨機(jī)排列，小區(qū)面積0.3畝，小麥田塊上土質(zhì)壤土，土壤肥力中上，田塊地勢(shì)平坦，屬井水灌溉，小麥品種“3548”，田間管理同大田。
2)試驗(yàn)結(jié)果與分析促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量，且品質(zhì)提高。小麥?zhǔn)┯帽景l(fā)明生物復(fù)合肥料，根系發(fā)達(dá)，植株生長(zhǎng)健壯，葉片寬厚，色濃綠，落黃好，小麥穗粒數(shù)、千粒重增加，產(chǎn)量提高。施用本發(fā)明生物復(fù)合肥料的小麥，穗粒、千粒重分別為24.3粒、37.2克，較習(xí)慣施肥的22.7粒、32.8克分別增加1.6粒和4.4克；平均畝產(chǎn)407.1公斤，較習(xí)慣施肥323.0公斤，增加84.1公斤，增產(chǎn)幅度26％。
試驗(yàn)例21)本試驗(yàn)共設(shè)兩個(gè)處理(1)對(duì)照(習(xí)慣施肥)美國(guó)產(chǎn)磷酸二銨20公斤+尿素15公斤/畝作底肥；(2)35公斤/畝底施上述實(shí)施例1所得顆粒復(fù)合肥。三次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積0.1畝。參試作物西瓜(西農(nóng)8號(hào))。
2)施肥方法覆膜播種前按小區(qū)稱量拌勻作基肥一次集中深施。
3)田間實(shí)施基礎(chǔ)肥力相當(dāng)，種植結(jié)構(gòu)一致，田間管理與當(dāng)?shù)卮筇镂鞴瞎芾磙k法一致。
4)試驗(yàn)結(jié)果通過(guò)田間觀察，西瓜施用本發(fā)明生物復(fù)合肥料與美二銨加尿素等化學(xué)肥料相比，在同等地點(diǎn)，同等施肥方法及管理水平的條件下，各生育期蔓情長(zhǎng)勢(shì)旺盛，果實(shí)膨大迅速、個(gè)頭均勻瓜大而品質(zhì)較好，產(chǎn)量比對(duì)照9488斤/畝增產(chǎn)2406斤/畝，增幅達(dá)25.4％，從施肥成本計(jì)算看使用本發(fā)明產(chǎn)品每千斤產(chǎn)量西瓜用肥成本為4.71元，比對(duì)照用肥成本7.98元節(jié)約3.27元，節(jié)約幅度達(dá)41％。
權(quán)利要求
1.一種生物復(fù)合肥料，其特征在于，主要包含微囊生物菌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物復(fù)合肥料，其特征在于，所述微囊生物菌包含生物菌和微膠囊囊材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物復(fù)合肥料，其特征在于，所述生物菌為固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解鉀菌、纖維素分解菌、抗生素產(chǎn)生菌、光合菌或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物復(fù)合肥料，其特征在于，所述的微膠囊囊材包括重量按照混合菌重量百分比計(jì)為5％-20％的阿拉伯膠，重量為10％-20％的丙烯酸樹(shù)脂，重量為5％-25％的明膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物復(fù)合肥料，其特征在于，所述生物復(fù)合肥料中每克含有效活菌數(shù)≥1×109個(gè)。
6.權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的生物復(fù)合肥料的制備方法，包括如下步驟1)將肥料用生物菌分別進(jìn)行液體深層高密度培養(yǎng)，得到發(fā)酵液，每毫升生物菌發(fā)酵液含有活菌數(shù)大于1×1010個(gè)，發(fā)酵液經(jīng)離心處理后收集菌泥，加入保護(hù)劑制成凍干粉；2)將肥料配方中所需生物菌的凍干粉和微膠囊囊材稱量混合后經(jīng)空氣懸浮處理制成微囊生物菌；3)以微囊生物菌為核心，混合所需粉狀有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥在有機(jī)無(wú)機(jī)肥料造粒機(jī)內(nèi)造粒，包裹造粒后的物料進(jìn)入烘干機(jī)干燥，經(jīng)冷卻篩分得到顆粒生物復(fù)合肥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述生物復(fù)合肥料的制備方法，其特征在于所述保護(hù)劑包括重量按照混合菌泥重量百分比計(jì)為10％-30％的酵母粉，重量為5％-20％的海藻多糖粉，重量為10％-40％的脫脂奶粉，重量為0.2％-5％的無(wú)機(jī)鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述生物復(fù)合肥料的制備方法，其特征在于所述有機(jī)肥中，有機(jī)質(zhì)含量≥30％；所述無(wú)機(jī)肥中，N+P2O5+K2O≥15％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物復(fù)合肥料，其以微囊生物菌為核心；本發(fā)明還公開(kāi)了該生物復(fù)合肥料的制備方法將肥料用生物菌分別進(jìn)行液體深層高密度培養(yǎng)，得到發(fā)酵液，經(jīng)離心處理后收集菌泥，加入保護(hù)劑制成凍干粉；將凍干粉和微膠囊囊材稱量混合后經(jīng)空氣懸浮處理制成微囊生物菌；以微囊生物菌為核心，混合所需粉狀有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥造粒，得到顆粒生物復(fù)合肥料。本發(fā)明的生物復(fù)合肥料，其活菌存活率高，能在常溫下長(zhǎng)期保存，可與其它有機(jī)、無(wú)機(jī)肥料進(jìn)行混合造粒烘干而不受影響，且肥料增效作用明顯。
文檔編號(hào)C05F11/08GK1951875SQ20051003068
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月20日
發(fā)明者吳奇能, 黃文健, 汪紅兵, 陳國(guó)民, 余世賢 申請(qǐng)人:上海拜森生物技術(shù)有限公司