一种含微生物的无机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及新型肥料技术领域，具体涉及一种含微生物的无机肥及其制备方法。

背景技术

无机肥即无机肥料，为矿质肥料，也叫化学肥料，具有成分单纯、有效成分高、易被作物吸收的特点，主要通过化学合成方法来制取。其中复合肥、磷肥应用较为广泛。

复合肥是指含有两种或两种以上营养元素的化肥，具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。随着复合肥的大量推广，目前每年施用的复合肥达千万吨级别，大量施用含高浓度无机养分 (N+P

磷肥中的代表磷酸二铵是一种广泛适用于蔬菜、水果、水稻和小麦的高效肥料，是我国长期、大量使用的基础磷肥，每年施用量在1000万吨以上。与复合肥一样，在使作物高产稳产的同时也给土壤带来了很多的问题。

在生产过程中为增加成品颗粒的亮度和圆润度，造粒筛分后的复合肥合格颗粒会在包膜筒内对颗粒外表面进行涂衣包膜，而磷酸二铵颗粒会在包裹筒内对颗粒外表面使用包裹油或蜡对颗粒外表面进行处理。

近年来，随着对于生态保护、绿色农业的重视，化肥使用造成的耕地污染问题受到了越来越多的关注，人们也注意到了微生物对于土壤的改善作用，将微生物菌剂与有机质结合施用，可通过微生物在土壤中的生命活动，参与土壤中氮素的固定、物质和能量的转化，并分解释放有机质中的养分，从而提高土壤的肥力，达到改良土壤的作用，也取得了一定的成效。但是有机肥中无机成分低，难以满足作物对氮磷钾的需求，且有机肥质量的优劣受限于肥料中有益微生物的活菌数及其作用强度，这对有机肥的原料处理、生产流程和工艺都提出了很高的要求，无形中提高了使用成本，不够经济。

如果能将微生物菌剂与无机肥结合，并保持其稳定的微生物活性，就可以既满足作物对无机营养成分的需求，又实现微生物对于土壤的改良。微生物菌剂在与无机肥结合过程，微生物活性和稳定性是影响施用效果的关键性因素，现有此类产品的微生物活性在半年内最高，随后出现明显衰减，但半年时间不能满足肥料货架期的要求。因此，亟需开发一种微生物活性和稳定性高、保持时间长的含微生物的无机肥及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含微生物的无机肥及其制备方法，解决现有无机肥中添加微生物菌剂工艺复杂成本高、添加后有效活菌数不稳定、施用效果不佳的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种含微生物的无机肥及其制备方法，其特征在于：在高浓度无机肥中添加复合微生物菌剂，具体步骤如下：

(1)制备复合微生物菌剂；

(2)将复合微生物菌剂进行稳定、稀释；

(3)将稀释后的复合微生物菌剂喷涂到无机肥料颗粒表面；

(4)持续翻滚肥料颗粒，自然冷却到室温后，迅速装袋保存。

更进一步的技术方案是所述复合微生物菌剂由六种菌剂按质量比1:1:1:1:1:1在常温下混合而成，每种菌剂中的有效活菌数＞50亿/克。

更进一步的技术方案是所述复合微生物菌剂混合过程中添加稳定剂，稳定剂为过100目筛的粉末高岭土、硅藻土、轻质碳酸钙、粉状氧化钙，稳定剂添加量为复合微生物菌剂质量的1‰～20‰。

更进一步的技术方案是所述复合微生物菌剂采用无菌水在常温下稀释10～12倍。

更进一步的技术方案是所述无机肥为复合肥或磷酸二铵。

更进一步的技术方案是所述复合微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌混合而成。

更进一步的技术方案是所述稀释后的复合微生物菌剂从复合肥生产的包裹筒入口处喷入，喷涂量为复合肥质量的1‰～20‰，喷涂持续时间为1～2分钟。

更进一步的技术方案是所述稀释后的复合微生物菌剂从磷酸二铵生产的包膜筒入口处喷入，喷涂量为磷酸二铵质量的1‰～20‰，喷涂持续时间为2～3分钟。

工作机理：

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是芽孢杆菌属的一种。枯草芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，可将体内酶原激活为有活性的酶，还可分泌一系列其他酶，如果胶酶、葡聚糖酶、纤维素酶等，可帮助分解植物中的淀粉、多糖等物质。枯草芽孢杆菌可利用蛋白质、多种糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚。枯草芽孢杆菌菌体生长过程中会产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。

多粘类芽抱杆菌(Paenibacillus polymyxaAsh,Priest&Collins)是一种产芽孢、具有固氮能力的革兰氏阳性细菌。多粘类芽抱杆菌具有营养竞争能力强、抗菌物质产生量高、生长速度快及适应性强等特性，能快速生长成为优势菌群，占据生态优势，在植物表面形成保护膜，阻止病菌侵染，使病菌没有生存空间。多粘类芽抱杆菌能在植物根尖定植并形成生物膜，并且在根部维管柱外的细胞内空间积累，产生的生物膜能够大大加速植物吸收营养物质的过程。多粘类芽抱杆菌能够通过固氮和溶磷为植物提供植物自身难以吸收的氮源和磷肥养料。

胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)能够分解出长石、云母等矿物中的钾、硅，具有溶磷、释钾和固氮功能，同时能在生长繁殖过程中产生有机酸、氨基酸、多糖、激素等有利于植物吸收和利用的物质。在土壤中繁殖后，可分泌植物生长刺激素及多种酶，以增强作物对一些病害的抵抗力，同时抑制其他病原菌的生长。

短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)是菌体细杆状的芽孢杆菌属的一种细菌。短小芽孢杆菌能水解淀粉，降解甘露聚糖、木聚糖、纤维素等。短小芽孢杆菌产生活性物质的概率很高，可以不断产生多种酶，如耐热木聚糖酶、耐热丝氨酸碱性蛋白酶、谷氨酸内肽酶、胆红素氧化酶、胶原蛋白酶、碱性纤维素酶、脂肪酶、降解毒死蜱的酶等。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)属革兰阳性芽孢杆菌，对丁草胺具有明显的降解效果，可产生低分子量抗生素以及抗菌蛋白或多肽等活性物质，抑制植物病原菌，并且可作为根围细菌促进植物生长。通过非核糖体途径合成分子量小热稳定性好、含有 D-氨基酸、耐受蛋白酶水解以及有机溶剂作用的脂肽类抗生素，在生物防治应用中对植物病原细菌、真菌、病毒、线虫的抑制起到主要作用。除了产生抗菌素等次级代谢产物外，还会产生一系列对病原菌抑制起到重要作用的胞外水解酶，并且能诱导寄主细胞产生抗性。解淀粉芽孢杆菌可以产生赤霉素、吲哚乙酸、细胞分裂素等多种生理活性物质和氨基酸类物质，促进植物根系及植株生长，增强植物抗病性，从而间接地减少病害发生。解淀粉芽孢杆菌可降解乙基纤维素产生还原糖，还能降解土壤中残留的农药，减少亚硝酸盐含量。

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)是一种在土壤中常见的革兰氏阳性嗜热细菌。该细菌可调整菌群失调达到改良目的，能产生抗活性物质，并具有独特的生物夺氧作用机制，能抑制致病菌的生长繁殖。地衣芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，可用于羽毛的降解。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的含微生物无机肥制备方法具有过程简单，易于操作，条件温和、能耗低、成本低的优势。

(2)本发明突破以往微生物肥料中添加20％以上的有机质，无机养分不高于25％的局限。含微生物的无机肥产品中不含有机质，复合肥中无机养分高达45％以上，磷酸二铵中无机养分高达53％以上。

(3)本发明含微生物的无机肥产品微生物活性有效期大于12个月。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种含微生物复合肥的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加5‰的过100目粉末高岭土作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒复合肥表面，喷涂量为复合肥质量的3‰。喷涂过程持续约2分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例2

一种含微生物复合肥的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加10‰的过100目粉末硅藻土作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒复合肥表面，喷涂量为复合肥质量的3‰。喷涂过程持续约2分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例3

一种含微生物复合肥的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加5‰的过100目粉末轻质碳酸钙作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒复合肥表面，喷涂量为复合肥质量的3‰。喷涂过程持续约2分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例4

一种含微生物复合肥的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加5‰的过100目粉末氧化钙作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒复合肥表面，喷涂量为复合肥质量的5‰。喷涂过程持续约1分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例5

一种含微生物复合肥的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加5‰的过100目粉末硅藻土作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释11倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒复合肥表面，喷涂量为复合肥质量的5‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例6

一种含微生物复合肥的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。按照稀释11倍的量准备无菌水，在无菌水中添加15‰的过 100目粉末高岭土作为菌剂稳定剂，并混和均匀。之后往复合菌混和物中缓慢加入制备好的无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒复合肥表面，喷涂量为复合肥质量的5‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例7

一种含微生物磷酸二铵的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加1‰的过100目粉末高岭土作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒磷酸二铵表面，喷涂量为磷酸二铵质量的3‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例8

一种含微生物磷酸二铵的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加1‰的过100目粉末硅藻土作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒磷酸二铵表面，喷涂量为磷酸二铵质量的3‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例9

一种含微生物磷酸二铵的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加1‰的过100目粉末轻质碳酸钙作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒磷酸二铵表面，喷涂量为磷酸二铵质量的3‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例10

一种含微生物磷酸二铵的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加1‰的过100目粉末氧化钙作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒磷酸二铵表面，喷涂量为磷酸二铵质量的3‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例11

一种含微生物磷酸二铵的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。混和过程中添加3‰的过100目粉末硅藻土作为菌剂稳定剂。混和后，按照稀释10倍的量往混和物中缓慢加入无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒磷酸二铵表面，喷涂量为磷酸二铵质量的3‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实施例12

一种含微生物磷酸二铵的制备方法，将有效活菌数大于50亿/克的枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌按照1:1:1:1:1:1 (质量比)比例进行常温混和。按照稀释10倍的量准备无菌水，在无菌水中添加1‰的过100 目粉末高岭土作为菌剂稳定剂，并混和均匀。之后往复合菌混和物中缓慢加入制备好的无菌水进行稀释。稀释后获得复合微生物菌剂。然后通过校核好的计量泵精准喷涂到颗粒磷酸二铵表面，喷涂量为磷酸二铵质量的3‰。喷涂过程持续约2～3分钟，之后冷却到常温即迅速进行包装，包装使用双层包装袋。

实例13

选取上述的两种产品定期对微生物活性进行检测，检测结果如表1，由表1可知，本发明中产品微生物活性稳定，至少在12个月内不会出现明显衰减。

表1含微生物无机肥料货架期微生物活性检测结果

注：*复合肥检测时货架期为14个月；

**复合肥检测时货架期为20个月。

同时将上述两种产品进行田间试验，具体如下：

实验实例1

为验证含微生物磷酸二铵在北方冬小麦上的施用效果，设计大田试验研究其对冬小麦农艺性状、产量的影响。

试验地位于河北省元氏县南因镇董堡村。该地块土壤肥力中等、均匀，井水灌溉，生产条件良好，是河北小麦生产主产区。土壤类型：石灰性褐土，土壤质地：中壤。土壤养分含量：有机质26.2g/kg、全氮1.08g/kg、有效磷29mg/kg、速效钾73mg/kg、PH值8.1。

试验肥料为普通磷酸二铵(18-46-0)，含微生物磷酸二铵(15-39-0)，普通尿素(N-46％)，氯化钾。

试验供试作物为小麦，品种为冀麦518。

试验设计2个处理，4次重复，每小区30m

处理1：常规处理(底施普通磷酸二铵(18-46-0)25kg/亩+普通尿素16kg/亩，普通氯化钾4kg/亩；追施普通尿素15kg/亩)

处理2：底施1#含微生物磷酸二铵29.5kg/亩+普通尿素16kg/亩；普通氯化钾4kg/亩；追施普通尿素15kg/亩

本次大田实验在2019年10月11日整地施肥，各处理将磷酸二铵底肥一次性施入，10 月12日播种，亩播量14千克，等行距种植，行距15cm。11月19日浇水、施肥，此时将底施的尿素一次性施入，11月25日喷施除草剂；2020年3月25日浇水施肥，各处理按照试验设计追肥品种、用量追施，5月1日、8日进行病虫害综合防治2次，2020年6月13日收获。

在小麦起身期对冬小麦亩茎数、单株蘖、次生根进行调查，调查结果见表2。

表2冬小麦起身期生育性状调查表

在小麦成熟期对小麦亩穗数、穗粒数、千粒重进行调查，调查结果见表3。

表3小麦成熟期生育性状调查表

试验小区测产方法采取每个小区选择3个有代表性的点位，每个点查1米单行穗数(折算亩穗数)，同时每个点选取10穗调查穗粒数和千粒重，3个调查点数值平均计算理论亩产量。产量计算结果见表4。

表4产量统计结果单位：kg/亩

由表4得知：处理2较处理1亩增产30.63kg，增产率为8.02％。

试验结论：

冬小麦使用含微生物磷酸二铵能够有效的促进小麦生长发育，提高小麦产量。同时提高亩穗数、穗粒数和增加千粒重。

实验实例2

为验证含微生物复合肥料在蔬菜上的大田施用效果，设计此试验研究其对生菜农艺性状、产量的影响。

试验地点位于广东省广州市增城区石滩镇。

试验作物：意大利生菜。

试验肥料：常规复合肥(15-15-15)，含微生物复合肥(15-15-15)。

试验设计：试验共设置2个处理，同田对比。

处理一：常规对照组(底施复合肥(15-15-15)25kg/亩，追施复合肥(15-15-15)25kg/亩)

处理二：含微生物复合肥(底施含微生物复合肥(15-15-15)25kg/亩，追施含微生物复合肥(15-15-15)25kg/亩)

试验于2018年12月定植时埋施底肥，2019年1月初追施追肥，2月3日收获。

试验后对试验田分别取得植株样本，检测根长、株高、茎粗及干物质含量，统计试验产量如表5所示。

表5

试验结论：

从表5可以看出，含微生物复合肥在生菜种植中对农艺性状有一定提升作用，等养分施用量情况下增产量能够到6.41％。

本发明的上述实施例仅是用以说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述说明的基础上还可以作其它不同形式的变化或变动。这里无需对所有的实施方式进行穷举。凡在本发明精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。