一种虎杖专用生物肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种虎杖专用生物肥料及其制备方法，属于农业应用领域。

背景技术

虎杖为蓼科植物虎杖Polygonumcuspidatum Sieb.et Zucc.的干燥根茎和根。春、秋二季采挖，除去须根，洗净，趁鲜切短段或厚片，晒干；其分布于西北、华东、华中、华南及西南等地；虎杖根茎富含虎杖甙、白藜芦醇、大黄素、大黄酚、大黄酸等，其提取物已广泛用于医药，健康品，化妆品等多种行业。

随着虎杖需求空间不断扩大，虎杖种植规模也在不断扩大。2-3年生的虎杖根茎可采收入药，生长周期较长，为了提高虎杖产量、缩短生长周期，虎杖种植主要通过施加化肥，但是化学肥料存在诸多问题，化学肥料的长期使用易使土壤肥力流失，土壤酸碱失衡，理化性质改变，板结，土壤生态环境破坏，污染环境。虎杖主要虫害为蚜虫和蛾虫，目前使用的杀虫剂主要为化学杀虫剂，污染大气、水环境，造成土壤板结；流失到环境中的杀虫剂对人、畜、水生生物造成危害。

目前还未见与本发明技术方案相关报道和应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有杀虫作用的绿色虎杖专用生物肥料。

本发明虎杖专用生物肥料由以下重量份的原料制成：虎杖非药用部位20-30份、苦参非药用部位10-20份、斑蝥3-5份、天南星非药用部位5-10份、半夏非药用部位5-10份、虎杖药渣20-30份、苦参药渣10-20份、天南星药渣5-10份、半夏药渣5-10份、禽畜粪便20-30份、发酵菌0.06份。

本发明还包括固氮解磷解钾复合菌粉，固氮解磷解钾复合菌粉是常规市售产品；上述原料发酵后，按每吨发酵产物添加3.0-5.0kg固氮解磷解钾复合菌粉的比例，在发酵产物中添加固氮解磷解钾复合菌粉。

所述虎杖非药用部位、苦参非药用部位、天南星非药用部位、半夏非药用部位为中药材虎杖、苦参、天南星、半夏植株药用部位收获后的剩余物；虎杖药渣、苦参药渣、天南星药渣、半夏药渣均为药厂提取活性成分后剩余的药渣；禽畜粪便为牛、羊、猪、鸡、鸭、鹅粪便中的一种或多种混合。

所述发酵菌为常规市售酵素菌。

本发明另一目的是提供上述虎杖专用生物肥料的制备方法，其是将虎杖非药用部位、苦参非药用部位、天南星非药用部位、半夏非药用部位、斑蝥粉碎后与发酵菌、虎杖药渣、苦参药渣、天南星药渣、半夏药渣混匀，然后加入禽畜粪便，混匀后加水至混合物含水量为45-55%，堆置发酵10-15天，发酵期间当温度达到60℃时进行翻堆，翻堆7-10次，发酵完成后，平铺晾干，粉碎制得虎杖专用生物肥料。

本发明制备时每吨发酵产物添加3.0-5.0kg固氮解磷解钾复合菌粉的比例，在发酵产物中添加固氮解磷解钾复合菌粉。

虎杖根茎入药，其余部位也含有有效成分，虎杖地上秸秆部分和虎杖药渣中含有白藜芦醇、白藜芦醇苷、总黄酮、总多糖、大黄素五种主要活性成分低，不能作为活性成分提取物的原料；但是虎杖地上秸秆部分和虎杖药渣热裂解产物中均含有酚类、醛酮类酸类、醇类等化合物；可通过热裂解提高副产物资源的附加值；苦参的非药用部位中同样含有苦参活性成分，苦参碱具有杀虫，抑制真菌、细菌活性以及生长调节作用，其中苦参种子是一种重要的植物源杀虫农药。半夏和天南星的药用部分均为茎，其他部位为非药用部位，所含的皂苷类成分具有杀菌作用，并添加中药斑蝥，斑蝥中有效成分斑蝥素具有杀菌杀虫作用。本发明充分利用中药资源副产物，以虎杖副产物作为原料，添加含有杀虫、抑菌作用有效成份的中药资源副产物制备虎杖种植生物肥料，不仅可以为虎杖生长提供肥力，提高虎杖有效成分含量，还具有杀虫、抑菌作用。

本发明的优点和有益效果在于：充分利用中药资源副产物和养殖业副产物，变废为宝，循环利用，成本低，效果好，绿色无污染；中药副产物腐熟分解过程中转化为丰富的有机质和少量矿物质养分，而且质地疏松，透气保水，具有改良土壤的作用；苦参、半夏、南天星、斑蝥副产物中还含有杀虫、抑菌成分，对虎杖生长过程中病虫害具有防治作用。禽畜粪便中氮素以尿酸态为主，不能直接被作物吸收利用，对植物根系有害且容易滋生害虫，因此需腐熟后使用，腐熟后的禽畜粪便养分含量高；所制得的肥料营养丰富，是一种环保绿色肥料。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：本虎杖专用生物肥料由以下原料制成：虎杖秸秆300g、苦参秸秆100g、斑蝥30g、天南星秸秆100g、半夏秸秆100g、虎杖药渣200g、苦参药渣150g、天南星药渣50g、半夏药渣50g、牛粪200g、酵素菌0.6g；

上述虎杖专用生物肥料的制备方法如下：

（1）将虎杖秸秆、苦参秸秆、天南星秸秆、半夏秸秆，干燥粉碎；

（2）将步骤（1）中几种中药非药用部位与粉碎斑蝥、发酵菌、虎杖药渣、苦参药渣、天南星药渣、半夏药渣混合均匀；

（3）在步骤（2）混合物料中加入禽畜粪便混匀后加水至混合物含水量为50%，堆置发酵，在2天内温度上升到40-60℃，当温度达到60℃时进行第一次翻堆，之后每次温度到60℃翻堆一次，翻堆7次，堆置发酵10天后，发酵完成，平铺晾干，粉碎制得虎杖专用生物肥料。

实施例2：本虎杖专用生物肥料由以下原料制成：虎杖秸秆250g、苦参秸秆150g、斑蝥50g、天南星秸秆50g、半夏秸秆50g、虎杖药渣200g、苦参药渣100g、天南星药渣60g、半夏药渣60g、鸡粪250g、酵素菌0.6g；

（1）将虎杖秸秆、苦参秸秆、天南星秸秆、半夏秸秆，干燥粉碎；

（2）将步骤（1）中几种中药非药用部位与粉碎斑蝥、发酵菌、虎杖药渣、苦参药渣、天南星药渣、半夏药渣混合均匀；

（3）在步骤（2）混合物料中加入禽畜粪便混匀后加水至混合物含水量为45%，堆置发酵，在2天内温度上升到40-60℃，当温度达到60℃时进行第一次翻堆，之后每次温度到60℃翻堆一次，翻堆9次，堆置发15天后，发酵完成，平铺晾干，粉碎制得虎杖专用生物肥料。

实施例3：

本虎杖专用生物肥料由以下原料制成：虎杖秸秆200g、苦参秸秆100g、斑蝥30g、天南星秸秆80g、半夏秸秆80g、虎杖药渣250g、苦参药渣150g、天南星药渣70g、半夏药渣100g、牛羊粪220g、酵素菌0.6g；

（1）将虎杖秸秆、苦参秸秆、天南星秸秆、半夏秸秆，干燥粉碎；

（2）将步骤（1）中几种中药非药用部位与粉碎斑蝥、发酵菌、虎杖药渣、苦参药渣、天南星药渣、半夏药渣混合均匀；

（3）在步骤（2）混合物料中加入禽畜粪便混匀后加水至混合物含水量为55%，堆置发酵，在2天内温度上升到40-60℃，当温度达到60℃时进行第一次翻堆，之后每次温度到60℃翻堆一次，翻堆8次，堆置发14天后，发酵完成，平铺晾干，粉碎，按每吨发酵产物添加3.0kg固氮解磷解钾复合菌粉的比例，在发酵产物中添加固氮解磷解钾复合菌粉。

实施例4：本虎杖专用生物肥料由以下原料制成：虎杖秸秆280g、苦参秸秆200g、斑蝥40g、天南星秸秆70g、半夏秸秆60g、虎杖药渣220g、苦参药渣180g、天南星药渣80g、半夏药渣80g、牛粪200g、酵素菌0.6g；

（1）将虎杖秸秆、苦参秸秆、天南星秸秆、半夏秸秆，干燥粉碎；

（2）将步骤（1）中几种中药非药用部位与粉碎斑蝥、发酵菌、虎杖药渣、苦参药渣、天南星药渣、半夏药渣混合均匀；

（3）在步骤（2）混合物料中加入禽畜粪便混匀后加水至混合物含水量为50%，堆置发酵，在2天内温度上升到40-60℃，当温度达到60℃时进行第一次翻堆，之后每次温度到60℃翻堆一次，翻堆9次，堆置发12天后，发酵完成，平铺晾干，粉碎，按每吨发酵产物添加5.0kg固氮解磷解钾复合菌粉的比例，在发酵产物中添加固氮解磷解钾复合菌粉。

为验证本发明虎杖专用生物肥料能够起到作为肥料和具有绿色杀虫作用，提高中药材产量和品质的作用，在湖北省十堰市房县进行了如下对比试验。

虎杖是房县重点扶持种植的中药材，以房县郊区长期种植虎杖的土地为试验区，所选地块为连续5年种植虎杖的土地；全县年均气温14.3℃，年均降水量910mm，降雨主要集中在7、8、9三个月，年均蒸发量为1387.3mm，蒸发量大于降水量；全县气候温和，四季分明，属典型的亚热带季风气候；0-20cm土壤含水量平均21.1%。

试验方案：①对照组（不使用本发明肥料）②化学肥料组（所施化肥为复合肥磷酸二氢铵）（25kg/亩）③本发明肥料组1（不含复合菌粉）（40kg/亩）④本发明肥料组2（含复合菌粉）（40kg/亩）

本发明肥料对虎杖生长状况的影响：

表1：植株生长状况调查结果

从表1可以看出：所有施肥的处理存活株、植物整体高度均高于对照组，茎粗指标中化学肥料组+本发明肥料组1、2茎粗较好，其次为化学肥料组，本发明肥料组2茎比本发明肥料组1茎粗，化学肥料处理组对存活数和植株整体高度与本发明肥料组1基本相同，但是茎比本发明肥料组1、2粗；对于叶病率来说，从表1可以看出，只施用化肥可以使虎杖的抗病变差，叶病率提高，叶病率提高38%，增施本发明肥料能提高虎杖的抗病性，增施本发明肥料1叶病率比对照组低48.3%，化肥和本发明肥料2同时使用叶病率比对照组低51.7%；

本发明生物有机肥料对土壤肥力的影响：

表2：土壤肥力情况

从表2可以看出，所施肥料的处理对土壤中水分、有机质、pH、氮、磷均有影响；使用化学肥料组，能使土壤中的水分、有机质、pH值都降低，而使用本发明肥料组可以使土壤中水分、有机质、pH值都升高；因此次验证实验所施用的化学肥料为磷酸二氢铵，故检测土壤中氮和磷的量；于对照组相比，施用化学肥料土壤中氮、磷的含量均增加，分别增加84.9%、254.6%；施用本发明肥料组1、2土壤中氮、磷含量增加量分别为69.6%、209.8%和82.2%、253.5%；施用本发明肥料组2土壤中氮、磷含量增量与化学肥料组相当；化学肥料组+本发明肥料组对土壤含水量和有机质的改善效果不如单独施用本发明肥料组，但是对土壤中氮、磷含量的改善优于单独施用本发明肥料组。

本发明生物有机肥料对虎杖中主要成分含量的影响：

表3：虎杖主要成分含量（%）

由表3可以看出，经过本发明肥料处理后，虎杖的主要成分白藜芦醇、白藜芦醇苷、总多糖、大黄素均有增加；施用化学肥料组其有效成分增加量分别为8.6%、41.9%、7.5%、17.2%。施用本发明肥料组1，其有效成分的含量分别增加16.1%、63.9%、19.7%、32.3%；施用本发明肥料组2及化学肥料组+本发明肥料组1、2，虎杖有效成分增加最多。结合表1可以看出，施用化学肥料虽然使得虎杖茎增粗优于施用本发明肥料组，但是化学肥料组虎杖的有效成分含量显著低于本发明肥料组。由此可以看出，施用本发明肥料，更有利于土壤环境的改善和虎杖有效成分的增加。

结论：连续种植5年的土地土壤肥力差，且易滋生害虫，使用化学肥料可显著提高土壤肥力，使土壤中氮磷含量显著提高，但是有机质含量降低、不能保持水分、pH值降低、且叶病率显著增加，这种情况容易导致土壤结块、营养流失，不利于土壤修复，影响虎杖的质量。使用本发明组的生物有机肥料虽然土壤中氮磷含量低于化学肥料组，但是与不使用肥料组相比显著提高，并且土壤中有机质含量丰富，水分充裕，pH值能够维持在中性左右，且有显著的抗虫害作用，使叶病率大大降低，能提高虎杖的质量，对连续种植5年虎杖的土壤生态和肥力有显著改善。