CN101560124A

CN101560124A - 一种果树专用复混肥的组方及制备方法

Info

Publication number: CN101560124A
Application number: CNA2009100227353A
Authority: CN
Inventors: 姚培鑫; 田稼; 孙超; 杨明琰; 张晓琦
Original assignee: Microbiology Institute Of Shaanxi
Current assignee: Microbiology Institute Of Shaanxi
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101560124B

Abstract

本发明属于果树专用的微生物复合肥料，具体涉及一种含活性微生物(硅酸盐细菌)的果树专用有机无机复合肥的生产配方及制备方法，其特征是：该复混肥由耐高渗透压具有解磷解钾活性微生物肥料、氮磷钾化学肥料、天然腐植酸有机质、微量元素四类组分复混而成。该组方中所含的活性微生物能够提高果树根系活力、调节作物发育性状、增强抗病抗旱能力、改善果树品质，同时具有改良土壤结构、活化土壤养分，提高化肥利用率、减少化肥用量的功效。

Description

一种果树专用复混肥的组方及制备方法

技术领域

本发明属于果树专用的微生物复合肥料，具体涉及一种含活性微生物(硅酸盐细菌)的果树专用有机无机复合肥的生产配方及制备方法。

背景技术

建国以来，我国果树发展很快，尤其近20多年来发展迅速，栽培面积和果品产量成倍增长。1957年全国果树种植面积1414.5万亩，1997年达到12999万亩，总产量5089.3万吨，均居世界之首。

果树栽培面积1984～1989年扩展最快，平均年递增19.82％，1991～1996年平均递增10.0％，果品产量从1984年开始大幅度增长，1996年全国果品总产量5452.9万吨，为1949年120万吨的45.44倍，人均果品占有量44.8公斤，为1949年3公斤的14.9倍。我国原产的果树种类很多，各地都有自己的特产，驰名国内外的名、特、优、稀树种和品种，是我国果品出口创汇的大宗商品。农业部从“七五”后期开始，就帮助各地建立和发展了一批优质商品基地，并初步形成了生产、贮藏、加工综合生产能力。因此，肥料的用量非常巨大，然而果农在施肥时却表现得比较盲目，以陕西苹果为例，部分果园氮磷肥过量，有些果园施肥不足，不施钾肥和有机肥的果园数占调查果园总数的比例较大。果树专用肥的使用很不普遍，大部分果农凭个人感觉随意施肥，特别是把微生物与化肥有机质及结合起来的专用肥不多。

我国的农作物对施入化肥的利用率普遍偏低，例如氮肥施入土壤以后，由于环境和微生物的作用，其中很大部分通过以氨气形态从土壤的植物体系中挥发，以N₂O的形态脱氨以及以硝态铵的形式从土壤中淋失，长期过多施用化肥引起土壤养分平衡失调，果园持续生产能力受到影响，果品产量和质量的再提高受到严重制约。有些微生物能够活化土壤中植物无法吸收的氮磷钾(N、P、K)和中、微量元素，因此近年来市场上出现了大量的微生物肥料，如专利号02138843.1、01110311.6、200610143869.7等所发明设计的含有活性微生物的生物肥料具有解磷、解钾作用，可以提高植物对氮磷钾(N、P、K)元素的吸收，改善土壤的微生态环境，提高植物的抗病性。常规的微生物肥料虽然具有以上优点，但微生物肥料的降解作用有限，不可能完全取代化肥的作用，特别是我国大部分果区土壤有机质含量较低，提供有效大量元素往往成了获取高产的限制因子，大部分果区仍离不开使用化肥。如果在施用微生物肥料的同时再补充施用化肥可以解决在改善土壤环境的同时还不降低果树的产量。因此，市场上也出现了一些微生物和化肥掺混的肥料。如专利号200510038484.X和96104782.8所发明的肥料就是微生物和化肥的复混肥料。但其中的微生物不能在高渗透压的环境中存活，化肥部分和微生物肥料部分需要单独造粒，然后掺混后使用，即使这样也不能完全保证该微生物在土壤中的生物活性不受化肥的影响，因此人们期待有一种活性微生物能够耐高渗透压，并且可以和化肥复合造粒，且造粒工艺简单，使用便捷，长期放置后仍能保证微生物的活性基本不受影响的活性微生物复混肥。

发明内容

本发明解决其问题所达到的目的是提供一种果树专用复混肥的组方，通过在复混肥中添加具有耐高渗透压的解磷解钾微生物(硅酸盐类细菌)，再配以化肥腐植酸有机质及微量元素，形成一种四组份合一复混肥，为果树比较全面的提供各种养分。该组方中所含的活性微生物能够提高果树根系活力、调节作物发育性状、增强抗病抗旱能力、改善果树品质，同时具有改良土壤结构、活化土壤养分，提高化肥利用率、减少化肥用量的功效。

本发明的另一个目的是提供该复混肥的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种果树专用复混肥，该复混肥由耐高渗透压具有解磷解钾活性微生物肥料、氮磷钾化学肥料、天然腐植酸有机质、微量元素四类组分复混而成。

该复混肥由下述重量百分比的原料组成：有效活性微生物肥料5％～10％；氮磷钾化学肥料36％～76％；天然腐植酸有机质7％～45％；微量元素0.03％～6.5％；助剂3％～8％。

所述的复混肥由下述重量百分比的原料组成：

有效活性微生物肥料5％～10％；氮肥17％～30％；磷肥5％～18％；钾肥14％～28％；草炭7％～45％；硼砂0.01％～0.5％；硫酸锌0.01％～4％；硫酸亚铁0.01％～2％；硅钙镁钾肥2％～4％；调理剂1％～4％。

该复混肥的优选配方由下述重量百分比的原料组成：

胶质芽孢杆菌肥料6.05％；草炭32.82％；硅镁钙钾肥3.02％；硼砂0.25％；硫酸锌2.0％；硫酸亚铁0.5％；高岭土、硫酸镁1.86％；尿素21％；二铵13％；硫酸钾19.5％。

所述的有效活性微生物是一种硅酸盐细菌肥料，是胶质芽孢杆菌肥料(胶质芽孢杆菌Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)、或环状芽胞杆菌肥料(环状芽胞杆菌Bacillus，circulans)中的任何一种。

本发明中有效活性微生物是具有耐高渗透压、且能解磷解钾活性的微生物。

所述的氮磷钾化学肥料包括：氮肥可以是尿素、硝酸磷中任何一种；或是尿素、硝酸磷分别与二铵、一铵中的任何一种混合物；磷肥可以是二铵、一铵或硝酸磷中任何一种；钾肥可以是硫酸钾或氯化钾中任何一种。

所述的助剂包括调理剂：硅藻土，高岭土，硫酸镁中任何一种或其中任何两种或两种以上成分的组合物和硅钙镁钾肥。

所述的天然有机质是富含腐植酸有机质的草炭。

所述的微量元素包括硼砂，硫酸锌，硫酸亚铁。

本发明复混肥的制备方法按照如下步骤进行：

将上述重量百分比的原料称量好后充分搅拌混匀，用对辊造粒机冷压造粒，粒度4-5mm；将造好粒的肥料置于20～30℃环境下风干晾置1～2天，即为成品；

本发明还可以采取另一种制备方式进行：将上述重量百分比的原料除氮磷钾化肥外的其他成分先冷压对辊造粒，粒度4-5mm；将造好粒的肥料置于20～30℃环境下风干晾置1～2天，然后与颗粒状氮磷钾化肥掺混。

本发明的特点是：该含有活性微生物的新型果树专用复合肥料将耐高渗透压的特定有效活性微生物(硅酸盐类细菌)与氮磷钾化学肥料、天然有机质、微量元素等经过冷压造粒后四组份合一，是一种比较全面的为果树提供各种营养的生态性复混肥。施用本品能够提高果树根系活力、调节作物发育性状、增强抗病抗旱能力、改善果树品质，同时具有改良土壤结构、活化土壤养分，提高化肥利用率、减少化肥用量的功效。“一肥施用多素拥有”使用便捷，省工省力，减少果农的劳动强度。

其优点是：

1)该肥料内含的微生物(硅酸盐类细菌)不但能活化土壤中的钾磷硅等植物所必需的营养元素，而且其代谢分泌物(如赤霉素和细胞分裂素)还能刺激植物生长，改善植物根际的微生态环境，提高植物的抗病力(抑制果树根腐病，棉花黄萎病，枯萎病及禾谷类茎腐病)及促进对化肥的吸收利用。

2)氮、磷、钾(N+P₂O₅+K₂O)总养分为20％～40％，氮磷钾比例根据主栽品种果树的需求及土壤立地条件合理设计。

3)加入的微量元素与草炭中的腐植酸形成腐植酸锌；腐植酸亚铁，使这两种果区土壤较缺的元素以有机螯合态长期存在于土壤中，可防止偏石灰质碱性土壤对其的固定，起到增效长效的作用。

4)所采用的有机质原料中的有机质含量高达50％～80％，腐植酸含量25-50％。在提高土壤有机质的同时，对刺激果树根部生长、降低水分子的表面张力，提高植物的抗旱、抗寒性能、促进有益微生物的活性等都有积极的作用。

本发明所使用的菌种是一种硅酸盐细菌(胶质芽孢杆菌Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)，菌落表面湿润光滑，质地粘稠并有弹性，无色透明隆起度大，像半颗玻璃珠。菌体为长杆状，(1.0～1.2×4～7μm)，连同荚膜，即大小为7～10×5～7μm，荚膜比菌体大10～15倍，有时甚至有2～4层荚膜。菌体两端钝圆，菌体内往往有1～2个颗粒体，菌体中央还能形成粗大的椭圆形芽孢，位于孢囊中部，孢囊不膨大。革兰氏反应阴性。该硅酸盐细菌不但具有解磷、解钾和一些固氮的特性，而且分泌赤霉素和细胞分裂素，最可贵的是它具有很高的耐高渗透压的特性。

1.硅酸盐细菌的解钾、解磷作用

硅酸盐细菌对含钾铝硅酸盐矿物的解钾作用是多种因素综合作用的结果。有关硅酸盐细菌对含钾硅酸盐矿物的解钾作用见图1。对一般含钾铝硅酸盐矿物而言，硅酸盐细菌解钾作用的共性是：形成细菌-矿物复合体并由此产生细菌对矿物表面的溶蚀作用；随着溶蚀作用的进行，矿物颗粒晶格逐渐发生变形或崩解；硅酸盐细菌对矿物钾有主动吸收作用；硅酸盐细菌代谢产物等化学因子对矿物颗粒的化学降解作用。在上述作用过程中，细菌-矿物复合体的形成为硅酸盐细菌对矿物的解钾作用提供了十分有利的场所，它是硅酸盐细菌能行使对矿物解钾作用的关键所在。显然经过上述过程所释放出的钾应以有机-无机复合体的形式存在。

硅酸盐细菌的解磷机制可归结为以下几类：

(1)通过生命代谢活动产生有机酸(细菌一般分泌乳酸、氨基酸、草酸、延胡索酸和柠檬酸等，真菌主要分泌草酸、丙二酸和乳酸等)，这些酸一方面直接溶解土壤中难溶性磷酸盐，另一方面则是通过螯合作用释放出土壤磷素。

(2)由NH₄ ⁺同化作用放出质子降低pH值，引起磷酸盐溶解。

(3)通过呼吸作用放出CO₂，降低环境pH值，从而引起磷酸盐的溶解。

(4)磷细菌释放H₂S，与磷酸铁进行化学反应产生硫酸亚铁和可溶性磷酸盐。

(5)腐解植物残体而产生胡敏酸和富里酸。这两种酸能与复合磷酸盐中的钙、铁螯合，从而释放出磷酸根。它们也能与铁、铝及磷酸盐形成稳定的可溶性复合物，这些复合物可以被植物吸收利用。

(6)微生物对钙离子的吸收，使磷酸根离子进入土壤溶液。

(7)生物矿化作用。即通过分泌植酸酶、核酸酶和磷酸酶等物质，将磷酸脂等有机磷降解。

实验表明：a)沙培40天接种与对照相比速效钾增加11-12％；速效磷增加90.5-110％。b)以水洗长石粉作基质，接种培养38小时后代换性钾高达861mg/100g长石粉，比对照高出520mg/100g。c)以酸洗土壤矿物作基质接种培养38小时水溶性钾比对照增加46.5％；地质试验测定接菌的上清液铁(Fe)增加16.4％；镁(Mg)增加59.0％；硅(SiO₂)增加106.6％；铝(Al)增加17.3％；钼(Mo)增加115％。在降低钾素固定方面以水洗粘土为底物，添加适量硫酸钾3天减少钾素固定21.1％，培养10天减少固定37.5％。

2.该细菌在土壤中也能抑制其它病原菌的生长；大部分的磷钾等养分也成为组成菌体的成分。如在菌体的灰分中钾的含量可高达33-34％，菌体里的钾在菌体死亡后又可游离出来被植物吸收利用。

3.硅酸盐细菌的耐高渗透压的特性

该硅酸盐细菌具有极好的耐高渗透压的特性，可与一般的高养分氮磷钾化肥复混造粒，并长期存活于制成的复混肥产品中，具有较长的货架期。

1)该菌能长期存活于高养分的复混肥里(见图2)奠定了与化肥复混造粒成微生物复混肥的理论基础。

表1、硅酸盐细菌在养分40复混肥中的存活实验

其在土壤中的作用机理机理是：在保存期间的极端环境下该菌形成芽孢不萌发，可长期保存，而在遇到合适的环境后便能迅速萌发。因此，该菌与化肥复混后也以芽孢形态长期存活于化肥等无机物的混合造粒制剂中。该复混肥施到土壤中后，随着其中的化肥等无机物被土壤胶体不断的稀释溶解直到其中的微生物孢子可以萌发的浓度时，该微生物利用就近残存的化肥等无机物迅速增殖，解磷解钾及分泌生长激素，从而改善植物根际的微生态环境和提高化肥的利用率。达到有益微生物与化肥共存互惠的特殊效果。

2)实验室证明在液体环境中，该微生物能长期存活于饱和的氯化钠溶液(36％)中(见图3、图4)。

表2、硅酸盐细菌的固体产品在氯化钠溶液中的存活实验

表3、硅酸盐细菌液体产品在氯化钠溶液中的存活实验

以上的高渗透压耐受性试验结果：说明该菌在36％的饱和氯化钠溶液中放置约一年，其存活率仍高达72.18％-77.84％。

而有些作为磷细菌微生物肥料的生产菌如巨大芽孢杆菌的产品，虽然也属于是芽孢杆菌，但就不具有耐高渗透压的性质，将其加入36％的氯化钠溶液中室温下放置10-32天，活菌存活数即从原始的9300万个/毫升降为0.5～1.5万个/毫升，下降了约10000倍，几乎全部死亡。(其存活率如表4所示)

表4、巨大芽孢杆菌液体产品在氯化钠溶液中的存活实验

4.该菌用高品质的草炭进行吸附，呈粉末状，易加工复混，且该吸附剂中因含有大量的腐植酸，也能改善果树根际生态环境，促进果树的生长。

5.所述的高品质的腐植酸有机质来源于新疆、山西的优质草炭，其中有机质含量有的高达80％以上，腐植酸含量达30％以上。腐植酸(Humic Acid，简写HA)是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列的化学过程和积累起来的一类有机物质。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。它广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又称草炭)、褐煤、风化煤中。对农作物有以下作用：①刺激生理代谢；②改变化肥特性；③改良土壤结构；④增强抗逆特性；⑤改善子实质量。

6.大量元素和中微量元素均是植物生长所必需的元素。本发明将大量元素N、P、K配合一定的中、微量元素，使得肥料的营养更加全面，对营养需求比较大的果树来说，这样的配合不但能速效提高果树的产量，也能提高果实的质量。

附图说明

图1是硅酸盐细菌对含钾硅酸盐矿物的解钾作用示意图。

图2是硅酸盐细菌在40养分复混肥中的存活实验趋势图。

图3是硅酸盐细菌的固体产品在饱和氯化钠溶液中的存活实验趋势图。

图4是硅酸盐细菌液体产品在饱和氯化钠溶液中的存活实验趋势图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是下述实施例仅仅用于说明本发明，并不用于限制本发明的实施范围。

实施例

本发明果树专用肥料是主要由以下列按重量百分比计配比的组分为原料制成的肥料：有效活性微生物肥料5％～10％；氮肥17％～30％；磷肥5％～18％；钾肥14％～28％；草炭7％～45％；硼砂0.01％～0.5％；硫酸锌0.01％～4％；硫酸亚铁0.01％～2％；硅钙镁钾肥2％～4％；调理剂1％～4％。

本发明肥料的制备方法是：将上述重量百分比的原料称量好后，充分搅拌混匀，用对辊造粒机冷压造粒，粒度4-5mm；将造好粒的肥料至于20～30℃环境下风干晾置1～2天，即为成品；或将上述重量百分比的原料除氮磷钾化肥外的其他成分先冷压对辊造粒，粒度4-5mm；将造好粒的肥料置于20～30℃环境下风干晾置1～2天，然后与颗粒状氮磷钾化肥掺混。

本发明采用常温造粒，常温阴干，避免了活性微生物在烘干过程中被杀死。该肥料的生产工艺简单，设备投资较小，环保洁净。

实施例1

实施例中的有效活性微生物肥料(硅酸盐细菌肥料)购于保定冠祥生物科技开发有限公司，该硅酸盐细菌肥料的商品名称是冠祥微生物菌剂。尿素、二铵、硫酸钾购于北京耘丰新农农资有限公司，草炭购于山西，新疆，河北，内蒙地区，硼砂、硫酸锌、硫酸亚铁、硅藻土、硫酸镁购于西安大龙化工有限公司，硅镁钙钾肥购于陕西华县蓉昌钾肥厂。

1.对土壤肥力较差的果园施用的果树专用肥是以下列按重量计配比的组分为原料制成的肥料：

实施例2

2.对土壤肥力较好的果园施用的果树专用肥是以下列按重量计配比的组分为原料制成的肥料：

实施例3

实施例还可以有下述配比方式：

需要说明的是以上的实施例中的尿素可以替换为硝酸磷；或是尿素、硝酸磷分别与二铵、一铵中的任何一种混合物；二铵可以替换为一铵、硝酸磷中的任何一种；硫酸钾可以替换为氯化钾。调理剂中不仅限于上述一种或两种原料配比，还可以是硅藻土、硫酸镁、高岭土中其中任何两种或两种以上成分的组合物以任意比例组合。其有效生物活性不变，其原料配比的肥料肥效不变。

施用时，参考当地的立地条件及当年果园的设计产量按每亩100～180kg施肥量。

试验例

本发明制备的果树专用肥在陕西省延安市果树试验场进行了小面积的试验：2005年活性微生物复混肥应用于果树挂果树的试验(全年施肥量102公斤/亩)

表5：乔化富士园果品的产量、质量分析

表6：矮化富士园果品的产量、质量分析

2006年活性微生物复混肥在果树挂果树上的试验

表7、乔化富士园果品的产量、质量分析

表8、矮化富士园果品的产量、质量分析

注：三个处理所施的化肥养分相同，对照表中表5、表6对照是指仅施N、P、K掺混的肥料；对照表中表7、表8对照是指除添加活性微生物(硅酸盐细菌)肥料外的其它三组成分的复混肥；处理1、处理2分别指本发明添加了不同含量活性微生物(硅酸盐细菌)的该果树专用复混肥料。

从试验结果来看，施用该肥料的果树果实品质和产量较施用其他肥料的果树都有一定的提高。综合各项指标亩产增收可达720-1687元。而且该活性复混肥中的特定微生物在增强果树的抗寒性方面也有积极的作用。

Claims

1、一种果树专用复混肥，其特征是：该复混肥由耐高滲透压具有解磷解钾活性微生物肥料、氮磷钾化学肥料、天然腐植酸有机质、微量元素四类组分复混而成。

2、按照权利要求1所述的一种果树专用复混肥所构成的组方，其特征是：该复混肥由下述重量百分比的原料组成：有效活性微生物肥料5％～10％；氮磷钾化学肥料36％～76％；天然腐植酸有机质7％～45％；微量元素0.03％～6.5％；助剂3％～8％。

3、按照权利要求2所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的复混肥由下述重量百分比的原料组成：

4、按照权利要求2所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的复混肥优选配方由下述重量百分比的原料组成：

5、按照权利要求2所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的有效活性微生物是一种硅酸盐细菌肥料，可以是胶质芽孢杆菌肥料或环状芽胞杆菌肥料中的任何一种。

6、按照权利要求2所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的氮磷钾化学肥料包括：氮肥可以是尿素、硝酸磷中任何一种；或是尿素、硝酸磷分别与二铵、一铵中的任何一种混合物；磷肥可以是二铵、一铵或硝酸磷中任何一种；钾肥可以是硫酸钾或氯化钾中任何一种。

7、按照权利要求2所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的助剂包括调理剂：硅藻土，高岭土，硫酸镁中任何一种或其中任何两种或两种以上成分的组合物和硅钙镁钾肥。

8、按照权利要求2所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的天然有机质是富含腐植酸有机质的草炭。

9、按照权利要求1所述的一种果树专用复混肥的组方，其特征是：所述的微量元素包括硼砂，硫酸锌，硫酸亚铁。

10、一种果树专用复混肥的制备方法，其特征是：所述的复混肥制备方法按照如下步骤进行：

将上述重量百分比的原料称量好后充分搅拌混匀，用对辊造粒机冷压造粒，粒度4-5mm；将造好粒的肥料置于20～30℃环境下风干晾置1～2天，即为成品；或将上述重量百分比的原料除氮磷钾化肥外的其他成分先冷压对辊造粒，粒度4-5mm；将造好粒的肥料置于20～30℃环境下风干晾置1～2天，然后与颗粒状氮磷钾化肥掺混。