莲藕环保肥料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种莲藕环保肥料及其制备方法，所述环保肥料按原料的重量份数比计由70?80份的有机肥、15?25份的无机肥、1?5份的微量元素、0.1?0.3份的发酵复合菌、1?2份的酵素菌、2?7份的腐植酸和0.5?1份的壳寡糖组成。该方法将发酵复合菌与水按重量比1:5?50混合均匀，得到稀释菌液；将稀释菌液加入有机肥中，混合均匀，堆积成堆，循环翻转，得到一级发酵物；再加入酵素菌，发酵至完全腐熟，低温干燥，粉碎得到二级发酵物；最后加入无机肥、微量元素、腐植酸、壳寡糖和生物菌，混合均匀造粒成球，分拣得到莲藕环保肥料。本发明以农牧业废弃物为主要原料，制备得到莲藕环保肥料，从而解决莲藕养分供给问题、以及莲藕生产过程中的重金属和有机物污染问题。
【专利说明】莲藕环保肥料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机肥料领域，具体地指一种莲藕环保肥料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，食品安全事故频发，农民在已受到污染的土地上，按照常规的种植方法也可 能出现有毒有害物质的事件，如近期大批莲藕也检测出有毒有害及其金属超标现象，而土 壤重金属超标是其主要诱因。另外，由于农药和化肥的长期使用，使得土壤中人工有机污染 物的含量越来越高，我国农业环境污染和生态失衡现象日趋严重，农作物的产量和质量受 到严重影响，进而威胁到人类的生存环境，由此而引发的莲藕污染、莲藕质量与安全问题越 来越受到人们的关注，成为制约新阶段莲藕生产持续高效发展的瓶颈。
[0003] 然而，传统的有机肥料产品并不能较好地解决各种污染问题，因此利用现代生物 技术手段，加快新型生物环保肥料的研制迫在眉睫。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题就是提供一种莲藕环保肥料及其制备方法。本发明以 农牧业废弃物为主要原料，制备得到莲藕环保肥料，从而解决莲藕养分供给问题、以及莲藕 生产过程中的重金属和有机物污染问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供的一种莲藕环保肥料，所述环保肥料按原料的 重量份数比计由70?80份的有机肥、15?25份的无机肥、1?5份的微量元素、0. 1?0. 3 份的发酵复合菌、1?2份的酵素菌、2?7份的腐植酸和0. 5?1份的壳寡糖组成。
[0006] 进一步地，所述发酵复合菌为枯草芽孢杆菌、酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混合 菌，其中，所述枯草芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉和里氏木霉重量比为2 : 0?4 : 1?2 : 1?2。
[0007] 再进一步地，发酵复合菌为枯草芽孢杆菌、酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混合菌， 其中，所述枯草芽孢杆菌、黑曲霉和里氏木霉的重量比为3 : 2 : 3。
[0008] 以畜禽粪便（如牛粪）为处理对象，选择枯草芽孢杆菌、酵母菌、里氏木霉、黑曲霉 4种菌剂，以堆肥过程中升温和起温的速度、堆肥温度、堆肥时间等为指标，分别考察这四种 菌剂对堆肥发酵过程的影响及不同菌剂添加量对堆肥升温效果的影响，确定发酵复合菌的 最佳配比为枯草芽抱杆菌：黑曲霉：里氏木霉=3 : 2 : 3。
[0009] 研究表明，采用发酵复合菌，可以令堆肥在10天左右完全腐熟，且使得牛粪堆肥 广品的种子发芽指数提商21. 7 %。
[0010] 研究表明：分子量< 3000的壳寡糖，对其抑制常见植物病原真菌活性和促生长作 用进行了研究。
[0011] 采用生长速率法研究壳寡糖对植物病原菌的抑制作用。以菌丝生长速率为指标， 研究不同浓度壳聚糖对4种常见植物病原菌抑菌活性的影响，确定壳寡糖对大丽轮枝孢、 立枯丝核、甘蓝枯萎病原菌、天门冬茎点霉菌的有效中浓度（EC 5tl)分别为0. 1580、0. 1590、 0. 1680、0. 1970mg/mL，即上述各菌菌丝在壳寡糖有效中浓度下的生长均受到很强抑制。
[0012] 以种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数为指标，研究不同浓度壳聚糖对水 稻、甘蓝种子发芽率的影响，确定壳寡糖促进水稻、甘蓝种子萌发的最适浓度为l〇〇mg/L。选 取水稻和甘蓝进行盆栽实验，研究壳寡糖对水稻白叶枯和甘蓝枯萎病的防治效果，发现喷 施100mg/L壳聚糖对防治这两种植物病害有很好效果，且对植物有一定的促生长效果。
[0013] 通过在肥料中添加低浓度的壳聚糖，对抑制植物病原真菌及促进种子萌发生长、 防治植物病害具有很好效果。
[0014] 再进一步地，所述壳寡糖的分子量< 3000。
[0015] 再进一步地，所述有机肥为禽畜粪便、麸皮和豆饼的混合物，其中，所述禽畜粪 便为牛粪、猪粪和猪粪中任意一种或几种，所述有机肥中禽畜粪便、麸皮和豆饼的重量比 10 : 1 ?3 : 1 ?3。
[0016] 再进一步地，所述无机肥为氮肥、磷肥和钾肥的混合肥，所述无机肥中氮、磷和钾 的重量比为2 : 1?2 : 1?2。
[0017] 再进一步地，所述微量元素包括钙、镁、硫、硼、锌、硒和钥，其中，钙、镁、硫、硼、锌、 硒和钥的重量比为2 : 1?3 : 0.5?1 : 3?5 : 1?2 : 7?9 : 1?4。
[0018] 本发明提供了一种莲藕环保肥料制备方法，包括以下步骤：
[0019] 1)按上述的重量份数比计称取有机肥、无机肥、微量元素、发酵复合菌、酵素菌、腐 植酸和壳寡糖；
[0020] 2)将发酵复合菌与水按重量比1 : 5?50混合均勻，得到稀释菌液；
[0021] 3)将步骤2)中的稀释菌液加入有机肥，混合均匀，堆积成堆，循环翻转，发酵10? 15天，即可达到基本腐熟状态，得到一级发酵物；
[0022] 4)向步骤3)中得到的一级发酵物中加入酵素菌，发酵至完全腐熟，低温干燥，粉 碎得到二级发酵物；
[0023] 5)向步骤4)中二级发酵物中加入无机肥、微量元素、腐植酸、壳寡糖和生物菌，混 合均匀造粒成球，分拣得到莲藕环保肥料。
[0024] 本发明的有益效果在于：
[0025] 1.本发明的使用效果
[0026] 本发明的莲藕环保肥料对于作物解磷、解钾作用较明显，促苗、促根生长效果好， 平均能够提高作物产量5?8% ;并且在施用该款环保肥料的作物时，土传病害发生率明显 降低，农药用量降低了 20%，表明生物活性物质壳寡糖对植物土传病害抑制作用明显，也从 推广试验结果验证了壳寡糖的抑菌效果优异。
[0027] 2.经济效益
[0028] 本发明的莲藕环保肥料制备工艺简单，具有较好的经济效益。
[0029] 3.社会与生态效益
[0030] 本发明充分利用畜禽粪便和植物秸杆等农牧业废弃物，并将其转化为生物环保肥 料产品，能够实现资源的循环利用，并减少粪便对养殖环境的危害，减轻养殖厂的不良气 味，并消耗周边堆积的植物秸杆等农业废弃物，使养殖厂周边环境得到改善，而且变废为 宝，将对社会经济发展起到较大的推动作用。
[0031] 本发明解决了长期困扰农作物生产过程中重金属和人工有机物污染等问题，通 过重金属钝化菌将土壤中重金属转变低毒或无毒的形态，也通过人工有机物降解菌将不同 来源的人工有机物降解成为无毒的物质，给环境污染治理方面带来了新的思路。
[0032] 本发明采用生物工程技术进行生物环保肥料的生产，降低化肥和农药使用量，倡 导了生态型的种植新模式，寻求综合解决无机化肥和高毒农药引起的农业生产环境污染问 题，为生产出高产、安全、优质、高效的农产品提供了有力的保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 图 IA 为（GlcN) η 标样 HPLC 图；
[0034] 图IB为Mw3000寡糖样品的HPLC图；
[0035] 图2A为壳寡糖对不同植物病原真菌的抑制效果图，
[0036] 其中，A :Phomopsis asparagisacc B ：Rhizoctonia solani
[0037] C：Verticillium daltliae D:Fusarium oxysporum f. sp conglutinans ；
[0038] 图2B为壳寡糖对不同植物病原真菌的抑制率图；
[0039] 图3为不同浓度壳寡糖对水稻黄单胞菌生长的影响图；
[0040] 图4为不同浓度寡糖对水稻种子发芽率的影响图；
[0041] 图5A为不同浓度壳寡糖对甘蓝种子发芽率的影响图；
[0042] 图5B为不同浓度的寡糖对甘蓝种子发芽率的影响图；
[0043] 图6为不同菌剂对猪粪发酵升温的效果图；
[0044] 图7为枯草芽孢杆菌不同添加量对升温效果的影响图；
[0045] 图8为黑曲霉不同添加量对升温效果的影响图；
[0046] 图9为里氏木霉不同添加量对升温效果的影响图；
[0047] 图10为酵母不同添加量对升温效果的影响图；
[0048] 图11为中试试验的单因素分析图；
[0049] 图12为发酵剂升温效果试验图。
【具体实施方式】
[0050] 为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但 本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
[0051] 一、本发明中理论基础验证
[0052] 1.壳寡糖抑制病原真菌和促进植物生长试验
[0053] I. 1壳寡糖的分析结果
[0054] Mw3000壳寡糖样品的HPLC分析
[0055] 用HPLC法测定寡糖标品及样品中的糖成分如图1A、1B。
[0056] 图 IA 示的是（GlcN)n 系列标样的 HPLC 图，（G1cN)2、（G1cN)3、（G1cN)4、（G1cN) 5、 (GlcN)6 的保留时间分别为 14. 598min、24. 047min、30. 338min、38. 259min、41. 289min。
[0057] 图IB显示的是Mw彡3000壳寡糖样品的HPLC图，从图中可以看出，以二糖、三糖、 四糖居多，基本与TLC分析的结果相符。
[0058] 1. 2壳寡糖抑制植物病原菌的影响因素
[0059] 壳寡糖的抑菌活性已得到了不少报道，然而在不同的研究中壳寡糖抑菌活性存在 着很大的差异，有些甚至是完全相反的结果。导致这些差异的原因主要是壳寡糖的抑菌活 性受到多种因素的影响。
[0060] 1. 2. 1壳寡糖对不同植物病原菌的抑制情况
[0061] 引起经济作物土传真菌病害的病原物主要集中在腐霉菌属（Pythium)、镰刀菌属 (Fusarium)、丝核菌属（Rhizoctonia)和疫霉属（Phytopthora)。常见农作物的真菌病害 如稻梨孢（Pyricularia oryzae)、链铬孢菌（Alternaria alternate)、尖镰胞菌甜瓜专 化型（Fusarium oxysporum f. sp. melonis snyder et hansen)、立枯丝核（Rhizoctonia solani)、大_轮枝抱（Verticillium daltliae)，尖抱鎌刀菌（Fusarium oxysporum)、天门 冬莖点霉菌（Phomopsis asparagisacc)、甘蓝枯萎病病原菌（Fusarium oxysporum f.sp conglutinans)〇
[0062] 对稻梨孢、链铬孢菌、尖镰胞菌甜瓜专化型、立枯丝核、大丽轮枝孢，尖孢镰刀菌、 天门冬茎点霉菌、甘蓝枯萎病原菌进行抑菌实验。结果如图2A和2B所示。
[0063] 图2B表明，与对照相比，经过壳寡糖处理过的病原菌菌丝体生长受到明显抑制， 说明壳寡糖具有良好的抑菌活性。抑菌圈直径的测定结果发现，Mw < 3000的壳寡糖对以 上各供试植物病原菌均有一定程度的抑制作用，但不同的病原菌的抑制效果差异很大，其 中对立枯丝核、大丽轮枝孢，天门冬茎点霉菌、甘蓝枯萎病原菌的抑制效果尤为明显，抑制 率分别达到了 33. 89%、36· 72%、31· 67%、33· 23%。
[0064] 1. 2. 3不同浓度的壳寡糖对水稻黄单胞菌生长的影响
[0065] 从图3中可以看出，随着壳寡糖浓度的增加，吸光度的值是越来越小，这就说明壳 寡糖对水稻白叶枯是有抑制作用的，并且随着浓度的增加，抑制率作用是增强的，当壳寡糖 浓度为〇. ImgAiL时，抑制作用不明显，但当壳寡糖浓度为0. 75mg/mL时，对水稻白叶枯的抑 制率可达到100%。
[0066] 1. 2. 4壳寡糖促发芽促生长实验结果
[0067] 壳寡糖除了具有防病抗病作用，还具有促进种子萌发的作用，采用不同浓度梯度 (0、50、100、200、500、1000mg/L)的寡糖，对水稻、甘蓝进行促进种子萌发的最适浓度研究。
[0068] (1)壳寡糖对水稻种子发芽率的影响
[0069] 从图4中可以看出，每隔24h测量一次发芽率，相比于CK，在一定浓度内添加壳寡 糖会一定程度的促进发芽，当浓度为l〇〇mg/L的寡糖所对应的发芽率最高，继续增大寡糖 浓度时，发芽率会有一定下降，说明浓度并不是越大越好。
[0070] 表1不同浓度壳寡糖对水稻种子萌发的影响
[0071]
【权利要求】
1. 一种莲藕环保肥料，其特征在于：所述环保肥料按原料的重量份数比计由70?80 份的有机肥、15?25份的无机肥、1?5份的微量兀素、0. 1?0. 3份的发酵复合菌、1?2 份的酵素菌、2?7份的腐植酸和0. 5?1份的壳寡糖组成。
2. 根据权利要求1所述的莲藕环保肥料，其特征在于：所述发酵复合菌为枯草芽孢杆 菌、酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混合菌，其中，所述枯草芽孢杆菌、酵母菌、黑曲霉和里氏 木霉重量比为2 : 0?4 : 1?2 : 1?2。
3. 根据权利要求1或2所述的莲藕环保肥料，其特征在于：发酵复合菌为枯草芽孢杆 菌、酵母菌、里氏木霉和黑曲霉的混合菌，其中，所述枯草芽孢杆菌、黑曲霉和里氏木霉的重 量比为3 : 2 : 3。
4. 根据权利要求1或2所述的莲藕环保肥料，其特征在于：所述壳寡糖的分子量 < 3000。
5. 根据权利要求1或2所述的莲藕环保肥料，其特征在于：所述有机肥为禽畜粪便、麸 皮和豆饼的混合物，其中，所述禽畜粪便为牛粪、猪粪和猪粪中任意一种或几种，所述有机 肥中禽畜粪便、麸皮和豆饼的重量比10 : 1?3 : 1?3。
6. 根据权利要求1或2所述的莲藕环保肥料，其特征在于：所述无机肥为氮肥、磷肥和 钾肥的混合肥，所述无机肥中氮、磷和钾的重量比为2 : 1?2 : 1?2。
7. 根据权利要求1或2所述的莲藕环保肥料，其特征在于：所述微量元素包括钙、镁、 硫、硼、锌、硒和钥，其中，钙、镁、硫、硼、锌、硒和钥的重量比为2 : 1?3 : 0.5?1 : 3? 5: 1 ?2:7 ?9: 1 ?4〇
8. -种权利要求1所述的莲藕环保肥料制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 按上述的重量份数比计称取有机肥、无机肥、微量元素、发酵复合菌、酵素菌、腐植酸 和壳寡糖； 2) 将发酵复合菌与水按重量比1 : 5?50混合均匀，得到稀释菌液； 3) 将步骤2)中的稀释菌液加入有机肥中，混合均匀，堆积成堆，循环翻转，发酵10? 15天，即可达到基本腐熟状态，得到一级发酵物； 4) 向步骤3)中得到的一级发酵物中加入酵素菌，发酵至完全腐熟，低温干燥，粉碎得 到二级发酵物； 5) 向步骤4)中二级发酵物中加入无机肥、微量元素、腐植酸、壳寡糖和生物菌，混合均 匀造粒成球，分拣得到莲藕环保肥料。
【文档编号】C05F17/00GK104211537SQ201410427016
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】周世同, 梁运祥 申请人:武汉瑞泽园生物环保科技有限公司