一种三酸混合发酵生物有机肥及其制备方法和在烟草种植中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种三酸混合发酵生物有机肥，使用菜籽粕、豆粕、黄腐酸、发酵微生物菌剂为原材料，经过发酵处理后，再配以功能微生物菌剂和微量元素螯合物粉剂，形成一种新型生物有机肥，富含黄腐酸、氨基酸、亚油酸等有机酸和功能微生物菌，其肥效高，活性强，对土壤改良，提高作物抗性、产量、品质等方面明显优于普通有机肥料。本发明生物肥料的制备过程中制备了功能微生物菌剂，该功能生物菌剂在肥料中的成活率及其有效性比普通菌剂高。将本发明的生物有机肥在烟叶种植中使用，促进烟叶中香气物质的形成，提高了烟叶质量，同时也提高了烟叶的产量。
【专利说明】一种三酸混合发酵生物有机肥及其制备方法和在烟草种植 中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物肥料领域，尤其涉及一种生物有机肥及其制备方法和在烟草种植 中的应用。
【背景技术】
[0002] 我国是世界上最大的化肥消费国，化肥对我国农业生产具有不可替代的作用，但 是长期、过量的施用化肥，不可避免的会带来诸如环境污染、土壤退化、农产品品质下降等 一系列危害。大量研宄表明，生物有机肥具有培肥土壤、改良土壤结构、提高土壤酶活性等 作用，可以有效弥补过量使用化肥对土壤造成的危害。目前，市场上的生物有机肥由于原材 料、生产发酵方式不同，使得其内在有效成分、实际使用效果等也不尽相同。随着我国耕地 退化的日趋严重，开发一种高效、高活性的生物有机肥对于农业的可持续发展具有重要意 义。
[0003] 生物有机肥是指特定功能微生物与经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一 类兼具微生物效应和有机肥效应的肥料。与自然自腐所熟制成的有机肥相比，生物有机肥 产品除了含有较高的有机质外，还含有具有特定功能的微生物。微生物应表现出一定的肥 料效应，如具有增进土壤肥力、制造和协助农作物吸收营养、活化土壤中难溶的化合物供作 物吸收利用，或可产生多种活性物质和抗、抑病物质，对农作物的生长有良好的刺激与调控 作用，可减少或降低作物病虫害的发生，以及改善农产品品质等方面的作用。
[0004] 腐殖酸是自然界广泛存在一种大分子有机物质，是制作生物有机肥的优良添加 剂。腐殖酸肥料可提高作物对养分的利用率，腐殖酸具有芳香核、羟基、羧基等活性官能团， 能够与氮元素产生反应，形成很稳定的络合物，这些络合物在土壤中的存留时间比较长，其 矿质养分可随植物的吸收而逐渐释放，从而起到保氮的作用。腐殖酸还能溶解被土壤固定 的钾，提高土壤中磷的溶解性，从而提高磷肥、钾肥的有效性。据统计，腐殖酸肥料可提高肥 料5% -10%的利用率，使作物增产10% -30%。腐殖酸还能改良土壤结构，降低土壤含盐 量，促进土壤团聚体的形成，为作物根系生长提供良好环境。相关研宄表明，腐殖酸还能促 进土壤有益微生物活动、增加土壤微生物数量、提高土壤酶活性、土壤有益微生物可防治各 种病虫害，因此，腐殖酸对作物的抗逆性也具有一定作用。
[0005] 黄腐酸是的一种重要的腐殖酸，其相对分子量小，溶于水，强酸性，可使土壤中难 溶矿物质变为可溶，有利于植物对养分的吸收。同时，黄腐酸也是一种植物生长调节剂，能 促进植物生长，对抗旱有重要作用，能提高植物抗逆能力，增产和改善作物品质。工业上黄 腐酸是通过强酸或强碱浸提风化煤等有机残渣获得，在有机肥中额外添加黄腐酸，有助于 提尚肥效，提尚作物抗逆性能力。
[0006] 氨基酸是组成蛋白质的基础单位，是有机肥中氮元素的主要来源，一般有机肥腐 熟度越高，蛋白质分解得越彻底，氨基酸含量相对越多，氮含量也越高，肥效更好。植物能够 直接吸收利用部分氨基酸，氨基酸在植物体内参与各种酶的形成，促进作物新陈代谢，提高 作物产量和品质。氨基酸作为一种有机酸，许多性质和腐殖酸相似，具有改良土壤、促进植 物根系生长、提高肥料利用率等作用。
[0007] 亚油酸为不饱和脂肪酸，广泛存在于油料作物的种子中，含亚油酸的肥料施入土 壤可为微生物提供碳源等能源物质，能改善土壤微生物环境，亚油酸还能被植物间接吸收 利用，能显著提高作物的油性成分、芳香成分，改善口感，提升农产品品质。
[0008] 必需元素指植物正常生长发育所必需而不能用其他元素代替的植物营养元素。目 前，公认的植物必需大量元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾等，中量元素有镁、钙、硫、硅等，必需微 量元素有铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯、钠、镍等，其中部分元素植物容易在自然界中获取，而部 分元素尤其是微量元素则难以获取，容易各种缺素症状，如缺镁、铁等会使叶片失绿，黄白 化，铜、钼缺乏会使叶片卷曲产生黄斑，硼、锌缺乏会使植物根茎及果实发育受阻，缺钙、硅 会影响植物器官质地，生长发育受阻。肥料中含有微量元素越丰富，为植物提供营养越全面 协调，作物的生长更有保障。
[0009] 目前生物有机肥侧重于功能微生物的作用，忽视了有机肥本身对土壤的改良和对 作物提供养分的作用，致使有机肥中腐殖质、养分等有效成分低，生物有机肥的肥效未能充 分利用。而生物有机肥在生产工艺上也存在一定不足，主要是其在发酵过程中使用的菌剂 大多为广谱型菌剂，对不同的有机物料不具有针对性，使得其发酵效率低、发酵周期长、腐 熟产物质量低。另外，生物有机肥由于生产工艺、菌种来源上的不统一，导致功能菌种接种 到肥料中后，其有效菌数量低，易失活，功能性差。因此，研发一种既能对土壤进行改良又 能对作物提供养分的生物有机肥，以及根据生物有机肥生产工艺提供具有针对性的功能菌 剂，具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种生物有机肥及 其制备方法和在烟草种植中的应用。
[0011] 本发明提出的技术方案为：
[0012] 一种三酸混合发酵生物有机肥，主要包括如下重量份的原料：发酵腐熟 物97-98重量份、纳米碳粉1-2重量份、功能微生物菌剂0. 5-1重量份和微量元素 螯合物粉剂0.4-0. 5重量份；其中所述的发酵腐熟物主要由菜籽柏、豆柏、黄腐酸 和发酵微生物菌剂发酵而成，所述菜籽柏、豆柏、黄腐酸和发酵微生物菌剂的质量比 为：60-70 : 20-30 : 5-10 : 0.5-1;所述的功能微生物菌剂主要由固氮类芽孢杆菌 (Paenibacillus azotofixans)、巨大芽抱杆菌（Bacillus megaterium)和胶冻样芽抱杆菌 (Bacullus mucilaginosus)混合、粉碎制成，所述固氮类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样 芽孢杆菌的质量比为：4-5 : 3-4 : 2-3,功能微生物菌剂浓度多50亿/g;所述生物有机肥 的有效营养成分含有微量元素，且亚油酸多4%、游离氨基酸多3%、黄腐酸多5%。
[0013] 上述生物有机肥，优选的，所述的微量元素螯合物粉剂主要包括CU-EDTA、 Fe-EDTA、Ca-EDTA、Mo-EDTA、Mn-EDTA、Zn-EDTA、MgS04、Na2B 4O7 · IOH2CK Na2SiO3 · 9H20 和 膨润土的混合物，所述 Cu-EDTA、Fe-EDTA、Ca-EDTA、Mo-EDTA、Mn-EDTA、Zn-EDTA、MgSO4、 Na2B4O7 .IOH2CKNa2SiO3 ·9Η20和膨润土的质量比为：0.1-0. 2 : 0.1-0. 2 : 1-2 : 0.01-0.02 :0.1-0. 2 : 0.1-0. 2 : 2-3 : 1-2 : 1-2 : 7-8 〇
[0014] 上述生物有机肥，优选的，所述发酵微生物菌剂为酵母菌（Saccharomyces sp·)、米曲霉（Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn)、枯草芽抱杆菌 (Bacillus subtilis(Ehrenbergl835)Cohnl872)和赌状芽抱杆菌（Bacillus cereusFranklandandFranklandl887)混合、粉碎制成，所述酵母菌、米曲霉、枯草芽抱杆菌 和蜡状芽孢杆菌的质量比为：0.5-1 : 1.5-2 : 4-6 : 2. 5-3,所述发酵微生物菌剂浓度 彡20亿/g。
[0015] 上述生物有机肥，优选的，所述生物有机肥含有铜、铁、镁、钼、锰、钙、硅、锌、硼微 量元素中的一种或几种；所述生物有机肥总养分多6%，有效活菌数多0.5亿/g，有机质 彡60%，水分彡30%，粪大肠菌彡100个/g，蛔虫卵死亡率彡95%。
[0016] 作为一个总的发明构思，本发明提供一种上述生物有机肥的制备方法，包括以下 步骤：
[0017] 1)制备发酵微生物菌剂和功能微生物菌剂；
[0018] 2)将菜籽柏、豆柏、黄腐酸和所述发酵微生物菌剂混合搅拌，边搅拌边加入清水， 将发酵物料的水分控制在42 % -45 %，充分拌均匀后，将物料转运至温棚槽式发酵场中，通 过布料建堆发酵成发酵腐熟物；
[0019] 3)槽式发酵结束后，物料转移至二次发酵陈化场内，进行堆置陈化，二次发酵采用 不翻堆方式处理，物料堆高1-1. 5m，长宽不限，让物料通过发酵产生的高温自行蒸发水分至 物料水分降至30%以下；
[0020] 4)将步骤3)后的二次发酵物料、纳米碳粉、功能微生物菌剂和微量元素螯合物粉 剂在搅拌机内混合均匀，即制得生物有机肥。
[0021] 上述制备方法，优选的，所述步骤2)中，布料建堆发酵采用太阳能好氧自动温控 翻抛发酵技术进行发酵，当发酵温度升至60°C后自动翻堆并进行曝气操作。
[0022] 上述制备方法，优选的，所述步骤1)中，发酵微生物菌剂制备具体步骤包括：制备 酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌所需的液体培养基，并分装于各菌种生长发 酵罐中盖口密封灭菌，接入各菌种后通气、避光培养4-10天；所述酵母菌、米曲霉、枯草芽 孢杆菌和蜡状芽孢杆菌的培养浓度达到100亿/mL停止培养。
[0023] 上述制备方法，优选的，所述步骤1)中，功能微生物菌剂的制备具体操作步骤包 括：制备固氮类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌所需的液体培养基，并分装于各 菌种生长发酵罐中盖口密封灭菌，接入各菌种后通气、避光培养4-10天；所述固氮类芽孢 杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的培养浓度达到200亿/mL停止培养。
[0024] 上述制备方法，优选的，采用油糠与稻草粉的混合物料作为载体对停止培养的各 菌液进行吸附，吸附后的菌液在室温下进行晾干至水分< 30% ;所述的混合物中油糠与稻 草粉的质量比为4:5-6:5,吸附菌液时每升菌液吸附在l-5kg的混合物上。
[0025] 作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述生物有机肥在烟草种植中的应 用，生物有机肥和无机肥同时使用；所述生物有机肥和所述无机肥同时使用的质量比为 2:5~3:5〇
[0026] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0027] 1)本发明的三酸混合发酵生物有机肥使用菜籽柏、豆柏、黄腐酸等为原材料，经过 发酵处理后，再配以功能微生物菌剂，以及螯合态微量元素粉剂，形成的一种新型生物有机 月巴，富含黄腐酸、氨基酸、亚油酸等有机酸和功能微生物菌，其肥效高，活性强，对土壤改良， 提高作物抗性、产量、品质等方面明显优于普通有机肥料；三酸（黄腐酸、氨基酸、亚油酸） 物质在改良土壤方面具有其共性，通过其含有的大量活性官能团，与各种金属离子结合，降 低养分流失的同时减少重金属对植株毒害，另外，三酸为有机酸，可以将被土壤固定的磷、 钾溶解释放出来，促进作物对养分的吸收；功能生物菌剂促进土壤团粒结构形成，改善土壤 水肥气条件，促进作物生长，提高作物抗性。三酸物质各有所长，不能互相替代，具有互补作 用：黄腐酸为腐殖酸，主要为促进土壤团粒结构形成，改善土壤水肥气条件，间接促进作物 生长；氨基酸分子结构相对较小，部分能被植物直接吸收利用，在植物体内参与各种酶的形 成，从而刺激作物新陈代谢，促进作物生长、提高作物抗性；亚油酸则作为微生物的能源物 质，为微生物提供碳源和能量，对提高土壤微生物活性具有重要作用，生物有机肥在施入土 壤后，亚油酸的存在可以使某些功能微生物生长繁殖速度更快。
[0028] 2)本发明提供了一种制备功能菌种的方法，该功能菌剂在肥料中的成活率及其有 效性比普通菌剂高，富含黄腐酸、氨基酸、亚油酸等活性物质，对土壤改良和提高农产品品 质方面优于普通生物有机肥，螯合态微量元素粉剂的添加弥补了普通生物有机肥在营养成 分上的不足。
[0029] 3)本发明的三酸混合发酵生物有机肥添加了具有固氮、解磷、解钾功效的功能微 生物菌剂，能有效改善土壤结构、防治病虫害、增强作物抗逆性，提高作物对养分的利用率。
[0030] 4)本发明的三酸混合发酵生物有机肥在烟叶种植中使用，促进烟叶中香气物质的 形成，提高了烟叶质量；同时也提高了烟叶的产量。
【具体实施方式】
[0031] 除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义 相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明 的保护范围。
[0032] 除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或 者可以通过公知的方法制得的产品。
[0033] 一种本发明的三酸混合发酵生物有机肥，由2180kg发酵腐熟物，40kg纳米碳粉， 20kg功能微生物菌剂和9. 83kg微量元素螯合物粉剂组成；其中发酵腐熟物由1500kg含油 量10 %的菜籽柏，580kg豆柏，185kg黄腐酸和15kg发酵微生物菌剂发酵而成；微量元素螯 合物粉剂主要为 97. 5gCu-EDTA、97. 5gFe-EDTA、975gCa-EDTA、10gM〇-EDTA、97. 5gMn-EDTA、 97. 5gZn-EDTA、1625gMgS04、975gNa2B40 7 · 10H20、975gNa2Si03 · 9H20 和 4875g 膨润土的混合 物；功能微生物菌剂为9kg固氮类芽孢杆菌，6kg巨大芽孢杆菌和5kg胶冻样芽孢杆菌混 合、粉碎制成，功能微生物菌剂浓度多50亿/g ;发酵微生物菌剂为Ikg酵母菌，2. 5kg米曲 霉，7. 5kg枯草芽孢杆菌和4kg蜡状芽孢杆菌混合、粉碎制成，发酵微生物菌剂浓度多20亿 /go
[0034] -种本发明的三酸混合发酵生物有机肥的制备方法，具体步骤如下：
[0035] 按表1所示的原料配制好各培养基，并分装于IOOOmL三角瓶中，每瓶装量200? 300mL，用硅胶塞封口，置于高压灭菌锅内121°C下灭菌20min，取出冷却，于无菌的超净工 作台内分别将不同的微生物母种接种到相应的培养基中。根据表2所示各菌种的培养条 件，将菌种在相应的培养条件下，摇床培养（转速120rpm)培养2?4d，获得培养好的液体 母种。
[0036] 表1培养基主要成分
【权利要求】
1. 一种三酸混合发酵生物有机肥，其特征在于，主要包括如下重量份的原料：发 酵腐熟物97-98重量份、纳米碳粉1-2重量份、功能微生物菌剂0. 5-1重量份和微量 元素螯合物粉剂0.4-0. 5重量份；其中所述的发酵腐熟物主要由菜籽柏、豆柏、黄腐 酸和发酵微生物菌剂发酵而成，所述菜籽柏、豆柏、黄腐酸和发酵微生物菌剂的质量比 为：60-70 : 20-30 : 5-10 : 0.5-1;所述的功能微生物菌剂主要由固氮类芽孢杆菌 (Paenibacillus azotofixans)、巨大芽抱杆菌（Bacillus megaterium)和胶冻样芽抱杆菌 (Bacullus mucilaginosus)混合、粉碎制成，所述固氮类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样 芽孢杆菌的质量比为：4-5 : 3-4 : 2-3,功能微生物菌剂浓度多50亿/g;所述生物有机肥 的有效营养成分含有微量元素，且亚油酸多4%、游离氨基酸多3%、黄腐酸多5%。
2. 如权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于：所述的微量元素螯合物粉剂主要 包括 Cu-EDTA、Fe-EDTA、Ca-EDTA、Mo-EDTA、Mn-EDTA、Zn-EDTA、MgS04、Na 2B407 ? 10H20、 Na2Si03 ? 9H20 和膨润土的混合物，所述 Cu-EDTA、Fe-EDTA、Ca-EDTA、Mo-EDTA、Mn-EDTA、 Zn_EDTA、MgS04、Na2B407 ? 10H20、Na2Si03.9H20 和膨润土的质量比为：0? 1-0. 2 : 0? 1-0. 2 : 1-2 : 0.01-0.02 : 0.1-0.2 : 0.1-0.2 : 2-3 : 1-2 : 1-2 : 7-8〇
3. 如权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于：所述的发酵微生物菌剂为酵母 菌（Saccharomyces sp.)、米曲霉（Aspergillus oryzae (Ahlburg) Cohn)、枯草芽抱杆 菌（Bacillus subtilis(Ehrenbergl835)Cohnl872)和赌状芽抱杆菌（Bacillus cereus FranklandandFranklandl887)混合、粉碎制成，所述酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌和赌状 芽孢杆菌的质量比为：0.5-1 : 1.5-2 : 4-6 : 2. 5-3,所述发酵微生物菌剂浓度多20亿/ g°
4. 如权利要求1至3任一项所述的生物有机肥，其特征在于：所述生物有机肥含有铜、 铁、镁、钼、锰、钙、硅、锌、硼微量元素中的一种或几种；所述生物有机肥总养分多6%，有 效活菌数多0.5亿/g，有机质多60 %，水分< 30 %，粪大肠菌< 100个/g，蛔虫卵死亡率 彡 95%〇
5. -种如权利要求1至3任一项所述生物有机肥的制备方法，包括以下步骤： 1) 制备发酵微生物菌剂和功能微生物菌剂； 2) 将菜籽柏、豆柏、黄腐酸和所述发酵微生物菌剂混合搅拌，边搅拌边加入清水，将发 酵物料的水分控制在42 % -45 %，充分拌均匀后，将物料转运至温棚槽式发酵场中，通过布 料建堆发酵成发酵腐熟物； 3) 槽式发酵结束后，物料转移至二次发酵陈化场内，进行堆置陈化，二次发酵采用不翻 堆方式处理，物料堆高1-1. 5m，长宽不限，让物料通过发酵产生的高温自行蒸发水分至物料 水分降至30%以下； 4) 将步骤3)后的二次发酵物料、纳米碳粉、功能微生物菌剂和微量元素螯合物粉剂在 搅拌机内混合均匀，即制得生物有机肥。
6. 如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，布料建堆发酵采用太 阳能好氧自动温控翻抛发酵技术进行发酵，当发酵温度升至60°C后自动翻堆并进行曝气操 作。
7. 如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，发酵微生物菌剂制备 具体步骤包括：制备酵母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌所需的液体培养基，并 分装于各菌种生长发酵罐中盖口密封灭菌，接入各菌种后通气、避光培养4-10天；所述酵 母菌、米曲霉、枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌的培养浓度达到100亿/mL停止培养。
8. 如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，功能微生物菌剂的制 备具体操作步骤包括：制备固氮类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌所需的液体 培养基，并分装于各菌种生长发酵罐中盖口密封灭菌，接入各菌种后通气、避光培养4-10 天；所述固氮类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的培养浓度达到200亿/mL停止 培养。
9. 如权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：采用油糠与稻草粉的混合物料作 为载体对停止培养的各菌液进行吸附，吸附后的菌液在室温下进行晾干至水分< 30% ;所 述的混合物中油糠与稻草粉的质量比为4:5-6:5,吸附菌液时每升菌液吸附在l-5kg的混 合物上。
10. -种如权利要求1至3任一项所述的生物有机肥在烟草种植中的应用，其特征 在于：生物有机肥和无机肥同时使用；所述生物有机肥和所述无机肥同时使用的质量比为 2:5~3:5〇
【文档编号】C05G3/00GK104447040SQ201410779615
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】向铁军, 陈裕新, 易百科, 袁辉雄, 刘大其 申请人:湖南金叶众望科技股份有限公司