一种利用废弃磷尾矿粉制备的微生物有机肥及其制备方法与流程

本发明涉及肥料制备技术领域，具体涉及一种微生物有机肥料制备方法。

背景技术：

磷是植物体内蛋白质、核酸、脂类等有机化合物合成的主要元素，是植物生长发育所必需的营养元素之一。我国绝大部分土壤缺磷，农业生产中每年都需要施入大量磷肥以改善土壤缺磷问题。一方面需要耗费大量的磷矿资源，使逐渐枯竭的磷矿资源矛盾日益严重，另一方面施入土壤中的磷肥当季作物利用率比较低，导致土壤中固化磷不断积累，土壤板结、品质退化，污染生态环境，并且使用化学肥料生长出的农作物所含营养成分会大大降低，危害人类身体健康。解磷微生物可通过分泌各种有机酸，无机酸等途径溶解矿物磷，释放可溶性磷供植物生长需要，改善土壤品质。

我国约80%的磷矿为中低品位磷矿，每年将生产7000kt的磷矿尾矿，长期以来，磷矿尾矿渣一直未能得到很好的利用，目前对磷矿尾矿的利用主要是用尾矿砂做路基填料，生产墙体用砖及用化学方法生产磷镁复合肥等，应用并不广泛。

褐煤是煤炭化程度最低的矿产煤。燃烧时会产生大量的黑灰，其湿度大、燃点低、不宜保存和远运，且燃烧过程中二氧化碳排放量大，容易污染环境，褐煤本身含有腐殖酸，较多的有机质，能够促进植物生长。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种能够高效溶解土壤中难溶性磷源、改善土壤结构，且有效利用废弃磷尾矿粉的有机肥料。

经过发明人不懈的努力与大量的试验，最终获得了一种利用废弃磷尾矿粉制备的微生物有机肥，该有机肥由磷尾矿、褐煤、饼肥、复合菌剂按照质量比8-10:1-2:0.5-1:0.5-1组成，其中复合菌剂采用能够有效溶解磷尾矿的草酸青霉和黑曲霉的风干混合物。

优选地，如上所述的一种利用废弃磷尾矿粉制备的微生物有机肥，所述固体菌剂中黑曲霉、草酸青霉不发生拮抗作用，固体复合菌剂中有效活菌数不低于每克2亿。

优选地，如上所述的一种利用废弃磷尾矿粉制备的微生物有机肥，其特征在于：草酸青霉和黑曲霉的复合菌剂中草酸青霉和黑曲霉的质量比为1:1。

优选地，如上所述的草酸青霉和黑曲霉的复合菌剂的制备方法如下：

（1）种子液的制备：用直径为0.6cm的打孔器分别打取pda平板培养的黑曲霉和草酸青霉，分别接种到50ml液体pda培养基中，28℃，150r/min，振荡培养48h作为种子液。

（2）种子液的发酵培养：将黑曲霉和草酸青霉种子液按照相对产孢子固体培养基质量分数的10%的接种量接种到产孢子固体培养基上，在相对湿度60%～80%条件下，28℃培养5-8天，将培养好的物料自然风干后粉碎过筛，即得固体复合菌剂。

所述的产孢子固体培养基组分为：麸皮50g，玉米粉20g，酵母粉10g，蔗糖20g，蛋白胨10g，kh2po40.5g，mgso40.1g，蒸馏水200g。

本发明的另一目的是提供一种利用废弃磷尾矿粉制备的微生物有机肥的制备方法，该方法包括如下步骤：

种子液的制备：将黑曲霉和草酸青霉的菌种分别接种到培养基中，28℃，150r/min，振荡培养48h作为种子液；

发酵培养：将黑曲霉和草酸青霉种子液分别按照相对产孢子固体培养基质量的10%接种，在相对湿度60%-80%条件下，28℃培养5-8天，将培养好的物料自然风干后粉碎过筛，即得固体复合菌剂；

将磷尾矿、褐煤、饼肥、复合菌剂按照质量比8-10:1-2:0.5-1:0.5-1的比例混合均匀即得所述微生物有机肥料。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明中草酸青霉mem02及黑曲霉mem07具有很高的溶解难溶性磷源的能力，能够有效防止磷元素在土壤中的固定，改善土壤品质。

2、草酸青霉mem02及黑曲霉mem07均能将磷尾矿溶解为植物可以吸收利用的可溶性磷，促进植物生长，减少了肥料的使用量，降低对环境的污染。

3、草酸青霉及黑曲霉生长迅速，发酵性状优良。

4、本发明的肥料制备工艺简单，成本低，肥效高、对人畜安全，利于工业化生产。

5、本发明的肥料应用到小白菜盆栽及茄子田间实验中，均能够显著促进作物生长。

6、本发明中褐煤来源广泛，价格便宜，含有腐殖酸有机质含量较高，能有效疏松土壤、补充土壤有机质。

附图说明

图1是草酸青霉mem02对不同难溶性磷源的溶解效果。

图2是黑曲霉mem07对不同难溶性磷源的溶解效果。

图3是该有机肥田间实验结果图。其中，对照组施加市售无机复合肥料（氮：磷：钾=15:7:8），实验组施加本发明的肥料，施肥量为50kg/亩。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但本发明的内容不仅仅局限于实施例所述的范围，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1草酸青霉mem02，黑曲霉mem07对不同难溶性磷源的溶解效果

将筛选得到的草酸青霉mem02，黑曲霉mem07接种到pda平板上，pda培养基配方如下：去皮马铃薯200g，葡萄糖20g，自然ph。待菌落长满后用直径0.6cm打孔器取一片菌块，分别接种在四种难溶性磷源，即磷酸钙(calciumphosphate)、磷酸镁(magnesiumphosphate)、磷酸铝(aluminumphosphate)及磷尾矿(phosphorustailings)的200ml培养液中，难溶性磷培养基配方如下：葡萄糖10.0g、（nh4）2so40.5g、酵母粉0.5g、nacl0.3g、kcl0.3g、feso4·7h2o0.03g、mgso4·7h2o0.3g、mnso4·4h2o0.03g、难溶性磷源5.0g、去离子水1000ml，ph7.0-7.2。设置空白对照，每个处理重复3次，28℃、150r/min条件下振荡培养，采用钼锑抗比色法测定上清液液中有效磷含量，连续测量7d。

两种真菌对不同难溶性磷源的溶解效果见图1、图2。由图1可知，黑曲霉mem07接入培养基后，随着时间的延长，培养液中的有效磷含量均呈现先上升后下降的趋势，且在第5天时有效磷含量均达到最大，对磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝和磷尾矿的溶磷量分别为1242.49mg/l、1350.05mg/l、712.03mg/l、643.40mg/l。由图2可知，接种草酸青霉mem02后，三种难溶性磷源培养液中的有效磷含量均呈现先上升后下降的趋势。以磷酸钙为磷源的培养基中，第6天培养液中有效磷含量达到最大，为1250.68mg/l；以磷酸镁为磷源的培养基中，第7天有效磷含量最高，为1461.78mg/l；以磷尾矿为磷源培养基中，第5天有效磷含量最高，为103.42mg/l。说明本发明所采用的黑曲霉mem07及草酸青霉mem02均能将难溶性磷源溶解为植物可以吸收利用的可溶性磷。

实施例2微生物有机肥的制备方法

本实施例中的草酸青霉、黑曲霉为实施例1中能够高效溶解难溶性草酸青霉mem02、黑曲霉mem07。

（1）种子液的制备：将黑曲霉和草酸青霉的菌种分别接种到培养基中，28℃，150r/min，振荡培养48h作为种子液。

（2）发酵培养：将黑曲霉和草酸青霉种子液分别按照相对产孢子固体培养基质量的10%接种，在相对湿度60%-80%条件下，28℃培养5-8天，将培养好的物料自然风干后粉碎过筛，即得固体复合菌剂。

（3）将磷尾矿、褐煤、饼肥、复合菌剂按照质量比8:1:0.5:0.5的比例混合均匀即得所述微生物有机肥料。

实施例3微生物有机肥的制备方法

本实施例所使用的草酸青霉、黑曲霉同实施例2。

（1）种子液的制备：同实施例2。

（2）发酵培养：同实施例2。

（3）将磷尾矿、褐煤、饼肥、复合菌剂按照质量比10:2:1:1的比例混合均匀即得所述微生物有机肥料。

实施例4微生物有机肥的制备方法

本实施例所使用的草酸青霉、黑曲霉同实施例2。

（1）种子液的制备：同实施例2。

（2）发酵培养：同实施例2。

（3）将磷尾矿、褐煤、饼肥、复合菌剂按照质量比9:1.5:0.75:0.75的比例混合均匀即得所述微生物有机肥料。

对比实施例1不使用复合菌剂

将磷尾矿、褐煤、饼肥按照质量比9:1.5:0.75的比例混合均匀即得有机肥料。

对比实施例2不使用褐煤

本实施例所使用的草酸青霉、黑曲霉同实施例2。

（1）种子液的制备：同实施例4。

（2）发酵培养：同实施例4。

将磷尾矿、饼肥、复合菌剂按照质量比9:0.75:0.75的比例混合均匀即得微生物有机肥料。

对比实施例3使用草酸青霉

本实施例所使用的草酸青霉同实施例2。

（1）草酸青霉种子液的制备：同实施例2。

（2）草酸青霉发酵培养：同实施例2。

（3）将磷尾矿、褐煤、饼肥、草酸青霉菌剂按照质量比9:1.5:0.75:0.75的比例混合均匀即得微生物有机肥料。

对比实施例4使用黑曲霉

本实施例所使用的黑曲霉同实施例2。

（1）黑曲霉种子液的制备：同实施例2。

（2）黑曲霉发酵培养：同实施例2。

（3）将磷尾矿、褐煤、饼肥、黑曲霉菌剂按照质量比9:1.5:0.75:0.75的比例混合均匀即得微生物有机肥料。

对比实施例5

本实施例所使用的草酸青霉、黑曲霉同实施例2。

（1）种子液的制备：同实施例2。

（2）发酵培养：同实施例2。

（3）将磷尾矿、褐煤、饼肥、复合菌剂按照质量比12:2:2:1.5的比例混合均匀即得微生物有机肥料。

我们对实施例2-4及对比实施例1-5制备的样品进行了效果验证试验，具体方法及结果如下：

供试小白菜：原种上海青

试验方法：供试土壤充分风干后经2mm孔径的筛子过筛，每盆装入土壤2.5kg，肥料的施肥量均为50kg/亩，每盆栽种3株长势几乎一样的小白菜幼苗，每个处理均重复3次。栽培管理均按正常种植模式种植。播种30d后，测定小白菜鲜重、株高、茎粗、根长。试验实验结果如表1所示。

表1微生物肥料对小白菜生物量的影响

对于实施例4制备的有机肥，我们在小白菜盆栽种植中进行了应用效果实验，具体方法如下：

试验方法：试验设四个处理，实验方法与实施例3相同。

所述的四个处理：①空白对照；②土壤+市售无机复合肥料（氮：磷：钾=15:7:8）；③土壤+市售有机复合肥料（n-p2o5：k2o≥5%，有机质≥45%，氨基酸≥15%）；④土壤+本发明实施例4所制备的有机肥。

试验结果如表2、表3所示。由表中数据可知，本发明的肥料能够显著提高土壤中有效磷含量，供作物生长所需。实验组小白菜长势明显强于空白对照①及对照组②（市售无机复合肥料），略差于对照组③（市售有机复合肥料），但本发明的有机肥料生产成本低，工艺简单，可广泛应用于农业生产。

表2盆栽试验中溶磷菌对土壤有效磷含量的影响

表3盆栽实验中溶磷菌对小白菜生物量的影响

为了进一步说明本发明的应用价值，我们将具有同等肥力的菜地均分为2块，其中对照组施加市售无机复合肥料（氮：磷：钾=15:7:8），实验组施加本发明实施例4制备的肥料，如图3。

实验结果表明，施用本发明有机肥后实验组较对照组株高增长，根系增大，果实数目增多，虫害较少，能够显著促进植株生长。