一种香蕉专用微生物配方肥及施用方法与流程

文档序号:16358804发布日期:2018-12-22 08:02阅读:432来源:国知局

本发明涉及生物肥料技术领域,具体地说,涉及一种香蕉专用微生物配方肥及施用方法。

背景技术

香蕉是世界著名热带、亚热带水果。我国是世界香蕉主产国之一,香蕉产业是我国热区农业的重要支柱产业,在国民经济中具有举足轻重的地位。目前,香蕉专用肥大多由普通的固体和水溶性化肥混配而成,长期施用后不仅导致土壤酸化板结、有效养分含量降低、中微量元素亏缺、土壤中有益微生物的种类和数量减少,而且引发土传病害和生理病害,严重地降低了香蕉的产量和品质。随着有机肥的普遍施用,土壤环境恶化问题逐渐得到改善,但是现有的有机肥(主要由禽畜粪便、农业废弃物和城市污泥等发酵腐熟制成)均存在养分不均衡、肥效周期短、生产效率低等问题,无法满足香蕉生长旺盛时期的需肥量。因此,提供一种低成本、高肥效、养分全面的香蕉配方专用肥势在必行。

微生物有机肥是在有机肥中接种有益微生物,把有机肥作为培养基,使微生物得到迅速增殖,并在增殖的过程中释放出对植物有益的分泌物,同时从土壤中分解释放出易被植物吸收的有效养分。微生物有机肥中有机质含量丰富、营养元素齐全,能够改善土壤结构,增加土壤供肥能力。同时,微生物有机肥中的有益微生物能够修复土壤微生物区系,抑制有害病原菌的蔓延,维护土壤生态平衡,增强香蕉的自身免疫能力和抗病性,进而提高产量。本发明正是根据华南地区的土壤特点和香蕉的需肥规律,将有益微生物、天然有机物和化肥融为一体,“量身定做”出一种低成本、高肥效、养分均衡、抗病防病的香蕉专用微生物配方肥。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述技术问题而设计的一种香蕉专用微生物配方肥及施用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种香蕉专用微生物配方肥,由有机肥、无机肥和微生物菌剂混合而成。

所述一种香蕉专用微生物配方肥的制备方法为:

①混合形成微生物菌剂原液:微生物菌剂原液由质量浓度为35.2%-41.7%的em菌、28.6%-36.9%的丛枝菌根真菌(am)、23.4%-32.5%的绿色木霉菌(t.viride)或胶质芽胞杆菌(b.mucitaginosus)、18.3%-26.8%的哈茨木霉菌(t.harzianum)或地衣芽胞杆菌(b.licheniformis)和31.8%-38.1%的链霉菌(streptomyces),按其质量百分比em菌为24.8%-27.9%、丛枝菌根真菌为18.9%-23.8%、绿色木霉菌或胶质芽胞杆菌为13.7%-17.5%、哈茨木霉菌或地衣芽胞杆菌为12.7%-18.6%和链霉菌为19.9%-22.2%混合而成,有效菌数量为3.5×1010-5.5×1010cfug-1dw;

②将微生物菌剂原液加去离子水稀释250-350倍,并将稀释好的微生物菌液在28-38℃条件下培养24-36小时;

③发酵原料由新鲜牛粪或鸡粪、豆饼或花生麸、粉碎的香蕉茎秆、腐殖酸和泥炭按质量比29.22-33.36:25.84-29.97:17.98-22.51:11.13-15.42:5.83-8.74混合、堆置发酵、腐熟而成;c/n比控制在21-34,容重控制在0.37-0.69g·cm-3,含水量控制在45-57%,发酵温度控制在52-68℃;

④将步骤②中培养好的微生物菌液均匀喷洒到步骤③中的发酵原料上,覆膜,厌氧发酵10-15天,每两天翻堆1次,温度不超过55℃;第一次发酵结束后,再次喷洒步骤②中的菌液,继续发酵5-8天,待发酵原料完全腐熟后将膜揭开,并在自然条件下风干或进行低温干燥,然后对其进行粉碎、分筛,得到初产有机肥;

⑤按质量份数称取步骤④中所得的初产有机肥550-600份,添加由尿素、磷酸二氢钙或过磷酸钙、氯化钾、硫酸镁、硼砂、硫酸亚铁、硫酸锰、氯化铜和硫酸锌按质量比19.06-20.91:9.36-17.38:23.98-26.72:7.61-8.94:9.07-10.52:4.78-5.87:5.56-6.93:4.15-5.06:6.43-7.67配制而成的无机肥400-450份,混匀后进行造粒、抛丸、烘干,然后再次喷洒步骤②中的菌液,在自然条件下风干至含水量≤20%时进行分筛,得到香蕉专用配方肥。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,其发酵原料中的新鲜牛粪或鸡粪、泥炭、豆饼或花生麸和腐殖酸的有机质含量分别为36.4-43.7g/kg、52.3-58.5g/kg、29.8-37.6g/kg和40.4-46.3g/kg,含水量分别为49.2-54.6%、21.1-26.7%、37.6-44.9%和28.3-34.5%。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,粉碎后的香蕉茎秆粒径不大于2mm。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,其初产有机肥、无机肥和成品配方肥中选用的各种原料均严格按照质量份数称取后分别过80目筛制成粉料。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,其成品肥的粒径为3.5-4.0mm,有机质含量为36.6-44.8g/kg、全氮含量为3.35-3.97g/kg、全磷含量为1.69-2.05g/kg、全钾含量为2.78-3.13g/kg,ph为6.55-7.45,有效菌数量不低于7.9×109cfug-1dw。

所述一种香蕉专用微生物配方肥的施用方法,其施肥量以每产10kg蕉果重量计算,巴西蕉的全年总施肥量为2.18-3.44kg,皇帝蕉为1.66-2.87kg,粉蕉为1.92-3.23kg,其中基肥用量占全年总施肥量的45-60%,其余作为追肥。

所述一种香蕉专用微生物配方肥的施用方法,其施用方法为:香蕉种植前先挖定植穴,定植穴的规格为60cm×60cm×50cm;基肥一次性施入定植穴底部后盖土,回土时土堆需高出地面15-25cm;追肥分3-5个不同生育期施入土壤,施肥时在距离香蕉根部45-55cm处挖2-3个穴,穴深25-35cm,其大小视施肥量而定,施肥后覆土、浇水,下次施肥时更换位置。

本发明的有益效果是:

1.本配方肥将微生物菌剂、有机堆肥和速效化肥进行合理组合,为香蕉整个生育期提供了所有必需的营养元素,真正达到了“一肥施用、多素齐备”的目的。

2.本配方肥不仅可以培肥土壤,也为有益微生物提供了增殖所需的营养,而有益微生物的增殖又促进了香蕉对营养元素的吸收利用,从而实现了有益微生物、有机肥与香蕉根系的和谐共生。

3.选用的微生物性能优异。它们不仅能快速地分解有机物释放养分、分泌刺激香蕉根系生长的活性物质,还可以改善香蕉根际微生态环境、有效抑制病原菌的生长,提高香蕉的抗逆性和抗病能力。

4.选用泥炭和腐殖酸作为有机肥的原料。泥炭不仅富含有机质,而且具有良好的生理活性和吸附交换功能。腐殖酸能与添加的中微量元素形成有机螯合物,防止酸性土壤对钙、镁、锌、铁等元素的固定,起到增强肥效的作用。

5.根据华南地区的土壤环境特色及香蕉的需肥特点“量身定做”。不仅养分全面均衡,大中微量元素比例因地制宜、因季调解、设计合理,而且施肥时期、施肥量和施肥方法切实可行。

具体实施方式

为了进一步理解本发明,下面结合附表和实施例对本发明作进一步说明,需要说明的是,以下实施例仅作为本发明的列举,不应视为对本发明保护范围的限制。

一种香蕉专用微生物配方肥,由有机肥、无机肥和微生物菌剂混合而成。

所述一种香蕉专用微生物配方肥的制备方法为:

①混合形成微生物菌剂原液:微生物菌剂原液由质量浓度为35.2%-41.7%的em菌、28.6%-36.9%的丛枝菌根真菌(am)、23.4%-32.5%的绿色木霉菌(t.viride)或胶质芽胞杆菌(b.mucitaginosus)、18.3%-26.8%的哈茨木霉菌(t.harzianum)或地衣芽胞杆菌(b.licheniformis)和31.8%-38.1%的链霉菌(streptomyces),按其质量百分比em菌为24.8%-27.9%、丛枝菌根真菌为18.9%-23.8%、绿色木霉菌或胶质芽胞杆菌为13.7%-17.5%、哈茨木霉菌或地衣芽胞杆菌为12.7%-18.6%和链霉菌为19.9%-22.2%混合而成,有效菌数量为3.5×1010-5.5×1010cfug-1dw;

②将微生物菌剂原液加去离子水稀释250-350倍,并将稀释好的微生物菌液在28-38℃条件下培养24-36小时;

③发酵原料由新鲜牛粪或鸡粪、豆饼或花生麸、粉碎的香蕉茎秆、腐殖酸和泥炭按质量比29.22-33.36:25.84-29.97:17.98-22.51:11.13-15.42:5.83-8.74混合、堆置发酵、腐熟而成;c/n比控制在21-34,容重控制在0.37-0.69g·cm-3,含水量控制在45-57%,发酵温度控制在52-68℃;

④将步骤②中培养好的微生物菌液均匀喷洒到步骤③中的发酵原料上,覆膜,厌氧发酵10-15天,每两天翻堆1次,温度不超过55℃;第一次发酵结束后,再次喷洒步骤②中的菌液,继续发酵5-8天,待发酵原料完全腐熟后将膜揭开,并在自然条件下风干或进行低温干燥,然后对其进行粉碎、分筛,得到初产有机肥;

⑤按质量份数称取步骤④中所得的初产有机肥550-600份,添加由尿素、磷酸二氢钙或过磷酸钙、氯化钾、硫酸镁、硼砂、硫酸亚铁、硫酸锰、氯化铜和硫酸锌按质量比19.06-20.91:9.36-17.38:23.98-26.72:7.61-8.94:9.07-10.52:4.78-5.87:5.56-6.93:4.15-5.06:6.43-7.67配制而成的无机肥400-450份,混匀后进行造粒、抛丸、烘干,然后再次喷洒步骤②中的菌液,在自然条件下风干至含水量≤20%时进行分筛,得到香蕉专用配方肥。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,其发酵原料中的新鲜牛粪或鸡粪、泥炭、豆饼或花生麸和腐殖酸的有机质含量分别为36.4-43.7g/kg、52.3-58.5g/kg、29.8-37.6g/kg和40.4-46.3g/kg,含水量分别为49.2-54.6%、21.1-26.7%、37.6-44.9%和28.3-34.5%。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,粉碎后的香蕉茎秆粒径不大于2mm。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,其初产有机肥、无机肥和成品配方肥中选用的各种原料均严格按照质量份数称取后分别过80目筛制成粉料。

所述一种香蕉专用微生物配方肥,其成品肥的粒径为3.5-4.0mm,有机质含量为36.6-44.8g/kg、全氮含量为3.35-3.97g/kg、全磷含量为1.69-2.05g/kg、全钾含量为2.78-3.13g/kg,ph为6.55-7.45,有效菌数量不低于7.9×109cfug-1dw。

所述一种香蕉专用微生物配方肥的施用方法,其施肥量以每产10kg蕉果重量计算,巴西蕉的全年总施肥量为2.18-3.44kg,皇帝蕉为1.66-2.87kg,粉蕉为1.92-3.23kg,其中基肥用量占全年总施肥量的45-60%,其余作为追肥。

所述一种香蕉专用微生物配方肥的施用方法,其施用方法为:香蕉种植前先挖定植穴,定植穴的规格为60cm×60cm×50cm;基肥一次性施入定植穴底部后盖土,回土时土堆需高出地面15-25cm;追肥分3-5个不同生育期施入土壤,施肥时在距离香蕉根部45-55cm处挖2-3个穴,穴深25-35cm,其大小视施肥量而定,施肥后覆土、浇水,下次施肥时更换位置。

实施例1:

本发明一种香蕉专用微生物配方肥及施用方法,依次包括以下步骤:

1.微生物菌剂原液的制备方法为:将37.5%的em菌、31.3%的丛枝菌根真菌(am)、25.6%的绿色木霉菌(t.viride)、20.8%的哈茨木霉菌(t.harzianum)和34.7%的灰色链霉菌(s.griseus),按其质量百分比em菌为26.9%、丛枝菌根真菌为20.2%、绿色木霉菌为16.8%、哈茨木霉菌为14.4%和灰色链霉菌为21.7%混合而成,有效菌数量为4.6×1010cfug-1dw。

2.将微生物菌剂原液加去离子水稀释250-320倍,并将稀释好的微生物菌液在28-35℃条件下培养32小时。

3.发酵原料的制备方法为:将新鲜牛粪、豆饼、粉碎的香蕉茎秆(≤2mm)、腐殖酸和泥炭按质量比32.95:26.26:18.33:14.67:7.79混合、堆置发酵、腐熟而成;c/n比控制在21-33,容重控制在0.37-0.65g·cm-3,水分控制在45-55%,发酵温度控制在52-65℃。

4.将步骤2中培养好的微生物菌液按65l/t用量均匀喷洒到步骤3中的发酵原料上,覆膜,厌氧发酵12天,每两天翻堆1次,温度不超过55℃。第一次发酵结束后,再次按40l/t的用量均匀喷洒步骤2中的菌液,继续发酵6天,待发酵原料完全腐熟后将膜揭开,并在自然条件下风干或进行低温干燥,然后对其进行粉碎、分筛,得到初产有机肥。

5.按质量份数称取步骤4中所得的有机肥580份,添加由尿素(n,46%)、磷酸二氢钙(p2o5,37%;cao,13%)、氯化钾(k2o,55%)、硫酸镁(mgo,12%)、硼砂(b,10%)、硫酸亚铁(fe,20%)、硫酸锰(mn,25%)、氯化铜(cu,25%)和硫酸锌(zn,40%)按质量比19.42:16.81:24.67:7.74:9.19:5.06:5.98:4.35:6.78配制而成的无机肥420份,混匀后进行造粒、抛丸、烘干(50-55℃),然后按30l/t的用量均匀喷洒步骤2中的菌液,在自然条件下风干至含水量≤20%时进行分筛,得到香蕉专用微生物配方肥。

6.本配方肥的施肥量以每产10kg蕉果重量计算,巴西蕉的全年总施肥量为3.03kg,皇帝蕉为2.47kg,粉蕉为2.71kg,其中基肥用量占全年总施肥量的56%。追肥分5个不同生育期(苗期、营养生长期、花芽分化期、抽蕾期和成熟期)施入土壤,施肥量分别占全年总施肥量的7.04%、8.95%、10.7%、9.72%和7.59%。

7.本配方肥的施用方法为:香蕉种植前先挖定植穴,定植穴的规格为60cm×60cm×50cm。基肥一次性施入定植穴底部后盖土,回土时土堆需高出地面15-25cm。施加追肥时在距离香蕉根部45-55cm处挖2-3个穴,穴深25-35cm,其大小视施肥量而定,施肥后覆土、浇水,下次施肥时更换位置。

8.所述步骤3中的新鲜牛粪、泥炭、豆饼和腐殖酸的有机质含量分别为39.8g/kg、56.4g/kg、35.2g/kg和44.1g/kg,含水量分别为52.5%、23.5%、40.3%和31.9%。

9.所述步骤4-5中选用的各种原料均严格按照质量份数称取后分别过80目筛制成粉料。

10.所述步骤5中成品肥的粒径为3.5-4.0mm,有机质含量为40.3g/kg、全氮含量为3.79g/kg、全磷含量为1.91g/kg、全钾含量为2.88g/kg,ph为7.09,有效菌数量为8.3×109cfug-1dw。

将本配方肥在海南省乐东县万钟实业有限公司香蕉基地(18°38′44.2″n,108°46′49.7″e)进行示范应用。该地区年平均气温25.7℃,年平均降水量2160mm,年平均风速2.2m/s。供试土壤为冲积物发育的潮土。土壤基本理化性质:有机质13.3g/kg,全氮0.82g/kg,全磷0.39g/kg,全钾1.48g/kg,ph5.73,粘粒(<0.002mm)17.5%。

(1)香蕉种植区试验处理:

①ck:常规习惯施肥;②ca:施用香蕉专用配方肥。

每个处理4次重复,共8个小区,每个小区的面积为13m×17m。供试品种为巴西蕉(musaaaabrazil)、皇帝蕉(musaaapisangmas)和粉蕉(musaabbpisangawak)。矩形宽窄行种植,株距2.0m,宽行行距3.0m,窄行行距1.7m,每亩栽植幼苗150-170株,按照常规栽培技术进行田间管理。对照区的施肥量为尿素(46-0-0)0.89kg/株、过磷酸钙(0-19-0)0.58kg/株、氯化钾(0-0-55)1.02kg/株、硫酸镁0.36kg/株、鸡粪(n2.12%、p2o51.65%、k2o1.09%)5.0kg/株、挪威复合肥(15-15-15)1.0kg/株,有机肥定植时作为基肥一次性施入。试验区的施肥量如表1所示,全年总施肥量为对照区的80%。

表1不同香蕉品种各生育期的施肥量

(2)样品采集及测定:分别于2017年8月19日(苗期,1st)、2017年11月22日(营养生长期,2nd)、2018年2月26日(花芽分化期,3rd)、2018年4月27日(抽蕾期,4th)和2018年6月23日(成熟期,5th),用5点取样法采集距植株40-50cm的根际土壤,取样深度为0-40cm,每公顷取样20个,四分法缩分混匀后,取500g土样装袋带回室内进行分析。土壤容重(bd)、孔隙度(sp)、ph、总有机碳(soc)、全氮(tn)、碱解氮(an)、速效磷(ap)、速效钾(ak)、交换性钙(eca)和交换性镁(emg)采用常规方法测定(鲁如坤,2000)。土壤微生物群落多样性采用磷脂脂肪酸(plfa)方法分析(zhongetal.,2016)。

香蕉种植280天(成熟期)时测定香蕉植株土传病害和生理病害的发病率、香蕉植株生长指标(株高、茎粗、叶长、叶宽、干物质积累量)、果实品质指标(果梳重、单果重、果指长、果指粗、可溶性固形物、vc、可溶性蛋白和可溶性糖)和产量(朱广廉等,1990)。

(3)测试结果

①土壤理化性质

施用配方专用肥对香蕉园的土壤理化性质改良效果明显。与ck处理相比,ca处理的ph、soc、tn、an、ak和eca分别增加了21.5%,52.6%,26.3%,37.7%、62.4%和49.6%,bd减少了41.5%(表2)。在ca处理中,巴西蕉和皇帝蕉土壤的sp、soc、tn、ak和emg均呈现出随着生育期先增加后降低的变化趋势,而在ck处理中,皇帝蕉和粉蕉土壤的bd和ph呈现出随着生育期先降低后增加的变化趋势。此结果表明,施用香蕉专用配方肥增强了土壤的保水保肥能力、改善了土壤酸碱度,平衡了土壤中大中微量营养元素的比例。其中,ca处理对巴西蕉园土壤理化性质的改良效果最为明显,sp、soc、tn、an和ak均比ck处理增加了35.8%-43.9%。这是因为配方肥是将动物粪便、香蕉茎秆、泥炭、豆饼和腐殖酸等有机物混合发酵,同时配入适量的大中微量化学元素,集多种肥料特性于一体研发而成的,其所含有机质、氮磷钾等速效养分远高于常规化肥,而且配方肥中的有益微生物能将土壤中多种难以被香蕉吸收的无效养分分解成易吸收的有效养分,进一步提高了土壤有效养分含量。

表2香蕉园土壤理化性质(平均值±标准差)

②土壤微生物群落多样性

施用香蕉专用配方肥有利于改善常规施肥蕉园土壤的微生物群落多样性。与ck处理相比,ca处理土壤中的细菌、放线菌、g(-)和am的数量分别增加了31.9%、54.6%、65.8%和46.4%,真菌、g(+)和sf的数量降低29.5%、50.8%和42.7%(表3)。在ca处理中,粉蕉和皇帝蕉土壤的细菌、真菌、放线菌、am和g(-)的数量总体上均呈现出“∩”型变化趋势,即苗期和成熟期显著低于营养生长期、花芽分化期和抽蕾期(p<0.01);而在ck处理中,这些指标在不同香蕉品种之间的差异不显著。此结果表明,专用配方肥增加了土壤中有益功能菌群的数量,其中粉蕉蕉园的增幅最大,从营养生长期至抽蕾期,细菌、放线菌和am的数量与ck处理相比增加了37.5%-46.9%。其原因是大量的有益微生物随着配方肥进入土壤后很快就与香蕉根系形成互惠互利的共生关系,不仅能刺激香蕉根系分泌多种生长激素,为有益微生物提供丰富的营养来源,而且配方肥中添加的拮抗菌能在香蕉根表和根内迅速定植并与病原菌发生重寄生和拮抗作用,从而抑制了病原菌及有害微生物的繁殖,改善了土壤微生物群落结构。

表3香蕉园土壤微生物群落多样性(平均值±标准差)

注:g(-),革兰氏阴性菌;g(+),革兰氏阳性菌;am,丛枝菌根真菌;sf,腐生真菌。

③香蕉长势、发病率及产量

从表4可以看出,与ck处理相比,ca处理的株高、茎粗、叶长、叶宽、干物质积累和产量分别增加了36.1%、31.2%、25.3%、19.6%、40.4%和45.5%,土传病害和生理病害的发病率分别降低了81.4%和70.8%。其中,皇帝蕉的干物质积累和产量的增幅最大,分别为43.5%和47.6%,而土传病害的发病率仅为8.9%。巴西蕉的叶长、叶宽和产量显著高于粉蕉和皇帝蕉(p<0.01),皇帝蕉的土传病害和生理病害的发病率低于巴西蕉和粉蕉,但差异不显著。此结果表明,施用香蕉专用配方肥可明显促进香蕉的生长发育,同时抑制土传病害和生理病害的发生。其原因是牛粪中含有抗生素,能提高香蕉的抗逆性和对不良环境的适应能力;豆饼和腐殖酸中含有丰富的大中微量营养元素,有利于培肥地力;泥炭具有孔隙度大、持水性好、性质稳定等优点,是很好的土壤改良剂。因此,香蕉专用配方肥既能防治香蕉缺素症,又降低了土传病害和生理病害的发病率,进而提高了香蕉的产量。

表4香蕉生长指标及产量(平均值±标准差)

④香蕉果实品质

从表5可以看出,施用香蕉专用配方肥后,香蕉果实外形和内在品质的各项指标均获得了20%以上的增长。与ck处理相比,ca处理的果指长、果指粗、单果重、可溶性固形物、vc、可溶性蛋白和可溶性糖分别增加了25.9%,30.6%、21.3%、29.2%、39.7%、35.8%和43.5%。其中,皇帝蕉的单果重、可溶性固形物和vc的增量显著高于粉蕉和巴西蕉(p<0.01),粉蕉的果指长和可溶性糖的增量显著高于皇帝蕉和巴西蕉(p<0.01)。香蕉专用配方肥是根据不同品种香蕉在不同生育期的需肥规律配制而成的,而且配方肥中含有大量的豆饼、泥炭和腐殖酸,可以释放出更多有利于香蕉生长的有机态和无机态游离物质。因此,施用配方肥之后,土壤有效养分得到显著提高,香蕉的果实品质明显优于当地常规习惯施肥。

表5香蕉果实品质(平均值±标准差)

实施例2:

本发明一种香蕉专用微生物配方肥及施用方法,依次包括以下步骤:

(1)微生物菌剂原液的制备方法为:将质量浓度为39.2%的em菌、35.8%的丛枝菌根真菌(am)、29.1%的胶质芽胞杆菌(b.mucitaginosus)、25.2%的地衣芽胞杆菌(b.licheniformis)和32.3%的泾阳链霉菌(s.jingyanggensis),按其质量百分比em菌为25.3%、丛枝菌根真菌为22.6%、胶质芽胞杆菌为14.5%、地衣芽胞杆菌为17.2%和泾阳链霉菌20.4%混合而成,有效菌数量为5.3×1010cfug-1dw。

(2)将微生物菌剂原液加去离子水稀释280-350倍,并将稀释好的微生物菌液在32-38℃条件下培养28小时。

(3)发酵原料的制备方法为:将新鲜鸡粪、花生麸、粉碎的香蕉茎秆(≤2mm)、腐殖酸和泥炭按质量比30.69:28.13:21.36:12.88:6.94混合、堆置发酵、腐熟而成;c/n比控制在25-34,容重控制在0.42-0.69g·cm-3,水分控制在48-57%,发酵温度控制在55-68℃。

(4)将步骤2中培养好的微生物菌液按60l/t用量均匀喷洒到步骤3中的发酵原料上,覆膜,厌氧发酵14天,每两天翻堆1次,温度不超过55℃。第一次发酵结束后,再次按36l/t的用量均匀喷洒步骤2中的菌液,继续发酵7天,待发酵原料完全腐熟后将膜揭开,并在自然条件下风干或进行低温干燥,然后对其进行粉碎、分筛,得到初产有机肥。

(5)按质量份数称取430份由尿素(n,46%)、过磷酸钙(p2o519%,cao10%)、氯化钾(k2o,55%)、硫酸镁(mgo,12%)、硼砂(b,10%)、硫酸亚铁(fe,20%)、硫酸锰(mn,25%)、氯化铜(cu,25%)和硫酸锌(zn,40%)按质量比20.36:9.71:26.13:8.77:10.24:5.68:6.79:4.93:7.39配制而成的无机肥,混匀后滚动造粒,粒径≤2.0mm。

(6)将占步骤5中肥料总重量2.12%的过磷酸钙(p2o519%,cao10%)和腐殖酸按质量比5.5:4.5充分混合,加水搅拌成浆料后,均匀喷浆包裹在造粒后的无机肥颗粒表面。

(7)按质量份数称取初产有机肥570份,拌入步骤6中所得颗粒,滚动造粒,将有机肥均匀包裹在喷浆后的颗粒表面,粒径≤3.5mm,然后按28l/t的用量再次喷洒步骤2中的菌液,在自然条件下风干至含水量≤20%时进行分筛,得到初产有机无机复合肥。

(8)将总重量不超过步骤5中肥料总重8.25%的聚丙烯酰胺、膨润土、壳聚糖、麦饭石和淀粉按质量比26.07:30.41:21.69:9.58:12.25混合均匀后粉碎成细粉,加入该肥料总重量1倍以上的水充分搅拌成浆料。

(9)将步骤8中的浆料均匀喷洒在初产有机无机复合肥颗粒表面,再将该肥料颗粒在热风炉中55-60℃滚动烘干。当含水量≤12%时,送入冷却器中进行冷却后包装即得到长效缓释香蕉专用配方肥。

(10)本配方肥的施肥量以每产10kg蕉果重量计算,巴西蕉的施肥量为2.41kg,皇帝蕉为1.72kg,粉蕉为2.09kg,其中基肥用量占全年总施肥量的51%。追肥分3个不同生育期(营养生长期、花芽分化期和抽蕾期)施入土壤,施肥量分别占全年总施肥量的16.5%、17.4%和15.1%。

(11)本配方肥的施用方法均与实施例1中相同。

(12)所述步骤3中的新鲜鸡粪、花生麸、泥炭及步骤3和6中腐殖酸的有机质含量分别为42.9g/kg、33.7g/·kg、56.4g/kg和44.1g/kg,含水量分别为50.6%、42.4%、23.5%和31.9%。

(13)所述步骤4-9中选用的各种原料均严格按照质量份数称取后分别过80目筛制成粉料。

(14)所述步骤9中成品肥的粒径为3.5-4.0mm,有机质含量为43.4g/kg、全氮含量为3.91g/kg、全磷含量为1.98g/kg、全钾含量为3.03g/kg,ph为7.22,有效菌数量8.9×109cfug-1dw。

将本配方肥在中国热带农业科学院海南省澄迈县福山基地(19°55′22.6″n,109°53′37.3″e)进行示范应用。该地区年平均气温23.6℃,年平均降水量2280mm,年平均风速2.3m/s。供试土壤为花岗岩发育的砖红壤。土壤基本理化性质:有机质13.9g/kg,全氮1.18g/kg,全磷0.73g/kg,全钾1.06g/kg,ph5.36,粘粒(<0.002mm)54.5%。

(1)香蕉种植区试验处理:

①ck:施用常规有机无机复合肥;②cb:施用香蕉专用配方缓释肥。

对照区施用市面上购买的某品牌有机无机复合肥,有机质含量≥30%,总养分含量(n+p2o5+k2o)≥36%,n︰p2o5︰k2o为1︰0.6︰1.2,ph为7.36。年总施肥量为8.96kg/株。追肥分5个不同生育期(苗期、营养生长期、花芽分化期、抽蕾期和成熟期)施入土壤,施肥量分别占全年总施肥量的8.23%,13.2%,14.3%,10.8%和9.47%。牛粪(n3.2%、p2o50.96%、k2o1.3%)作为基肥定植时一次性施入,施肥量为5.08kg/株。试验区的施肥量如表6所示,全年总施肥量为对照区的80%。田间管理和其他试验设计及实施方法均与实施例1相同。

表6不同香蕉品种各生育期的施肥量

表7不同香蕉品种当季肥料的平均利用率(%,平均值±标准差)

注:肥料利用率(%)=[(施肥区香蕉吸收某元素总量-无肥区香蕉吸收某元素总量)÷肥料中某元素总量]×100%。

(2)样品采集及测定:供试品种同实施例1。分别于2017年8月23日(苗期,1st)、2017年11月19日(营养生长期,2nd)、2018年2月20日(花芽分化期,3rd)、2018年4月23日(抽蕾期,4th)和2018年6月26日(成熟期,5th)采集土壤样品。取样方法和试验步骤均与实施例1相同。

(3)测试结果

①土壤理化性质

由表8可知,ck处理的soc、an、ap、ak和emg的变化趋势基本一致,从苗期至花芽分化期平均增加了38.5%-49.6%,而花芽分化期之后显著降低(p<0.01);cb处理的soc、tn、an、ap、ak和eca在香蕉生长中后期均维持在较高水平,而且全生育期的soc、tn、ap和ak均显著高于ck处理(p<0.01)。香蕉生长中后期,ck处理的速效养分下降幅度较大,很难满足香蕉生长所需的营养供应,其原因与普通复合肥释放周期短,在苗期和营养生长期大量释放,而中后期的释放量较少有关,而且香蕉在生长旺季对水肥的需求量较大,频繁的灌溉也造成了土壤中营养元素的大量淋失,而配方缓释肥中速效养分释放的缓慢而持续,减少了土壤中营养元素的淋溶损失,从而使土壤中的营养元素维持在较高而稳定的水平。

cb处理的ph比ck处理增加了38.6%,bd比ck处理降低了21.9%。这说明配方缓释肥降低了土壤酸度,增强了土壤通透性。由于不合理的施肥措施和根系分泌的酸性化感物质的不断积累,使蕉园土壤逐渐酸化、板结,施用配方缓释肥平衡了土壤中酸碱及水肥气热的关系,提高了根系的呼吸强度和对养分的吸收效率。

表8香蕉园土壤理化性质(平均值±标准差)

②土壤微生物群落多样性

施用配方缓释肥改善了土壤微生物群落结构,增加了土壤中有益微生物菌群的多样性。从表9可知,与ck处理相比,cb处理土壤的细菌、真菌、放线菌、g(-)和am数量分别增加了36.8%、24.5%、31.6%、42.3%和26.2%,g(+)和sf的数量降低了27.3%和39.4%,其中皇帝蕉蕉园土壤的细菌、放线菌和g(-)数量的增幅均在30%以上。香蕉生育前期,ck处理的有益功能菌群数量逐渐增加,而花芽分化期之后开始大幅度降低,其中巴西蕉蕉园的降幅最大,达到39.8%;而cb处理的有益功能菌群数量在香蕉全生育期均维持在较高水平,尤其是中后期,平均比苗期增加了34.7%。此结果表明,配方缓释肥为土壤中的有益功能菌群提供了稳定而长效的有机质、氨基酸、脂肪酸等多种营养物质,刺激了有益微生物的不断繁殖,使其在香蕉根系生态系统中逐渐成为优势菌群,不仅抑制了香蕉根系周围的有害微生物,减少了香蕉根际病原菌侵染的机会,而且促进了土壤养分的释放与转化,提高了香蕉对氮磷钾元素的利用率(表7),有效地控制了香蕉生长中后期生理病害的发生。

表9香蕉园土壤微生物群落多样性(平均值±标准差)

③香蕉长势、发病率及产量

与其他果树相比,香蕉的需肥量较大,全年约需追肥10-15次,因此降低香蕉的追肥次数对降低农民的劳动强度和人工成本具有非常重要的意义。本研究结果表明,施用配方缓释肥的蕉园在施肥总量减少20%的前提下,将追肥次数由5次减少为3次,香蕉的株高、干物质积累量和产量仍然增加了28.3%、39.8%和33.5%,茎粗、叶长和叶宽也均有21.7%-30.4%的增加,土传病害和生理病害的发病率降低了74.1%和62.9%(表10)。这说明配方缓释肥的养分释放动态与香蕉的需肥规律相吻合,为香蕉生长提供了持续高效的养分供应。不仅满足了不同品种香蕉在全生育期对营养元素的需求,而且减轻了因分解、挥发和淋洗造成的养分损失,使当季肥料的平均利用率提高了48.2%(表7),提升了香蕉生物性状的同时有效降地低了香蕉病虫害的发生。

表10香蕉生长指标及产量(平均值±标准差)

④香蕉果实品质

从表11可知,与ck处理相比,cb处理的果梳重、果指长及单果重均有31.6%-43.2%的增加,同时可溶性固形物、可溶性糖和vc含量也相应地提高了39.5%-48.4%。其中,粉蕉和皇帝蕉的果指粗、单果重、vc和可溶性糖含量的增幅均显著高于巴西蕉(p<0.01)。与普通生物配方肥相比,配方缓释肥提供的营养元素不仅持续、稳定而且易被香蕉吸收利用,就氮素而言,多以nh4+或氨基酸的形式供给香蕉生长,进入植株细胞后无需消耗大量能量和光合作用产物(如糖分和有机酸等),就能直接参与植物细胞的合成,故香蕉生长迅速,碳氮代谢保持在较高水平,积累的vc、蛋白质和碳水化合物也较多,有力地提高了果实的品质。

表11香蕉果实品质(平均值±标准差)

目前,不合理的施肥方式和栽培管理措施导致香蕉产区的土壤肥力不断下降、酸化严重。因此,施用专用微生物配方肥,尤其是微生物配方缓释肥不仅能够提高香蕉的果实品质和产量,而且能够提高土壤肥力,增加土壤微生物多样性。既实现了肥料的减施增效,又改善了土壤结构,进而达到修复土壤的目的。本研究可为配方肥的深度研发和推广及土壤性质的改良提供参考。

本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的保护范围之内。

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