一种微生物肥料颗粒、颗粒载体及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种微生物肥料颗粒，其包含：核心层，所述核心层含有均匀混合的4-8重量份的粉碎后的秸秆、2-6重量份的粉碎后的木屑、10-12重量份的粘土、以及纤维素降解菌、固氮菌和解磷菌每类各两种菌株，其中，每种菌株的数量为每克核心层混合物中IX105?6个以上；以及包裹层，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3%?6%的明胶溶液阴干形成。本发明还涉及上述微生物肥料颗粒的制备方法以及相应的微生物肥料颗粒载体。本发明的微生物肥料颗粒克服了现有微生物肥料中的微生物在土壤中不能稳定定殖的不足，并有益地对农业生产中难以处理的废弃生物材料进行了再利用。
【专利说明】一种微生物肥料颗粒、颗粒载体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农业生产中的肥料领域，尤其涉及一种微生物肥料颗粒、颗粒载体及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着粮食需求的不断增长，化肥的使用在农业生产中总体呈增长趋势，但是，对农 田施用大量化肥会引起水体、土壤和大气的污染。原因在于，农田施用的任何种类和形态的 化肥都不可能全部被植物吸收利用。就化肥利用率来说，氮为30-60%，磷为2-25%，钾为 30-60 %。未被植物及时利用的各种化合物，会随下渗的土壤水转移至根系密集层以下而造 成污染。由此，可导致河川、湖泊和内海的富营养化；土壤受到污染，物理性质恶化；食品、 饲料和饮用水中有毒成分增加。为防止对有限生存环境的进一步污染，目前迫切需要对化 学肥料的使用进行控制和管理。
[0003] 为了解决上述问题，实现农业的可持续发展，改善环境水平，同时满足人们的生产 需求，微生物肥料逐渐进入人们的视野，并在环境保护方面得到了广泛认可。
[0004] 微生物肥料俗称细菌肥料，简称菌肥、微肥。微生物肥料是从土壤中分离出的微生 物，经过人工选育与繁殖后制成的菌剂。经施用后，通过微生物肥料中的微生物的生命活 动，借助其代谢过程或代谢产物来改善植物生长条件，尤其是营养环境。如固定空气中的游 离氮素，参与土壤中养分的转化，增加有效养分，分泌激素刺激植物根系发育，抑制有害微 生物活动等。微生物肥料正在逐步取代或大幅降低化肥的施用，在实现绿色农业生产中极 具潜力和吸引力。
[0005] 然而，目前公知的传统微生物肥料只是由一种或数种有益微生物活细胞制成的简 单悬液、干粉等。这些微生物肥料在施入土壤后，极易受到物理和生物环境等诸多因素的影 响，其中的益生菌数量在短时间内会迅速下降、肥效很快降低甚至消失。如欲保持传统微生 物肥料肥效，需不断施用，但这将致成本高昂，且微生物肥料中其它成分的过多施入也将对 土壤结构和作物生长等造成危害。这是微生物肥料未能有效推广使用的最主要因素。
[0006] 目前已经发展出一些方法来解决以上所述问题，例如专利文献CN103172444 A公 布了一种微生物肥料颗粒，其中，将微生物与填充材料、生物可分解聚合物和营养物质混合 并造粒，可以达到延长益生菌存活时间、增加微生物肥料的保存期限的效果。
[0007] 但是，这种简单的微生物肥料颗粒结构仍然让微生物直接暴露于土壤的物理和生 物环境，无法为其提供缓冲屏障，不能很好地解决传统微生物肥料在土壤中不能稳定定殖 的技术难题，同时造价较高。因此，其存在较大的改进余地。
[0008] 此外，在农业生产中，废弃的农作物秸杆的处理方式多为焚烧或直接粉碎返田，这 种处理常常造成环境污染、或因自然腐解缓慢而影响农业生产，导致生物材料的浪费。目前 工业以及建筑业生产中产生的木屑的处理方面也有相似的问题。因此，目前还需要一种处 理农作物秸杆及废弃木屑的更好方式，该方式应该能够实现农作物秸杆及废弃木屑的更快 腐解，不仅降低对环境的污染，而且能够将农作物秸杆及废弃木屑腐解得更充分，进而还田 以改善土质。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种新型微生物肥料颗粒，该微生物肥料颗粒克服了现有 微生物肥料中的微生物在土壤中不能稳定定殖的不足，并有益地对农业生产中难以处理的 废弃生物材料进行了再利用。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0011] 一种微生物肥料颗粒，包含：
[0012] 核心层，所述核心层含有均匀混合的4-8重量份的粉碎后的秸杆、2-6重量份的粉 碎后的木屑、10-12重量份的粘土、以及纤维素降解菌、固氮菌和解磷菌每类各两种菌株，其 中，每种菌株的数量为每克核心层混合物中IX 1〇5~6个以上；以及
[0013] 包裹层，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3 %?6 %的明胶溶液阴干形成。
[0014] 进一步地,結杆为5重量份,木屑为5重量份,粘土为10重量份。
[0015] 进一步地，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3%的明胶溶液阴干形成。
[0016] 进一步地，所述微生物肥料颗粒为直径5mm、长度Icm的圆柱形颗粒。
[0017] 一种微生物肥料颗粒的制备方法，包含以下步骤：
[0018] 步骤一：将4-8重量份的农作物秸杆及2-6重量份的木屑粉碎并混合均匀后加入 10-12重量份粘土，充分搅拌后灭菌；
[0019] 步骤二：从纤维素降解菌、固氮菌、解磷菌中每类各选择两种菌株加入到步骤1中 得到的混合物中，充分搅拌均匀，使平均每种菌株在每克由步骤1得到的混合物中的最终 数量为IXlO 5?6个以上；
[0020] 步骤三：将混合物放入颗粒机中造粒，随后阴干；
[0021] 步骤四：将步骤三得到的微生物肥料颗粒浸入到3%?6%的明胶溶液中，立即取 出并阴干。
[0022] 进一步地,在步骤一中,結杆为5重量份,木屑为5重量份,粘土为10重量份。
[0023] 进一步地，在步骤4中，明胶溶液的浓度为3%。
[0024] 进一步地，制备得到的微生物肥料颗粒为直径5mm、长度Icm的圆柱形颗粒。
[0025] 一种微生物肥料颗粒载体，包含：
[0026] 核心层，所述核心层含有均匀混合的4-8重量份的粉碎后的秸杆、2-6重量份的粉 碎后的木屑、10-12重量份的粘土、以及纤维素降解菌，其中，纤维素降解菌的数量为每克核 心层混合物中IXlO 5?6个以上；以及
[0027] 包裹层，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3%?6%的明胶溶液阴干形成。
[0028] 进一步地,結杆为5重量份,木屑为5重量份,粘土为10重量份,所述包裹层由包 裹于核心层外侧的3%的明胶溶液阴干形成。
[0029] 本发明的有益效果为：
[0030] 1.有利于菌株在土壤中稳定定植,大大提高其存活率
[0031] 明胶构成了微生物肥料颗粒的保护屏障，使得在施用后的较长时间内颗粒内外的 微生物不能自由进出，但同时又可以向外界输出颗粒内微生物的代谢产物，使颗粒中的微 生物菌群能在这种微环境中稳定繁殖，进而长时间保持较高的数量、充分发挥功效；
[0032] 2.给出了一种更好的农作物秸杆及木屑处理方式
[0033] 通过微生物肥料颗粒中的多种微生物，能够实现农作物秸杆及废弃木屑的更快腐 解，不仅大大降低环境污染，而且能够实现农作物秸杆及废弃木屑的更充分腐解，进而还田 以改善土质；
[0034] 3.微生物肥料颗粒的菌种搭配上充分发挥了多菌种配合的优势
[0035] 秸杆屑和木屑为纤维素降解菌提供不同形式的底物以及作为微生物肥料颗粒的 支撑材料，其降解后可为其他菌株提供碳源，并将秸杆中的其它养分缓慢释放入土壤中。纤 维素降解菌分泌的纤维素酶也可以透过微肥颗粒载体释放到环境中，促进环境中的纤维素 降解、释放养分；固氮菌将空气中的氮气固定成氨，不仅可以供颗粒载体内的微生物利用， 也可以释放到土壤中提高土壤氮素；同样，解磷菌分泌的酸类释放到土壤中，降解土壤中的 矿物磷、矿物钾为可溶磷、钾，从而提高了土壤养分；
[0036] 4.秸杆和木屑的搭配大大延长了肥料颗粒保持完整性的时间
[0037] 在纤维素降解菌的代谢周期中，大部分秸杆在早期被降解，而木屑则在较后期被 降解，通过二者的合理配比，大大延长了微生物肥料颗粒保持完整性的时间；
[0038] 5.颗粒微生物肥料可有效提高土壤养分和改善土壤结构
[0039] 本发明为颗粒微生物肥料，其加入土壤中之后，纤维素支撑物可使原来板结的土 地变得松软透气、提高了土壤的保水性。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1为本发明的微生物肥料颗粒的纵剖面示意图；
[0041] 图2为本发明的微生物肥料颗粒的横剖面示意图；
[0042] 图3为本发明的微生物肥料颗粒的制备方法的流程图；
[0043] 图4为通过体视显微镜获得的本发明的微生物肥料颗粒的显微照片；
[0044] 图5为通过体视显微镜获得的本发明的微生物肥料颗粒的显微照片；
[0045] 图6为通过体视显微镜获得的本发明的微生物肥料颗粒的显微照片。
[0046] 附图标记说明
[0047] 1为包裹层，即明胶外层；2为秸杆、木屑和粘土构成的肥料颗粒的支撑物混合物， 3为加入肥料颗粒载体的多种微生物。
【具体实施方式】
[0048] 为充分公开的目的，以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。应当 理解，以下所述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的保护范围。附图 中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。
[0049] 试剂和仪器
[0050] 试剂：酵母提取物、蛋白胨、酸水解酪蛋白胨购自广东环凯微生物有限公司；葡 萄糖、淀粉、K 2HPO3购自国药集团化学试剂有限公司；丙酮酸钠和琼脂购自BI0SHARP; MgSO 4 ·7Η20 和 EDTA 购自国药集团化学试剂有限公司；FeCl3、MnS04 .H2CKH3BO3XuSO4 ·5Η20、 (NH4)6Mo7O 24 · 4H20、ZnS04、CaCl · 2Η02购自天津市致远化学试剂有限公司。
[0051] 仪器：SKJ-150型平模饲料颗粒机为山东振通机械厂生产；9FZ-35型电动直联多 功能粉碎机为泰安市岱岳区泰峰农牧机械厂生产；体视显微镜为尼康公司（NIKON)生产； 高温蒸汽灭菌器购自TOMY SEIKO有限公司。
[0052] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
[0053] 实施例1 :微生物肥料的基本支撑物组分及含量：
[0054] 将农作物秸杆以及木屑用带有5mm模具的多功能粉碎机粉碎。将两者按质量1:1 混合，混合均匀后加入粘土。本发明中所述的粘土可以是除沙土以外的任何土，其起到粘合 混合物的作用。加入粘土比例的优化实验数据如表1 :
[0055] 表1 :微生物肥料颗粒的基本支撑物不同配比下的纤维素含量
【权利要求】
1. 一种微生物肥料颗粒，其特征在于，包含： 核心层，所述核心层含有均匀混合的4-8重量份的粉碎后的秸杆、2-6重量份的粉碎后 的木屑、10-12重量份的粘土、以及纤维素降解菌、固氮菌和解磷菌每类各两种菌株，其中， 每种菌株的数量为每克核心层混合物中1Χ1〇 5~6个以上；以及 包裹层，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3 %?6 %的明胶溶液阴干形成。
2. 根据权利要求1所述的微生物肥料颗粒，其特征在于，秸杆为5重量份，木屑为5重 量份，粘土为10重量份。
3. 根据权利要求1所述的微生物肥料颗粒，其特征在于，所述包裹层由包裹于核心层 外侧的3%的明胶溶液阴干形成。
4. 根据权利要求1所述的微生物肥料颗粒，其特征在于，所述微生物肥料颗粒为直径 5mm、长度Icm的圆柱形颗粒。
5. -种微生物肥料颗粒的制备方法，其特征在于，包含以下步骤： 步骤一：将4-8重量份的农作物秸杆及2-6重量份的木屑粉碎并混合均匀后加入 10-12重量份的粘土，充分搅拌后灭菌； 步骤二：从纤维素降解菌、固氮菌、解磷菌中每类各选择两种菌株加入到步骤1中得到 的混合物中，充分搅拌均匀，使平均每种菌株在每克由步骤1得到的混合物中的最终数量 为IXlO5? 6个以上； 步骤三：将混合物放入颗粒机中造粒，随后阴干； 步骤四：将步骤三得到的微生物肥料颗粒浸入到3%?6%的明胶溶液中，立即取出并 阴干。
6. 根据权利要求5所述微生物肥料颗粒的制备方法，其特征在于，在步骤一中，秸杆为 5重量份，木屑为5重量份，粘土为10重量份。
7. 根据权利要求5所述微生物肥料颗粒的制备方法，其特征在于，在步骤4中，明胶溶 液的浓度为3%。
8. 根据权利要求5所述微生物肥料颗粒的制备方法，其特征在于，制备得到的微生物 肥料颗粒为直径5mm、长度Icm的圆柱形颗粒。
9. 一种微生物肥料颗粒载体，其特征在于，包含： 核心层，所述核心层含有均匀混合的4-8重量份的粉碎后的秸杆、2-6重量份的粉碎后 的木屑、10-12重量份的粘土、以及纤维素降解菌，其中，纤维素降解菌的数量为每克核心层 混合物中IX IO4?5个以上；以及 包裹层，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3 %?6 %的明胶溶液阴干形成。
10. 根据权利要求9所述的微生物肥料颗粒载体，其特征在于，秸杆为5重量份，木屑为 5重量份，粘土为10重量份，所述包裹层由包裹于核心层外侧的3%的明胶溶液阴干形成。
【文档编号】C05G3/00GK104211519SQ201410451655
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】张胜男, 巩瑞红, 孟建宇, 梁允刚, 冯福应 申请人:冯福应, 张胜男, 巩瑞红, 孟建宇, 梁允刚