专利名称：高效生物复合肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高效生物复合肥及其制备方法，属于微生物肥领域。
化肥和农药的大量施用，无疑对农业生产的发展起着有益的作用，但也带来了土壤板结，土壤肥力下降，土壤微生态环境受到破坏，作物对化肥的依赖性愈来愈严重的恶性循环。为此，发展微生物肥，则是缓解土壤板结，恢复微生态平衡，增加农作物产量，发展环保型生态农业的时代趋势。
在已有的许多种微生物肥料中，或者由于菌种单一，或者由于菌种性能问题，而使肥效不稳定。本发明的目的是提供一种多功能、多组成、施用方便的生物复合肥，即能促进作物生长，促进叶绿素形成，加强作物光合作用，提高作物抗逆力，并具有显著而稳定的增产效果。
本发明的解决方案是，从作物的根或叶部分离筛选出与作物有着互惠共生关系的多种芽孢杆菌组合，并且它们能生物合成大量的不同种类的植物生长素和植物细胞分裂素等植物营养物质，它们起着调节作物新陈代谢，促进作物生长，促进叶绿素形成，加强作物光合作用，并可使作物提早成熟；这些有益的微生物还起着防御有害病菌对作物的侵袭作用，从而提高作物的抗病害能力；同时选用高固氮活性的根际联合固氮菌和能分解土壤中有机磷和无机磷的解磷菌，并配有作物生长所需的微量元素。
本发明的高效生物复合肥至少包括1.微生物发酵液的混合液，其中至少包括芽孢杆菌和解磷菌、根际联合固氮菌分别培养的发酵液的混合物，其中所述的芽孢杆菌包括蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、短芽孢杆菌(Bacillus Brevis)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumillus)；解磷菌包括解磷巨芽孢杆菌(Bacillus megatherium phosphaticum)和荧光假单孢杆菌(Pseudomonas fluorescens)；也可各只选用所述菌中的一种、两种或多种组合使用。所选用的蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，是能生物合成大量植物生长素、赤霉素和多种植物细胞分裂素的芽孢杆菌，解磷巨芽孢杆菌和荧光假单孢杆菌，具有分解土壤中有机磷和无机磷的作用。其中所述的根际联合固氮菌为肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pne umoniae)和阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacea)，也可各只选用其中的一种、两种组合使用。芽孢杆菌发酵液与解磷菌、根际联合固氮菌发酵液的体积比依次为(2-3)∶(1-2)∶(3-5)。用于芽孢杆菌和解磷菌的发酵培养基，是至少含有大豆粉或豆饼粉，饲料酵母粉或酵母浸汁，磷酸氢二钾，氯化钠的水溶液；根际联合固氮菌的发酵培养基是至少含有蔗糖、大豆粉、磷酸二氢钾、氯化钠、硫酸镁、钼酸钠、硼酸和硫酸亚铁的水溶液，PH6.4-7.2，发酵温度为28-32℃。
2.植物微量元素至少包括硼、锌、铜、钛、锰、钼、碘、氯、钾、硅、铁、镁和硫的化合物，可选用四硼酸钠1-5％，硫酸锌1-4％，硫酸铜0.01-0.06％，二氧化钛0.1-0.5％，碘化钾0.05-0.5％，氯化钾1-5％，硅酸钠0.4-0.8％，硫酸镁0.005-0.02％，硫酸亚铁0.02-0.08％，钼酸钠0.01-0.05％。
3.吸附剂，用作吸附混合发酵液的载体，可选用的至少包括腐殖酸土，草炭土，海泡石粉，蛭石粉或褐煤粉，可只选用其中一种、两种或者多种混合使用，所述各种物质的粒度为80-150目，并在90-120℃烘干灭菌后使用。
上述1-3中的物质在所述高效生物复合肥中的重量百分比依次为混合发酵液∶植物微量元素∶吸附剂＝(26-38)％∶(4-10)％∶(60-70)％，经混合均匀制成产品，也可以是将植物微量元素与吸附了混合菌液的吸附剂分别按比例包装成产品。
本发明的高效生物复合肥中，总有效活菌数为(8-25)×108个/克，施用时既可拌种或拌种加喷施，又可以加水浇灌或与化肥混合作基肥或作追肥施用。本发明的高效生物复合肥至少可用于粮食作物、经济作物、蔬菜、水果类、花卉等植物。
本发明的高效生物复合肥的制备方法至少包括一.微生物发酵培养(一)三角瓶培养技常规方法配制营养肉汁培养基和按下述配方(I)配制固氮菌培养基各2.5-4升，调PH6.8-7.2，分装于500毫升的三角瓶中，每个三角瓶装120-150毫升的上述培养基，0.1MPa灭菌30分钟。
将前述的各种芽孢杆菌、解磷菌、根际联合固氮菌，在无菌条件下分别接种于装有营养肉汁培养基和固氮菌培养基的三角瓶内，置于摇床上振荡培养2-3天，培养温度为28-32℃。
(二)种子罐发酵培养1.发酵培养基配制在A、B、C、D、E种子发酵罐中，按下述的配方(甲)配制一定量的培养基，用于芽孢杆菌和解磷菌的发酵，在F、G种子发酵罐中，按下述的配方(乙)配制一定量的培养基，用于根际联合固氮菌的发酵。
配方(甲)(按重量百分比)大豆粉或大豆饼粉0.7-4％，玉米粉0.5-2.5％，饲料酵母粉0.25-2.0％或酵母浸汁0.025-0.2％，磷酸氢二钾0.1-0.4％，氯化钠0.25-0.6％，硫酸锰0.001-0.006％，其他为水，调PH6.8-7.2，0.1MPa灭菌30分钟。
配方(乙)(按重量百分比)蔗糖0.5-2.0％，饲料酵母粉0.5-2.0％或酵母浸汁0.05-0.2％，葡萄糖酸钠0.25-1.5％，磷酸二氢钾0.05-0.15％，氯化钠0.02-0.08％，碳酸钙0.2-0.4％，硫酸亚铁0.001-0.003％，谷氨酸钠0.05-0.3％，钼酸钠0.001-0.003％硼酸0.001-0.004％，硫酸锰0.001-0.003％，其他为水，PH6.8-7.2，0.1MPa灭菌30分钟；2.发酵培养当种子罐中的培养基温度下降至28-35℃时，分别将三角瓶中的不同种的芽孢杆菌、接种在A、B、C种子罐中，解磷菌接种在D、E发酵罐中，根际联合固氮菌接种在F、G种子罐中，接种量为(0.5-1.5)×108个/毫升发酵液，控制pH6.4-7.2，温度28-32℃，通气量1∶0.25-1.0，待A、B、C、D、E发酵罐中菌数为(4-10)×109个/毫升，F、G发酵罐中菌数为(4-8)×109个/毫升时，停止发酵。
(三)生产罐发酵除生产罐的容积比种子罐扩大10倍外，培养基的配制、灭菌完全与上述种子罐培养基的配制相同，但培养基的配制量扩大10倍。当各生产罐中的发酵液温度下降至28-32℃时，把种子罐中的发酵液一一对应转移至A、B、C、D、E、F、G生产罐中，控制PH6.4-7.2，温度28-32℃，通气量1∶0.25-1.0，待A、B、C、D、E生产罐中的菌数为(6-12)×109个/毫升，F、G生产罐中的菌数为(4-10)×109/毫升时，停止发酵。
二、混合制成产品将A、B、C、D、E、F、G生产罐中的发酵液，依次按体积比A∶B∶C∶D∶E∶F∶G＝1∶1∶1∶1∶1∶2∶2放入配料槽中混合成混合发酵液，按重量比26-38份的混合发酵液，60-70份于90-120℃烘干灭菌、粒度为80-150目的前述吸附剂粉，4-10份前述的植物微量元素，均匀混合成产品，密封包装。按照本发明制成的高效生物复合肥，每克含有前述的芽孢杆菌有效活菌数为(6-18)×108个，根际联合固氮菌的有效活菌数(2.5-8.0)×108个，总有效活菌数为(8-25)×108个。
本发明的高效生物复合肥与已有技术比较的突出优点是，采用多功能的优良菌种组合，有效的植物微量元素配方和能生产出高有效活菌数产品的培养基配方，本发明的高效生物复合肥，经过多年试验施用证明本复合肥具有调节作物新陈代谢、促进叶绿素形成，增强光合作用，提早成熟5-7天，防御有害病菌对作物的侵袭作用，促进作物健壮生长，使多种作物具有显著而稳定的增产效果，并带来良好的经济效益。
为了更清楚地说明本发明，列举以下实施例，但其对本发明无任何限制。
实施例1本发明的一种高效生物复合肥其组成包括蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、解磷巨芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏杆菌、阴沟肠杆菌的1∶1∶1∶1∶1∶2∶2的发酵液混合液290公斤，与经90-120℃烘干灭菌粒度为80-150目的腐殖酸土620公斤，硫酸锌31.5公斤，氯化钾28.5公斤，四硼酸钠18.5公斤，二氧化钛4.5公斤，硫酸铜0.25公斤，硫酸亚铁0.67公斤，硫酸镁0.78公斤，碘化钾1.5公斤，硅酸钠5.5公斤，钼酸钠0.125公斤混合均匀后，分装在塑料袋中密封保存。
上述的根际联合固氮菌也可以只是肺炎克雷伯氏杆菌或者只是阴沟肠杆菌，但其发酵液与蜡状芽孢杆菌、解磷巨芽孢杆菌、荧光假单孢杆菌、短芽孢杆菌、短小芽孢杆菌的发酵液之比为4∶1∶1∶1∶1∶1。
实施例2上例中高效生物复合肥的制备方法1、三角瓶培养按照前述的三角瓶种子培养基配制方法，分别配制用于芽孢杆菌、解磷菌和根际联合固氮菌的培养基，0.1MPa灭菌30分钟。冷却至28-32℃时，将蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、解磷巨芽孢杆菌、荧光假单孢杆菌接种在装有营养肉汁培养基的三角瓶中，肺炎克雷伯氏杆菌和阴沟肠杆菌接种在装有固氮培养基的三角瓶中，塞上棉塞，于28-32℃摇床振荡培养2-3天。
2、种子罐发酵培养在100升容量的A、B、C、D、E种子罐中，各配制80升培养基，其中含大豆粉2.5％，玉米粉0.75％，饲料酵母粉0.75％，磷酸二氢钾0.02％，氯化钠0.5％，硫酸锰0.02％，pH6.8-7.2。在200升的F、G种子罐中，各配制根际联合固氮菌培养基160升，其中含蔗糖1％，大豆粉1.5％，饲料酵母粉0.75％，葡萄糖酸钠0.5％，磷酸二氢钾0.08％，硫酸镁0.05％，氯化钠0.025％，硫酸亚铁0.002％，钼酸钠0.001％，硼酸0.001％，硫酸锰0.001％，pH6.8-7.2，0.1MPa灭菌30分钟。于28-32℃，将三角瓶中培养的蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、解磷巨芽孢杆菌、荧光假单孢杆菌接中于A、B、C、D、E种子罐中，将肺炎克雷伯氏杆菌和阴沟肠杆菌接种于F、G种子罐中，接种量为(0.75-2)×108个/毫升发酵液，控制pH6.4-7.2，保持温度28-32℃，通气量1∶0.25-1.0，发酵培养至A、B、C、D、E种子罐中菌数为(6-10)×109个/毫升，F、G种子罐中菌数为(4-8)×109个/毫升，停止发酵。
3、生产罐发酵除生产罐的容积和培养基量比相应种子罐扩大10倍外，所用培养基配方，pH温度控制和通气量等工艺条件完全和种子罐发酵一致。把种子罐中的发酵液一一对应转移至A、B、C、D、E、F、G生产罐进行发酵，待A、B、C、D、E生产罐中的菌数为(6-12)×109个/毫升，F、G生产罐中的菌数为(4-10)×109/毫升时，停止发酵。
二、混合制成产品1、从A、B、C、D、E、F、G生产罐中，依次按体积比A∶B∶C∶D∶E∶F∶G＝1∶1∶1∶1∶1∶2∶2放出发酵液于配料槽中混合成混合发酵液。
2、按重量百分将1的混合发酵液与植物微量元素和吸附剂，按29.0∶8.97∶64.03混合均匀，密封包装成产品。其中的吸附剂为40％的海泡石粉和60％的腐殖酸土的混合物，于90-120℃灭菌，粒度为100目。所述的芽孢杆菌也可只用蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌、短小芽孢杆菌其中的一种或两种组合使用，解磷菌也可只选用解磷巨芽孢杆菌和荧光假单孢杆菌中的一种，但芽孢杆菌、解磷菌与根际联合固氮菌发酵液之比为3∶2∶4。
本发明的高效生物复合肥的试验施用实例例一冬小麦，试验单位中国农科院作物栽培研究所；供试品种CA8686，试验设置4个处理，4个重复。处理A，拌种(用量500g/亩)；处理B，拌种结合拔节期、孕穗期喷施2％本肥液；处理C，拌种结合拔节期、灌浆期喷施2％本肥液；处理D，对照，喷清水。结果如表1。
表1冬小麦施高效生物复合肥增产效果
方差分析处理间Fα＝154.22＞F0.01＝5.41，达极显著水平。
例二水稻，试验单位湖北通山县土肥站；供试品种“威优64”，试验设置3个处理，3个重复。处理A，对照；处理B，对照十分蘖期喷施3次，300g/亩；处理C，对照十分蘖期喷草炭3次，300g/亩。结果如表2。
表2水稻施高效生物复合肥增产效果
方差分析处理间Fα＝8.5＞F0.05＝6.90，达显著性水平。
例三大白菜，试验单位北京昌平农科所；供试品种“京新一号”，试验设置3个处理，3个重复。处理A，每亩用本复合肥500g，喷施3次；处理B，每亩用丰产素12毫升叶施3次；处理C，对照(ck)，喷清水。结果如表3。
表3大白菜施高效生物复合肥增产效果
方差分析处理间Fα＝39.45＞F0.01＝9.78，达极显著水平。
权利要求
1.一种高效生物复合肥，其特征在于所述的高效生物复合肥至少包括1)微生物发酵液的混合液，其中至少包括芽孢杆菌和解磷菌、根际联合固氮菌分别发酵的发酵液，可选用的芽孢杆菌包括蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌和短小芽孢杆菌；解磷菌包括解磷巨芽孢杆菌和荧光假单孢杆菌；根际联合固氮菌包括肺炎克雷伯氏杆菌和阴沟肠杆菌，在上述芽孢杆菌和解磷菌、根际联合固氮菌中，也可各只选用其中的一种、两种或多种组合使用，芽孢杆菌发酵液与解磷菌、根际联合固氮菌发酵液的体积比依次为(2-3)∶(1-2)∶(3-5)；2)植物微量元素，至少包括 硼、锌、铜、钛、锰、钼、碘、氯、钾、硅、铁、镁的化合物，可选用四硼酸钠1-5％，硫酸锌1-4％，硫酸铜0.01-0.06％，二氧化钛0.1-0.5％，碘化钾0.05-0.5％，氯化钾1-5％，硅酸钠0.4-0.8％，硫酸镁0.005-0.02％，硫酸亚铁0.02-0.08％，钼酸钠0.01-0.05％，其中百分数皆为重量百分数；3)吸附剂，可选用的至少包括腐殖酸土，草炭土，海泡石粉，蛭石粉或褐煤粉，可只选用其中一种、两种或者多种混合使用，所述各种物质的粒度为80-150目，使用前在90-120℃灭菌；上述1)-3)中的物质在所述高效生物复合肥中的重量百分比依次为混合发酵液∶植物微量元素∶吸附剂＝(26-38)％∶(4-10)％∶(60-70)％。
2.按照权利要求1所述的高效生物复合肥，其特征在于，所述的高效生物复合肥中的吸附剂为经90-120℃烘干灭菌的腐殖酸土粉或腐殖酸土粉与海泡石的混合物，二者的百分比为6∶4，其粒度为80-150目。
3.一种高效生物复合肥的制备方法，其特征在于所述的高效生物复合肥的制备方法至少包括一、微生物发酵培养(一)三角瓶培养按常规方法配制所用各种芽孢杆菌和解磷菌的营养肉汁培养基和按下述配方(I)配制固氮菌培养基各2.5-4升，调PH6.8-7.2，分装于500毫升的三角瓶中，每个三角瓶装120-150毫升，0.1MPa灭菌30分钟。配方(I)至少包括甘露醇5g，谷氨酸钠0.4g，葡萄糖酸钠5g，磷酸二氢钾0.8g，氯化钠0.2g，硫酸镁0.2g，1％钼酸钠1毫升，1％硼酸1毫升，1％硫酸锰1毫升，1％硫酸亚铁1毫升，蒸馏水1000毫升，调PH6.8-7.2。将芽孢杆菌，其中可选用的包括蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌和短小芽孢杆菌；解磷菌包括解磷巨芽孢杆菌和荧光假单孢杆菌，接种在上述装有营养肉汁培养基的三角瓶中，上述的芽孢杆菌和解磷菌中可各只选用其中一种，也可以选其中的两种或多种组合使用；可选用的根际联合固氮菌为肺炎克雷伯氏杆菌和阴沟肠杆菌，也可以只选用其中的一种或两种使用，将其接种在装有固氮菌培养基的三角瓶中；在摇床上保持温度28-32℃，振荡培养2-4天。(二)种子罐发酵培养(1).配制发酵培养基按以下配方(甲)，在A、B、C、D、E种子发酵罐中配制等量的培养基。于F、G种子发酵罐中，按配方(乙)配制等量的培养基。配方(甲)至少包括大豆粉或大豆饼粉0.7-4％，玉米粉0.5-2.5％，饲料酵母粉0.25-2.0％或酵母浸汁0.025-0.2％，磷酸氢二钾0.01-0.04％，氯化钠0.25-0.6％，硫酸锰0.001-0.006％，其他为水，调PH6.8-7.2，0.1MPa灭菌30分钟，用于芽孢杆菌和解磷菌的发酵；配方(乙)至少包括蔗糖0.5-2.0％，饲料酵母粉0.5-2.0％或酵母浸汁0.05-0.2％，葡萄糖酸钠0.25-1.5％，磷酸二氢钾0.05-0.15％，氯化钠0.02-0.08％，硫酸镁0.02-0.08％，碳酸钙0.2-0.4％，钼酸钠0.001-0.005％，硼酸0.001-0.004％，硫酸锰0.001-0.003％，硫酸亚铁0.001-0.003％，其他为水，调PH6.8-7.2，0.1MPa灭菌30分钟；(2).种子罐发酵当上述种子罐中的培养基温度下降至28-32℃时，分别将三角瓶中的蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌和短小芽孢杆菌接种在A、B、C种子瓶中，将三角瓶中的解磷巨芽孢杆菌和荧光假单孢杆菌接种在D、E种子发酵罐中，将三角瓶中的肺炎克雷伯氏杆菌和阴沟肠杆菌接种在F、G种子罐中，接种量为(0.5-1.5)×108个/毫升发酵液，控制PH6.4-7.2，温度28-32℃，通气量1∶0.25-1.0，待A、B、C、D、E发酵罐中菌数为(4-10)×109个/毫升，F、G发酵罐中菌数为(4-8)×109个/毫升时，停止发酵。(三)生产罐发酵除生产罐的容积和发酵培养基配制量比种子罐扩大10倍外，所选用的发酵培养基配方、控制的PH值和灭菌条件完全和种子罐发酵一致，待各生产罐中的发酵液温度下降至28-32℃时，一一对应将种子罐中的发酵液转移至生产罐中，扩大发酵液培养，控制PH6.4-7.2，温度28-32℃，通气量1∶0.25-1.0，待A、B、C、D、E生产罐中的菌数为(6-12)×109个/毫升，F、G生产罐中的菌数为(4-10)×109/毫升时，停止发酵。二、混合制成产品(1).从A、B、C、D、E、F、G生产罐中，依次按体积比A∶B∶C∶D∶E∶F∶G＝1∶1∶1∶1∶1∶2∶2放出发酵液于配料槽中混合成混合发酵液；(2).按重量比将1的混合发酵液与植物微量元素和吸附剂依次按(26-38)％∶(4-10)％∶(60-70)％的比例混合，植物微量元素至少包括硼、锌、铜、钛、锰、钼、碘、氯、钾、硅、铁和镁的化合物，可选用四硼酸钠1-5％，硫酸锌1-4％，硫酸铜0.01-0.06％，二氧化钛0.1-0.5％，碘化钾0.05-0.5％，氯化钾1-5％，硅酸钠0.4-0.8％，硫酸镁0.005-0.02％，硫酸亚铁0.02-0.08％，钼酸钠0.01-0.05％，其中百分数皆为重量百分数；吸附剂，可选用的至少包括腐殖酸土，草炭土，海泡石粉，蛭石粉或褐煤粉，可只选用其中一种、两种或者多种混合使用，所述各种物质的粒度为80-150目，使用前在90-120℃灭菌；(3).包装将上述各种物质混合后，分装于密封袋中，也可以是将植物微量元素与吸附了混合菌液的吸附剂按比例分开包装使用，本发明的高效生物复合肥中，总有效活菌数为(8-25)×108个/克。
4.按照权利要求3所述的高效生物复合肥的制备方法，其特征在于，所述的方法中使用的芽孢杆菌为蜡状芽孢杆菌、短芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，解磷菌为解磷巨芽孢杆菌和荧光假单孢杆菌；这两类菌在发酵中的培养基为含有大豆粉2.5％，玉米粉0.75％，饲料酵母粉0.75％，磷酸氢二钾0.2％，氯化钠0.5％，硫酸锰0.02％，PH6.4-7.2的水溶液；根际联合固氮菌培养基为蔗糖1.0％，大豆粉1.5％，饲料酵母粉0.75，葡萄糖酸钠0.5％，谷氨酸钠0.1％，磷酸二氢钾0.08％，氯化钠0.025％，硫酸镁0.05％，钼酸钠0.001％，硼酸0.001％，硫酸锰0.001％，硫酸亚铁0.002％，PH6.4-7.2的水溶液；发酵终止后，将7种发酵液按体积比1∶1∶1∶1∶1∶2∶2混合，再将混合的发酵液按如下重量比混合即发酵混合液植物微量元素∶吸附剂＝(26-38)∶(4-10)∶(60-70)；其中的植物微量元素至少包括四硼酸钠2.7-3.5％，硫酸锌1.5-3.7％，硫酸铜0.01-0.05％，二氧化钛0.15-0.5％，碘化钾0.1-0.5％，硫酸亚铁0.03-0.05％，氯化钾1.5-5％，硅酸钠0.4-0.7％，硫酸镁0.005-0.015％，钼酸钠0.01-0.04％，其中的吸附剂为60％腐殖酸土与40％海泡石均匀混合物，经90-120℃灭菌的粉末，粒度为80-150目。
全文摘要
本发明涉及一种高效生物复合肥及其制备方法。该复合肥是将多功能的数种芽孢杆菌和解磷菌、根际联合固氮菌分别发酵的发酵液混合液，与多种植物微量元素和吸附剂混合制得。此生物复合肥具有有效活菌数高，能为作物提供多种营养物质，增强其抗逆力，促进其健壮生长和叶绿素形成，并可使之早熟5-7天。施用本肥料对粮食作物、经济作物和蔬菜、瓜果，都有显著而稳定的增产效果，增产幅度为12.16-32.56％，施用成本低，无环境污染。
文档编号C05F11/00GK1150133SQ9610985
公开日1997年5月21日 申请日期1996年9月20日 优先权日1996年9月20日
发明者李星洪, 彭立娥, 孙建永, 李薇 申请人:北京大学