专利名称：一种农用生物肥料及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物肥料及其制法，特别涉及一种利用活性电场(Daily Vital-electricity Technology简称DVT)新方法来培养多种微生物，从而提高其固氮、解磷、解钾等遗传特性达到高固氮、解磷、解钾水平，来供给作物氮、磷、钾等营养成分。
现代人类食物的来源依赖于作为第一产业的农业生产，而由于人口的爆炸性增长，仅靠土地基础肥力提供的养分根本不可能生产出足够的粮食。因此，在农业生产中我们必须施用大量的肥料，以达到提高产量之目的。目前，在农业生产上，除自然界所能提供的有机肥料外，主要依靠化学肥料。
化学肥料从1915年诞生到现在已有八十多年的历史。在过去八十多年的时间里，化肥为提高粮食、棉花、油料作物以及各种瓜果蔬菜的产量起到了十分重要的作用，为人类提供了大量的食物。但过多施用化学肥料给生态环境带来的污染，对人类身体的影响也越来越被世界各国人民所共识。化肥利用率低，损失严重，不仅造成投入产出比的不经济性，更重要是化肥的“渗漏”与“泾流”严重污染水源，造成江河湖泊“水华现象”和“海洋赤潮”。由于化学肥料造成水源的富营养化，对水中生物的生存构成极大的威胁。另外，进入地表水和地下水中的硝态氮会诱发机体癌变影响人体健康，土壤中反硝化微生物对化肥的反硝化作用造成大量氮氧化合物等气体进入大气层，造成温室效应。
化肥生产又是一种高耗能的产业，需要大量优质天然气或煤作原料，并且还要耗损大量电能。随着世界能源的紧缺，价格逐年上涨，使化肥生产成本大幅度提高。世界许多国家政府部门为了控制化学肥料的价格，不惜采取大量的政府财政补贴，但依然控制不住这种上涨的趋势。仅以尿素为例，七十年代每吨仅50美元，到了八十年代就变成了每吨150美元，现在又增长到每吨200美元左右。化肥价格几乎增长了三倍。因此，化肥的投入在粮食生产上的成本比例越来越大。
当今世界的科学家们有一个共同的认识，二十一世纪困扰人类最大问题不是战争，更不是原子弹的爆炸，而是冷战时期世界人口将增长到百亿，这百亿人的吃饭问题将是如何解决。根据目前的农业粮食的种植模式，要提高粮食产量必须施用更多的化学肥来获取。随着化肥施用量的增加，环境污染也将日趋加重。环境的日趋恶化直接或间接地残害人类健康机体。因此，要解除这种困扰唯一的办法是研究出一种继能大幅度提高粮食产量，又无毒、无害、无污染、成本低廉的生物肥料，才能从根本上解除化肥污染的困扰。
鉴于以上原因，世界发达国家从一八八八年就开始了固氮微生物肥料的研究，每年都在投入大量的人力、物力。我国从一九五三年也开始正式研究微生物肥料。一百多年过去了，科学家们研究出了许多种微生物菌剂，如应用到大豆、花生等方面的共生根瘤菌剂，联合固氮菌剂，以及多种功能的菌剂。这些菌剂虽能有一定的作用，但仅能作为化学肥料的辅助性肥料，无法大量降低化肥的用量，因此，化肥的危害依然无法解除。近年来，有些单位采用化肥+有机肥+微生物的方法搞出了一些粉状、颗粒状的肥料，虽能有一定的增产作用，但仍无法解除化肥的危害。
当今世界对工农业生产的要求是既要促进经济大发展，又要保障人类健康的文明时代。在农业上要达到这种要求，采用化学肥料是无法实现的。因此，亟待有一种无毒无害的生物肥料满足世界市场的需要。剖析世界各国的研究进展十分缓慢，一种能够从根本上解除化肥污染，获取优质农产品的生物肥料依然遥遥无期。
本发明的目的在于克服以上所述研究上的技术关键，创造一种新的研究方法，提供一种能够从根本上解除化肥污染及多种危害的微生物肥料及其制法。用这种方法生产出的微生物肥料，具有肥效显著、无毒无害、保护生态环境，提高作物品质的特点，从而促进了人体健康。
本发明的目的是通过以下三个方面的步骤来实现的一、实现本发明目的第一步骤，是要通过活性电场(DVT)改变目的微生物的代谢特性，从而获取固氮、解磷、解钾效率高的微生物。目前为止，国内外专家已分离出了数百种固氮微生物和多种解磷、解钾微生物。并使用这些微生物制成多种农用菌剂。从自然界获得的这些微生物没经过代谢特性改造，直接用在农用菌剂生产中，由于自然微生物的遗传特性所决定，因此固氮、解磷、解钾能力有限，用它们制造出的菌剂制品也就无法满足作物对氮、磷、钾的需要。这也是微生物肥料虽然研究了一百年之久仍然无法取得较理想效果的重要原因之一。
本发明鉴于上述原因，采用活性电场(DVT)方法对现已发现且在国内外应用报导过的多种固氮、解磷、解钾微生物在活性电场(DVT)下进行固氮、解磷、钾等多种代谢特性进行改造。通过代谢特性改造的微生物具有大量固定氮、解磷和解钾满足了作物对氮、磷、钾营养的需要。本发明中采用的活性电场(DVT)方法是这样实现的1．根据实际需要和不同微生物的代谢特性，可在国家或国际上菌种保存供给机构分别，选择一种或多种优良固氮、解磷和解钾微生物。
2．将1．中选择出的微生物置于5～45℃条件中，用以下成分组成的培养基培养2～60小时。
葡萄糖 10～30克K2HPO40.2～5.0克KH2PO40.2～5.0克MgSO4·7H2O0.1～5.0克CaCO30.1～6.0克NaCl0.1～2.0克蒸馏水 1000毫升3．将2．中的含微生物的培养液置于电场强度为0.1uV～3000V的可变条件下培养1.0～72小时。
4．从3．中取出培养后的微生物，测量其活性表达应比没经过3．培养过的微生物活性表达，增加30～1000％。
5．将4．中测量优良种微生物，用同样3．中条件进行扩大培养后即可用于农用生物肥料的制造。
二、实现本发明目的第二步骤，是用活性(DVT)对第一步获得的微生物进行环境适应性培养通过第一步培养获取了代谢特性改变的固氮、解磷、解钾微生物，其固氮、解磷、解钾能力有了大幅度提高。若将这些微生物直接就用到农用生物肥料中还会受到很多环境因子的影响。众所周知，土壤是活性体，里边生存着成百上万种微生物及其它生物体。另外，土壤温度、水分、营养条件无时不在变化着。因此，在纯培养条件下培养出的微生物很难适应土壤复杂的条件，这也是世界各国微生物肥料研究中遇到的重要难题之一。本发明为了解决这一难题，是采用以下方法实现的1．将第一步取得的大量优质固氮、解磷和解钾微生物，分别置于没经灭菌的含杂菌繁多的土壤浸出液中，并充分快速搅拌均匀。
2．将1．中含菌液，置于与第一步相同的电场中，培养1～72小时。
3．将2．中培养后菌液取出少许，检测其含所需要固氮、解磷、解钾，活微生物数量应是没培养前的102～108倍。
4．将3．中测量合格要求的菌液，用草炭土、粉煤灰、煤矸石粉、土壤等能吸附的物质进行吸附保存。
本发明经过第二步方法培养的微生物，对环境有十分良好的适应性。
三、实现本发明目的的第三步，是创造多种微生物互养体系当今国内外研究生物肥料的专家大都采用化学试剂配制成营养基来供给微生物生长需要，我们称之为供给式营养方式。由于这种供给式营养方式，随着微生物数量的增加和时间的延续，会使有限的营养逐渐降低，这就造成了微生物增长对营养的消耗量与营养供应量正好相反的矛盾。本发明为解决这一矛盾，采用了多种微生物互养营养方法，建立了一个活性营养系统。在这一营养系统中，采用固氮微生物、解磷微生物、解钾微生物和碳链分解微生物互相协作的方式来完成的。在互养培养条件下，固氮微生物固定空气中的氮(N2)形成氨(NH3)，除供给自身及植物吸收外，还可供给解磷、解钾、碳链分解微生物作为氮素营养源；同样，解磷微生物分解出的水溶性磷，除供自身及植物需要外，还可作为固氮、解钾和碳链分解微生物的磷素营养源；解钾微生物分解出的有效钾，除作为自身及植物营养外，还可供给解磷、固氮、碳链分解微生物作为钾素营养源；碳链分解微生物分解出的简单糖分类碳水化合物，除自身营养外，还要供给固氮、解磷、解钾微生物碳素营养。本发明的这一活性营养系统见《说明书附图
》。
本发明所涉及的一种农用微生物肥料的制法是这样来实现的用在活性电场(DVT)条件下培育出的固氮、解磷、解钾微生物按照每克10～1020菌数，配入到以煤矸石、淀粉类、工业糟碴、粉煤灰、风化煤、废煤、褐煤、煤泥、污水处理沉淀泥以及各种含有机物大于2％的有机肥类或有机物等物质中。经加工制成粉状、粒状、条状、片状、块状物，用于农业生产的一种肥料。具体步骤如下1．取一种或几种较优质的固氮微生物(如黄褐固氮菌及《中国菌种目录》1991年版的其它多种固氮菌)、解磷微生物(如巨大芽孢杆菌及《中国菌种目录》1991年版的其它多种解磷菌)和解钾微生物(如胶质芽孢杆菌及《中国菌种目录》1991年版中的其它解钾菌)。分别在活性电场(DVT)条件下进行条件培养。培养条件为5～45℃，最佳条件为10～40℃，培养时间4～72小时。
2．将1．中培养后的固氮、解磷、解钾微生物，再按大于菌数为每克1～1020的比例配制到培养物，培养物可采用各种含淀粉≥2％的物质，或含糖分≥2％的多种物质，或复合。在5～40℃条件下扩大培养4～98小时，然后采用真空干燥、干热法干燥或其他干燥方法干燥后，保存在阴凉处。
3．将2．物质按照每克含菌10～1020的比例与煤矸石粉或风化煤粉、煤灰、工业糟碴以及有机物≥2％的有机肥料、有机物质、米糠、农作物残体、麦麸、油料作物饼碴等混合，制成粉状、粒状、条状、块状、片状物，直接应用或干燥后制成农用生物肥料。
实施例1从中国菌种中心选取一种固氮微生物如埃氏芽孢杆菌(Bac.oligonitriphilus)，在20～28℃阿须贝(Ashby)固体培养基中培养，待菌落生长出后，选取1～2枚菌落放入下列成分组成的培养基中，20～32℃培养。
培养基成分葡萄糖 20克K2HPO41.2克KH2PO40.8克MgSO4·7H2O 0.5克CaCO32.5克NaCl 0.2克蒸馏水 1000毫升将以上液体培养基中接入1～2个菌落，然后放在活性电场(DVT)条件下培养0.5～2.0小时，然后取出菌种用乙炔还原法测量其固氮酶活性应达到100～150mg/g。将以上培养后的菌种按照每克含102～108个/g配入风化煤粉中制成粉状或制成粒径为0.5～8毫米的粒状肥料，然后在物料温度≤80℃条件下烘干，即制成本发明所称之的农用生物肥料之一。
实施例2将实施例1中活性电场(DVT)条件下培养的菌种按照每克含102～108个/g配入粉碎成细度为≥60目的煤矸石粉中，制成粉状或挤压成直径为0.5～8毫米的柱状肥料，然后在≤60℃条件下烘干至水分≤16％制成本发明所涉及的农用生物肥料。
实施例3从中国菌种中心选取星孢芽胞杆菌(Bac.asterosporns)作为本明中的固氮微生物，选取蜡质芽孢杆菌(Bac.cerens)作为本发明中的解磷菌，选取胶质芽孢杆菌(Bac.gelatinosus)作为本发明中的解钾微生物，选取纤维芽孢杆菌(Bac.cellulosae hydrogenicus)作为本发明中的碳链分解菌。
将星孢芽胞杆菌接入阿须贝(Ashby)培养基中，然后将含菌培养基混合物置于活性电场(DVT)为3000～8000mv的条件下培养2～10小时。将蜡质芽孢杆菌接入以下成分组成的培养基中培养基成分磷矿粉(细度≥200目)20克(Na)2SO41.2克NH4Cl 0.8克CaCl20.1克
K2HPO40.5克MgSO4·7H2O 1.2克蒸馏水 1000毫升用上述培养基在活性电场(DVT)为2000～6000mv条件下培养2～10小时。
将胶质芽孢杆菌接入以下培养基中培养基成分蔗糖 5.0克Na2HPO42.0克铝硅酸钾 1.5克FeCl3(1％)液 数滴MgSO4·7H2O 0.5克蒸馏水 1000毫升将以上培养物置于活性电场(DVT)为1000～4000mv条件下培养2～20小时。
将纤维芽孢物杆菌接入以下成分组成的培养基中培养基成分纤维素粉0.5克K2HPO41克MgSO4·7H2O0.3克NaCl0.1克FeCl3-5H2O0.05克CaCl20.1克NaNO32.5克蒸馏水 1000毫升将以上微生物置于活性电场(DVT)为1500～5500mv条件下培养1～12小时。
将以上培养过的4种微生物按照固氮、解磷、解钾和碳链分解菌之比为1∶1∶1∶1的比例配入到4种含量都为102～1020个/g的煤矸石粉中，或风化煤粉、磷矿粉及多种含有机物的粉状物料中，制成粉状、块状、条件、粒状等肥料，然后在物料温度≤80℃条件下烘干，制成本发明所称之的农用生物肥料之一。
权利要求
1．一种活性电场(DVT)条件下培育出固氮、解磷、解钾和碳链分解微生物，按照每克含这4种微生物均为102～1020个/g的比例，将这4种微生物配入原料为煤矸石粉、磷矿粉、风化煤、粉煤灰、各种淤泥、各种含有机物≥2％的物质中，制成粉状、粒状、条状、块状及片状的农用生物肥料。
2．如权利要求1所述的活性电场(DVT)方法，其特征在于用这种电场能改变固氮微生物的固氮特性，在这种活性电场下培育出的固氮微生物能提高其固氮酶活性。
3．如权利要求1所述的活性电场(DVT)其特征在于将解磷微生物置于其活性电场中培养，能改变解磷代谢特性，提高其解磷能力。
4．如权利要求1所述的活性电场(DVT)其特征在于将解钾微生物置于其活性电场中培养，能改变解钾代谢特性，提高其解钾能力。
5．如权利要求1所述的活性电场(DVT)其特征在于将纤维素分解微生物置于其活性电场中培养，能改变碳链分解能力，提高其解碳链能力。
6．如权利要求1所述的农用生物肥料，其特征在于将活性电场条件下培养出的固氮微生物，按照102～1020个/克的比例，配入到煤矸石、风化煤、煤灰、各种淤积泥及各种含有机质≥2％的物质中，制成粉状、粒状、条状、块状及片状的含固氮微生物的制品。
7．如权利要求1所述的农用生物肥料，其特征在于将活性电场条件下培养出的解磷微生物，按照102～1020个/克的比例，配入到煤矸石、风化煤、煤灰、各种淤积泥及各种含有机质≥2％的物质中，制成含解磷微生物制品。
8．如权利要求1所述的农用生物肥料，其特征在于将活性电场条件下培养出的解钾微生物，按照102～1020/克的比例，配入到煤矸石、风化煤、粉灰、各种淤积泥及各种含有机质≥2％的物质中，制成含解钾微生物的制品。
9．如权利要求1所述的农用生物肥料，其特征在于将活性电场条件下培养出的碳链分解微生物，按照102～1020/克的比例，配入到煤矸石、风化煤、粉灰、各种淤积泥及各种含有机质≥2％的物质中，制成含碳链分解微生物的制品。
10．如权利要求1所述的农用生物肥料，其特征在于将活性电场条件下培养出的固氮微生物、解磷微生物、解钾微生物、碳链分解微生物4种微生物或其中的任意一种、两种或三种配入到各种面粉、淀粉、糠麸、饼碴、糟碴等物质中，制成含上述一种或多种微生物的制品。
11．如权利要求1所述的农用生物肥料，其特征在于用上述活性电场方法培育出的各种微生物，并用这些微生物制成的液状、固体状、粉状生物制品。
12．如权利要求1所述的活性电场，其特征在于用活性电场培育各种微生物并使其改变其代谢功能的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用活性电场(DVT)培养微生物使其改变代谢功能的新方法及其农用生物肥料的制法。它是通过不同微生物对不同活性电场的适应条件创造出的一种活性电场(DVT)培养微生物的方法。同时涉及到将在活性电场条件下培育出的固氮微生物、解磷微生物、解钾微生物和碳链分解微生物按照10
文档编号C05F11/08GK1215040SQ9711899
公开日1999年4月28日 申请日期1997年10月17日 优先权日1997年10月17日
发明者张百健 申请人:张百健