本发明涉及肥料领域，尤其涉及一种具有防病促生长功能的硝酸钾肥及其制备方法。
背景技术：
化学肥料的应用提高了农作物的产量和生产效率。近几十年来，化肥的广泛应用导致土壤理化性质劣变和环境污染问题日益引起人们的关注。虽然化肥是我国农业取得成就的主要贡献者，它对于提高单位面积的粮食产量发挥着巨大作用，但我国农业长期不合理施用化肥带来的问题日益突出，包括土壤养分失衡、板结、酸化、盐渍化、环境污染等。肥料施用量高，养分利用率偏低，对农产品质量与环境有负面影响已是一个普遍的共识。为保证农业生产健康持续的发展，研发环保高效的新型肥料成为我们肥料生产企业的关注点和着力点。现有肥料开始转向有机肥，大多以有机肥主要来源于植物和(或)动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。经生物物质、动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括：多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。但是有机肥中钾的等植物必须元素含量底，使用效果不佳。申请号：201410208930.6，名为复合硝酸钾肥制备及使用方法的发明专利，本发明涉及硝酸钾肥制备及使用方法，公开了一种复合硝酸钾肥制备及使用方法。复合硝酸钾肥制备方法，包括硝酸钾85％～95％；硼砂5％～15％；氯化胆碱1％～2％；茶皂素0.9％～1.5％，将上述原料按照比例充分混合。复合硝酸钾肥使用方法为：将制备的复合硝酸钾肥兑水混合后将获得叶面肥，并均匀喷施于植物叶面和果实。本发明通过喷施本发明提供的复合硝酸钾肥，在植物生殖生长期进行喷施，具有防止作物早衰，防病虫，提高光合作用，加速光合产物运输，有利于籽粒充实和果实膨大，果实转色和糖分积累，提早成熟，改善品质的作用。但是，其通过喷施，肥效利用的效率不高。技术实现要素：本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种具有防病促生长功能的硝酸钾肥及其制备方法。创造性地将活性微生物与硝酸钾相结合，在进行作物施肥的同时，利用有益微生物对土壤进行活化改良，达到改善土壤理化性状，减少肥料需求量，提高肥料利用率，节约施肥成本，促进作物生长，降低作物病虫害的目的，即能保证肥料的速效性，又能对土壤环境进行改良修复，是进行农业生产中土壤改良与土壤修复的新选择。为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。一种具有防病促生长功能的硝酸钾肥及其制备方法，它包括硝酸钾肥和包裹在硝酸钾肥表面的功能菌粉，所述功能菌粉添加的比例为总量的重量分数为0.2％～0.5％；所述功能菌为一株解淀粉芽孢杆菌，其保藏登记号为cgmccno.15851。一种具有防病促生长功能的硝酸钾肥的制备方法，它包括以下步骤：步骤一，将功能菌菌株进行好氧发酵得到发酵液，将发酵液进行喷雾干燥，得到功能菌菌粉，所述功能菌菌粉有效活菌数大于3.0×1010cfu/g；步骤二，将步骤一的功能菌菌粉与颗粒状的硝酸钾肥混合，使功能菌菌粉包裹在硝酸钾颗粒表面，即得成品；步骤三，将步骤二的成品包装后，即得到具有防病促生长功能的硝酸钾肥产品。进一步的，所述功能菌菌株进行好氧发酵的培养基配方按重量份数如下：黄豆粉10～16份、蔗糖7～13份、蛋白胨1～5份、玉米粉2～8份、碳酸钙3～9份、鱼粉3～7份、氯化钙0.2～0.8份、磷酸二氢钾0.2～0.7份、磷酸氢二钾0.2～0.8份、硫酸锰0.1～0.5份、氢氧化钠0.1～0.5份、氯化钠2～7份、消泡剂1～2份；所述功能菌菌株进行好氧发酵的接种量(重量百分比)为0.5％～1.5％；所述功能菌菌株进行好氧发酵的温度为35℃～39℃；培养时间为1～3天。进一步的，所述喷雾干燥包括以下步骤：步骤一，混合辅料的调配，按质量比为10:1.5:0.4:3分别称取需要量的麦芽糊精、β-环状糊精、食用明胶和可溶性淀粉，先将食用明胶用60℃～80℃的水溶解，再将麦芽糊精和可溶性淀粉溶于其中，最后将β-环状糊精溶入，配制完成辅料混合液备用。步骤三，料液调制，将功能菌发酵液及步骤一的辅料混合液按等体积比例混合，添加磷酸氢二钠和碳酸氢钠将溶液将ph值调节到7.0，并用均质机均质，最后将料液调到含水量为75％，以备投入喷粉。步骤四，步骤三料液为原料在40℃，40khz超声波作用下，将料液在经过160～200目筛网过滤后，在0.3～0.5mpa的压力下通过10000～100000分子量的超滤膜进行超滤，使用耐压力≥30kgf/cm的芳香族聚酰胺的卷式复合膜做反渗透膜，浓缩压为10～25kgf/cm、温度为16℃～23℃，在进风温度200℃～300℃，出口温度60℃～150℃的条件下，以7～20mpa的压力将反渗透所得的液体从直径0.5～1.5mm的喷孔喷出，即得菌粉。本发明创造性地将活性微生物与硝酸钾相结合，在进行作物施肥的同时，利用有益微生物对土壤进行活化改良，达到改善土壤理化性状，减少肥料需求量，提高肥料利用率，节约施肥成本，促进作物生长，降低作物病虫害的目的，即能保证肥料的速效性，又能对土壤环境进行改良修复，是进行农业生产中土壤改良与土壤修复的新选择。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。本发明的目的是提供一种具有防病促生长功能的硝酸钾及其制备方法。本发明的技术方案为：功能菌种制备：将功能菌种wswfj-11进行好氧发酵，将发酵液进行喷雾干燥，得到wswfj-11菌粉，有效活菌数控制在3.0×1010cfu/g以上。功能菌种的添加：将wswfj-11菌粉与颗粒状的硝酸钾相混合，使wswfj-11菌粉包裹在硝酸钾颗粒表面，复合包膜制成了一种新型专用肥料，菌粉的添加比例为总物料重量份数的0.2％～0.5％。产品包装后，即得到具有防病促生长功能的硝酸钾成品。所述的功能菌种wswfj-11是由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司筛选得到，为一株解淀粉芽孢杆菌，其保藏登记号为cgmccno.15851。wswfj-11培养基配方按重量份数如下：黄豆粉10～16份、蔗糖7～13份、蛋白胨1～5份、玉米粉2～8份、碳酸钙3～9份、鱼粉3～7份、氯化钙0.2～0.8份、磷酸二氢钾0.2～0.7份、磷酸氢二钾0.2～0.8份、硫酸锰0.1～0.5份、氢氧化钠0.1～0.5份、氯化钠2～7份、消泡剂1～2份，接种量为0.5％～1.5％，35～39℃好氧条件下培养1～3天。消泡剂为市售产品，例如烟台恒鑫化工的thix-298型产品。喷雾干燥工艺：(1)混合辅料调配根据预经验结果，质量比按10:1.5:0.4:3，分别称取试验设计需要量的麦芽糊精、β-环状糊精、食用明胶和可溶性淀粉，依次先将食用明胶用热水(60℃～80℃)溶解至透明，然后将麦芽糊精和可溶性淀粉溶于其中，最后将β-环状糊精溶入，配制完成辅料混合液备用。食用明胶是胶原的水解产物，是一种无脂肪的高蛋白，且不含胆固醇，是一种天然营养型的食品增稠剂。食用后既不会使人发胖，也不会导致体力下降。明胶亦是一种强有力的保护胶体，乳化力强，进入胃后能抑制牛奶、豆浆等蛋白质因胃酸作用而引起的凝聚作用，从而有利于食物消化。可溶性淀粉是经过轻度酸或碱处理的淀粉，其淀粉溶液热时有良好的流动性，冷凝时能形成坚柔的凝胶，α一淀粉就是由物理处理方法生成的可溶性淀粉。生产可溶性淀粉的方法一般是在25～35摄氏的温度下，用盐酸或硫酸作用于40％玉米淀粉浆，处理的时间可由黏度的降低来决定，约为6～24h,用纯碱或者稀氢氧化钠中和水解混合物，再经过滤和干燥即得到可溶性淀粉。可溶性淀粉可用于制造胶姆糖和糖果。溶解度：可溶性淀粉不溶于冷水，溶解于沸水。水溶性淀粉为白色或黄白色粉末，在冷水中即可全溶。常温下100ml水中边加边搅，至少可溶解60g该品。但其粘度较可溶性淀粉大。(2)试验料液调制将发酵液及辅料混合液按比例混合，添加磷酸氢二钠和碳酸氢钠将溶液ph值调节到7.0左右，并用均质机均质。所有试验料液组均调到含水量为75％，以备投入喷粉试验。(3)喷雾干燥工艺以试验料液为原料在40℃，超声波作用下(40khz)，将发酵液过滤(160～200目筛网)后，在0.3～0.5mpa的压力下通过10000～100000分子量的超滤膜进行超滤，使用耐压力≥30kgf/cm的芳香族聚酰胺的卷式复合膜做反渗透膜，浓缩压为10～25kgf/cm、温度为16℃～23℃，在进风温度200℃～300℃，出口温度60℃～150℃的条件下，以7～20mpa的压力将反渗透所得的液体从直径0.5～1.5mm的喷孔喷出，即得菌粉。工艺流程：发酵液与试验料液→混合→调节ph→均质→喷雾干燥→菌粉本发明与现有技术比较具有以下优点：与常规硝酸钾相比，加入具有抗病促生长，广谱抑菌等功能的芽孢杆菌wswfj-11，微生物的动态分解有利于土壤改良及作物生长，可以有效减少化学肥料的施用量并促进作物增产增收。由于wswfj-11易在逆境中形成芽孢，因此耐酸性、耐盐性好，在高盐度的化学肥料中可以维持活性，有效活菌数维持在2×108cfu/g以上。通过功能菌种的添加，在施肥的过程中，功能菌种能够定植在根际周围的土壤，并维持在107cfu/g的活性，可以有效活化土壤中的养分，促进作物早生快发，增强作物生长势，提高作物抗性，在改良土壤的同时改善作物品质与口感，具有良好的抗病促生长特性，可以起到减肥增效的使用效果。下面结合具体实施例来说明。实施例1：微生物硝酸钾对苗期玉米生长的影响1材料与方法1.1材料供试种子：罗单6号，由云南大天种业有限公司生产。wswfj-11菌株：由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司自行筛选，菌粉有效活菌量≥3.0×1010cfu.g-1。基础肥料：kno3(n≥13.5％、k2o≥44.5％)1.2功能微生物菌粉与硝酸钾的复配利用wswfj-11菌粉与硝酸钾复配造粒，将功能菌粉在以扑粉的形式包裹在硝酸钾表面，并包膜，菌粉分别以占肥料总质量的0.4％、0.3％、0.2％、0.1％用量加入基础肥料中，分别设置为配方1、2、3、4，以下统称微生物硝酸钾，基础肥料作为对照(ck)，详见表1。表1供试肥料处理设置处理配方ckkno31kno3+0.4％wswfj-11菌粉2kno3+0.3％wswfj-11菌粉3kno3+0.2％wswfj-11菌粉4kno3+0.1％wswfj-11菌粉1.3微生物硝酸钾对苗期玉米生长的影响利用上述不同配方硝酸钾进行盆栽玉米的种植，将盆栽土与不同配方肥料混匀分装于营养盆(直径13cm×高12cm)，每盆播种玉米种子4粒，各处理设置3个不同用量即2g、1.6g、1.2g，重复4次，按常规水分管理，待玉米幼苗出土3周后，每个处理选取玉米苗12株，调查玉米型高、根长、地上部、地下部鲜重等形态指标。并应用excel2007完成数据统计及制表、spss20进行方差分析和duncan多重比较，其中置信度为95％，筛选出各肥料最适配方。2结果与分析2.1微生物硝酸钾对苗期玉米生长的影响硝酸钾与菌粉复配造粒后，施用量为2g、1.6g和1.2g时，各微生物肥料处理玉米型高均优于对照处理(表2)，表现为配方1>配方2>配方3>配方4>ck，而对照的根长则优于各配方肥料处理，整体表现为ck>配方1>配方2>配方3>配方4。总体来讲，在合理施肥的前提下，该类微生物硝酸钾肥料与ck比较，配方1、2对苗期玉米地上部分的促生长优势显著，每盆施用1.6g和1.2g的玉米型高均高于基础肥料的2g处理，即减肥增效作用明显。随着功能微生物添加量的减少，苗期玉米的型高和根长呈递减的趋势，说明功能微生物的代谢活动促进了玉米地上部的生长。ck处理的根长优于各配方处理，可能是因为微生物代谢活动产生的生长调节物质所致。与仅用基础肥的ck相比，肥料用量2.0g时，配方1、2、3、4型高分别增加5.76％、3.49％、2.42％、1.82％，根长分别减少6.09％、6.20％、8.09％、10.71％；1.6g时，型高分别增加17.48％、13.81％、6.59％、5.86％，根长分别减少15.34％、20.25％、24.90％、23.54％；1.2g时，型高分别增加11.15％、7.61％、1.22％、0.29％，根长分别减少16.81％、22.49％、25.03％、23.40％。表2微生物硝酸钾对苗期玉米型高和根长的影响注：同列数字后的不同的小写字母表明差异显著(p<0.05)，下同。各配方肥料处理地上部鲜重和地下部鲜重均大于对照处理(表3)。对照处理的根细长瘦弱，配方肥料处理的根较对照短但粗壮，说明wswfj-11促进了玉米根系对养分的需求。随着wswfj-11菌粉含量的减少，苗期玉米的地上部鲜重和地下部鲜重也呈递减的趋势。同一配方间，料用量1.6g时，玉米地上部分长势优于2.0g和1.2g，且配方1显著高于对照处理，这可能与微生物的代谢活动、肥料用量正好与玉米的养分需求规律耦合有关。与ck比较，肥料用量2.0g时，配方1、2、3、4处理玉米地上部鲜重分别增加50.93％、21.43％、20.81％、8.07％，地下部鲜重分别增加67.66％、42.51％、24.55％、22.75％；1.6g时，配方1、2、3、4地上部鲜重分别增加38.61％、36.11％、31.94％、18.06％，地下部鲜重分别增加33.49％、6.05％、9.00％、5.58％；1.2g时，地上部鲜重与标肥对照无显著差异，地下部鲜重仅配方1显著地高于对照外，其他3个配方与对照无显著差异。表3微生物硝酸钾肥对苗期玉米地上部鲜重和地下部鲜重的影响2.微生物硝酸钾有效活菌数检测试验2.1不同含水量条件下有效活菌数检测试验将实例1中最适配方密封分装于灭菌组培瓶中保存于阴凉干燥处作为对照(ck)，同时设置湿度为10％、20％、30％、40％(完全潮解)条件下的处理，定期检测wswfj-11有效活菌量，并记录统计。2.2不同土壤含水量条件下有效活菌数检测试验将最适配方肥料与事先测定了含水率的灭菌(排除其他微生物的干扰)红壤按肥土比1:100混匀后装入灭菌组培瓶中并加入无菌水，使土壤湿度分别为10％、20％、30％、40％、50％、60％，并设置未加无菌水的处理作为对照(ck)，密封贮存于灭菌组培瓶中，定期检测功能微生物在红壤中的定殖状况，记录统计有效活菌量。2.3肥料贮存过程中功能菌数量检测方法利用平板稀释涂布计数法测定功能菌数量，称取肥料5g(扣除含水量)溶于45ml无菌水中，振荡30min保证样品充分溶解后进行梯度稀释，稀释液涂布于lb培养基平板上，37℃恒温培养36h左右记录功能菌数量。微生物复混肥中，功能菌的存活能力对肥料的质量及肥效起着决定性的作用。选取微生物硝酸钾菌粉添加量2％的肥料进行有效活菌检测，其有效活菌理论值分别为6×108cfu/g。经室温贮存6个月后，kno3中的wswfj-11均能较好地存活(表4)。当含水量大于20％时，功能菌有效活菌数随贮存时间的延长呈先增后降的趋势。贮存2、4、6个月后，kno3中有效活菌存活率分别达82.17％、57.5％、36.67％以上。不同含水量贮存结果表明：具有芽孢的wswfj-11菌粉加入基础肥料后，菌株成活率仍较高，均可以维持在1.0×108cfu/g以上，可完全满足肥料的技术指标和使用需求。表4不同含水量对微生物硝酸钾中有效活菌量的影响微生物硝酸钾按肥土比1：100混匀后，含kno3土壤中有效活菌数理论基数为6.0×106cfu/g，将其置于不同土壤湿度条件下的有效活菌数检测的结果(表5)表明：含kno3土壤常规处理、10％土壤湿度下贮存6个月后较土壤中有效活菌理论基数，有效活菌数分别下降76.83％和54.17％，而20％、30％、40％、50％、60％土壤湿度中有效活菌数分别增加8.33％、22.17％、31.33％、6.17％、15.33％。以上结果表明：该肥料施入土壤后，在一定湿度条件下，功能微生物能成功定殖于土壤中并繁殖，可能与土壤为灭菌土，绝大部分土著微生物经灭菌后死亡，功能微生物成为优势菌群有关。表5不同土壤湿度对微生物硝酸钾中有效活菌量的影响本研究采用wswfj-11菌株做成的微生物硝酸钾肥料，在含水量10％至40％的范围内，有效活菌数在贮存半年的过程中呈先增加后下降的趋势，6个月后，含水量10％的硝酸钾内有效活菌数还能达2.20×108cfu/g以上，存活率达36.67％以上，总体质量满足现行国家复合微生物肥料标准。将微生物复混肥与灭菌土混匀后在不同湿度的土壤中，有效活菌数先增加后降低，6个月后，不同湿度条件下，有效活菌数仍大于有效活菌基数，并且发现2个月后，有效活菌数由106cfu/g增加到了107cfu/g，说明wswfj-11具备在土壤中定殖及繁殖的能力。总体来讲，本研究利用解淀粉芽孢杆菌菌株wswfj-11制成菌粉与复合肥单独包裹造粒，能有效避免复混肥生产过程中高温对功能微生物的杀灭影响，同时，有效活菌数完全满足复混合微生物肥料国家标准要求(≥2×107cfu/g，贮存时间≥6个月)。wswfj-11能在无机氮磷钾总养分为58％的硝酸钾(13.5％-0-44.5％)肥料中稳定存活，说明该菌株具有较强的耐盐能力，其芽孢对逆境的适应能力很强，虽然有效活菌数会有不同程度地下降，可能是由于渗透压的变化对细菌的生存造成了一定影响，高浓度的养分对细菌的繁殖有一定地抑制作用，但并不影响其有效活菌的总数要求。本发明创造性地将活性微生物与硝酸钾相结合，在进行作物施肥的同时，利用有益微生物对土壤进行活化改良，达到改善土壤理化性状，减少肥料需求量，提高肥料利用率，节约施肥成本，促进作物生长，降低作物病虫害的目的，即能保证肥料的速效性，又能对土壤环境进行改良修复，是进行农业生产中土壤改良与土壤修复的新选择。显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12