一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料及其制备方法与流程

本发明属于农业应用微生物肥料领域，具体涉及一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料及其制备方法。
背景技术：
目前市场常见的传统复合混掺造粒的高浓度固体肥，仅能提供作物生长的氮磷钾钙镁硫等无机盐，营养结构单一，缺乏生长所必需的中微量元素和有益元素。此外，由于传统复合肥料的大量施用和错误的施肥方式，导致肥料挥发、淋溶、拮抗、吸附固定等问题频发，引起作物缺素黄化、早衰、植株抗病力减弱，土壤酸化、板结、有机质和微量元素匮乏、可耕作层变浅、根系生长受阻、肥料利用率低下、土壤病源菌增多、农田微生态失衡、严重时减产甚至绝收。水溶肥（watersolublefertilizer，简称wsf），起步于20世纪90年代末期，发展于21世纪初，是一种新兴的肥料，国内很多厂家都进行研发和生产。水溶肥是一种可以完全溶于水的多元复合肥料，一般含有n、p、k等作物生长所需的营养元素，还可添加腐植酸、植物生长调节剂等，它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相对较高，更为关键的是它可以应用于喷滴灌等设施农业。但是目前水溶肥从技术层面来说，存在溶解度不够、植物吸收利率低、稳定性差、营养成分含量不足的问题。技术实现要素：本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料及其制备方法，具有工艺简单、成本低，性质稳定、速溶速效、混配性强，有益菌种纯度大、活性强、存活期长的有益效果。本发明的目的是这样实现的：一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料，由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉10-100份、腐植酸盐200-900份、氮源以n计0-200份、磷源以p2o5计0-200份、钾源以k2o计10-300份、抗絮凝剂1-5份、防结块剂1-20份；其中复合微生物包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、解淀粉芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多黏类芽孢杆菌、淡紫拟青霉，腐植酸盐包括腐植酸钠、腐植酸钾、矿源黄腐酸钾和生化黄腐酸钾，氮源包括尿素、碳铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸钾、硝酸钙镁，磷源包括磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾，钾源包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、碳酸钾，抗絮凝剂包括羧甲基纤维素钠、黄原胶，防结块剂包括三聚磷酸钠、无水氯化钙、一水硫酸镁、碳酸钾。本发明优选地，所述复合微生物优选菌株为枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌。本发明优选地，所述腐植酸盐优选为80目粉剂矿源腐植酸钾，其中按照质量比含腐植酸55%、矿源黄腐酸8%、氧化钾10%、有机质65%。本发明优选地，所述氮源优选为80目粉剂尿素，其中氮含量为46%。本发明优选地，所述磷源优选为80目粉剂磷酸二铵，其中氮含量18%、五氧化二磷含量48%。本发明优选地，所述钾源优选为80目粉剂磷酸二氢钾，其中五氧化二磷含量51.5%、钾含量34%。本发明优选地，所述抗絮凝剂优选为黄原胶。本发明优选地，所述防结块剂优选为三聚磷酸钠、一水硫酸镁。本发明优选地，所述的一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉10-100份、矿源腐植酸钾200-900份、尿素0-100份、磷酸二铵0-100份、磷酸二氢钾0-200份、黄原胶1-5份、三聚磷酸钠5-10份、一水硫酸镁0-10份,其中复合微生物包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌。本发明还包括一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、制备复合微生物菌粉1）菌种复壮在室温环境下，将复合微生物的单个菌种斜面活化，进行菌种复壮；2）种子制备培养基分装：选用250ml的三角瓶装入发酵液80-100ml，每1l二级菌种发酵培养基中含有有效成分如下：土豆淀粉10g、葡萄糖5g、酵母浸出液0.1g、蛋白胨0.5g、牛肉膏浸出物5g、磷酸二氢钾0.5g、豆奶粉10g、氯化钠0.5g、硫酸镁0.2g，ph值为6.5-7.5；蒸汽灭菌：条件121℃，1.1kg/cm3，30min；冷却降温：冷却至30℃；菌种接入：按照3%-5%的接种量，将单个菌种分别接入培养基；恒温摇瓶发酵：30℃恒温摇瓶，180-200r/min，16h后结束，即得种子液；3）发酵液制备每1l发酵液中含有有效成分如下：玉米淀粉10g、豆粕粉10g、葡萄糖3g、酵母提取物0.1g、磷酸二氢钾0.5g、硫酸铵0.1g、硫酸镁0.1g、氯化钙0.01g、硫酸亚铁0.01g,ph值为6.5-7.5；4）入罐发酵①发酵罐清洗：发酵罐使用前后认真清洗可进行清洗的任何部位，特别是前后两次培养采用不同的菌株时，更应注意全方位清洗；②培养基入罐：配置好的液体培养基输入到发酵罐，占罐体体积的60%-70%；③通入蒸汽：直接打开空气管的蒸汽阀门将蒸汽导入发酵罐体夹层开始加热；④加热升温：待加热到70℃时，打开取样管和放料管的阀门通入蒸汽，进行罐体全面加热灭菌；⑤维持保温：待罐体温度达到120℃、罐内压强为0.1mpa后，开始排气，同时调节进汽和排汽量，进行高压蒸汽灭菌，121℃、1.1kg/cm3条件下维持30min；⑥冷却降温：依次关闭排汽阀、进汽阀，当罐压低于空气压力时开始启动无菌空气压缩机通入无菌空气，同时在罐体夹层通入冷却水进行降温，开启搅拌设备在低速下进行培养基的冷却；⑦接种发酵：将菌种的种子液接种到发酵罐，复合微生物菌种种子液的总量占发酵液的质量分数为2%-3%，发酵温度为30℃-38℃、搅拌转速400r/min、通风量1vvm、培养12-15h，然后升温至40℃-45℃继续培养8-10h，待80%以上菌体产生芽孢达到工艺要求指标后停止发酵；⑧取样检测：发酵结束后，取样口取出100ml发酵液，离心处理后，用无菌水对菌悬液进行梯度稀释，直至得到1:107、1:108、1:109的浓度，然后按种子培养中用到的培养基分别进行培养皿均匀涂布培养，37℃恒温培养18h，进行涂片染色,显微镜观察识别菌株类别及菌落数，保证微生物菌发酵出的有效活菌总数在2.0×1010cfu/g以上，杂菌数≤5%；⑨过滤：将微生物菌发酵液制备好后，开始启动板框压滤机，同时打开出料口阀门将混合发酵液通入板框压滤机，在板框压滤机内进行固液分离，进行至少两道过滤处理，处理好的微生物菌滤清液放置储桶中，准备进行后续烘干脱水处理；⑩干燥：将微生物菌滤清液通入喷雾干燥机进行喷雾干燥，以lpg-300型喷雾干燥机为例，设计进风温度为300℃，排湿温度为80℃-120℃，相应蒸发水分600-800kg/h，转速1.5×104r/min，喷雾盘168mm，功率5.5kw/h，干燥热风所需热源可选择燃气或电，在未通入菌液前，开启设备、辅热装置和除尘装置运行5-10min，待设备内温度100℃-120℃稳定后，开始将菌液匀速导入，干燥后即制得干燥菌粉；步骤二、将复合微生物菌粉和腐植酸盐分别加入到360°翻转旋转式电动搅拌罐中，以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤三、将氮源、磷源和钾源分别倒入步骤二中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤四、将抗絮凝剂和防结块剂分别倒入步骤三中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌15-20min，即可得到一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料。本发明所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料与现有技术和产品相比，具有工艺简单、性质稳定、速溶速效、混配性强、施用方便、微生物菌种纯度大、活性强、存活期长的优势。本发明可以避免很多传统肥料弊端，打破农田污染的恶性循环，补充土壤有机碳源，调理土壤酸化板结，改善土壤团粒结构，增强透水透气性和土壤肥力，同时补充完善有益菌群，去促进根系和植株生长发育，在根际周围其起到养护和防御作用，修复受损根系，抑制各种病原菌，防治根部和土传病害。本发明还可以实现固氮解磷解钾，释放络合土壤中微量元素和有益元素，吸附土壤重金属和分解农药残留，提高肥料高效利用，减少肥料农药投入，增强作物抗病抗逆能力和增产提质，全面适用于粮食、瓜果、蔬菜、水果和花卉以及药材等作物。附图说明图1大田番茄实验平均根系对比（单位：cm）。图2大田番茄实验平均茎粗对比（单位：cm）。图3大田番茄实验平均开花数量对比（单位：个）。图4大田番茄实验平均病害侵染对比（单位：%）。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例1一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉10份、矿源腐植酸钾900份、尿素100份、黄原胶1份、三聚磷酸钠5份、一水硫酸镁10份,其中复合微生物包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌。所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料包括如下步骤：步骤一、制备复合微生物菌粉1）菌种复壮在室温环境下，将复合微生物的单个菌种斜面活化，进行菌种复壮；2）种子制备培养基分装：选用250ml的三角瓶装入发酵液80-100ml，每1l二级菌种发酵培养基中含有有效成分如下：土豆淀粉10g、葡萄糖5g、酵母浸出液0.1g、蛋白胨0.5g、牛肉膏浸出物5g、磷酸二氢钾0.5g、豆奶粉10g、氯化钠0.5g、硫酸镁0.2g，ph值为6.5-7.5；蒸汽灭菌：条件121℃，1.1kg/cm3，30min；冷却降温：冷却至30℃；菌种接入：按照3%-5%的接种量，将三个菌种分别接入培养基；恒温摇瓶发酵：30℃恒温摇瓶，180-200r/min，16h后结束，即得种子液；3）发酵液制备每1l发酵液中含有有效成分如下：玉米淀粉10g、豆粕粉10g、葡萄糖3g、酵母提取物0.1g、磷酸二氢钾0.5g、硫酸铵0.1g、硫酸镁0.1g、氯化钙0.01g、硫酸亚铁0.01g,ph值为6.5-7.5；4）入罐发酵①发酵罐清洗：发酵罐使用前后认真清洗可进行清洗的任何部位，特别是前后两次培养采用不同的菌株时，更应注意全方位清洗；②培养基入罐：配置好的液体培养基输入到发酵罐，占罐体体积的60%-70%；③通入蒸汽：直接打开空气管的蒸汽阀门将蒸汽导入发酵罐体夹层开始加热；④加热升温：待加热到70℃时，打开取样管和放料管的阀门通入蒸汽，进行罐体全面加热灭菌；⑤维持保温：待罐体温度达到120℃、罐内压强为0.1mpa后，开始排气，同时调节进汽和排汽量，进行高压蒸汽灭菌，121℃、1.1kg/cm3条件下维持30min；⑥冷却降温：依次关闭排汽阀、进汽阀，当罐压低于空气压力时开始启动无菌空气压缩机通入无菌空气，同时在罐体夹层通入冷却水进行降温，开启搅拌设备在低速下进行培养基的冷却；⑦接种发酵：将枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌的种子液按照2:2:1的质量比接种到发酵罐，种子液的总量占发酵液的质量分数为2%-3%，发酵温度为30℃-38℃、搅拌转速400r/min、通风量1vvm、培养12-15h，然后升温至40℃-45℃继续培养8-10h，待80%以上菌体产生芽孢达到工艺要求指标后停止发酵；⑧取样检测：发酵结束后，取样口取出100ml发酵液，离心处理后，用无菌水对菌悬液进行梯度稀释，直至得到1:107、1:108、1:109的浓度，然后按种子培养中用到的培养基分别进行培养皿均匀涂布培养，37℃恒温培养18h，进行涂片染色,显微镜观察识别菌株类别及菌落数，保证微生物菌发酵出的有效活菌总数在2.0×1010cfu/g以上，杂菌数≤5%；⑨过滤：将微生物菌发酵液制备好后，开始启动板框压滤机，同时打开出料口阀门将混合发酵液通入板框压滤机，在板框压滤机内进行固液分离，进行至少两道过滤处理，处理好的微生物菌滤清液放置储桶中，准备进行后续烘干脱水处理；⑩干燥：将微生物菌滤清液通入喷雾干燥机进行喷雾干燥，以lpg-300型喷雾干燥机为例，设计进风温度为300℃，排湿温度为80℃-120℃，相应蒸发水分600-800kg/h，转速1.5×104r/min，喷雾盘168mm，功率5.5kw/h，干燥热风所需热源可选择燃气或电，在未通入菌液前，开启设备、辅热装置和除尘装置运行5-10min，待设备内温度100℃-120℃稳定后，开始将菌液匀速导入，干燥后即制得干燥菌粉；步骤二、将复合微生物菌粉和矿源黄腐酸钾分别加入到360°翻转旋转式电动搅拌罐中，以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤三、将尿素、磷酸二铵和磷酸二氢钾分别倒入步骤二中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤四、将磷酸二氢钾、三聚磷酸钠和一水硫酸镁分别倒入步骤三中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌15-20min，即可得到一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料。实施例2一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉100份、矿源腐植酸钾200份、磷酸二铵100份、磷酸二氢钾200份、黄原胶5份、三聚磷酸钠10份,其中复合微生物包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌，三者质量比为7：2：1。本实施例所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料的制备方法，同实施例1相比不同之处在于：步骤一、制备复合微生物菌粉4）入罐发酵阶段⑦接种发酵：将枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌的种子液按照7:2:1的质量比接种到发酵罐；其余同实施例1。实施例3一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉90份、矿源腐植酸钾680份、尿素40份、磷酸二铵40份、磷酸二氢钾140份、黄原胶3份、三聚磷酸钠8份、一水硫酸镁5份,其中复合微生物包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉和多黏类芽孢杆菌，三者质量分数比为5：2：1。本实施例所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料的制备方法，同实施例1相比不同之处在于：步骤一、制备复合微生物菌粉4）入罐发酵阶段⑦接种发酵：将枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、多黏类芽孢杆菌的种子液按照5:2:1的质量比接种到发酵罐；其余同实施例1。实施例4一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉90份、生化黄腐酸钾800份、硝酸钾70份、磷酸一铵50份、磷酸氢二钾150份、氯化钾30份、羧酸纤维素钠5份、无水氯化钙10份,其中复合微生物包括解淀粉芽孢杆菌、侧芽孢杆菌和淡紫拟青霉菌，三者质量比为3：3：2。本实施例所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料的制备方法，同实施例1相比不同之处在于：步骤一、制备复合微生物菌粉4）入罐发酵阶段⑦接种发酵：将解淀粉芽孢杆菌、侧芽孢杆菌和淡紫拟青霉菌的种子液按照3：3：2的质量比接种到发酵罐；步骤二、将复合微生物菌粉和生化黄腐酸钾分别加入到360°翻转旋转式电动搅拌罐中，以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤三、将硝酸钾、磷酸一铵、磷酸氢二钾、氯化钾分别倒入步骤二中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤四、将羧酸纤维素钠和无水氯化钙分别倒入步骤三中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌15-20min，即可得到一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料。其余同实施例1。实施例5一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉80份、腐植酸钠700份、硝酸钙镁30份、磷酸二铵80份、磷酸二氢钾120份、磷酸氢二钾50份，羧酸纤维素钠3份、无水氯化钙8份,其中复合微生物包括地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和哈茨木霉，三者质量比为3：2：2。本实施例所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料的制备方法，同实施例1相比不同之处在于：步骤一、制备复合微生物菌粉4）入罐发酵阶段⑦接种发酵：将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和哈茨木霉的种子液按照3：2：2的质量比接种到发酵罐；步骤二、将复合微生物菌粉和腐植酸钠分别加入到360°翻转旋转式电动搅拌罐中，以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤三、将硝酸钙镁、磷酸二铵、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾分别倒入步骤二中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤四、将羧酸纤维素钠和无水氯化钙分别倒入步骤三中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌15-20min，即可得到一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料。其余同实施例1。实施例6一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料由下述组分按质量比组成：复合微生物菌粉100份、腐植酸钾800份、氯化铵30份、碳铵30份、磷酸一铵140份、硫酸钾50份、碳酸钾50份、黄原胶3份、三聚磷酸钠8份,其中复合微生物包括枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、淡紫拟青霉菌，三者质量比为5：3：2。本实施例所述一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料的制备方法，同实施例1相比不同之处在于：步骤一、制备复合微生物菌粉4）入罐发酵阶段⑦接种发酵：将枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、淡紫拟青霉菌的种子液按照5：3：2的质量比接种到发酵罐；步骤二、将复合微生物菌粉和腐植酸钾分别加入到360°翻转旋转式电动搅拌罐中，以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤三、将磷酸一铵、硫酸钾、氯化铵、碳酸钾、碳铵分别倒入步骤二中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌3-5min；步骤四、将黄原胶、三聚磷酸钠分别倒入步骤三中的360°翻转旋转式电动搅拌罐中以180-200r/min的速度搅拌15-20min，即可得到一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥料。其余同实施例1。实施例1-6制得的含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥按照国家含腐植酸水溶肥料行业标准ny1106-2010测得的技术指标如下表：技术指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6外观：棕黑色粉末棕黑色粉末棕黑色粉末棕黑色粉末棕黑色粉末棕黑色粉末密度g/cm3：1.421.311.371.451.401.43ph（1：250稀释倍）：7.27.37.37.07.17.4腐植酸含量%：752355514857总氮含量%：3.03.52.63.13.46.3磷含量%：0.115.99.28.512.16.8钾含量%：1.019.110.58.413.37.3水不溶物含量%：5.15.04.75.55.84.9水分含量%：3.13.33.03.13.03.4实验例对上述实施例1-6制得的一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥在巩义市西村镇进行番茄田间效果实验，实验方法如下。1、选取地势平坦的1亩左右黄棕壤土农田，种植2800棵郑研越夏红品种番茄苗，交通便利水源充足，按常规种植管理方式将三个15复合肥50kg/亩进行打底起垄，然后进行幼苗移植，将地块等分成7个区域，分别做标识处理，其中a-g区每区400棵为实验处理区，h区400棵常规对照区。2、从幼苗移栽7天后开始冲淋水肥，其中a-g区为实验处理区，对应地设为实验例1-6，分别用实施例1-6制得的一种含复合微生物的功能型腐植酸水溶肥1kg兑水稀释600倍冲淋根部；其中h区为常规对照区，即为对照例，用国产某厂家含腐植酸水溶肥2kg兑水稀释600倍冲淋根部，实验间隔10天/次，为期60天，共冲淋5次；其中从第3次开始实验例1-6和对照例均施用各自肥料2kg/亩·次，注：实验处理区和常规对照区均采用统一正常病虫害防治和修枝定型。3、分别在第17天、第27天、第37天、第47天、第57天，在实验处理区和常规对照区采取井字型择取10株植株观察其根茎、叶、花生长情况和病害侵染情况，来确定植株生长状况和病害发生水平。实验结果如图1-4所示，为实验例1-6和对照例番茄苗田间效果实验结果。由图1-3可以看出，实验例1-6的番茄平均根系、平均茎粗和平均开花数量均明显比对照例的数据高，实验例1-6的组间相比，差别不大，实验例3的实验结果相对最优；由图4可以看出，实验例1-6的番茄平均病害侵染远低于对照例，并且实验例1-6的番茄在病害侵染在整个实验期间呈先增长后下降的趋势，说明本发明不仅对番茄病害侵染有预防作用还有一定的治疗作用。因此，本发明与国产某厂家含腐植酸水溶肥的比对结果表明，施用本发明在复合生物菌防治土传性病害和促进生根壮株、提高抗病抗逆能力、提高肥料利用率和增产提质方面具有突出的表现效果。具体实施方式是对本发明的进一步说明而非限制，对本领域普通技术人员来说在不脱离本发明实质内容的情况下做进一步变换，而所有这些变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页12