一种微生物肥料及其生产方法
技术领域
本发明属于农业微生物肥料技术领域，具体涉及一种微生物肥料及其生产方法。
背景技术
由于大量化肥的施用，土壤板结，水质下降，农产品严重污染，整个农田生态环境和人们的生存环境受到影响，如何维持我国农业的可持续发展已经引起各级政府的高度重视。随着农业的不断发展，传统的化肥产业深陷困局，新型肥料却有了很好的发展空间，究其原因是由于新型肥料中的“新”，新的科学技术、新的施肥理念和新的产品优势。作为生产绿色食品生产资料的新型肥料微生物肥料，已成为农业部重点推广产品。但由于微生物肥料的技术含量高，生产难度大，在我国市场上高质量的产品还很少。
微生物肥料是根据根际土壤微生态学和植物营生理学原理，以多功能微生物活性菌(固氮菌、解磷菌、钾细菌)为核心，以优质肥料型有机质为载体，再配以少量的无机养分及微量元素加工而成的具有无污染、无公害，适于生产绿色食品的新型肥料。这种新型肥料既能向农作物供肥，又可向作物根际土壤引植有益微生物优势群体，达到肥田壮苗、促生防病及优质高产的目的。然而，传统生产颗粒状的微生物肥料在造粒生产设备中添加菌粉，有前端添加和后端添加两种，但由于微生物肥料造粒过程中需经过高温烘干过程，前端添加方式菌粉损失较大；故普遍使用后端添加菌粉方式生产微生物肥料，而后端添加方式由于菌粉在肥料颗粒表面粘附能力差、粘附后再次脱落导致微生物肥料菌粉添加均匀性差；货架期内菌种可利用养分不足、肥料盐分等影响造成菌种失活及死亡。实际车间普通后端添加菌粉方式生产颗粒微生物肥料菌种存活仅为20～30％左右，故实际须按约3～5倍添加量添加目的菌种才能保证货架期内菌种合格，但添加量大导致菌粉添加量大，菌剂成本增加较多，脱落明显。
因此，有必要开发一种菌种存活率高、成本低的微生物肥料的生产方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种微生物肥料的生产方法，该生产方法能解决微生物肥料菌种存活率低和生产成本高的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种微生物肥料的生产方法，包括如下步骤：将有机肥料进行腐熟发酵后，经过造粒和烘干，得到有机肥颗粒；将黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水混合均匀，制得菌粉混合液；将所述有机肥颗粒加入物料连续均匀流动的搅拌机中，再以喷雾状加入所述菌粉混合液，风干或晾干后，即得微生物肥料成品。
本发明的技术方案还提供了一种采用上述生产方法制得的微生物肥料。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本发明提供的微生物肥料的生产方法，将腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水混合制成菌粉混合液后，喷洒在有机肥颗粒表面，与传统的制备方法相比，菌种在有机肥颗粒中分布得更加均匀；且菌粉混合液中的黄腐酸钾具有较强的粘性，可以大大加强菌种在有机肥颗粒表面的黏附能力，增加菌粉添加的均匀性，减少菌粉的脱落，且黄腐酸钾能加强菌粉混合液的流动性，提高复合菌粉的添加量，此外，黄腐酸钾中除了高含量的黄腐酸外，还富含几乎全部的氨基酸、多种酶类、糖类(低聚糖、果糖等)、蛋白质、核酸、胡敏酸和VC、VE以及大量的B族维生素等营养成份，菌粉混合液中添加的水溶性氨基酸及蔗糖，可以为微生物菌种提供生长存活所必需的的营养物质，大大提高所添加菌种的存活率，降低菌种在货架期内的衰减，进而减少菌剂添加成本，节约资源，降低企业生产成本。
附图说明
图1为本发明制备微生物肥料的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明制备微生物肥料的工艺流程图，如图1所示，本发明的实施例提供了一种微生物肥料的生产方法，包括如下步骤：
将有机肥料进行腐熟发酵后，经过造粒和烘干，得到有机肥颗粒；
将黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水混合均匀，制得菌粉混合液；
将有机肥颗粒加入物料连续均匀流动的搅拌机中，再以喷雾状加入菌粉混合液，风干或晾干后，即得微生物肥料成品。
在本发明实施例中，有机肥料为牛粪、羊粪、秸秆和谷壳混合所得。采用不同动物源和植物源的混合原料发酵生产出的有机肥料，有机质种类更加丰富，同时也富含不同种类的氨基酸及中微量元素，在后期添加菌种后，能减少菌种的衰减速度，进一步增加菌种的存活率。
在本发明的一些优选实施方式中，有机肥料为牛粪、羊粪、秸秆和谷壳按照质量比为3～5：2～4：1～3：1混合所得。通过优化有机肥料中各原料的比例，以调节有机肥料中的水分含量到合适范围，并保证其碳氮比更合适，有利于后续发酵，提高有机肥料的腐熟程度，并保证有机肥料的养分更均衡。
更优选地，有机肥料为牛粪、羊粪、秸秆和谷壳按照质量比为4：3：2：1混合所得。
在本发明的实施例中，有机肥料具体采用如下方法腐熟发酵：将有机肥料混合均匀后，将有机肥料的水分调至50～60％，碳氮比为25～30：1，向有机肥料中添加腐熟菌剂，再将有机肥料进行槽式堆肥发酵20～30天，发酵完成后陈化25～35天，得腐熟发酵后的有机肥料。
需要说明的是，本发明的实施例中腐熟菌剂购于中向生物，菌含量为200亿/g，但本领域的技术人员也可以根据实际需要选择合适的腐熟菌剂，本发明中对腐熟菌剂的具体种类不作进一步的限定。
在本发明的实施例中，以种子的发芽率和有机质的含量判断有机肥料是否腐熟发酵合格，当腐熟发酵后的有机肥料种子发芽指数≥85％，有机质含量≥45％，则有机肥料腐熟发酵合格，反之，则不合格，不合格的有机肥料返料后进一步发酵直至合格。本发明的实施例中采用腐熟发酵合格的有机肥料，以减少作物发生病虫害的机率。
在本发明的一些优选实施方式中，每吨有机肥料中加入腐熟菌剂0.1～0.2kg；以提高有机肥料的腐熟发酵速度，并减少腐熟菌剂的浪费。
在本发明的一些优选实施方式中，造粒温度为60～70℃，烘干温度为120～140℃，烘干至含水率10～15％。
在本发明的实施例中，制备有机肥颗粒时，还包括冷却和筛分，将烘干后的产品冷却至常温后，过1～4.75mm筛网筛分，得到有机肥颗粒。
在本发明的一些优选实施方式中，黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水的质量比3～5：0.4～0.6：0.4～0.6：1～2.5：4～6；通过优化菌粉混合液中各原料的比例，一方面保证菌粉混合液中活菌的含量更多，提高菌种的存活率，降低菌种在货架期内的衰减，另一方面保证菌粉能更好的黏附在有机肥颗粒表面，减少菌粉的脱落。
在本发明的一些优选实施方式中，复合菌粉为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌，复合菌粉的菌含量为2100～2300亿/g。
更优选地，复合菌粉中枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的质量比为10：1：1：1：0.5。通过优化复合菌粉中各种菌的比例，以促进作物生长，并减少病虫害的侵蚀。
在本发明的实施例中，连续均匀流动的搅拌机为滚筒混合机，能使菌粉混合液更均匀的喷洒在有机肥颗粒上。
在本发明的一些优选实施方式中，每吨有机肥颗粒中加入8.8～14.7kg菌粉混合液。通过优化有机肥颗粒和菌粉混合液的比例，以保证微生物有机肥中活菌的数量更多，并减少菌粉的脱落，以及微生物有机肥中水分含量过高造成土壤板结。
本发明的实施例还提供了采用该制备方法制得的微生物肥料，该微生物肥料的有机质含量≥45％，菌含量为2.2～5.5亿/g。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。本发明中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。其中，枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌均为市场购买得到。
实施例1：
本发明的实施例1提供了一种微生物肥料的生产方法，包括如下步骤：
(1)将牛粪、羊粪、秸秆和谷壳按照质量比为4：3：2：1混合均匀，得到有机肥料，将有机肥料的水分调至55％，碳氮比调至28：1，再按照每吨有机肥料中添加腐熟菌剂0.15kg，搅拌混合均匀后，再将有机肥料进行槽式堆肥发酵25天(其中60～80℃高温发酵时间至少持续7天)，发酵完成后，陈化30天，得腐熟发酵后的有机肥料，测定种子发芽率，以种子发芽指数≥85％，有机质≥45％，作为判定有机肥料腐熟程度合格的标准，合格产品用于生产有机肥颗粒的原料，不合格产品返料后进一步发酵；将腐熟发酵合格的有机肥料搅拌混合均匀后加入造粒滚筒内，用水蒸气进行升温，使有机肥料的温度达到65℃后，进行造粒，造粒完成后将颗粒用皮带传送到烘干设备中在130℃下进行烘干，烘干至含水率10～15％，冷却至常温后，再用孔径为1～4.75mm筛桶筛分，得到有机肥颗粒；
(2)将枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌按照质量比为10：1：1：1：0.5混合均匀，得到复合菌粉；再将黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水按照质量比为3：0.4：0.4：1：4搅拌混合均匀，得到菌粉混合液；
(3)将有机肥颗粒加入滚筒混合机中，以105.6m3/h流量的增压泵向有机肥颗粒表面喷洒菌粉混合液，每吨有机肥颗粒中加入8.8kg菌粉混合液，菌粉混合液与有机肥颗粒混合均匀后，风干或晾干后，得到微生物肥料成品。
采用本实施例中的方法制得的微生物肥料，按重量百分比计，其有机质含量≥45％，黄腐酸钾含量0.3％，蔗糖含量0.04％，水溶性氨基酸含量0.04％，菌含量为2.2亿/g。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种微生物肥料的生产方法，包括如下步骤：
(1)将牛粪、羊粪、秸秆和谷壳按照质量比为4：3：2：1混合均匀，得到有机肥料，将有机肥料的水分调至50％，碳氮比调至25：1，再按照每吨有机肥料中添加腐熟菌剂0.1kg，搅拌混合均匀后，再将有机肥料进行槽式堆肥发酵20天(其中60～80℃高温发酵时间至少持续7天)，发酵完成后，陈化30天，得腐熟发酵后的有机肥料，测定种子发芽率，以种子发芽指数≥85％，有机质≥45％，作为判定有机肥料腐熟程度合格的标准，合格产品用于生产有机肥颗粒的原料，不合格产品返料后进一步发酵；将腐熟发酵合格的有机肥料搅拌混合均匀后加入造粒滚筒内，用水蒸气进行升温，使有机肥料的温度达到60℃后，进行造粒，造粒完成后将颗粒用皮带传送到烘干设备中在120℃下进行烘干，烘干至含水率10～15％，冷却至常温后，再用孔径为1～4.75mm筛桶筛分，得到有机肥颗粒；
(2)将枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌按照质量比为10：1：1：1：0.5混合均匀，得到复合菌粉；再将黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水按照质量比为4：0.5：0.5：2：5搅拌混合均匀，得到菌粉混合液；
(3)将有机肥颗粒加入滚筒混合机中，以144m3/h流量的增压泵向有机肥颗粒表面喷洒菌粉混合液，每吨有机肥颗粒中加入12kg菌粉混合液，菌粉混合液与有机肥颗粒混合均匀后，风干或晾干后，得到微生物肥料成品。
采用本实施例中的方法制得的微生物肥料，按重量百分比计，其有机质含量≥45％，黄腐酸钾含量0.4％，蔗糖含量0.05％，水溶性氨基酸含量0.05％，菌含量为4.4亿/g。
实施例3：
本发明的实施例3提供了一种微生物肥料的生产方法，包括如下步骤：
(1)将牛粪、羊粪、秸秆和谷壳按照质量比为4：3：2：1混合均匀，得到有机肥料，将有机肥料的水分调至60％，碳氮比调至30：1，再按照每吨有机肥料中添加腐熟菌剂0.2kg，搅拌混合均匀后，再将有机肥料进行槽式堆肥发酵30天(其中60～80℃高温发酵时间至少持续7天)，发酵完成后，陈化30天，得腐熟发酵后的有机肥料，测定种子发芽率，以种子发芽指数≥85％，有机质≥45％，作为判定有机肥料腐熟程度合格的标准，合格产品用于生产有机肥颗粒的原料，不合格产品返料后进一步发酵；将腐熟发酵合格的有机肥料搅拌混合均匀后加入造粒滚筒内，用水蒸气进行升温，使有机肥料的温度达到70℃后，进行造粒，造粒完成后将颗粒用皮带传送到烘干设备中在140℃下进行烘干，烘干至含水率10～15％，冷却至常温后，再用孔径为1～4.75mm筛桶筛分，得到有机肥颗粒；
(2)将枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌按照质量比为10：1：1：1：0.5混合均匀，得到复合菌粉；再将黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、复合菌粉和水按照质量比为5：0.6：0.6：2.5：6搅拌混合均匀，得到菌粉混合液；
(3)将有机肥颗粒加入滚筒混合机中，以176.4m3/h流量的增压泵向有机肥颗粒表面喷洒菌粉混合液，每吨有机肥颗粒中加入14.7kg菌粉混合液，菌粉混合液与有机肥颗粒混合均匀后，风干或晾干后，得到微生物肥料成品。
采用本实施例中的方法制得的微生物肥料，按重量百分比计，其有机质含量≥45％，黄腐酸钾含量0.5％，蔗糖含量0.06％，水溶性氨基酸含量0.06％，菌含量为5.5亿/g。
对比例1：
本发明的对比例1提供了一种微生物肥料的生产方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别在于，无需制备步骤(2)的菌粉混合液，直接将有机肥颗粒与实施例1中等量的菌粉混合均匀，得到微生物肥料。
对比例2：
本发明的对比例2提供了一种微生物肥料的生产方法，其制备方法与实施例2基本相同，区别在于，无需制备步骤(2)的菌粉混合液，直接将有机肥颗粒与实施例2中等量的菌粉混合均匀，得到微生物肥料。
对比例3：
本发明的对比例3提供了一种微生物肥料的生产方法，其制备方法与实施例3基本相同，区别在于，无需制备步骤(2)的菌粉混合液，直接将有机肥颗粒与实施例3中等量的菌粉混合均匀，得到微生物肥料。
测试实施例1～3以及对比例1～3中的微生物肥料的菌种添加均匀性以及存活率，具体方法和试验结果如下：
1、均匀性试验：
(1)试验方法：在实施例1～3以及对比例1～3中制得的微生物肥料中，分别取三个不同时间段的样品，每个样品称取1g于装有100mL无菌水的锥形瓶中，在震荡器上以200r/min的速度充分震荡30min，制成基础菌悬液；取基础菌悬液5mL加入到装45mL无菌水的锥形瓶中，得到稀释度1：1×101的菌悬液，依次按1：10进行系列稀释，得到1：1×101、1：1×102、1：1×103、1：1×104、1：1×105稀释度的菌悬液；准确吸取0.1mL稀释度为1：1×104和1：1×105菌悬液涂布平板，每一稀释度重复三次，37℃培养至平板上长出明显目的菌落后进行计数。
(2)试验结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，实施例1最大差值和标准差分别较对比例1小0.11和0.07；实施例2最大差值和标准差分别较对比例2小0.17和0.09；实施3最大差值和标准差分别较对比例3小0.20和0.09；由此可知，将黄腐酸钾、水溶性氨基酸、蔗糖、菌粉和水制备成菌粉混合液，并将其喷洒在有机肥颗粒表面，与直接将菌粉与有机肥颗粒混合得到的微生物有机肥相比，菌粉的均匀性有明显的改善。
2、存活率试验：
(1)试验方法：在实施例1～3以及对比例1～3中制得的微生物肥料中，每隔一段时间取样，称取10g样品于装有100mL无菌水的锥形瓶中，在震荡器上以200r/min的速度充分震荡30min，制成基础菌悬液；取基础菌悬液5mL加入到装45mL无菌水的锥形瓶中，得到稀释度1：1×101的菌悬液，依次按1：10进行系列稀释，得到1：1×101、1：1×102、1：1×103、1：1×104稀释度的菌悬液；准确吸取0.1mL稀释度为1：1×103和1：1×104菌悬液涂布平板，每一稀释度重复三次，37℃培养至平板上长出明显目的菌落后进行计数。
(2)试验结果如表2所示。
表2
注：表2中的当天指的是制备当天，一个月、三个月和六个月指的是制备后一个月、三个月和六个月。
由表2可以看出，实施例1与对比例1相比，在不同时间段有效菌存活率均提高较多，当天有效活菌存活提高36.8％，六个月货架期有效活菌存活提高了39.6％；实施例2与对比文件2相比，在不同时间段有效菌存活率均提高较多，当天有效活菌存活提高29.1％，六个月货架期有效活菌存活提高了31.1％；实施例3与对比例3相比，在不同时间段有效菌存活率均提高较多，当天有效活菌存活提高29.0％，六个月货架期有效活菌存活提高了30.7％；由此可知，采用本发明的制备方法制备微生物肥料，能大大提高所添加菌种的存活率，降低菌种在货架期内的衰减。
综上可知，本发明所提供的微生物肥料的制备方法，可以加强菌种在颗粒有机肥表面的粘附能力，同时菌粉混合液中不同组分能够提供微生物所需营养物质，便于提高生物有机肥菌种添加的均匀性及货架期内存活率，减少菌剂添加成本，节约资源，适用于实际生产，降低企业生产成本。
所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
