一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料及其制备方法
技术领域
本发明公开了一种大蒜专用肥料，具体来说是一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料及其制备方法。
背景技术
大蒜(Allium sativum L.)是百合科(Liliaceae)葱属(Allium)二年生草本植物，原产于亚洲西部高原，在中国已有2000多年的栽培历史。大蒜营养丰富，增进食欲，种植大蒜可单独收获青蒜或收获蒜薹与蒜头，是我国的主要蔬菜之一。大蒜种植经济效益高，为了实现高产，蒜农愿意加大投入力度，逐渐增加化肥用量。这种方法在几年内确实取得了一定的效果，但是随着种植年限的增加，单一靠增施复合肥不仅不能有效增加大蒜产量，反而导致产量不断下降，产生了大蒜重茬问题。大蒜重茬问题主要表现为年后大蒜返青旺长期，特别是第2次浇水后蒜苗开始出现黄化死苗现象；蒜薹采收之后，黄化速度加快，有些地块蒜苗甚至倒伏，大蒜头未充分膨大即早衰死亡，根系失去活力，造成严重减产。年后追肥的地块问题更加突出，久而久之蒜农不敢进行春季追肥，这与大蒜需肥规律严重不符，导致产量不高。这种现象严重阻碍了大蒜的正常生产，减少了蒜农的收益。因而如何有效解决大蒜重茬危害成为蒜农亟待解决的技术问题。克服大蒜重茬障碍，必须从改良土壤、平衡施肥、减轻大蒜分泌物的自毒影响等多方面入手，适宜的缓控释肥料可有效地控制大蒜因长期重茬种植造成的连作障碍问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，该肥料符合大蒜生长全程需肥规律，肥效持续长久、长期施用后可有效改善土壤理化性质、提高肥料利用率，显著改善大蒜的重茬问题，提高蒜农经济效益。
本发明还提供了一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料的制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，它是由以下重量份的原料制成：速效氮肥200-300份、控释氮肥100-150份、改性环氧树脂包膜氯化钾30-55份、硫酸钙10-20份、磷酸一铵100-200份、氯化钾40-65份、复合微生物菌剂3-8份、微量元素1-3份、动物蛋白发酵活性物质60-80份、生物刺激剂0.5-3份。
所述控释氮肥为环氧树脂包膜控释尿素；所述速效氮肥为尿素。
所述速效氮肥为尿素、氯化铵、硫酸铵中的一种。
所述改性环氧树脂包膜氯化钾是采用下述方法制备得到的：将玉米秸秆木质素于80℃下真空干燥48小时，然后与环氧树脂混合，玉米秸秆木质素占环氧树脂质量的5％，于100℃下加热处理1小时后得到改性环氧树脂备用；将改性环氧树脂与三乙烯四胺按照100:12的重量比混合，在80℃下快速搅拌15min得到包膜液，将氯化钾颗粒置于转鼓中，加热到50-70℃，然后将占氯化钾颗粒质量7.5％的包膜液均匀喷涂在转鼓中的氯化钾颗粒上，固化5分钟左右冷却至室温，得到改性环氧树脂包膜氯化钾。
所述复合微生物菌剂为纳豆芽孢杆菌和哈茨木霉菌按照1:3的重量比混合制成。
所述动物蛋白发酵活性物质是采用下述方法制备得到的：将100kg的鱼类加工下脚料置于发酵罐中，再加入占下脚料总重10％的麦麸，然后加适量水使含水量在20-30％，升温至35-38℃，密闭发酵15天后，干燥至含水量低于3％后粉碎成颗粒即得。
所述生物刺激剂为海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成。
所述微量元素为质量比为3-7:0.5-2:2的硼酸钠、钼酸铵、硫酸锌。
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆木质素于80℃下真空干燥48小时，然后与环氧树脂混合，玉米秸秆木质素占环氧树脂质量的5％，于100℃下加热处理1小时后得到改性环氧树脂备用；将改性环氧树脂与三乙烯四胺按照100:12的重量比混合，在80℃下快速搅拌15min得到包膜液，将氯化钾颗粒置于转鼓中，加热到50-70℃，然后将占氯化钾颗粒质量7.5％的包膜液均匀喷涂在转鼓中的氯化钾颗粒上，固化5分钟左右冷却至室温，得到改性环氧树脂包膜氯化钾，备用；
(2)将100kg的鱼类加工下脚料置于发酵罐中，再加入占下脚料总重10％的麦麸，然后加适量水使含水量在20-30％，升温至35-38℃，密闭发酵15天后，干燥至含水量低于3％后粉碎成颗粒即得动物蛋白发酵活性物质，备用；
(3)将海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成生物刺激剂，备用；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)所得产物与其他原料混合后，重新造粒即得。
大蒜是以收获地下茎为主要产品的作物，其根系为弦状须根，主要分布在5～25厘米的土层内，属于浅根系植物，根系不发达，吸肥能力弱，对水肥反应敏感，因此，大蒜的施肥量较一般作物多。大蒜生长萌芽期及幼苗初期所需要的肥料较少，从花芽分化结束，到蒜薹采收，营养生长与生殖生长并进，生长量最大，在蒜薹迅速伸长的同时，鳞茎也逐渐形成和膨大，此时是需肥水量最大和肥水管理的关键时期，根系生长和吸肥能力也达到高峰。蒜薹收获后为鳞茎膨大期，此时需要的养分主要来源于自身营养的再分配，需肥量变少。因而，大蒜需肥量是随着大蒜的生长在不断变化的。大蒜对各种营养元素的吸收量以氮最多，钾、钙、磷次之。把氮的吸收量作为1时，则各种元素的吸收比例为氮：磷：钾：钙＝1:0.25～0.35:0.85～0.95:0.5～0.75。本发明采用速效、长效氮肥和钾肥与速效磷肥的合理搭配，满足大蒜生长各时期的养分需求，减少了施肥量和施肥次数，提高了肥料利用率。同时本发明还含有复合微生物菌剂，为大蒜根系的生长提供了良好的微生物环境，减少了大蒜病虫害的发生，显著改善土壤理化性质。此外，本发明添加的动物蛋白发酵活性物质一方面作为有机肥养分为大蒜的生长提供了有机养分，另一方面为微生物提供养料，促进了利于大蒜根系生长的微生物的繁殖与生长，大蒜根系生长旺盛，减少了根系自毒物质的分泌，显著提高了大蒜产量和品质。
本发明的有益效果是：本发明采用速效、长效肥料合理配比，养分释放与大蒜整个生长周期需肥特点相符合，提高了肥料利用率，减少施肥次数，节约人力物力成本；本发明还添加了适量的复合微生物菌剂，为大蒜生长提供了良好的微生物环境，同时复合微生物菌剂与动物蛋白发酵活性物质相互作用，在为大蒜生长提供充足养分的同时，还促进了大量利于根系生长的微生物的繁殖与生长，减少了根系自毒物质的分泌，连续使用改善了土壤性质，减少了重茬造成的多种问题，提高了大蒜产量和品质。
附图说明
图1本发明肥料累积养分释放曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，它是由以下重量份的原料制成：速效氮肥200份、控释氮肥100份、改性环氧树脂包膜氯化钾30份、硫酸钙10份、磷酸一铵100份、氯化钾40份、复合微生物菌剂3份、微量元素1份、动物蛋白发酵活性物质60份、生物刺激剂0.5份。
所述控释氮肥为环氧树脂包膜控释尿素；所述速效氮肥为尿素。
所述速效氮肥为尿素、氯化铵、硫酸铵中的一种。
所述复合微生物菌剂为纳豆芽孢杆菌和哈茨木霉菌按照1:3的重量比混合制成。其中纳豆芽孢杆菌购自广州市微元生物科技有限公司，有效活菌数2×1010cfu/g；哈茨木霉菌购自成都特普科技发展有限公司，有效活菌数2×1010cfu/g。
所述生物刺激剂为海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成。
所述微量元素为质量比为3-7:0.5-2:2的硼酸钠、钼酸铵、硫酸锌组成。
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆木质素于80℃下真空干燥48小时，然后与环氧树脂混合，玉米秸秆木质素占环氧树脂质量的5％，于100℃下加热处理1小时后得到改性环氧树脂备用；将改性环氧树脂与三乙烯四胺按照100:12的重量比混合，在80℃下快速搅拌15min得到包膜液，将氯化钾颗粒置于转鼓中，加热到50-70℃，然后将占氯化钾颗粒质量7.5％的包膜液均匀喷涂在转鼓中的氯化钾颗粒上，固化5分钟左右冷却至室温，得到改性环氧树脂包膜氯化钾，备用；
(2)将100kg的鱼类加工下脚料置于发酵罐中，再加入占下脚料总重10％的麦麸，然后加适量水使含水量在20-30％，升温至35-38℃，密闭发酵15天后，干燥至含水量低于3％后粉碎成颗粒即得动物蛋白发酵活性物质，备用；
(3)将海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成生物刺激剂，备用；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)所得产物与其他原料混合后，重新造粒即得。
实施例2
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，它是由以下重量份的原料制成：速效氮肥300份、控释氮肥150份、改性环氧树脂包膜氯化钾55份、硫酸钙20份、磷酸一铵200份、氯化钾65份、复合微生物菌剂8份、微量元素3份、动物蛋白发酵活性物质80份、生物刺激剂3份。
所述控释氮肥为环氧树脂包膜控释尿素；所述速效氮肥为尿素。
所述速效氮肥为尿素、氯化铵、硫酸铵中的一种。
所述复合微生物菌剂为纳豆芽孢杆菌和哈茨木霉菌按照1:3的重量比混合制成。其中纳豆芽孢杆菌购自广州市微元生物科技有限公司，有效活菌数2×1010cfu/g；哈茨木霉菌购自成都特普科技发展有限公司，有效活菌数2×1010cfu/g。
所述生物刺激剂为海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成。
所述微量元素为质量比为3-7:0.5-2:2的硼酸钠、钼酸铵、硫酸锌组成。
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆木质素于80℃下真空干燥48小时，然后与环氧树脂混合，玉米秸秆木质素占环氧树脂质量的5％，于100℃下加热处理1小时后得到改性环氧树脂备用；将改性环氧树脂与三乙烯四胺按照100:12的重量比混合，在80℃下快速搅拌15min得到包膜液，将氯化钾颗粒置于转鼓中，加热到50-70℃，然后将占氯化钾颗粒质量7.5％的包膜液均匀喷涂在转鼓中的氯化钾颗粒上，固化5分钟左右冷却至室温，得到改性环氧树脂包膜氯化钾，备用；
(2)将100kg的鱼类加工下脚料置于发酵罐中，再加入占下脚料总重10％的麦麸，然后加适量水使含水量在20-30％，升温至35-38℃，密闭发酵15天后，干燥至含水量低于3％后粉碎成颗粒即得动物蛋白发酵活性物质，备用；
(3)将海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成生物刺激剂，备用；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)所得产物与其他原料混合后，重新造粒即得。
实施例3
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，它是由以下重量份的原料制成：速效氮肥260份、控释氮肥130份、改性环氧树脂包膜氯化钾40份、硫酸钙15份、磷酸一铵150份、氯化钾50份、复合微生物菌剂6份、微量元素2份、动物蛋白发酵活性物质70份、生物刺激剂1.5份。
所述控释氮肥为环氧树脂包膜控释尿素；所述速效氮肥为尿素。
所述速效氮肥为尿素、氯化铵、硫酸铵中的一种。
所述复合微生物菌剂为纳豆芽孢杆菌和哈茨木霉菌按照1:3的重量比混合制成。其中纳豆芽孢杆菌购自广州市微元生物科技有限公司，有效活菌数2×1010cfu/g；哈茨木霉菌购自成都特普科技发展有限公司，有效活菌数2×1010cfu/g。
所述生物刺激剂为海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成。
所述微量元素为质量比为3-7:0.5-2:2的硼酸钠、钼酸铵、硫酸锌组成。
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将玉米秸秆木质素于80℃下真空干燥48小时，然后与环氧树脂混合，玉米秸秆木质素占环氧树脂质量的5％，于100℃下加热处理1小时后得到改性环氧树脂备用；将改性环氧树脂与三乙烯四胺按照100:12的重量比混合，在80℃下快速搅拌15min得到包膜液，将氯化钾颗粒置于转鼓中，加热到50-70℃，然后将占氯化钾颗粒质量7.5％的包膜液均匀喷涂在转鼓中的氯化钾颗粒上，固化5分钟左右冷却至室温，得到改性环氧树脂包膜氯化钾，备用；
(2)将100kg的鱼类加工下脚料置于发酵罐中，再加入占下脚料总重10％的麦麸，然后加适量水使含水量在20-30％，升温至35-38℃，密闭发酵15天后，干燥至含水量低于3％后粉碎成颗粒即得动物蛋白发酵活性物质，备用；
(3)将海藻酸钠与芸苔素内酯按照5:1的重量比制成生物刺激剂，备用；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)所得产物与其他原料混合后，重新造粒即得。
对比例1
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，其原料组成及制备方法同实施例3，唯一不同的是：不含有复合微生物菌剂。
对比例2
一种含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料，其原料组成及制备方法同实施例3，唯一不同的是：不含有动物蛋白发酵活性物质及相应制备方法的步骤。
将本发明制备的含菌抗重茬大蒜专用控释掺混肥料采用水浸法试验，测试肥料的养分释放效果。具体试验方法如下：称取本发明实施例3制备的肥料100g放入100目尼龙纱网做成的小袋中，封口后，将小袋放入1000ml的塑料瓶中，加入1000ml蒸馏水，加盖密封，置于25℃的生化恒温培养箱中培养，然后分别于培养的第1、5、10、20、30、45、65、90、112、140、150、160、180、192天取样，取样时将瓶上下颠倒三次，使瓶内的液体浓度一致，移入另一小瓶中，以备养分测定。然后，向装有肥料的小袋的瓶中再加入500ml蒸馏水，加盖密封后放入生化恒温培养箱中，重复上述步骤继续培养，本发明肥料作3次重复试验。按照HG/T 3931-2007和HG/T 3997-2008的规定测定，测试结果如图1所示。从图1中可以看出，本发明的肥料10天氮素累积释放率为6.2％，钾素10天累积释放率为4.08％，磷素10天累积释放率为2.30％，即氮磷钾元素初期释放率均较低，而在90天以后养分释放加速，140天之后养分释放放缓，养分总释放期可以达到192天。养分释放特点完全符合大蒜全生育期对N、P、K“少-多-少”的吸收趋势，大幅减少施肥次数，提高肥料利用率，对于大蒜增产增收效果显著。
肥料应用试验
2016年至2018年连续3年，在山东金乡县某大蒜种植基地选取一片试验田进行肥料效果研究。供试大蒜品种是当地蒜苔和蒜头兼用种-白蒜，种植密度为60万株/hm2。每年9月-10月上旬播种，第二年5月上旬收蒜苔，五月下旬-6月初收获蒜头。试验田共分为相同大小的六块并分别编号为1、2、3、4、5、6，第1组为对照组，不施用任何肥料；第2-4组施用实施例1-3制得的肥料，第5-6组分别施用对比例1-2的肥料。所有分组施肥时间及肥料用量相同，施肥时间为在播种前做底肥一次性施入，每亩用量为50kg。其他栽培管理措施同当地一般大田大蒜。试验结果见表1。
表1大田连续种植大蒜试验结果
从上述表1的数据可以看出，第2-4组的蒜薹和蒜头产量连续3年呈现不断增加的趋势，而第5-6组的蒜薹和蒜头产量连续种植3年中，产量逐年减少；第1组对照组蒜薹和蒜头产量连续3年呈现大幅下降趋势。这是由于连续使用本发明的肥料后，显著改善了土壤的理化性质，提高了土壤保水保肥及透气性，提高了肥料的利用率，同时肥料中含有的大量有益微生物改善了土壤中大蒜根际的微生物环境，减少了根系自毒物质的分泌，显著提高大蒜产量和品质。
在上述试验种植过程中，发明人还对肥料对大蒜生长中蒜苗和蒜苔的性状影响情况进行了研究。以2018年种植的大蒜为例，在幼苗期、蒜薹收获期每组试验田中随机抽取10株植株进行性状研究。各性状研究结果见表2和表3。
表2蒜苗性状试验结果
表3蒜薹性状试验结果
从表2的结果可以看出，施用本发明的肥料后大蒜幼苗期的蒜苗株高、茎长、茎粗、根长明显优于其他对照组。这是由于本发明的肥料养分释放均衡，符合大蒜生长期各个部位的不同营养需求，同时有益微生物与动物蛋白发酵活性物质相互作用，促进了大量利于根系生长的微生物的繁殖与生长，减少了根系自毒物质的分泌，连续使用改善了土壤性质，减少了重茬造成的多种问题，提高了大蒜产量和品质。从表3的内容也可以看出，蒜薹产量和品质都得到明显提高。
