專利名稱：多菌種生物有機復合肥及其制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種生物有機復合肥，特別地，本發(fā)明所述的生物有機復合肥是由多菌種形成的;以及制造上述生物有機復合肥的方法。
在現(xiàn)有技術中，利用有機廢棄物制造生物復合肥的例子如下在CN91107966.1于92年7月22日公開的說明書中，申請人描述了一種全價復合肥料，它是采用有機廢料和農(nóng)牧副產(chǎn)廢料為主要原料，該專利特別指出，在原料的發(fā)酵過程中，有多種微生物參與，在肥料無害化處理過程中，仍存在多種微生物。
在CN89108541.6于90年10月3日公開的說明書中，申請人提到了一種生化復合肥及制法，它是在生活垃圾中引入經(jīng)擴大培養(yǎng)的硝化細菌和鉀腐細菌進行分解發(fā)酵，精制后摻合一定量的無機肥。
在DE3800814.9中，申請人公開了一種利用淤泥與一些其它廢料摻合，在必要時引入微生物，然后裝袋以防重金屬的污染。
在CN90106002.X中，申請人描述了一種生物復合肥及其制法，它是在通常的混合肥中加入一種固氮菌，然后造粒并在顆粒表面包覆磷合劑，其特點是穩(wěn)定貯運，但其僅是一種厭氧固氮菌，且未公開所用固氮菌的種類。
在CN92101990.4中，申請人描述了一種有機復合菌肥的生產(chǎn)方法，它采用的是發(fā)酵滅菌，液相加固氮菌，最后造粒。
在現(xiàn)有技術所述的生物肥料中，存在著以下的不足1)菌種單一;2)所述的菌種沒有具體科目，因此不能體現(xiàn)是否用了最有活力的菌種，或者公開不充分;3)一般都采用單一的液相培養(yǎng)，這樣會引起拮抗。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種經(jīng)液固二相多次培養(yǎng)的不會產(chǎn)生拮抗作用的多菌種生物有機復合肥。
本發(fā)明另一個目的在于提供一種能有效利用有機廢棄物，經(jīng)過本發(fā)明所述方法的制備，提供一種主要成份為有機廢棄物的生物復合肥。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種制造上述生物復合肥的方法。
本發(fā)明的簡單過程如下將各菌種分別進行液相培養(yǎng)，然后用草炭吸附，將附有微生物的菌種劑進行固相培養(yǎng)，在固液二相培養(yǎng)中，可以進行多次擴大，最后與經(jīng)發(fā)酵的有機物以及礦物質和微量水溶性鹽混合，或以粉狀，或以粒狀形成本發(fā)明所述的多菌種生物有機復合肥。
下面詳細敘述本發(fā)明。
由于工農(nóng)業(yè)以及城市生活的廢棄物越來越多，如何處理這些廢棄物成為近十幾年來的相關領域的技術人員熱衷研究的一個課題，目前的研究結果已經(jīng)表明，這些廢棄物中的一部分-有機廢棄物在適當處理后能成為有用的東西，其中包括本發(fā)明所述的肥料。這里所述的能作為本發(fā)明肥料的原料包括動物糞便、生物殘體及其腐殖物，植物的殘余部分，具體地，它們是動物糞便、毛皮、鱗片、骨粉、麥麩、米糠、城市生活垃圾，農(nóng)村的秸桿、玉米芯，自然界存在的風化煤、褐煤、草炭土、沼澤淤泥等等。在本發(fā)明所述的復合肥中，這些有機廢棄物占原料總量的60%以上，它們所起的作用是作為菌種劑固體培養(yǎng)的養(yǎng)料和能源，并起有機肥的作用。
為了實現(xiàn)本肥料的多功能和高效力，同時在制造和使用中起保護、吸水、保溫的作用，在本發(fā)明所述的復合肥中還包括約占總量6-40%的礦物添加劑，它們是蛭石、沸石、硅藻土、磷礦粉、鉀礦粉、石灰石及硼、鉬、鋅、鎂以及稀土礦物質。
在本發(fā)明所述的生物有機復合肥的制造或使用中能起刺激或養(yǎng)料作用的化學添加劑，它們是硼酸、硫酸鋅、鉬酸銨、磷酸二氫鉀和農(nóng)用稀土。
如果在特殊地質使用，還應添加少量相應的添加劑，如在干旱地區(qū)，可添加少量的保濕劑，它們通常是高分子材料，如改性淀粉制成的高吸水樹脂等。
除非特別指出，本文中所述的百分比和份數(shù)都是指重量。
在制備本發(fā)明所述的生物復合肥之前，應對各種原料進行預處理，這是使原料符合使用要求的步驟，如果原料是符合要求的，這個預處理過程可以部分或全部取消。
對有機物的預處理包括選料、粉碎和滅菌。首先要挑選未發(fā)霉的有機物，經(jīng)挑選后的有機廢物進行烘干粉碎，粉碎后物料的細度約60～120目，除新鮮的麥麩、米糠、并渣、秸桿、玉米芯和鋸末外，其它的有機廢棄物都要經(jīng)過消毒滅菌處理以達到環(huán)保的要求，例如，城市垃圾的處理要求應達到國家制定的《GB8172-87城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標準》。
在本發(fā)明所述的生物復合物中所使用的無機礦物質，要求其細度約在120目以上，其中磷、鉀和石灰石礦應盡可能的細;由于本發(fā)明生物復合肥中需要鉀磷成分，因此要選用那些鉀磷含量高的礦石。所用的蛭石應經(jīng)過高溫膨化。
在完成了上述準備工作后，我們將按制備過程進一步說明本發(fā)明的詳細技術內(nèi)容。
首先，我們在此敘述菌種劑的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明涉及的是一種多菌種生物有機復合肥，這里所述的多菌種，至少包括5個菌種，正如前面所述的，多菌種而且使它們之間不發(fā)生拮抗是本發(fā)明的主要特征，本發(fā)明所述的生物有機復合肥中所用的5個菌種(本發(fā)明中所述的菌種均由中國農(nóng)科院土肥所提供)是指一號菌-巨大芽胞桿菌(Bacillus megatherium de Bary)，代號10010-88，它的特征有1.大芽胞桿菌5-6×1.8-2微米2.細胞成對或成鏈、不運動3.能分介磷脂和核酸4.可增加土壤中可溶性磷酸的含量(100克土壤中達9毫克的五氧化二磷)一號菌培養(yǎng)基配方 1升用量葡萄糖 10gNaCl 0.3gMnSO4·4H2O 0.03g(NH4)2SO4 0.5gKCl 0.3g
FeSO4·7H2O 0.03gCaCO3 5gMgSO4·2H2O 0.3g卵磷脂 0.2g二號菌-鉀細菌，其代號10012-88能對土壤中云母、長石等含鉀的鋁硅酸及磷灰石進行分介、釋放出鉀、磷與其它灰分元素、改善作物的營養(yǎng)條件，它包括膠質芽胞桿菌(Bac.mucilaginosus)固氮芽胞桿菌(Bac.Azotofaxans)1.好氧性細菌，菌體長4-7微米、寬1微米2.有莢膜、連同莢膜長7-10微米、寬5-6微米、莢膜有時只有一，有時有2-3。
3.革蘭氏陰性4.具有介鉀、介磷能力5.具有一定固氮能力(利用1克糖可以固定1.3毫克氮)6.分泌生理活性物質、促進作物生長。
二號菌培養(yǎng)基配方 1升用量蔗糖 5gK2HPO4 2(NH4)2SO4 1MgSO4·2H2O 0.5FeCl3 0.2CaCO3 0.1酵母粉 0.2PH 7.2-7.4三號菌-固氮根瘤菌(Azorhizobium Caulinadans ORS571)，其代號571-89，其特征如下1.小桿菌0.5-0.6×1.5-2.5微米2.革蘭氏負反應3.能運動、固生鞭毛(固體培養(yǎng))、或側生鞭毛(液體培養(yǎng))4.快生型、代時為3-6小時5.有特殊固氮效能，在無氮培養(yǎng)基中，以空氣中氮氣如唯一氮源生長良好，固氮率為300-400毫微克分子乙烯/毫克干基/小時。
三號菌培養(yǎng)基配方 1升用量乳酸鈉 10克K2HPO4 1.67克KH2PO4 0.87克NaCl 0.05gCaCl2 0.04gFeCl3 0.004gMgSO4·2H2O 0.1g酵母粉 1g四號菌-自生固氮菌(圓褐固氮菌Azotobacter Chroococcum)，其代號10087-88，其特征如下1.好氧性細菌、短桿狀橢圓形或近似球狀2.周生鞭毛、能活躍地運動3.不生芽胞、草蘭氏染色陰性4.有粘性的厚莢膜，能產(chǎn)生色素使菌落變色5.氧化一克能量物質，能夠積聚近30毫克的氮素6.能分泌維生素和生長系、刺激作物生長發(fā)育及加強其他根際微生物的生命活動，促進土壤有機物質的礦化作用，從而促使供給植物灰分養(yǎng)料四號菌培養(yǎng)基配方 1升用量KH2PO4 0.2gMgSO4·2H2O 0.2gNaCl 0.2gCaSO4·2H2O 0.1gCaCO3 5g甘露醇 10g五號菌-聯(lián)合固氮菌(Klebsiella pneumonial)，其代號549-89，它的特征如下1.無鞭毛或少數(shù)細胞具有極生鞭毛2.有莢膜對固氮酶有保護作用3.能利用單糖、雙糖作為碳源，以葡萄糖或蔗糖為唯一碳源的無氮培養(yǎng)基上生長旺盛
4.依賴根際環(huán)境生活，又對作物的生長發(fā)展產(chǎn)生一定影響，并與作物兩者之間形成聯(lián)合共生固氮關系五號培養(yǎng)基配方 1升用量葡萄糖 5gKH2PO4 0.4gK2HPO4 0.1gMgSO4·2H2O 0.2gNaCl 0.1gCaCl2 0.02gFeCl3 0.01g酵母粉 0.5gNa2MoO4 0.002g這5個試管菌種在25～20℃的搖床中利用各自的培養(yǎng)基培養(yǎng)1～2天后，再利用發(fā)酵分別進行液體深層培養(yǎng)，然后用草炭土進行吸附，這樣就完成了第一次的液相培養(yǎng)。
接下來將溶解的刺激劑加入麥麩及其它未發(fā)酵的有機物中，然后各自加入上述菌種劑，混合均勻，將混合物在25～30℃的條件下培養(yǎng)1-2天，這就是固體發(fā)酵培養(yǎng)，在固液二相的培養(yǎng)中，可以進行多次擴大培養(yǎng)，在結束上述步驟后，分別加入蛭石吸附劑進行攪拌，這樣就得到了含有微生物的物料-菌劑組份。
本發(fā)明所述的另一個主要成分有機物的準備是這樣，將有機物發(fā)酵，摻入一定量的溶解的微量元素進行攪拌，在攪拌過程中加入除臭劑，如果需要，可以在前述步驟中加入烘干灰菌這一工序，將烘干后的物料粉碎至60～120目。
另外將磷礦粉及其它無機礦物質也粉碎至一定細度，原則上是越細越好，通常應高于120目。
將含有菌種的物料、烘干滅菌后的發(fā)酵有機物以及無機礦物質按如下比例混合有機物含量約占總量的60%以上;
礦物質約占總量的6-40%;
刺激劑約占總量的0.15～0.2%。
在實際運用中，還應加入少量的水溶性無機鹽，水溶性無機鹽的加入量約為總量的1.5%或更少。由于水溶性無機鹽的存在會威脅菌種的存活，因此，在混合時應將菌種和水溶性無機鹽分別用吸附物吸附，這樣就能避免水溶性無機鹽對菌種的傷害，可以使肥料中允許配入更多量的微量元素。
在通用配方中，有機物各組份的配比如下麥麩 約10%;
雞糞 約20%;
豆餅 約5%;
草炭土 約30%;
無機礦物質中各組份的較好配比包括磷礦粉 約15～25%;
蛭石(保護劑) 約3-7%;
沸石(除臭劑) 約2-5%;
硫酸鋅 約0.1～0.3%。
前面所述的刺激劑包括約占總量0.04～0.06.%的鉬酸銨，約0.08～0.12%的磷酸二氫鉀，以及約0.02～0.06%的稀土元素。刺激劑還可以使用相應的礦物質，比如可以用稀土礦、鉬礦粉和磷礦粉代替前述的鉬酸銨、磷酸二氫鉀和稀土元素。
菌種劑(草炭吸附)約占總量的2-5%。
上面是各具體成分在本發(fā)明所述生物復合肥中所占的通用比例，另外，在需要的時候可以加入適量的水，水在本發(fā)明所述生物復合肥中主要用來溶解刺激劑和各種元素添加劑，另外還用來調(diào)節(jié)發(fā)酵物的含水量，具體用水量的比例，本專業(yè)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術或經(jīng)驗確定。
在上述配方原則指導下按上述方法制備出的多菌種生物有機復合肥，經(jīng)大量的試用，增產(chǎn)效果顯著，具體請看表1、表2和表3。
中國農(nóng)業(yè)科學院北京網(wǎng)室盆栽水稻、谷子試驗，觀察記錄了谷苗生育、分蘗、成穗、生物性狀、產(chǎn)量(包括地上部生物量、收獲期莖葉產(chǎn)量、穗重、籽?？偖a(chǎn)量)達到顯著或極顯著影響，最后收獲籽粒產(chǎn)量見表1表1
水稻 谷子籽粒產(chǎn)量 與CR對照 籽粒產(chǎn)量 與CR對照(克／盆) 增產(chǎn)率(%) (克／盆) 增產(chǎn)率(%)1.化肥289.98 27.87 51.38 9.322.綠友100kg/畝＋化肥 314.76 38.80 57.88 23.153.綠友50kg/畝＋化肥 313.49 38.24 56.28 19.754.綠友50kg/畝＋1/2N+P 304.76 34.38 55.25 17.555.綠友50kg/畝＋1/3N+P 285.98 26.10 51.38 9.336.綠友50kg/畝＋N+1/2P 281.41 24.09 51.38 9.337.綠友50kg/畝＋N+1/3P 265.14 16.91 51.18 8.898.綠友50kg/畝 242.39 6.88 50.33 7.099.CK 226.7847.00
表2.南京市江浦湯泉農(nóng)技站施用緣友肥料與化肥比較對棉花產(chǎn)量影響基肥 追肥 產(chǎn)量(斤／畝) 增產(chǎn)率(％)1.化肥(碳銨80斤／畝尿素40斤/畝67.2磷肥50斤／畝)2.綠友100斤/畝＋1/3化肥同上 83.2 23.83.綠友200斤/畝＋1/2化肥同上 97.8 45.54.綠友300斤／畝同上 111.2 65.5
表3.北京市豐臺區(qū)農(nóng)科所施用綠友肥料于蔬菜增產(chǎn)效果統(tǒng)計表黃 瓜茄 子大白菜 蘿 卜A BAB AB AB綠友100公斤/畝 2055 35% 1865 70.3% 12793 19% 7465 27.5%等價公肥(NP) 1780 17% 1435 31% 11793 9.7% 6215 6.15%CK(空白對照) 1520 109510750 5855＊表中A是產(chǎn)量(斤／畝),B是增產(chǎn)率。
本發(fā)明所述的多菌種生物有機復合肥是一種無公害的生物活性肥料，由于它含有豐富的有機質、天然礦物養(yǎng)份、有益的微量元素以及有效的刺激劑和保護劑，及采用了固液二相多次擴大培養(yǎng)和最終混合復配工序，因此，在改善土壤理化性能、轉化有機無機養(yǎng)料刺激作物發(fā)芽和健壯生長提高抗病能力方面都比其它單一菌種的生物肥來得有效。令人驚奇的是，采用本發(fā)明分別用草碳吸附后的菌種混合拌種，也有顯著的增產(chǎn)效果。
本發(fā)明的工藝除了上述部驟外，還應滿足下列要求1.5個菌種的液體、固體培養(yǎng)都要分別進行，都是通氣發(fā)酵。
2.各菌種都是分別采用各自的專用培養(yǎng)基。固體發(fā)酵培養(yǎng)的培養(yǎng)，都是同一有機質，菌種劑生產(chǎn)，可經(jīng)三級也可經(jīng)四級液體擴大培養(yǎng)。
4.肥料成品生產(chǎn)，只經(jīng)一級固體培養(yǎng)。
5.固體培養(yǎng)階段，刺激劑的溶解水用量，要達到加入有機物中使其適宜發(fā)酵的含水量，約為發(fā)酵物的1/4。
6.刺激劑磷酸二氫鉀、稀土、鉬酸銨要分別溶解、分別加入有機物。鉬酸銨可在固體發(fā)酵后加入。
7.固體發(fā)酵物在接菌前要求PH為7，水分為25～30%。
8.原料質量高，可全部合在一起進行固體發(fā)酵，甚至可直接裝入透氣袋任其自由發(fā)酵后，即可施用。
本發(fā)明所述的多菌種生物有機復合肥的檢測應嚴格控制下列指標，有效活菌總數(shù)≥2億個/克;
有機質含量≥35%;
酸堿度PH值6.5～7;
水份 10-15%;
有效儲存一年。
本發(fā)明的優(yōu)點和技術特征已在前面詳細描述，本發(fā)明的技術特征或保護范圍在權利要求中體現(xiàn)，但是，本發(fā)明所提供的權利要求不作為對本發(fā)明的限定，凡是利用本發(fā)明的概念的所作的任何勞動都將在本發(fā)明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種多菌種生物有機復合肥，它是由多個菌種、有機物、無機礦物質以及少量添加劑組成，其特征在于所述的多菌種生物有機復合肥中至少含有5個菌種，每克復合肥中含有效活菌數(shù)大于2億個，有機質的含量應大于等于35%，復合肥的PH值在6-7之間，水份含量約為8-20%。
2.權利要求1所述的多菌種生物復合肥，其特征在于所述的菌種包括巨大芽胞桿菌、鉀細菌、固氮根瘤菌、自生固氮菌和聯(lián)合固氮菌。
3.權利要求2所述的鉀細菌是指膠質芽胞桿菌和固氮芽胞桿菌。
4.權利要求2所述的自生固氮菌是指園褐固氮菌。
5.權利要求1所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于PH值約為6.5-7。
6.權利要求1所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于該復合肥的含水約在10-15%。
7.權利要求1所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于多菌種生物有機復合肥中有機物含量約占總量的60%以上，礦物質約占總量的6-40%，刺激劑約占總量的0.15～0.2%;所述的有機物各組份通常包括麥麩 約10%;雞糞 約20%;豆餅 約5%;草炭土 約30%;所述的無機礦物質通常包括磷礦粉 約15～25%;蛭石(保護劑) 約3-7%;沸石(除臭劑) 約2-5%;硫酸鋅 約0.1～0.3%;前面所述的刺激劑包括約占總量0.04～0.06.%的鉬酸銨，約0.08～0.12%的磷酸二氫鉀，以及約0.02～0.06%的稀土元素，菌種劑(草炭吸附)約占總量的2-5%。
8.權利要求1或7所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于多菌種生物有機復合肥中的有機物還包括動物糞便、毛皮、鱗片、骨粉、米糠、城市生活垃圾，農(nóng)村的秸桿、玉米芯，自然界存在的風化煤、褐煤、沼澤淤泥，
9.權利要求1或7所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于礦物添加劑還包括硅藻土、鉀礦粉、石灰石及硼、鉬、鎂等礦物質。
10.權利要求1或7所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于刺激劑還包括硼酸、硫酸鋅。
11.權利要求1或7所述的多菌種生物有機復合肥，其特征在于所述的添加劑還包括少量的高吸水樹脂;
12.一種制造權利要求1所述多菌種生物有機復合物的方法，包括將各試管菌種在25～30℃的搖床中利用各自的培養(yǎng)基培養(yǎng)1～2天后，再利用發(fā)酵分別進行液體深層培養(yǎng)，然后用草炭土進行吸附，這樣就完成了液相培養(yǎng);接下來將溶解的刺激劑加入麥麩及它未發(fā)酵的有機物中，然后分別加入上述菌劑，混合均勻，將混合物在25～30℃的條件下固體發(fā)酵培養(yǎng)1～2天，在固液二相的培養(yǎng)中，可以進行多次擴大培養(yǎng)，在結束上述步驟后，分別加入蛭石吸附劑進行攪拌得到含有微生物的菌劑;將另一部分有機物發(fā)酵，摻入一定量的溶解的微量元素進行攪拌，在攪拌過程中加入除臭劑，如果需要，可以在前述步驟中加入烘干滅菌這一工序，將烘干后的物料粉碎至60～120目;另外將磷礦粉及其它無機礦物質也粉碎至120目以上;將含有菌種的物料、烘干滅菌后的發(fā)酵有機物以及無機礦物質以及其它添加劑按上述比例混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種多菌種生物有機復合肥，通過各菌種分別進行液固二相的多次培養(yǎng)，然后以一定比例與有機物、無機礦物質和少量水溶性鹽混合，最后形成多菌種生物有機復合肥，它的優(yōu)點是不會發(fā)生拮抗，活菌數(shù)充足，有利于環(huán)境的改善并能提供和促進土壤肥力的提高。
文檔編號C12N1/20GK1074203SQ9310002
公開日1993年7月14日 申請日期1993年1月3日 優(yōu)先權日1993年1月3日
發(fā)明者鄭國華, 李元芳, 盧浩余, 許有森, 任正柯 申請人:鄭國華, 李元芳, 盧浩余, 許有森, 任正柯