本發(fā)明是關(guān)于一種有機硅肥及其制備方法，具體而言，本發(fā)明關(guān)于一種以生物酶解技術(shù)制備有機硅肥的方法和所制備得到的有機硅肥，屬于新型生物有機肥技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅元素作為肥料的概念提出比氮、磷、鉀要晚。1926年美國首先發(fā)現(xiàn)硅元素能使水稻、甘蔗增產(chǎn)；1951年日本山梨大學(xué)太田道雄和小林均教授發(fā)現(xiàn)并提出水稻“秋落”、稻瘟病、早衰及爛根等與缺硅元素有關(guān)。1953年開發(fā)出了世界上第一個利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)出的新型肥料——硅肥，1955年日本把硅肥寫入了肥料法。隨后，韓國、朝鮮、菲律賓、泰國以及中國臺灣等先后引進(jìn)了日本的硅肥生產(chǎn)技術(shù)，使硅肥在70年代得以大規(guī)模推廣應(yīng)用。美國、毛里求斯等吸收了日本的技術(shù)經(jīng)驗，使甘蔗產(chǎn)量幾乎翻了一番。硅肥現(xiàn)被國際土壤學(xué)界確認(rèn)為繼氮(n)、磷(p2o5)、鉀(k2o)之后第四大元素肥料。1997年9月日本的第13屆國際植物學(xué)營養(yǎng)學(xué)會上，美、日、中的許多研究成果顯示了21世紀(jì)硅素成為植物必須養(yǎng)分的可能性。但近年來日本又開發(fā)出了粉煤灰硅、鉀肥料，既解決了粉煤灰問題，又解決了鉀肥的流失問題。1999年秋，在美國的佛羅里達(dá)州舉行了世界上第一次“硅在農(nóng)業(yè)上”的學(xué)術(shù)研討會，標(biāo)志著硅營養(yǎng)已引起全世界的關(guān)注，也標(biāo)志著國際上推廣應(yīng)用硅肥的高潮已經(jīng)到來。我國也把硅肥料正式列為農(nóng)業(yè)肥料之一，并與2004年頒布了硅肥料行業(yè)試行標(biāo)準(zhǔn)。
硅元素對多種作物的產(chǎn)量和質(zhì)量有著重大影響。研究表明：硅元素對水稻是一種典型的有益元素，水稻植株中硅含量超過了氮、磷、鉀等元素的總和。水稻生產(chǎn)過程中要吸收大量的硅，有20％～50％的硅是由灌溉水提供的，75％～80％的硅來自土壤。以畝產(chǎn)稻谷500kg計算，其莖稈和稻谷吸收硅(sio2)量多達(dá)75kg/畝，比吸收的n、p2o5、k2o三者總和高出1.5倍。硅是植物體內(nèi)的主要組成部分。施用硅肥可以提高水稻光合作用效率，提高根系活力，增加表面組織強度，使莖稈堅硬，抗倒伏，降低病蟲害。日本與朝鮮每年僅利用冶煉廢渣就生產(chǎn)硅肥(礦渣硅酸鈣)100～170萬t，主要用于水稻。
除了水稻、甘蔗外，硅肥料對小麥、玉米、水果、蔬菜、花生、棉花、黃煙等作物均有不同程度的增產(chǎn)效果。日本高橋英一研究了175種植物，其中：嗜硅植物有42種，占24％。對禾本科、莎草科等嗜硅植物，硅是必須元素，對非嗜硅植物如番茄、黃瓜等，缺硅易患生理病，硅是有益元素。
目前市場上的硅肥種類很多，例如，遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究所以工業(yè)廢渣、粉煤灰和氮磷肥為原料研制的硅氮磷復(fù)合肥；通化市百興超細(xì)磨粉廠生產(chǎn)的sio2≥36.0％、cao≥20.0％、mgo≥6.0％、氧化鉀≥0.6％的鈣肥等。另有報道冶煉廠的爐渣也可作硅肥。cn1962564a公開了一種有機硅肥的生產(chǎn)工藝，其中利用二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣三種物質(zhì)作為原料，與水發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)物經(jīng)干燥，粉碎后與畜禽糞便混合發(fā)酵，制成有機硅肥。cn101096326a公開了一種有機硅葉面肥及其制備方法，其中從稻殼中提取有機硅，并與氮、磷、鉀肥、微肥、腐植酸、植物生長調(diào)節(jié)劑等復(fù)配制備葉面肥。cn101768023a公開了一種有機硅肥料，制得的該有機農(nóng)業(yè)肥料的原料成分及其重量百分比為：油頁巖粉原料：60％～70％，過磷酸鈣：10％～15％，硫酸鉀：10％～15％，硫酸鎂：5％～10％。cn103539512a公開了一種腐殖酸30％～60％、微硅粉40％～70％的水稻專用肥。cn102875212a公開了一種以堿渣混合多種植物殘體、硝酸鉀、過磷酸鈣以及動物糞便等，置于日照條件下堆制腐解制備得到的有機硅肥。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的在于提供有機硅肥的制備方法，以制備一種作物吸收利用率高、優(yōu)質(zhì)高效的復(fù)合硅生物菌肥。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種作物吸收利用率高、優(yōu)質(zhì)高效的有機硅肥。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于制備所述有機硅肥的混合菌液。
本發(fā)明的技術(shù)中，主要是利用微生物酶解硅元素技術(shù)，制備出了一種作物能直接吸收利用的、優(yōu)質(zhì)高效的復(fù)合生物有機硅肥系列產(chǎn)品。
具體而言，一方面，本發(fā)明提供了一種有機硅肥的制備方法，該方法包括步驟：
a、將硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)、黑曲霉菌(aspergillusniger)、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)、乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)、酒精酵母菌(saccharomycescerevisiae)按照活菌數(shù)30～35：25～30：8～10：8～10：8～10：8～10：13～15的比例混合，于28～37℃厭氧條件下發(fā)酵15天以上，制成ph值4.0～3.5的發(fā)酵菌液；
b、將鉀長石與步驟a的發(fā)酵菌液混合，二者混合比例：發(fā)酵菌液重量與鉀長石重量為2～6：1；
c、將步驟b的混合體系于28～37℃密閉靜置發(fā)酵20天以上，制得有機硅肥。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法，所述步驟a中，所述硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)是微生物有機肥領(lǐng)域常用的菌種，乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)、酒精酵母菌(saccharomycescerevisiae，即釀酒酵母)是食品發(fā)酵領(lǐng)域常用的菌種，黑曲霉菌(aspergillusniger)采用醬油、醋食品廠生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、果膠酸的常用食品級黑曲霉。此外，其中還可選擇性地進(jìn)一步包括黃赭色鏈霉菌(streptomycessilaceus)、光合菌、納豆芽孢桿菌、鉀細(xì)菌等中的一種或多種，這些菌種在混合菌液中的混合比例可分別為：硅酸鹽細(xì)菌與黃赭色鏈霉菌、光合菌、納豆芽孢桿菌、鉀細(xì)菌等中的一種或多種的活菌數(shù)之比為30～35：1～10。本發(fā)明的各菌種均可從中國農(nóng)業(yè)微生物菌保中心商購獲得，本發(fā)明中主要是利用多菌種培養(yǎng)時的代謝產(chǎn)酶性能，對具體的菌株特性無特定要求，通常例如可選購保藏編號accc10012、accc11080、accc11025、accc40022、accc11016等各菌株。這些菌種均是所屬領(lǐng)域的常用菌種，可按照現(xiàn)有技術(shù)的記載或菌種供應(yīng)商家的建議分別活化培養(yǎng)，制備成種子液，再按照所述的活菌數(shù)比例進(jìn)行混合厭氧發(fā)酵。
本發(fā)明中，以上菌種多屬嗜酸耐熱、繁殖力強、代謝頻率快、產(chǎn)酶活性高的化能自養(yǎng)型微生物。通過單株(好氧)發(fā)酵獲取大量富含多種生物酶的活性細(xì)胞體，再按不同菌種產(chǎn)生的酶系不同，按不同比例復(fù)合后靜置厭氧發(fā)酵，馴化培養(yǎng)促進(jìn)細(xì)胞融合。發(fā)酵15天以上，通常是發(fā)酵15～20天后，經(jīng)檢測混合體系ph值4.0～3.5，即獲得本發(fā)明的穩(wěn)定性多種生物酶復(fù)合型的次生代謝能，作酶解劑的種子液。
微生物對催化分解礦元素的作用是間接的，多種生物酶的復(fù)合效應(yīng)對酶解鉀長石有很強的親和力和專一性。試驗證明硅酸鹽細(xì)菌能在鉀長石、磷灰石、磷礦粉等無氮培養(yǎng)基上生長，擴(kuò)大發(fā)酵產(chǎn)生一定的有機酸、氨基酸及大量生物素；黑曲霉菌生長適宜溫度在37℃產(chǎn)酸性蛋白酶、纖維素酶、糖化酶；地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌繁殖生命力極強，地衣芽孢桿菌能在石頭縫里生長繁殖，一旦氣溫條件適宜能使石頭山布滿青苔；枯草芽孢桿菌，發(fā)酵培養(yǎng)24小時活菌數(shù)高達(dá)：4.21×1010cfu/ml。應(yīng)用多菌種的生化強勢復(fù)合發(fā)酵，產(chǎn)酶傳代性好，酶促反應(yīng)速度加快，被酶解物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物也愈高。
本發(fā)明中，各菌種培養(yǎng)時的培養(yǎng)基也可參照現(xiàn)有技術(shù)的記載或菌種供應(yīng)商家的建議。微生物生長需要養(yǎng)分，常用的主要是無機鹽類：磷、鈣、鎂、硫+碳源、氮源。如硅酸鹽細(xì)菌典型的培養(yǎng)基各組分比例：k2hpo40.5g、caco31g、mgso40.2g+甘露醇10g、酵母膏0.4g、水1000ml；黑曲霉菌典型的培養(yǎng)基各組分比例：pda-(查氏培養(yǎng)基)；地衣、枯草芽孢桿菌典型的培養(yǎng)基各組分比例：牛肉膏、蛋白胨、nacl各5g，水1000ml等。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法中，各菌種的單獨液體培養(yǎng)以及多菌種的復(fù)合厭氧發(fā)酵也可以以固含量8～20％的豆?jié){為培養(yǎng)基，或是在豆?jié){中進(jìn)一步添加蛋白胨、酵母膏或微量元素以滿足微生物生長的營養(yǎng)需求。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法，其中，步驟b中鉀長石是事先經(jīng)粉碎至粒度小于5cm×5cm×5cm的石塊或石粉。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法，步驟b中鉀長石無需進(jìn)行滅菌即可加入到本發(fā)明的發(fā)酵體系中，也可事先經(jīng)過滅菌，例如，鉀長石的滅菌是按照以下方法進(jìn)行的：
將鉀長石用清水沖洗去浮塵物，用75％乙醇噴灑物體表面消毒并置于密閉環(huán)境中封閉8小時以上，取出靜置使乙醇揮發(fā)，得到滅菌的鉀長石。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法中，步驟b的混合體系中可選擇性添加芐氨基嘌呤，芐氨基嘌呤在發(fā)酵菌液中的添加量優(yōu)選不超過20mg/l發(fā)酵菌液。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法，其中，步驟c和步驟b混合密閉發(fā)酵超過20天后，發(fā)酵體系產(chǎn)生分層，上層為懸浮液、中間為膠體狀物、底層為沉淀物。其中，上層懸浮液部分為硅膠液(黑褐色)，有效活菌數(shù)(cfu)≥2億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬as、ca、pb、cr、hg含量指標(biāo)符合ny/t798-2004中的規(guī)定。中層的膠體狀物為硅膠體(棕黃色粘性物)，有效活菌數(shù)(cfu)≥0.5億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬含量指標(biāo)符合ny/t798-2004的規(guī)定。底層的沉淀部分為硅素渣(灰白色)，有效活菌數(shù)(cfu)≥0.2億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬含量指標(biāo)符合ny/884-2012規(guī)定。發(fā)酵體系的這三部分(上層懸浮液、中間膠體狀物、底層沉淀物)均可分別作為生物有機硅肥，或是進(jìn)一步混合其他物料制備有機硅肥。因此，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法包括步驟：
d、將發(fā)酵體系的上層懸浮液、中間膠體狀物、底層沉淀物中的任一種或多種分離，分別作為有機硅肥、或混合其中的兩種或三種制備有機硅肥，或者以其中的一種或多種更進(jìn)一步與其他原料混合制備有機硅肥產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的有機硅肥的制備方法，可包括以下至少一個步驟：
d-1、將發(fā)酵體系的上層懸浮液分離，制備液體硅肥；
d-2、將發(fā)酵體系的中間膠體狀物分離，制備粉劑硅肥；
d-3、將發(fā)酵體系的底層沉淀物分離，制備顆粒硅肥。
更具體地制備液體硅肥時，按照以下方法進(jìn)行：
直接過濾分離所述發(fā)酵體系產(chǎn)生的上層懸浮原液即為液體硅肥；
或者將腐植酸3～8份、磷酸二氫鉀0～8份與所述發(fā)酵體系的上層懸浮液90～95份混合，18～35℃靜置發(fā)酵12～72小時后的液體即為液體硅肥。
制備粉劑硅肥時，可按照以下方法進(jìn)行：
將粉煤灰10～30份、腐植酸10～30份、磷酸二氫鉀0～6份、微量元素0～3份與所述發(fā)酵體系的中間膠體狀物35～80份混合，制備成粉劑硅肥；
優(yōu)選地，以粉煤灰20％、腐植酸20％為載體與所述發(fā)酵體系的中間膠體狀物60％混合，制備成粉劑硅肥。
制備顆粒硅肥時，按照以下方法進(jìn)行：
腐植酸20～30份、草碳20～30份、蚯蚓糞5～15份、粘土3～6份、微量元素0～8份與所述發(fā)酵體系的底層沉淀物15～40份混合，直接造?；蛘呙荛]條件下18～35℃發(fā)酵5～10天后造粒，得到顆粒硅肥；
優(yōu)選地，以腐植酸30％、草碳30％、腐熟的蚯蚓糞15％、粘土5％為載體與所述發(fā)酵體系的底層沉淀物20％混合，直接造粒得到顆粒硅肥。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種有機硅肥，其是按照本發(fā)明上述的方法制備得到的。如上所述，本發(fā)明的有機硅肥，可以是將步驟c中28～37℃密閉靜置發(fā)酵20～40優(yōu)選30～40天的發(fā)酵產(chǎn)物直接作為有機硅肥；也可以是將步驟c中密閉發(fā)酵超過20天后通常是30～40天左右的上層懸浮液、中間膠體狀物、底層沉淀物中的任一種或多種分離，分別作為有機硅肥、或混合其中的兩種或三種制備有機硅肥；還可以是以步驟c中密閉發(fā)酵超過20天后通常是30～40天左右的上層懸浮液、中間膠體狀物、底層沉淀物中的一種或多種更進(jìn)一步與其他原料混合制備有機硅肥產(chǎn)品，更具體而言可以是將發(fā)酵體系的上層懸浮液分離混合其他原料制備液體硅肥，也可以是將發(fā)酵體系的中間膠體狀物分離混合其他原料制備粉劑硅肥，還可以是將發(fā)酵體系的底層沉淀物分離混合其他原料制備顆粒硅肥。
此外，本發(fā)明還提供了一種用于制備所述的有機硅肥的發(fā)酵菌液，其是按照以下方法制備得到的：將硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)、黑曲霉菌(aspergillusniger)、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)、乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)、酒精酵母菌(saccharomycescerevisiae)按照活菌數(shù)30～35：25～30：8～10：8～10：8～10：8～10：13～15的比例混合，于28～37℃厭氧條件下發(fā)酵15天以上，制成ph值4.0～3.5的發(fā)酵菌液。該發(fā)酵菌液含有特定酶解硅元素的高活性物質(zhì)，是一種生物酶解液。
綜上所述，本發(fā)明以酶解核心技術(shù)為突破口，促進(jìn)生物質(zhì)的高效轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了生物酶解礦物質(zhì)技術(shù)的根本性突破。本發(fā)明通過以鉀長石為原料，利用生物酶解硅元素技術(shù)，可制備得到有效成份穩(wěn)定性好、作物吸收率高、實用性強、水溶成分多等特點的有機硅肥。實驗表明，該有機硅肥施用于水稻、小麥、玉米、甘蔗、煙草、花生、果樹等多種農(nóng)作物，可以誘導(dǎo)作物種子真核細(xì)胞分裂，使生根細(xì)胞及蛋白質(zhì)的生物合成能力增強，在種子萌發(fā)過程中，生根點增加，因而植物發(fā)育幼期就可以充分吸收土壤中的水分和營養(yǎng)成分，為作物的后期生長奠定物質(zhì)基礎(chǔ)；促進(jìn)光合作用增強，使葉綠素合成能力加強，通過葉片不斷形成碳水化合物生存儲備養(yǎng)分，并最終供給植物的果實。
本發(fā)明的有機硅肥產(chǎn)品是一種活化修復(fù)土壤、強化植物細(xì)胞營養(yǎng)的增效劑，是其它化學(xué)肥料無法比擬的一種新型多功能肥料。既可作肥料提供養(yǎng)分，又可用作土壤調(diào)理劑改良土壤，同時兼有防病、防蟲和降解毒素和重金屬污染的作用。以其無毒無味、不變質(zhì)、不流失、無公害等突出特點，屬獨家發(fā)明，定將成為發(fā)展有機生態(tài)農(nóng)業(yè)的高效優(yōu)質(zhì)肥料。
具體實施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合具體實例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，本發(fā)明未描述的技術(shù)手段按本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)方式進(jìn)行，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1
一、生物酶解液的制備
1、菌種的選擇
a、硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)；
b、黑曲霉菌(aspergillusniger)；
c、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)；
d、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)；
e、乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)；
f、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)；
g、酒精酵母菌(saccharomycescerevisiae)。
各菌種均購自中國農(nóng)業(yè)微生物菌保中心。
2、對上述菌種實行單株好氧發(fā)酵，培養(yǎng)基及發(fā)酵條件參照菌種供應(yīng)商的建議。各菌種可發(fā)酵至活菌數(shù)達(dá)到5～10億/克或5～10億/ml以上濃度，作為種子液。之后將各種子液按照硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)、黑曲霉菌(aspergillusniger)、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)、乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)、酒精酵母菌(saccharomycescerevisiae)活菌數(shù)約35：30：10：10：10：10：15的比例混合，以固含量10％的大豆豆?jié){作為培養(yǎng)液，接種混合菌液(接種量約5％)，于28～30℃厭氧條件下發(fā)酵，發(fā)酵約20天，得到ph值約3.8的酸性發(fā)酵菌液，其中富含多種生物酶、對酶解硅元素具有一定專一性，是高活性生物酶解液(待用)。
二、鉀長石處理
1、k2o·al2o3·6sio2分子式，主要成分為：sio2、al2o3、k2o、na2o、cao，是堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)，屬架狀結(jié)構(gòu)。
2、將鉀長石粉碎至不大于5cm×5cm×5cm的塊狀，用清水沖洗去浮塵物，用75％乙醇噴灑物體表面消毒并置于密閉容器中，封閉8小時以上，取出靜置2小時后(讓乙醇自然揮發(fā))，得到滅菌的鉀長石，放入立式反應(yīng)容器中(玻璃體最佳)。
三、酶解過程
1、將滅菌后的鉀長石置于立式發(fā)酵容器中，按比例緩緩加入酶解液，比例為5：1或4：1(計量按鉀長石硅元素含量的不同進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整)。
2、28～30℃密封發(fā)酵靜置催化分解，第10～15天可觀察到鉀長石在液體中有懸浮，15～20天鉀長石溶出物呈現(xiàn)噴濺式氣泡，鉀長石開始裂解，硅膠懸浮物逐步浸入菌液體中，ph值逐步增大。
3、通過靜置，酶促反應(yīng)體系復(fù)分解沉降7～10天，發(fā)酵體系分層將產(chǎn)生上懸浮液為硅膠液，中間絡(luò)合物為硅膠體，底層沉淀物為硅素渣。
四、液體硅肥的制備
濾出酶解發(fā)酵產(chǎn)生的上懸浮液(復(fù)合菌液)即為液體硅肥。
主要成分經(jīng)檢測，上述發(fā)酵體系產(chǎn)生的上層液體部分為硅膠液(黑褐色)，ph值為11(堿性)，有效活菌數(shù)(cfu)≥2億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬as、ca、pb、cr、hg含量指標(biāo)符合ny/t798-2004規(guī)定。
產(chǎn)品特點：本產(chǎn)品是可以完全溶于水的復(fù)合生物液體硅肥料，其水溶性是二氧化硅的萬倍以上，是唯一能被植物直接吸收利用的硅養(yǎng)分。從根本上解決了硅元素的活性、水溶性和枸溶性難的問題，是具有國家標(biāo)準(zhǔn)的單一元素肥料。其主要特點：
(1)適宜葉面噴灑、灌溉、沖施、根外追肥。養(yǎng)分吸收快，肥效好，酶解硅養(yǎng)分呈離子態(tài)，作物可以直接吸收利用。通過微生物的活性，縮短了養(yǎng)分到植物體的運輸距離，利用率可達(dá)100％。
(2)本發(fā)明是硅、鉀復(fù)合型生物肥，能滿足水稻、小麥、甘蔗、玉米及喜硅、喜鉀的果樹、蔬菜等作物特殊性需肥，可根據(jù)土壤養(yǎng)分豐缺狀況及作物對營養(yǎng)元素的需求來確定養(yǎng)分的配比，確定施肥量及噴施次數(shù)，無毒無害。
(3)本發(fā)明以液體硅酸鉀與中微量元素、有機物質(zhì)建立平衡的復(fù)合體系，科學(xué)配合使用可有效提高作物對硅元素及各種營養(yǎng)元素的利用率有助于提高肥效，是用于噴施和灌溉施肥，實現(xiàn)水肥一體化農(nóng)業(yè)新技術(shù)領(lǐng)域的新型肥料。
將本實施例的復(fù)合菌液體肥料1g噴灑到被dobereiner無氮培養(yǎng)基浸濕的石英砂上(每皿放石英砂25g)，測定經(jīng)過5、10、15晝夜所固定的氮量，并以單獨固定菌菌液作為比較、以未噴灑任何菌液的樣品作為對照。結(jié)果參見下表1。
表1
將本實施例的復(fù)合菌液與僅含芽孢磷細(xì)菌培養(yǎng)物分別接種于滅菌的土壤中，經(jīng)過15晝夜的培養(yǎng)，在肉汁蛋白胨瓊脂平板上測定磷細(xì)菌營養(yǎng)細(xì)胞和芽孢數(shù)量的變化情況，結(jié)果記錄于表2。另取未經(jīng)滅菌的土壤，分別接入復(fù)合菌液和單獨的磷細(xì)菌，以不接菌為對照，適溫培養(yǎng)10天，測定各土壤水溶性磷含量，結(jié)果記錄于表3。
表2
表3
※比對照提高183.33％比單獨磷細(xì)菌提高30.8％
五、粉劑硅肥的制備
上述發(fā)酵體系產(chǎn)生的中層絡(luò)合物為硅膠體(棕黃色粘性物)，含有效硅成份為38％，ph值約9.5(堿性)，有效活菌數(shù)(cfu)≥0.5億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬含量指標(biāo)符合ny/t798-2004規(guī)定。
將粉煤灰20份(100目粉劑)、腐植酸20份(100目粉劑)、中層絡(luò)合物60份混合，得到混合物d，在常溫下自然風(fēng)干(含水量為30％)，用100目振動篩過篩得到粉劑硅肥產(chǎn)品。
本產(chǎn)品是一種具有特殊分子結(jié)構(gòu)及顯著生物活性的有機硅鉀復(fù)合肥料。其主要特點：
(1)適宜拌種、苗床、營養(yǎng)缽、育苗，促進(jìn)植物根細(xì)胞有絲分裂，增強光合作用，促進(jìn)蛋白質(zhì)的生物合成。按適當(dāng)配比可施用于苗床和大田底肥，施用方便；
(2)便于多種營養(yǎng)元素的復(fù)配，當(dāng)作營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑和土壤改良劑使用，通過根系及葉片不斷形成碳水化合物，為作物儲備養(yǎng)分；
(3)增加土壤有效硅、腐植酸及有機質(zhì)含量，有效緩解和預(yù)防因農(nóng)藥、除草劑等引起的病蟲害，促進(jìn)各種作物生理代謝，增通植物水脈提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)。
應(yīng)用本實施例的粉劑硅肥(多功能生物有機肥料)作為底肥，對大豆作物進(jìn)行實驗，結(jié)果參見表4。
表4
顯著性：t＝3.74＞t(001)＝2.97
應(yīng)用本實施例的粉劑硅肥(多功能生物有機肥料)對玉米作物進(jìn)行實驗，結(jié)果參見表5。
表5
六、顆粒硅肥的制備
上述發(fā)酵體系產(chǎn)生的底層沉淀部分為硅素渣(灰白色)，ph值約9.5(堿性)，有效活菌數(shù)(cfu)≥0.2億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬含量指標(biāo)符合ny/884-2012規(guī)定。
腐植酸30份(100目粉劑)、草碳30份(100目粉劑)、粘土5份(100目粉劑)、腐熟的蚯蚓糞15份(100目粉劑)，底層硅素渣20份，用攪拌機攪拌均勻，得到混合物e；
將硅素渣風(fēng)干后粉碎100目，與混合物e攪拌并按造粒要求加入3～5％硅膠液，進(jìn)行造粒、烘干、分篩得到顆粒肥產(chǎn)品。其主要特點：
(1)適宜大田農(nóng)作物施底肥、種肥和追肥，也可利于機械設(shè)備的應(yīng)用及大面積施肥作業(yè)，防止n、p、k肥的流失，增加肥效；
(2)緩解重金屬對農(nóng)作物毒害及對土壤的污染，增強植物組織機械強度，抗病害、抗倒伏；
(3)施基肥加液肥噴灑效果更好，硅元素從作物根系到莖葉形成硅質(zhì)層，增強植物對病蟲害的保護(hù)屏障，節(jié)水抗旱、提高植物抗鹽性。
應(yīng)用本實施例的顆粒硅肥(多功能生物有機肥料)對水稻進(jìn)行實驗，結(jié)果參見表6。
表6
表中數(shù)字為三次重復(fù)的平均值，曼著性：f＝1.751.63＞f(0.01)＝9.78
應(yīng)用本實施例的顆粒硅肥(多功能生物有機肥料)對小麥進(jìn)行實驗，結(jié)果參見表7。
表7
實施例2
1、菌種的選擇
a、硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)accc10012；
b、黑曲霉菌(aspergillusniger)，購自哈爾濱正陽河醬油、醋食品廠，其是該廠用于生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、果膠酸的酶制劑的食品級黑曲霉；
c、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)accc11080；
d、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)accc11025；
e、乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)accc11016；
f、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)p-8；
g、釀酒酵母(saccharomycescerevisiae)，購自啤酒廠，為啤酒制備工藝中常用釀酒酵母；
h、鉀細(xì)菌(potassiumbacteria)，按照現(xiàn)有技術(shù)從煙草根際土壤中篩選出，經(jīng)鑒定未發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)鉀細(xì)菌有顯著差異，按照傳統(tǒng)鉀細(xì)菌培養(yǎng)。
2、對上述菌種實行單株發(fā)酵，培養(yǎng)基及發(fā)酵條件參照菌種供應(yīng)商的建議。各菌種可發(fā)酵至活菌數(shù)達(dá)到5～10億/克或5～10億/ml以上濃度，作為種子液。之后將各種子液按照硅酸鹽細(xì)菌(bacillusmucilaginosus)、黑曲霉菌(aspergillusniger)、地衣芽孢桿菌(bacilluslicheniformis)、枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)、乳酸乳球菌(lactoccusllctissubsplactjs)、植物乳桿菌(lactobacillutplantarumholland)、酒精酵母菌(saccharomycescerevisiae)、鉀細(xì)菌(potassiumbacteria)活菌數(shù)約30：25：8：8：8：8：13：8的比例混合，以固含量8％的大豆豆?jié){作為培養(yǎng)液，其中添加約2％的酵母膏，接種混合菌液(接種量約10％)，于30℃厭氧條件下發(fā)酵，發(fā)酵約20天，得到ph值約3.6的酸性發(fā)酵菌液，其中富含多種生物酶、對酶解硅元素具有一定專一性，是高活性生物酶解液(待用)。
3、將鉀長石粉碎至不大于5cm×5cm×5cm的塊狀，加入到步驟2的高活性生物酶解液中，鉀長石與酶液比例為1：5，密封30℃靜置發(fā)酵，第15天可觀察到鉀長石在液體中有懸浮，20天鉀長石溶出物呈現(xiàn)噴濺式氣泡，鉀長石開始裂解，硅膠懸浮物逐步浸入菌液體中，ph值逐步增大。
通過靜置，酶促反應(yīng)體系復(fù)分解沉降約7天，發(fā)酵體系分層將產(chǎn)生上懸浮液為硅膠液，中間絡(luò)合物為硅膠體，底層沉淀物為硅素渣。
4、液體硅肥的制備
濾出酶解發(fā)酵產(chǎn)生的上懸浮液95份，與腐植酸5份混合，28～30℃靜置發(fā)酵2天，濾出液體，即為液體硅肥(復(fù)合菌液)。經(jīng)檢測，上述發(fā)酵體系產(chǎn)生的上層液體部分為硅膠液(黑褐色)，ph值為11～13(堿性)，有效活菌數(shù)(cfu)≥2億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬as、ca、pb、cr、hg含量指標(biāo)符合ny/t798-2004規(guī)定。
將本實施例的復(fù)合菌液與單獨的鉀細(xì)菌分別接種于滅菌的土壤中，以不接菌為對照，適溫培養(yǎng)15天，測定各土壤速效鉀含量，結(jié)果記錄于表8。
表8
5、顆粒硅肥的制備
上述發(fā)酵體系產(chǎn)生的中層絡(luò)合物為硅膠體(棕黃色粘性物)，含有效硅成份約為37.5％，ph值約為10(堿性)，有效活菌數(shù)(cfu)≥0.5億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬含量指標(biāo)符合ny/t798-2004規(guī)定。
上述發(fā)酵體系產(chǎn)生的底層沉淀部分為硅素渣(灰白色)，ph值約為10.5(堿性)，有效活菌數(shù)(cfu)≥0.2億/g，大腸菌群數(shù)≤100個/g，蛔蟲卵死亡率≥95％，重金屬含量指標(biāo)符合ny/884-2012規(guī)定。
將粉煤灰10份(100目粉劑)、腐植酸25份(100目粉劑)、中層絡(luò)合物45份、底層硅素渣20份，混合，造粒、烘干、分篩得到顆粒肥產(chǎn)品。
應(yīng)用本實施例的顆粒硅肥(多功能生物有機肥料)對煙葉進(jìn)行實驗，結(jié)果參見表9。
表9
結(jié)果表明，應(yīng)用本發(fā)明的多功能復(fù)合菌肥，可提高煙葉的產(chǎn)量和改善煙葉的品質(zhì)。