專利名稱：一種高效多功能海藻生物肥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效多功能海藻生物肥。
背景技術(shù)：
目前，由于土地長期使用化學(xué)肥料，使生態(tài)環(huán)境、土壤的理化性狀以及土壤微生物群受到了不同程度的破壞，導(dǎo)致農(nóng)作物的品質(zhì)下降。而海藻肥料屬于天然產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的化學(xué)肥料相比，在天然活性、抗逆性、無毒、無污染等方面均具有不可比擬的優(yōu)勢，而且運(yùn)輸方便，施用簡單，有效成分吸收利用率高，對植物生長起著顯著的調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用，是當(dāng)今世界先進(jìn)肥料的代表，也是綠色食品的首選肥料。海藻肥料的生產(chǎn)方法一般可分為化學(xué)水解法(即氫氧化鉀水解法)、物理提取法和 生物發(fā)酵法(即酶降解法)等，還有些海藻肥料生產(chǎn)廠家在海藻工業(yè)的廢棄物中提取生物活性物質(zhì)，再經(jīng)科學(xué)配制而成。目前，世界上絕大部分廠家主要采用化學(xué)水解法生產(chǎn)海藻肥，其最大的劣勢在于強(qiáng)堿高溫會破壞海藻內(nèi)源物質(zhì)的活性，會損失許多營養(yǎng)成分；物理提取法是采用高壓低溫冷卻的工藝達(dá)到海藻細(xì)胞壁破碎的目的，該提取方法優(yōu)于化學(xué)提取法，但目前掌握物理提純技術(shù)的企業(yè)較少，例如南非的kelpak公司。由于提取方法對于產(chǎn)品活性物質(zhì)和營養(yǎng)成分含量的影響極大，因此，海藻肥料最好的生產(chǎn)方法是采用生物發(fā)酵法。生物發(fā)酵法的原理是利用微生物在以海藻等為養(yǎng)分的代謝過程中產(chǎn)生的多種酶，將構(gòu)成海藻的大分子物質(zhì)降解成小分子、水溶性的物質(zhì)，由于發(fā)酵過程沒有化學(xué)水解法的強(qiáng)堿和高溫，也沒有物理提取法的高壓和低溫，因此最大限度完整地保留了海藻中的生物活性物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，同時發(fā)酵法生產(chǎn)海藻肥的最大優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品有效成分的多樣性，且都能被植物吸收利用。世界上在海藻研究開發(fā)及利用方面處于較高水平的國家，主要有日本、美國、英國、加拿大、挪威等。雖然我國自20世紀(jì)50年代起，逐步開始系統(tǒng)地研究海藻的生產(chǎn)開發(fā)及加工利用，但是在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、產(chǎn)品的開發(fā)種類及質(zhì)量上還存在著一定的差距。目前，國內(nèi)已有液體海藻肥、海藻尿素、滸苔海藻肥、海藻葉面肥等海藻肥產(chǎn)品的小規(guī)模生產(chǎn)，但是，這些產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程比較繁瑣、能耗較高，而且產(chǎn)品養(yǎng)分分配不均、鹽分較高等，由于以上幾個缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了海藻肥的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明以海藻為主要原料，經(jīng)微生物發(fā)酵出高效多功能海藻生物肥，該海藻生物肥含有植物可直接吸收利用的18種蛋白質(zhì)氨基酸及對植物生理過程有顯著影響的植物生長物質(zhì)如生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等，還含有維生素、核苷酸、海藻酸、腐殖酸、植物抗逆因子以及植物必需元素N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B等。本發(fā)明一種高效多功能海藻生物肥，原料組分重量份如下海藻發(fā)酵液10-80份、腐植酸5-30份、尿素5-30份、磷酸一銨5-20份、硫酸鉀5_20份、微量元素2_10份；
上述原料除海藻發(fā)酵液外均為市售產(chǎn)品，其中所述尿素中氮的含量為46. 2%，為質(zhì)量百分比；
所述磷酸一銨中氮的含量為11. 0%，五氧化二磷的含量為44%，均為質(zhì)量百分比； 所述硫酸鉀中氧化鉀含量為50%，為質(zhì)量百分比；
所述海藻發(fā)酵液制備所用原料海藻為巨藻、滸苔、馬尾藻、紅藻中的一種或兩種以上； 所述微量元素為銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰中的一種或兩種以上。本發(fā)明高效多功能海藻生物肥，優(yōu)選原料組分重量份如下海藻發(fā)酵液15-60份、腐植酸10-20份、尿素10-20份、磷酸一銨10-15份、硫 酸鉀8_10份、微量元素3_8份。本發(fā)明高效多功能海藻生物肥，最優(yōu)選原料組分重量份如下海藻發(fā)酵液45份、腐植酸15份、尿素15份、磷酸一銨12份、硫酸鉀8份、微量元素5份。本發(fā)明高效多功能海藻生物肥中，所述海藻發(fā)酵液的制備工藝如下
(I)多功能發(fā)酵菌種的篩選和分離
從自然發(fā)酵降解的海藻中篩選和優(yōu)化得到多功能發(fā)酵菌種，主要由細(xì)菌、放線菌和真菌等有益微生物組成，對糖、蛋白質(zhì)、纖維素和有機(jī)物均有很強(qiáng)的分解能力，將菌種經(jīng)平板培養(yǎng)、搖床培養(yǎng)、提純、菌種鑒定，然后進(jìn)行復(fù)壯，作為接種菌種。通過培養(yǎng)試驗(yàn)，分析不同菌種在不同環(huán)境條件下的協(xié)調(diào)共生能力、生長規(guī)律及拮抗作用，確定最佳微生物組合，即生物肥功能菌。(2)海藻生物降解種子液的制備
將經(jīng)過篩選和馴化后的菌株分別進(jìn)行深層發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵液組成按照細(xì)菌放線菌真菌=1:1:1混合，同時在混合發(fā)酵液中添加海藻生物降解所必需的營養(yǎng)源作為海藻生物降解的種子液，營養(yǎng)源按照混合發(fā)酵液重量百分比氮O. 2%-5%、磷2. 5%-10%、鉀1%-6%和微量元素O. 2_5%。海藻種子液中的各組分重量百分比為尿素O. 5-10%、磷酸二氫鉀5-20%、蛋白胨3-5%、含微量元素的鹽3-10%，其余為細(xì)菌、放線菌、真菌發(fā)酵液的混合液。(3)發(fā)酵倉式海藻堆肥法大規(guī)模發(fā)酵處理海藻
將新鮮海藻經(jīng)過破碎后，按照新鮮海藻總重量添加1%_5%的海藻生物降解種子液，經(jīng)一次發(fā)酵、二次發(fā)酵后，將海藻發(fā)酵液過濾，作為制備各類海藻肥的原料。其中，一次發(fā)酵(也稱主發(fā)酵)是從發(fā)酵初期開始，經(jīng)中溫、高溫然后到達(dá)溫度開始下降的整個過程，需要6-12天，本發(fā)明采用的臥式發(fā)酵滾筒設(shè)備主要進(jìn)行厭氧發(fā)酵。二次發(fā)酵(也稱后發(fā)酵)需要20-30天，是堆肥經(jīng)過高溫階段、溫度開始下降直至溫度穩(wěn)定35V -40°C，達(dá)到腐熟階段的過程，這個過程可以利用菌種中的放線菌和真菌，將在一次發(fā)酵中沒有降解好的海藻進(jìn)一步分解，并且可以去除厭氧發(fā)酵過程中的臭氣，使海藻中的有效成分得以完全釋放出來，此階段的發(fā)酵在專設(shè)的倉內(nèi)進(jìn)行，一般把物料堆積到lm-2m的高度進(jìn)行敞開式后發(fā)酵，必要時需要翻堆及通風(fēng)處理。經(jīng)一次發(fā)酵、二次發(fā)酵后，獲得海藻發(fā)酵液過濾作為制備海藻生物肥的原料。本發(fā)明高效多功能海藻生物肥的制備方法如下
以海藻發(fā)酵液為基液與腐植酸、尿素、磷酸一銨、硫酸鉀、微量元素進(jìn)行配伍，混合均勻后進(jìn)行濃縮，經(jīng)低溫烘干制得粉狀或片狀的高效多功能海藻生物肥。本發(fā)明高效多功能海藻生物肥是以海洋植物海藻作為主要原料，采用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，經(jīng)科學(xué)加工制成的生物肥料，以天然的海藻提取液和活性生物菌為主體，其主要成分是從海藻發(fā)酵液中提取的有利于植物生長發(fā)育的天然生物活性物質(zhì)和海藻從海洋中吸收并富集在體內(nèi)的礦質(zhì)營養(yǎng)元素，包括海藻多糖、酚類多聚化合物、甘露醇、甜菜堿、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)(細(xì)胞分裂素、赤霉素、生長素、和脫落酸等)和氮、磷、鉀、及鐵、硼、鑰、碘等微量元素。此外，為增加肥效和肥料的螯合作用，本發(fā)明產(chǎn)品還溶入了適量的腐植酸和適量微量元素，經(jīng)過科學(xué)合理配比而成，具有一肥多效的功能，長期使用可大幅度提高土壤保肥、保水性能，培肥地力，優(yōu)化作物營養(yǎng)條件，提高肥料利用率，增產(chǎn)增收。本發(fā)明的高效多功能海藻生物肥與傳統(tǒng)肥料相比，具有以下優(yōu)良效果
(I)肥料養(yǎng)分全面均衡，能夠刺激植物生長，促進(jìn)作物早熟
本發(fā)明高效多功能海藻生物肥的核心物質(zhì)是純天然海藻提取物，經(jīng)生物發(fā)酵處理后仍然保留了天然活性成分，含有大量的非含氮有機(jī)物、鉀、鎂、鋅等四十余種礦質(zhì)營養(yǎng)元素和豐富的維生素，特別含有海藻中所特有的海藻多糖、高度不飽和的脂肪酸和多種植物生長調(diào)節(jié)劑，具有很高的生物活性，能夠刺激作物生長，促進(jìn)作物早熟，增產(chǎn)效果顯著。

(2)改良土壤，培肥地力，促進(jìn)作物根系發(fā)育
本發(fā)明產(chǎn)品中的海藻提取物結(jié)合腐殖酸鹽，能增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使保水能力提高10倍，粘聚力提高7倍，同時可以活化土壤中的微量元素，修正土壤肥力，促進(jìn)根系發(fā)達(dá)，增強(qiáng)植物根部從土壤中吸收養(yǎng)分的能力。(3)提高作物抗旱、抗?jié)?、抗倒伏、防凍等抗逆能力，增產(chǎn)效果顯著
海藻肥具有抗病功效的直接原因在于海藻中含有的特殊種類有機(jī)物質(zhì)，它可以調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)和葉綠體的滲透壓，保護(hù)一系列酶在植物受病傷害的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為活躍的抵抗性化學(xué)物質(zhì)，增強(qiáng)抗蟲、抗病菌能力。本發(fā)明產(chǎn)品中的酚類多聚物與甜菜堿調(diào)節(jié)細(xì)胞液及葉綠體的滲透壓，保護(hù)一系列酶在植物受旱、寒、蟲病傷害的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為活躍的抵抗性化學(xué)物質(zhì)，有較強(qiáng)的抗蟲、抗真菌、抗線網(wǎng)蟲、抗蚜蟲和抗寒抗旱能力，提高作物存活率，增產(chǎn)效果顯著。(4)提高肥料利用率，綠色環(huán)保無污染，環(huán)境效益顯著
本發(fā)明的海藻生物肥可抑制作物對亞硝酸鹽等有害物質(zhì)的吸收，使作物真正達(dá)到綠色無公害，又可彌補(bǔ)單施化肥所造成的養(yǎng)分單一、易被土壤固定和易淋失的缺點(diǎn)，起到減少化肥損失，有利于提高肥料利用率，綠色環(huán)保無污染，環(huán)境效益顯著。經(jīng)多次田間試驗(yàn)表明，本發(fā)明產(chǎn)品對玉米、水稻、小麥、大豆等糧食作物，特別是對棉花、煙草等經(jīng)濟(jì)作物有更大的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限如此。實(shí)施例I :制備高效多功能海藻生物肥
(I)制備海藻種子液
將經(jīng)過篩選和馴化后的菌株分別進(jìn)行深層發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵液組成按照細(xì)菌放線菌真菌=1:1:1混合，同時在混合發(fā)酵液中添加尿素、磷酸二氫鉀、蛋白胨、硝酸鈉和含微量元素的鹽，微量元素選自銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰，混合均勻后形成海藻種子液.
海藻種子液中的各組分重量百分比為尿素O. 5_10%、磷酸二氫鉀5_20%、蛋白胨3_5%、含微量元素的鹽3-10%，其余為細(xì)菌、放線菌、真菌發(fā)酵液的混合液。
(2)制備海藻生物肥
將新鮮海藻經(jīng)過破碎后，按照新鮮海藻總重量添加1%_5%的海藻生物降解種子液，經(jīng)一次發(fā)酵、二次發(fā)酵，然后將海藻發(fā)酵液過濾，作為制備海藻肥的原料。其中，一次發(fā)酵采用臥式發(fā)酵滾筒，為6-12天，二次發(fā)酵為20-30天，經(jīng)厭氧發(fā)酵的降解及有氧發(fā)酵的進(jìn)一步降解及除臭后，將海藻發(fā)酵液過濾，向處理好的發(fā)酵液中加入腐植酸、尿素、磷酸二氫鉀、硫酸鉀、微量元素，混合均勻后進(jìn)行濃縮、低溫烘干，即得海藻生物肥。其中，各組分重量配比為海藻發(fā)酵液45份、腐植酸15份、尿素15份、磷酸一銨12份、硫酸鉀8份、微量元素5份；微量元素為銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰的等比例混合物，海藻為巨藻、滸苔的混合物。 實(shí)施例2 :制備高效多功能海藻生物肥
海藻種子液及海藻發(fā)酵液的制備同實(shí)施例1，海藻生物肥中各組分重量份如下
海藻發(fā)酵液50份，腐植酸12份，尿素15份，磷酸一銨10份，硫酸鉀8份，微量元素5份；微量元素為銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰的等比例混合物，海藻為巨藻、滸苔的混合物。實(shí)施例3 :制備高效多功能海藻生物肥
海藻種子液及海藻發(fā)酵液的制備同實(shí)施例1，海藻生物肥中各組分重量份如下海藻發(fā)酵液27份，腐植酸20份，尿素20份，磷酸一銨15份，硫酸鉀10份，微量元素8份；微量元素為銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰的等比例混合物，海藻為巨藻、滸苔的混合物。對比例普通氯化鉀復(fù)合肥，總養(yǎng)分為54%，氮磷鉀含量分別為18%、18%、18%，史丹利化肥股份有限公司生產(chǎn)。本發(fā)明以上實(shí)施例1-3和對比例的應(yīng)用效果如下
公司將試驗(yàn)設(shè)在山東省泰安市祝陽鎮(zhèn)橫嶺村，土壤類型為棕壤，土壤養(yǎng)分含量有機(jī)質(zhì)10. 25g/kg,堿解氮 90mg/kg,速效磷 12. 4 mg/kg,速效鉀 89 mg/kg。小麥品種為濟(jì)麥22。試驗(yàn)小區(qū)面積為20平方米，設(shè)6個處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)小區(qū)為長方形，四周設(shè)保護(hù)行，施肥量為750kg/hm2,小區(qū)施肥量為I. 5kg, 2/3基施，1/3于追施。對比例采用普通氯化鉀復(fù)合肥，總養(yǎng)分為54%，氮磷鉀含量分別為18%、18%、18%，史丹利化肥股份有限公司生產(chǎn)。表I小麥生物學(xué)性狀與產(chǎn)量
^SS^千粒重^Wi增產(chǎn)
處理
(cm) Cg)(kg/hm2)(%)
~對比例 18-18-1875.06 cC37.22 cC7818. 45 cC——
實(shí)施例 I梅藻生物肥84.68 ak40.01 aA8812. 25 aA12. T
實(shí)施例 2梅藻生物肥82. 56 ah39.87 aA8779. 24 aA12.3
實(shí)施例 3梅藻生物肥79.37 ah38. 39 aA8461. 21 aA8. 2
從表I可以看出，對比例的株高為75. 06 cm，海藻生物肥處理的實(shí)施例，其小麥株高、千粒重均顯著高于對比例，實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3分別比對比例增產(chǎn)12. 7%、12. 3%、8. 2%。由于株高代表小麥的營養(yǎng)生長狀況，千粒重則是生殖生長的反映，因此，海藻生物肥能夠促進(jìn)小麥的營養(yǎng)生長，而海藻生物肥中所含的微量元素可促進(jìn)生殖生長。與同等養(yǎng)分的普通復(fù)合肥相比，海藻生物肥處理能顯著增加小麥的株高、千粒重和產(chǎn)量，小麥可增產(chǎn)8. 2% 12. 7%，增產(chǎn)效果顯著。本發(fā)明產(chǎn)品具有營養(yǎng)均衡、肥效快、抗逆性強(qiáng)、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)等多種功能，不 僅做到了用地養(yǎng)地結(jié)合，而且增產(chǎn)、高效、無污染，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及生產(chǎn)綠色食品的新型肥料，值得推廣。
權(quán)利要求
1.一種高效多功能海藻生物肥，其特征在于原料組分重量份如下海藻發(fā)酵液10-80份、腐植酸5-30份、尿素5-30份、磷酸一銨5-20份、硫酸鉀5_20份、微量元素2_10份； 上述原料除海藻發(fā)酵液外均為市售產(chǎn)品，其中 所述尿素中氮的含量為46. 2%，為質(zhì)量百分比； 所述磷酸一銨中氮的含量為11. 0%，五氧化二磷的含量為44%，均為質(zhì)量百分比； 所述硫酸鉀中氧化鉀含量為50%，為質(zhì)量百分比； 所述海藻發(fā)酵液制備所用原料海藻為巨藻、滸苔、馬尾藻、紅藻中的一種或兩種以上； 所述微量元素為銅、鐵、錳、鋅、硼、鑰中的一種或兩種以上。
2.如權(quán)利要求I所述高效多功能海藻生物肥，其特征在于原料組分重量份如下海藻發(fā)酵液15-60份、腐植酸10-20份、尿素10-20份、磷酸一銨10-15份、硫酸鉀8_10份、微量兀素3-8份。
3.如權(quán)利要求I或2所述高效多功能海藻生物肥，其特征在于原料組分重量份如下海藻發(fā)酵液45份、腐植酸15份、尿素15份、磷酸一銨12份、硫酸鉀8份、微量元素5份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效多功能海藻生物肥，涉及復(fù)合肥料技術(shù)領(lǐng)域。其以海藻發(fā)酵液10-80份、腐植酸5-30份、尿素5-30份、磷酸一銨5-20份、硫酸鉀5-20份、微量元素2-10份為原料，經(jīng)混合、濃縮、低溫烘干獲得高效多功能海藻生物肥。本發(fā)明生物肥能夠加快農(nóng)作物的光合作用、增強(qiáng)抗病能力及抗旱能力、從而提高作物產(chǎn)量，還能改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤保水保肥能力，值得大力推廣。
文檔編號C05G3/00GK102765995SQ20121029095
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者周麗, 解學(xué)仕, 趙玉平, 陳大印, 高進(jìn)華 申請人:史丹利化肥股份有限公司