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专利名称：一种复合微生物包膜型肥料

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410164528.6

专利申请（专利权）人：禹农生物技术(白城)有限公司,创想未来生物工程(北京)有限公司
权利人地址：吉林省白城市洮白公路299号

专利发明（设计）人：发明人:冯志凯,陈敏余

专利摘要：本发明涉及一种复合微生物包膜型肥料，其包括钙肥核芯、中间包膜层、微生物层以及外层保护层。所述复合微生物包膜型肥料能够促进植物吸收钙元素，尤其是在常量元素肥过量施用的情况下，植物对钙元素的吸收利用对其抗倒伏性能的提高是有益的。本发明还涉及所述复合微生物包膜型肥料用于促进植物吸收钙元素的用途，以及用于提高植物茎秆抗折力和抗倒伏方面的用途。

主权利要求：
1.一种复合微生物包膜型钙肥，其特征在于，所述复合微生物包膜型钙肥包括：
85?90重量份的钙肥核芯；
12?16重量份的中间包膜层；
9?12重量份的微生物层；
20?25重量份的外层保护层；
所述钙肥包括氯化钙、硫酸钙中的一种或两种；
所述中间包膜层包括生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液和崩解剂，各组分的重量比为5?
10:2?5:1?4:1；
所述微生物层包括淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌，各组分的重量比为1?2:1?2:1?2；
所述外层保护层包括黄腐酸、沸石粉、粘合剂，各组分的重量比为3?6:3?5:1。
2.权利要求1所述的复合微生物包膜型钙肥用于促进植物吸收钙元素的用途，其特征在于，向植物生长的环境施用所述的复合微生物包膜型钙肥；
所述植物为水稻。
3.权利要求1所述的复合微生物包膜型钙肥用于提高植物茎秆抗折力和/或提高植物抗倒伏能力的用途，其特征在于，向植物生长的环境施用所述的复合微生物包膜型钙肥；
所述植物为水稻。 说明书 : 一种复合微生物包膜型肥料技术领域[0001] 本发明属于功能肥料领域，具体涉及一种复合微生物包膜型肥料。背景技术[0002] 农业生产和粮食增收都离不开肥料的使用。但在目前的生产实践中，存在着长期过量施肥的习惯，例如氮、磷、钾等常量元素肥常常被过量施用。长期的过量施肥会对土壤环境和植物带来较为严重的后果，例如，大量使用化肥，土壤由于有机质和腐殖质的缺乏，土壤团粒结构遭到破坏，造成土壤板结；大量使用化肥会导致土壤养分失调，加大了土壤中微量元素的耗竭，会影响作物品质，导致作物质量下降；长期过量使用化肥，会增加种植成本，但不增加农民收入。而且，更重要的是，大量常量元素肥的施用会对植物吸收中微量元素产生拮抗作用，阻碍植物对部分中微量元素的吸收，使植物表现出缺素症状。[0003] 梁正灏的研究论文(减量施肥模式对菠萝生长发育及产量品质的影响)以及俄胜哲等的研究(氮、磷、钾肥对稻米铁、锌、铜、锰、镁、钙含量和产量的影响)均发现，磷肥过量会显著降低水稻钙含量。张亚晨等(简述镁元素对植物的作用)的研究发现，钾可以抑制大豆镁的吸收。[0004] 中国专利申请202111578822.4公开了一种包膜型微生物菌剂，所述包膜型微生物菌剂能够在高浓度的氮磷钾胁迫下，促进植物对镁元素的吸收，进而提高植物的光合作用。但是，该专利所记载的试验显示，所述包膜型微生物菌剂对于植物对钙的吸收完全没有促进作用。[0005] 钙元素在植物的生长、发育、抗逆性等方面发挥着关键作用，是农业生产中不可或缺的营养元素之一。在植物中钙元素扮演着重要的角色，钙参与细胞壁的组成，如果植物缺乏钙，细胞壁无法正常形成，可能会影响细胞结构和功能；钙可以增强作物的抗病能力和生长潜力；钙元素能够促进植物茎杆和根部的坚韧度和强度，使得作物更耐倒伏等。因此，存在提高植物对钙元素有效吸收利用的客观需求，尤其是现阶段常量元素肥过量施肥所导致的植物对中微量元素存在吸收障碍的情况下。发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种复合微生物包膜型钙肥，所述钙肥能够克服过量常量元素肥所造成的植物对钙元素的吸收障碍，能够使植物有效吸收钙元素。即使在过量常量元素肥的胁迫下，植物依然能够有效吸收本发明所述的复合微生物包膜型钙肥，这对提高植物对钙元素的吸收，以及增加植物茎秆的抗折力和增加植物抗倒伏性能来说是有利的。[0007] 因此，本发明一方面涉及一种复合微生物包膜型钙肥，其中，所述复合微生物包膜型钙肥包括：[0008] 80?100重量份的钙肥核芯；[0009] 10?20重量份的中间包膜层；[0010] 8?16重量份的微生物层；[0011] 15?30重量份的外层保护层。[0012] 在本发明优选的实施方式中，所述复合微生物包膜型钙肥优选包括：[0013] 85?90重量份的钙肥核芯；[0014] 12?16重量份的中间包膜层；[0015] 9?12重量份的微生物层；[0016] 20?25重量份的外层保护层。[0017] 在本发明另一优选的实施方式中，所述复合微生物包膜型钙肥优选包括：[0018] 86?88重量份的钙肥核芯；[0019] 14?15重量份的中间包膜层；[0020] 9?10重量份的微生物层；[0021] 22?24重量份的外层保护层。[0022] 在本发明所述的复合微生物包膜型钙肥中，所述钙肥包括氯化钙、硫酸钙中的一种或两种，例如可以是氯化钙或硫酸钙，或者两者一定比例的组合，两者的比例例如可以是1:5至5:1，优选1:3至3:1。优选的，所述钙肥为氯化钙。[0023] 在本发明所述的复合微生物包膜型钙肥中，所述中间包膜层包括生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液和崩解剂。其中：[0024] 所述生物质炭为植物秸秆经干燥粉碎，然后经炭化所获得的物质，所述植物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆等。具体的炭化方法是本领域技术人员所熟知的。在本发明中，植物秸秆优选水稻秸秆，其炭化方法为：将水稻秸秆干燥后切割至其长度小于4cm，然后在350?380℃条件下炭化4?5小时，冷却至室温，磨碎过80目筛，即得生物炭。[0025] 所述复合氨基酸包括半胱氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸和缬氨酸，各组分的重量比为1?2:1?2:1?2:1?2:1?2。[0026] 所述糖蜜废液为甘蔗制糖后的糖蜜废液。[0027] 所述崩解剂为羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠中的一种或两种。[0028] 所述中间包膜层中，生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、崩解剂的重量比为5?10:2?5:1?4:1，优选为6?9:3?4:2?3:1，更优选为8:4:3:1。其中，中间包膜层能够将钙肥与微生物物理隔开；复合氨基酸、糖蜜废液还可以为微生物提供营养物质，而且糖蜜废液由于具有粘性，还可以发挥粘合剂作用，使中间包膜层包覆于钙肥核芯外层；另外，中间包膜层中包含崩解剂成分，当所述的复合微生物包膜型钙肥施用至田间后，在崩解剂作用下，可以使包膜层裂开，利于核芯层钙肥的释放。[0029] 在本发明所述的复合微生物包膜型钙肥中，所述微生物层包括淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌，三者的重量比为1?2:1?2:1?2，例如1:1:1、1:1:2、1:2:1、71:2:2、2:1:1、2:1:2、2:2:1，优选为2:2:1。淡紫拟青霉菌剂中有效活菌数为2×10 ?8×9 8 910cfu/克，寡酚鞘氨醇单胞菌剂中有效活菌数为1×10?7×10cfu/克，巨大芽孢杆菌剂中8 10有效活菌数为5×10?5×10 cfu/克。[0030] 在本发明所述的复合微生物包膜型钙肥中，所述外层保护层包括黄腐酸、沸石粉和粘合剂，三者的重量比为3?6:3?5:1；优选为4?5:3?4:1，例如4:3:1、4:4:1、5:3:1、5:4:1；最优选为5:4:1。所述粘合剂为黄原胶、阿拉伯胶、淀粉中的一种或多种。[0031] 在本发明的复合微生物包膜型钙肥中，所述的复合微生物能够在过量施用常量元素肥的生长环境中，解除过量常量元素对植物吸收中微量元素的胁迫，有效促进植物对钙元素的吸收，也就是说，即使在过量施用常量元素肥的情况下，与不施用微生物相比，施用了所述复合微生物后能够明显增加植物对钙元素的吸收，有效降低过量常量元素肥对植物吸收钙元素的影响，进而提高植物茎秆的抗折力，增加植物抗倒伏性能。所述中间包膜层能够将钙肥与微生物物理隔开，避免微生物与化学肥料直接接触时，化学肥料对微生物的潜在损伤。外层保护层能够最大限度的保护复合微生物层，减少外部环境影响所导致的微生物失活。[0032] 本发明所称的常量元素肥施用过量是指：氮肥亩施用量大于20kg(以N计)，磷肥亩施用量大于10kg(以P2O5计)，钾肥亩施用量大于12kg(以K2O计)，该标准在农业农村部发布的《2022年水稻科学施肥指导意见》基础上根据实际生产习惯调整确定。[0033] 本发明另一方面涉及所述复合微生物包膜型钙肥的制备方法，具体包括如下步骤：[0034] 步骤一：取配方量的钙肥核芯，制备成直径为2?4mm的颗粒；[0035] 步骤二：将配方量的中间包膜层包覆于步骤一制备的钙肥核芯颗粒表面，在包覆过程中可以任选的添加适量水。[0036] 步骤三：将配方量的复合微生物包覆于步骤二制备的颗粒表面，在包覆过程中可以任选的添加适量水。[0037] 步骤四：将配方量的外层保护层包覆于步骤三制备的颗粒表面，干燥后即得本发明所述复合微生物包膜型钙肥。在包覆过程中可以任选的添加适量水。[0038] 本发明另一方面涉及所述的复合微生物包膜型钙肥用于促进植物吸收钙元素的用途，具体为向植物生长的环境中施用所述的复合微生物包膜型钙肥。优选的，所述植物生长环境中常量元素肥的施用是过量的；所述植物包括小麦、水稻等，优选为水稻。[0039] 本发明另一方面涉及所述的复合微生物包膜型钙肥用于提高植物茎秆抗折力和/或提高植物抗倒伏能力的用途，具体为向植物生长的环境施用所述的复合微生物包膜型钙肥。优选的，所述植物生长环境中常量元素肥的施用是过量的；所述植物包括小麦、水稻等，优选为水稻。[0040] 有益效果：[0041] 本发明人研究发现，淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌组成的复合微生物能够在常量元素肥过量施肥的情况下，有效促进植物对钙元素的吸收。[0042] 植物对钙元素的有效吸收，可以提高植物茎秆的抗折力，进而增加植物的抗倒伏性能，这对植物的生长以及增产增收是有利的。[0043] 本发明复合微生物包膜型钙肥颗粒结构合理，其中中间包膜层能够将钙肥与微生物物理隔开，避免微生物与化学肥料直接接触时，化学肥料对微生物的潜在损伤。外层保护层能够最大限度的保护复合微生物层，减少外部环境影响所导致的微生物失活。具体实施方式[0044] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不局限于下述实施例。[0045] 本发明下述实施方式中，所述淡紫拟青霉菌(Paecilomyceslilacinus，ACCC832165)购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，应用的菌剂中有效活菌数为5×10cfu/克；寡酚鞘氨醇单胞菌(Sphingomonasoligophenolica，ACCC19844)购自中国农业微生物9菌种保藏管理中心，应用的菌剂中有效活菌数为1×10cfu/克；巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium，ACCC05578)购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，应用的菌剂中有效活菌9数为8×10cfu/克。[0046] 所述复合氨基酸为等量的半胱氨酸、精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸和缬氨酸组成的复合氨基酸。[0047] 其他原料均通过市售获得。[0048] 如无特殊说明，下述实施例所述的比例均为重量比，份数均为重量份。[0049] 一、制备实施例[0050] 实施例1[0051] 称取8.6kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.5kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面，包覆时先将生物质炭、复合氨基酸以及羧甲基淀粉钠混合均匀，并将糖蜜废液用水稀释制成水溶液，边喷洒糖蜜废液水溶液边将生物质炭、复合氨基酸以及羧甲基淀粉钠的混合物均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌组成的混合菌粉0.9kg(三者的重量比为2:2:1)均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和阿拉伯胶组成的外层保护层2.4kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，包覆时先将黄腐酸与沸石粉混合均匀，并将阿拉伯胶用水稀释制成水溶液，边喷洒阿拉伯胶水溶液边将黄腐酸与沸石粉的混合物均匀包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得本发明的复合微生物包膜型钙肥。[0052] 其中，生物质炭的制备方法为：将水稻秸秆干燥后切割至平均长度约3cm的小段，然后在380℃条件下炭化4小时，冷却至室温，磨碎过80目筛，即得。[0053] 实施例2[0054] 称取8.8kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.4kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌组成的混合菌粉1.0kg(三者的重量比为2:2:1)均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和黄原胶组成的外层保护层2.2kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得本发明的复合微生物包膜型钙肥。[0055] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0056] 实施例3[0057] 称取9.0kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.6kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌组成的混合菌粉0.9kg(三者的重量比为2:2:1)均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和黄原胶组成的外层保护层2.0kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得本发明的复合微生物包膜型钙肥。[0058] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0059] 实施例4[0060] 称取8.5kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.2kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将淡紫拟青霉菌、寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌组成的混合菌粉1.2kg(三者的重量比为2:2:1)均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和阿拉伯胶组成的外层保护层2.5kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得本发明的复合微生物包膜型钙肥。[0061] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0062] 对比例1[0063] 与实施例1相比，不包含微生物层。[0064] 称取8.6kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.5kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和阿拉伯胶组成的外层保护层2.4kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得。[0065] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0066] 对比例2[0067] 与实施例1相比，微生物层仅为淡紫拟青霉，即用等量的淡紫拟青霉替代寡酚鞘氨醇单胞菌和巨大芽孢杆菌。[0068] 称取8.6kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.5kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将淡紫拟青霉菌粉0.9kg均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和阿拉伯胶组成的外层保护层2.4kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得。[0069] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0070] 对比例3[0071] 与实施例1相比，微生物层仅为寡酚鞘氨醇单胞菌，即用等量的寡酚鞘氨醇单胞菌替代淡紫拟青霉和巨大芽孢杆菌。[0072] 称取8.6kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.5kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将寡酚鞘氨醇单胞菌粉0.9kg均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和阿拉伯胶组成的外层保护层2.4kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得。[0073] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0074] 对比例4[0075] 与实施例1相比，微生物层仅为巨大芽孢杆菌，即用等量的巨大芽孢杆菌替代淡紫拟青霉和寡酚鞘氨醇单胞菌。[0076] 称取8.6kg氯化钙，制成平均直径为3mm的颗粒。然后，称取1.5kg中间包膜层(原料为生物质炭、复合氨基酸、糖蜜废液、羧甲基淀粉钠，重量比为8:4:3:1)，均匀包覆于氯化钙颗粒表面。然后，将巨大芽孢杆菌粉0.9kg均匀包覆于制备得到的颗粒表面。然后，将黄腐酸、沸石粉和阿拉伯胶组成的外层保护层2.4kg(三者的重量比为5:4:1)包覆于所得到的颗粒表面，干燥后即得。[0077] 其中，中间包膜层、外层保护层的包覆方法同实施例1。生物质炭的制备方法同实施例1。[0078] 二、钙元素吸收影响[0079] 供试作物：水稻。[0080] 试验方法：选择平整的水稻田，划分成若干小区，每小区面积约20平方米，各小区之间用田埂隔开。各小区分别施用尿素(以N计，折合亩施用量为25kg)、磷酸二氢铵(以P2O5计，折合亩施用量为14kg)和氯化钾(以K2O计，折合亩施用量为18kg)。同时，各处理按照下表1所示施用本发明实施例肥料和对比例肥料，之后浅层混土，移栽水稻，日常田间管理、追肥。每处理重复3次，各小区随机排列。[0081] 在水稻成熟期，各重复采用五点取样法取具有代表性的5株稻茎，于105℃烘箱中杀青10分钟，然后在80℃烘箱中烘至恒重，然后粉碎，置于密封玻璃瓶中，采用硝酸?高氯酸消解，原子吸收光谱法测定稻茎中的钙含量(参照GB5009.92?2016)。3次重复取平均值即为各处理结果，如下表1所示。[0082] 表1各处理稻茎中钙含量测定结果[0083]处理编号 施肥种类 施用量(kg/亩) 钙含量(mg/g)1 实施例1 15 5.352 实施例2 15 4.873 实施例3 15 4.664 实施例4 15 5.205 对比例1 15 2.246 对比例2 15 3.167 对比例3 15 2.738 对比例4 15 3.22[0084] 表1结果显示，本发明的实施例1?4所述的复合微生物包膜型钙肥相较于对比例1?4，能够提高稻茎中的钙含量，这显示出本发明所述的复合微生物包膜型钙肥能够促进水稻对钙元素的吸收。[0085] 另外，在水稻成熟期，各重复采用五点取样法取具有代表性的5株稻茎，利用日本AIKON推拉计RZ?5测定主茎基部第2节间的抗折力，具体为将稻茎横置于支架上，用推拉计垂直向下轻压至节间折断，读数为该节间抗折力。3次重复取平均值即为各处理结果，如下表2所示。[0086] 表2各处理稻茎抗折力测定结果[0087][0088][0089] 表2结果显示，本发明的实施例1?4所述的复合微生物包膜型钙肥相较于对比例1?4，能够提高稻茎的抗折力，这显示出本发明所述的复合微生物包膜型钙肥能够提高水稻的抗倒伏能力。[0090] 上述实施例描述了本发明的方案，本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是对本发明的解释说明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，任何变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

专利地区：吉林

专利申请日期：2024-02-05

专利公开日期：2024-10-15

专利公告号：CN118164795B