本發(fā)明涉及一種肥料的生產(chǎn)方法。

背景技術：

我國的氮肥生產(chǎn)量和消費量均居世界首位，但肥料利用率低卻是制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。數(shù)據(jù)表示，2011年我國氮肥施用量2400萬噸，因肥料利用率低，氮肥通過揮發(fā)、 淋溶和徑流等途徑損失數(shù)量巨大，直接損失肥料約1000萬噸，折合人民幣約340億元。同時，隨之帶來土壤肥力下降、農(nóng)作物品質降低、環(huán)境污染嚴重等后果。因此提高肥料利用率，降低肥料流失，受到國內(nèi)外農(nóng)業(yè)工作者廣泛的關注。

按原理和工藝的不同，長效氮肥（或緩效氮肥)）可粗分為兩大類：包膜類和非包膜類。聚合物包膜肥料是典型的也是目前國際公認的控效肥料，這類肥料的基本特點是其養(yǎng)分釋放具有較好的調控性，但存在生產(chǎn)成本較高，工藝較為復雜，長效性不穩(wěn)定等問題；改性（型）肥料是一類非包膜肥料，它通過采取某種制造手段，或加入某種添加劑，或加入某種載體，改變水溶性肥料的性質，從而達到控制或延緩肥料中養(yǎng)分釋放的目的。但依然存在添加劑容易被分解，容易流失的問題。

以上兩種緩釋原理都是利用化學技術包覆或者化學添加，都具有一定的化學殘留與污染。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種含有巨大芽孢桿菌的緩釋增效褐藻脲銨氮肥的生產(chǎn)方法，通過生物發(fā)酵將褐藻提取物、功能菌種與脲銨氮肥有機結合，使肥料具有緩釋增效，提質增產(chǎn)的功效。生產(chǎn)工藝穩(wěn)定可控，綠色環(huán)保，適于規(guī)模化生產(chǎn)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種含有巨大芽孢桿菌的緩釋增效褐藻脲銨氮肥的生產(chǎn)方法，其特征在于按照以下步驟進行：

先將尿素顆粒破碎為30～40目的尿素微粒，將尿素微粒、銨態(tài)氮肥、巨大芽孢桿菌菌劑按照質量比20～70:20～70:110混合均勻，經(jīng)輥壓機輥壓成型為片狀，降至常溫后造粒；

所述銨態(tài)氮肥是氯化銨、硝銨磷、硫酸銨和碳酸氫銨中的一種或任意比例的兩種以上；

所述巨大芽孢桿菌菌劑按照以下步驟制備而成：

1）、制備褐藻粉末：將烘干后的褐藻磨成粉末；

2）、制備產(chǎn)品A：褐藻粉末與水按照質量比1～10:100裝入發(fā)酵罐中，在100～150℃條件下滅菌15～35min，得到產(chǎn)品A；

并制備種子液：將巨大芽孢桿菌接種至液體培養(yǎng)基，在25℃～40℃培養(yǎng)20～30小時；巨大芽孢桿菌與培養(yǎng)基之間的體積比為1～10:100；

3）、制備產(chǎn)品B：將種子液加入到產(chǎn)品A中得到產(chǎn)品B，其中種子液與產(chǎn)品A的質量比為1～10:100；

4）、制備產(chǎn)品C：在溫度為25℃～40℃，pH5～9的條件下對產(chǎn)品B進行發(fā)酵，發(fā)酵時間為6～10天，得到產(chǎn)品C；

5）、制備產(chǎn)品D：調整產(chǎn)品C的pH至5.0～6.0，溫度至3～10℃，保存3h～72h，得到產(chǎn)品D；

6）、制備產(chǎn)品E:調整產(chǎn)品D的溫度至25℃～40℃，pH至5～9，然后補充種子液，補充的種子液與產(chǎn)品D的質量比為1～10:100，保存3h～72h，得到產(chǎn)品E；

7）、制備產(chǎn)品F：調整產(chǎn)品E的pH至5.0～6.0，溫度至3～10℃，保存3h～72h，得到產(chǎn)品F；

8）、制備產(chǎn)品G：調整產(chǎn)品F的溫度至25℃～40℃，pH至5～9，然后補充種子液，補充的種子液與產(chǎn)品F的質量比為1～10:100，保存3h～72h，得到產(chǎn)品G；

9）、制備巨大芽孢桿菌菌劑：將產(chǎn)品G干燥成粉末得到巨大芽孢桿菌菌劑。

所述液體培養(yǎng)基按照以下質量比配成：褐藻酸鈉5份、硫酸銨5份、硫酸鎂1份、磷酸氫二鉀2份、硫酸亞鐵0.01份、瓊脂20份和蒸餾水1000份。

步驟2）所述褐藻粉末和水的質量比為4:100；滅菌溫度115℃，滅菌時間25min；制備種子液時，巨大芽孢桿菌接種至液體培養(yǎng)基中，在30℃培養(yǎng)24小時，得到種子液，巨大芽孢桿菌和培養(yǎng)基的體積比例為5:100；步驟3）中，種子液與產(chǎn)品A的質量比為10:100；步驟5）和步驟7）中，溫度為5℃，保存時間為12h。

步驟4）、步驟6）和步驟8）中，溫度為30℃，pH為6.5～7.0；步驟4）發(fā)酵時間為8天；步驟6）和步驟8）保存時間為12h；步驟6）中補充的種子液與產(chǎn)品D的質量比以及步驟8）中補充的種子液與產(chǎn)品F的質量比均為5:100。

步驟5）、步驟6）步驟7）和步驟8）中，調整溫度均為每小時調整3℃。

所述尿素微粒、銨態(tài)氮肥、巨大芽孢桿菌菌劑按照質量比30～50:30～50:1～5。

所述褐藻是指鼠尾藻，銅藻和馬尾藻中的一種或任意比例的兩種以上。

所述巨大芽孢桿菌是巨大芽孢桿菌YIC～BM1，保藏號為CGMCC No.12156。

本發(fā)明具有以下有益技術效果：區(qū)別于現(xiàn)有的緩釋技術，本發(fā)明制備的是一種生物緩釋氮肥。眾所周知，微生物具有調節(jié)土壤理化性質，改良土壤的作用，對氮肥的緩釋增效作用卻關注很少，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)將自主篩選的巨大芽孢桿菌YIC～BM1與脲銨氮肥相結合，表現(xiàn)出明顯的緩控釋作用，明顯減少了氮肥的施用量，提高了肥料的利用率。

1）、本發(fā)明篩選的巨大芽孢桿菌具有較強的生存能力，其生長代謝能夠抑制脲酶的產(chǎn)生

和硝化細菌的繁殖，從而減緩尿素的氨化作用與銨態(tài)氮的硝化作用，使得氮素營養(yǎng)緩慢釋放從而達到緩控釋的作用，提高了肥料的利用率。該工藝相對于化學緩控技術更加環(huán)保，更加長效。

2）、本發(fā)明將褐藻與脲銨氮肥有機結合，褐藻被離解產(chǎn)生的褐藻酸鈉具有很強的保水

保肥的功效，其分子結構含有大量的羧基能夠跟銨根離子結合從而進一步加強了脲銨氮肥的緩控釋作用。

3）、本發(fā)明通過篩選得到一株海洋來源的巨大芽孢桿菌YIC～BM1，具有很強的產(chǎn)纖維

素酶的能力，能夠很容易破壞褐藻細胞壁結構促使胞內(nèi)營養(yǎng)物質的流出。該菌株在發(fā)酵過程中，還可以產(chǎn)生褐藻寡糖等易于植物吸收的次生代謝產(chǎn)物，有促進植物根系發(fā)育，提高作物產(chǎn)量的功效。

4）、本發(fā)明的產(chǎn)品具有較高的有效活菌數(shù)，菌種具有較強的環(huán)境適應能力，能夠在土壤

中大量繁殖，起到緩沖土壤酸堿度，增強作物抗性，改良土壤環(huán)境的作用。

5）、本發(fā)明采用的菌種具有高耐鹽性、耐高溫性，可以直接與復混肥無機鹽復配，克服了傳統(tǒng)菌劑在高鹽環(huán)境長期存放過程中大量死亡的弊端，大大延長了肥料的保質期。而這種高鹽的環(huán)境使得其他雜菌不能生存，極大的降低了雜菌率，保證了肥料的高質量。

6）、本發(fā)明造粒工藝綠色，安全、條件溫和，可以有效降低縮二脲的含量，降低其對作物的毒害作用。

附圖說明

圖1是顯微觀察YIC～BM1菌株的革蘭氏染色及聚集成團現(xiàn)象圖。

圖2基于16SrDNA序列構建的YIC～BM1菌株系統(tǒng)發(fā)育樹示意圖。

圖3是不同溫度對YIC～BM1菌株產(chǎn)酶的影響的示意圖。

圖4是不同pH對YIC～BM1菌株產(chǎn)酶的影響示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實例進一步說明本發(fā)明。

實施例1：

將洗凈烘干后的新鮮鼠尾藻磨成50～60目粉末；

海藻粉末與水按照質量比2:100裝入發(fā)酵罐中，在115℃條件下滅菌30min，得到產(chǎn)品A；并制備種子液：將巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養(yǎng)基培養(yǎng)20小時；所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；所述液體培養(yǎng)基為：海藻酸鈉5g、硫酸銨5g、硫酸鎂1g、磷酸氫二鉀2g、硫酸亞鐵0.01g和蒸餾水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢桿菌YIC～BM1和培養(yǎng)基的體積比例為2:100。將種子液加入到產(chǎn)品A中，其中種子液與產(chǎn)品A的質量比為1:100，得到產(chǎn)品B； 在溫度為20℃，pH5.5～6.0的條件下對產(chǎn)品B進行發(fā)酵，發(fā)酵時間為7天，得到產(chǎn)品C；調整產(chǎn)品C的pH至5.0～6.0，并以每小時20℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存24h，得到產(chǎn)品D；以每小時20℃的溫度變化調整產(chǎn)品D的溫度至20℃，pH至5.5～6.0，然后補充種子液，補充的種子液與產(chǎn)品D的質量比為1:100，保存24h，得到產(chǎn)品E；調整產(chǎn)品E的pH至5.0～6.0，并以每小時20℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存24h，得到產(chǎn)品F；以每小時20℃的溫度變化調整產(chǎn)品F的溫度至20℃，pH至5.5～6.0，然后補充種子液，補充的種子液與產(chǎn)品F的質量比為1:100，保存24h，得到產(chǎn)品G；將產(chǎn)品G干燥后得到巨大芽孢桿菌菌劑；

將尿素顆粒用復合肥專用三軸細碎機破碎為30～40目的尿素微粒。將尿素微粒、氯化銨、巨大芽孢桿菌菌劑按照質量比45:45:10混合均勻，經(jīng)輥壓機輥壓成型為片狀，降至常溫；采用反擊式造粒方式進行造粒得成品。

實施例2：

將洗凈烘干后的新鮮銅藻和新鮮馬尾藻按照質量比1:1復配，磨成50～60目粉末；

海藻粉末與水按照質量比6:100裝入發(fā)酵罐中，在115℃條件下滅菌25min，得到產(chǎn)品A；并制備種子液：將產(chǎn)纖維素酶的巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養(yǎng)基，在35℃培養(yǎng)24小時；所述產(chǎn)纖維素酶的巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；產(chǎn)纖維素酶的巨大芽孢桿菌YIC～BM1和培養(yǎng)基的體積比例為5:100。將種子液加入到產(chǎn)品A中，其中種子液與產(chǎn)品A的質量比為10:100，得到產(chǎn)品B；在溫度為35℃，pH6.0～6.5的條件下對產(chǎn)品B進行發(fā)酵，發(fā)酵時間為8天，得到產(chǎn)品C；調整產(chǎn)品C的pH至5.5～6.0，并以每小時3℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存12h，得到產(chǎn)品D；以每小時3℃的溫度變化調整產(chǎn)品D的溫度至35℃，pH至6.0～6.5，然后補充種子液，補充的種子液與產(chǎn)品D的質量比為6:100，保存12h，得到產(chǎn)品E；調整產(chǎn)品E的pH至5.5～6.0，并以每小時3℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存12h，得到產(chǎn)品F；以每小時3℃的溫度變化調整產(chǎn)品F的溫度至35℃，pH至6.0～6.5，然后補充種子液，補充的種子液與產(chǎn)品F的質量比為6:100，保存12h，得到產(chǎn)品G；將產(chǎn)品G干燥后得到巨大芽孢桿菌菌劑。

將尿素顆粒用復合肥專用三軸細碎機破碎為30～40目的尿素微粒。將尿素微粒、硫酸銨、巨大芽孢桿菌菌劑按照質量比45:45:10混合均勻，經(jīng)輥壓機輥壓成型為片狀，降至常溫；采用反擊式造粒方式進行造粒得成品。

對比例1：

不添加菌劑，海藻不通過發(fā)酵制備的產(chǎn)品

將洗凈烘干后的新鮮鼠尾藻磨成50～60目粉末；將尿素顆粒用復合肥專用三軸細碎機破碎為30～40目的尿素微粒。將尿素微粒、氯化銨、磨好的海藻粉末按照質量比45:45:10混合均勻，經(jīng)輥壓機輥壓成型為片狀，降至常溫；采用反擊式造粒方式進行造粒得成品。

對比例2：

不添加菌劑和海藻的脲銨氮肥

將尿素顆粒用復合肥專用三軸細碎機破碎為30～40目的尿素微粒。將尿素微粒、氯化銨、按照質量比50:50混合均勻，經(jīng)輥壓機輥壓成型為片狀，降至常溫；采用反擊式造粒方式進行造粒得成品。

產(chǎn)品指標檢測結果見表1。

表1：產(chǎn)品檢測結果

結果表明：區(qū)別于傳統(tǒng)的脲銨氮肥，本發(fā)明制備的產(chǎn)品中不僅含有很高含量的有效活菌，而且含有高含量的海藻提取物，包括海藻酸和褐藻寡糖。同時降低了縮二脲的含量。

將產(chǎn)品對春小麥做了相應的肥效對比實驗。

實驗方法：所有處理肥料均一次性施入，均勻撒于小區(qū)表面，深翻上下土 20cm左右，機械播種，出苗后重新確定小區(qū)位置。麥田的常規(guī)管理均同常規(guī)?；瘜W除草、除蟲、合理灌溉、保證充足水分，在P、K同一水平上進行比較。結果如表2所示。

表2：春小麥施肥對比實驗結果

實驗表明：使用實施1樣品的春小麥，提高了農(nóng)作物產(chǎn)量，實現(xiàn)了10%以上的增收，而且增強了農(nóng)作物的抗寒性?？娠@著提高土壤中微生物的含量，有效調節(jié)土壤的pH值，降低了土壤容重，有效改良了土壤性能。

所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；保藏單位名稱是：中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心；保藏單位地址是：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號；保藏日期：2016年3月2日；拉丁文分類命名為：Bacillus megaterium。

所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的生物特性如下：

纖維素培養(yǎng)基：羥甲基纖維素鈉15g，硝酸銨1g，硫酸鎂1g，磷酸二氫鉀2g，瓊脂20g，蒸餾水1000ml。

液體發(fā)酵培養(yǎng)基：羥甲基纖維素鈉10g，蛋白胨3g，酵母粉0.5g，硝酸銨2g，硫酸鎂0.3g，磷酸二氫鉀2g，氯化鈣0.3g，蒸餾水1000ml，pH7.0-7.4。

YIC～BM1菌株在纖維素培養(yǎng)基平板上生長48h后，菌落圓形，白色，表面平整。顯微鏡觀察菌株為革蘭氏陽性，桿狀，能運動，產(chǎn)芽孢。生長溫度范圍20～40℃，PH范圍6-10，NaCl濃度范圍0～20%，菌株最適生長溫度37℃，最適生長pH 7.5。觸酶，氧化酶，半乳糖苷酶陽性，吲哚，VP實驗陰性，不還原硝酸；能夠利用葡萄糖，甘露糖，乳糖，棉子糖，蔗糖，阿拉伯糖，木糖，甘露醇，山梨醇。根據(jù)其生理生化特征，將該菌株鑒定為巨大芽孢桿菌Bacillus megaterium。

圖1看出，YIC～BM1菌株為革蘭氏陽性菌；

圖2看出，YIC～BM1菌株的親緣關系與巨大芽孢桿菌最近；

圖3看出，YIC～BM1菌株的最適產(chǎn)酶溫度為35℃；

圖4看出，YIC～BM1菌株的最佳產(chǎn)酶pH為6.0。