一种具有除草功能的生物复合肥料及其制备方法与流程

1.本发明涉及生物农药领域，特别涉及一种具有除草功能的生物复合肥料及其制备方法。


背景技术：

2.化学农药的开发使用已有上百年的历史，其为农业增产农作物丰收做出了巨大的贡献，在社会发展方面发挥了不可磨灭的作用。但是，传统化学农药具有毒性大，使用后，易造成化学残留的问题。
3.生物农药是利用生物活体或由生物产生的活性成分，以及化学合成的具天然化合物结构的物质，制备出的可防治植物病虫害和杂草以及调节植物生长的制剂。与化学农药相比，生物农药具有环境兼容性好的优点，其可在自然界中分解为无毒物质。而且植物源农药具有不富集、无污染，对人畜安全，病虫不易产生抗药性，安全性高，选择性好的特点，是未来农药的发展方向。
4.但是，现有技术中，农药大多功能单一，只有杀虫、除草或施肥这一种功能，即使有多重功能的复合农药，也大多是同时起作用，没有时间间隔，例如将除草与施肥两种功能结合，若两个功能同时起作用，则会相互抵触，其肥料会被杂草所吸收，促进杂草生长，降低除草剂的除草效果，最终影响农作物的产量。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种具有除草功能的生物复合肥料，其兼具有除草及施肥两种功能，且两种功能之间有时间间隔，在除草后，肥料才发挥作用，从而提升农作物的产量。
6.为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供一种具有除草功能的生物复合肥料，包括：以肥料为核心的芯材；以可生物降解材料海藻酸钠为外壳的壁材；其中，芯材与壁材的质量比为1:1.5～2；以及将壁材外壁完全包覆的生物除草剂。
7.作为优选，生物除草剂为细菌源除草剂，细菌源除草剂为嘴突凸脐蠕孢菌或尖角突脐孢菌。
8.作为优选，肥料为有机肥料。
9.作为优选，有机肥料经酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糖醛渣中的一种或多种经堆肥组成。
10.作为优选，有机肥料为经功能菌发酵的人工堆肥有机肥料。
11.本发明的第二目的是提供一种上述的具有除草功能的生物复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
12.将酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糖醛渣中的一种或多种的堆肥原料经功能菌堆肥后制成有机肥料原料；将所述有机肥料原料进行高温灭菌、粉碎、分筛处理，然后进行造粒，得有机肥料颗粒；
13.将有机肥料颗粒与海藻酸钠混合后经成型剂成型后制成微胶囊载体；
14.将微胶囊载体投入细菌培养液中，使微胶囊载体表面涂覆满细菌培养液，制得涂满细菌培养液的微胶囊载体；
15.在涂满细菌培养液的微胶囊载体表面种植培养细菌源除草剂，使细菌源菌落将微胶囊载体包覆，制得具有除草功能的生物复合肥料。
16.作为优选，制作有机肥料颗粒的具体步骤为将堆肥原料100份，生石灰2～2.5份混合均匀完成发酵物料配制；之后将功能菌解淀粉芽孢杆菌0.2～0.3份均匀地洒在配制好的发酵物料上；然后将接上菌种的物料混合均匀，建成条垛；再将条垛发酵两月后，制成有机肥料原料；最后将有机肥料原料高温灭菌，经粉碎机粉碎后再经1～2mm的滚筒筛进行筛选，经造粒后得到有机肥料颗粒。
17.作为优选，制成微胶囊载体的具体步骤为将有机肥料颗粒均匀分散于质量分数为0.2％的氯化钙悬浊液中，将海藻酸钠溶解于蒸馏水中制成海藻酸钠溶液，在搅拌加热状态下将海藻酸钠溶液滴加至氯化钙悬浊液中，滴加完成后，关闭加热，以100～150rpm的速度继续搅拌30～60min，制得微胶囊载体；其中，有机肥料颗粒与海藻酸钠的质量比为1：1.5～2。
18.作为优选，细菌培养液包括蛋白胨10～12份，牛肉膏13～15份，nacl 15份，蒸馏水1000份。
19.作为优选，细菌培养液还包括琼脂13～15份。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.本发明公开的具有除草功能的生物复合肥料以有机肥料作为核心，在其外包裹具有生物降解性的海藻酸钠壳体，之后，在海藻酸钠壳体表面包覆生物除草剂，在生物除草剂将杂草除去后，其缓慢消失，之后海藻酸钠壳体经生物降解后，其核心的有机肥料被释放，达到施肥的效果。与现有技术中，农药效果单一相比，本发明的复合肥料在一次投用后，兼具有除草及施肥的作用，而且除草与施肥之间有时间间隔，避免了除草过程中，肥料对杂草的生长促进作用，抑制除草剂的除草效果，其解决了不同农药之间在较短时间内同时施用会相互影响的问题。
具体实施方式
22.为了理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明。以下所述仅为本发明较好的实施例，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
23.本发明提供的具有除草功能的生物复合肥料通过如下所述的方法制备：
24.s1将酒糟、醋糟、木薯渣、糖渣、糖醛渣中的一种或多种的堆肥原料100份，生石灰2～2.5份混合均匀完成发酵物料配制；之后将功能菌解淀粉芽孢杆菌0.2～0.3份均匀地洒在配置好的发酵物料上，然后将接上菌种的物料混合均匀，建成条垛；再将条垛发酵两月后，制成有机肥料原料；在2个月的发酵过程中，需保持通风，并不时翻堆；最后将有机肥料原料经高温灭菌，经粉碎机粉碎后再经1～2mm的滚筒筛进行筛选，经造粒后得到有机肥料颗粒。其中，功能菌解淀粉芽孢杆菌已公开，其为保藏编号为cgmcc no.8143的解淀粉芽孢
杆菌。
25.在本发明中，优选酒糟、醋糟、木薯渣等作为肥料的原料，一方面，这些原料中含有丰富的磷、钾等无机元素及戊糖、总糖等成分，是极好的有机肥源，其可以为绿色农业生产提供有机环境，具有较高的经济效益。另一方面，利用酒糟等堆肥能够利用腐烂的酒糟，变废为宝，解决了环境问题，具有良好的环保效益和社会效益。在本发明中，采用此法堆肥，与酒糟自然堆肥相比，本发明采用堆肥菌人工堆肥，发酵程度易掌控，不易出现未腐熟或腐熟过度的情况，发酵时间短，最终制得的有机肥料颗粒发酵程度好。
26.s2将有机肥料颗粒均匀分散于质量分数为0.2％的氯化钙悬浊液中，在搅拌加热状态下，将海藻酸钠溶解于蒸馏水中，制成海藻酸钠溶液，其中，海藻酸钠在海藻酸钠溶液中的质量浓度为4％，之后以3～5滴/s的滴加速度将将海藻酸钠溶液滴加至300～400rpm的搅拌速速，60～70℃的搅拌温度的氯化钙悬浊液中，滴加完成后，关闭加热，以100～150rpm的速度继续搅拌30～60min，制得微球载体；其中，有机肥料颗粒和海藻酸钠的质量比为1:1.5～2。
27.s3将微胶囊载体投入细菌培养液中，使微胶囊载体表面涂覆满细菌培养液，制得涂满细菌培养液的微胶囊载体；其中，细菌培养液由10～12份蛋白胨，13～15份牛肉膏，15份nacl，1000份蒸馏水组成，该细菌培养液可为细菌培养提供足量的碳源及氮源，能够满足细菌的生长。
28.在一些实施例中，细菌培养液中还包括13～15份琼脂，加入琼脂后，细菌培养液变为半流体培养液，将微胶囊载体投入到细菌培养液中，因其为半流体培养液，在将微胶囊载体投入细菌培养液后，使细菌培养液更容易涂覆于微胶囊载体表面，其将更有利于菌株生长，使菌株形成的菌落更好的在微胶囊载体表面覆盖。
29.s4在涂满细菌培养液的微胶囊载体表面种植培养细菌源除草剂，使细菌源菌落将微胶囊载体包覆，制得具有除草功能的生物复合肥料，其中，细菌源杀虫剂为已公开的嘴突凸脐蠕孢菌或尖角突脐蠕孢菌，嘴突凸脐蠕孢菌为保藏编号为gdmcc no:60535的嘴突凸脐蠕孢菌y9511，其对千金子的致病力强，而对水稻等作物安全；尖角突脐蠕孢菌为保藏编号为为gdmcc no:60513的尖角突脐孢菌x27
‑
uv 148，该菌对稗草的致病力强，可用于稻田稗草的生物防治。
30.本发明通过上述实施方法制备的具有除草功能的生物复合肥料，其兼具有除草及施肥的功能，且除草及施肥之间存在时间间隔，能够有效的避免两种农药之间的相互影响。在使用该复合肥料时，微胶囊表面的生物除草剂首先发挥作用，将田间生长杂草杀灭，之后生物除草剂逐渐消耗损失，露出以有机肥料为芯材，海藻酸钠为壁材的微胶囊肥料，海藻酸钠具有生物降解性，在除草细菌消耗露出海藻酸钠后，海藻酸钠逐渐被降解，最终露出芯材有机肥料，其有机肥料得以释放，实现了田间施肥的作用，该具有除草功能的生物复合肥料通过逐步释放，实现了除草以及施肥的双重作用，且两者存在时间间隔，避免了两者的相互影响，一方面，肥料并不会在除草时期对杂草有促进生长的作用，影响除草效果，另一方面，除草剂在施肥时也不会影响农作物的生长。此外，在除草后，有机肥料释放，避免了重复操作，节省了人力成本，而且，两者之间基本无空白期，可使肥料完全作用于农作物，本发明相比于两次施用农药，不会出现因两次施药间隔过短，除草剂未完全失效，杂草未完全去除，使肥料作用于杂草的情况，也不会出现因两次施药间隔过长，已有新的杂草生长，使肥料作
用于杂草的情况。
31.此外，本发明首先采用细菌源除草剂，有无化学残留，安全性高的优点，其次海藻酸钠壳体具有生物降解性，也不会有土地残留问题，最后，以有机肥料为核心，相比于无机肥料，其生物质中所含有的营养物质更为丰富，肥料作用过程更为温和，所用肥料均为可降解物质，不会出现化学残留富集的问题。
32.本文将在下述具体实施例中进行更详尽的描述，并通过具体实施例及对比例的除草效果测试及生长效果对比，对该具有除草功能的生物复合肥料的优点进行阐述。
33.实施例1
34.s11将100份酒糟、醋糟作为堆肥原料100份，生石灰2份混合均匀完成发酵物料配制；之后将功能菌解淀粉芽孢杆菌0.2份均匀地洒在配置好的发酵物料上，然后将接上菌种的物料混合均匀，建成条垛；再将条垛发酵两月后，制成有机肥料原料；在2个月的发酵过程中，需保持通风，并不时翻堆；最后将有机肥料原料经高温灭菌，经粉碎机粉碎后再经1～2mm的滚筒筛进行筛选，经造粒后得到有机肥料颗粒。其中，功能菌解淀粉芽孢杆菌已公开，其为保藏编号为cgmcc no.8143的解淀粉芽孢杆菌。
35.s12将有机肥料颗粒均匀分散于质量分数为0.2％的氯化钙悬浊液中，在搅拌加热状态下，将海藻酸钠溶解于蒸馏水中，制成海藻酸钠溶液，其中，海藻酸钠在海藻酸钠溶液中的质量浓度为4％，之后以3滴/s的滴加速度将将海藻酸钠溶液滴加至300rpm的搅拌速速，60℃的搅拌温度的氯化钙悬浊液中，滴加完成后，关闭加热，以100rpm的速度继续搅拌30min，制得微球载体；其中，有机肥料颗粒和海藻酸钠的质量比为1:1.5。
36.s13将微胶囊载体投入细菌培养液中，使微胶囊载体表面涂覆满细菌培养液，制得涂满细菌培养液的微胶囊载体；其中，细菌培养液由10份蛋白胨，13份牛肉膏，15份nacl，1000份蒸馏水组成。
37.s14在涂满细菌培养液的微胶囊载体表面种植培养细菌源除草剂，使细菌源菌落将微胶囊载体包覆，制得具有除草功能的生物复合肥料，其中，细菌源杀虫剂为已公开的嘴突凸脐蠕孢菌，其保藏编号为gdmcc no:60535的嘴突凸脐蠕孢菌y9511。
38.实施例2
39.s21以100份木薯渣及糖渣作为堆肥原料，生石灰2.3份混合均匀完成发酵物料配制；之后将功能菌解淀粉芽孢杆菌0.25份均匀地洒在配置好的发酵物料上，然后将接上菌种的物料混合均匀，建成条垛；再将条垛发酵两月后，制成有机肥料原料；在2个月的发酵过程中，需保持通风，并不时翻堆；最后将有机肥料原料经高温灭菌，经粉碎机粉碎后再经1～2mm的滚筒筛进行筛选，经造粒后得到有机肥料颗粒。其中，功能菌解淀粉芽孢杆菌已公开，其为保藏编号为cgmcc no.8143的解淀粉芽孢杆菌。
40.s22将有机肥料颗粒均匀分散于质量分数为0.2％的氯化钙悬浊液中，在搅拌加热状态下，将海藻酸钠溶解于蒸馏水中，制成海藻酸钠溶液，其中，海藻酸钠在海藻酸钠溶液中的质量浓度为4％，之后以4滴/s的滴加速度将将海藻酸钠溶液滴加至350rpm的搅拌速速，65℃的搅拌温度的氯化钙悬浊液中，滴加完成后，关闭加热，以120rpm的速度继续搅拌50min，制得微球载体；其中，有机肥料颗粒和海藻酸钠的质量比为1:1.7。
41.s23将微胶囊载体投入细菌培养液中，使微胶囊载体表面涂覆满细菌培养液，制得涂满细菌培养液的微胶囊载体；其中，细菌培养液由11份蛋白胨，14份牛肉膏，15份nacl，
1000份蒸馏水组成。
42.s24在涂满细菌培养液的微胶囊载体表面种植培养细菌源除草剂，使细菌源菌落将微胶囊载体包覆，制得具有除草功能的生物复合肥料，其中，细菌源杀虫剂为已公开的嘴突凸脐蠕孢菌，其保藏编号为gdmcc no:60535的嘴突凸脐蠕孢菌y9511。
43.实施例3
44.s31以100份糖醛渣作为堆肥原料，生石灰2.5份混合均匀完成发酵物料配制；之后将功能菌解淀粉芽孢杆菌0.3份均匀地洒在配置好的发酵物料上，然后将接上菌种的物料混合均匀，建成条垛；再将条垛发酵两月后，制成有机肥料原料；在2个月的发酵过程中，需保持通风，并不时翻堆；最后将有机肥料原料经高温灭菌，经粉碎机粉碎后再经1～2mm的滚筒筛进行筛选，经造粒后得到有机肥料颗粒。其中，功能菌解淀粉芽孢杆菌已公开，其为保藏编号为cgmcc no.8143的解淀粉芽孢杆菌。
45.s32将有机肥料颗粒均匀分散于质量分数为0.2％的氯化钙悬浊液中，在搅拌加热状态下，将海藻酸钠溶解于蒸馏水中，制成海藻酸钠溶液，其中，海藻酸钠在海藻酸钠溶液中的质量浓度为4％，之后以5滴/s的滴加速度将将海藻酸钠溶液滴加至400rpm的搅拌速速，70℃的搅拌温度的氯化钙悬浊液中，滴加完成后，关闭加热，以150rpm的速度继续搅拌60min，制得微球载体；其中，有机肥料颗粒和海藻酸钠的质量比为1:2。
46.s33将微胶囊载体投入细菌培养液中，使微胶囊载体表面涂覆满细菌培养液，制得涂满细菌培养液的微胶囊载体；其中，细菌培养液由12份蛋白胨，15份牛肉膏，15份nacl，13份琼脂，1000份蒸馏水组成。
47.s34在涂满细菌培养液的微胶囊载体表面种植培养细菌源除草剂，使细菌源菌落将微胶囊载体包覆，制得具有除草功能的生物复合肥料，其中，细菌源杀虫剂为已公开的嘴尖角突脐蠕孢菌，其为保藏编号为gdmcc no:60513的尖角突脐孢菌x27
‑
uv 148。
48.实施例4
49.s41以100份糖醛渣作为堆肥原料，生石灰2.5份混合均匀完成发酵物料配制；之后将功能菌解淀粉芽孢杆菌0.3份均匀地洒在配置好的发酵物料上，然后将接上菌种的物料混合均匀，建成条垛；再将条垛发酵两月后，制成有机肥料原料；在2个月的发酵过程中，需保持通风，并不时翻堆；最后将有机肥料原料经高温灭菌，经粉碎机粉碎后再经1～2mm的滚筒筛进行筛选，经造粒后得到有机肥料颗粒。其中，功能菌解淀粉芽孢杆菌已公开，其为保藏编号为cgmcc no.8143的解淀粉芽孢杆菌。
50.s42将有机肥料颗粒均匀分散于质量分数为0.2％的氯化钙悬浊液中，在搅拌加热状态下，将海藻酸钠溶解于蒸馏水中，制成海藻酸钠溶液，其中，海藻酸钠在海藻酸钠溶液中的质量浓度为4％，之后以5滴/s的滴加速度将将海藻酸钠溶液滴加至400rpm的搅拌速速，70℃的搅拌温度的氯化钙悬浊液中，滴加完成后，关闭加热，以150rpm的速度继续搅拌60min，制得微球载体；其中，有机肥料颗粒和海藻酸钠的质量比为1:1.6。
51.s43将微胶囊载体投入细菌培养液中，使微胶囊载体表面涂覆满细菌培养液，制得涂满细菌培养液的微胶囊载体；其中，细菌培养液由12份蛋白胨，15份牛肉膏，15份nacl，15份琼脂，1000份蒸馏水组成。
52.s44在涂满细菌培养液的微胶囊载体表面种植培养细菌源除草剂，使细菌源菌落将微胶囊载体包覆，制得具有除草功能的生物复合肥料，其中，细菌源杀虫剂为已公开的嘴
尖角突脐蠕孢菌，其为保藏编号为gdmcc no:60513的尖角突脐孢菌x27
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uv 148。
53.本发明按照下述的实验方法进行测试
54.1.实验组别设置
55.(1)实施例1得到的具有除草功能的生物复合肥料；
56.(2)实施例2得到的具有除草功能的生物复合肥料；
57.(3)实施例3得到的具有除草功能的生物复合肥料；
58.(4)实施例4得到的具有除草功能的生物复合肥料；
59.(5)对比例1：空白对照组；
60.(6)对比例2：同时施加实施例1获得的嘴突凸脐蠕孢菌除草剂及有机肥料颗粒；
61.(7)对比例3：首先施加实施例1获得的嘴突凸脐蠕孢菌除草剂，20天后施加有机肥料颗粒。
62.2.实验材料
63.水稻种子为软华优6100(购于广州华农大种业有限公司)。
64.3.实验设计
65.按照田间药效准则(gb/t 17980.30
‑
2000)进行，小区面积20m
×
30m，所有小区的栽培条件均保持一致。于同一时间进行播种，并于水稻二叶一心期，选择无风且空气湿度较大的时间(避开早上和晚上)，采用抛洒的方式施药，分别于药后7d，15d，30d后观察田间杂草情况及水稻生长情况。
66.于施药7d，15d后调查株防效，施药30d后调查株防效和鲜重防效。根据调查结果数据，按式(1)计算各实施例及对比例的株防效及鲜重防效(％)。
67.r1(％)＝(x0‑
x1)/x0×
100
ꢀꢀꢀ
(1)
68.(1)式中：r1为杂草生长抑制率，x0为空白对照组的株数或鲜质量，x1为处理的株数或鲜重。
69.通过采样后水稻鲜重质量对比植物生长情况。根据调查结果数据，按式(2)计算各实施例及对比例的水稻生长情况。
70.r2(％)＝(y0‑
y1)/y0×
100
ꢀꢀꢀ
(2)
71.(2)式中：r2为水稻植株的生长情况(％)，y0为空白对照组的鲜重质量，y1为处理的鲜重质量。
72.4.实验结果
73.表1为不同处理对杂草千金子或稗草的防控效果及水稻的生长情况。
74.[0075][0076]
由表1可以看出，通过实施例的数据可以看出，本发明提供的具有除草功能的生物复合肥料有良好的除草效果，通过对比实施例及对比例2，本发明提供的复合肥料在7d，15d及30d的除草效果均要优于对比例2，且水稻生长情况也存在相同的情况，表明植物能够在除草剂发挥作用将杂草处理掉绝大多数后，其肥料才发挥作用，两功能之间存在时间间隔，两功能之间并不会相互影响，从而既实现了除草的功能，又实现了施肥的功能，且两者功能不会相互影响抵消。通过对比实施例及对比例3的植物生长情况，可以看出，本发明的复合肥料的生长情况要明显优于对比例3，表明本发明提供的复合肥料避免了除草与施肥之间出现空白期，能将除草剂及肥料的作用发挥至最大。通过对比实施例1，2及实施例3，4，可以看出，实施例3，4的除草效果要略优于实施例1，2，表明半流体培养基能够更好的涂覆在微胶囊载体表面，能够使除草细菌更好的生长在微球载体上，从而提升除草效果。
[0077]
综上所述，本发明提供的具有除草功能的生物复合肥料能够兼顾除草及施肥的作用，而且两功能之间存在时间间隔，避免了两功能之间的相互影响，能够使除草及添肥的作用发挥至最大。
[0078]
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。