用于番茄专用肥配施的纳米蚯蚓粪生物有机肥及其制备方法

1.本发明涉及肥料加工技术领域，特别涉及一种用于番茄专用肥配施的纳米蚯蚓粪生物有机肥。


背景技术：

2.番茄原产自南美洲，为茄科番茄属一年生或多年生草本植物。番茄果实是已知对健康有益的物质的重要来源，包括维生素、抗氧化和抗癌物质。尤其是其所含有的维生素、类胡萝卜素、酚类化合物和酚酸等抗氧化代谢物可以中和自由基，而自由基是与许多退行性疾病相关的不稳定分子。番茄还可保护心脏、益气生津、健脾胃、助消化。
3.番茄是联合国粮农组织(fao)优先推广的作物品种，在世界各地作为设施栽培的主栽蔬菜之一被广泛种植。番茄果实的品质直接影响着其流通价格，目前番茄果实的世界平均出口单价为1.15$/kg，日本、智利、澳大利亚、德国、意大利等国出产的番茄果实价格更高。单价偏低的番茄果实其品质方面的不足主要表现在：裂果、转色不良、果肉僵硬如同咀嚼塑料、果味过酸。
4.专用肥在番茄种植生产中主要用于补充番茄生长发育各阶段所必须的n、p、k等营养元素，但由于配方固定且主要为化肥，单独施用专用肥无法很好的适应番茄在不同阶段对营养元素的差异化需求，进而影响番茄果实的品质。增施有机肥和/或生物炭能有效改良土壤，是提高产量和品质的有效手段。在众多类别的有机肥中，蚯蚓粪通过将有机物、微生物及生长因子有效结合，在土壤保水保肥、果蔬提质增产方面表现更为突出，例如中国专利cn108059570a中公开的蚯蚓粪生物有机肥，但是该有机肥仅在白菜上进行了实验。纳米碳肥料具有更高的溶解度，可提高肥料利用率、减少生物和非生物胁迫，以及促进果实中干物质积累，从而可以提高玉米、苹果等农产品品质(例如玉米的可溶性糖、淀粉、粗蛋白含量；苹果的着色率、含糖量等)。
5.在番茄种植中可以利用施入的生长调节剂、微量元素(例如ca
2
)、氨基酸改善果实的部分品质指标(例如总氮含量、氨基氮含量、有机质含量等)，例如中国专利cn106242843a公开的专用肥。但对于施用专用肥而言，缺乏对化肥和有机肥的配施措施，导致施用专用肥后对植株产量和果实品质的影响较小，仅是提高了植株的长势。因此促进番茄的健康高质生产，并增加经济效益仍是配施有机肥实践中需要解决的技术难题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于番茄专用肥配施的纳米蚯蚓粪生物有机肥及其制备方法。
7.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
8.一种用于番茄专用肥配施的纳米蚯蚓粪生物有机肥，该纳米蚯蚓粪生物有机肥包括配合料和微生物抗菌剂，所述配合料按重量计包括蚯蚓粪3～5份、纳米生物碳0～50份、硝铵磷3～5份、磷酸一铵3～4份、硫酸钾2～3份、腐殖酸17～50份以及膨润土15～28份。
9.优选的，所述纳米蚯蚓粪生物有机肥中蚯蚓粪为4份，纳米生物碳为10～30份，硝铵磷为4份，磷酸一铵为3.5份，硫酸钾为3份，腐殖酸为17～50份，膨润土为15～28份。
10.优选的，所述纳米蚯蚓粪生物有机肥中蚯蚓粪为4份，纳米生物碳为20份，硝铵磷为4份，磷酸一铵为3.5份，硫酸钾为3份，腐殖酸为50份，膨润土为15份。
11.优选的，所述微生物抗菌剂包括枯草芽孢杆菌，每100kg纳米蚯蚓粪生物有机肥含有2～4
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12
cfu枯草芽孢杆菌。
12.上述用于番茄专用肥配施的纳米蚯蚓粪生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
13.将蚯蚓粪、纳米生物碳、硝铵磷、磷酸一铵、硫酸钾、腐殖酸、膨润土及微生物抗菌剂混匀，然后经25～35℃烘干、粉碎，即得到纳米蚯蚓粪生物有机肥。
14.上述用于番茄专用肥配施的纳米蚯蚓粪生物有机肥的施用方法，该施用方法包括以下步骤：
15.在种植番茄过程中，番茄专用肥施入量为0.8～1.2kg/株，纳米蚯蚓粪生物有机肥施入量为≤0.7kg/株；自首次施入番茄专用肥开始，至少施入一次纳米蚯蚓粪生物有机肥。
16.优选的，所述施用方法具体包括以下步骤：
17.在播种前，株施0.4～0.6kg纳米蚯蚓粪生物有机肥，以及0.4～0.6kg番茄专用肥；
18.第一穗果膨大时，每株施加0.05～0.15kg番茄专用肥(施加纳米蚯蚓粪生物有机肥0kg)；
19.第一穗果收获前，以及第二、第三穗果膨大时，分别连续追肥2～3次，追肥中每株共施加0.05～0.15kg番茄专用肥(施加纳米蚯蚓粪生物有机肥0kg)。
20.优选的，所述番茄专用肥中n、p及k肥重量配比按照n:p2o5:k2o计为(6～7):(2～4):(9～11)，总养分≥17％。
21.优选的，所述番茄专用肥的配料按重量计组成如下：每100份番茄专用肥中，硝铵磷19～20份、磷酸一铵1～1.5份、硫酸钾1～2份、氯化钾13～14份、钙镁磷6～7份、硼砂0.05～0.1份、七水硫酸锌0.6～0.8份、腐殖酸37～38份，以及膨润土19～20份，为促进番茄生长提供氮磷钾以及微量元素，肥料成分确定。
22.一种番茄配施肥料，该肥料包括上述番茄专用肥和纳米蚯蚓粪生物有机肥。
23.本发明的有益效果体现在：
24.本发明的纳米蚯蚓粪生物有机肥是一种兼备改良土壤、提供养分的环保高效型肥料，一方面利用微生物代谢产物中含有的多种抗菌物质，抑制土壤中对番茄有害的病原体的生长和代谢，提高番茄植株的抗病能力；另一方面以纳米生物碳为增效剂，并通过硝铵磷、磷酸一铵、硫酸钾等组分，在配施蚯蚓粪过程中补充n、p、k等营养元素，以及利用腐殖酸强化番茄植株所需营养元素的供给；通过在番茄专用肥基础上配施该有机肥，可以针对性的提高番茄果实的产量和品质，从而增加番茄生产的经济效益。
25.进一步的，本发明通过优化配合料的组分构成比例，改善土壤理化性质、增强土壤肥力、延长肥效，从而最大化番茄单株产量及收获风味、营养价值、功能性更佳的果品。
26.进一步的，本发明以枯草芽孢杆菌为抗菌剂，通过比例调配，利用菌体产生的类似于细胞分裂素、植物生长激素的物质，以及诱导植株产生的吲哚乙酸等物质，提高生长刺激素水平，促进植株生长；同时通过在土壤中形成益生菌环境，以及促进土壤团粒结构的形成，提高土壤的保肥保水能力、增加土壤疏松度、促进根系生长。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，但应当理解所述实施例仅用于解释本发明，而非对本发明保护范围的限制。
28.(一)制备番茄专用肥、纳米蚯蚓粪生物有机肥所用的原材料
29.1、蚯蚓粪
30.将腐熟后的牛粪与苹果果渣按1:3干物质量比例混合并以3g
·
kg-1
浓度混合调理剂柠檬酸钠，含水率控制在60％左右，接种健康成年的“大平二号”蚯蚓，45天后，分离出蚯蚓及其他杂物，即得到蚯蚓粪，自然风干。
31.2、硝铵磷
32.n:p2o5:k2o＝30:4:0，总养分≥34％，硝态氮≥13％，是一种果木通用复合肥料；购买自河南永昌硝基肥有限公司。
33.3、纳米生物碳
34.纳米生物炭的原料一般为：花生壳、棉花杆、中药渣等，呈现不规则片状，直径几到几十纳米，平均直径17.4
±
4.2nm，厚度0.36～1.22nm；购买自山西浩博生物有限公司。
35.4、枯草芽孢杆菌菌剂
36.购买自杭州果攸农业生产资料有限公司；有效成分枯草芽孢杆菌：1
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cfu/g。
37.5、其他原材料
38.磷酸一铵(即磷酸二氢铵)购买自天津市致远化学试剂有限公司；硫酸钾购买自天津市致远化学试剂有限公司；腐殖酸购买自陕西洛佳生物有限公司；膨润土购买自河北泓耀矿产品加工有限公司；氯化钾购买自广东广华科技股份有限公司；钙镁磷(p2o5≥12％，cao≥20％，mgo≥3％)购买自湖北金明珠化工有限公司；硼砂购买自天津福晨化学试剂有限公司；七水硫酸锌购买自天津科密欧化学试剂有限公司。
39.(二)纳米蚯蚓粪生物有机肥的制备实例
40.实例1
41.按重量准备配合料原材料：蚯蚓粪4份、硝铵磷4份、磷酸一铵3.5份、硫酸钾3份、腐殖酸84份和膨润土1.5份；
42.枯草芽孢杆菌菌剂：按照每100kg配合料加入枯草芽孢杆菌3
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cfu准备。
43.制备流程：将准备的配合料原材料及枯草芽孢杆菌菌剂置于搅拌装置内混匀，然后依次经烘干(30℃)、粉碎，即得到纳米蚯蚓粪生物有机肥；其中，粉碎采用粉碎破碎机，最终的粉末粒度≤0.15mm。
44.实例2
45.按重量准备配合料原材料：蚯蚓粪4份、纳米生物碳20份、硝铵磷4份、磷酸一铵3.5份、硫酸钾3份、腐殖酸50份、膨润土15份；另每100kg配合料加入枯草芽孢杆菌3
×
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12
cfu。
46.制备流程同实例1。
47.实例3
48.按重量准备配合料原材料：蚯蚓粪4份、纳米生物碳40份、硝铵磷4份、磷酸一铵3.5份、硫酸钾3份、腐殖酸17份、膨润土28份；另每100kg配合料加入枯草芽孢杆菌3
×
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12
cfu。
49.制备流程同实例1。
50.(三)纳米蚯蚓粪生物有机肥配施效果的检测实验
51.3.1实验所采用番茄专用肥
52.番茄专用肥中，n:p2o5:k2o＝6:2.4:9，总养分≥17.4％，有机质≥22.36％；番茄专用肥(每100份中)具体由以下配料混合而成：硝铵磷19.8份、磷酸一铵1.05份、硫酸钾1.8份、氯化钾13.5份、钙镁磷6.77份、硼砂0.08份、七水硫酸锌0.7份、腐殖酸37.3份，及膨润土19份。
53.3.2配施制度
54.分别称取实例1、实例2、实例3制备的纳米蚯蚓粪生物有机肥与番茄专用肥配施(即设置实验组1、2、3)，同时设置单施番茄专用肥(1.5kg/株)的对照组(即对比例1)。每个实验组均按照番茄专用肥1kg/株与纳米蚯蚓粪生物有机肥0.5kg/株进行配施，具体施肥措施如下：
55.播种前株施纳米蚯蚓粪生物有机肥0.5kg，以及0.6kg番茄专用肥；
56.第一穗果开始膨大后，每株施加0.1kg番茄专用肥；
57.第一穗果接近收获时，连续追肥3次，3次共追施0.1kg/株番茄专用肥；
58.第二、第三穗果开始膨大时，各连续追肥3次，3次共追施0.1kg/株番茄专用肥；
59.对照组除不施纳米蚯蚓粪生物有机肥且播种前株施1.1kg番茄专用肥外，与以上施肥措施相同。
60.种植中其他管理措施参见“祝安芹.大棚番茄高产栽培技术要点[j].南方农业,2020,14(12):8-9.”。
[0061]
3.3产量指标统计分析
[0062]
番茄果实产量结果见表1：
[0063]
表1.对照组和实验组的番茄果实产量对比
[0064][0065]
注：总重指采摘8株果实(全部三穗)进行称重后计算单株果实平均重量；同一列数据字母不同，表示差异显著(p《0.05)，字母相同表示无显著差异。
[0066]
由表1可见，配施纳米蚯蚓粪生物有机肥的实验组2、实验组3比正常种植的番茄(不配施纳米蚯蚓粪生物有机肥的对比例1)，在大果与中果总比例上分别提高了2.37％、0.59％，总产量(以总重计)则实验组2提高更为明显。
[0067]
外观指标检查表明，番茄生长状况良好，番茄果实端正。
[0068]
以上结果说明本发明利用纳米蚯蚓粪生物有机肥配施番茄专用肥种植的番茄，其产量可以得到有效提高，值得推广。
[0069]
3.4品质指标统计分析
[0070]
番茄果实可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和总酚含量结果见表2：
[0071]
表2.对照组和实验组的番茄果实品质对比
[0072][0073]
注：同一列数据字母不同，表示差异显著(p《0.05)，字母相同表示无显著差异
[0074]
由表2可见，配施纳米蚯蚓粪生物有机肥的实验组2比正常种植的番茄(对比例1)，在可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量和总酚含量分别提高11.28％、21.96％、16.00％和89.82％，能够显著改善番茄果实品质，增加其风味。
[0075]
同时，由于通过配施纳米蚯蚓粪生物有机肥增加了番茄果实中可滴定酸、总酚的含量，可以更好的发挥番茄果实所含主要活性成分的功能(例如抗氧化、抗坏血病等)。
[0076]
总之，本发明通过番茄专用肥与纳米蚯蚓粪生物有机肥配施，不但能够有效改善土壤理化性质、增强土壤肥力、延长肥效，还能够提高番茄果实的产量、增加风味品质，以及强化功效，从而提高番茄生产的经济效益。