一种生物肥料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物肥料及其制备方法，生物肥料由大量元素、有机物和微生物组成，其特征在于，所述微生物为产电菌。本发明专利技术产电菌产生的电子通过电子传递使移动性差的磷、亚铁等微量元素固定，具有较宽的移动范围，增大了磷、微量元素与植物根系接触的概率，方便植物根系吸收，从而提高肥料的利用率，降低缺素症状的发生。

A biological fertilizer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种生物肥料及其制备方法
本专利技术涉及一种生物肥料及其制备方法。
技术介绍
磷肥的当季利用率只有10％～25％，通过系统分析文献研究进展表明，磷肥低效利用的主要原因是土壤对磷的固定,固定方式包括吸附固定和化学反应固定，化学固定主要为HPO42—、PO43—与Fe3+、Ca2+、Al3+和Mg2+等二价或者三价阳离子进行反应，使离子态的HPO42—和PO43—变成微溶和不溶于水的固体态，从而将HPO42—和PO43—固定，使其不易或不能被植物吸收。磷肥利用率低的另一个原因在于磷在土壤中的移动性很差，原因在于磷素在土壤中的移动靠扩散，也就是说，磷的扩散系数很小，在24小时内的移动距离只有1-4mm。植物根系吸收营养元素主要靠两种形式，分别为主动吸收和被动吸收，其中主动吸收吸收的营养物质是以离子态吸收的，而被动吸收包括扩散、质流和截获，由于HPO42—和PO43—易被吸附固定和化学反应固定，破坏了PO4—的离子形态，以及磷素本身移动性差的原因，因此造成了磷利用率较低。目前采用提高磷利用率的方法，为减少二价以及三价元素的加入，防止PO43—被化学固定，然而钙镁为植物所不可缺少的中量元素，锌、亚铁、锰和铜为植物必不可少的微量元素，因此，虽然减少二价以及三价元素的加入，可以提高磷的利用率，但是容易引起植物缺素症，以致于作物减产。目前也有将解磷菌应用于土壤中以促进土壤中磷的溶解释放，然而其虽然可以将磷部分溶解，但是由于磷自身的移动性差的问题，通过解磷菌溶解释放出的磷依然只有少部分被利用，其效果不尽如人意。钾肥的利用率为30％-40％，钾低效利用的主要原因是被土壤固定吸附，土壤多为粘性的且带有负电荷，钾是带正电荷的，因此易被土壤吸附和包裹，从而导致钾的当季利用率低。氮肥利用率为20％-30％，目前提高氮肥利用率的方法由两种：一种是对肥料进行包裹，从而达到缓释的目的，通过缓释以提高肥料利用率；另一种是加入硝化抑制剂和/或脲酶抑制剂，通过抑制脲酶或亚硝酸细菌的活性，从而起到抑制酰胺态氮向铵态氮和或/亚硝酸态的转化的效果，最终减缓酰胺态氮和铵态氮向硝态氮转化，氮损失主要是硝态氮的流失为主，这是因为硝态氮具有较好的流动性，且土壤所带电荷为负电荷，硝态氮所带电荷也会负电荷，因此容易流失，从而导致氮利用率低。加入硝化抑制剂可以控制土壤中的氮长期处于铵态氮和硝态氮这种混氮环境中，从而减少了氮的损失，经长期试验还发现混氮的土壤更能促进氮被作物吸收。营养物质减少了被固定后，如果不能被根系很快吸收，则可能随水流失，依然达不到很好的提高肥料利用率的效果。目前尚未有可以改善磷移动性差，减少钾、锌、亚铁、锰和铜的固定，减少氮的流失，不引起缺素症，又可以提高肥料利用率的产品。
技术实现思路
本专利技术提供一种生物肥料及其制备方法，解决技术问题是1)改善磷易被固定，且移动性差的问题；2)减少缺素症的发生并提高肥料利用率。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种生物肥料，由大量元素、有机物和微生物组成，所述微生物为产电菌。所述大量元素为尿素、氯化铵、硫酸铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、硝酸钾、硝铵钙、磷酸一铵和磷酸二铵中的一种或几种；所述有机物为腐殖酸、腐殖酸钾、蘑菇渣、糠醛渣和黄腐酸钾中的一种或几种；所述产电菌为厌氧菌或兼性厌氧菌中的一种或任意比例的两种。所述产电菌是Geobacter和Shewanella中的一种或任意比例的两种。还包括产酸菌。所述产酸菌还产二氧化碳。所述产酸菌为厌氧菌或兼性厌氧菌中的一种或任意比例的两种。一种生物肥料的制备方法，将大量元素、有机物和微生物按照质量比1～95.99:1～98.99:0.01～4混匀后，即得生物肥料；还包括造粒。所述造粒温度低于85℃。专利技术具有以下有益技术效果：1.本申请通过加入产电菌，产电菌产生电子流，可以提高H2PO4—、HPO42—和PO43—的移动性，使H2PO4—、HPO42—和PO43—更易被植物根系主动吸收。2.本申请加入产酸菌和产电菌，产酸菌产生的有机酸作为产电菌的电子供体，产生的二氧化碳作为产电菌的电子受体，从而在土壤中形成电子流，以带动H2PO4—、HPO42—和PO43—移动，使H2PO4—、HPO42—和PO43—具有更大的移动范围，更易被植物吸收，以提高磷的利用率。3.本申请中的产电菌和产酸菌均为厌氧菌，厌氧呼吸过程为基质氧化过程中脱下的质子和电子，经一系列电子传递，最终交给无机氧化物等外源电子受体的生物过程。根据最终电子受体不同，分为硝酸盐呼吸，硫酸盐呼吸，碳酸盐呼吸，延胡索酸呼吸。在土壤中存在硝态氮的情况下，NO3-作为电子受体，NO3-进行还原反应，还原为NO2-和NH4+，使流动性好，易流失的NO3-转化为不易流失的NH4+，使土壤中氮处于混氮状态，从而更有利于作物吸收，提高氮的利用率，并且在电子传递过程中促进K+、H2PO4—、HPO42—和PO43—的电离以及移动，提高肥料的利用率。在土壤环境中缺乏NO3-时，本申请中产酸菌利用副产二氧化碳完成电子传递，在厌氧条件下，产酸菌所产的有机酸为产电菌提供电子供体，产生的二氧化碳作为电子受体，从而完成有机酸氧化过程中产下的质子和电子的传递，在整个电子传递过程中促进K+、H2PO4—、HPO42—和PO43—的电离以及移动，提高肥料的利用率。4.本申请中的产酸菌还产二氧化碳，使磷酸二价盐和三价盐由不溶物，转变为微溶物，从而实现可电离，并在电子流的带动下促进不易移动的磷、钙、镁、铁、锌和锰的移动，有利于植物根系吸收，以(Ca)3(PO4)2为例反应为：2CO2+2H2O+(Ca)3(PO4)2(不溶)---Ca(HCO3)2(微溶)+2CaHPO4(微溶)，CaHPO4---Ca2++HPO42-，从而既促进了磷、钙、镁、铁、锌和锰的利用率。附图说明图1为本申请实施例3的玉米根系；图2为本申请实施例1的玉米根系。具体实施方式下面结合具体实例进一步说明本专利技术。实施例1一种生物肥料，由大量元素、有机物和微生物组成，所述微生物为产电菌。所述大量元素为尿素、硫酸铵、硫酸钾和磷酸二氢钾按照质量比1:5:2:1的组合物；所述有机物为腐殖酸钾、蘑菇渣和黄腐酸钾按照质量比1:1:2的组合物；所述产电菌是Geobacter，采购于北纳生物编号为ATCC51573,名称为PCA。一种生物肥料的制备方法，将大量元素、有机物和微生物按照质量比50:49.5:0.5混匀后，挤压造粒，即得生物肥料。实施例2一种生物肥料，由大量元素、有机物、产电菌和产酸菌组成。所述大量元素为尿素、硫酸铵、硫酸钾和磷酸二氢钾按照质量比1:5:2:1的组合物；所述有机物为腐殖酸钾、蘑菇渣和黄腐酸钾按照质量比1:1:2的组合物；所述产电菌是Geobacter，采购于北纳生物编号为ATC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物肥料，由大量元素、有机物和微生物组成，其特征在于，所述微生物为产电菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物肥料，由大量元素、有机物和微生物组成，其特征在于，所述微生物为产电菌。


2.如权利要求1所述的生物肥料，其特征在于，所述大量元素为尿素、氯化铵、硫酸铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、硝酸钾、硝铵钙、磷酸一铵和磷酸二铵中的一种或几种；所述有机物为腐殖酸、腐殖酸钾、蘑菇渣、糠醛渣和黄腐酸钾中的一种或几种；所述产电菌为厌氧菌或兼性厌氧菌中的一种或任意比例的两种。


3.如权利要求2所述的生物肥料，其特征在于，所述产电菌是Geobacter和Shewanella中的一种或任意比例的两种。


4.如权利要求1至3任意一项3所述生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：董博，张芮，陈光荣，姜小凤，刘晓伟，曾骏，
申请(专利权)人：甘肃省农业科学院旱地农业研究所，甘肃现代农业发展有限公司，甘肃省旱作中药材研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62