一種顆粒微生物菌劑的制備

摘 要：通過分析添加調(diào)節(jié)物質(zhì)使造粒過程中水分控制在8%以內(nèi)，來實現(xiàn)一次低溫烘干成粒，同時有益于菌種的存活，從而實現(xiàn)顆粒微生物菌劑的制備。

關(guān)鍵詞：顆粒；微生物菌劑；制備

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329020

引言

微生物肥料是指一類含有活性微生物的特定制品劑，應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能獲得特定的肥料效應。微生物肥料施入土壤后，利用微生物的生命活動將空氣中的惰性氮素轉(zhuǎn)化為作物可直接吸收的離子態(tài)氮素，將土壤中難溶的無機物變成可溶性的無機物增加土壤中的有效氮、磷、鉀含量；將作物不能從土壤中直接利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可被吸收利用的物質(zhì)，制造和協(xié)助農(nóng)作物吸收營養(yǎng)，改善作物營養(yǎng)條件，抑制病原菌的活動，增強作物抗病和抗旱能力；土壤中大量微生物的活動使土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化形成腐殖質(zhì)，促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，提高土壤肥力，改善土壤理化性狀，增強土壤保肥、保水能力，從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

微生物菌劑在我國的農(nóng)業(yè)應用方面發(fā)展比較緩慢，由于科研力量薄弱，在菌種的篩選、馴化以及發(fā)酵技術(shù)、菌種配伍等技術(shù)方面沒有突破；在應用方面與科研更是脫節(jié)、缺乏準確的應用數(shù)據(jù)，使推廣應用工作發(fā)展滯后，市場上很多相關(guān)產(chǎn)品達不到國家標準，效果不明顯，更不利于其推廣普及；目前微生物菌劑多采用普通的造粒工藝，活菌易失活，顆粒水分較高，種肥同播時易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，限制了產(chǎn)品的使用和效果。目前微生物菌肥的生產(chǎn)和應用存在的難題：生產(chǎn)制作和包裝過程條件嚴格，搬運和保存需要良好的條件，因此生產(chǎn)成本高而且容易污染，往往成批菌肥變成廢品；成品的有效保存期短；菌肥微生物進入土壤后，不容易形成優(yōu)勢菌落，菌肥作用有效期短且應用效果不穩(wěn)定；田間應用時還需避開農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)措施和環(huán)境因子的制約。因此，有必要開發(fā)制備一種高效、經(jīng)濟的且水分低、活性高的顆粒微生物菌劑，來滿足市場和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

1 材料與方法

1.1 顆粒微生物菌劑的制備

1.1.1 高氮型顆粒微生物菌劑的制備

試驗方案：設(shè)計一種高氮型顆粒微生物菌劑，養(yǎng)分配比N-P2O5-K2O含量分別為15%，6%，9%，有機質(zhì)含量20%，水分含量低于4%。

試驗材料：無機類原料：尿素、磷酸一銨、硫酸鉀等；有機類原料：植物有機發(fā)酵物、黃腐酸鉀等；微生物菌種：枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌，干菌粉的菌數(shù)分別為2.0×1012cfu/g和1.0×1011cfu/g，調(diào)節(jié)物質(zhì)和填充物料等。

1.1.2 高鉀型顆粒微生物菌劑的制備

試驗方案：設(shè)計一種高鉀型顆粒微生物菌劑，養(yǎng)分配比N-P2O5-K2O含量分別為8%，4%，18%，有機質(zhì)含量20%，水分含量低于4%。

試驗材料：同上。

1.2 采用的技術(shù)方案

通過添加調(diào)節(jié)物質(zhì)使造粒過程中水分控制在8%以內(nèi)，從而使成粒后顆粒中的水分降低。低水分的顆粒在烘干過程中可以使烘干溫度低，烘干時間短，更有益于保持并發(fā)揮微生物菌種的活性，實現(xiàn)菌種更大的存活率。同時，烘干溫度低，烘干時間短，除了能夠簡化烘干工藝便于操作、省工降本，也更有利于能源的節(jié)約和減少環(huán)境污染。方案設(shè)計實施流程如下：

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 高氮、高鉀型顆粒微生物菌劑基本理化指標的測定

2.1.1 高氮型顆粒微生物菌劑基本理化指標的測定

通過凱氏定氮法對制備的高氮、高鉀型顆粒微生物菌劑進行氮含量的測定，用喹鉬檸酮重量法進行有效磷的測定，用四苯硼酸鈉重量法進行有效鉀含量的測定，根據(jù)重鉻酸鉀容量法進行有機質(zhì)的測定，用雷磁pH計進行pH測定。如表1所示，制備的高氮型顆粒微生物菌劑，其養(yǎng)分配比N-P2O5-K2O含量符合15%，6%，9%，有機質(zhì)含量大于20%，pH 約為6.0。

2.1.2 高鉀型顆粒微生物菌劑基本理化指標的測定

同上述2.1.1的測定方法對制備的高鉀型顆粒微生物菌劑基本指標進行測定，結(jié)果如表2所示，制備的高氮型顆粒微生物菌劑，其養(yǎng)分配比N-P2O5-K2O含量符合8%，4%，18%，有機質(zhì)含量大于20%，pH 約為6.0。

2.2 顆粒微生物菌劑水分和有效活菌數(shù)的測定

在定量走料3t/h的條件下，不同烘干筒進口溫度和烘干時間下，對制備的顆粒微生物菌劑進行水分測定，其測定結(jié)果如表3所示。從測定結(jié)果分析，制備的顆粒微生物菌劑的水分與烘干筒的進口溫度呈正相關(guān)，與烘干時間也呈正相關(guān)，在保證顆粒微生物菌劑顆粒硬度和菌種存活的情況下，選擇適宜的烘干筒進口溫度和烘干時間。

在定量每小時走料3t、添加有效活菌數(shù)2.5億/g的條件下，不同烘干筒進口溫度和烘干時間下，對制備的顆粒微生物菌劑進行有效活菌數(shù)測定，其測定結(jié)果如表4所示。從測定結(jié)果分析，制備的顆粒微生物菌劑的有效活菌數(shù)與烘干筒進口溫度為呈負相關(guān)，與烘干時間也呈負相關(guān)，在保證顆粒微生物菌劑的有效活菌數(shù)達到2.0億/g的情況下，選擇適宜的烘干筒進口溫度和烘干時間。

根據(jù)不同烘干筒進口溫度和烘干時間下，制備的顆粒微生物菌劑的水分含量和有效活菌數(shù)的綜合考量，應控制烘干筒進口溫度為170℃，烘干時間22min，來實現(xiàn)顆粒微生物菌劑的制備。

2.3 菌種活性環(huán)境測試

根據(jù)烘干筒進出口溫度分析可知，烘干筒筒內(nèi)溫度基本維持在70℃左右。在70℃、80℃下，對菌種進行不同的處理，分別測定不同條件下菌種的成活情況，其測定結(jié)果如表5、表6所示。根據(jù)測定結(jié)果分析，在70℃和80℃下，對不同處理的菌種進行培養(yǎng)，其成活率均在94%以上。

3 結(jié)論與討論

由于通過添加調(diào)節(jié)物質(zhì)使造粒過程中水分控制在8%以內(nèi)，從而實現(xiàn)一次低溫烘干來制備顆粒微生物菌劑，在簡化烘干工藝、省工降本的基礎(chǔ)上，確保菌種更大的存活率。然而，不同溫度和pH對于芽孢的影響較大，不同產(chǎn)品的差異約20%～40%，以溫度對芽孢的影響最大[4]。因此菌種在經(jīng)過生產(chǎn)加工后，對后期的存活情況和施入土壤后菌種功效的發(fā)揮有無影響還有待探究。

參考文獻

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[2]嵇書瓊.一種農(nóng)用復合微生物菌劑及其制備方法[J].2009.

[3]劉成圣，陳西廣，黨奇峰，等.養(yǎng)殖水體水質(zhì)凈化的微生物顆粒制劑及制備方法.CN102864137A[P].2013.

[4]孫笑非，孫冬巖，潘寶海.不同條件下枯草芽孢桿菌活性的研究[J].飼料研究，2013（5）：37-38.

作者簡介：蔡金新（1988-），男，廣東省河源人，碩士，畢業(yè)于江西財經(jīng)大學，工程師，研究方向：新型肥料研究。