微生物肥料土壤節水技術的製作方法

2023-07-08 00:17:31 2

專利名稱：微生物肥料土壤節水技術的製作方法
技術領域：
《微生物肥料土壤節水技術》屬於生物工程技術領域。涉及生物學的微生物學、分子生物、土壤微生物學、生物化學和細胞學，涉及土壤動力學、土壤化學，土壤水動力學；結合化工、機械等現代工程技術。
背景技術：
我國是一個乾旱缺水嚴重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，佔全球水資源的6%，僅次於巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位。但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的I / 4、美國的I / 5，在世界上名列121位，到2030年還要降到1800立方米， 是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。扣除難以利用的洪水涇流和散布在偏遠地區的地下水資源後，中國現實可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米。土壤水通量。根據陸面蒸散發量和地下水排洩量估算，全國土壤水通量約為4. 2萬億立方米(約佔降水總量的67%)，其中約有16%通過重力作用補給地下含水層，最後由河道排洩形成河川基流量，其餘3. 5萬億立方米消耗於土壤和植被的蒸散發。在不開採地下水的情況下，部分水量以潛水蒸發的形式消耗，通過地下水開採，可以從蒸發中奪取部分水量加以利用。經過計算，平均年潛水蒸發量在北方平原地區為844億立方米，在南方平原地區為119億立方米。我國水資源的時空分布不均衡，與耕地、人口的地區分布也不相適應。在全國總量中，耕地約佔36%、人口約佔54%的南方，水資源卻佔81%，而耕地佔45%、人口佔38%的北方七省市，水資源僅佔9. 7%。在時空分布上也不平衡，70%左右的雨水又集中在夏、秋兩季，多以暴雨形式出現。大量淡水資源集中在南方，北方淡水資源只有南方水資源的I /
4。水資源是量與質的高度統一，水的汙染降低了水資源的質量，由於汙水排放量和毒性的增加，汙水排放前又未能全部妥善處理，更加劇了水資源的緊缺。日趨嚴重的水汙染不僅降低了水體的使用功能，對中國正在實施的可持續發展戰略帶來了嚴重影響，而且還嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。我國對水土資源不合理的開發利用，加劇了水土流失。目前，中國水土流失面積356萬平方公裡，佔國土面積37%，每年流失的土壤總量達50億噸。嚴重的水土流失，導致土地退化、生態惡化，造成河道、湖泊泥沙淤積，加劇了江河下遊地區的洪澇災害。由於乾旱和超載過牧，導致草原出現退化、沙化現象。我國耕地面積的一半以上處於水資源緊缺的乾旱、半乾旱地區。如果說北方資源性缺水日益嚴重令人憂心，南方多水的的局面也發生了變化，近年廣西、四川、雲南大旱已造成生活用水的困難。就生產用水來說，在寧夏的一些地方，每畝水稻一年大約需要澆2000多立方米水，一畝小麥得1200多立方米水。中國農村普遍的水資源利用率只有40%左右。在寧夏，每公斤大米耗水超過兩噸。大水漫灌如果真的對莊稼有好處，倒也罷了，但事實上這種做法是引起土地鹽鹼化的最根本原因。在河北省這個人均水資源比以色列還少的地區，靠大量超採地下水，掩蓋著極度缺水這一重要事實。全省累計超採地下水600億立方米，其中深層地下水300億立方已無法補充。再有15年，石家莊的地下水就能採完。現在，華北平原已擁有全世界面積最大的地下複合漏鬥區，達四五萬平方公裡。西部的許多地區，因地下水超採嚴重，大片已成活多年的樹木枯死。時間上不均勻的水資源的變化需要由水庫來調節。建國以來，我國興建了大量水庫，但由於水源工程建設投資額大，投資回報率不高，難以吸引更多建設資金。這種由工程滯後原因造成的工程型缺水在中部和西部地區尤其明顯。進入21世紀，我國經濟發展速度較快，全國總用水量比80年代增加了 30%，而農業用水總量基本沒有增加。全國農業用水量在總用水量中所佔比例不斷下降，水資源供需矛盾進一步加劇。2010年全國總供水量為6200 6500億立方米，相應的總需水量將達7300億立方米，供需缺口近1000億立方米，2030年全國總需水量將達10000億立方米，全國將缺水4000 4500億立方米。也就是說，在今後30年中，水資源供水量要增加4000 4500億立方米，完成這項任務非常艱巨。以色列的自然條件比我國西部的許多地方更為惡劣，但以色列不但居家過日子極
重節水-馬桶上都有兩個按鈕，小便用小水、大便用大水。在生產中，享譽世界的節水
農業不但使世界上最缺水國家之一的以色列成為世界農產品出口大國，同時，它出口節水農業技術與設備的收入更超過出口農產品的收入。我國近年來安排大量的西部省區領導人去以色列訪問，但除了進口一些以色列的節水設備以外並無大的收益。本發明採用農業生物技術進行節水，使土壤節水達30%。本發明用活體微生物進行大面積農田節水獲得成功。2003年開始本發明採用枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌製成的《丹路複合微生物菌劑》、《丹路生物有機肥》，在河北張家口，山西大同，內蒙臨河、烏蘭察布；國外澳大利亞南部維多利亞紅壤沙荒地都有成功的示範。節水效果主要表現在作物成活率高，達75%以上，對比10-23% ;枯死率低20-30%，對比80-100% ;節水高於對比30%以上。本技術土壤節水主要原理。①《丹路複合微生物菌劑》、《丹路生物有機肥》施入土壤丹路功能菌產生多糖、膠質促使土壤團粒結構生成，切斷土壤毛細管限制水分蒸騰散發，促使土壤保肥保水。②丹路菌劑、菌肥細菌膠體複合體的比表面積為145 nf/g，分別是紅壤膠體和高嶺石的3. 5和7倍，遠高於周圍土壤。土壤的親水性是土壤膠體的一個重要屬性。它不僅與土壤膠體的許多其它重要性質(如膠體的分散、絮固、膠溶、膠凝和老化等)密切相關，而且對土壤的結構特性，水分狀況和吸附性能等也有一定的影響。土壤膠體顆粒具有親水性主要在於它的水合作用。細菌膠體複合體的比表面積大蓄水功能是作物根系周圍土壤3-4倍。在農業生產節水方面尤其重要。③丹路功能菌生命過程凝絮水分，菌體明顯地吸水膨脹水分佔體重98%以上。當外界溼度低於體內時並不失水。因為菌體內有液泡，液泡內充滿水分和鹽分，有時含有異染顆粒、類脂。液泡具有調節滲透壓的功能，防止失水並保障液泡內物質與細胞質進行物質交換維持生命。當極度乾旱時這部分水仍能維持植物根係數周甚至數月，遇水後立即復原。丹路微生物肥活菌含量2億/克，菌體長I. 6-4. OMfli寬O. 5-0. SMfli,比表面積147 Hf /g，蓄水功能強，並且能凝結吸收空氣水分(附表1-3)。

發明內容
本發明選用北方乾旱土壤中優秀功能菌進行工業化生產製成菌劑，用菌劑適配有、機質製成生物有機肥。從來自北京郊區、河北、內蒙古、甘肅等地區的半乾旱土樣中分離得到5株枯草芽孢桿菌，5株地衣芽孢桿菌，3株膠質芽孢桿菌。三種菌各篩選出一株能夠在15%水分條件下正常生長的菌株，經工業化生產，以不同濃度適配製成複合微生物菌劑。複合微生物菌劑與草炭、腐植酸、農業廢棄物餅柏等有機物復配製成生物有機肥。該菌劑和菌肥改善土壤結構，提高通透性，切斷毛細管限制土壤水分蒸騰散發，細菌膠體複合體和菌體親水性保水性好，達到節水30%效果。丹路複合微生物菌劑和生物有機肥均獲得農業部正式登記證。具體實施方法
一、製造粉狀農用微生物菌劑主要工藝分兩部分，液體發酵和固體吸附。I.液體菌劑發酵工藝過程是將菌種接入一級發酵罐發酵，控制罐內溫度、溶氧、壓力、PH值、攪拌轉速等數據，使菌體快速分裂生長。當菌數達到要求後，就可以停止發酵降溫放罐結束工作。也可以根據需要和設備條件繼續接入二級發酵罐發酵，三級發酵罐發酵
擴大產量。2.固體吸附工藝過程是將經過發酵合格菌液按比例摻入粉狀吸附劑，經過攪拌就成為粉狀農用微生物菌劑。固體吸附劑為草炭和腐植酸一般要求顆粒度80目以上。3.複合微生物菌劑製造工藝過程是將草芽孢桿菌，地衣芽孢桿菌，膠質芽孢桿菌按5:3:3比例混合。4.複合微生物菌劑總含菌量5億/克。二、製作生物有機肥的具體方法。I.粉狀生物有機肥製造，複合微生物菌劑草炭腐植酸農業廢棄物餅柏，按1:3:3:3比例混合。要求含有活體桿菌> O. 2億/克。2.顆粒狀生物有機肥製造，複合微生物菌劑草炭腐植酸農業廢棄物餅柏按1:2:5:2比例混合造粒。要求含有活體桿菌> O. I億/克。附表
表I.丹路菌劑、丹路菌肥對烏蘭布和沙地文冠果出苗率、枯死率的影響
權利要求
1.使用微生物菌劑土壤節水。
2.使用複合微生物菌劑土壤節水。
3.使用枯草芽孢桿菌土壤節水。
4.使用地衣芽孢桿菌土壤節水。
5.使用膠質芽孢桿菌土壤節水。
6.使用枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌複合微生物菌劑土壤節水。
7.使用含有枯草芽孢桿菌生物有機肥土壤節水。
8.使用含有地衣芽孢桿菌生物有機肥土壤節水。
9.使用含有膠質芽孢桿菌生物有機肥土壤節水。
10.使用含有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌複合微生物菌劑生物有機肥土壤節水。
全文摘要
微生物肥料土壤節水技術屬於生物工程技術領域。我國耕地面積的一半以上處於水資源緊缺的乾旱、半乾旱地區，農業節水是提高糧食總產和保障糧食安全的戰略需要。本發明選用半乾旱土樣中優秀功能菌枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌。在15%含水量條件下正常生長，進行工業化生產以不同濃度適配製成複合微生物菌劑和菌肥。該菌劑和菌肥改善土壤結構，提高通透性，切斷毛細管限制土壤水分蒸騰散發，細菌膠體複合體和菌體比表面積大親水性保水性好，達到節水30%效果，並能提高單產。
文檔編號A01B79/00GK102627482SQ20121010861
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月15日 優先權日2012年4月15日
發明者嚴慧峻, 林淑華, 趙全勝, 高昭遠 申請人:嚴慧峻, 北京丹路實業公司, 林淑華, 趙全勝, 高昭遠