一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝的製作方法

2023-05-09 17:41:41 1

本發明屬於農業肥料領域，涉及鉀素肥料的製備，具體的涉及一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝。
背景技術：
：鉀是烤菸重要的營養元素和品質元素，鉀含量是評價菸葉品質的重要指標之一。施用鉀肥可以促進烤菸生長代謝，同時也影響菸草的品質。研究表明，菸葉鉀含量的提高不僅可以改善菸葉的色澤、燃燒性和持火力，還有利於菸葉中糖的積累和菸葉香氣的形成。我國菸葉鉀含量相對較低，河南、山東煙區多在1％-2％，雲南、貴州和湖南等南方煙區可以達到2.0％左右，但與國外鉀含量4％-6％的優質菸葉相比還有很大差距。菸葉鉀含量過低成為限制我國菸葉質量的重要因子之一。造成我國菸葉鉀含量過低的因素主要包括雨水對土壤鉀素的淋溶，土壤對鉀素的固定以及烤菸生長過程中土壤鉀素供應與烤菸鉀素吸收不平衡等，在南方多雨煙區尤為突出。現階段，我國科研人員主要通過鉀肥施用量、常規鉀肥的施用品種以及鉀肥追肥次數和時期等方面的研究來提高菸葉鉀含量，但是由於長期單純施用無機肥，容易造成煙田土壤板結、有機質含量下降、各種元素及化學成分比例失調，香氣不足，難以滿足捲菸工業的需求，且菸葉鉀含量提高效果並不明顯，投入成本較高。枸溶性鉀肥是以富鉀礦物通過多種加工工藝而成的一種不溶於水但溶於2％檸檬酸的鉀肥，可以很大程度緩解降雨對土壤中鉀肥的淋洗，但是單施枸溶性鉀肥造成鉀素釋放較慢，滿足不了烤菸生長過程中對鉀素的吸收。因此有必要尋求一種鉀肥，既能防止降雨對土壤中鉀肥的淋洗又能保證鉀肥中鉀素釋放規律與烤菸生長同步，滿足烤菸各個生長時期對鉀素的需求。經檢索，未發現以碳化玉米秸稈、廢棄菸葉燃灰、硫酸鉀、枸溶性鉀配施與解鉀菌混合而成的提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝。技術實現要素：本發明是為了克服現有技術存在的缺陷，以實現低成本、無汙染，在不破壞土壤結構的情況下，快速補充農田鉀元素，提高鉀元素的植物利用率。本發明為實現發明目的採用的技術方案是，一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝，包括如下步驟：a發酵原料的製備：按重量百分比將50～75％的鉀材料、5～10％的碳化玉米秸稈粉、5～10％廢棄菸葉燃灰、15～20％水，混合得發酵發酵原料，備用；b發酵：按重量百分比將90～95％a步驟的發酵原料和5～10％的解鉀菌液混合均勻，調節pH值為6.5～7.4製成發酵液，將發酵液放入發酵池中，然後每隔4.0～6.0個小時將發酵物料翻轉一次，溫度控制在35～45℃，一級發酵3～6天，二級發酵7～9天，即可得到含微生物緩效鉀素肥料；c將b步驟的含微生物緩效鉀素肥料適當降溫、粉粒，即得含微生物緩效鉀素肥料成品。進一步的，解鉀菌液的製備步驟包括：降解菌經三角瓶搖床振蕩培養24～36小時後，再轉接到發酵罐中，溫度為28～38℃，擴大培養24～36小時，即得解鉀菌液；進一步的，鉀材料的細度為100目；進一步的，碳化玉米秸稈細度為100目；進一步的，廢棄菸葉燃灰的細度為100目。進一步的，廢棄菸葉燃灰的pH值為9～11，其中含鉀10～15％，含鈣15～20％，含鎂5～7％。進一步的，碳化玉米秸稈的pH值為7.5～8.0，其中含鉀8～12％，含鈣15～20％。進一步的，廢棄菸葉燃灰由烤菸底腳葉、廢棄下部葉等經曬乾或烘乾後低溫燃燒(280～400℃)後獲得廢棄菸葉燃灰。進一步的，碳化玉米秸稈由新鮮玉米莖幹經曬乾或烘乾後，在缺氧環境下陰然碳化所得。進一步的，解鉀菌為Ensifer菌或Bacilluscereusstrain或兩種解鉀菌的混合液.進一步的，解解鉀菌為混合液時按照數量比為5：(2～5)。進一步的，鉀材料為硫酸鉀和枸溶性鉀肥。進一步的，硫酸鉀和枸溶性鉀肥配施比例為50～75％：25～50％進一步的，硫酸鉀含鉀量51％。進一步的，枸溶性鉀肥含鉀量24％，二氧化矽20％，鈣4％，鎂4％。本發明的有益效果：a、以生物轉化的辦法提高鉀肥的利用率。採用含鉀量高的玉米秸稈和廢棄燃燒菸灰加入速效性的硫酸鉀和緩效性的枸溶性鉀肥，通過Ensifer菌和Bacilluscereusstrain等功能性微生物的作用形成一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料。含微生物緩效鉀素肥料的肥效時間較硫酸鉀可延長12-24個月。b、降低了降雨等外部因素對土壤中鉀素的淋洗，既能防止降雨對土壤中鉀肥的淋洗又能保證鉀肥中鉀素釋放規律與烤菸生長同步，滿足烤菸各個生長時期對鉀素的需求。具體實施方式一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝，包括如下步驟：a發酵原料的製備：按重量百分比將50～75％的鉀材料、5～10％的碳化玉米秸稈粉、5～10％廢棄菸葉燃灰、15～20％水，混合得發酵發酵原料，備用；b發酵：按重量百分比將90～95％a步驟的發酵原料和5～10％的解鉀菌液混合均勻，調節pH值為6.5～7.4製成發酵液，將發酵液放入發酵池中，然後每隔4.0～6.0個小時將發酵物料翻轉一次，溫度控制在35～45℃，一級發酵3～6天，二級發酵7～9天，即可得到含微生物緩效鉀素肥料；c將b步驟的含微生物緩效鉀素肥料適當降溫、粉粒，即得含微生物緩效鉀素肥料成品。所述的解鉀菌液的製備步驟包括：降解菌經三角瓶搖床振蕩培養24～36小時後，再轉接到發酵罐中，溫度為28～38℃，擴大培養24～36小時，即得解鉀菌液；所述的鉀材料的細度為100目；所述的碳化玉米秸稈細度為100目；所述的廢棄菸葉燃灰的細度為100目。所述的廢棄菸葉燃灰的pH值為9～11，其中含鉀10～15％，含鈣15～20％，含鎂5～7％。所述的碳化玉米秸稈的pH值為7.5～8.0，其中含鉀8～12％，含鈣15～20％。所述的廢棄菸葉燃灰由烤菸底腳葉、廢棄下部葉等經曬乾或烘乾後低溫燃燒(280～400℃)後獲得廢棄菸葉燃灰。所述的碳化玉米秸稈由新鮮玉米莖幹經曬乾或烘乾後，在缺氧環境下陰然碳化所得。所述的解鉀菌為Ensifer菌或Bacilluscereusstrain或兩種解鉀菌的混合液.所述的解解鉀菌為混合液時按照數量比為5：(2～5)。所述的鉀材料為硫酸鉀和枸溶性鉀肥。所述的硫酸鉀和枸溶性鉀肥配施比例為50～75％：25～50％所述的硫酸鉀含鉀量51％。以下實施例是對本發明的進一步說明，不是對本發明的限制。實施例1：一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝，包括如下步驟：a發酵原料的製備：按重量百分比將60％的鉀材料(硫酸鉀與枸溶性鉀肥配施比例為1:1)、10％的碳化玉米秸稈粉、10％廢棄菸葉燃灰、20％水，混合得發酵發酵原料，備用；b發酵：按重量百分比將90％a步驟的發酵原料和10％的解鉀菌液(Ensifer菌)混合均勻，調節pH值為6.5製成發酵液，將發酵液放入發酵池中，然後每隔4.0個小時將發酵物料翻轉一次，溫度控制在35℃，一級發酵3天，二級發酵7天，即可得到含微生物緩效鉀素肥料；c將b步驟的含微生物緩效鉀素肥料適當降溫、粉粒，即得含微生物緩效鉀素肥料成品。實施例2一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝，包括如下步驟：a發酵原料的製備：按重量百分比將50％的鉀材料(硫酸鉀與枸溶性鉀配比為3:1)、8％的碳化玉米秸稈粉、8％廢棄菸葉燃灰、20％水，混合得發酵發酵原料，備用；b發酵：按重量百分比將90％a步驟的發酵原料和5～10％的解鉀菌液(Bacilluscereusstrain菌)混合均勻，調節pH值為7.0製成發酵液，將發酵液放入發酵池中，然後每隔5個小時將發酵物料翻轉一次，溫度控制在38℃，一級發酵4天，二級發酵8天，即可得到含微生物緩效鉀素肥料；c將b步驟的含微生物緩效鉀素肥料適當降溫、粉粒，即得含微生物緩效鉀素肥料成品。其它工藝步驟和條件與實施例1相同。實施例3一種提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料製備工藝，包括如下步驟：a發酵原料的製備：按重量百分比將75％的鉀材料(硫酸鉀與枸溶性鉀肥配比為1:3)、5％的碳化玉米秸稈粉、5％廢棄菸葉燃灰、15％水，混合得發酵發酵原料，備用；b發酵：按重量百分比將95％a步驟的發酵原料和5％的解鉀菌液(Ensifer菌和Bacilluscereusstrain菌配比為1:1)混合均勻，調節pH值為7.4製成發酵液，將發酵液放入發酵池中，然後每隔6.0個小時將發酵物料翻轉一次，溫度控制在45℃，一級發酵6天，二級發酵9天，即可得到含微生物緩效鉀素肥料；將b步驟的含微生物緩效鉀素肥料適當降溫、粉粒，即得含微生物緩效鉀素肥料成品。其它工藝步驟和條件與實施例1相同。本發明在K326烤菸品種上的肥效田間試驗研究：試驗地選擇在雲南省羅平縣大水井菸葉基地單元，試驗地土壤肥力中等，分布均勻，0～20cm耕層土壤基本肥力情況見表1所示。表1試驗地土壤基本肥力情況表1試驗地土壤養分狀況土壤質地有機質全氮鹼解氮全磷速效磷全鉀速效鉀緩效鉀中壤土25.401.1997.500.7642.8038.40108.60197.30註：有機質、全氮、全磷、全鉀單位為g·kg-1，鹼解氮、速效磷、速效鉀和緩效鉀單位為mg·kg-1，下同。供試肥料：本發明的提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料，產品形態：粉劑。主要技術指標：有效活菌數≥2.08億/g，K20≥36％。試驗設計：試驗設3個處理，4次重複，隨機區組設計，小區面積37㎡，處理1：提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料；處理2：單施枸溶性鉀肥；處理3：常規施肥(單施硫酸鉀肥)。田間管理：所有處理均以基肥和底肥形式施入土壤中，純K2O用量均為20.4kg/畝，其他同大田常規管理方法。待烤菸成熟期時測定烤菸不同部位菸葉鉀含量，見表2.表2不同處理對菸葉鉀含量的影響處理上部葉/％中部葉/％下部葉/％處理14.343.834.18處理21.821.921.77處理32.242.061.99從表2可以看出，施加含微生物緩效鉀素肥料的處理1較單施硫酸鉀和單施枸溶性鉀肥的處理上、中和下部位菸葉的鉀含量都有不同程度的提高。表3不同處理對烤菸鉀素積累分配的影響處理總葉/％莖/％處理142.5630.18處理235.2832.66處理332.4430.52菸葉是煙株中最重要的經濟部位，菸葉鉀含量直接影響菸葉品質。從表3可以看出，施加含微生物緩效鉀素肥料的處理1中總葉鉀含量佔42.56％，其次是施加枸溶性鉀肥的處理和單施硫酸鉀肥的處理。結論：烤菸生長過程中施加含微生物緩效鉀素肥料能夠提高菸葉鉀含量，利於鉀素從根莖部位向菸葉轉移和分配，說明，烤菸在生長中後期土壤中的鉀素能夠源源不斷提供給烤菸。本發明在雲煙87烤菸品種上的肥效田間試驗研究：試驗地選擇在雲南省羅平縣羅雄菸葉基地單元，試驗地土壤肥力中等，分布均勻，0～20cm耕層土壤基本肥力情況見表1所示。表4試驗地土壤基本肥力情況表4試驗地土壤養分狀況供試肥料：本發明的提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料，產品形態：粉劑。主要技術指標：有效活菌數≥1.88億/g，K20≥36％。試驗設計：試驗設3個處理，4次重複，隨機區組設計，小區面積37㎡，處理1：提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料；處理2：單施枸溶性鉀肥；處理3：常規施肥(單施硫酸鉀肥)。田間管理：所有處理均以基肥和底肥形式施入土壤中，純K2O用量均為21.26kg/畝，其他同大田常規管理方法。待烤菸成熟期時測定烤菸農藝性狀和根系生物量，見表5和表6.表5不同處理對烤菸農藝性狀的影響從表5可以看出，施加含微生物緩效鉀素肥料能夠促進烤菸生長，增加菸葉有效葉片數，提高葉片最大葉面積，而施加單施枸溶性鉀肥效果相較處理1和處理3均差一些。表6不同處理對烤菸根系生物量的影響處理根鮮重/g根乾重/g乾鮮比根冠比處理152.17a18.95a0.36b0.4c處理235.62c12.42c0.35b0.57a處理340.21b17.13b0.43a0.54b從表6可以看出，施加含微生物緩效鉀素肥料的處理可以顯著增加烤菸根系生物量，且與其他處理差異顯著。結論：烤菸生長過程中施加含微生物緩效鉀素肥料能夠促進烤菸生長，增加烤菸有效葉片數，提高菸葉最大葉面積，同時對地下部的根系生物量有顯著增加。本發明在雲煙89烤菸品種上的肥效田間試驗研究：試驗地選擇在貴州省興義市敬南菸葉基地單元，試驗地土壤肥力中等，分布均勻，0～20cm耕層土壤基本肥力情況見表7所示。表7試驗地土壤基本肥力情況表7試驗地土壤養分狀況供試肥料：本發明的提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料，產品形態：粉劑。主要技術指標：有效活菌數≥2.28億/g，K20≥36％。試驗設計：試驗設3個處理，4次重複，隨機區組設計，小區面積37㎡，處理1：提高菸葉鉀含量的含微生物緩效鉀素肥料；處理2：單施枸溶性鉀肥；處理3：常規施肥(單施硫酸鉀肥)。田間管理：所有處理均以基肥和底肥形式施入土壤中，純K2O用量均為19.58kg/畝，其他同大田常規管理方法。待烤菸成熟期時測定烤菸葉綠素含量，見表8.表8不同處理對菸葉葉綠素含量的影響(mg/kg)從表8可以看出，烤菸生長過程中施加含微生物緩效鉀素肥料能夠提高菸葉葉綠素含量，尤其對葉綠素a和總葉綠素含量增加顯著。葉綠素含量增加，有助於烤菸有效進行光合作用，從而促進烤菸生長。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp