一种颗粒微生物菌剂的制备

摘 要：通过分析添加调节物质使造粒过程中水分控制在8%以内，来实现一次低温烘干成粒，同时有益于菌种的存活，从而实现颗粒微生物菌剂的制备。

关键词：颗粒；微生物菌剂；制备

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329020

引言

微生物肥料是指一类含有活性微生物的特定制品剂，应用于农业生产中能获得特定的肥料效应。微生物肥料施入土壤后，利用微生物的生命活动将空气中的惰性氮素转化为作物可直接吸收的离子态氮素，将土壤中难溶的无机物变成可溶性的无机物增加土壤中的有效氮、磷、钾含量；将作物不能从土壤中直接利用的物质转化成可被吸收利用的物质，制造和协助农作物吸收营养，改善作物营养条件，抑制病原菌的活动，增强作物抗病和抗旱能力；土壤中大量微生物的活动使土壤有机质转化形成腐殖质，促进土壤团粒结构的形成，提高土壤肥力，改善土壤理化性状，增强土壤保肥、保水能力，从而提高作物的产量和品质。

微生物菌剂在我国的农业应用方面发展比较缓慢，由于科研力量薄弱，在菌种的筛选、驯化以及发酵技术、菌种配伍等技术方面没有突破；在应用方面与科研更是脱节、缺乏准确的应用数据，使推广应用工作发展滞后，市场上很多相关产品达不到国家标准，效果不明显，更不利于其推广普及；目前微生物菌剂多采用普通的造粒工艺，活菌易失活，颗粒水分较高，种肥同播时易出现结块现象，限制了产品的使用和效果。目前微生物菌肥的生产和应用存在的难题：生产制作和包装过程条件严格，搬运和保存需要良好的条件，因此生产成本高而且容易污染，往往成批菌肥变成废品；成品的有效保存期短；菌肥微生物进入土壤后，不容易形成优势菌落，菌肥作用有效期短且应用效果不稳定；田间应用时还需避开农药、化肥等农业措施和环境因子的制约。因此，有必要开发制备一种高效、经济的且水分低、活性高的颗粒微生物菌剂，来满足市场和农业生产的需求。

1 材料与方法

1.1 颗粒微生物菌剂的制备

1.1.1 高氮型颗粒微生物菌剂的制备

试验方案：设计一种高氮型颗粒微生物菌剂，养分配比N-P2O5-K2O含量分别为15%，6%，9%，有机质含量20%，水分含量低于4%。

试验材料：无机类原料：尿素、磷酸一铵、硫酸钾等；有机类原料：植物有机发酵物、黄腐酸钾等；微生物菌种：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌，干菌粉的菌数分别为2.0×1012cfu/g和1.0×1011cfu/g，调节物质和填充物料等。

1.1.2 高钾型颗粒微生物菌剂的制备

试验方案：设计一种高钾型颗粒微生物菌剂，养分配比N-P2O5-K2O含量分别为8%，4%，18%，有机质含量20%，水分含量低于4%。

试验材料：同上。

1.2 采用的技术方案

通过添加调节物质使造粒过程中水分控制在8%以内，从而使成粒后颗粒中的水分降低。低水分的颗粒在烘干过程中可以使烘干温度低，烘干时间短，更有益于保持并发挥微生物菌种的活性，实现菌种更大的存活率。同时，烘干温度低，烘干时间短，除了能够简化烘干工艺便于操作、省工降本，也更有利于能源的节约和减少环境污染。方案设计实施流程如下：

2 试验结果与讨论

2.1 高氮、高钾型颗粒微生物菌剂基本理化指标的测定

2.1.1 高氮型颗粒微生物菌剂基本理化指标的测定

通过凯氏定氮法对制备的高氮、高钾型颗粒微生物菌剂进行氮含量的测定，用喹钼柠酮重量法进行有效磷的测定，用四苯硼酸钠重量法进行有效钾含量的测定，根据重铬酸钾容量法进行有机质的测定，用雷磁pH计进行pH测定。如表1所示，制备的高氮型颗粒微生物菌剂，其养分配比N-P2O5-K2O含量符合15%，6%，9%，有机质含量大于20%，pH 约为6.0。

2.1.2 高钾型颗粒微生物菌剂基本理化指标的测定

同上述2.1.1的测定方法对制备的高钾型颗粒微生物菌剂基本指标进行测定，结果如表2所示，制备的高氮型颗粒微生物菌剂，其养分配比N-P2O5-K2O含量符合8%，4%，18%，有机质含量大于20%，pH 约为6.0。

2.2 颗粒微生物菌剂水分和有效活菌数的测定

在定量走料3t/h的条件下，不同烘干筒进口温度和烘干时间下，对制备的颗粒微生物菌剂进行水分测定，其测定结果如表3所示。从测定结果分析，制备的颗粒微生物菌剂的水分与烘干筒的进口温度呈正相关，与烘干时间也呈正相关，在保证颗粒微生物菌剂颗粒硬度和菌种存活的情况下，选择适宜的烘干筒进口温度和烘干时间。

在定量每小时走料3t、添加有效活菌数2.5亿/g的条件下，不同烘干筒进口温度和烘干时间下，对制备的颗粒微生物菌剂进行有效活菌数测定，其测定结果如表4所示。从测定结果分析，制备的颗粒微生物菌剂的有效活菌数与烘干筒进口温度为呈负相关，与烘干时间也呈负相关，在保证颗粒微生物菌剂的有效活菌数达到2.0亿/g的情况下，选择适宜的烘干筒进口温度和烘干时间。

根据不同烘干筒进口温度和烘干时间下，制备的颗粒微生物菌剂的水分含量和有效活菌数的综合考量，应控制烘干筒进口温度为170℃，烘干时间22min，来实现颗粒微生物菌剂的制备。

2.3 菌种活性环境测试

根据烘干筒进出口温度分析可知，烘干筒筒内温度基本维持在70℃左右。在70℃、80℃下，对菌种进行不同的处理，分别测定不同条件下菌种的成活情况，其测定结果如表5、表6所示。根据测定结果分析，在70℃和80℃下，对不同处理的菌种进行培养，其成活率均在94%以上。

3 结论与讨论

由于通过添加调节物质使造粒过程中水分控制在8%以內，从而实现一次低温烘干来制备颗粒微生物菌剂，在简化烘干工艺、省工降本的基础上，确保菌种更大的存活率。然而，不同温度和pH对于芽孢的影响较大，不同产品的差异约20%～40%，以温度对芽孢的影响最大[4]。因此菌种在经过生产加工后，对后期的存活情况和施入土壤后菌种功效的发挥有无影响还有待探究。

参考文献

[1]闫龙翔.一种颗粒型复合微生物菌剂及其制备方法和应用.CN101935249A[P].2011.

[2]嵇书琼.一种农用复合微生物菌剂及其制备方法[J].2009.

[3]刘成圣，陈西广，党奇峰，等.养殖水体水质净化的微生物颗粒制剂及制备方法.CN102864137A[P].2013.

[4]孙笑非，孙冬岩，潘宝海.不同条件下枯草芽孢杆菌活性的研究[J].饲料研究，2013（5）：37-38.

作者简介：蔡金新（1988-），男，广东省河源人，硕士，毕业于江西财经大学，工程师，研究方向：新型肥料研究。