[0001] 本发明涉及农作物肥料领域， 特别是一种使用于小麦种植的复合肥。

[0002] 小麦是重要的粮食作物和经济作物,统计显示其产量和种植面积仅次于水稻,居世界第二位 . 在民生和经济中占有重要的地位 , 有效利用有限的土地资源 , 提高小麦作物的产量和品质,无论对我国的粮食安全还是食品安全都有重要的意义,也一直是科学工作者追求的目标。

[0003] 小麦在生长和发育的过程中需要吸收的营养元素达 20 多种， 主要有氮、 磷、 钾三种大量元素 ； 硫、 钙、 镁等常量元素和铁、 锰、 锌、 硼、 钼等微量元素， 这些元素主要来自肥料 , 小麦生长过程中从土壤中吸收得到。

[0004] 在小麦种植的过程中长期大量的施用单一的无机肥料会对土壤产生严重的影响：1、 重金属和有毒元素增加 ：
产生污染的重金属主要有Zn、 Cu、 Co和Cr， 从化肥的原料开采到加工生产,总是给化肥带进一些重金属元素或有毒物质， 其中以磷肥为主， 目前我国小麦施用的化肥中 , 磷肥约占20％,磷肥的生产原料为磷矿石,它含有大量有害元素F和As,同时磷矿石的加工过程还会带进其它重金属 Cd、 Hg、 As、 F, 特别是 Cd ； 另外 , 利用废酸生产的磷肥中还会带有三氯乙醛 , 对作物造成毒害， 研究表明 , 无论是酸性土壤、 微酸性土壤还是石灰性土壤 , 长期施用化肥会造成土壤中重金属元素的富集， 直接危害人体健康， 比如 , 长期施用硝酸铵、磷酸铵、 可使土壤中 As 的含量达 50 ～ 60mg/kg， 同时 , 随着进入土壤 Cd 的增加 , 土壤中有效 Cd 含量也会增加 , 作物吸收的 Cd 量也增加。

[0005] 2、 微生物活性降低 , 物质难以转化及降解 ：土壤微生物是个体小而能量大的活体,它们既是土壤有机质转化的执行者,又是植物营养元素的活性库 , 具有转化有机质、 分解矿物和降解有毒物质的作用， 中科院南京土壤研究所的试验表明 , 施用不同的肥料对微生物的活性有很大的影响 , 土壤微生物数量、 活性大小的顺序为 : 有机肥配施无机肥 > 单施有机肥 > 单施无机肥 ； 目前 , 我国施用的化肥中以氮肥为主 , 而磷肥、 钾肥和有机肥的施用量低 , 这会降低土壤微生物的数量和活性。

[0006] 3、 养分失调 , 硝酸盐累积 ：目前 , 我国施用的化肥以氮肥为主 , 而磷肥、 钾肥和复合肥较少 , 长期施用造成土壤营养失调 , 加剧土壤 P、 K 的耗竭 , 导致 NO3-N 累积， NO3-N 本身无毒 , 但若未被作物充分同化可使其含量迅速增加 , 摄入人体后被微生物还原为 NO2-, 使血液的载氧能力下降 ,诱发高铁血红蛋白血症,严重时可使人窒息死亡 ； 同时,NO3-N还可以在体内转变成强致癌物质亚硝胺 , 诱发各种消化系统癌变 , 危害人体健康， 在保护地栽培条件下 , 即使是以施用有机肥为主 100cm 土层中 NO3-N 累积量也在 240 ～ 740kg/hm2。

[0007] 4、 酸化加剧 ,PH 变化大 ：长期施用化肥加速土壤酸化， 一方面与氮肥在土壤中的硝化作用产生硝酸盐的过程相关。首先是铵转变成亚硝酸盐 , 然后亚硝酸盐再转变成硝酸盐 , 形成 H+, 导致土壤酸化， 另一方面 , 一些生理酸性肥料 , 比如磷酸钙、 硫酸铵、 氯化铵在植物吸收肥料中的养分离子后 , 土壤中的 H+ 增多 , 许多耕地土壤的酸化和生理性肥料长期施用有关 ； 同时 , 长期施用KCL,因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响,能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸，此外 , 氮肥在通气不良的条件下 , 可进行反硝化作用 , 以 NH3、 N2 的形式进入大气 , 大气中的 NH3、 N2 可经过氧化与水解作用转化成 HNO3, 降落到土壤中引起土壤酸化。化肥施用促进土壤酸化现象在酸性土壤中最为严重。土壤酸化后可加速 Ca、 Mg 从耕作层淋溶 , 从而降低盐基饱和度和土壤肥力。

[0008] 由于现在农业的现代化水平越来越高， 有机食品越来越受到了人们的重视。因而有效的利用土地 , 改善小麦的种植环境 , 提高小麦的产量和品质是人们努力的方向。

[0009] 针对小麦对肥料的需求特点， 我国现有小麦种植施肥的现状， 施用单一肥料的危害， 本发明的目的就是提供一种用于小麦种植的复合肥， 在增强土壤肥力的同时，可以改善土壤结构， 降低农药残留， 同时很好的克服单一施肥带来的对土壤及作物的危害。

[0010] 其解决问题的技术方案是 ：一种用于小麦种植的复合肥 ： 由以下重量分数的褐煤 30-40 份、 尿素 30-40 份、 磷酸一铵 20-25 份、 氯化钾 10-15 份、 枯草芽孢杆菌 3-5 份制成 ： 其制备方法是把以上组分混合、 粉碎、 搅拌、 造粒、 烘干、 筛分、 包装即可。

[0011] 配方中总养分 (N、 P、 K) 的质量分数≥ 30％， 有机质的质量分数≥ 20％， 每克中含有不少于 2000 万个活性菌。

[0012] 与单质肥相比， 本发明肥料具有以下优点 ： 1、 是养分齐全， 副成分少 ： 本发明肥料含有多种营养元素， 这些营养元素都是小麦生长必需的营养成分， 可满足小麦不同生长时期对各种养分的需求 , 同时， 由于复合肥副成分少， 可减少甚至消除副成分带来的不良影响 ； 2、 是理化性状好 ： 本发明肥料经过造粒， 肥料的溶解速度降低， 肥料因淋溶、 渗透、 挥发、 反硝化等造成的损失大大减少， 延长了肥效， 同时， 单质肥料的腐蚀性、 吸湿性、 挥发性等不良性状也得到改良， 肥料不易结块， 肥料的利用率提高 ； 3、 是有利于科学施肥的实现 ：目前， 我国大部分农民的科技素质还较低， 测土配方科学用肥要真正落实， 还有相当大的难度 , 本发明肥料的应用， 可改变偏施氮肥的不良习惯， 避免氮素资源浪费及环境污染， 与单质肥相比生产成本减少， 劳动强度降低， 小麦产量有保证。

[0013] 以下结合实施例对本发明作出详细说明实施例一
一种用于小麦种植的复合肥 ： 由以下重量分数的褐煤 40 份、 尿素 30 份、 磷酸一铵20 份、 氯化钾 15 份、 枯草芽孢杆菌 5 份制成 ： 其制备方法是把以上组分混合、 粉碎、 搅拌、 造粒、 烘干、 筛分、 包装即可。

[0014] 实施例二一种用于小麦种植的复合肥 ： 由以下重量分数的褐煤 30 份、 尿素 40 份、 磷酸一铵20 份、 氯化钾 10 份、 枯草芽孢杆菌 3 份制成 ： 其制备方法是把以上组分混合、 粉碎、 搅拌、 造粒、 烘干、 筛分、 包装即可。

[0015] 实施例三一种用于小麦种植的复合肥 ： 由以下重量分数的褐煤 35 份、 尿素 35 份、 磷酸一铵25 份、 氯化钾 13 份、 枯草芽孢杆菌 4 份制成 ： 其制备方法是把以上组分混合、 粉碎、 搅拌、 造粒、 烘干、 筛分、 包装即可。

[0016] 本发明中组分 ：尿素
是一种高浓度氮肥， 属中性速效肥料， 尿素能促进细胞的分裂和生长， 使枝叶长得繁茂 , 尿素是有机态氮肥， 经过土壤中的脲酶作用， 水解成碳酸铵或碳酸氢铵后， 才能被作物吸收利用 ； 尿素在转化前是分子态的， 不能被土壤吸附， 会随水流失 ； 转化后形成的氨也易挥发， 同时由于尿素在土壤中转化可积累大量的铵离子， 会导致PH升高2-3个单位， 再加上尿素本身含有一定数量的缩二脲， 其浓度在 500ppm 时， 便会对作物幼根和幼芽起抑制作用因此其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。

[0017] 磷酸一铵磷酸一铵 (MAP) 是一种水溶性速效复合肥， 有效磷 (AP2O5) 与总氮 (TN) 含量的比例约 5.44:1， 是高浓度磷复肥的主要品种之一。该产品广泛适用于水稻、 小麦、 玉米、 高粱、棉花、 瓜果等各种粮食作物和经济作物 ； 广泛适用于红壤、 黄壤、 棕壤、 黄潮土、 黑土、 褐土、紫色土、 白浆土等各种土质 ； 尤其适合于我国西北、 华北、 东北等干旱少雨地区施用 ； 磷酸铵在土壤中呈酸性， 与种子过于接近会产生不良影响， 不宜与碱性肥料混合使用。

[0018] 氯化钾氯化钾是强酸强碱盐， 主要能补充植物的钾元素， 钾主要能促进植物开花结果和枝叶生长的刚度、 强度， 也能提高植物的抗病能力， 适宜用于缺钾土壤及水稻、 小麦、 棉花、玉米、 高粱等大田作物 ； 氯化钾施入土壤之后， K+ 很易被土壤胶体粒子所吸持， 也易被作物根系吸收， 而使相对较多的Cl-残留在土壤中， 并与土壤胶体粒子上的Ca2+， Mg2+等阳离子交换出的 H+ 相互作用， 形成移动性强的 CaCl2， MgCl2 或 HCl， 使施肥点周围土壤中的钙、 镁等盐基向下淋溶， 有酸化土壤的副作用。故在酸性土壤上使用 KCl 时， 须配施一定量的石灰或含钙镁的肥料， 氯化钾中含氯45％-47％， 但作物需要量小， 在连续大量使用KCl时， 肥料中含有大量的氯离子， 会影响种子的发芽和幼苗的生长 ； 作物易于吸入过多 Cl-， 影响一些经济作物的产品质量。土壤中盐基的持续向下淋溶， 会使一些土壤或局部土层出现盐基不饱和状态， 引起其物理性状的改变甚至恶化， 故应注意配施一定量含盐基的肥料。 使用氯化钾肥料时应与氮肥、 磷肥配合施用， 可以更好地发挥其肥效 ； 透水性差的盐碱地不宜施用氯化钾， 否则会增加对土壤的盐害 ； 砂性土壤施用氯化钾时， 要配合施用有机肥。氯化钾容易引起土壤板结。

[0019] 腐植酸 (Humic acid,HA)腐植酸 (Humic acid,HA)， 又称胡敏酸， 一种天然有机高分子化合物， 是腐殖质的主要组成部分， 广泛存在于泥炭、 褐煤中 ； 泥炭等物质是植物残体经过长期生物和物理作用而形成的有机矿体， 其内含有大量的腐殖酸， 腐殖酸是一大类多环、 稠环有机化合物 ,这类物质对增强土壤肥力和改善土壤结构具有良好的作用 ； 腐植酸不是一个单一的酸， 而是一个复杂的含有基、 酚羟基等官能团的混合物， 该混合物表现出二元酸或偶尔三元酸的性质， 腐植酸在自然界中通常与离子形成络合物 ； 腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环， 环上连有羧基、 羟基、 羰基、 醌基、 甲氧基等官能团， 与金属离子有交换、 吸附、 络合、 螯合等作用 ； 在分散体系中作为聚电解质、 有凝聚、 胶溶、 分散等作用 ； 其与氮、 磷、 钾等元素结合制成的腐植酸类肥料， 具有肥料增效、 改良土壤、 刺激作物生长、 改善农产品质量等功能 ；腐植酸和除草醚、 莠去津等农药混用， 可以提高药效、 抑制残毒 ； 本发明中利用褐煤中含有的大量腐殖酸可减少土壤对可溶性磷的固定提高磷肥利用率 , 促使土壤微量元素的活化、通常土壤中Ca3(PO4)2很难溶于水,能非常缓慢地溶解于土壤里的多酸中， 肥效慢， 拥有抗凝、 缓冲、 水分保持等多种功能 , 而加入腐殖酸发生反应后所形成的磷酸氢盐和磷酸二氢盐都溶于水能被作物吸收磷酸钙 ； 可与一些难容盐形态存在的微量元素如 Fe、 Al、 Cu、 Mg、Zn 等形成络合物 , 溶于水被作物吸收， 这些微量元素的商品化螯合微肥价格昂贵 , 而腐殖酸可作为源广价廉的天然螯合剂与微量元素螯合使其易被吸收。

[0020] 枯草芽孢杆菌及尿素、 磷酸一铵、 氯化钾与褐煤混合后制成的复合肥料含有大量的腐殖酸等有效养分 , 可以改善土壤结构1、 促进土壤团粒的形成 ：
腐殖酸铵能够促进土壤团粒结构的形成 , 这主要是通过土壤微生物缓慢的转化 ,如果经常使用腐殖酸类肥料就会加速这种转化过程 .
2、 有利于土壤中水、 肥、 气、 热状况的调节 ：
当土壤中的团粒结构变好时其容重降低、 孔隙度增大具备了良好的通途性。又因腐殖酸类肥料颜色深有利于对太阳热能的吸收。 当腐殖酸类肥料受到微生物的分解作用时放出热量尤其是早春季节作物幼苗刚出土时能使地温提高 , 而起到抗春寒作用。

[0021] 3、 改造贫瘠土壤及盐碱地 ：长期坚持施用腐殖酸肥料会从根本上把贫瘠的土壤改造为良田， 由于腐殖酸的酸性可与盐碱土的碱性中和 , 所以腐殖酸可调节土壤的酸碱度 (PH) 达到治理盐碱的效果。

[0022] 4、 促进土壤微生物的活性 ：在土壤中施用腐殖酸类肥料后,对土壤中微生物活动有促进作用,尤其是土壤中自生固氮菌显著增多 , 使硝酸盐的含量明显增大 , 丰富了土壤的氮素营养， 改良了作物根系的营养条件。

[0023] 由于褐煤含有大量的有机质及有效养分 ； 具有增加土壤的有机质的无机养分含量、 提高化肥的有效利用率及提高小麦产量 , 改善小麦品质等作用， 不仅富含小麦生长所必需的氮、 磷、 钾、 钙、 镁、 硫、 铁等营养元素 , 而且溶解能力强 , 极易被植物叶面吸收 , 能促进小麦生长尤其能适当控制小麦叶面气孔的开放度 , 减少蒸腾 , 提高抗逆能力 , 提高各种酶活性 , 增加叶绿素含量 , 且移动性大 , 能有效提高根系活力 , 防止早衰。

[0024] 枯草芽孢杆菌能分泌合成多种有机酸、 酶、 生理活性物质等 ； 可利用蛋白质、 多种糖及淀粉， 分解色氨酸形成吲哚。 不仅对有机物料有强大腐熟作用， 而且在发酵过程中还繁殖大量功能细菌并产生多种特效代谢产物， 从而刺激作物生长发育， 促进作物生长， 成熟，降低成本、 增加产量， 提高收入 ； 提高作物抗病、 抗旱、 抗寒能力， 功能细菌进入土壤后， 可固氮、 解磷、 解钾， 增加土壤养分、 改良土壤结构、 提高化肥利用率 ； 可处理多种有机物料， 无毒、 无害、 无污染 ； 物料经过矿质化， 养分由无效态和缓效态变为有效态和速效态 ； 经过腐殖化， 产生大量腐殖酸， 刺激作物生长。

[0025] 枯草芽孢杆菌为革兰氏阳性杆状细菌， 可产生内生芽孢， 耐热抗逆性强， 在土壤和植物的表面普遍存在， 是植物体内常见的一种内生菌， 对人畜无毒无害， 不污染环境， 生长速度快、 营养需求简单， 在植物的表面易于存活、 定殖与繁殖， 是一种理想的生防微生物。

[0026] 枯草芽孢杆菌对植物病菌的作用机制和方式是多样的， 主要包括竞争作用、 抗生作用、 溶菌作用和促进植物生长等几个方面。

[0027] 1.1 竞争作用竞争方式 ： 主要包括营养竞争和位点竞争。营养和空间位点的竞争是指存在于同一微小生物环境中的两个或两个以上微生物之间争夺这一环境内的空间、 营养、 氧气等的现象。 枯草芽抱杆菌具有较强的竞争和定殖能力， 从而抢占病原菌的侵染位点， 消耗其周围养分， 阻止和干扰病原菌对植物叶面和其他器官的侵染， 起到防病抑菌的作用。

[0028] 1.2 抗生作用枯草芽孢杆菌的抗生作用是指通过产生代谢产物多种有效的抗菌物质在低浓度下就能够对病原微生物的生长和代谢产生抑制作用， 从而来影响病原微生物的生存和活动。

[0029] 1.3 溶菌作用枯草芽孢杆菌的溶菌作用主要表现在是通过吸附在病原菌的菌丝上， 并随着菌丝生长而生长， 而后产生溶菌物质造成原生质泄露使得菌丝体断裂 ； 或者是产生抗菌物质通过溶解病原菌孢子的细胞壁或细胞膜， 致使细胞壁穿孔、 畸形等现象从而抑制孢子萌发。

[0030] 1.4 诱导植物产生抗性及促进植物生长枯草芽孢杆菌不但能够抑制植物病原菌， 而且还能够诱发植物自身抗病机制从而增强植物的抗病性能的作用。枯草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、 植物生长激素的物质， 促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害。当作用于作物或土壤时 . 能够在作物根际或体内定殖， 并起到特定肥料效应。

[0031] 土壤呼吸强度作为土壤生物活性指标之一， 能够在一定程度上反应土壤营养物的转化和供应能力， 其呼吸速率变化及变化方向也反应了生态系统对胁迫的敏感程度和响应模式， 是环境安全评价的一项重要指标， 当土壤受到外来污染物污染时， 微生物为了维持生存可能需要更多的能量， 而使土壤微生物的代谢活性发生不同程度的响应。研究表明各质量分数处理的枯草芽孢杆菌均表现为对土壤呼吸作用的刺激效应， 并且土壤中枯草芽孢杆菌质量分数越大， 对土壤呼吸强度的刺激作用越大， 即刺激强度和施药质量分数呈正相关。

[0032] 脲酶属于一种水解酶类， 是惟一对尿素在土壤中转化及尿素利用率有重大影响的酶， 尿素施人土壤后 . 在脲酶的催化作用下， 迅速分解成二氧化碳和氨， 所以土壤脲酶活性的降低， 不仅可使尿素水解减缓， 令其水解产物更多地被土壤吸附而有效减少尿素水解产物氨的挥发损失， 也可能相应减少水解产物 NH 硝化作用潜势， 枯草芽孢杆菌处理过的土壤对土壤脲酶均表现出刺激效应。枯草芽孢杆菌对脲酶刺激的机理， 可能是由于微生物农药的加人为微生物的生长提供了碳源和营养， 从而使产生该种酶的微生物数量增长， 活性增强， 因而土壤中脲酶的活性也相应增强。

[0033] 土壤内盐分积累危害土壤结构黏滞， 通气性差， 容重高， 土温上升， 好气性微生物活动差， 养分释放慢， 渗透系数低， 毛细作用强等， 导致表层土壤盐渍化进一步加剧， 造成土壤冷、 硬、 板现象。过多的可溶性盐类， 可提高土壤溶液的渗透压， 引起植物的干旱。干旱季节， 表土层盐分过量积聚易伤下胚轴。在高 pH 值下， 还会导致 OH 一对植物的直接毒害。植物组织内盐分过量积聚， 会使原生质受害， 蛋白质合成受阻， 含氮的中间代谢产物积累， 造成细胞中毒。由于交换性 Na+ 的竞争， 使植物对钾、 磷和其他营养元素的吸收减少， 磷的转移也会受到抑制， 从而影响植物的营养状况， 影响植物的气空开闭。在高浓度盐类作用下，气孔保卫细胞内的淀粉形成受到阻碍， 使细胞不能关闭， 植物容易干旱枯萎。 用枯草芽孢杆菌优势菌株， 生产出生物有机肥， 用于植物生产， 在投入成本相同的情况下， 植物生长发育良好， 产量增加， 而且盐碱地土壤理化性状得到改善， 土壤微生物数量增多。

[0034] 本发明所用小麦复合肥的肥效验证实验实验设在洛阳汝阳县大安区， 实验品种为周麦 26 号， 供试验用土壤为粘土， 海拔
355 米， 实验土地肥力中等， 微碱性， 有灌溉条件， 实验区面积 60 ㎡， 设三次重复区排列取平均值， 连续三年实验数据取平均值。

[0035]  施肥方法 ： 按照等价投入原则， 实验组1、 2、 3组分别使用实施例1-3制备的小麦专用复合肥， 每亩施用 100 千克 ； 对照组使用氮磷钾质量比为 15-5-5 的复合肥， 每亩施用量80 千克 ； 对照组 2 每亩施用尿素 50 千克， 过磷酸钙 60 千克， 同时以未施用肥料、 未耕种地作为空白对照， 然后测定小麦的产量， 并用重铬酸钾容量法测定土壤有机质含量， 电位法测定土壤 PH 值、 微生物生物量碳测定法测定土壤微生物， 和利用环刀法计算土壤孔隙度和土壤毛管孔隙度， 结果如表一所示。

[0036] 表一、 施用小麦专用复合肥结果 ：注 ： 土壤取样采用 S 形 7 点取样
由表一可知， 施用本发明的小麦专用复合肥， 小麦产量得到明显提高， 并且土壤团粒结构如土壤总孔隙度， 和土壤毛细管孔隙度均得到改善， 同时土壤有机质含量、 土壤微生物含量碳和土壤 PH 值均得到提高而有机质的微生物活性呈正相关， 土壤总孔隙度和吸光度、 氧气密度呈正相关， 吸光度和微生物量碳、 量氮呈正相关， 毛管孔隙度与保水、 透气性及导电率呈正相关。因此本发明制备的小麦专用复合肥料具有改善土壤团粒结构， 增加土壤有机物含量， 减少土壤污染等功能， 能广泛用于小麦种植。