技术领域
[0001] 本
发明属于生物液肥技术领域，具体涉及一种设施果树渗灌专用生物液肥及其制备方法。
背景技术
[0002] 影响作物产量的许多因素中，
水和肥适时适宜的施用起着十分关键的作用，因此，制定出合理的水肥管理制度，既能最大限度地保持作物的高产稳产，又最有效的提高
肥料和水分的利用率，减少肥料的流失，避免生态环境的破坏和恶化，具有重要的意义。
[0003] 现代节水
灌溉的技术措施种类很多(
滴灌、喷灌、渗灌、膜下灌及涌流灌等)，而渗灌是通过管路系统及埋设在地表下作物根系主要活动层的渗灌管直接向作物根部供给水分和养分的灌溉方法。渗灌作为一种先进的节水灌溉技术，养分随灌溉水直接进入作物根系层，具有减少地表
蒸发和深层渗漏，管理简便，节约劳
力，能利用盐
碱地，能适用各种复杂地形等优点，在世界各国得到较快发展。果树由于个体较大，蔬菜等作物上普遍采用的单管单头滴灌模式可能不能满足果树个体发育的需求，因此需要渗灌。
[0004] 只有好的适用于渗灌专用肥料才能将渗灌系统的作用发挥到最大，由此可见，为了更好地发展渗灌
施肥技术，也为了农业的可持续发展，开发出适合水肥一体化技术的新型渗灌肥料迫在眉睫。
[0005] 现有的生物液肥
专利文献和其它相关技术不能很好地应用于设施果园，不适用于渗灌设备。水分和养分是作物生长必需的两大要素，适宜的水分条件和合理的养分供应是作物高产优质的基本保证。施肥是果园管理中一项主要工作，施肥合理与否直接影响着树体生长、果实产量与品质及经济效益。国内目前对于果树的施肥研究还停留在起步阶段，只是简单的讲述一些果树的施肥方法、施肥时间和施肥量，而没有系统地从施肥
角度来探讨果树增产的机理。在实际生产中，果农也是根据传统的方法进行施肥，没有做到科学、合理的测土施肥。而且多数生物液肥不能够完全溶于水，易导致渗灌系统系统堵塞而报废，增加了生产成本。综合分析目前的技术，能够有效地应用于设施果树的全营养渗灌及冲施的
生物肥料尚未见报道。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是，提供一种资源环保的、用
工业废弃物替代传统培养基的可随水施用的设施果树渗灌用生物液肥。并同时提供该生物液肥的生产方法和施用方法。
[0007] 本发明的技术方案是，一种设施果树渗灌专用生物液肥，包括原料、菌剂、无机养分和非离子
表面活性剂；所述原料为
酵母废液是酵母生产过程中产生的废液；所述菌剂为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)分别单独
发酵混合后按照3-8:3.5-6.5
质量比例混合的复合
微生物菌剂；所述原料、复合菌剂、非离子表面活性剂的质量比为15-45：3-8：0.6～0.75。
[0008] 优选的是，所述复合微生物菌剂的有效活菌数量达2.0×108个/克以上。
[0009] 优选的是，上述枯草芽孢杆菌为生防性枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)LVLE-14，由我公司在果园
植物根际提取，经过大量实验验证，针对果园作物具有防病促生效果的菌株。保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(简称CGMCC，北京市朝阳区北辰西路1号院
3号)，保藏编号为CGMCCNo.12369，
申请号201610756759.1的专利申请首次提及。
[0010] 所选的微生物除了有针对作物根部起效的营养型微生物，分解养分，提高肥料利用率的作用，通过根部使用可以有效改善作物根系营养条件之外，还具有
生物防治的功能，对多种土传病害的病原菌具有抑制作用，使用到
土壤当中，可以减少病害的发病率，增加作物的抗性，减少
农药的投入量，节约成本，减少环境污染。
[0011] 所述生物液肥中还包括无机养分，根据果园土壤基本理化性质，不同果树需肥习惯，果树不同生长期，配比不同。
[0012] 基肥无机养分为N+P2O5+K2O＝0-45％，Si＝20％；花前期无机养分为N+P2O5+K2O＝0-25％，Si＝20％，坐果期无机养分为N+P2O5+K2O＝0-25％，Ca+Mg+Fe+B+Mn+Zn+Cu＝5.0-
10.0％，膨大期无机养分为N+P2O5+K2O＝0-25％，Ca+Mg+Fe+B+Mn+Zn+Cu＝5.0-10.0％。
[0013] 进一步地，还可包括分散剂，悬浮剂和
增稠剂，与上述成分的质量比为0.6～0.75：0.3～0.45：0.2～0.45。
[0014] 无机养分配方不同，比例不同，还可包括水。
[0015] 根据本发明的设施果树渗灌专用生物液肥，优选的是，所述非离子表面活性剂为仲醇AEO-9。
[0016] 仲醇AEO-9，属于非离子表面活性剂，可以减少肥料的表面
张力，
加速养分随水渗入土壤的速度，和养分在土壤中扩散达到根系的速度。该活性剂无毒、无味、
生物降解性好、环境友好、流动性好、
凝固点低。
[0017] 所述复合微生物菌剂的
含水量保持在30％以内。
[0018] 本发明还提供了上述设施果树渗灌专用生物液肥的生产方法，该方法包括以下步骤：
[0019] a、复合微生物菌剂的制备：将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus Krassilnikov)，菌种单独发酵后，按照3-8：3.5-6.5的比例混合；
[0020] b、将无机养分和非离子表面活性剂0.6～0.75份在
蒸汽搅拌机中加水混合，混匀后冷却；
[0021] c、再将15-45％质量比的酵母废液与3-8％质量比的微生物菌液搅拌均匀，得到含菌浓缩液；
[0022] d、将冷却后的无机养分溶液和所述含菌浓缩液混合，得到生物液肥。
[0023] 优选的是，复合菌剂即微生物菌液的质量比为3-5％；酵母废液的质量比为15-35％。
[0024] 为保证各组分均匀混合，有机物料和无机物料要分别混匀后再完成复配。首先将无机养分在蒸汽搅拌机中加水混合，混匀后需冷却；其次，将浓缩液中与微生物菌液混合，最后将充分溶解的无机养分和含菌浓缩液混合，制成果树渗灌专用生物液肥。发酵菌液离心过后都可以水溶，液肥添加的酵母废液可以全水溶，并且含有有机质。通过各种成分的复配，使得该生物液肥尤其适用于渗灌系统。
[0025] 酵母发酵液的利用与治理一直是国内外许多酵母生产厂多年来难以解决的问题，目前治理酵母发酵液主要采用
厌氧消化后好气处理。由于微生物不能降解发酵液中的色素，处理后的废液
颜色仍为深红棕色，且COD值大大超标。酵母废液中含有丰富的
纤维素，胶体物质以及焦糖等各种复杂的有机物，使其粘性较强，同时含有丰富的氮、磷、
钾、
钙、
铁等无机微量元素以及腐植酸、
黄腐酸等有机物质，具有很好的肥效。因此利用酵母废液可以生产富含有机质的微生物肥料。
[0026] 本发明将酵母废液部分替代微生物培养基，既为微生物菌株定殖提供条件，又降低生产成本，从微生物的发酵工艺优化、复配比例及产业化生产优化等方面进行大量的试验，再从产品生物液肥的生产工艺到产品中C/N比、PH值、大量元素和中微量元素配比构成和含量都进行深入细致的研究，生产出全
水溶性生物液肥，克服液体肥料生产过程中的难题，选用的微生物对作物
真菌性病害具有显著抑制作用的生防菌株，减少作物病害的发病率，同时，添加对作物根部起效的营养型微生物，通过根部施用具有解钾及防治病虫害作用，可以有效改善作物根系营养条件。
[0027] 根据本发明的一种设施果树渗灌专用生物液肥的生产方法，优选的是，当无机养分
溶解度小于所需浓度时，添加分散剂0.6～0.75份、悬浮剂0.3～0.45份、增稠剂0.2～0.45份。
[0028] 所述无机养分包括大量元素养分和微量元素养分。
[0029] 根据本发明的一种设施果树渗灌专用生物液肥的生产方法，优选的是，所述的量大量元素养分中，N由尿素、
磷酸一铵、
硝酸钾和硝酸钙提供，P2O5由磷酸一铵提供，K2O由硝酸钾和
硫酸钾提供；所述微量元素养分中，Si由
硅酸钾提供，CaO、MgO、B、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo分别由硝酸钙、
硫酸镁、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸
铜、
硼砂和钼酸铵提供。
[0030] 优选的是，所述非离子表面活性剂为仲醇AEO-9，所述悬浮剂为MgAl2(SiO3)4，所述增稠剂为黄胶，所述分散剂为聚
羧酸盐。
[0031] 表面活性剂可以降低液体的表面张力，一方面加速肥料从渗灌管道中溢出的速度，防止管道堵塞，另一方面有利于肥料在土壤中的扩散，使肥料快速达到根系。
[0032] 由于配方问题，肥料浓度较高，常规溶解手段可能达不到浓度要求，因此要添加悬浮剂制成悬浮液，增稠剂可以保证悬浮液的
稳定性，分散剂可以保证肥料液体均一。
[0033] 根据本发明的一种设施果树渗灌专用生物液肥的生产方法，优选的是，步骤b所述无机养分与水混合的比例是1:10-100。这里根据溶解性不同，加入水的量不同。
[0034] 本发明还提供了上述设施果树渗灌专用生物液肥在果树施肥上的应用。
[0035] 上述应用，优选的是，根据土壤养分含量及果树养分需求，确定生物液肥的用量范围，具体步骤如下：
[0036] (1)对果树所在地的土壤进行养分含量的测定，包括土壤有机质、有效氮、有效磷、有效钾、全氮含量、有效钙、有效镁、有效铁、有效硼、有效锌、有效锰和有效铜含量；
[0037] (2)对果树需肥规律和特点进行
跟踪研究，确定各元素的需求范围；
[0038] (3)根据土壤养分含量，肥料利用率，及果树养分需求，生成相应的养分施用模型，确定生物液肥的最佳用量范围。
[0039] 进一步地，所述大量元素养分用量范围按照如下模型：
[0040] 基肥N：
[0041] 当0≤NJS＜0.00075y时
[0042] NJ＝rya-7.98NJS (1)
[0043] 当NJS≥0.00075y时NJ≤0
[0044] 式中NJS——秋天基施氮肥时，果园0～60cm土层硝态氮含量
[0045] NJ——秋天基施氮肥量(以N计)，kg/hm2；
[0046] r——每产1kg果实，果树需吸收氮素的量；
[0047] y——目标产量，前三年果实平均产量的1.1～1.15倍，kg/hm2
[0048] a——需施用的氮肥倍数；
[0049] 7.98——硝态氮测试值由mg/kg转化为kg/hm2的系数(按1hm2果园60cm土层的体积6×109cm3，土壤容重1.33g/cm3计)；
[0050] 第一次追肥N：
[0051] 当0≤NJS＜0.00226y时
[0052] NJ＝rya-7.98NJS
[0053] 当NJS≥0.00226y时NJ≤0
[0054] 式中NJS——翌年第1次追肥，果园0～60cm土层硝态氮含量
[0055] NJ——翌年第1次追肥(以N计)，kg/hm2；
[0056] 第2、3次追施氮肥，同式(1)；
[0057] 基肥P2O5：
[0058] 当0≤pjs<67.5时
[0059] PJ＝rya1+ry(a2-a1)(b2-pjs)/(b2—b1)
[0060] 当pjs≥67.5时PJ≤0
[0061] 式中pjs——秋天施基肥时，0～60cm土层有效磷(P)含量，mg/kg；
[0062] PJ——秋天基施磷肥量(以P2O5，计)，kg/hm2；
[0063] 来年春、夏3次追肥，追肥P2O5：
[0064] 当0≤PsⅠ、Ⅱ、Ⅲ＜85时
[0065] PⅠ、Ⅱ、Ⅲ＝2rya1+ry(a2-a1)(b2-pjs)/(b2—b1)
[0066] 当PsⅠ、Ⅱ、Ⅲ≥85时，PⅠ、Ⅱ、Ⅲ≤0
[0067] 式中PsⅠ、Ⅱ、Ⅲ——第1、2、3次追磷肥时，0～60cm土层有效磷(P)含量，mg/kg；
[0068] PⅠ、Ⅱ、Ⅲ——第1、2、3次追磷肥时，施磷肥量(以P2O5，计)，kg/hm2；
[0069] 基肥K2O：
[0070] 当0≤kjs＜250时
[0071] KJ＝0.0048(5/3-kjs/150)
[0072] 当kjs≥250时KJ≤0
[0073] 式中kjs——秋天施基肥时，0～60cm土层速效钾含量(以K计)，mg/kg；
[0074] KJ——秋天基施钾肥量(以K2O计kg/hm2)；
[0075] 第一次追肥K2O：
[0076] 当0≤kⅠs＜300时
[0077] KⅠ＝2rya1+ry(a2-a1)(b2-kⅠs)/(b2-b1)
[0078] 当kⅠs≥300时KⅠ≤0
[0079] 式中kⅠs——春天第1次追施钾肥时，0～60cm土层速效钾含量(以K计)，mg/kg；
[0080] KⅠ——春天第1次追施钾肥量(以K2O计)，kg/hm2
[0081] 夏天第2、3次追肥K2O时：
[0082] 当0≤kⅡs＜375时
[0083] KⅡ＝3.5rya1+ry(a2-a1)(b2-kⅡs)/(b2-b1)
[0084] 当kⅡs≥375时KⅡ≤0
[0085] 式中kⅡs——春天第2、3次追施钾肥时，0～60cm土层速效钾含量(以K计)，mg/kg；
[0086] KⅡ——春天第2、3次追施钾肥量(以K2O计)，kg/hm2。
[0087] 本发明还提供了上述设施果树渗灌专用生物液肥在苹果树施肥上的应用。
[0088] 当果树优选为苹果时，基肥N：NJ＝0.006y-7.98NJS，追肥N：NJ＝0.018y-7.98NJS，第二三次追肥N：NJ＝0.006y-7.98NJS。
[0089] 当果树优选为苹果时，基肥磷：PJ＝0.0016(27/14-pjs/35)；追肥磷：PⅠ、Ⅱ、Ⅲ＝0.0016y(17/7-ps/35)
[0090] 当果树优选为苹果时，基肥钾：当0≤kjs＜250时
[0091] KJ＝0.0048(5/3-kjs/150)
[0092] 当kjs≥250时KJ≤0
[0093] 来年春天第一次追肥钾：KⅠ＝0.0048y(2-kⅠs/150)
[0094] 夏天第2、3次追肥时，KⅡ＝0.0048y(15/6-kⅡs/150)
[0095] 基于多年多点田间试验
基础上的上述设施果树专用配方肥料，能够引导农民正确用肥，降低施肥不当带来的危害；能够满足作物对营养物质的专性需求，具有针对性和科学性，更兼微生物的作用，在降低成本的同时，实现果树的增产和优质栽培。是基于土壤供肥特点、果树需水规律和营养需求规律的基础上，通过田间试验和校验研究得到的应用性极强的、高技术水平生产而成的设施果树渗灌专用生物液肥。
[0096] 本发明不仅解决了生产全水溶性生物液肥的难题，还解决了现有
复合肥营养元素种类少、溶解性差、养分单一、营养元素比例不合理、容易造成土壤板结、营养失调、环境污染等问题，而且便于节水节肥高效栽培的大面积推广，既考虑了区域土壤供肥性能，又充分满足设施果树营养的需要，针对性强，减少肥水的浪费，增加果树产量，改善土壤性状，提高果树品质，提高水资源和肥料资源的利用效率，降低农业生产成本。
[0097] 与
现有技术相比本发明具有如下优良效果：
[0098] 1.生物液肥结合了液体肥料和微生物肥料二者优势，不仅迅速起效，快速补充多种作物在特定生长期所需的营养元素，还可提高土壤有机质，修复
土壤微生物区系，将微生物肥料的应用拓展水肥一体化领域。
[0099] 2.本发明为根系施用生物液肥。其产品设计和微生物的添加，专
门针对土壤和作物根部起效，减少了不必要成分的添加，针对性更强，从而降低产品生产成本，也避免了资源浪费。
[0100] 3.本发明所添加的微生物菌株，除了具有营养菌株的功能外，还具有生防的功能，能显著降低土传病害的发病率，使用该液体肥料的同时，减少了农药的添加量，即节约了投入成本，同时也降低了环境的污染。
[0101] 4.以酵母废液为微生物肥料的主要有机成分，可帮助解决酵母生产企业废液处置问题，保护环境节约资源。
[0102] 5.本发明设施果树渗灌专用生物液肥的N、P、K施用量根据大量试验总结了施肥模型，生产中，上述指标数据分别代入上述有关公式，即可计算出不同施肥时期氮、磷、钾肥的用量，方便快捷，可操作性强。无机养分合理、齐全，吸收和利用率高，除常规的N、P、K等大量无机养分外，还含有Ca、Mg、Si三种中量元素，以及六种微量元素，养分齐全，配比科学，能全面提高设施果树对无机养分的吸收和转化能力，可以有效地防止果树缺素症，提高肥料利用率，增加果树产量，提高果树品质。
[0103] 6.本发明设施果树渗灌专用生物液肥安全高效，提高
土壤肥力，增加果树抗性[0104] 7.本肥料全部为水溶性营养成分，适用于包括渗灌系统在内的所有水肥一体化设备，能够快速满足设施果树营养生长和生殖生长的营养需求，按需供养，无机养分比例合理，能够全部被吸收，无残留，养分利用率高；微生物直接作用于根系，保水，具有改良土壤结构，增加土壤保水保肥性的优点，明显提高土壤肥力，防止土壤板结和次生盐渍化，能显著减少农药、化肥用量，无公害，无污染，果树生产的最佳肥料。
[0105] 8.本发明设施果树渗灌专用生物液肥施用灵活方便，节本增效。
附图说明
具体实施方式
[0107] 下面结合
实施例对本发明做进一步说明：
[0108] 实施例1
[0109] 1、复合微生物菌剂的制备：将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)LVLE-14，胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)，菌种单独发酵后，按照8:3.5的比例混合；
[0110] 2、生物液肥中大中微量元素的比率按以下方法计算。
[0111] 表2：果园土壤养分平均水平
[0112]
[0113] 通过前期苹果种植的产量进行综合评价，确定苹果的目标产量。
[0114] 研究表明每生产1kg苹果，需要从土壤中吸收氮素0.003kg，需要P2O50.0008kg，需2
要K2O0.0032kg，按照产量20000kg/hm计算，
[0115] 基肥需氮素4.29kg，P2O53.49kg，K2O 0kg，
[0116] a—需施用的氮肥倍数本实施例中为2。通过计算得出，除去土壤中可供给的元素外，产量20000kg/hm2苹果需额外补充氮素和磷素，以及大量的有机质。因此，该专用肥料可以设置为，有机质：45％，N:P2O5:Si＝5:4:20。
[0117] 花前期需氮素12.87kg，P2O519.49kg，K2O 6.2kg，
[0118] 通过计算得出，除去土壤中可供给的元素外，产量20000kg/hm2苹果需额外补充氮素和磷素，以及大量的有机质。因此，该专用肥料可以设置为，有机质：25％，N:P2O5:K2O＝6:10:3。另外，根据配方，生产出生物液肥，其中，各包含Ca、Mg、Fe、B、Mn、Zn、Cu等中微量元素，其中养分配比为Ca:Mg:Fe:B:Mn:Zn:Cu＝0.5:2:2:0.2:1.2:2:0.1共8％。
[0119] 坐果期需氮素0kg，P2O53.49kg，K2O 9.3kg，
[0120] 通过计算得出，除去土壤中可供给的元素外，产量20000kg/hm2苹果需额外补充氮素和磷素，以及大量的有机质。因此，该专用肥料可以设置为，有机质：25％，N:P2O5:K2O＝0:4:10。
[0121] 另外，根据配方，生产出生物液肥，其中，各包含Ca、Mg、Fe、B、Mn、Zn、Cu等中微量元素，其中养分配比为Ca:Mg:Fe:B:Mn:Zn:Cu＝3:3:1.3:0.2:0.2:0.2:0.1共8％。
[0122] 膨大期需氮素0kg，P2O53.49kg，K2O 9.3kg，
[0123] 通过计算得出，除去土壤中可供给的元素外，产量20000kg/hm2苹果需额外补充氮素和磷素，以及大量的有机质。因此，该专用肥料可以设置为，有机质：20％，N:P2O5:K2O＝0:4:10。
[0124] 另外，根据配方，生产出生物液肥，其中，各包含Ca、Mg、Fe、B、Mn、Zn、Cu等中微量元素，其中养分配比为Ca:Mg:Fe:B:Mn:Zn:Cu＝3:0:0.3:1.2:0.5:0.5:0.2共5.7％。
[0125] 按不同配方，将无机养分在蒸汽搅拌机中加水混合，混匀后冷却；
[0126] 3、再根据需要有机质比例将40％质量比的酵母废液与5％质量比的微生物菌液搅拌均匀，得到含菌浓缩液；
[0127] 4、将冷却后的无机养分溶液和所述含菌浓缩液混合，并加入其余水分，得到生物液肥。
[0128] 5、生物液肥经液体灌装设备分装、密封、入库。
[0129] 实施例2
[0130] 复合菌剂的制备中，采用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)，菌种单独发酵后，按照6:4的比例混合。
[0131] 含菌浓缩液制备中，酵母废液为35％质量比，微生物菌液加入比例为6％质量比。其他同实施例1。
[0132] 试验例
[0133] 设施果树全营养渗灌专用生物液肥田间施用：
[0134] 设施果树渗灌专用生物液肥随果树灌水一起施用，具体方法为，根据果树生育
进程，将肥料称重5-20kg/亩，后稀释20倍，用施肥器随供水管道均匀施入树行。
[0135] 该肥料在上海市奉贤区进行了果树肥效田间试验，供试作物为采用同期相同
地块内果树全营养渗灌专用肥和农民常规施肥进行了果树产量和品质的对比试验：处理1为农民常规施肥作为对照，农民常规施肥量为N 529kg/hm2，P2O51214kg/hm2，K2O 1080kg/hm2；处2
理2为施用本发明的设施果树渗灌专用生物液肥料，施肥量为基肥150kg/hm ，坐果肥、膨大肥和花前肥225kg/hm2；
[0136] 其结果见表3。
[0137] 表3 设施果树渗灌专用生物液肥对果树产量和品质的影响
[0138] 表3 不同处理对哈密瓜产量和品质的影响Table 3 Effects of different Treatments onyieldand quality of cantaloupe
[0139]
[0140] 从表3可以看出，采用实施例的设施果树渗灌专用生物液肥处理与农民常规施肥相比，果树产量提高30.16％，节约肥料成本5205元/hm2，增加产值35255元/hm2，节本增效显著；总糖增加18.95％，可溶性固形物27.07％。果树产量显著增加，品质明显改善。
[0141] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附
权利要求的保护范围。
[0142] 本发明提供了一种完全水溶从而可随水施用的渗灌用生物液肥，可以渗灌，也可以冲施，克服了现有的设施果树栽培中粗放的水肥管理模式，不仅能满足设施果树生长发育的营养需要，而且其中的微生物有着防病促生的作用，可以有效减少化肥和农药的施用量，增加果树产量，改善果树品质，降低果树施肥成本。
