СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОГО КОМПЛЕКСНОГО МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ
METHOD FOR PRODUCING A LIQUID COMPLEX MICROBIOLOGICAL FERTILISER

Область техники
Изобретение относится к области удобрений, в частности к способу приготовления и применения жидкого комплексного микробиологического удобрения.
Уровень техники
Как новый вид экологически чистого удобрения, не загрязняющего окружающую среду, биоорганическое удобрение превращает нерастворимые питательные вещества в почве в эффективные питательные вещества посредством жизнедеятельности своих микроорганизмов и оказывает очевидное влияние на улучшение плодородия почвы, повышение устойчивости сельскохозяйственных культур, стимулирование роста и развитие растений, а также улучшение качества плодов. Груши Корла представляют собой один из самых известных особых фруктов в Синьцзяне и являются популярными среди потребителей в Китае и за рубежом, но их качество и урожайность могут быть дополнительно улучшены и увеличены.
Следовательно, для специалистов в данной области техники актуальной задачей является обеспечение способа приготовления и применения жидкого комплексного микробиологического удобрения.
Краткое описание изобретения
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает способ приготовления и применения жидкого комплексного микробиологического удобрения.
Для достижения вышеуказанной цели, в настоящем изобретении используются следующие технические решения:
Способ приготовления жидкого комплексного микробиологического удобрения включает следующие этапы:
(1) стерилизация крови животных при 60±5°С;
(2) при 40±2°С, добавление 10 г дрожжевых грибов и 1-2 кг сахарозы в 15-20 кг воды для выращивания, затем добавление полученной смеси в 1 тонну крови животных, смешение раствора полученной смеси и 0.5-1.0 кг протеазы и осуществление ферментолиза в течение 4-6 часов;
(3) охлаждение до 36±2°C, добавление смеси полезных бактерий, перемешивание и осуществление анаэробно-аэробной ферментации в течение 10-12 часов в ходе ферментолиза;
(4) охлаждение до 30±2°С и осуществление анаэробной ферментации в течение 13-15 часов;
(5) отбор проб; измерение количества жизнеспособных микроорганизмов более 200 миллионов КОЕ/мл; измерение значения pH 5-6; и охлаждение до 20°C или комнатной температуры, и осуществление заполнения.
Кроме того, смесь полезных бактерий на этапе (3) содержит Bacillus megatherium var. phosphaticum, Bacillus licheniformis, Bacillus coagulans, Lactobacillus и ЕМ бактерии.
Кроме того, предусмотрено применение жидких комплексных микробиологических удобрений для улучшения урожайности и качества груш Корла.
Кровь животных представляет собой отходы крови животных, забитых на бойне.
Из приведенных выше технических решений может быть известно, что по сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение обеспечивает способ приготовления и применения жидкого комплексного микробиологического удобрения. Жидкое комплексное микробиологическое удобрение представляет собой экологически чистое органическое удобрение, в котором в полной мере используется кровь животных, превращая отходы в ценный продукт. Полевое испытание показывает, что жидкое комплексное микробиологическое удобрение обладает хорошими экономическими преимуществами и перспективой применения на рынке. Жидкое комплексное микробиологическое удобрение может улучшать и удобрять почву, удерживать азот, активировать фосфор, высвобождать калий, увеличивать коэффициент использования химического удобрения на 10-20%, увеличивать и улучшать урожайность и качество груш Корла, разлагать остатки пестицидов, разлагать токсины, повышать стойкость к засухе и холоду груш Корла. Полезная флора способствует развитию корневых систем груш Корла, повышает жизнеспособность корней, увеличивает скорость роста и количество корневых волосков, а также позволяет грушам Корла сильно расти и достигать очевидных эффектов, касающихся устойчивости к повторному выращиванию, к засухе, стрессу и холоду, а также стойкости к соли и щелочи.
Подробное описание
Техническое решение в вариантах осуществления настоящего изобретения будет ясно и полностью описано ниже. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются только частью вариантов осуществления настоящего изобретения, а не всеми вариантами осуществления. На основе вариантов осуществления в настоящем изобретении, все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники без приложения творческих усилий, должны подпадать в объем защиты настоящего изобретения.
Вариант осуществления 1
Способ приготовления жидкого комплексного микробиологического удобрения включает следующие этапы:
(1) Кровь животных стерилизовали при 60±5°С;
(2) При 40±2°С, 10 г дрожжевых грибов и 2 кг сахарозы добавили к 20 кг воды для выращивания, полученную смесь добавили к 1 тонне крови животных, и раствор полученной смеси смешали с 0.5-1.0 кг протеазы для ферментолиза в течение 4-6 часов;
(3) Снизили температуру до 36±2°С, и добавили смесь полезных бактерий (содержащую Bacillus megatherium var. phosphaticum, Bacillus licheniformis, Bacillus coagulans, Lactobacillus и EM бактерии), перемешали и ферментировали в течение 12 часов;
(4) Снизили температуру до 30±2°С, и осуществляли анаэробное ферментирование в течение 13 часов;
(5) Отобрали пробу полученной смеси; количество жизнеспособных микроорганизмов достигло более 200 миллионов КОЕ/мл; значение pH составило 5-6; температура была снижена до 20°C или комнатной температуры, и осуществили заполнение.
Было исследовано влияние жидкого комплексного микробиологического удобрения, приготовленного в варианте осуществления 1, на урожайность и качество груш Корла.
(1) Обзор экспериментальной площадки
Экспериментальная площадка расположена на ферме Ренхе, поселок Авати, город Корла, Монгольская автономная префектура Байнголен, Синьцзян. Географические координаты - 41.63° с.ш., 86.05° в.д., и высота над уровнем моря составляет 912 м. Место проведения эксперимента расположено в пойме реки Конгке на северо-восточном краю бассейна реки Тарим. Климат является умеренно-континентальным. Общее время с доступным солнечным светом составляет 2990 часов. Средний период без заморозков составляет 210 дней.  Среднегодовая температура составляет 11,4°С, самая низкая температура составляет -28°С. Среднегодовое количество осадков - 58.6 мм, а максимальное годовое испарение - 2788.2 мм. Тип почвы испытательного сада - желтая речно-водная почва с содержанием органических веществ в почве 19.28 г/кг, pH = 8.87, щелочно-гидролизуемого азота 45 мг/кг, доступного фосфора 12 мг/кг, доступного калия 190.37 мг/кг. Микроэлементы в почве содержат 19.1, 2.4, 0.4, 11.1 и 2.8 мг/кг доступного цинка, марганца, бора, железа и меди, соответственно.
(2) Материалы и методы испытаний
2
В качестве объекта исследования были выбраны 20-летние груши Корла с междурядьем 4-5 м и 450 растениями на гектар. Для испытания были выбраны деревья груши Корла, которые хорошо растут, имеют согласующиеся толщину ствола, количество ветвей, толщину ветвей, без болезней и вредителей и характеризуются нормальным плодоношением. Исследуемое биоорганическое удобрение представляло собой жидкое комплексное микробиологическое удобрение, приготовленное в варианте осуществления 1 настоящего изобретения с количеством микроэлементов, равным или превышающим 2%, содержанием аминокислот 100 мг/кг, количеством жизнеспособных микроорганизмов, равным или превышающим 200 миллионов, содержанием органических веществ, равным или превышающим 30%, содержанием азота 6%, содержанием P2O5 4% и содержанием K2O 2%. Тестируемые химические удобрения включают мочевину (N: 46%), суперфосфат (P2O5: 46%) и сульфат калия (K2O: 50%). В эксперименте было установлено 3 обработки и один контрольный опыт в соответствии с типом удобрения: CK (без удобрения): T1 (обработка химическим удобрением для исследования соотношения удобрения, подходящего для груш Корла), T2 (обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением, имеющая такую же стоимость, что и обработка химическим удобрением), и T3 (смешанная обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением, имеющая такую же стоимость, что и обработка химическим удобрением); для каждой обработки требовалось пять деревьев, и она повторялась 3 раза, площадь каждого участка составляла 20 м, как показано в Таблице 1. Удобрение вносили с 50% каждой обработки, указанной в Таблице 1, после сбора плодов груши Корла, 20% подкормки в период прорастания и 30% подкормки в период роста плодов. При внесении удобрений использовалась круговая борозда глубиной 40 см. Орошение осуществлялось отдельно, управление другими полями было таким же, как и местное.
Таблица 1 Различные способы обработки удобрениями и количество удобрений (единица измерения: кг/растение)
Обработка
N(кг)
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(кг)
K<sub>2</sub>O(кг)
Биоудобрение (кг)
СК
0
0
0
0
T1
1.44
1.02
0.82
0
T2
0
0
0
10.27
T3
0.72
0.54
0.34
5.14
(3) Определение урожайности груш Корла
25 сентября 2019 года, когда плоды созрели и собрали урожай, была определена урожайность. С каждого обрабатываемого участка случайным образом было выбрано 10 деревьев, и было точно подсчитано общее количество плодов на каждом дереве. Плоды груши Корла были случайным образом собраны с каждого дерева, чтобы определить массу одного плода. Урожайность отдельного растения рассчитывалась как произведение общего количества плодов каждого дерева на среднюю массу отдельного плода этого дерева, и результат представлял собой среднее значение каждой обработки. На каждом участке обработки, случайным образом были отобраны три грушевых дерева, и все их плоды были аккуратно собраны. Масса одного плода разных сортов измерялась электронными весами и умножалась на количество фруктов для определения урожайности.
Влияние различных способов обработки удобрениями на урожайность отдельного растения груши Корла показано в Таблице 2.
Таблица 2 Влияние различных способов обработки удобрениями на урожайность отдельного растения груши Корла (единица измерения: кг/растение)
Обработка
Урожайность одного растения
>120 г(груша сорт-I)
100-120 г(груша сорт-II)
80-100 г(груша сорт-III)
<80 г(груша сорт-IV)
CK
108.33±13.8A
48.00±7.00A
21.00±4.36
20.00±7.00
19.33±5.13
T1
128.33±5.51AB
54.00±10.54AB
33.33±10.41
20.33±4.51
20.67±5.51
T2
152.33±3.51BC
69.00±10.15AB
32.67±4.51
25.33±10.07
25.33±2.52
T3
162.67±10.79C
76.67±4.16B
29.00±7.81
33.00±6.24
24.00±6.08
Примечание: различные заглавные буквы указывают на чрезвычайно существенные различия на уровне 0.01.
Из Таблицы 2 видно, что при различных способах обработки удобрениями общая урожайность плодов с растения различается. По сравнению с контрольной обработкой, обработка удобрениями увеличивала урожайность на 18.46%, 40.62% и 50.16%, соответственно. Урожайность с растения при смешанной обработке, включающей жидкое комплексное микробиологическое удобрение и химическое удобрение, была максимальной. Урожайности были упорядочены от высокой к низкой следующим образом: смешанная обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением > обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением > обработка химическим удобрением > контрольная обработка. При сравнении различных сортов, доля сорта плодов с массой одного плода более 120 г в общем урожае с одного растения была значительно выше, чем других сортов. При различных способах обработки удобрениями, доля отдельных плодов массой более 120 г в общем урожае с растения составляла 44.31%, 42.08%, 45.30%, 47.13%, соответственно. Доли были упорядочены от высокой к низкой следующим образом: смешанная обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением > обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением > контрольная обработка > обработка химическим удобрением. Доля каждого сорта с весом одного плода менее 120 г в общем урожае с одного растения мало отличается между обработками. В тесте на дисперсию, общая урожайность одного растения груши Корла и урожайность плодов весом более 120 г были максимальными при смешанной обработке жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением и чрезвычайно значительными. Влияния различных способов обработки удобрениями на урожай и сорт были незначительными для груш сорта-II, груш сорта-III и груш сорта-IV.
(4) Определение качества груш Корла
25 сентября 2019 года, когда груши Корла созрели и были собраны, 10 свежих фруктов были случайным образом собраны при каждой обработке, и собранные фрукты были перемешаны и доставлены в лабораторию для хранения при -5°C для анализа.
Жесткость кожуры плодов определяли с помощью твердомера GY-B.
Для индекса формы плода, для определения вертикального и горизонтального диаметра использовался штангенциркуль, и отношение вертикального диаметра к горизонтальному диаметру является показателем формы плода.
Определение растворимого сахара осуществлялось методом фенол-серной кислоты.
Содержание титруемой кислоты определяли методом титрования NaOH.
Содержание витамина С определяли методом титрования 2,6-дихлорфенолиндофенолом.
Экспериментальные данные были отсортированы с помощью Excel. SPSS использовался для анализа отклонений. Карта была сделана в Origin8.0.
В Таблице 3 показано влияние различных способов обработки удобрениями на качество груш Корла.
Таблица 3 Влияние различных способов обработки удобрениями на качество груш Корла
Обработка
Растворимый сахар (%)
Титруемая кислота(г/кг<sup>-1</sup>)
Витамин C(г/100 г<sup>-2</sup>)
Масса одного плода
Индекс формы плода
Жесткость кожуры плода(кг/см<sup>2</sup>)
CK
2.31±0.21c
0.77±0.02a
2.24±0.28c
94.88±16.54b
1.15±0.11b
12.65±1.12a
T1
2.48±0.19b
0.75±0.03a
2.49±0.24b
98.14±13.07ab
1.13±0.06b
12.23±0.96ab
T2
2.67±0.27a
0.68±0.05b
2.58±0.29a
107.47±24.12a
1.14±0.07ab
11.99±1.37bc
T3
2.72±0.20a
0.66±0.03b
2.55±0.22ab
108.99±18.08ab
1.1±0.07a
11.84±1.20c
Примечание: различные строчные буквы в одном столбце указывают на существенные различия на уровне 0.05.
-1
Из Таблицы 3 видно, что при различных способах обработки удобрениями масса одного плода составила от 94.88 г до 108.99 г. Масса одного плода при смешанной обработке жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением была максимальной и составила 108.99 г, разница была значительной (р<0.05). На индекс формы плода не оказали сильного влияния различные способы обработки удобрениями. Минимальное значение индекса формы плода появилось при смешанной обработке жидким микробиологическим удобрением и химическим удобрением. Содержание растворимого сахара немного увеличивалось при каждой обработке удобрениями. По сравнению с контрольной обработкой, увеличение растворимого сахара в плоде при обработке жидким комплексным микробиологическим удобрением и смешанной обработке жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением было выше, т.е. 15.58%, 17.75%, соответственно. Содержание растворимого сахара в плоде при смешанной обработке жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением было на 9.7% выше, чем при обработке химическим удобрением. При обработке удобрениями, содержание титруемой кислоты снижалось в различной степени. Минимальное значение составило 0.66 г/кг. По сравнению с контрольной обработкой, содержание титруемой кислоты при обработке химическим удобрением не сильно изменилось. Содержание титруемой кислоты при смешанной обработке жидким комплексным микробиологическим удобрением и химическим удобрением снизилось на 14.29%. Содержание витамина C в плодах при различных способах обработки удобрениями было значительно выше, чем при контрольной обработке. По сравнению с контрольной обработкой, содержание витамина C в плодах увеличилось на 11.16%, 15.18% и 13.84% соответственно. Обработка жидким комплексным микробиологическим удобрением имела лучший эффект. Приведенное выше описание показывает, что внесение жидкого комплексного микробиологического удобрения может повысить и улучшить урожайность и качество груш Корла.
Накопленное количество сухого вещества, азота, фосфора и калия в одном растении груши показало тенденцию к увеличению с продвижением периода роста, и увеличилось на 5804.92 г, 75.71 г, 27.11 г и 103.10 г, соответственно, по сравнению с ранней стадией прорастания. Накопленное количество и скорость накопления в период выращивания плодов относительно высоки. Накопленное количество сухого вещества, азота, фосфора и калия составило 53.52%, 22.93%, 44.04% и 62.66% от общего накопленного количества, соответственно. Грушам Корла требовалось поглощать 7.52 кг азота (N), 4.29 кг фосфора (P) и 6.05 кг калия (K) на каждые 1000 кг плодов.
(5) Влияние жидкого комплексного микробиологического удобрения на основные физические и химические свойства грушевых деревьев и почвы представлено в Таблице 4 и Таблице 5.
Таблица 4 Влияние различных способов обработки удобрениями на содержание азота, фосфора и калия в листьях
Обработка
N (г/кг)
P (г/кг)
K (г/кг)
CK
2.263
3.218
1.754
T1
3.216
3.547
1.769
T2
3.248
3.698
1.769
T3
3.132
3.436
1.763
Таблица 5 Сравнение улучшения плодородия почв после применения жидкого комплексного микробиологического удобрения (в среднем)
Органические вещества
Щелочно-гидролизуемый азот
Доступный фосфор
Доступный калий
Значение PH
Удельный вес
Содержание воды
До внесения удобрений
19.40
38.55
13.5
203.5
8.56
1.25
22.62
После внесения удобрений (T3)
21.78
45.8
24.47
245.78
8.08
1.07
25.06
Относительный коэффициент увеличения или уменьшения (%)
12.27
18.18
81.26
20.77
5.93
14.4
10.79
Экспериментальное воздействие жидкого комплексного микробиологического удобрения на почву и груши Корла показало, что:
Во-первых, почву можно улучшать и удобрять; из-за длительного использования химических удобрений, таких как высококонцентрированная мочевина и диаммонийфосфат, а также пестицидов, микробные пробиотики в почве разрушаются, уменьшение количества пробиотиков приводит к уплотнению почвы и снижению ее плодородия. Данный продукт может способствовать преобразованию веществ в почве, улучшить структуру почвы, способствовать разрыхлению и вентиляции почвы, поддерживать влажность, увеличить количество пробиотиков, формировать агломерированные структуры и улучшить плодородие почвы.
Во-вторых, может быть реализовано удержание азота, активация фосфора и высвобождение калия, так что степень использования химических удобрений может быть увеличена на 10-20%.
В-третьих, могут быть увеличены и улучшены урожайность и качество груш Корла. После внесения жидкого комплексного микробиологического удобрения в груши Корла, урожайность груш Корла может быть повышена на 10-30%.
В-четвертых, остатки пестицидов могут быть разложены, и токсины могут быть деструктурированы. Согласно отчету Центра инспекции качества сельскохозяйственной продукции Корла, после использования данного продукта, количество остатков пестицидов в грушах Корла снизилось на 15-30% по сравнению с контрольной обработкой. Жидкие удобрения на основе биологических органических и неорганических соединений могут разлагать пестициды и тяжелые металлы в почве на основе груш, улучшить способ разложения органических веществ, очищать почву и быстро удовлетворить потребностям органических груш в почве.
В-пятых, может быть повышена устойчивость груш Корла к засухе и холоду. Полезная флора способствует развитию корневых систем груш Корла, повышает жизнеспособность корней, увеличивает скорость роста и количество корневых волосков, а также позволяет грушам Корла сильно расти и достичь очевидных эффектов, касающихся устойчивости к повторному выращиванию, засухе, стрессу и холоду, а также стойкости к соли и щелочи.
Приведенное выше описание раскрытых вариантов осуществления позволяет специалистам в данной области техники реализовать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники. Общий принцип, определенный в данном документе, может быть реализован в других вариантах осуществления, не выходя за рамки сущности или объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не будет ограничено данными вариантами осуществления, представленными в данном документе, но должно соответствовать самому широкому объему, согласующемуся с принципом и новыми признаками, раскрытыми в данном документе.