一种生物有机肥及其在烟草栽培中的应用

摘要

一种生物有机肥，含有有效活菌2.0亿个/g以上，且有机质以烘干基计在60％以上，其pH值为5～7，其粪大肠菌群数不超过60个/g，蛔虫卵死亡率达到95％以上，且生物有机肥中N、P

说明书

技术领域

本发明属于农作物肥料配制技术领域，尤其涉及一种生物有机肥料及其应用。

背景技术

中国是世界上最大的烟叶生产国，如何改善和提高烟叶品质，提高烟叶的种植效益，这 一直成为我们研究的重要课题。烟叶种植效益也是目前中国烟草行业最关心的问题，是目前 烟草行业必须解决的重要课题。

在影响烤烟种植效益的诸多因素中，最重要的包括气候、品种、土壤与营养、成熟度和 烘烤等几个方面。但气候是人为不可调节的因素，仅在烤烟种植区划中有重要作用，对于一 个既定的烤烟种植区，除了在载植日期上加以考虑外，由于人为不可调节因素而使得我们在 生产中无法考虑对其进行调节。目前我国栽植的品种主要是通过对数十个进口或自育良种的 实地栽植所挑选出的较适合各地的品种，而且，对于基因型完全相同的同样一个品种(例如 K326)，在美国可以种植出香气浓郁的烟叶，但在中国却差距很大。这说明我国目前存在更 多的不是先天的品种问题，而更多的是后天栽培管理问题；即目前品种问题不是影响我国烟 叶种植效益及烟叶品质的最重要的因素，我们认为营养问题已上升为影响烤烟品质的最主要 因子。营养因素可以在相当宽的范围内，在同一地点对同一品种的内在化学品质和香气品质 作出调整。对于至关重要的成熟度和烘烤，都必须在营养适当的前提下才有重要意义。因此， 研制烟草专用肥料成为调控烟叶生长发育、烟叶产量和品质的有效而重要的手段。

烟叶品质的形成是由烟株体内生理生化过程实现的，要使这一复杂过程朝着我们预期目 标行进，必须有符合优质烟发育规律的养分供应、合适的养分形态及适宜的环境条件。巴西 烟叶烟碱含量并不低于我国烟叶中的烟碱含量。一般情况下，它们的上部烟叶中的烟碱含量 为3％～4％，中部烟叶2％～3.5％。但他们的烟叶外观质量好，香气好，香气量充足，说明巴 西烟叶中的化学成分是协调的。这除了他们得天独厚的自然生态条件外，不得不归功于他们 对肥料种类、形态及合理施肥方式的注重。我国可耕土地面积有限，复种指数高，连年大量 使用化肥，加速了土壤理化性质的恶化，给烟草生产后期控氮生长带来了极大的困难，使生 产出的烟叶，尤其是上部烟，烟碱含量高，工业可利用性低。同时，也限制了我国烟叶市场 在国际上的竞争力，使我国烟草发展受到抑制。

使用生物发酵饼肥改良土壤，提高烟叶的致香物质含量，是我国广大烟农多年来的传统 习惯。但是，由于土壤结构变化，大量使用生物发酵饼肥也为烟叶生产带来了许多的副效应。 因此，如何使用好生物发酵饼肥就成了烟叶生产中亟待解决的问题。

目前，国内烟草肥料类的专利多数为畜禽粪便、制糖滤泥、工业废弃等作为有机质来源， 经过腐熟加工或者添加生物菌剂加快发酵速度和发酵完全度，目前还在进行探索菌种的发酵 潜力。如何尽快配制出适合我国烟叶种植的高效营养肥料，这一直是本领域技术人员长期面 临的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种效果 明显、肥效稳定、有利于高产优质、有较好增产效果和经济效益的生物有机肥，并相应提供 该生物有机肥在烟草栽培中的应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种生物有机肥，所述生物有机肥含有 有效活菌2.0亿个/g以上，且有机质以烘干基计在60％以上，所述生物有机肥的pH值为5～ 7，所述生物有机肥的粪大肠菌群数不超过60个/g，所述生物有机肥的蛔虫卵死亡率达到 95％以上，且所述生物有机肥中N、P₂O₅、K₂O的总含量达8％以上。

上述的生物有机肥中，优选的：所述生物有机肥含有有效活菌2.5亿个/g以上，且有机 质以烘干基计在70％以上，所述生物有机肥的pH值为6～6.5，且所述生物有机肥中N、P₂O₅、 K₂O的总含量达10％以上。更优选的：所述生物有机肥中N、P₂O₅、K₂O的质量分数配比分 别控制在4％～8％、2％～5％、1％～3％。

上述的生物有机肥中，优选的：所述生物有机肥为粉剂，其由菜籽饼(菜粕)、豆粕、芝 麻粕按8～6∶4～2∶2～1的质量配比混合而成，并添加有微生物菌剂。菜籽饼主要是指油菜 籽榨油后的副产品物，含有较高的蛋白质，氨基酸组成较平衡，粗纤维含量较高，含钙也较 高；而且还含有氨基酸和锰、锌、铜等微量元素。我们的研究表明，作为烟叶种植的有机肥 料，菜籽饼不宜单独发酵，虽然有添加玉米粉、麦麸等进行共同发酵的实施方案，但这些组 分的组合容易结团，且营养成分互补性不强，作为动物饲料尚可，但作为植物的肥料却难以 见到很好地效果，烟叶植物利用的生物有效性不高。我们经过反复试验，改进了现有的配方， 我们采用菜籽饼、豆粕、芝麻粕的三饼合一方式。豆粕中粗蛋白质含量高，但未经处理的豆 饼、豆粕中含有抗胰蛋白酶、尿毒酶、皂角苷等，对植物生产会产生不良影响。我们将菜籽 饼、豆粕进行混合发酵可起到除毒脱毒的效果，另外豆粕经益生菌发酵水解，会产生大量具 有独特生理活性功能的活性肽，能够有效刺激有益菌的增殖，进而促进菜籽粕的分解、合成、 吸收和利用。而芝麻粕中含有大量的核黄素和烟酸，矿物质中的钙、磷均高，但因植酸含量 过高，钙、磷、锌的吸收都受到严重抑制，因此现实中采用芝麻粕作为肥料施用的情形较少。 但本发明中通过将三饼粕合一进行混发酵，能够有效去除芝麻粕中的烟酸，并使芝麻粕中的 微量元素得到充分吸收和利用。由上可见，上述三饼合一型的混合发酵模式，而且通过配比 的优化，不仅能够有效地弱化各单一饼粕所带来的消极影响，而且还能充分利用各饼粕各自 的微量元素，对烟叶促生长的效果非常好。

上述的生物有机肥中，更优选的：所述微生物菌剂为固氮菌、解磷菌、解钾菌、EM原 菌按照4～6∶2～3∶2～3∶1～3的质量比混合而成，且所述微生物菌剂在生物有机肥中的添 加量质量分数为2％～5％。本发明的生物有机肥中所含菌种为固氮菌、解磷菌、解钾菌、EM 原菌的混合菌种，虽然这些菌种都是市场上已经公开销售的菌种，但其固氮、解磷、解钾能 力均强于一般自然菌种，对提高土壤有效养分含量具有重要作用；而通过再复配EM原菌， 使其能与固氮菌、解磷菌、解钾菌共生共殖，EM原菌添加到生物有机肥中，可形成良好的 微生物共生体系，提高其他有益菌种活性。后续的实验也证明，本发明的生物有机肥使用的 混合微生物菌剂施入土壤后能迅速增殖，为植物生长营造良好的微生物环境，在提供有效养 分的同时，抑制有害微生物生长，从而促进作物生长发育，提高抗病害能力。

上述的生物有机肥中，优选的：所述生物有机肥中还添加有微量元素复合添加剂，所述 微量元素复合添加剂由EDTA-镁盐(C₁₀H₁₂N₂O₈·MgNa₂)、EDTA-锌盐(C₁₀H₁₂N₂O₈·ZnNa₂)、 钼酸钠(Na₂MoO₄)和四水硼酸钠(Na₂B₈O₁₃﹒4H₂O)按照3～5∶1～2∶1～2∶1～2的质量 比混合而成，且微量元素复合添加剂在生物有机肥中的添加量质量分数为0.5％～2％。本发 明添加的微量元素复合添加剂中同时含有镁、锌、钼、硼四种微量元素，镁元素是组成叶绿 体的主要元素，充足的镁素可直接促进植物光合作用，锌、钼等可促进植物体内酶的活性， 保证植物正常生理代谢，而硼能提高植物抗性，促进植物开花结实。通过将本发明的四种微 量元素添加剂按特定优选比例进行复配，不仅可以降低作物出现相关缺素症状的风险，而且 能更好地促进其正常生长发育，增加烟叶产量。此外，我们的实验也证明添加的微量元素复 合添加剂在土壤中不易流失，利用率高，其中的镁、锌元素等均以螯合态存在，相对稳定， 其长期存在于土壤中供植物吸收利用，利用率高，有利于进一步强化对烟叶等作物的作用效 果。

上述的生物有机肥中，优选的：所述生物有机肥中还添加有植物生长复合调节剂，所述 植物生长复合调节剂由复合硝基酚钠(C₇H₆NO₄Na)、胺鲜酯(C₁₂H₂₅NO₂)按照3～5∶1～2 的质量比混合而成，且植物生长复合调节剂在生物有机肥中的添加量质量分数为0.1～0.5％。 复合硝基酚钠可提高植株活力，提高作物根系吸肥能力。考虑到本发明的生物有机肥含有多 种营养物质，各种营养物质之间可能会发生拮抗作用，特别是无机肥混合施用时，拮抗作用 更加明显，拮抗作用不利于植物对养分的吸收，而我们的实验表明，复合硝基酚钠可以有效 解除不同养分间的拮抗作用，使作物能同时吸收各种养分，从而促进作物生长，提高肥料利 用率。胺鲜酯是一种新型、广谱型的植物生长促进剂，能提高烟叶作物体内叶绿素、蛋白质、 核酸的含量和光合速率，其能提高过氧化物酶及硝酸还原酶的活性，加速植株碳、氮代谢， 增强植株对水肥的吸收和干物质的积累。胺鲜酯还能提高烟叶体内的生长素、赤霉素、脱落 酸、细胞分裂素、乙烯等的活性并能有效调节其配比平衡。胺鲜酯与复硝酚钠配合使用，胺 鲜酯作用于植物内部生理调节，复硝酚钠作用外部养分的吸收，在促进作物生长发育上比两 种物质单独使用效果更好。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的生物有机肥在烟草栽培中的应用。

上述的应用中，优选的，所述作物为烟草，所述生物有机肥可以为灭活后的肥料，所述 生物有机肥作为基肥施用，施用量为100～150kg/667m²。

上述的应用中，优选的，所述应用时的栽培方法具体包括以下步骤：先在年初的3月条 施基肥、喷施除草剂、覆膜保墒；基肥按比例亩施纯氮、纯磷、纯钾；随后移栽；当年4月 清沟沥水烟株培土，亩施烟草专用提苗肥，当年5月亩施硝酸钾和硫酸钾；分别于4月、5 月多次喷药杀虫；当年5月除草、摘脚烟、烟株见蕾打顶；当年6月开始采收烟叶烘烤。

上述的应用中，优选的，所述生物有机肥为具有固氮、解磷、解钾功能的肥料(不灭 活)，且施用前烟叶种植的栽培土壤满足以下指标：所述有机质大于20.0g/kg，碱解氮为 150～170mg/kg，有效磷含量在15.0mg/kg以上，速效钾含量在200mg/kg以上，pH值为6.0～ 6.5。我们的研究表明，不同的肥料种类在不同的土壤质地和pH环境中，养分释放规律不 同，不同的肥料形态在烟株体内对生理生化过程影响不同，最终都会影响到烟叶内在化学成 分的协调性，前述的土壤理化指标更有利于本发明生物有机肥肥效的发挥作用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、施用本发明的生物有机肥利于改善烤烟经济性状，改善烟株的株高、茎围、有效叶片 数和烟叶大小等。

2、施用本发明的生物有机肥后烤烟的增产效果明显，增产幅度较大。

3、施用本发明的生物有机肥后烤烟经济效益明显，上等烟比例均有所提高；产值显著增 加，投入产出比提高，经济效益明显。

综上所述，本实施例的生物有机肥在烟草生产上作基肥施用后，效果明显，肥效稳定， 有利于烤烟大田生长和高产优质，有较好的增产效果和经济效益，具有较好的推广应用价值。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本 发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。 本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范 围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购 买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

一种本发明的生物有机肥，其中含有有效活菌(cfu)＝2.6亿个/g，有机质(以烘干基计) 含量达74.1％、pH值为6.4、粪大肠菌群数为55.9个/g、蛔虫卵死亡率达97.9％，且生物有 机肥中的N+P₂O₅+K₂O的含量达到10.57％，其中含N5.80％，含P₂O₅3.22％，含K₂O1.55％， 剂型为粉剂，其由菜籽饼、豆粕、芝麻粕按8～6∶4～2∶2～1的质量配比混合而成(三饼合 一型)，并同时添加有微生物菌剂、微量元素复合添加剂和植物生长复合调节剂。本实施例选 用的微生物菌剂为固氮菌、解磷菌、解钾菌、EM原菌按照5∶2∶2∶3的质量比混合而成， 且微生物菌剂在生物有机肥中的添加量质量分数为3％。本实施例选用的微量元素复合添加剂 由EDTA-镁盐、EDTA-锌盐、钼酸钠和四水硼酸钠按照4∶2∶1∶1的质量比混合而成，且微 量元素复合添加剂在生物有机肥中的添加量质量分数为1％。本实施例选用的植物生长复合调 节剂由复合硝基酚钠、胺鲜酯按照4∶1的质量比混合而成，且植物生长复合调节剂在生物有 机肥中的添加量质量分数为0.3％。

本实施例的产品对促进作物生长发育、增强叶片光合作用具有重要作用，尤其是在提高 农作物产量和农产品质量上具有明显效果。具体的，我们将本实施例的生物有机肥产品应用 在烟草的种植上，根据省土肥站统一试验方案，我们于2014年3月～2014年9月在烤烟上 进行了该肥料的田间小区试验，现将其总结如下：

1.材料与方法

1.1试验地点：

湖南省浏阳市某镇。

1.2供试土壤：

试验田土种为黄泥田，肥力中等，排灌方便，烟稻种植结构，前作冬闲，面积2亩，试 验前取耕层土样(15cm厚度)检测土壤主要理化指标：有机质26.9g/kg，碱解氮163mg/kg， 有效磷17.7mg/kg，速效钾233mg/kg，pH值6.0。

1.3供试肥料：

上述本实施例的生物有机肥。

1.4供试作物及品种：

烤烟，品种为K326。

1.5试验设计：

在耕作、病虫害防治水平完全一致的基础上，本试验设4个处理，3次重复，共12个小 区，小区随机区组排列，小区面积33.3m²。试验地四周设置2.5m宽保护行，每个小区种植 48株，待烟草成熟后，各小区分次单收单采，单独编号标记上炕烘烤计产。

处理①：本实施例的生物有机肥。烤烟在最后一次整地时用供试肥料120kg/667m²作基 肥，并按当地推荐施肥量施用其他各种基、追肥料；

处理②：生物有机肥(灭活基质)(用于与处理①进行对比)。烤烟在最后一次整地时用 灭活的供试肥料120kg/667m²作基肥，同一时期施用与处理①等量其他基、追肥料；

处理③CKⅠ：施用与处理①等养分量的其他基、追肥料。烤烟在最后一次整地时施用 与处理①等养分量的基肥，同一时期追施与处理①等量追肥；

处理④CKⅡ空白对照:(不施有机肥，不施化肥)。

1.6主要栽培方法：

供试烤烟于2013年12月25日播种，2014年3月5日翻耕整土、分厢起垄，3月12日 按方案条(沟)施本实施例上述的生物有机肥作为基肥、喷施新烟静除草剂、覆膜保墒；基 肥亩施纯氮9.18kg、纯磷17.63kg、纯钾11.2kg。3月18日移栽，密度960蔸/667m²。4月 7日清沟沥水烟株培土；4月10日亩施烟草专用提苗肥5kg，5月5日亩施硝酸钾18kg，5 月27日亩施硝酸钾和硫酸钾各16kg；分别于4月2日、5月10日、5月23日喷药(氯氰菊 酯和甲霜·锰锌)杀虫(地蚕、蚜虫)防病(花叶病)三次；5月10日除草、20日摘脚烟、 27日烟株见蕾打顶，6月7日开始采收烟叶烘烤、7月31日结束，共烘烤7次，9月25日～ 9月30日烟叶分级。

2、试验结果与分析

2.1不同处理对烤烟生物学性状的影响

不同处理的烟草生物学性状调查表如下表1所示，由表1调查(6月6日)数据比较可 知，处理1的烟株株高、茎围、有效叶片数和最大叶叶面积分别为91.6cm、9.1cm、14.7片、 1370.5cm²，较处理2高0.8cm、粗0.2cm、多0.1叶、大3.5m²，较处理3高1.2cm、粗0.1cm、 多0.3叶、大13.7m²，处理4较其他3个处理的供试烤烟生物学性状差异明显。表1的试验 数据说明：烟草大田生长受基肥影响大，生长期间烟草作物对施肥量非常敏感；在氮、磷、 钾施入养分相同的情况下，施用供试肥料(生物有机肥)对烟株的株高、茎围、有效叶片数 和烟叶大小有一定影响。

表1不同处理烟草生物学性状调查表

表注：株高：(打顶)植株自地表茎基处至茎部顶端的高度；有效叶指实际收获叶片数； 按YC/T142-1998烟草农艺性状调查方法，叶面积(m²)＝0.6345×(叶长×叶宽)。

2.2不同处理对烤烟产量的影响

不同处理的烤烟产量与产值等要素统计表如下表2所示。

表2：不同处理烤烟产量与产值等要素统计表

从上表2的数据统计可知，处理1的烤烟小区平均产量最高，为5.73kg/33.3m²(相当于 114.6kg/667m²)，分别较处理2、处理3、处理4高0.26kg/33.3m²、0.6kg/33.3m²、3.43kg/33.3m²(相当于5.2kg/667m²、12kg/667m²、68.6kg/667m²)，增产率分别为4.75％、11.7％、49.1％ (具体见下表3)。经F检验，处理间差异达极显著水平，多重比较表明，处理1的烤烟产量 与处理2产量差异不显著，与处理3、处理4的产量差异极显著；处理2与处理3的产量差 异显著；处理2、处理3与处理4的产量差异极显著(具体见下表4)。

表3：试验处理小区烤烟产量多重比较(LSR-SSR)

表4：试验处理小区烤烟产量方差分析

2.3不同处理对烤烟品质、产值的影响

不同处理烤烟品质与亩产值情况统计如下表5所示，由表5可见，试验各处理烤烟品质 中平均上等烟比例，以处理2的59.6％较高，与处理1接近，比处理3高2.3个百分点，比处 理4高59.6个百分点。说明合理施用基肥是烤烟优质生产的基础，生物有机肥的施用，有益 于烤烟品质提升。

从表5中还可知，处理1的烤烟亩平产值最高，为2935元/667m²，分别较处理2、处理 3和处理4高109元/667m²、307元/667m²、2398元/667m²，增幅分别为3.85％、11.7％、446.6％， 经济效益明显。

表5：不同处理烤烟品质与亩产值情况统计

2.4不同处理的投入产出比较

本试验方案和实际操作中，四个处理除基肥施用差异外，其他田间管理和烘烤条件均保 持了一致性。即各处理的投入差异体现在基肥成本上，为此，本试验中各处理的基肥投入视 为新增成本，整理本试验相关数据如下表6。从表6中可知，处理1、处理2、处理3的基肥 投入(成本)分别为211元/667m²、211元/667m²、150元/667m²；与处理3比较，处理1、 处理2新增投入均为61元/667m²，新增收分别为246元/667m²、137元/667m²；处理1的投 入产出比为1比4.03，处理2的投入产出比为1比2.25。

表6：不同处理试验烟田的投入产出比较

表注：新增成本即基肥成本，其中处理1、2指亩施120kg本实施例的生物有机肥和补充 的氮磷钾成本，处理3指亩施与处理①等养分的氮磷钾成本。(按硫酸钾4000元/吨，硝酸钾 3000元/吨，烟草专用肥1000元/吨、钙镁磷肥600元/吨、饼肥800元/吨计价)

3、试验结论

3.1施用本实施例的生物有机肥利于改善烤烟农艺性状。

试验结果表明，烤烟种植过程中施用本实施例的生物有机肥与对照相比较，有利于改善 烟株的株高、茎围、有效叶片数和烟叶大小。

3.2施用本实施例的生物有机肥后烤烟的增产效果明显。

试验结果表明，烤烟种植过程中施用本实施例的生物有机肥，与基质对照和施用等养分 的氮磷钾肥的对照处理相比，分别增产5.2kg/667m²、12kg/667m²，增产幅度较大，经方差分 析表明，施用本实施例生物有机肥的烤烟处理组较施用等养分的氮磷钾肥的烤烟处理组，增 产效果达极显著水平。

3.3施用本实施例的生物有机肥后烤烟经济效益明显。

试验结果表明，烤烟种植过程中施用本实施例的生物有机肥，与基质对照和等养分的氮 磷钾肥的处理相比，上等烟比例均有所提高(1～2.3％)；产值分别增收246元/667m²和137 元/667m²，投入产出比达1∶4.03，经济效益明显。

综上所述，本实施例的生物有机肥在烟草生产上作基肥施用后，效果明显，肥效稳定， 有利于烤烟大田生长和高产优质，有较好的增产效果和经济效益，具有较好的推广应用价值。