本發(fā)明涉及微生物肥料，具體涉及一種有機(jī)硒微生物肥料及制備方法，通過獨(dú)特的復(fù)合菌配方與新型緩釋有機(jī)化合物的設(shè)計(jì)，提升肥料的性能與效果。
背景技術(shù)：
1、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，微生物肥料對于提高土壤肥力、促進(jìn)植物生長和增強(qiáng)植物抗逆性具有重要意義。同時(shí)，硒作為人體必需的微量元素，對人體健康有著諸多益處。然而，現(xiàn)有微生物肥料在功能多樣性、硒元素的有效利用及長效供應(yīng)等方面仍存在不足。
2、傳統(tǒng)微生物肥料功能較為單一，無法同時(shí)滿足植物對多種養(yǎng)分的需求以及對硒元素的高效吸收轉(zhuǎn)化。部分富硒肥料中硒的形態(tài)不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為無效形態(tài)，且在農(nóng)產(chǎn)品中的積累存在安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，肥料中養(yǎng)分的釋放速率難以控制，不能根據(jù)植物生長周期精準(zhǔn)供肥，容易造成養(yǎng)分浪費(fèi)或供應(yīng)不足。因此，開發(fā)一種功能全面、硒元素利用高效且具有緩釋性能的微生物肥料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了一種有機(jī)硒微生物肥料，包括以下組分：
2、復(fù)合菌，所述復(fù)合菌由枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌和釀酒酵母按照體積比3:2:2:1組成；新型緩釋有機(jī)化合物n-(2-羥丙基)-3-硒代丙酰胺基乙酸酯(hpsepa),農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)處理后的有機(jī)物料；無機(jī)硒源,其他營養(yǎng)元素添加劑。
3、進(jìn)一步，所述新型緩釋有機(jī)化合物n-(2-羥丙基)-3-硒代丙酰胺基乙酸酯(hpsepa)的合成方法為：在無水無氧條件下，將3-硒代丙酸(0.1mol)、n-(2-羥丙基)甘氨酸(0.12mol)和二環(huán)己基碳二亞胺(0.15mol)溶解在干燥的四氫呋喃(thf)中，在室溫下攪拌反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去生成的二環(huán)己基脲沉淀，濾液經(jīng)減壓蒸餾除去thf，得到粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物用乙酸乙酯和正己烷的混合溶劑(體積比1:3)進(jìn)行重結(jié)晶純化，得到白色晶體狀的hpsepa。
4、進(jìn)一步，所述農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)處理后的有機(jī)物料的制備方法包括：
5、將農(nóng)作物秸稈進(jìn)行粉碎處理，使其長度小于1cm；
6、將畜禽糞便進(jìn)行堆肥預(yù)處理，控制溫度在50-65℃，堆肥時(shí)間為1-2個(gè)月，然后將粉碎后的農(nóng)作物秸稈與預(yù)處理后的畜禽糞便按照質(zhì)量比3-5:2-3的比例混合均勻，再加入適量的水，使混合物的含水量達(dá)到40％-60％，接著進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，控制溫度在55-65℃，每隔3-5天翻堆一次，發(fā)酵時(shí)間為1-3個(gè)月，使有機(jī)物料充分腐熟。
7、進(jìn)一步，所述無機(jī)硒源為亞硒酸鈉或硒酸鈉，且所述肥料中硒元素的含量達(dá)到10-50mg/kg(以肥料總質(zhì)量計(jì))。
8、進(jìn)一步，所述其他營養(yǎng)元素添加劑包括硫酸銨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂，其添加量分別為硫酸銨10-20g/kg、磷酸二氫鉀5-10g/kg、硫酸鎂2-5g/kg(以肥料總質(zhì)量計(jì))。
9、進(jìn)一步，所述復(fù)合菌的培養(yǎng)方法包括：
10、分別將枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌和釀酒酵母接種到相應(yīng)的液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)基配方為：葡萄糖10-20g/l、蛋白胨5-10g/l、酵母提取物3-5g/l、氯化鈉5-10g/l、磷酸二氫鉀1-3g/l、硫酸鎂0.5-1g/l，根據(jù)不同菌株的適宜ph值進(jìn)行調(diào)整，培養(yǎng)溫度為28-32℃，培養(yǎng)時(shí)間為24-48小時(shí)；
11、將各菌株的菌液按照3:2:2:1(體積比)的比例混合，得到復(fù)合菌液，然后將復(fù)合菌液進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)，擴(kuò)繁培養(yǎng)基的配方與上述培養(yǎng)基相同，但體積擴(kuò)大10-20倍，擴(kuò)繁培養(yǎng)時(shí)間為48-72小時(shí)，使復(fù)合菌液中的活菌數(shù)達(dá)到108-1010cfu/ml。
12、進(jìn)一步，所述各組分在肥料中的添加量為：復(fù)合菌液的添加量為肥料總質(zhì)量的10％-20％；新型緩釋有機(jī)化合物hpsepa的添加量為肥料總質(zhì)量的5％-10％。
13、另一方面，本發(fā)明還提供了一種制備有機(jī)硒微生物肥料的方法，包括以下步驟：
14、所述的方法制備農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)處理后的有機(jī)物料；
15、所述的方法培養(yǎng)并擴(kuò)繁復(fù)合菌；
16、在腐熟的有機(jī)物料中加入無機(jī)硒源、其他營養(yǎng)元素添加劑，攪拌均勻后，加入復(fù)合菌液和新型緩釋有機(jī)化合物hpsepa，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>
17、將混合物進(jìn)行造粒處理，造粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-200rpm，溫度為40-60℃，制成粒徑為2-5mm的顆粒肥料；將顆粒肥料進(jìn)行干燥處理，使肥料的含水量低于10％，得到有機(jī)硒微生物肥料成品。
18、另一方面，本發(fā)明還提供了一種所述的有機(jī)硒微生物肥料的方法，包括基肥施用和追肥施用，其中：
19、基肥施用：在播種或移栽前，將有機(jī)硒微生物肥料均勻撒施在土壤表面，然后進(jìn)行翻耕，使肥料與土壤充分混合，施用量根據(jù)土壤肥力狀況和作物種類而定，一般為每畝100-200kg；
20、追肥施用：在作物生長過程中，根據(jù)作物的生長階段和養(yǎng)分需求進(jìn)行追肥，采用溝施或穴施的方式，將肥料施于作物根系附近，然后覆土澆水，追肥量為每畝50-100kg，每次追肥間隔時(shí)間為20-30天。
21、進(jìn)一步，所述新型緩釋有機(jī)化合物n-(2-羥丙基)-3-硒代丙酰胺基乙酸酯(hpsepa)通過以下緩釋機(jī)制在土壤中釋放有效成分：在土壤中，hpsepa首先通過硒代丙酰胺基團(tuán)和羥丙基與土壤顆粒表面及水分子的相互作用，吸附在土壤中，當(dāng)土壤中的水分含量和微生物活性發(fā)生變化時(shí)，乙酸酯基團(tuán)在微生物分泌的酯酶作用下或在一定的酸堿條件下開始水解，緩慢釋放出3-硒代丙酸和n-(2-羥丙基)甘氨酸，其中3-硒代丙酸中的硒元素被植物根系吸收后，參與植物的生理代謝過程，n-(2-羥丙基)甘氨酸則可以進(jìn)一步分解為甘氨酸和羥丙醇，甘氨酸作為一種氨基酸可以被植物吸收利用，補(bǔ)充植物生長所需的氮源，羥丙醇在土壤中可被微生物分解或參與其他化學(xué)反應(yīng)。
22、有益技術(shù)效果：
23、本發(fā)明的有機(jī)硒微生物肥料能顯著促進(jìn)植物生長。復(fù)合菌配方中的枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌和釀酒酵母協(xié)同作用，有效分解有機(jī)物質(zhì)、釋放氮磷鉀等養(yǎng)分，同時(shí)釀酒酵母分泌植物生長激素，使得植物株高、莖粗增長速度明顯快于普通肥料及對照處理組。例如，生菜試驗(yàn)中，肥料處理組株高可比對照組長15％-25％，莖粗增加10％-20％，葉片數(shù)量和面積也有大幅提升，根系發(fā)育更完善，增強(qiáng)了植物對養(yǎng)分和水分的吸收能力。
24、采用新型緩釋有機(jī)化合物n-(2-羥丙基)-3-硒代丙酰胺基乙酸酯(hpsepa)，其獨(dú)特的基團(tuán)結(jié)構(gòu)確保硒元素不僅易被植物吸收，還能在植物體內(nèi)有效轉(zhuǎn)運(yùn)。hpsepa的緩釋機(jī)制可根據(jù)植物生長需求持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)硒元素，避免了傳統(tǒng)富硒肥料中硒形態(tài)不穩(wěn)定、易流失或轉(zhuǎn)化為無效形態(tài)的問題，保障農(nóng)產(chǎn)品中硒含量穩(wěn)定且安全，滿足人體對硒的需求。
25、肥料中的復(fù)合菌在土壤中定殖繁殖，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤保水保肥能力。農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)處理后作為有機(jī)物料，既實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用，又提升了土壤肥力。同時(shí)，該肥料的使用減少了化學(xué)肥料的依賴，有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
26、微生物菌株與有機(jī)硒協(xié)同作用，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，增強(qiáng)植物對病蟲害、干旱等逆境的抵御能力。如在干旱脅迫處理下，施用本發(fā)明肥料的植物能維持相對較高的葉片含水量、脯氨酸含量及抗氧化酶活性，降低發(fā)病率，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，增加果實(shí)甜度、色澤、維生素含量等，降低硝酸鹽含量。