专利名称：一种硅酸盐细菌载体及其制备方法与它的用途的制作方法一种硅酸盐细菌载体及其制备方法与它的用途硅在国际土壤界被列为继氮、磷、钾之后的第四大元素肥料。硅素对作物具有“三抗、三促、二改良”的功能，即三抗即抗倒伏、抗病虫害、抗逆；三促即促进光合作用、促进根系生长发育、促进养分吸收利用；二改良即改良作物品质、改良土壤。硅肥主要用于水稻、小麦、玉米等喜硅作物，尤以水稻对硅最敏感。人们将土壤中有效硅含量划分为三种⑴土壤有效硅含量在100mg/kg以内定为极缺；(2) 土壤有效硅含量在100 250mg/kg定为稍缺；(3) 土壤有效硅含量超过250mg/ kg定为不缺。自然界中硅的分布极广，地壳中约占27.6%，但主要形态是不能被作物利用的二氧化硅，我国耕地约1/2缺少植物可利用的有效硅，面积约10亿亩。硅酸盐细菌可以将土壤中的无效硅转化为植物可以利用的有效硅。利用硅酸盐细菌通过微生物发酵工艺扩增，进而加工成微生物肥料既硅酸盐菌剂。传统硅酸盐细菌的最佳载体是草炭，其价格低廉且能有效的保证硅酸盐细菌的存活。本发明使工业废渣变废为宝，发明所提供的硅酸盐细菌的载体除了与草炭具有共性外，还能够增加土壤中有效硅的含量。利用此载体制成的硅酸盐细菌肥料，既能直接增加土壤中有效硅的含量，又能持续的为土壤提供有效硅，弥补了单一的硅酸盐细菌菌剂对土壤中有效硅含量增加速度慢的缺点。
[要解决的技术问题]本发明的目的是提供一种硅酸盐细菌载体。本发明的另--个目的是提供一种硅酸盐细菌载体的制备方法。本发明的另--个目的是提供所述一种硅酸盐细菌载体的用途。[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及--种硅酸盐细菌载体。
所述的硅酸盐细菌载体是由以重量计下述组分组成的
草炭50-90 份
含硅物质10-50 份；
或
草炭20-70 份
含硅物质10-50 份
膨润土30-50 份，
所述的含硅物质选自硅酸一钙、硅酸二钙、硅酸钙镁、偏硅酸钠、钢铁炉渣、粉煤灰水淬渣、大渣灰、黄磷炉渣或偏硅酸钙矿物。根据本发明的一 种优选实施方式，所述的硅酸盐细菌载体是由以重量计下述组分组成的
草炭55-85 份
含硅物质15-45 份；
或
草炭25-65 份
含硅物质15-45 份
膨润土35-45 份。
根据本发明的一 种优选实施方式，所述的硅酸盐细菌载体是由以重量计下述组分组成的
草炭60-80 份
含硅物质20-40 份；
或
草炭30-60 份
含硅物质20-40 份
膨润土38-42 份。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述的硅酸盐细菌选自胶冻样芽孢杆菌、环
状芽孢杆菌、土壤芽孢杆菌或邻单胞杆菌。根据本发明的另一种优选实施方式，所述含硅物质、草炭和膨润土的粒度是 60-120 目。本发明还涉及所述硅酸盐细菌载体的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤所述草炭和含硅物质或所述草炭、含硅物质和膨润土混勻后，用酸或腐植酸类物质将其PH调节至6.5-7.5，测定时固液比为1 2，再进行造粒；或者先让所述含硅物质与所述酸或腐植酸类物质混勻而使其pH达到6. 5-7. 5，然后与草炭混合均勻或与草炭和膨润土混合均勻，再进行造粒；或者先用酸对草炭进行硝化，然后再与含硅物质混合均勻，或与含硅物质和膨润土混合均勻，使用所述酸或腐植酸类物质将其PH调节至6. 5-7. 5，测定时固液比为1 2，再进行造粒。根据本发明方法的一种优选实施方式，所述的酸是硫酸、硝酸或磷酸。根据本发明方法的另一种优选实施方式，所述酸的浓度是0. 1-2. 0M。根据本发明方法的另一种优选实施方式，所述的腐植酸类物质是棕腐酸、黑腐酸、 黄腐酸或硝基腐殖酸。本发明还涉及所述硅酸盐细菌载体在生产肥料中的用途。下面将更详细地描述本发明。所述的硅酸盐细菌载体是由以重量计下述组分组成的草炭50-90 份
含硅物质 10-50份；或草炭20-70 份含硅物质 10-50份膨润土30-50 份；所述的草炭是沼泽发育过程中的产物，形成于第四纪，是沼泽植物的残体在多水嫌气的条件下未能完全分解而堆积成的。它含有大量水分和未被彻底分解的植物残体、腐殖质以及丰富的氮、钾、磷、钙、锰等多种元素，是纯天然的有机物质，是一种无菌、无毒、无公害、无污染、无残留的绿色物质。有机质含量一般在30%以上，比重0. 7-1. 05，多呈棕色或黑色，具有可燃性和吸气性，PH值一般为5. 5 6. 5，呈微酸性反应。本发明使用的草炭是目前市场上销售的草炭，例如北京益田源泉土产建材销售有限公司、辽宁省清原县大地泥炭开发有限公司、黑龙江省富田肥料有限公司生产草炭。所述的含硅物质选自硅酸一钙、硅酸二钙、硅酸钙镁、偏硅酸钠、钢铁炉渣、粉煤灰水淬渣、大渣灰、黄磷炉渣或偏硅酸钙矿物。所述的硅酸一钙、硅酸二钙、硅酸钙镁、偏硅酸钠都是目前市场上销售的产品。钢铁炉渣是在铁钢冶炼过程中产生的渣，钢铁炉渣主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、 锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、 铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。本发明使用的钢铁炉渣是马鞍山钢铁股份有限公司、唐山钢铁集团有限责任公司生产的钢铁炉渣。粉煤灰水淬渣是热电厂立式旋风炉排放的水粹渣，一个国家大型企业，一年可排放15万吨左右的粉煤灰水粹渣，其中；本发明使用的粉煤灰水淬渣例如是哈尔滨热电有限责任公司、秦皇岛热电厂生产的粉煤灰水淬渣。大渣灰是热电厂立式旋风炉排放的水粹渣，呈不规则颗粒状，pH中性，含有效SW2 平均20%以上；本发明使用的大渣灰例如是哈尔滨热电有限责任公司、秦皇岛热电厂生产的大渣灰。黄磷炉渣是化工厂的工业废渣，含有效SW220%左右，pH中性；本发明使用的黄磷炉渣例如是贵州省开阳磷城磷化工有限公司、贵州瓮福黄磷有限公司生产的黄磷炉渣。偏硅酸钙矿物(硅灰石)是一种天然产出的非金属矿物，化学分子式为CaSiO3，通常呈针状、纤维状集合体，颜色洁白。本发明使用的偏硅酸钙矿物例如是梨树县烁丰粉体材料厂、北京恒业中远化工有限公司生产的偏硅酸钙矿物。所述的膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2 1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。本发明使用的膨润土可以是各种类型的膨润土，例如钠基膨润土，像山东仙泉膨润土厂、信阳佳鑫膨润土厂生产的钠基膨润土 ；钙基膨润土， 像山东仙泉膨润土厂、信阳佳鑫膨润土厂公司生产的钙基膨润土 ；氢基膨润土，像北京研原新联科技有限责任公司、同心膨润土厂生产的氢基膨润土 ；有机膨润土，像信阳佳鑫膨润土厂、浙江安吉天龙有机膨润土有限公司生产的有机膨润土。
所述的草炭、含硅物质与膨润土的粒度控制在60-120目，优选地80-100目。如果所述草炭、含硅物质与膨润土的粒度大于120目，蓬松度低，透气性不好，易结块；如果所述草炭、含硅物质与膨润土的粒度小于60目，则透气性强，不保水，菌剂易风干。因此，如果所述草炭、含硅物质与膨润土在使用前需要进行筛分，取60-120目的筛份使用。如果所述草炭、含硅物质与膨润土的粒度大于120目，则需要进行粉碎，然后筛分，以得到60-120目的原料。所述粉碎与筛分都是采用本技术领域里通常使用的粉碎设备与筛分设备，而这些粉碎设备与筛分设备也是目前市场上普遍销售的产品。优选地，所述的硅酸盐细菌载体是由以重量计下述组分组成的草炭55-85 份含硅物质 15-45份；或草炭25-65 份含硅物质 15-45份膨润土35-45 份。更优选地，所述的硅酸盐细菌载体是由以重量计下述组分组成的草炭60-80 份含硅物质 20-40份。或草炭30-60 份含硅物质 20-40份膨润土38-42 份。本发明涉及硅酸盐细菌载体，所述的硅酸盐细菌一方面能分解长石、云母、土壤矿物等铝硅酸盐类的原生态矿物，使土壤中难溶性K、P、Si等转变为可溶性物质供植物生长利用，菌体中富含的钾在菌死亡后又被作物吸收；另一方面它所产生的激素、氨基酸、多糖等物质促进作物的生长。同时，细菌在土壤中繁殖，抑制其它病原菌的生长。这些都对作物生长、产量提高及品质改善有良好作用。根据本发明，所述的硅酸盐细菌选自胶冻样芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、土壤芽孢杆菌或邻单胞杆菌。所述硅酸盐细菌的培养采用在现有技术中已经公开的培养方法。本发明还涉及所述硅酸盐细菌载体的制备方法。该方法包括下述步骤所述草炭和含硅物质或所述草炭、含硅物质和膨润土混勻后，用酸或腐植酸类物质将其PH调节至6. 5-7. 5，再进行造粒。所述草炭、含硅物质和膨润土在应用前需要进行常规预处理。例如它们的水含量过高，例如达到20% (重量)以上，则需要进行干燥处理，使它们的水含量控制在10% (重量)以下。它们的粒度过大或过小时，需要进行粉碎处理与筛分处理，使它们的粒度达到 60-120 目。然后使用混合设备将已预处理的草炭和含硅物质混勻，或者将已预处理的草炭、 含硅物质和膨润土混勻。所述的混合设备可以是将这些原料充分混勻而不会发生其它副反应的机械设备，例如本技术领域里通常使用的搅拌机、双螺旋锥形混合机等。
所述物料混勻后再用酸或腐植酸类物质将其pH调节至6. 5-7. 5。可以使用许多有机酸或无机酸进行这种调节，但考虑到生产成本以及以后对土壤和作物的影响，优选地使用硫酸、硝酸或磷酸，通常使用硫酸、硝酸或磷酸水溶液进行调节。 所述酸的浓度是0. 1-2. 0M，优选地0. 5-1. 0M。使用腐植酸类物质进行这种调节是借助它们中的酸性基团实现的。在本发明中， 所述的腐植酸类物质例如是棕腐酸、黑腐酸、黄腐酸或硝基腐殖酸。腐植酸类物质是一类天然的大分子芳香族羟基羧酸。它广泛存在于土壤有机质、泥炭、褐煤、风化煤以及湖泊和海洋沉积物中。煤经人工氧化(如用空气、臭氧或硝酸处理)可形成再生腐植酸，如煤用硝酸轻度氧化所得的产物称为硝基腐植酸。腐植酸的提取方法是先用酸处理，脱去部分矿物质， 再用稀碱溶液萃取，萃取液加酸酸化，得到腐植酸沉淀。根据腐植酸在溶剂中的溶解度可分为三个组分①溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸；②不溶于丙酮部分称为黑腐酸；③溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸(又称富里酸)。腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。它们与金属离子有交换、吸附、络合、螯合等作用。所述的腐植酸类物用量是根据调节PH要求确定的。pH值调节已达到要求的原料需要进行造粒。所述的造粒可以选择圆盘造粒、挤压造粒、转鼓造粒等造粒技术，这些技术都是本技术领域的技术人员熟知的技术，这些造粒技术使用的设备是目前肥料生产技术领域里人们通常使用的设备，也是目前市场上广泛销售的产品。造粒后的产品需要进行干燥与筛分处理，这些干燥与筛分技术都是本技术领域的技术人员熟知的技术，这些干燥与筛分技术使用的设备是目前肥料生产技术领域里人们通常使用的设备，也是目前市场上广泛销售的产品。或者，本发明硅酸盐细菌载体的制备方法包括下述步骤先让所述含硅物质与所述酸或腐植酸类物质混勻而使其pH达到6. 5-7. 5，然后与草炭混合均勻或与草炭和膨润土混合均勻，再进行造粒。或者，本发明硅酸盐细菌载体的制备方法包括下述步骤先用酸对草炭进行硝化，然后再与含硅物质混合均勻，或与含硅物质和膨润土混合均勻，使用所述酸或腐植酸类物质将其PH调节至6. 5-7. 5，再进行造粒。其它处理步骤如前面所述，在此不再赘述。本发明制备的硅酸盐细菌载体与胶冻样芽孢杆菌发酵液、环状芽孢杆菌发酵液等进行混合吸附，充分混勻后即可以作为微生物肥料按照常规用量与用法使用。采用本发明制备的硅酸盐细菌载体能够保证硅酸盐细菌长时间的存活，使其能够充分发挥作用，将土壤中不能被作物直接利用的硅变成能被作物直接利用的有效硅，从而能够显著提高土壤中有效硅的含量。[有益效果]本发明的有益效果如下与传统的单一草炭作为硅酸盐细菌的载体相比，使用本发明制备的硅酸盐细菌载体从开始就能够使硅酸盐细菌肥料为作物持续提供有效硅，完全克服了单一硅酸盐细菌菌剂有效硅含量增加速度慢的缺陷。



本发明涉及一种硅酸盐细菌载体及其制备方法与所述硅酸盐细菌载体的用途。所述硅酸盐细菌载体是由草炭与含硅物质或草炭、含硅物质和膨润土组成的。所述的含硅物质选自硅酸一钙、硅酸二钙、硅酸钙镁、偏硅酸钠、钢铁炉渣、粉煤灰水淬渣、大渣灰、黄磷炉渣或偏硅酸钙矿物。与传统的单一草炭作为硅酸盐细菌载体相比，使用本发明制备的硅酸盐细菌载体从开始就能够使硅酸盐细菌肥料为作物持续提供有效硅，完全克服了单一硅酸盐细菌菌剂有效硅含量增加速度慢的缺陷。