本發(fā)明涉及生物肥料領(lǐng)域，特別是一種用于土壤培肥的生物有機(jī)肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)耕地資源總量較大，但由于人口基數(shù)大，人均占有耕地資源量較小，僅為0.106hm2，為世界平均水平的45％，近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，城市化與工業(yè)化的進(jìn)程大大加速，在各項(xiàng)建設(shè)占用大量耕地的同時(shí)，加上生態(tài)退耕與環(huán)境保護(hù)措施的實(shí)施，導(dǎo)致中國(guó)耕地面積持續(xù)減少，據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年我國(guó)耕地面積接近1.2億hm2的底線，與1998年相比，減少了0.08億hm2，國(guó)家糧食安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻。另一方面，由于我國(guó)人地矛盾突出，耕地長(zhǎng)期處于高負(fù)荷利用狀態(tài)，沒(méi)有得到良好的休整，導(dǎo)致耕地質(zhì)量普遍不高，根據(jù)土壤普查結(jié)果，我國(guó)中等含磷和缺磷耕地占統(tǒng)計(jì)面積的80％以上，含鉀中(60-100mg/kg)、低(<60mg/kg)水平的耕地占統(tǒng)計(jì)面積的49％。為確保我國(guó)糧食安全，保證我國(guó)長(zhǎng)期發(fā)展所需的糧食供應(yīng)，不僅要提高單位耕地的生產(chǎn)能力，還要進(jìn)一步擴(kuò)大耕地面積。新開(kāi)發(fā)耕地往往屬于養(yǎng)分含量低、有機(jī)質(zhì)含量低的貧瘠土地，其生產(chǎn)能力較為低下，要投入生產(chǎn)則需實(shí)現(xiàn)快速培肥，而目前現(xiàn)有耕地亦存在提高質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于土壤培肥的生物有機(jī)肥，含有解磷微生物，能夠提高土壤中可利用磷含量，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高耕地質(zhì)量，尤其是在新增耕地的培肥上具有良好的應(yīng)用效果，本發(fā)明同時(shí)提供了該生物有機(jī)肥的制備方法。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種用于土壤培肥的生物有機(jī)肥，包括腐熟有機(jī)物、解磷菌培養(yǎng)物、促生菌培養(yǎng)物和腐植酸；所述腐熟有機(jī)物是由畜禽糞便、秸稈粉、草木灰和麩皮按照質(zhì)量比55~67：20~25：10:3~5混合后發(fā)酵22-25天，風(fēng)干至含水率＜30%獲得；所述解磷菌培養(yǎng)物是將巨大芽孢桿菌接種到腐熟有機(jī)物中，發(fā)酵7天，風(fēng)干至含水率＜25%獲得；所述促生菌培養(yǎng)物婁徹氏鏈霉菌接種到腐熟有機(jī)物中，發(fā)酵7天，風(fēng)干至含水率＜25%獲得。進(jìn)一步，本發(fā)明所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥中，腐熟有機(jī)肥、解磷菌培養(yǎng)物、促生菌培養(yǎng)物和腐植酸的質(zhì)量比依次為45~55：20~25：20~25:5；所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥中，巨大芽孢桿菌和婁徹氏鏈霉菌的總含菌量≥1.18×108cfu/g，有機(jī)質(zhì)≥51.1%。進(jìn)一步，本發(fā)明所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥中，所使用的畜禽糞便為雞糞、豬糞或牛糞中的一種或多種。進(jìn)一步，本發(fā)明所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥中，所使用的秸稈粉為農(nóng)作物秸稈粉，具體可以為小麥秸稈粉、水稻秸稈粉或玉米芯粉中的一種或多種。一種用于土壤培肥的生物有機(jī)肥的制備方法，具體步驟如下：1）制備腐熟有機(jī)物料將畜禽糞便、秸稈粉、草木灰和麩皮按照質(zhì)量比50~67：20~30：10~15:3~5混合后，調(diào)節(jié)含水率60-65%，條垛式發(fā)酵15天后，得到一級(jí)發(fā)酵產(chǎn)物；將一級(jí)發(fā)酵產(chǎn)物破碎過(guò)篩，調(diào)節(jié)水分50-55%，繼續(xù)發(fā)酵7-10天，風(fēng)干物料至含水率＜30%，即得到腐熟有機(jī)物料，備用；2）制備功能菌培養(yǎng)物2.1）制備解磷菌培養(yǎng)物將菌含量≥108cfu/g的巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種按45-50l/噸的體積質(zhì)量比接入步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料中，調(diào)節(jié)水分55%，固態(tài)擴(kuò)繁7-10天，然后風(fēng)干至物料含水率低于25%，獲得巨大芽孢桿菌含量≥3.67×108cfu/g的解磷菌培養(yǎng)物;2.2）制備促生菌培養(yǎng)物將孢子含量≥108cfu/g的婁徹氏鏈霉菌液態(tài)菌種按50-60l/噸的體積質(zhì)量比接入到步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料中，調(diào)節(jié)含水率50%，固態(tài)擴(kuò)繁7-10天，然后風(fēng)干至物料含水率低于25%，獲得婁徹氏鏈霉含量≥3.31×108cfu/g的促生菌培養(yǎng)物；3）生物有機(jī)肥復(fù)配將步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料、步驟2.1）獲得的解磷菌培養(yǎng)物、步驟2.2）獲得的促生菌培養(yǎng)物以及腐植酸（水分含量＜25%）按照質(zhì)量比45~55：20~25：20~25:5混合均勻，即得所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥。進(jìn)一步，本發(fā)明所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥的制備方法步驟2.1）所述巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種是這樣獲得的：將巨大芽孢桿菌接種至巨大芽孢桿菌培養(yǎng)基中，發(fā)酵溫度32℃~35℃，攪拌轉(zhuǎn)速150-170r/min，發(fā)酵至巨大芽孢桿菌細(xì)胞總數(shù)≥108cfu/g；所述巨大芽孢桿菌培養(yǎng)基配比為：以質(zhì)量百分比計(jì)，蛋白胨1%、酵母膏0.5%、nacl0.5%，加水補(bǔ)足余量，ph7.5。進(jìn)一步，本發(fā)明所述用于土壤培肥的生物有機(jī)肥的制備方法步驟2.2）所述婁徹氏鏈霉菌液態(tài)菌種是這樣獲得的：將婁徹氏鏈霉菌接種到婁徹氏鏈霉菌培養(yǎng)基中，發(fā)酵溫度28℃，攪拌轉(zhuǎn)速170-200r/min，發(fā)酵至婁徹氏鏈霉菌孢子數(shù)≥108cfu/g；所述婁徹氏鏈霉菌培養(yǎng)基配方：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，玉米粉2%、kh2po40.1%、kno30.1%、mgso40.03%、nacl0.01%、feso40.001%，加水補(bǔ)足余量，ph7.5。本發(fā)明所用的鏈霉菌具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠在不同土壤環(huán)境中迅速定殖，形成優(yōu)勢(shì)菌種，有效促進(jìn)植物的生長(zhǎng)；本發(fā)明中巨大芽孢桿菌具有較強(qiáng)的解磷能力，能夠顯著提高土壤中有效磷含量。本發(fā)明還含有豐富的微量元素及有機(jī)質(zhì)，能夠迅速培肥土壤，增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、改土壤理化性質(zhì)，本發(fā)明能夠顯著提高耕地質(zhì)量，尤其適用于新增耕地的快速培肥。本發(fā)明中所使用的婁徹氏鏈霉菌，能夠刺激植物根系發(fā)育，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，能夠顯著提高作物產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。本發(fā)明還能夠優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，在貧瘠土地施用本發(fā)明后，其土壤中微生物數(shù)量可得到顯著提高。具體實(shí)施方式原料與培養(yǎng)基：實(shí)施例中使用的巨大芽孢桿菌和婁徹氏鏈霉菌均購(gòu)自江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所；腐植酸購(gòu)自上海通微生物技術(shù)有限公司，水分含量＜25%；巨大芽孢桿菌培養(yǎng)基：以質(zhì)量百分比計(jì)，蛋白胨1%、酵母膏0.5%、nacl0.5%，加水補(bǔ)足余量，ph7.5；婁徹氏鏈霉菌培養(yǎng)基為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，玉米粉2%、kh2po40.1%、kno30.1%、mgso40.03%、nacl0.01%、feso40.001%，加水補(bǔ)足余量，ph7.5；實(shí)施例11、有機(jī)物料的腐熟將雞糞、水稻秸稈粉（5~10目）、草木灰、麩皮按照質(zhì)量比67：20：10:3的比例混合均勻，調(diào)節(jié)含水率65%，條垛式發(fā)酵，發(fā)酵期間溫度高于65℃時(shí)及時(shí)翻堆，15天后，得到一級(jí)發(fā)酵產(chǎn)物；將一級(jí)發(fā)酵產(chǎn)物破碎過(guò)篩（5~10目），調(diào)節(jié)水分50%，繼續(xù)發(fā)酵7天，然后風(fēng)干物料至含水率＜30%，得到腐熟有機(jī)物料，備用。2、液態(tài)菌種的制備1）巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種按如下方案獲得：將巨大芽孢桿菌接種至巨大芽孢桿菌培養(yǎng)基中（本實(shí)施例接種量為2%，具體實(shí)施過(guò)程中，接種量可以為2-5%之間），發(fā)酵溫度32℃~35℃，攪拌轉(zhuǎn)速150-170r/min，發(fā)酵至培養(yǎng)基中巨大芽孢桿菌細(xì)胞總數(shù)≥108cfu/g（約3天左右），即獲得巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種；2）婁徹氏鏈霉菌液態(tài)菌種按如下方案獲得：將婁徹氏鏈霉菌接種到婁徹氏鏈霉菌培養(yǎng)基中（本實(shí)施例接種量為2%，具體實(shí)施過(guò)程中，接種量可以控制在2%-5%之間），發(fā)酵溫度28℃，攪拌轉(zhuǎn)速170-200r/min，發(fā)酵至培養(yǎng)基中婁徹氏鏈霉菌孢子數(shù)≥108cfu/g（約3天左右），即獲得婁徹氏鏈霉菌液態(tài)菌種，3、功能菌培養(yǎng)物的制備1）解磷菌培養(yǎng)物的制備將步驟2獲得的巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種按50l/噸的體積質(zhì)量比接入步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料中，混合均勻，調(diào)節(jié)水分55%，條垛式發(fā)酵，進(jìn)行固態(tài)擴(kuò)繁發(fā)酵7天左右，期間當(dāng)溫度高于50℃翻堆降溫供氧，然后風(fēng)干至物料含水率低于25%，即獲得解磷菌培養(yǎng)物，此時(shí)培養(yǎng)物中巨大芽孢桿菌細(xì)胞數(shù)量≥3.73×108cfu/g。2）促生菌培養(yǎng)物的制備將步驟2獲得的婁徹氏鏈霉菌液態(tài)菌種按50l/噸的體積質(zhì)量比接入到步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料中，調(diào)節(jié)水分50%，條垛式發(fā)酵，固態(tài)擴(kuò)繁7天左右，風(fēng)干至物料含水率低于25%，即獲得促生菌培養(yǎng)物，此時(shí)培養(yǎng)物中婁徹氏鏈霉菌活菌數(shù)量≥3.31×108cfu/g。4、生物有機(jī)肥復(fù)配將步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料、步驟3獲得的解磷菌培養(yǎng)物、步驟3獲得的促生菌培養(yǎng)物、腐植酸（水分含量＜25%）按照質(zhì)量比45:25:25：5的比例混合均勻，即得用于土壤培肥的生物有機(jī)肥，此時(shí)生物有機(jī)肥中功能菌（即巨大芽孢桿菌和婁徹氏鏈霉的總含量）總數(shù)量≥1.25×108cfu/g，有機(jī)質(zhì)≥53.2%，其余指標(biāo)均達(dá)到ny884-2012要求。具體實(shí)施過(guò)程中，步驟1所述使用的畜禽糞便可以為雞糞、豬糞或牛糞中的一種或多種；秸稈粉可以為小麥秸稈粉、水稻秸稈粉或玉米芯粉中的一種或多種。實(shí)施例21、有機(jī)物料的腐熟將豬糞雞糞混合物（本實(shí)施例中為等質(zhì)量混合，具實(shí)施過(guò)程中，二者可以按照任意比例混合）、玉米芯粉、草木灰、麩皮按照質(zhì)量比55：25：10:5的比例混合均勻，調(diào)節(jié)水分（含水率）60%，條垛式發(fā)酵，期間溫度高于65℃時(shí)及時(shí)翻堆，15天后，得到一級(jí)發(fā)酵產(chǎn)物。將一級(jí)發(fā)酵產(chǎn)物破碎過(guò)篩，調(diào)節(jié)含水率為55%，繼續(xù)發(fā)酵10天，然后風(fēng)干至含水率＜30%，得到腐熟有機(jī)物料，備用。2、液態(tài)菌種的制備巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種和婁徹氏鏈霉液態(tài)菌種的制備法均與實(shí)施例1相同。3、功能菌培養(yǎng)物的制備1）解磷菌培養(yǎng)物的制備將步驟2獲得的巨大芽孢桿菌液態(tài)菌種按45l/噸的體積質(zhì)量比接入步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料中，混合均勻，調(diào)節(jié)含水率55%，條垛發(fā)酵，固態(tài)擴(kuò)繁7天左右，當(dāng)溫度高于50℃翻堆降溫供氧，然后自然風(fēng)干至物料含水率低于25%，即獲得解磷菌培養(yǎng)物，此時(shí)培養(yǎng)物中巨大芽孢桿菌數(shù)量≥3.67×108cfu/g；2）促生菌培養(yǎng)物的制備將步驟2獲得的婁徹氏鏈霉菌液態(tài)菌種按60l/噸的體積質(zhì)量比接入到步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料中，調(diào)節(jié)含水率45%，條垛發(fā)酵，固態(tài)擴(kuò)繁10天，風(fēng)干至物料含水率低于25%，即獲得促生菌培養(yǎng)物，此時(shí)培養(yǎng)物中婁徹氏鏈霉菌數(shù)量≥3.92×108cfu/g。4、生物有機(jī)肥復(fù)配將步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料、步驟3獲得的解磷菌培養(yǎng)物、步驟3獲得的促生菌培養(yǎng)物、腐植酸按照質(zhì)量比例為55:20:20：5的比例混合均勻，即得到用于土壤培肥的生物有機(jī)肥，此時(shí)生物有機(jī)肥中功能菌總數(shù)量≥1.18×108cfu/g，有機(jī)質(zhì)≥51.1%，其余指標(biāo)均達(dá)到ny884-2012要求。實(shí)施例31、制備含巨大芽孢桿菌生物有機(jī)肥將實(shí)施例2步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料、步驟3獲得的解磷菌培養(yǎng)物、腐植酸按質(zhì)量比55:40:5的比例混合均勻，即為含巨大芽孢桿菌生物有機(jī)肥。2、制備含婁徹氏鏈霉菌生物有機(jī)肥將實(shí)施例2步驟1獲得的腐熟有機(jī)物料、步驟3獲得的促生菌培養(yǎng)物、腐植酸按質(zhì)量比55:40:5的比例混合均勻，獲得含婁徹氏鏈霉菌生物有機(jī)肥。3、生物有機(jī)肥的土壤培肥及促生效果對(duì)比試驗(yàn)：盆缽試驗(yàn)：每缽裝土量2kg，試驗(yàn)前測(cè)定土壤質(zhì)量情況。試驗(yàn)作物為小白菜，試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，ck：施用純化肥，保持與處理3養(yǎng)分（npk）含量相同；處理1：施用本實(shí)施例步驟1獲得的含巨大芽孢桿菌生物有機(jī)肥，施用量保持與處理3養(yǎng)分（npk）含量相同；處理2：施用本實(shí)施例步驟2所得含婁徹氏鏈霉菌生物有機(jī)肥，施用量保持與處理3養(yǎng)分（npk）含量相同；處理3：施用本發(fā)明實(shí)施例2獲得的用于土壤培肥的生物有機(jī)肥，施用量為50g/缽。上述各處理除施用肥料品種不同外，其余管理措施均一致，每個(gè)處理9次重復(fù)，試驗(yàn)于2016年11月2日播種，11月17日移栽，12月17日測(cè)定各處理植株生長(zhǎng)情況，并采集土壤進(jìn)行分析。4、試驗(yàn)結(jié)果1）試驗(yàn)不同處理對(duì)土壤的培肥效果如表1所示表1：不同處理對(duì)土壤的培肥效果注：不同字母表示二者在α=0.05水平上差異顯著，下同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，施用含巨大芽孢桿菌生物有機(jī)肥的處理1較對(duì)照有機(jī)質(zhì)含量、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀分別增加了14.5%、5.5%、9.7%、78.6%、8.2%，土壤容重降低了0.02g/cm3，施用含婁徹氏鏈霉菌生物有機(jī)肥的處理2較對(duì)照機(jī)質(zhì)含量、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀分別增加了13.6%、4.5%、8.2%、23.4%、7.5%，土壤容重降低了0.06g/cm3；而施用本發(fā)明實(shí)施例2中所獲生物有機(jī)肥的處理3效果則更優(yōu)，與對(duì)照相比其土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀分別增加了16.4%、10.0%、20.7%、112.4%、13.3%，土壤容重降低了0.14g/cm3，各項(xiàng)指標(biāo)均高于前兩個(gè)處理，培肥效果明顯。2）試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)各處理土壤微生物數(shù)量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2：表2不同處理對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響試驗(yàn)組細(xì)菌×107cfu/g放線菌×106cfu/g真菌×105cfu/g總菌數(shù)×107cfu/gck11.5c24.3c18.9c14.1c處理113.9b26.4c25.5b16.8c處理215.7b28.5b27.1b18.8b處理319.3a33.2a31.7a22.9a由表2可見(jiàn)，含巨大芽孢桿菌生物有機(jī)肥的處理1土壤細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量分別較ck增加了20.9%、8.6%、34.9%，總菌數(shù)增加了19.1%，施用含婁徹氏鏈霉菌的處理2土壤細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量分別較ck增加了36.5%、17.3%、43.4%，總菌數(shù)增加了33.3%；而施用本發(fā)明實(shí)施例2所獲生物有機(jī)肥的處理3效果則更優(yōu)，其土壤細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量分別較ck增加了67.8%、36.6%、67.7%，總菌數(shù)增加了62.4%，遠(yuǎn)高于前兩個(gè)處理，顯著提高了土壤微生物數(shù)量，從而對(duì)改善土壤微生態(tài)環(huán)境擁有更優(yōu)的效果。3）試驗(yàn)不同處理對(duì)小白菜的促生效果如表3所示表3不同處理對(duì)小白菜的促生效果試驗(yàn)組地下部分/g地上部分/g整株鮮重/gck3.7b41.9b45.6b處理14.3b47.4a50.7b處理24.4b46.5a49.9b處理35.3a52.9a58.2a由表3可見(jiàn)，施用生物有機(jī)肥能夠促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)，其中施用含巨大芽孢桿菌生物有機(jī)肥的處理1小白菜地下部分、地上部分、整株鮮重分別較ck增加16.2%、13.1%、11.2%，施用含婁徹氏鏈霉菌生物有機(jī)肥的處理2小白菜地下部分、地上部分、整株鮮重分別較ck增加18.9%、11.0%、9.4%；而施用本發(fā)明實(shí)施例2所獲生物有機(jī)肥的處理3則促生效果更優(yōu)，與ck相比小白菜地下部分、地上部分、整株鮮重分別增加43.2%、26.3%、27.6%，遠(yuǎn)高于前兩個(gè)處理，促生效果顯著。以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而客觀上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)、潤(rùn)飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合；這些改進(jìn)潤(rùn)飾、變化或組合，或未經(jīng)改進(jìn)將發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其他場(chǎng)合的，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12