本發(fā)明涉及有機(jī)肥制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。世界綠色革命之前，有機(jī)肥是肥料的主流。綠色革命之后，化肥替代了有機(jī)肥，雖然提高了產(chǎn)量，但也造成土壤肥力退化和環(huán)境問(wèn)題。
一方面，無(wú)機(jī)肥的大量使用造成土壤肥力的退化和環(huán)境的污染。我國(guó)正面臨土壤肥力退化、化肥利用效率低、土壤重金屬和抗生素污染的局面。造成這一惡果的原因在于大量化肥的使用、施肥不均衡、不施有機(jī)肥或者施用不當(dāng)。化肥施用不合理之處在于：長(zhǎng)期過(guò)量偏施氮肥、不注重鉀肥，不注重土壤肥力的保護(hù)，造成氮肥和磷肥的流失、環(huán)境污染和土壤肥力退化。另一方面，由于大量秸稈和尾菜還田后不能短時(shí)間腐熟，導(dǎo)致大量秸稈焚燒現(xiàn)象。尾菜到處丟棄，造成環(huán)境污染。而這些有機(jī)物質(zhì)，事實(shí)上是有機(jī)肥的主要材料，是一種可利用和可再生資源。
傳統(tǒng)的有機(jī)肥，包括廄肥、蚯蚓肥、堆肥等，均被認(rèn)為是一類改良土壤和提供植物營(yíng)養(yǎng)的可持續(xù)優(yōu)質(zhì)肥料。但農(nóng)作物秸稈、包括尾菜可能含有農(nóng)藥殘留，廄肥也存在重金屬和抗生素殘留污染的風(fēng)險(xiǎn)。而且，由于礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)釋放需要土壤微生物降解過(guò)程，因而肥效較緩慢。在傳統(tǒng)有機(jī)肥自然堆制過(guò)程中，通常高達(dá)30％的氮素營(yíng)養(yǎng)以銨態(tài)氮的形式流失，營(yíng)養(yǎng)元素的利用率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥及其制備方法，該方法通過(guò)將有機(jī)質(zhì)制成生物炭，一方面可生產(chǎn)出清潔的有機(jī)肥；另一方面還可提高土壤肥力，增加土壤內(nèi)C的固定量和植物的養(yǎng)分可利用量；與根際有益微生物的配合使用，還可以有效提高植物根系的生長(zhǎng)能力，以及根系對(duì)N，P的吸收能力，并能夠催化有機(jī)質(zhì)降解和礦化過(guò)程。即滿足作物生長(zhǎng)需要，最大程度地促進(jìn)吸收，減少浪費(fèi)，同時(shí)也達(dá)到保持土壤肥力和環(huán)境友好的目的。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種有機(jī)肥及其制備方法。
本發(fā)明提供的一種有機(jī)肥的制備方法，包括如下步驟：(1)將有機(jī)質(zhì)和生物炭混合，得到預(yù)混料；(2)對(duì)步驟(1)中所述預(yù)混料進(jìn)行堆制發(fā)酵，發(fā)酵完畢即可得到所述有機(jī)肥。
上述的制備方法中，步驟(1)中，所述生物炭可占所述有機(jī)質(zhì)和所述生物炭的混合物的質(zhì)量的10％～90％，如20％。
本發(fā)明中，所述有機(jī)質(zhì)是指來(lái)源于生命的物質(zhì)。所述有機(jī)質(zhì)可為下述a)-c)中的任一種：a)植物源有機(jī)質(zhì)；b)動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)；c)質(zhì)量比為1：(1～10)(如1：2)的植物源有機(jī)質(zhì)和動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)。所述植物源有機(jī)質(zhì)包括但不限于：農(nóng)作物秸稈、尾菜、豆餅、沼渣、甘蔗渣、枯枝落葉等農(nóng)業(yè)以及農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的有機(jī)廢料。所述動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)包括但不限于：來(lái)自動(dòng)物飼養(yǎng)的畜禽糞便和廄肥。所述有機(jī)質(zhì)在所述混合之前還包括對(duì)其進(jìn)行粉碎的步驟。
所述生物炭(biochar)是指所述有機(jī)質(zhì)在缺氧、相對(duì)溫度“較低”(<700℃)時(shí)熱解而產(chǎn)生的一類含碳量較高的高度芳香化惰性固態(tài)物質(zhì)。優(yōu)選地，制備所述生物炭的有機(jī)質(zhì)為需無(wú)害化處理的有機(jī)質(zhì)，從而避免抗生素、農(nóng)藥殘留等的危害，降低重金屬活性，為有機(jī)肥的制備提供清潔的有機(jī)肥原料。所述需無(wú)害化處理的有機(jī)質(zhì)可為下述1)-3)中的至少一種：
1)含有重金屬和/或有機(jī)農(nóng)藥污染的植物源有機(jī)質(zhì)；
2)含有農(nóng)膜、塑料等非天然有機(jī)質(zhì)污染物質(zhì)的植物源有機(jī)質(zhì)；
3)不含或者含有較低量抗生素和重金屬的動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)。
需要注意的是，對(duì)于上述2)中的有機(jī)質(zhì)，在進(jìn)行碳化處理前需要先對(duì)非天然有機(jī)質(zhì)污染進(jìn)行過(guò)篩，剔除外來(lái)污染物質(zhì)。在一個(gè)或多個(gè)具體的實(shí)施例中，所述需無(wú)害化處理的有機(jī)質(zhì)可為含有重金屬和/或有機(jī)農(nóng)藥污染的植物源有機(jī)質(zhì)(如秸稈)。
所述生物炭的制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，步驟如下：將有機(jī)質(zhì)粉碎后送入含氧量為2～8％(如5％)的密閉容器中進(jìn)行在300～750℃(如400℃)下燒制30～200分鐘(如30分鐘)，即可得到所述生物炭。
上述的制備方法中，步驟(2)中，所述堆制發(fā)酵之前還包括如下步驟：2-1)控制所述預(yù)混料的含水量為50％～80％(如75％)；2-2)在經(jīng)步驟2-1)處理的預(yù)混料中添加土壤水解酶；所述土壤水解酶的添加量為所述預(yù)混料的質(zhì)量的0.5～3％(如1％)，折合酶活比為(150萬(wàn)～900萬(wàn))IU/kg(如300萬(wàn)IU/kg)(酶活比為每公斤原料添加的酶的活性；酶活性指在特定的條件下，1min能轉(zhuǎn)化1μmol底物的酶量，即1IU＝1μmol/min)；2-3)在步驟2-2)中得到的混合料中添加生物降解劑；所述生物降解劑為蚯蚓和發(fā)酵微生物，所述蚯蚓的添加量為0.5～2kg/M3預(yù)混料(如1kg/M3預(yù)混料)；所述發(fā)酵微生物的添加量為5～15億ufc/M3預(yù)混料(如10億ufc/M3預(yù)混料)。
步驟2-2)中，所述土壤水解酶是催化土壤中各種底物發(fā)生水解反應(yīng)的酶類，通過(guò)裂解有機(jī)化合物中糖苷鍵、脂鍵、肽鍵、酸酐鍵以及其它鍵，直接參與土壤中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，所述土壤水解酶包括但不限于纖維素水解酶、蛋白水解酶、果膠水解酶等，如植物蛋白水解酶。
步驟2-3)中，所述發(fā)酵微生物包括但不限于：芽孢桿菌、乳酸菌、酵母菌、光合細(xì)菌、放線菌、固氮菌、解磷細(xì)菌和解鉀細(xì)菌中的一種或幾種，如ufc比為1:1:1的芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌。所述芽孢桿菌具體可為枯草芽孢桿菌。
上述的制備方法中，步驟(2)中，所述堆制發(fā)酵時(shí)，堆制高度可為20～200cm(如150cm)；和/或，所述堆制發(fā)酵的溫度可為50～80℃(如70℃)，時(shí)間可為10～50天(如10天)。
由上述的制備方法制備得到的有機(jī)肥料，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。該有機(jī)肥料中生物炭的添加，一方面可生產(chǎn)出清潔的有機(jī)肥；另一方面還可提高土壤肥力，增加土壤內(nèi)C的固定量和植物的養(yǎng)分可利用量。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥及其制備方法。
本發(fā)明提供的一種根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥的制備方法，包括如下步驟：在上述任一項(xiàng)所述的有機(jī)肥料中添加根際有益微生物，即可得到所述根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥。
上述的制備方法中，所述根際有益微生物(plant growth promoting rhizobacteria，簡(jiǎn)寫(xiě)為：PGPR)為根際有益細(xì)菌(簡(jiǎn)寫(xiě)為：細(xì)菌PGPR)或根際有益真菌(簡(jiǎn)寫(xiě)為：真菌PGPR)，添加量控制在每公斤所述復(fù)合肥中含有1×105～2×1013cfu(如2×1013cfu)的根際有益細(xì)菌或1×104～2×1013cfu的根際有益真菌。
所述根際有益微生物包括但不限于：枯草芽孢桿菌、根瘤菌、解磷、解鉀微生物；所述解磷、解鉀微生物可為土壤桿菌屬Agrobacterium,節(jié)桿菌屬Arthrobacter,固氮菌屬Azotobacter,固氮螺菌屬Azospirillum,芽孢桿菌屬Bacillus,伯克赫爾德氏菌屬Burkholderia,柄桿菌屬Caulobacter,色桿菌屬Chromobacterium,歐文氏菌屬Erwinia,黃桿菌屬Flavobacterium,微球菌屬M(fèi)icrococcous,假單胞桿菌屬Pseudomonas和沙雷氏菌屬Serratia等。(Bhattacharyya and Jha,2012).詳見(jiàn)Munees Ahemad和Mulugeta Kibret 2013.Mechanisms and applications of plant growth promoting rhizobacteria:Current perspective.Journal of King Saud University–Science(2014)26,1–20。
所述根際有益真菌包括但不限于：主要包括青霉屬(Penicillium)、根霉屬(Rhizopus)、曲霉屬(Asper-gillus)、小菌核菌屬(Sclerotium)、鐮刀菌屬(Fusarium)和菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza)等中的任一種。
由上述的制備方法制備得到的根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。該根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥中，有機(jī)肥料與根際有益微生物的配合使用，可以有效提高植物根系的生長(zhǎng)能力，以及根系對(duì)N，P的吸收能力，并能夠催化有機(jī)質(zhì)降解和礦化過(guò)程。即滿足作物生長(zhǎng)需要，最大程度地促進(jìn)吸收，減少浪費(fèi)，同時(shí)也達(dá)到保持土壤肥力和環(huán)境友好的目的。
本發(fā)明首次提出在植物源和動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)進(jìn)行無(wú)害化處理，燒結(jié)形成生物炭，避免了抗生素、農(nóng)藥殘留的危害，降低了重金屬活性，形成清潔的有機(jī)肥原料。并提出不同來(lái)源和處理方式的有機(jī)質(zhì)按比例混合?？梢宰畲蟪潭鹊販p少普通有機(jī)肥堆制過(guò)程的氮素?fù)p失，通常在有機(jī)肥自然堆制過(guò)程中，高達(dá)30％的氮素營(yíng)養(yǎng)以銨態(tài)氮的形式流失，本方法的氮素流失率不高于5％，還減少NH3和其他危害環(huán)境的氣體(如NOx強(qiáng)溫室效應(yīng)氣體)的排放。本技術(shù)避免了秸稈焚燒和實(shí)際操作性較差的傳統(tǒng)秸稈還田技術(shù)，而采用工業(yè)化的低溫、低氧燃燒過(guò)程來(lái)替代秸稈還田的自然腐解過(guò)程，采用生物炭還田技術(shù)替代目前的秸稈直接還田技術(shù)。
所述生物有機(jī)肥有效提高營(yíng)養(yǎng)元素利用率的原因在于：1、有機(jī)物穩(wěn)定性更強(qiáng)，同時(shí)能夠更緩慢地從有機(jī)改良劑中釋放，這是由于(1)營(yíng)養(yǎng)元素被物理地固定在非結(jié)晶炭合物的適宜的孔隙中；(2)緩慢的生物氧化產(chǎn)生羧基，結(jié)合到生物炭結(jié)構(gòu)上縮合的芳香族主鏈的末端，從而提高陽(yáng)離子交換能力(CEC)；2、生物炭比其他任何形式的有機(jī)改良劑更穩(wěn)定。而利用生物炭提高土壤肥力、同時(shí)增加土壤內(nèi)C的固定量和植物的養(yǎng)分可利用量；3、微生物菌肥有效提高植物根系的生長(zhǎng)能力，以及根系對(duì)N，P的吸收能力，并能夠催化有機(jī)質(zhì)降解和礦化過(guò)程。
本發(fā)明具有如下有益效果：
1)將植物源、動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)混合發(fā)酵，并將原料進(jìn)行無(wú)害化處理，形成生物炭，發(fā)揮其吸附作用，生產(chǎn)出清潔的有機(jī)肥；
2)肥料成品中添加了促進(jìn)植物生長(zhǎng)的根際微生物，催化有機(jī)質(zhì)降解和礦化過(guò)程，在施入土壤后仍具備之一活性，提高了有機(jī)質(zhì)的礦化效率和土壤磷的降解；微生物菌肥有效提高植物根系的生長(zhǎng)能力，以及根系對(duì)N，P的吸收能力；
3)按照不同來(lái)源有機(jī)質(zhì)進(jìn)行氮磷鉀肥平衡合理配方，達(dá)到肥效的最大化；本產(chǎn)品可補(bǔ)充由農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出而帶出田間的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素；避免傳統(tǒng)有機(jī)肥的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)；
4)本發(fā)明生產(chǎn)的復(fù)合肥料將化肥利用效率提高20-30％，同時(shí)滿足土壤肥力的恢復(fù)和作物營(yíng)養(yǎng)的需求。該有機(jī)生物有機(jī)肥的使用提高了氮素使用效率，同時(shí)減少淋熔等各類損耗，可以大幅度減少氮肥、磷肥和鉀肥等化肥的使用量；
5)本發(fā)明避免了傳統(tǒng)有機(jī)肥的抗生素、重金屬、農(nóng)藥殘留的風(fēng)險(xiǎn)，以及化肥利用效率低的缺點(diǎn)，是清潔高效的復(fù)合肥料；
6)本發(fā)明復(fù)合肥及其制備方法具有如下特點(diǎn)：1、具有良好的物理結(jié)構(gòu)，良好的透氣性，滿足植物根系生長(zhǎng)的需要，保水和保肥能力為土壤的10-15倍；2、植物營(yíng)養(yǎng)元素的速效供應(yīng)，避免了傳統(tǒng)有機(jī)肥肥效緩慢的缺點(diǎn)；3、極大地提高了化肥的利用效率；4、操作簡(jiǎn)易、沒(méi)有異味、性狀相對(duì)穩(wěn)定；4、無(wú)病蟲(chóng)害源、雜草種子、污染物；5、適合植物生長(zhǎng)，符合供貨商向消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的描述；
7)本發(fā)明產(chǎn)品符合感官質(zhì)量：1、原料來(lái)源清潔；2、衛(wèi)生的、穩(wěn)定的、腐熟的；3、褐色至黑色，并具有土壤氣息；4、散碎，不干不濕，沒(méi)有灰塵；5、容重低，為0.6-0.8g/ml。
8)本發(fā)明方法將普遍采用焚燒方式處理的農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈，轉(zhuǎn)化為具有巨大利益價(jià)值的生物炭，極大地保護(hù)了環(huán)境，并為土壤肥力恢復(fù)和化肥利用效率提供了有效途徑；與此同時(shí)，避免堆制過(guò)程的溫室效應(yīng)氣體排放和氮素?fù)p失，同時(shí)解決秸稈焚燒和土壤肥力退化兩個(gè)問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
下述實(shí)施例中制備生物炭的原料均為需無(wú)害化處理的含有重金屬和/或有機(jī)農(nóng)藥污染的植物源有機(jī)質(zhì)植物源有機(jī)質(zhì)，來(lái)自玉米、枯枝落葉和尾菜，生物炭的制備步驟具體如下：
1)有機(jī)質(zhì)粉碎和壓縮：將需無(wú)害化處理的有機(jī)質(zhì)粉碎。
2)燒制：將上述粉碎后的有機(jī)質(zhì)運(yùn)到燒制車間，裝入密閉容器中，使密閉容器的含氧量為5％，其中，密閉容器可以是磚混或者泥土結(jié)構(gòu)的窯，也可以是高溫爐。燒制通常采用明火點(diǎn)燃，并保留通氣口和出煙口，出煙口應(yīng)當(dāng)配備過(guò)濾設(shè)備，保障排放不造成空氣污染。燒制過(guò)程要根據(jù)燃燒情況控制通氣口的大小，避免有氧燃燒，可在含氧量為5％，于400℃下燃燒30min。
3)出爐：燒制完成后，待溫度降到常溫，從出煙口往炭堆適當(dāng)噴水，以避免生物炭出爐時(shí)排放黑色煙塵。
下述實(shí)施例中的枯草芽孢桿菌隸屬芽孢桿菌科(Bacillaceae)芽孢桿菌屬(Bacillus)的細(xì)菌B.subtilis，在文獻(xiàn)“Nakamura et al，1999”中公開(kāi)過(guò)，公眾可從滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所有限公司購(gòu)買得到，產(chǎn)品名稱為“枯草芽孢桿菌”。
乳酸菌Lactic Acid Bacteria，為滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品名稱為“植物乳酸菌”。
釀酒酵母Saccharomycescerevisiae，為滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品名稱為“高活性飼料酵母”。
植物蛋白水解酶，為東恒華道生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品名稱為植物蛋白水解酶，產(chǎn)品目錄號(hào)為I5032423。
細(xì)菌PGPR為假單胞桿菌(Pseudomonas sp.DSMZ 13134)，在文獻(xiàn)“Buddrus-Schiemann等Microb Ecol.2010 Aug；60(2):381-93.Root colonization by Pseudomonas sp.DSMZ 13134 and impact on the indigenous rhizosphere bacterial community of barley.”中公開(kāi)過(guò)，公眾可以從德國(guó)SOURCON-PADENA GmbH&Co KG公司處購(gòu)買得到。
實(shí)施例1、制備植物源生物有機(jī)肥(生物炭+植物材料(尾菜))
按照如下步驟制備植物源生物有機(jī)肥：
(1)將植物有機(jī)質(zhì)尾菜進(jìn)行機(jī)械粉碎，然后與生物炭混合，得到預(yù)混料；其中，生物炭的質(zhì)量為預(yù)混料的總質(zhì)量為的20％。
(2)對(duì)步驟(1)中的預(yù)混料進(jìn)行堆制發(fā)酵；
堆制發(fā)酵之前還包括如下步驟：
2-1)在步驟1)中得到的預(yù)混料中添加水，控制混合物的含水量為75％。
2-2)在經(jīng)上述2-1)處理的預(yù)混料中添加有機(jī)質(zhì)降解酶(植物蛋白水解酶)，添加量為預(yù)混料的質(zhì)量的1％(即300萬(wàn)IU/kg預(yù)混料)。
2-3)在上述2-2)中得到的混合料中添加生物降解劑：蚯蚓和發(fā)酵微生物(芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌按照ufc比為1:1:1的比例混合)，其中，蚯蚓添加量為1kg/M3預(yù)混料；發(fā)酵微生物添加量為10億ufc/M3預(yù)混料。
堆制發(fā)酵的步驟如下：
將步驟2-3)中的混合物制成肥堆(堆制高度為150cm)后，在肥堆表面覆蓋稻草和塑料薄膜，以保持濕度，而稻草的目的是防治生物炭被風(fēng)吹、流失，并再次吸附銨態(tài)氮，避免臭氣和溫室效應(yīng)氣體的排放。在70℃下堆制10天，如果堆制時(shí)氣溫較低，達(dá)不到60℃的要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)堆制時(shí)間，或者搭建塑料拱棚加溫。堆制車間溫度維持在15-28℃，避光。經(jīng)過(guò)一個(gè)高溫堆制周期后，有機(jī)質(zhì)得以充分發(fā)酵腐熟，回到常溫一段時(shí)間(4個(gè)月)，就可以將堆制好的腐熟的有機(jī)肥過(guò)篩，過(guò)2mm的細(xì)篩，過(guò)篩后的腐熟有機(jī)肥(內(nèi)含生物炭)疏松散碎、富含腐殖質(zhì)、有益微生物。經(jīng)檢測(cè)無(wú)污染、無(wú)有害物質(zhì)。
(3)在步驟(2)中堆制發(fā)酵后的產(chǎn)物中添加根際微生物(細(xì)菌PGPR)，即可得到根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥。添加量控制在每公斤復(fù)合有機(jī)肥含細(xì)菌PGPR為每公斤2*1013cfu。
感官質(zhì)量：1、原料來(lái)源清潔；2、衛(wèi)生的、穩(wěn)定的、腐熟的；3、褐色至黑色，并具有土壤氣息；4、散碎，不干不濕，沒(méi)有灰塵；5、容重低，為0.6-0.8g/ml。
成品包裝上市，可用于各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。每畝建議用肥量800-2000公斤。
實(shí)施例2、制備植物源/動(dòng)物源生物有機(jī)肥(生物炭+尾菜+廄肥)
按照如下步驟制備植物源/動(dòng)物源生物有機(jī)肥：
(1)將動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)牛糞、雞糞和豬糞等廄肥中的大塊打碎，過(guò)5cm的大孔篩，植物有機(jī)質(zhì)尾菜進(jìn)行機(jī)械粉碎；然后將粉碎后的動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)、植物源有機(jī)質(zhì)與生物炭混合，得到預(yù)混料；其中，動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)與植物源有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量比為1：2，生物炭的質(zhì)量為預(yù)混料的總質(zhì)量的20％。
(2)對(duì)步驟(1)中的預(yù)混料進(jìn)行堆制發(fā)酵；
堆制發(fā)酵之前還包括如下步驟：
2-1)在步驟1)中得到的預(yù)混料中添加水，控制混合物的含水量為75％。
2-2)在經(jīng)上述2-1)處理的預(yù)混料中添加有機(jī)質(zhì)降解酶(植物蛋白水解酶)，添加量預(yù)混料的質(zhì)量的1％(即300萬(wàn)IU/kg預(yù)混料)。
2-3)在上述2-2)中得到的混合料中添加生物降解劑：蚯蚓和發(fā)酵微生物(芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌按照ufc比為1:1:1的比例混合)，其中，蚯蚓添加量為1kg/M3預(yù)混料；發(fā)酵微生物添加量為10億ufc/M3預(yù)混料。
堆制發(fā)酵的步驟如下：
將步驟2-3)中的混合物制成肥堆(堆制高度為150cm)后，在肥堆表面覆蓋稻草和塑料薄膜，以保持濕度，而稻草的目的是防治生物炭被風(fēng)吹、流失，并再次吸附銨態(tài)氮，避免臭氣和溫室效應(yīng)氣體的排放。在70℃下堆制10天，如果堆制時(shí)氣溫較低，達(dá)不到60℃的要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)堆制時(shí)間，或者搭建塑料拱棚加溫。堆制車間溫度維持在15-28℃，避光。經(jīng)過(guò)一個(gè)高溫堆制周期后，有機(jī)質(zhì)得以充分發(fā)酵腐熟，回到常溫一段時(shí)間(3個(gè)月)，就可以將堆制好的腐熟的有機(jī)肥過(guò)篩，過(guò)2mm的細(xì)篩，過(guò)篩后的腐熟有機(jī)肥(內(nèi)含生物炭)疏松散碎、富含腐殖質(zhì)、有益微生物。經(jīng)檢測(cè)無(wú)污染、無(wú)有害物質(zhì)。
(3)在步驟(2)中堆制發(fā)酵后的產(chǎn)物中添加根際微生物(細(xì)菌PGPR)，即可得到根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥。添加量控制在每公斤有機(jī)肥含細(xì)菌PGPR為每公斤2*1013cfu接種單位。
感官質(zhì)量：1、原料來(lái)源清潔；2、衛(wèi)生的、穩(wěn)定的、腐熟的；3、褐色至黑色，并具有土壤氣息；4、散碎，不干不濕，沒(méi)有灰塵；5、容重低，為0.6-0.8g/ml。
成品包裝上市，可用于各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。每畝建議用肥量800～1500公斤。
實(shí)施例3、制備動(dòng)物源為主的生物有機(jī)肥(生物炭+廄肥)
按照如下步驟制備動(dòng)物源生物有機(jī)肥：
(1)將動(dòng)物源有機(jī)質(zhì)牛糞、雞糞和豬糞等廄肥中的大塊打碎，過(guò)5cm的大孔篩，然后與生物炭混合，得到預(yù)混料；其中，生物炭的質(zhì)量為預(yù)混料的總質(zhì)量的20％。
(2)對(duì)步驟(1)中的預(yù)混料進(jìn)行堆制發(fā)酵；
堆制發(fā)酵之前還包括如下步驟：
2-1)在步驟1)中得到的預(yù)混料中添加水，控制混合物的含水量為55％。
2-2)在經(jīng)上述2-1)處理的預(yù)混料中添加有機(jī)質(zhì)降解酶(植物蛋白水解酶)，添加量為預(yù)混料的質(zhì)量的1％(即300萬(wàn)IU/kg預(yù)混料)。
2-3)在上述2-2)中得到的混合料中添加生物降解劑：蚯蚓和發(fā)酵微生物(芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌按照ufc比為1:1:1的比例混合)，其中，蚯蚓添加量為1kg/M3預(yù)混料；發(fā)酵微生物添加量為10億ufc/M3預(yù)混料。
堆制發(fā)酵的步驟如下：
將步驟2-3)中的混合物制成肥堆(堆制高度為150cm)后，在肥堆表面覆蓋稻草和塑料薄膜，以保持濕度，而稻草的目的是防治生物炭被風(fēng)吹、流失，并再次吸附銨態(tài)氮，避免臭氣和溫室效應(yīng)氣體的排放。在70℃下堆制10天，如果堆制時(shí)氣溫較低，達(dá)不到60℃的要求，可以適當(dāng)延長(zhǎng)堆制時(shí)間，或者搭建塑料拱棚加溫。堆制車間溫度維持在15-28℃，避光。經(jīng)過(guò)一個(gè)高溫堆制周期后，有機(jī)質(zhì)得以充分發(fā)酵腐熟，回到常溫一段時(shí)間(2個(gè)月)，就可以將堆制好的腐熟的有機(jī)肥過(guò)篩，過(guò)2mm的細(xì)篩，過(guò)篩后的腐熟有機(jī)肥(內(nèi)含生物炭)疏松散碎、富含腐殖質(zhì)、有益微生物。經(jīng)檢測(cè)無(wú)污染、無(wú)有害物質(zhì)。
(3)在步驟(2)中堆制發(fā)酵后的產(chǎn)物中添加根際微生物(細(xì)菌PGPR)，即可得到根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥。添加量控制在每公斤有機(jī)肥含細(xì)菌PGPR為每公斤2*1013cfu接種單位。
感官質(zhì)量：1、原料來(lái)源清潔；2、衛(wèi)生的、穩(wěn)定的、腐熟的；3、褐色至黑色，并具有土壤氣息；4、散碎，不干不濕，沒(méi)有灰塵；5、容重低，為0.6-0.8g/ml。
成品包裝上市，可用于各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。每畝建議用肥量500～1200公斤。
實(shí)施例4、根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥的肥效試驗(yàn)
一、芹菜肥效試驗(yàn)
1.1材料
供試材料為芹菜。
1.2試驗(yàn)方法
本試驗(yàn)于2015年3月14日至2015年5月12日在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)園日光溫室進(jìn)行。選取大小長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移栽到花盆中，每盆兩株。設(shè)定兩個(gè)P水平，低P為正常合理P施肥量的50％，高P為合理施肥量。
肥效試驗(yàn)分為兩組，一組為對(duì)照組(CK)，為傳統(tǒng)的普通施肥方式：施用N 120mg/100株，P 80mg/100株，K 150mg/株；另一組為試驗(yàn)組(處理)，按照實(shí)例1、2生產(chǎn)的根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥，按照1:1混合，施肥方式為將2％實(shí)例1,2的混合復(fù)合有機(jī)肥肥加入基質(zhì)。生長(zhǎng)期6周，分別觀察對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的生長(zhǎng)狀況和產(chǎn)量。
通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表中誤差線為SD(n＝7)，采用生物統(tǒng)計(jì)ANOVA方法，LSD顯著性水平為p＝0.05：如下表1-表2。
表1、不同處理在兩個(gè)磷肥水平下對(duì)無(wú)土栽培芹菜生物量的影響
注：生物量結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示(mean±SE)，不同字母表示在p＝0.05水平上的顯著差異。
表2、不同處理對(duì)無(wú)土栽培芹菜NPK吸收的影響
注：養(yǎng)分吸收結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示(mean±SE)，不同字母表示在p＝0.05水平上的顯著差異。
二、黃瓜肥效試驗(yàn)
2.1材料
供試材料為黃瓜。
2.2試驗(yàn)方法
本試驗(yàn)于2015年3月14日至2015年5月12日在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)園日光溫室進(jìn)行。選取大小長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移栽到花盆中，每盆兩株。肥效試驗(yàn)分為兩組，一組為對(duì)照組(CK)，為傳統(tǒng)的普通施肥方式：施用N 120mg/100株，P 80mg/100株，K 150mg/株；另一組為試驗(yàn)組(處理)，按照實(shí)例3生產(chǎn)的根際有益微生物-生物炭復(fù)合有機(jī)肥，施肥方式為將3％實(shí)例3的復(fù)合有機(jī)肥肥加入基質(zhì)。生長(zhǎng)期8周，分別觀察對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的生長(zhǎng)狀況和產(chǎn)量。
通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表中誤差線為SD(n＝7)，采用生物統(tǒng)計(jì)ANOVA方法，LSD顯著性水平為p＝0.05：如下表3。
表3、不同處理在無(wú)土栽培黃瓜NPK吸收的影響
注：養(yǎng)分吸收結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示(mean±SE)，不同字母表示在p＝0.05水平上的顯著差異。