一種生物有機肥的制備方法與流程

本發明屬于生物肥料領域，涉及利用農業和養殖業廢棄物資源制備多功能的全元木霉生物有機肥，具體為一種生物有機肥的制備方法，適用于現代設施農業土壤改良修復及病害防控。

背景技術：

我國設施蔬菜產業自上世紀80年代中期以來，得到迅速發展。截止2015年，我國設施蔬菜面積已經達到388.84萬hm²(5832.6萬畝)，產值超過蔬菜總產值的60％(楊淏然等，2016)。由于設施蔬菜經濟附加值高，因此長期處于高集約化、高復種指數、高肥料施用量的生產狀態，導致土壤次生鹽澤化、養分失調、酸化，土壤肥力下降，微生物生態失衡，土傳病害日益加重。為保證蔬菜產量和經濟效益，更多的化肥和農藥被過量或不合理使用，形成惡性循環，農業面源污染日益嚴重，造成土壤質量的快速退化，嚴重威脅了蔬菜產品的質量安全和蔬菜產業的生態可持續發展。

有機肥不僅含有植物必需的大量元素、微量元素，還含有豐富的有機養分，能有效改善土壤理化性狀和生物活性、熟化土壤、增強土壤的保肥供肥能力和緩沖能力，是現代農業土壤質量改善必備的技術措施。生物有機肥結合了有機肥和微生物肥料的優點，除了有機肥的功能作用外，其中的益生菌還能產生大量的生物活性物質外，具有固氮、解磷、解鉀，改善土壤質量，平衡微生物種群結構，抑制病原 菌等多種功能，符合現代農業可持續發展的要求，是現代農業，尤其設施農業發展的希望和方向。

但由于目前生物有機肥的生產流程不嚴格，生產水平參差不齊，產品質量得不到保障，加上見效慢，功能微生物資源不夠豐富，目前還沒有得到廣泛的應用。如何結合生物有機肥和化肥的特點，既具備滿足當季植物養分要求，又能改善土壤，有效調控土壤微生物區系，持久性提高土壤肥力，是本發明需要解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對設施農業土壤質量下降、面源污染嚴重、土傳病害日益加重而提供一種生物有機肥的制備方法。該方法制備的肥料用于設施農業，既滿足當季蔬菜植物對養分的需求，又能持久性提高土壤肥力，對設施農業土壤板結、酸化等具有很好的修復改良作用；同時木霉菌成分對設施農業土壤日益嚴重的土傳病害和農藥殘留有顯著的防控或修復作用。

本發明的一種生物有機肥的制備方法通過以下技術方案實現：包括以下步驟：

a.制備西蒙斯木霉T21-3種子液；

b.采用農業廢棄物制備固體發酵培養基；

c.將所述步驟a所得種子液接種到步驟b固體發酵培養基，培養得到木霉發酵接種體；

d.將玉米秸稈和禽畜糞便混合，堆肥發酵；腐熟后接種步驟c所得的木霉發酵接種體，繼續發酵得發酵物；

e.制備液體氨基酸復合物；

f.將步驟e制得的液體氨基酸復合物和硫酸銨加入到步驟d所得 發酵物中，制成生物有機肥。

本發明采用的西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3，于2016年6月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，100101，保藏日期為2016年6月24日，保藏編號為：CGMCCN0.12630。

所述的一種生物有機肥各主要組分的重量份數如下：有機質45-50％、無機養分10-15％、液體氨基酸復合物1-2％、水15-20％、木霉活性分生孢子不少于2×10⁸/g。

所述無機養分中氮：磷：鉀＝3:1:2。

所述的一種生物有機肥，包括以下步驟：

a.將西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3菌種接入PDA培養基中活化后，轉接于PDA固體培養基上，28℃培養5～7d，待其產生大量的分生孢子，用無菌水洗脫，即得到西蒙斯木霉種子液；

b.制備固體發酵培養基：玉米秸稈40％、麥麩5％，余量為水的混合物在121℃下滅菌60分鐘，得到固體發酵培養基；

c.將所述步驟a所得種子液按1％比例與步驟b固體發酵培養基混合，攪拌均勻后密封，25-28℃恒溫靜止培養7-10d,發酵完畢后，將其自然晾干或干燥，得到木霉固體發酵接種體；

d.將玉米秸稈粉碎過20目，與禽畜糞便(雞糞、鴨糞或豬糞)混合，C/N在25左右，含水量在50-60％，堆肥，設堆長10米，寬5米，堆高1米；每3天翻堆一次，連續堆肥15-20天；待物料溫度降至30℃以后，接種步驟c所得的木霉固體發酵接種體，繼續發酵培養7-10d，得發酵物；

e.使用硫酸對畜禽養殖過程中的病死畜禽水解，制備液體氨基 酸復合物；

f.根據步驟d所得的發酵物的具體養分決定加入的硫酸銨的量，使其混合后得到總養分為10-15％的混合肥料；同時加入1-2％的液體氨基酸復合物；充分混合，制成生物有機肥。

步驟a中，所述PDA培養基是去皮馬鈴薯200克、葡萄糖20克、瓊脂粉15克，加水至1000mL混合而成。

步驟c中木霉固體發酵接種體中木霉分生孢子達到60～100×10⁸個/g。

步驟e中，使用濃度為5～7mol/L的硫酸在90-95℃下對畜禽養殖過程中的病死畜禽水解6～8h，病死畜禽與所述的5～7mol/L的硫酸的物料比為1:1.5～1:2。

本發明的有益效果為：

西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3對殺蟲劑、多環芳香烴、多氯芳烴、氰化物、重金屬(如鎘、鎳、銅、鋁等)及塑料等污染物都有較強的降解或修復能力，同樣表現出優越的應用開發潛力。由此菌株研發的菌劑或肥料，多種功能協同發揮作用，用于設施農業，可解決土壤中肥力下降、病害、農殘等多種問題。

本發明充分利用農業廢棄物(作物秸稈)和養殖業糞便做有機質原料，通過無害化腐熟處理后，接種木霉菌進行二次固體發酵培養；并通過添加氨基酸復合物和無機養分，制備形成“全元”木霉有機肥料。本發明將秸稈和畜禽糞便進行無害化處理利用，避免了秸稈直接還田造成燒苗及利用率低的困境，并促進了畜禽糞便的綜合利用，有效防止養殖污染；通過接種木霉菌二次固體培養，高濃度的木霉菌在有機質的幫助下，施入土壤后，在相當長的一段時期內能保持較高的種群密度，從而穩定有效發揮其多功能活性。該肥料除了能提升土壤 質量，改善土壤環境，還能對設施農業土壤日益嚴重的土傳病害和農藥殘留有顯著的防控或修復作用。此外通過添加速效氨基酸復合物和硫酸銨等無機養分，能進一步補充有機肥見效慢的不足，滿足當季蔬菜植物的需要，更利于植物生長和該類產品的推廣應用，符合現代設施蔬菜業可持續發展的要求。

附圖說明：

圖1所示為肥料儲存時間與木霉菌數關系圖；

圖2所示為肥料施入土壤后木霉菌數變化圖。

具體實施方式：

為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案，但是本發明并不局限于此。

實施例1

一種生物有機肥的制備方法包括以下步驟：

a.將西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3菌種活化后，接入PDA培養基上，置于28℃恒溫培養箱中培養7d，待其產生大量的分生孢子，用無菌水洗脫，即得到西蒙斯木霉種子液，所述PDA培養基是去皮馬鈴薯200克、葡萄糖20克、瓊脂粉15克，加水至1000mL混合而成；

所述的西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3，于2016年6月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號：CGMCC N0.12630，該木霉既能降解多種有機磷農藥殘留，又能有效預防和控制多種蔬菜土傳病害。

b.制備固體發酵培養基：玉米秸稈(粉碎過20目)40％、麥麩5％，余量為水的混合物在121℃下滅菌60分鐘，得到固體發酵培養基；

c.將所述步驟a所得種子液按1％比例與步驟b固體發酵培養基混合，攪拌均勻后用紗布或封口膜覆蓋，置于溫度為27-30℃恒溫靜止培養8d,木霉分生孢子達到65×10⁸個/g，自然晾干或干燥，得到木霉固體發酵接種體；

d.將玉米秸稈粉碎過20目，與雞糞(鴨糞或豬糞)混合，C/N在25左右，含水量在55％，堆肥，設堆長10米，寬5米，堆高1米；每3天翻堆一次，連續堆肥20天；

e.將家禽養殖場的病死雞、鴨收集，使用濃度為6mol/L的硫酸在85-90℃密封條件下對病死雞或鴨水解7h，病死雞鴨與所述的6mol/L的硫酸的物料比為1:1.5，用工業氨水中和，制得液體氨基酸復合物。

液體氨基酸復合物主要成分：氨基酸含量為33.5g/L，可溶性多肽及可溶性蛋白態總氮為8.2g/L。

f.待所述步驟d所得的物料溫度恒溫降至30℃以下，接種1‰步驟C所得的木霉固體發酵接種體，繼續發酵培養7d，得木霉有機肥產物。

g.根據步驟d所得的生物有機肥的具體養分決定加入的硫酸銨的量，使其混合后得到總養分為11％的混合肥料；同時加入1.5％的液體氨基酸復合物；充分混合，制成木霉全元有機肥。

各主要組分含量：木霉活性分生孢子2.3×10⁸/g、有機質45.6％、無機養分(氮磷鉀)12.1％、氨基酸1.5％、含水15％。

實施例2

實施例1制備的生物有機肥儲存試驗

步驟1將所制木霉有機肥，用常規包裝密封保存，置于室溫條件下保存；

步驟2每隔30天，檢測一次，每次取樣3包，用木霉選擇性培養基分離，統計，取平均值。結果如說明書附圖圖1所示。

所述木霉選擇性培養基：K₂HPO₄ 0.90g；MgSO₄·7H₂O 0.20g；NH₄NO₃ 1.0g；KCl 0.15g；葡萄糖3.0g；孟加拉紅0.15g；瓊脂15.0g；蒸餾水1.0L。滅菌后，添加氯霉素0.25g、鏈霉素0.03g和五氯硝基苯0.2g。

實施例3

實施例1制備的生物有機肥施入土壤后木霉的定殖試驗

步驟1土壤(來自壽光設施番茄菜地)過20目篩，裝于塑料盆(18cm×15cm×15cm)，每盆裝土1.5Kg，實施例1制備的生物有機肥的添加量為20g/Kg。

步驟2澆入適量水(以浸透土壤，不外漏為宜)，每盆播種5～10粒番茄種子，播種后覆土2cm。播種出苗后，疏苗每盆保留5棵。

步驟3播種后每隔7天調查一次，每次每處理調查3盆。連續調查6次。取根系周圍土樣，用實施案例2中木霉選擇性培養基，對土樣中木霉進行統計計數。結果如圖2所示。

實施例4

實施例1制備的生物有機肥田間應用試驗

步驟一：土壤處理。設施菜地(青州市譚坊鎮宮家莊村)，按常規操作，深翻，起垅(采取大小行小高垅方式，即大行70-80公分，小行40公分，垅高10-15公分)。自西向東均分成8等區間，將2、4、6區間作為處理，3、5、7作為對照；處理區間用實施例1中制得的的生物有機肥(200Kg/畝),均勻撒施，耙勻；對照區間不施本發明的生物有機肥。

步驟二：移栽。每垅定植兩行，移栽入番茄幼苗。

步驟三：肥效、防效調查及數據分析。棚內各區間5點取樣，每點調查10株，統計番茄常見土傳病害發病率，計算防效。統計番茄產量。肥效、防效結果如表1和表2所示。

表1本發明生物有機肥對番茄果實產量的影響

表2本發明生物有機肥對番茄幾種土傳病害的防治效果