本发明涉及肥料技术领域，且特别涉及一种生态有机肥及其制备方法与应用。
背景技术：
改革开放以来，我国农业生产得到了长足的发展，然而，长期施用化肥带来了土壤结构破坏、水体污染、肥料利用率下降和农产品品质降低等严重的负面问题。
当前，我国食品安全形势依然严峻，而农产品源头污染位居榜首。土壤是养分的供应者，土壤又是养分的保蓄剂，是其它物质无法替代的，调节土壤、改良土壤、养育土壤，恢复土壤活力，显示出土壤的天然本色，是食品安全，人类文明和科学发展的必由之路。
而农业生产过程中，肥料的使用又是必不可少的，所以一直以来，人们都在进行肥料的研究改良，期望能得到对土壤和作物危害很小甚至无害，但又能在农业生产中发挥重要作用的肥料。
不同的农作物对肥料的需求不同，目前常用的肥料不能兼顾适用范围以及作用效果，且很大部分肥料欠缺生态方面考虑，施用后容易对生态产生不利影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种生态有机肥，该生态有机肥原料丰富且配比科学，营养全面，肥效高，绿色环保。
本发明的另一目的在于提供一种上述生态有机肥的制备方法，该制备方法简单，耗时短，条件易控，能够实现工业化生产。
本发明的第三目的在于提供一种上述生态有机肥的应用，将其用作农作物或花卉的肥料，有利于提高农作物的产量以及提高农作物或花卉的品质，减少肥料的投入与浪费。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种生态有机肥，原料包括80-100重量份的有机肥以及25-35重量份的辅料。
辅料包括表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸以及微生物制剂。
优选地，表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸与微生物制剂的重量比依次为5-8：0.3-0.5：2-3：4-5：7-10。
本发明还提出上述生态有机肥的制备方法，包括以下步骤：混合有机肥与辅料并发酵。
本发明还提出上述生态有机肥的应用，例如将其用作农作物或花卉的肥料。
本发明较佳实施例中提供的生态有机肥及其制备方法与应用的有益效果包括：
辅料中的表面活性剂可用于改善有机肥中各物质的表面活性，有利于在渗透入农作物或花卉的组织细胞内，增加农作物或花卉对养分的吸收率。
甲壳素一方面能够用于吸附土壤或有机肥中的有害金属离子以及有机汞等物质，另一方面又能分解土壤中动植物残体及微量金属元素，从而转化为植物的营养素，增强植物免疫力，促进植物的健康。此外，甲壳素还能起到一定的杀虫和抗病作用。
磁铁粉在本发明实施例中能够增强有机肥各组分的分子场能，从而提高作物对大量元素和微量元素吸收率，以提高农作物产量及农作物或花卉的产品品质。
腐植酸具有离子交换能力、络合和吸附能力，能与甲壳素共同调节有机肥中各元素的溶解性，减缓氮素的释放速度，达到延长肥效的作用。
微生物制剂自身产生有利于农作物或花卉生长的代谢产物，并且其在与其它辅料或有机肥的相互作用下还可能共同产生或合成新的营养物质。
本发明较佳实施例提供的生态有机肥原料丰富且配比科学，营养全面，肥效高，绿色环保。其方法简单，耗时短，条件易控，能够实现工业化生产。将其用作农作物或花卉的肥料，有利于提高农作物的产量以及提高农作物或花卉的品质，减少肥料的投入与浪费。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的生态有机肥及其制备方法与应用进行具体说明。
本发明实施例提供的生态有机肥的原料主要包括80-100重量份的有机肥以及25-35重量份的辅料。
其中，有机肥中含有多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素。其不仅能为农作物提供较为全面的营养，而且肥效较长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性。
作为可选地，本发明实施例中的有机肥例如可以包括农业废弃物、畜禽粪便、工业废弃物、生活垃圾和城市污泥等。可参考地，农业废弃物例如可以包括秸秆、豆粕或棉粕等，工业废弃物例如可以包括酒糟、糠醛渣和糖渣等，城市污泥例如可以包括河道淤泥或下水道淤泥等。
辅料在本发明实施例中主要起到增加有机肥的营养以及提高有机肥的肥效的作用。例如，可包括表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸以及微生物制剂。优选地，上述表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸与微生物制剂的重量比可依次为5-8：0.3-0.5：2-3：4-5：7-10。
辅料中的表面活性剂可用于改善有机肥中各物质的表面活性，有利于在渗透入农作物或花卉的组织细胞内，增加农作物或花卉对养分的吸收率。但不同的表面活性剂作用效果差异较大，若使用不当，反而容易引起农作物伤害、养分利用率降低等不良现象。
表面活性剂通常分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型共计四大类。本发明实施例中表面活性剂仅包括其中的两性离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂。
对于本发明实施例中所用的有机肥而言，若使用阴、阳离子型表面活性剂，容易受有机肥体系的ph值以及所含无机盐类等因素的较大影响，对无机养分的助吸效果(尤其是在高浓度有机肥的条件下)会受到很大限制。相比之下，采用两性离子表面活性剂，能够具有良好的生物降解特性，且该类表面活性剂能够与其它表面活性剂有良好的配伍性，可起到一定的协同增效作用。
此外，本发明实施例中可选的非离子型表面活性剂在有机肥中稳定性高，不受无机盐类以及ph值的影响，且也能与其它表面活性剂有较好的相溶性。值得说明的是，本发明实施例中所采用的两性离子型表面活性剂和/或非离子型表面活性剂还具有较好的抗硬水能力，适用范围更广。
当表面活性剂同时包括两性离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂时，该两种表面活性剂能够起到协同增效作用。
本发明实施例中辅料以甲壳素作为原料成分之一，其一方面能够用于吸附土壤或有机肥中的有害金属离子以及有机汞等物质，另一方面又能分解土壤中动植物残体及微量金属元素，从而转化为植物的营养素，增强植物免疫力，促进植物的健康。此外，甲壳素还能起到一定的杀虫和抗病作用。但由于甲壳素具有一定的抑菌活性，为避免其抑制微生物制剂中的微生物，故本发明实施例中将其用量控制在较小范围，以确保其对微生物制剂中的微生物无不利影响。
磁铁粉在本发明实施例中能够增强有机肥各组分的分子场能，从而提高作物对大量元素和微量元素吸收率，以提高农作物产量及农作物或花卉的产品品质。
腐植酸具有离子交换能力、络合和吸附能力，能与甲壳素共同调节有机肥中各元素的溶解性，减缓氮素的释放速度，达到延长肥效的作用。
作为可选地，本发明实施例中所用的微生物制剂包括磷细菌、硅酸盐细菌、芽孢杆菌和假单胞菌。其中，磷细菌不仅能将土壤中难溶性的磷转化为作物能利用的有效磷素营养，而且还能分泌激素刺激作物生长。硅酸盐细菌能通过其的生命活动，增加植物营养元素的供应量，刺激作物生长，抑制有害微生物活动，对农作物及花卉均具有一定的增产效果。
芽孢杆菌的有机质分解力较强，其增殖的同时会释放出高活性的分解酵素，将难分解的大分子物质分解成可利用的小分子物质。此外，芽孢杆菌能够合成多种有利于农作物和花卉生长的有机酸和酶等物质。此外，值得说明的是，芽孢杆菌还能形成强度极为优良的天然材料聚麸胺酸，为土壤的保护膜，防止肥份及水份流失。
作为可选地，本发明实施例中芽孢杆菌例如可包括解淀粉芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。上述几种芽孢杆菌能较其它芽孢杆菌与本发明实施例中的磁铁粉产生较强的磁化作用，从而提高作物对大量元素和微量元素吸收率。
假单胞菌有极强分解有机物的能力，能够将有机物分解为小分子，以利于农作物或花卉吸收。
承上，本发明实施例所提供的生态有机肥原料丰富且配比科学，营养全面，肥效高，绿色环保。
此外，本发明实施例还提供了一种上述生态有机肥的制备方法，包括以下步骤：混合有机肥与辅料并发酵。
其中，辅料的制备方法可包括：于15-20ma的电流氛围下混合表面活性剂、甲壳素、腐殖酸和磁铁粉10-15min，然后于超声条件下与微生物制剂混合。
之所以未将微生物制剂于15-20ma的电流氛围下混合，其原因在于：电流氛围主要是为磁铁粉提供电场，从而通过电磁相互配合对腐殖酸、甲壳素和表面活性剂起到一定的磁化作用，使各成分之间分子更加活跃，进而利于农作物或花卉对养分的吸收利用。鉴于微生物制剂中微生物需要确保一定的活性，若将其在电流氛围下进行磁化，则可能导致微生物死亡或失活。
同理地，为避免超声条件过于强烈影响微生物的活性，本发明实施例中的超声条件优选为包括：超声频率为15-20khz和/或超声功率密度为0.2-0.25w/cm2。
通过超声作用，可使微生物与腐殖酸、甲壳素、表面活性剂以及磁铁粉充分混合均匀，提高生态有机肥的肥效。
较佳地，微生物制剂的制备方法可以包括：分别制备磷细菌菌悬液、硅酸盐细菌菌悬液、芽孢杆菌菌悬液和假单胞菌菌悬液。按体积比为1：1：3-5：0.2混合磷细菌菌悬液、硅酸盐细菌菌悬液、芽孢杆菌菌悬液和假单胞菌菌悬液，干燥。
其中，磷细菌菌悬液中活菌数含量为200-300cfu/ml，硅酸盐细菌菌悬液中活菌数含量为250-300cfu/ml，芽孢杆菌菌悬液中活菌数含量为500-1200cfu/ml，假单胞菌菌悬液中活菌数含量为100-120cfu/ml。
在上述各菌种菌悬液的配比及菌悬液中活菌含量的条件下，所得的微生物制剂的效果最佳。
进一步地，辅料与有机肥按如下方式分批混合：
先将80-100重量份的有机肥与10-15重量份的辅料第一次混合，然后再与剩余的辅料第二次混合。分批混合能较一次性混合能使有机肥与辅料之间的作用更加充分，充分提高生态有机肥的肥效。值得说明的是，分批混合的次数也可以不止两次，可根据具体情况对次数进行适当更改。
较佳地，本发明实施例中的发酵时间例如可以控制在80-120h，通过发酵，一方面能够使微生物制剂自身产生更多的有利于农作物或花卉生长的代谢产物，另一方面有利于在发酵过程中与其它辅料或有机肥共同产生或合成新的营养物质。优选地，发酵过程中，可以每隔20-30h翻料一次。
承上，上述提供的生态有机肥的制备方法简单，耗时短，条件易控，可实现工业化生产。
此外，本发明实施例还提供了一种生态有机肥的应用，例如可将其用作农作物或花卉的肥料，以利于提高农作物的产量以及提高农作物或花卉的品质，减少肥料的投入与浪费。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
分别制备活菌数含量为200cfu/ml的磷细菌菌悬液、活菌数含量为250cfu/ml的硅酸盐细菌菌悬液、活菌数含量为500cfu/ml的芽孢杆菌菌悬液和活菌数含量为100cfu/ml的假单胞菌菌悬液。其中，芽孢杆菌菌悬液含有解淀粉芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。
按体积比为1：1：3：0.2混合上述磷细菌菌悬液、硅酸盐细菌菌悬液、芽孢杆菌菌悬液和假单胞菌菌悬液，干燥，得微生物制剂。
于15ma的电流氛围下混合两性离子型表面活性剂、甲壳素、腐殖酸和磁铁粉15min，然后于超声频率为15khz、超声功率密度为0.2w/cm2的条件下与微生物制剂混合，得到辅料。其中，表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸与微生物制剂的重量比依次为5：0.3：2：4：7。
将80重量份的有机肥与10重量份的上述辅料第一次混合，然后再与15重量份的上述辅料第二次混合，发酵80h，得生态有机肥。发酵过程中，每隔20h翻料一次。其中，有机肥含有秸秆、猪粪、酒糟和河道淤泥。
实施例2
分别制备活菌数含量为300cfu/ml的磷细菌菌悬液、活菌数含量为300cfu/ml的硅酸盐细菌菌悬液、活菌数含量为1200cfu/ml的芽孢杆菌菌悬液和活菌数含量为120cfu/ml的假单胞菌菌悬液。其中，芽孢杆菌菌悬液含有解淀粉芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。
按体积比为1：1：5：0.2混合上述磷细菌菌悬液、硅酸盐细菌菌悬液、芽孢杆菌菌悬液和假单胞菌菌悬液，干燥，得微生物制剂。
于20ma的电流氛围下混合两性离子型表面活性剂、甲壳素、腐殖酸和磁铁粉10min，然后于超声频率为20khz、超声功率密度为0.25w/cm2的条件下与微生物制剂混合，得到辅料。其中，表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸与微生物制剂的重量比依次为8：0.5：3：5：10。
将100重量份的有机肥与15重量份的上述辅料第一次混合，然后再与20重量份的上述辅料第二次混合，发酵120h，得生态有机肥。发酵过程中，每隔30h翻料一次。其中，有机肥含有豆粕、鸟粪、糠醛渣和下水道淤泥。
实施例3
分别制备活菌数含量为250cfu/ml的磷细菌菌悬液、活菌数含量为280cfu/ml的硅酸盐细菌菌悬液、活菌数含量为850cfu/ml的芽孢杆菌菌悬液和活菌数含量为110cfu/ml的假单胞菌菌悬液。其中，芽孢杆菌菌悬液含有解淀粉芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。
按体积比为1：1：4：0.2混合上述磷细菌菌悬液、硅酸盐细菌菌悬液、芽孢杆菌菌悬液和假单胞菌菌悬液，干燥，得微生物制剂。
于17.5ma的电流氛围下混合两性离子型表面活性剂、甲壳素、腐殖酸和磁铁粉12.5min，然后于超声频率为17.5khz、超声功率密度为0.22w/cm2的条件下与微生物制剂混合，得到辅料。其中，表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸与微生物制剂的重量比依次为6.5：0.4：2.5：4.5：8.5。
将90重量份的有机肥与12.5重量份的上述辅料第一次混合，然后再与17.5重量份的上述辅料第二次混合，发酵100h，得生态有机肥。发酵过程中，每隔25h翻料一次。其中，有机肥含有棉粕、鸡粪、糖渣和下水道淤泥。
实施例4
分别制备活菌数含量为250cfu/ml的磷细菌菌悬液、活菌数含量为280cfu/ml的硅酸盐细菌菌悬液、活菌数含量为850cfu/ml的芽孢杆菌菌悬液和活菌数含量为120cfu/ml的假单胞菌菌悬液。其中，芽孢杆菌菌悬液含有解淀粉芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。
按体积比为1：1：4：0.2混合上述磷细菌菌悬液、硅酸盐细菌菌悬液、芽孢杆菌菌悬液和假单胞菌菌悬液，干燥，得微生物制剂。
于18ma的电流氛围下混合两性离子型表面活性剂、甲壳素、腐殖酸和磁铁粉10min，然后于超声频率为18khz、超声功率密度为0.2w/cm2的条件下与微生物制剂混合，得到辅料。其中，表面活性剂、甲壳素、磁铁粉、腐殖酸与微生物制剂的重量比依次为6.5：0.4：2.5：4.5：8.5。
将100重量份的有机肥与15重量份的上述辅料第一次混合，然后再与10重量份的上述辅料第二次混合，再与10重量份的上述辅料第三次混合，发酵100h，得生态有机肥。发酵过程中，每隔20h翻料一次。其中，有机肥含有棉粕、鸡粪、生活垃圾、糖渣和河道淤泥。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于：表面活性剂为非离子型表面活性剂。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于：表面活性剂为两性离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的混合物。
实施例7
本实施例与实施例3的区别在于：有机肥与辅料一次性同时混合。
实施例8
本实施例提供一种实施例1-7任一实施例所得的生态有机肥的应用，将其作为农作物的肥料。
实施例9
本实施例提供一种实施例1-7任一实施例所得的生态有机肥的应用，将其作为花卉的肥料。
试验例1
重复实施上述实施例1-7，得到足够多的生态有机肥。
以实施例3的生态有机肥为例，分别设置2个面积均为1亩的处理区作同田对比，也即试验组和对照组。每个处理区分别设置6个畦厢，试验田块周围留足保护行。两个处理区种植的黄瓜种类、等级相同。其中，试验组施用实施例3的生态有机肥，对照组施用普通黄瓜化肥。同田试验采取一次性收获测产。其结果如表1所示。
表1黄瓜收成情况
由表1可以看出，试验组的黄瓜在基部茎粗、平均瓜长、单瓜重、单株结果数和实收产量方面均较对照组黄瓜更优。说明本发明实施例3所提供的生态有机肥能够提高黄瓜产量并得到品质更佳的黄瓜。
将上述实施例3所得的生态有机肥用于苹果和生菜，其结果显示，本发明实施例3所提供的生态有机肥能够较普通常用的苹果化肥和生菜化肥分别提高苹果和生菜的产量，同时得到品质更佳的苹果与生菜。
试验例2
以实施例3的生态有机肥为例，分别设置2个面积均为0.5亩的处理区作同田对比，也即试验组和对照组。两个处理区种植的玫瑰种类、等级相同。其中，试验组施用实施例3的生态有机肥，对照组施用普通玫瑰肥料。其测试结果显示：试验组的玫瑰花较对照组的玫瑰花花期提前7-10天，玫瑰花花蕾量提高16.3-18.6％，总花期延长5-7天。
将上述实施例3所得的生态有机肥用于茉莉和牡丹，其结果显示，本发明实施例3所提供的生态有机肥能够较普通常用的茉莉肥料和牡丹肥料分别将花期提前、总花期延长以及提高花蕾量。
此外，将实施例1、2以及4-7所得的生态有机肥分别进行上述试验，其结果同样显示，本发明实施例所提供的生态有机肥能够较普通常用的肥料提高农作物的产量和品质，以及使花卉的花期提前、总花期延长以及提高花蕾量。
对比实施例1-7，其结果显示实施例6对农作物及花卉的作用效果最佳，说明表面活性剂同时含有两性离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的混合物较仅含有其中一种更利于农作物和花卉的生长。
实施例1-4中，实施例3的作用效果最佳，说明实施例3较实施例1、2、4的方案更适于农作物和花卉的生长。实施例3与实施例7相比，实施例3的作用效果明显更优，说明有机肥与辅料分批混合较一次性混合更利于农作物和花卉的生长。
综上所述，本发明实施例提供的生态有机肥原料丰富且配比科学，营养全面，肥效高，绿色环保。其方法简单，耗时短，条件易控，能够实现工业化生产。将其用作农作物或花卉的肥料，有利于提高农作物的产量以及提高农作物或花卉的品质，减少肥料的投入与浪费。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。