本发明涉及农业生产资料领域，具体涉及基质肥料及其制备方法和在三七种植中的应用。
背景技术：
半个多世纪以来，长期大量化学肥料和农药的使用，影响了种植产品的质量和产量，导致了土壤板结、土壤团粒结构破坏、保水保肥通透性差，土壤营养、ph值、微生物严重失衡，甚至会严重污染空气、江河、食品，破坏了生态平衡，化学物质的残留对人体有强烈的毒副作用，还直接这威胁着人类生存和健康，各种疾病的患者越来越多。我国秸秆总产量巨大，且有不断增长之势，长期以来我国秸秆产出量大却得不到合理利用。秸秆的简单物理处理包括切短、粉碎和揉搓等方法，可在一定程度上改善秸秆的适口性和提高采食量，处理成本较低，对于秸秆消化利用率的提高，其处理效果往往不如相对复杂的微生物发酵、挤压膨化、炭化、汽爆等处理方式。秸秆的挤压膨化和汽爆等可改变秸秆物理化学结构和营养物质形态，从而提高秸秆的利用率。另外，近年来随着人们生活水平的提高，对动物性食品的需求越来越大，饲料厂和养殖场的生产规模不断扩大，在经济利益的驱动下，为了预防疾病的爆发和促进动物生长，抗生素被广泛使用。随着畜禽粪便有机肥的应用，会逐渐破坏农田的生态环境平衡，对农产品质量安全造成潜在危害，影响人体健康。为了使畜禽粪便能够高效安全利用，一个有效途径就是在畜禽粪便农用之前，对其进行堆肥处理。因此，在三七种植中，以秸秆和畜禽粪便为原料制备堆肥，既能可以解决秸秆利用不充分和畜禽粪便问题，又能为三七的种植提供大量廉价安全的肥料，有利于人类健康和生态环境平衡。技术实现要素：针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基质肥料及其制备方法和在三七种植中的应用。一种基质肥料，其原料包括硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、动物粪便、聚天冬氨酸、酶、嗜酸乳杆菌、发酵菌、稻壳、豆粕、秸秆。具体地，所述基质肥料的原料按质量百分比计，包括：硅藻土0.5-2.5％、聚乙二醇60000.5-2.5％、碳酸氢铵1.5-4％、硝酸钙2-7％、磷酸二氢钾2-7％、硼酸0.2-0.7％、动物粪便20-35％、聚天冬氨酸钾0.1-0.5％、酶0.03-0.1％、嗜酸乳杆菌1-4％、发酵菌5-10％、稻壳15-20％、豆粕15-20％、余量为秸秆。所述动物粪便包括鸡粪、鸭粪、猪粪、羊粪、牛粪、鹅粪中的一种或多种。所述复合酶包括蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、淀粉酶中的两种或多种。所述秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆中的一种或多种。所述发酵菌包括产朊假丝酵母、白腐真菌、绿色木霉中的两种或多种。优选地，所述发酵菌由产朊假丝酵母、白腐真菌、绿色木霉按质量比(1-4)：(1-4)：(1-4)混合而成。所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将秸秆干燥至含水量为10-15wt％，切段，得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆与稻壳、豆粕、动物粪便、发酵菌、酶、嗜酸乳杆菌混合，混匀后加入水，调节水分至60-65wt％后置于30-35℃下进行好氧发酵，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，混匀后干燥，得到基质肥料。优选地，所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将秸秆干燥至含水量为10-15wt％，切段，得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆与稻壳、豆粕、动物粪便、酶、嗜酸乳杆菌混合，混匀后加入水，调节水分至60-65wt％后置于30-35℃下进行厌氧发酵；再加入发酵菌，置于30-35℃下进行好氧发酵，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，混匀后干燥，得到基质肥料。进一步优选地，所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将秸秆干燥至含水量为10-15wt％，切段，得到秸秆混合料；接着对秸秆混合料进行膨化处理，所述的膨化处理的膨化压力控制在6-12mpa，得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆与稻壳、豆粕、动物粪便、酶、嗜酸乳杆菌混合，混匀后加入水，调节水分至60-65wt％后置于30-35℃下进行厌氧发酵；再加入发酵菌，置于30-35℃下进行好氧发酵，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，混匀后干燥，得到基质肥料。更进一步优选地，所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先先将秸秆干燥至含水量为10-15wt％，切段，得到秸秆混合料；接着对秸秆混合料进行膨化处理，所述的膨化处理的膨化压力控制在6-12mpa，得到膨化的秸秆混合料；所得膨化的秸秆混合料先在100-150℃下脱水排氧处理80-100min，接着在450-550℃下炭化40-60min，冷却后得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆与稻壳、豆粕、动物粪便、酶、嗜酸乳杆菌混合，混匀后加入水，调节水分至60-65wt％后置于30-35℃下进行厌氧发酵；再加入发酵菌，置于30-35℃下进行好氧发酵，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，混匀后干燥，得到基质肥料。本发明所述基质肥料可应用于三七种植中。一种三七的绿色生态种植方法，包括以下步骤：ⅰ.选地：选择海拔为1000-2500m，雨量充足且地表各层高度均有植物分布，空气流动好，温度、湿度变化均稳定的地方作为种植地，且种植地块的排、灌方便，土壤质地疏松，并透气沥水；ⅱ.翻耕作畦：对种植地的土壤进行深耕，深度为15-25cm，连续翻耕2-6次后；顺坡向进行作畦，畦高30-50cm，畦宽100-130cm，相邻两个畦田之间开40-60cm宽的畦沟；接着在田畦表面施加基质肥料，每亩地施肥量为200-500kg，然后将畦面肥料与5-10cm深的土壤拌匀，表土敲细整平，畦面成瓦背形；ⅲ.播种：选择饱满纯正、无病虫害、无霉变、抗寒、抗病力强的三七种子，将种子放入10-30℃浓度为150-250mg/l的水杨酸中浸种12-24h，取出后按行株距(15-25)cm×(20-30)cm进行点播，并覆盖上1.5-3cm薄层土，薄层土上再铺上一层松针，厚度为2.5-4cm；ⅳ.日常管理；种植地干旱时，通过喷灌设施进行喷灌，保持种植地土壤水分为18-21％，雨季时，及时做好防涝排水工作，及时排去积水；从第二年开始，分别在每年的5月、7月和9月各追施一次复合肥，追施量为每亩10-20kg；ⅴ.采挖：对足年的三七进行采挖，采挖茎杆为枯黄色的三七，除去茎叶、须根和泥土后晒干保存。所述复合肥的制备方法为：按质量份称取腐植酸钾10-30份、25-35份过磷酸钙、15-20份草木灰、1-6份硫酸铵、尿素25-35份、植物提取物5-10份，混均后即得复合肥。所述植物提取物包括樟树叶提取物、虎杖根提取物、蛇床子提取物中的一种或多种。由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：本发明先对秸秆进行预处理，处理后的秸秆和畜禽粪便等原料混合后进行发酵，可充分接受微生物的作用，粗纤维能够得到有效降解，并经生物转化产生大量生理活性物质。本发明配比科学，应用于三七种植中，可满足三七生长中对养分的需求，提高了植物的产量和品质，有利于环境保护，易于推广，具有良好的经济效益、社会效益与生态效益。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明的上述
发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。实施例中各原料及设备介绍：三七种子，种类屏边三七，来源于云南文山研究院砚山试验场种质资源圃。硅藻土，粒径为1-3mm，购自灵寿县春燕矿产品加工厂。聚乙二醇6000，cas号：25322-68-3，型号peg-6000，购自江苏省海安石油化工厂。碳酸氢铵，cas号：26446-38-8，粒径60目，购自济南青玉元新材料有限公司。硝酸钙，cas号：10124-37-5，粒径60目，购自南通万锋化工有限公司。磷酸二氢钾，cas号：7778-77-0，粒度100目，购自郑州鑫通化工产品有限公司。硼酸，cas号：10043-35-3，粒径60目，购自邹平鸿运生物科技有限公司。牛粪，购自石家庄雨欣动物粪便有限公司。鸡粪，购自石家庄雨欣动物粪便有限公司。聚天冬氨酸钾，cas号：7320-34-5，分子量为7000-8000，购自河北协同环保科技股份有限公司。蛋白酶，酶活力3000u/mg，购自采用上海麦克林生化科技有限公司。果胶酶，酶活力10000u/g，购自山东苏柯汉生物工程股份有限公司。嗜酸乳杆菌，有效活菌数为100亿cfu/g，购自陕西森弗天然源头厂家。产朊假丝酵母，拉丁学名为candidautiliscgmcc菌种保藏编号分别为no.2.1180，来源于中国普通微生物菌种保藏管理中心。本发明实施例中产朊假丝酵母的培养方法参考何秋颖的期刊文章《真菌发酵酒精废弃物合成单细胞蛋白基质及菌种筛选》，产朊假丝酵母的孢子数为1×107个/g，即得。白腐真菌，种类为黄孢原毛平革菌，拉丁学名为phanerochaetechrysosporiumburdsall，cgmcc编号为no.5.0776，来源于中国科学院微生物所国家菌种保藏中心。白腐真菌的培养方法参考王福远的期刊文章《电场对黄孢原毛平革菌生长、细胞通透性及其胞外酶反应的影响》，白腐真菌的孢子数为1×107个/g，即得。绿色木霉，拉丁学名为trichodermaviride，cgmcc编号为no.3.2941，来源于中国微生物菌种保藏管理中心。绿色木霉的培养方法参考王志春的期刊文章《纤维素降解菌zqf的产酶特性》，绿色木霉的孢子数为1×107个/g，即得。稻壳，购自广州市生升农业有限公司。豆粕，购自新丰县鹏翔黄粉虫养殖专业合作社。玉米秸秆，购自日照市谦牧生物科技有限公司。水稻秸秆，购自日照市谦牧生物科技有限公司。腐植酸钾，cas号：68514-28-3，粒径80-100目，购自萍乡市乐美腐植酸有限公司。过磷酸钙，cas号：10031-30-8，粒径120目，购自济南润雨化工有限公司。草木灰，购自大城县发农动物粪便料厂。硫酸铵，cas号：6484-52-2，粒径80目，购自济宁宏伟化工有限公司。尿素，cas号：57-13-6，粒径1-3mm，购自济南鑫森源化工有限公司。樟树叶，为樟科樟属樟树cinnamomumcamphora(l.)presl，的树叶，产地安徽，购自亳州市鉴政贸易有限公司。虎杖根，为蓼科植物虎杖polygonumcuspidatumsieb.etzucc.的干燥根茎和根，产地湖北，购自亳州市泰升药业有限公司。蛇床子，为伞形科蛇床属蛇床cnidiummonnieri(l.)cuss.的干燥成熟果实，产地四川，购自亳州市林中森药业销售有限公司。樟树叶提取物的制备方法为：将新鲜樟树叶置于50℃下干燥48h，粉碎至150目，得到樟树叶粉末，接着加入樟树叶粉末质量5倍的55wt％乙醇水溶液，超临界萃取2.5h，萃取压力为20mpa，萃取温度40℃，分离压力5mpa，分离温度35℃，得超临界萃取物和超临界萃余物；再向上述超临界萃余物中加入超临界萃余物质量20倍的60wt％甲醇水溶液，置于55℃下超声处理20min，所述超声处理的超声功率为400w、超声频率为28khz，得到超声提取液；合并上述超临界萃取物和超声提取液，经250目滤布过滤，所得滤液置于温度为55℃、绝对压强为0.05mpa的旋转蒸发仪内，浓缩直到剩余体积为原来体积的6％为止，得到樟树叶提取物。虎杖根提取物的制备方法为：将干燥的虎杖根置于50℃下干燥4h，粉碎至80目，按1：10的料液比加入65wt％甲醇水溶液，在80℃下提取3h，经200目滤布过滤，得到过滤液，所得滤液置于温度为55℃、绝对压强为0.05mpa的旋转蒸发仪内，浓缩直到剩余体积为原来体积的6％为止，得到虎杖根提取物。蛇床子提取物的制备方法为：将蛇床子置于50℃下干燥5h，粉碎至60目，按1:18(g/ml)的质量体积比加入95w％乙醇水溶液，在50℃下超声提取20min，所述超声处理的超声波功率为500w，超声频率为40hz，所得滤液置于温度为50℃、绝对压强为0.05mpa的旋转蒸发仪内，浓缩直到剩余体积为原来体积的6％为止，得到所述蛇床子提取物。膨化设备为ds32-ii型挤压实验双螺杆膨化机，购自济南鼎润机械设备有限公司。肥料混合设备为ch-200型肥料混合机，购自常州市恒迈干燥设备有限公司。超临界萃取设备，采用东莞市海洋超声波科技有限公司提供的hy-oes-2l型超临界萃取机。超声设备为kq-2500e型超声波清洗器，购自昆山禾创仪器有限公司。实施例1一种三七的绿色生态种植方法，包括以下步骤：ⅰ.选地：选择了云南昆明官渡区海拔1900m的新开垦山地作为种植地，试验所选地块为红壤，雨量充足且地表各层高度均有植物分布，空气流动好，温度、湿度变化均稳定，且田间排水较好，土壤质地疏松，透气沥水；ⅱ.翻耕作畦：在11月12日这天，对种植地的土壤进行深耕，深度为20cm，连续翻耕3次；在11月28日，顺着种植地的坡向进行作畦，畦高40cm，畦宽110cm，相邻两个畦田之间开45cm宽的畦沟，接着在田畦表面均匀施加基质肥料，每亩地施肥量为300kg，用钉耙将畦面肥料与5cm深的土壤拌匀，表土敲细整平，畦面成瓦背形；ⅲ.播种：在第二年的1月2日，选择饱满纯正、无病虫害、无霉变、抗寒、抗病力强的三七种子，将种子放入15℃的200mg/l的水杨酸中浸种18h，取出后按行株距20cm×25cm进行点播，并覆盖上2.5cm的薄层土，薄层土上再铺上一层厚度为2.5cm的松针；ⅳ.日常管理；种植地干旱时，通过喷灌设施进行喷灌，保持种植地土壤水分为20％，雨季时，及时做好防涝排水工作，及时排去积水；且从第二年开始，分别在每年的5月5日、7月15日和9月15日各追施一次复合肥，追施量为每亩12kg；ⅴ.采挖：在第四年的10月1日对三七进行采挖，采挖茎杆为枯黄色的三七，除去茎叶、须根和泥土后晒干保存。所述基质肥料的原料按质量百分比计，由下述原料制备而成：硅藻土1％、聚乙二醇60001％、碳酸氢铵2％、硝酸钙3％、磷酸二氢钾4％、硼酸0.3％、牛粪10％、鸡粪10％、聚天冬氨酸钾0.3％、蛋白酶0.03％、果胶酶0.03％、嗜酸乳杆菌2％、发酵菌6％、稻壳15％、豆粕15％、余量为秸秆。所述秸秆由玉米秸秆、水稻秸秆按1：1的质量比混合而成。所述发酵菌由产朊假丝酵母、白腐真菌、绿色木霉按1：1：1的质量比混合而成。所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将大豆秸秆、玉米秸秆置于50℃下干燥至含水量为10wt％，切成3cm的小段，得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆、稻壳、豆粕、牛粪、鸡粪、发酵菌、蛋白酶、果胶酶、嗜酸乳杆菌加入肥料混合机设备中，在25℃以24r/min的转速搅拌15min，加入蒸馏水，调节水分至60wt％后置于30℃条件下进行好氧发酵48h，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，在20℃下以1250r/min搅拌20min，干燥至含水量为7wt％，得到基质肥料。所述复合肥的制备方法为：按质量份称取腐植酸钾20份、25份过磷酸钙、15份草木灰、3份硫酸铵、25份尿素、2份樟树叶提取物、2份虎杖根提取物、2份蛇床子提取物，混合，在25℃以24r/min的转速搅拌40min，即得。实施例2与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述发酵菌由产朊假丝酵母、白腐真菌按1：1的质量比混合而成。实施例3与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述发酵菌由白腐真菌、绿色木霉按1：1的质量比混合而成。实施例4与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述发酵菌由产朊假丝酵母、绿色木霉按1：1的质量比混合而成。实施例5与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将大豆秸秆、玉米秸秆置于50℃下干燥至含水量为10wt％，切成3cm的小段，得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆、稻壳、豆粕、牛粪、鸡粪、蛋白酶、果胶酶、嗜酸乳杆菌加入肥料混合机设备中，在25℃以24r/min的转速搅拌15min，加入蒸馏水，调节水分至60wt％后置于30℃下进行厌氧发酵，发酵时间为24h；再加入发酵菌，置于30℃条件下进行好氧发酵24h，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，在20℃下以1250r/min搅拌20min，干燥至含水量为7wt％，得到基质肥料。实施例6与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将大豆秸秆、玉米秸秆置于50℃下干燥至含水量为10wt％，切成3cm的小段，得到秸秆混合料；接着再采用膨化设备膨化处理5min，所述的膨化处理的膨化压力为8mpa，挤压温度为130℃，螺杆速度为200r/min，得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆、稻壳、豆粕、牛粪、鸡粪、蛋白酶、果胶酶、嗜酸乳杆菌加入肥料混合机设备中，在25℃以24r/min的转速搅拌15min，加入蒸馏水，调节水分至60wt％后置于30℃下进行厌氧发酵，发酵时间为24h；再加入发酵菌，置于30℃条件下进行好氧发酵24h，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，在20℃下以1250r/min搅拌20min，干燥至含水量为7wt％，得到基质肥料。实施例7与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述基质肥料的制备方法为：ⅰ.按质量百分比称取各原料组分；ⅱ.先将大豆秸秆、玉米秸秆置于50℃下干燥至含水量为10wt％，切成3cm的小段，得到秸秆混合料；接着再采用膨化设备膨化处理5min，所述的膨化处理的膨化压力为8mpa，挤压温度为130℃，螺杆速度为200r/min，得到膨化的秸秆混合料；将膨化的秸秆混合料置于110℃下脱水排氧处理80min，接着在550℃下炭化40min，冷却至25℃后得到预处理的秸秆；ⅲ.将上述预处理的秸秆、稻壳、豆粕、牛粪、鸡粪、蛋白酶、果胶酶、嗜酸乳杆菌加入肥料混合机设备中，在25℃以24r/min的转速搅拌15min，加入蒸馏水，调节水分至60wt％后置于30℃下进行厌氧发酵，发酵时间为24h；再加入发酵菌，置于30℃条件下进行好氧发酵24h，得到堆肥；ⅳ.将上述堆肥与硅藻土、聚乙二醇6000、碳酸氢铵、硝酸钙、磷酸二氢钾、硼酸、聚天冬氨酸钾混合，在20℃下以1250r/min搅拌20min，干燥至含水量为7wt％，得到基质肥料。实施例8与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述复合肥的制备方法为：按质量份称取腐植酸钾20份、25份过磷酸钙、15份草木灰、3份硫酸铵、25份尿素、3份樟树叶提取物、3份虎杖根提取物，混合，在25℃以24r/min的转速搅拌40min，即得。实施例9与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述复合肥的制备方法为：按质量份称取腐植酸钾20份、25份过磷酸钙、15份草木灰、3份硫酸铵、25份尿素、3份虎杖根提取物、3份蛇床子提取物，混合，在25℃以24r/min的转速搅拌40min，即得。实施例10与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述复合肥的制备方法为：按质量份称取腐植酸钾20份、25份过磷酸钙、15份草木灰、3份硫酸铵、25份尿素、3份樟树叶提取物、3份蛇床子提取物，混合，在25℃以24r/min的转速搅拌40min，即得。对比例1与实施例1基本相同，区别仅仅在于：所述复合肥的制备方法为：按质量份称取腐植酸钾20份、25份过磷酸钙、15份草木灰、3份硫酸铵、25份尿素，混合，在25℃以24r/min的转速搅拌40min，即得。测试例1三七亩产量情况：统计采用实施例1-10中三七的绿色生态种植方法后种植三七后，足年三七的平均株高和平均亩产量，具体计算结果见表1。表1：三七亩产量情况由计算结果可知，实施例1基质肥料中发酵菌由产朊假丝酵母、白腐真菌、绿色木霉混合而成，其三七的平均株高、亩产量高于实施例2-4(发酵菌为产朊假丝酵母、白腐真菌、绿色木霉中的任意两种)；实施例5-7采用膨化、炭化、二次发酵中的一种或多种方法处理基质肥料的原料，制备出的基质肥料应用于种植三七，相对于实施例1而言，进一步提高了三七的平均株高、亩产量。测试例2病虫害防治情况：对采用实施例1、实施例8-10以及对比例1的三七的绿色生态种植方法的三七的病虫害防治情况进行统计，具体计算结果见表2。表2：病虫害防治情况组别白粉病病发率/％蚜虫防治率/％实施例12099.6实施例82585.5实施例92984.8实施例102786.3对比例13778.8由计算结果可知，实施例1复合肥的植物提取物由樟树叶提取物、虎杖根提取物、蛇床子提取物混合而成，其白粉病、蚜虫防治效果优于实施例8-10(植物提取物由樟树叶提取物、虎杖根提取物、蛇床子提取物中的任意两种混合而成)以及对比例1(未添加植物提取物)。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡依本发明专利构思所述的原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内；本发明所属
技术领域：
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。当前第1页12