本发明属于生物肥料领域，特别涉及一种泥炭腐植酸型功能性微生物肥料及其制备方法。
背景技术：
化肥作为一种实现农业高产的重要手段在农业生产实践中起着十分重要的作用。近年来，随着经济快速发展、人口不断增长以及耕地面积逐年减少，化肥的施用已经成为提高粮食产量，应对粮食安全问题的重要措施之一。大量施肥虽然能够增加农作物产量，提高农产品营养价值，但同时也造成了资源浪费、环境污染等问题，对农业可持续发展构成威胁。
近年来，微生物肥料以其成本低、使用安全、增产稳定、非再生能源消耗少，环境友好，而受到人们的关注。但微生物肥料自身的特殊性直接影响了其在农业生产中的推广应用，如：功能目标不明确，效能稳定性差，生产工艺较为落后,产品质量无保障，菌种品质不符合行业要求等，对微生物肥料功效的发挥产生阻碍。
但单纯的向土壤中施加微生物菌剂，容易造成土著微生物对功能性微生物的拮抗、竞争，从而降低微生物活力。而通过固定化将微生物富集于载体，将帮助功能性微生物在土壤当中形成优势菌，以更好的发挥其功效。因此，对微生物进行固定化成为了微生物肥料产业化中一个新的热点技术。理想的载体不仅需要来源广泛，供应稳定、成本低，同时必须具备吸附性能好，对菌种无毒，可为微生物提供良好的生长和繁殖环境。泥炭具有大量有序排列的微孔、比表面积大、吸附性强的特性，并且富含丰富的氮、钾、磷、钙、锰等多样元素，是生产中理想的微生物肥料载体。
此外，泥炭腐植酸肥料的功效已被科学研究和生产实践所证明，其在培肥改良土壤，提高化肥利用率，增产提质，增强作物抗病性、抗逆性、抗旱性，刺激作物生长，消除土壤污染和农产品污染等方面的效果是其它肥料无法比拟的。泥炭腐植酸肥料在农业生产领域用途广泛，作用显著。泥炭腐植酸本身对土壤的改良具有重要作用，可有力解决耕地地力下降、贫瘠土壤、沙漠、盐碱地等的改造和利用问题。腐植酸的螯合作用可提高化肥利用率，降低化肥用量，节约投肥成本，增加农民收入，同时可消除或降低化肥污染，提高农产品品质。腐植酸的刺激作物生长和增强作物抗逆性和抗病性方面的作用明显，是其他肥料品种无可比拟的。对于化肥结构和品种结构调整，间接地减少能源消耗也具有积极的作用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中的不足，提供一种泥炭腐植酸型功能性微生物肥料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种泥炭腐植酸型功能性微生物肥料的制备方法，包括如下步骤：
(1)造粒：按照质量分数，将泥炭腐植酸30～50％、氨基酸5～30％、有机物料2～25％、氮磷钾肥料5～15％、硫酸锰1～5％和二氧化硅1～5％混合后加入到造粒干燥机中，在80～250℃下反应2～6h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体；
(2)将枯草芽孢杆菌发酵液、乳酸菌发酵液和绿硫细菌发酵液混合得到复合微生物菌剂；
(3)将所述载体与所述复合微生物菌剂混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
步骤(1)所述泥炭腐植酸由如下方法提取得到：
以泥炭作为原料，加入fe/cu/ni催化剂和过氧化氢，控制ph值为3～6，在60℃下反应，获得氧化后的泥炭，之后用乙醇萃取氧化后的泥炭，用水溶解残留物即得。
所述fe/cu/ni催化剂采用现有技术(cn105016794a)的方法制备得到。
步骤(1)中所述的混合的方式为搅拌2h。
步骤(1)中所述的氨基酸为脯氨酸、天冬氨酸或谷氨酸中的一种。
步骤(1)中所述的有机物料为秸秆或畜禽粪便。
步骤(1)所述反应的温度优选为150℃。
步骤(1)所述温度下反应时间优选为4h。
步骤(2)所述的枯草芽孢杆菌发酵液、乳酸菌发酵液或绿硫细菌发酵液由如下方法制得：
将枯草芽孢杆菌、乳酸菌或绿硫细菌接种到液体培养基中初步培养，得到种子液后再将其加入到液体培养基中扩大培养即得。
步骤(2)所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌发酵液、乳酸菌发酵液和绿硫细菌发酵液按照质量比2～5:2～5:1混合而成的混合物，优选的质量比为4:3:1。
优选的，所述液体培养基的配方为：葡萄糖5g/l、牛肉膏5g/l、蛋白胨10g/l、nacl5g/l，溶剂为水。
优选的，所述初步培养的条件为：温度为37℃，转速为250r/min的条件下单独培养24～36h。
优选的，所述扩大培养的条件为：温度为37℃，转速为250r/min的条件下单独培养36h以上。
步骤(2)所述的枯草芽孢杆菌发酵液中枯草芽孢杆菌有效活菌数≥0.4亿/g，所述乳酸菌发酵液中乳酸菌有效活菌数≥0.4亿/g，所述绿硫细菌发酵液中绿硫细菌有效活菌数≥0.1亿/g。
步骤(3)中所述的载体和所述复合微生物菌剂按质量比1～50:1混合而成，优选的质量比为5:1。
本发明还提供上述方法制得的泥炭腐植酸型功能性微生物肥料。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种泥炭腐植酸型功能性微生物肥料的制备方法，其具有无机肥、有机肥以及生物肥的特点，以泥炭腐植酸为主要成分制备载体，来固定化微生物，提高功能微生物的负载量和活性，减少土著微生物对功能性微生物的拮抗、竞争，利于功能微生物在植物根系的定殖，并同时给土壤补充有机质，提高土壤养分含量。其次，本发明通过三种微生物的代谢共生关系，从解磷、解钾、固氮等方面综合改良土壤，促进作物的生长，并且其中的绿硫细菌，可以利用光能作为能量，有效地提高土壤中某些有机成分、硫化物和氨态氮含量，促进有害污染物如农药等的转化，促进有益微生物的增殖，提高土壤中微生物解磷、解钾、固氮的作用。同时可分泌维生素、辅酶q、类胡萝卜等生理活性物质，有利于作物直接吸收，增强作物抗病防病能力。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：
(1)泥炭腐植酸的提取：采用现有技术(cn105016794a)的方法制备得到fe/cu/ni催化剂，以泥炭作为原料，加入fe/cu/ni催化剂和过氧化氢，控制ph值为3～6，在60℃下反应，获得氧化后的泥炭，之后用乙醇萃取氧化后的泥炭，用水溶解残留物得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸40％、天冬氨酸25％、秸秆20％、氮磷钾肥料5％、硫酸锰5％和二氧化硅5％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在150℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)复合微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌、乳酸菌和绿硫细菌分别转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自单独培养36h；将得到的各菌种，再次分别加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得各发酵液；然后将各菌的发酵液按质量比为4:3:1混合后，得到复合微生物菌剂。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的复合微生物菌剂按照质量比为5:1混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
实施例2：
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸35％、脯氨酸25％、畜禽粪便25％、氮磷钾肥料8％、硫酸锰3％和二氧化硅4％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在100℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)复合微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌、乳酸菌和绿硫细菌分别转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自单独培养36h；将得到的各菌种，再次分别加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得各发酵液；然后将各菌的发酵液按质量比为3:3:1混合后，得到复合微生物菌剂。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的复合微生物菌剂按照质量比为20:1混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
实施例3：
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸30％、谷氨酸20％、畜禽粪便25％、氮磷钾肥料15％、硫酸锰4％和二氧化硅6％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在200℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)复合微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌、乳酸菌和绿硫细菌分别转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自单独培养36h；将得到的各菌种，再次分别加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得各发酵液；然后将各菌的发酵液按质量比为2:5:1混合后，得到复合微生物菌剂。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的复合微生物菌剂按照质量比为50:1混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
实施例4：
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸50％、脯氨酸5％、畜禽粪便20％、氮磷钾肥料15％、硫酸锰5％和二氧化硅5％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在80℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)复合微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌、乳酸菌和绿硫细菌分别转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自单独培养24h；将得到的各菌种，再次分别加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得各发酵液；然后将各菌的发酵液按质量比为5:2:1混合后，得到复合微生物菌剂。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的复合微生物菌剂按照质量比为1:1混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
实施例5：
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸50％、脯氨酸30％、畜禽粪便2％、氮磷钾肥料14％、硫酸锰1％和二氧化硅3％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在250℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)复合微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌、乳酸菌和绿硫细菌分别转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自单独培养36h；将得到的各菌种，再次分别加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养48h，即得各发酵液；然后将各菌的发酵液按质量比为4:3:1混合后，得到复合微生物菌剂。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的复合微生物菌剂按照质量比为10:1混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
实施例6：
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸40％、脯氨酸24％、畜禽粪便15％、氮磷钾肥料15％、硫酸锰5％和二氧化硅1％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在150℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)复合微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌、乳酸菌和绿硫细菌分别转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自单独培养36h；将得到的各菌种，再次分别加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得各发酵液；然后将各菌的发酵液按质量比为4:3:1混合后，得到复合微生物菌剂。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的复合微生物菌剂按照质量比为30:1混合，使得复合微生物菌剂吸附在载体中，自然风干即得。
对比例1
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸40％、脯氨酸25％、畜禽粪便20％、氮磷钾肥料5％、硫酸锰5％和二氧化硅5％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在150℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的枯草芽孢杆菌转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下各自培养36h；将得到的菌种，再次加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得发酵液。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的发酵液按照质量比为5:1混合，使得微生物吸附在载体中，自然风干即得。
对比例2
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸40％、脯氨酸25％、畜禽粪便20％、氮磷钾肥料5％、硫酸锰5％和二氧化硅5％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在150℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的乳酸菌转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下单独培养36h；将得到的各菌种，再次加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得发酵液。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的发酵液按照质量比为5:1混合，使得微生物吸附在载体中，自然风干即得。
对比例3
(1)泥炭腐植酸的提取：采用与实施例1相同的方法得到腐植酸，备用。
(2)造粒：将制备好的泥炭腐植酸40％、脯氨酸25％、畜禽粪便20％、氮磷钾肥料5％、硫酸锰5％和二氧化硅5％一起混合搅拌2h，然后在加入到造粒干燥机中，在150℃下反应4h后，得到泥炭腐植酸微生物肥料的载体。
(3)微生物菌剂制备：取葡萄糖5g、牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl5g和蒸馏水1l混匀，调ph值至7.0，灭菌，得到液体培养基；将保藏在斜面培养基的绿硫细菌转接到上述制备得到的液体培养基后，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下单独培养36h；将得到的各菌种，再次加入到制备得到的液体培养基中扩增，在温度为37℃、转速为250r/min的条件下扩大培养36h，即得发酵液。
(4)将步骤(2)得到的载体与步骤(3)得到的发酵液按照质量比为5:1混合，使得微生物吸附在载体中，自然风干即得。
实施例4：微生物肥料应用试验以及效果测定：
将实施例1～3，对比例1～3制备所得微生物肥料按70公斤/亩的质量比，施入种植小白菜土壤中，30天后测定土壤有机质，速效氮磷钾含量，并计算小白菜增产量，其中ck组为未施加微生物肥料的对照组。微生物肥料对设施农业小白菜特性与产量影响见表1。
表1微生物肥料对设施农业小白菜特性与产量影响对比表
由结果可看出，单独用枯草芽孢杆菌、乳酸菌、绿硫细菌的对照组1～3，其相对于ck对照组土壤，其有机质从11.3g/kg提高到15.9g/k，速效氮、磷、钾也有不同程度的提升，其小白菜鲜重，相对于ck对照组增幅从7.4～11.5％。这说明微生物肥料可以很好的为土壤提供有机质以及一些营养元素，单独微生物可以促进速效以营养元素的吸收，而采用实施例1的微生物肥料，通过三种微生物的协同代谢作用，进一步使速效氮、磷、钾的含量分别达到最高的178.1mg/kg，123.1mg/kg和142.1mg/kg，有利于植物的吸收，因而其小白菜鲜重也最高，相对于ck对照组增幅为32％。根据发明工艺参数的不同，实施例2～6中的有机质含量和速效氮、磷、钾含量增幅也有所差异，小白菜鲜重的增幅也在24.6％～27.9％之间变化。