一种生物有机肥的制备方法与流程

本发明属于生物肥料领域，涉及利用农业和养殖业废弃物资源制备多功能的全元木霉生物有机肥，具体为一种生物有机肥的制备方法，适用于现代设施农业土壤改良修复及病害防控。

背景技术：

我国设施蔬菜产业自上世纪80年代中期以来，得到迅速发展。截止2015年，我国设施蔬菜面积已经达到388.84万hm²(5832.6万亩)，产值超过蔬菜总产值的60％(杨淏然等，2016)。由于设施蔬菜经济附加值高，因此长期处于高集约化、高复种指数、高肥料施用量的生产状态，导致土壤次生盐泽化、养分失调、酸化，土壤肥力下降，微生物生态失衡，土传病害日益加重。为保证蔬菜产量和经济效益，更多的化肥和农药被过量或不合理使用，形成恶性循环，农业面源污染日益严重，造成土壤质量的快速退化，严重威胁了蔬菜产品的质量安全和蔬菜产业的生态可持续发展。

有机肥不仅含有植物必需的大量元素、微量元素，还含有丰富的有机养分，能有效改善土壤理化性状和生物活性、熟化土壤、增强土壤的保肥供肥能力和缓冲能力，是现代农业土壤质量改善必备的技术措施。生物有机肥结合了有机肥和微生物肥料的优点，除了有机肥的功能作用外，其中的益生菌还能产生大量的生物活性物质外，具有固氮、解磷、解钾，改善土壤质量，平衡微生物种群结构，抑制病原 菌等多种功能，符合现代农业可持续发展的要求，是现代农业，尤其设施农业发展的希望和方向。

但由于目前生物有机肥的生产流程不严格，生产水平参差不齐，产品质量得不到保障，加上见效慢，功能微生物资源不够丰富，目前还没有得到广泛的应用。如何结合生物有机肥和化肥的特点，既具备满足当季植物养分要求，又能改善土壤，有效调控土壤微生物区系，持久性提高土壤肥力，是本发明需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对设施农业土壤质量下降、面源污染严重、土传病害日益加重而提供一种生物有机肥的制备方法。该方法制备的肥料用于设施农业，既满足当季蔬菜植物对养分的需求，又能持久性提高土壤肥力，对设施农业土壤板结、酸化等具有很好的修复改良作用；同时木霉菌成分对设施农业土壤日益严重的土传病害和农药残留有显著的防控或修复作用。

本发明的一种生物有机肥的制备方法通过以下技术方案实现：包括以下步骤：

a.制备西蒙斯木霉T21-3种子液；

b.采用农业废弃物制备固体发酵培养基；

c.将所述步骤a所得种子液接种到步骤b固体发酵培养基，培养得到木霉发酵接种体；

d.将玉米秸秆和禽畜粪便混合，堆肥发酵；腐熟后接种步骤c所得的木霉发酵接种体，继续发酵得发酵物；

e.制备液体氨基酸复合物；

f.将步骤e制得的液体氨基酸复合物和硫酸铵加入到步骤d所得 发酵物中，制成生物有机肥。

本发明采用的西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3，于2016年6月24日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，100101，保藏日期为2016年6月24日，保藏编号为：CGMCCN0.12630。

所述的一种生物有机肥各主要组分的重量份数如下：有机质45-50％、无机养分10-15％、液体氨基酸复合物1-2％、水15-20％、木霉活性分生孢子不少于2×10⁸/g。

所述无机养分中氮：磷：钾＝3:1:2。

所述的一种生物有机肥，包括以下步骤：

a.将西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3菌种接入PDA培养基中活化后，转接于PDA固体培养基上，28℃培养5～7d，待其产生大量的分生孢子，用无菌水洗脱，即得到西蒙斯木霉种子液；

b.制备固体发酵培养基：玉米秸秆40％、麦麸5％，余量为水的混合物在121℃下灭菌60分钟，得到固体发酵培养基；

c.将所述步骤a所得种子液按1％比例与步骤b固体发酵培养基混合，搅拌均匀后密封，25-28℃恒温静止培养7-10d,发酵完毕后，将其自然晾干或干燥，得到木霉固体发酵接种体；

d.将玉米秸秆粉碎过20目，与禽畜粪便(鸡粪、鸭粪或猪粪)混合，C/N在25左右，含水量在50-60％，堆肥，设堆长10米，宽5米，堆高1米；每3天翻堆一次，连续堆肥15-20天；待物料温度降至30℃以后，接种步骤c所得的木霉固体发酵接种体，继续发酵培养7-10d，得发酵物；

e.使用硫酸对畜禽养殖过程中的病死畜禽水解，制备液体氨基 酸复合物；

f.根据步骤d所得的发酵物的具体养分决定加入的硫酸铵的量，使其混合后得到总养分为10-15％的混合肥料；同时加入1-2％的液体氨基酸复合物；充分混合，制成生物有机肥。

步骤a中，所述PDA培养基是去皮马铃薯200克、葡萄糖20克、琼脂粉15克，加水至1000mL混合而成。

步骤c中木霉固体发酵接种体中木霉分生孢子达到60～100×10⁸个/g。

步骤e中，使用浓度为5～7mol/L的硫酸在90-95℃下对畜禽养殖过程中的病死畜禽水解6～8h，病死畜禽与所述的5～7mol/L的硫酸的物料比为1:1.5～1:2。

本发明的有益效果为：

西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3对杀虫剂、多环芳香烃、多氯芳烃、氰化物、重金属(如镉、镍、铜、铝等)及塑料等污染物都有较强的降解或修复能力，同样表现出优越的应用开发潜力。由此菌株研发的菌剂或肥料，多种功能协同发挥作用，用于设施农业，可解决土壤中肥力下降、病害、农残等多种问题。

本发明充分利用农业废弃物(作物秸秆)和养殖业粪便做有机质原料，通过无害化腐熟处理后，接种木霉菌进行二次固体发酵培养；并通过添加氨基酸复合物和无机养分，制备形成“全元”木霉有机肥料。本发明将秸秆和畜禽粪便进行无害化处理利用，避免了秸秆直接还田造成烧苗及利用率低的困境，并促进了畜禽粪便的综合利用，有效防止养殖污染；通过接种木霉菌二次固体培养，高浓度的木霉菌在有机质的帮助下，施入土壤后，在相当长的一段时期内能保持较高的种群密度，从而稳定有效发挥其多功能活性。该肥料除了能提升土壤 质量，改善土壤环境，还能对设施农业土壤日益严重的土传病害和农药残留有显著的防控或修复作用。此外通过添加速效氨基酸复合物和硫酸铵等无机养分，能进一步补充有机肥见效慢的不足，满足当季蔬菜植物的需要，更利于植物生长和该类产品的推广应用，符合现代设施蔬菜业可持续发展的要求。

附图说明：

图1所示为肥料储存时间与木霉菌数关系图；

图2所示为肥料施入土壤后木霉菌数变化图。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例1

一种生物有机肥的制备方法包括以下步骤：

a.将西蒙斯木霉(Trichoderma simmonsii)T21-3菌种活化后，接入PDA培养基上，置于28℃恒温培养箱中培养7d，待其产生大量的分生孢子，用无菌水洗脱，即得到西蒙斯木霉种子液，所述PDA培养基是去皮马铃薯200克、葡萄糖20克、琼脂粉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日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC N0.12630，该木霉既能降解多种有机磷农药残留，又能有效预防和控制多种蔬菜土传病害。

b.制备固体发酵培养基：玉米秸秆(粉碎过20目)40％、麦麸5％，余量为水的混合物在121℃下灭菌60分钟，得到固体发酵培养基；

c.将所述步骤a所得种子液按1％比例与步骤b固体发酵培养基混合，搅拌均匀后用纱布或封口膜覆盖，置于温度为27-30℃恒温静止培养8d,木霉分生孢子达到65×10⁸个/g，自然晾干或干燥，得到木霉固体发酵接种体；

d.将玉米秸秆粉碎过20目，与鸡粪(鸭粪或猪粪)混合，C/N在25左右，含水量在55％，堆肥，设堆长10米，宽5米，堆高1米；每3天翻堆一次，连续堆肥20天；

e.将家禽养殖场的病死鸡、鸭收集，使用浓度为6mol/L的硫酸在85-90℃密封条件下对病死鸡或鸭水解7h，病死鸡鸭与所述的6mol/L的硫酸的物料比为1:1.5，用工业氨水中和，制得液体氨基酸复合物。

液体氨基酸复合物主要成分：氨基酸含量为33.5g/L，可溶性多肽及可溶性蛋白态总氮为8.2g/L。

f.待所述步骤d所得的物料温度恒温降至30℃以下，接种1‰步骤C所得的木霉固体发酵接种体，继续发酵培养7d，得木霉有机肥产物。

g.根据步骤d所得的生物有机肥的具体养分决定加入的硫酸铵的量，使其混合后得到总养分为11％的混合肥料；同时加入1.5％的液体氨基酸复合物；充分混合，制成木霉全元有机肥。

各主要组分含量：木霉活性分生孢子2.3×10⁸/g、有机质45.6％、无机养分(氮磷钾)12.1％、氨基酸1.5％、含水15％。

实施例2

实施例1制备的生物有机肥储存试验

步骤1将所制木霉有机肥，用常规包装密封保存，置于室温条件下保存；

步骤2每隔30天，检测一次，每次取样3包，用木霉选择性培养基分离，统计，取平均值。结果如说明书附图图1所示。

所述木霉选择性培养基：K₂HPO₄ 0.90g；MgSO₄·7H₂O 0.20g；NH₄NO₃ 1.0g；KCl 0.15g；葡萄糖3.0g；孟加拉红0.15g；琼脂15.0g；蒸馏水1.0L。灭菌后，添加氯霉素0.25g、链霉素0.03g和五氯硝基苯0.2g。

实施例3

实施例1制备的生物有机肥施入土壤后木霉的定殖试验

步骤1土壤(来自寿光设施番茄菜地)过20目筛，装于塑料盆(18cm×15cm×15cm)，每盆裝土1.5Kg，实施例1制备的生物有机肥的添加量为20g/Kg。

步骤2浇入适量水(以浸透土壤，不外漏为宜)，每盆播种5～10粒番茄种子，播种后覆土2cm。播种出苗后，疏苗每盆保留5棵。

步骤3播种后每隔7天调查一次，每次每处理调查3盆。连续调查6次。取根系周围土样，用实施案例2中木霉选择性培养基，对土样中木霉进行统计计数。结果如图2所示。

实施例4

实施例1制备的生物有机肥田间应用试验

步骤一：土壤处理。设施菜地(青州市谭坊镇宫家庄村)，按常规操作，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)。自西向东均分成8等区间，将2、4、6区间作为处理，3、5、7作为对照；处理区间用实施例1中制得的的生物有机肥(200Kg/亩),均匀撒施，耙匀；对照区间不施本发明的生物有机肥。

步骤二：移栽。每垅定植两行，移栽入番茄幼苗。

步骤三：肥效、防效调查及数据分析。棚内各区间5点取样，每点调查10株，统计番茄常见土传病害发病率，计算防效。统计番茄产量。肥效、防效结果如表1和表2所示。

表1本发明生物有机肥对番茄果实产量的影响

表2本发明生物有机肥对番茄几种土传病害的防治效果