本发明涉及肥料领域，具体而言，涉及一种生物复合肥及其制备方法。
背景技术：
随着人口的激增，为满足粮食需求，我国化肥用量呈持续增长的趋势，施用化肥对解决粮食短缺问题作出了巨大贡献，但同时由于长期大量施用化肥，也带来了严重的环境污染和对生态平衡的破坏。研究表明，过量施用的氮肥不断在土壤中积累，达到一定程度以后，会引起土壤环境质量恶化，造成土壤板结、硬化、肥力下降，同时对生物、水体、空气和人体健康产生危害。随着绿色农业的发展，我国对生物肥或生物复合肥在农业生产上的应用越来越重视。
藻类由于来源广泛、营养丰富、绿色无污染、性价比高，一直是生物复合肥的研究新方向，并且市面上已经出现以藻类为原料制备而成的生物肥或生物复合肥。例如，公开号为cn102674912a的发明专利公开以蓝藻、绿藻和红藻作为原料制备而成的生物复合肥。例如，公开号为cn102153413a的发明专利公开一种有机无机复合肥料，该肥料由绿藻、腐殖酸、蔗渣灰浆、软木屑、蛭石、滤泥、酵母有机废水浓缩液、甘蔗渣、甘蔗叶和微生物菌种液制备而成。
但现有藻类生物有机肥料存在肥效不够、增产作用有限、功能单一，或生产周期长，成本高、制备工艺复杂等缺点。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种生物复合肥，所述生物复合肥具有肥效好、生产周期短和成本低的优点。
本发明的第二目的在于提供一种生物复合肥，所述生物复合肥具有增产、降低植物根部病害以及改善盐碱地的优点。
本发明的第三目的在于提供一种上述生物复合肥的制备方法，所述制备方法的工艺简单、容易操作，适合大规模工业生产。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种生物复合肥，所述生物复合肥由蓝藻和绿藻为原料制备而成。
蓝藻又名蓝绿藻或蓝细菌，能够通过细胞中的叶绿素和固氮酶进行光合作用和固氮作用，将大气中游离态的二氧化碳和分子氮转化为可供植物利用的有机质和氮素化合物，为植物提供生长所需的氮素。
绿藻，一种高效的光合植物，能够借助阳光、水和二氧化碳，不停地将太阳能量转化生成蕴涵多种营养成分的藻体，并在增殖中释放出大量的氧气；而它的光合能力高于其他植物10倍以上。基于这种生命活力及产生的高能营养物质，人们赞美它是“罐装的太阳”。由于绿藻的植物性蛋白质含量占50％以上，脂肪含量为6-7％，其氨基酸，维生素，矿物质等的组成亦极为优良，绿藻又被称为“植物的营养基地”，能够为植物输送生长所需养分。
由于本发明上述生物复合肥由蓝藻和绿藻制备而成，其中，蓝藻和绿藻进入土壤后，会将植物根系包裹住，与植物根系形成共生互动的微环境关系。一方面蓝藻和绿藻从空气中固定氮素和二氧化碳，合成有机质，分解难溶性磷，钾，并将难溶性钙，镁和硫元素活化，为植物提供生长所需的营养物质和养分。另一方面，上述生物复合肥中的蓝藻和绿藻还能进入植物内部，在植物根，茎，叶，果处生存，为植物提供丰富的营养素。因此，本发明上述生物复合肥是一种营养丰富的肥料，能够使植物生长得更旺盛，显著提升农作物的产量。
同时，与其他具有固氮或光合作用的藻类，例如红藻相比，蓝藻和绿藻的生命力强，培养时对环境的要求低，生长周期快。蓝藻在10～40℃范围内均可以生长，在28～32℃、碱性水体环境中生长最为迅速，能够在10～15天达到生长高峰期，获得大量蓝藻。绿藻在ph4～10的范围内都能够正常生长，在ph7.0～9.0的范围内，其光合放氧、生长速率、生物量产率都能维持在较高水平，通过10～15天的培养即能达到生长高峰期。因此，通过高密度培养可以在短时间内快速地获得大量蓝藻和绿藻。本发明所述生物复合肥以蓝藻和绿藻为原料极大地降低成本，缩短肥料生产周期，从整体上提高肥料的性价比。
在一些实施方式中，所述生物复合肥由以下重量份的原料制备而成：蓝藻30～45份和绿藻5～10份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥由以下重量份的原料制备而成：蓝藻35～45份和绿藻5～10份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥由以下重量份的原料制备而成：蓝藻40～45份和绿藻5～10份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥由以下重量份的原料制备而成:蓝藻30份和绿藻5份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥由以下重量份的原料制备而成:蓝藻40份和绿藻7份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥由以下重量份的原料制备而成:蓝藻45份和绿藻10份。
在一些实施方式中，所述蓝藻的浓度为106～107个/ml，所述绿藻的浓度为106～107个/ml。
本发明对所述生物复合肥中蓝藻和绿藻的用量进行限定，在该用量范围内，一方面，蓝藻、绿藻和植物根系能够形成良好的共生微环境，另一方面，所述生物复合肥提供的肥效也更符合植物，尤其是水稻、玉米等农作物对营养物质的需求。具体地，在上述蓝藻和绿藻的用量范围内，本发明所述生物复合肥的固氮能力增强，其不但能够为水稻、玉米等对氮肥需求量大的农作物提供足够的营养，其还能够为绿藻提供氮源，促进细胞的生长以及蛋白质、叶黄素和叶绿素的积累，从而增强绿藻的光合作用。另一方面，蓝藻和绿藻经过合理的配比，在蓝藻、绿藻和植物根系之间能够形成一个良性循环的微环境，源源不断地为植物根系提供氮素、有机质以及各种维生素、矿物质等，而植物的良好生长，尤其是根系的良好生长，能够为蓝藻和绿藻提供良好的生长微环境。
本发明还涉及一种生物有机肥，所述生物复合肥主要由以下重量份原料制成：蓝藻25～40份、绿藻5～10份、圆褐固氮菌1～2份和木霉1～2份。
圆褐固氮菌(azotobacterchroococcum)，为自生固氮菌，其代谢类型属于异养需氧型。圆褐固氮菌能够固定大气中的氮素，将其转化为能够为植物所利用的有机营养氮素，同时，还能形成维生素b12、b6和生物素等维生素以及分泌生长素刺激植物生长发育，加强其他根系微生物的生命活动，促进土壤有机物质的矿化作用，溶解土壤中难溶的磷酸三钙、硫酸铁等磷酸盐而释放出水溶性磷，供植物生长利用。
木霉(trichodermaspp.)属于半知菌类丛梗孢目、丛梗孢科真菌，广泛存在于土壤、叶片、种子和球茎等生态环境中，能够通过产生抗生素、营养竞争、微寄生、细胞壁分解酵素、以及诱导植物产生抗性等方式防治病害或抑制病原菌的生长。
本发明上述生物有机肥在蓝藻和绿藻的基础上还添加有圆褐固氮菌和木霉。其中，蓝藻、绿藻与圆褐固氮菌、木霉复配之后不但不会产生拮抗作用，相反，在功能上还能够相互补充和支持，具有协同增效的作用。具体而言，首先，上述生物有机肥的固氮和光合作用得到进一步增强，与只包括蓝藻和绿藻的生物有机肥或包括蓝藻、绿藻和红藻的生物有机肥相比，本发明所述生物复合肥的增产效果更明显。其次，蓝藻、绿藻、圆褐固氮菌和木霉在土壤中能够相互协作，增加有机质的含量，改善土质，尤其能够降低土壤的ph值，提高土壤固水能力，降低na+的含量，具有改良盐碱地的效果。再者，本发明上述生物有机肥还具有抗病作用，能够降低植物根部被病菌侵染的几率。
在一些实施方式中，所述生物复合肥主要由以下重量份原料制成：蓝藻35～45份、绿藻5～10份、圆褐固氮菌1.5～2份和木霉1.5～2份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥主要由以下重量份原料制成：蓝藻40～45份、绿藻5～10份、圆褐固氮菌1.5～2份和木霉1.5～2份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥主要由以下重量份原料制成：蓝藻35份、绿藻5份、圆褐固氮菌1份和木霉1份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥主要由以下重量份原料制成：蓝藻40份、绿藻7份、圆褐固氮菌1.5份和木霉1.5份。
在一些实施方式中，所述生物复合肥主要由以下重量份原料制成：蓝藻45份、绿藻10份、圆褐固氮菌2份和木霉2份。
在一些实施方式中，所述蓝藻的浓度为106～107个/ml，所述绿藻的浓度为106～107个/ml，所述圆褐固氮菌的浓度为108～109个/ml，所述木霉的浓度为107～108/ml。
在一些实施方式中，所述蓝藻选自念珠藻、鱼腥藻、单歧藻、双歧藻和眉藻中的一种或几种；优选地，所述蓝藻为鱼腥藻；更优选地，所述鱼腥藻为固氮鱼腥藻。
在一些实施方式中，所述绿藻选自衣藻、团藻、小球藻、栅藻和轮藻中的一种或几种；优选地，所述绿藻为小球藻；更优选地，所述小球藻为蛋白核小球藻。
在一些实施方式中，所述木霉为哈茨木霉。
在一些实施方式中，所述生物复合肥的剂型为液体剂型或固体剂型。
本发明还涉及上述生物复合肥的制备方法，所述方法包括以下步骤：
a、培养蓝藻、绿藻、圆褐固氮菌和木霉；
b、将各原料混合在一起，制备获得所述生物复合肥。
在一些实施方式中，所述蓝藻和绿藻通过高密度培养的方式获得。
本发明上述制备方法可以在短时间内快速制备获得生物复合肥，其具有生产周期短、成本低和可规模化生产的优点。
在一些实施方式，所述蓝藻和绿藻通过高密度培养的方式培养获得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)、本发明所述生物复合肥由蓝藻和绿藻制备而成，具有肥效好、成本低、性价比高的优点。
2)、本发明所述生物复合肥还可以在蓝藻、绿藻的基础上加入圆褐固氮菌和木霉，所述蓝藻、绿藻、圆褐固氮菌以及木霉之间具有协同增效的作用，使得所述生物复合肥具有增产、抗病以及改良盐碱地的作用。
3)、本发明上述制备方法可以在短时间内快速制备获得生物复合有机肥，具有生产周期短、成本低和可规模化生产的优点。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。
实施例1
按以下方法制备生物复合肥：
1、培养固氮鱼腥藻：(1)将固氮鱼腥藻藻种挑取一小环，接种到bg-11固体培养基平板上划线分离，在28℃、光照3000lux条件下培养。(2)从活化的bg-11平板上挑取单藻落，接种到100mlbg-11液体培养基中，在28℃、光照3000lux、140r/m的恒温摇床上连续培养5天。(3)按7％(v/v)的接种量将固氮鱼腥藻接种到50lbg-11液体培养基中，在28℃、光照300lux、光暗比12h：12h以及140r/m的条件下培养固氮鱼腥藻7～8天，至其浓度达到106～107个/ml。
2、培养蛋白核小球藻：(1)将蛋白核小球藻藻种挑取一小环，在已灭菌的含10g/l的葡萄糖的basal固体培养基平板上划线，置于光照培养箱中，在28℃、2000lux条件下培养。(2)从活化的basal平板上挑取一个单藻落，接种到100ml含10g/l葡萄糖和3.75g/l硝酸钠的basal培养基中，在28℃、140r/m的恒温摇床中连续培养4天。(3)配制50l含5g/l硝酸钠的basal培养基；按8％(v/v)的接种量将蛋白核小球藻接种到上述basal培养基中；在28℃、140r/m、3500lux以及光暗比为12h/12h的条件下培养5～6天，至其浓度达到106～107个/ml。
3、将上述固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻按以下重量份混合：固氮鱼腥藻35份，蛋白核小球藻5份。
实施例2
参照实施例1所述方法制备生物复合肥，区别仅在于，将固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻按以下重量份混合：固氮鱼腥藻40份，蛋白核小球藻7份。
实施例3
参照实施例1所述方法制备生物复合肥，区别仅在于，将固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻按以下重量份混合：固氮鱼腥藻45份，蛋白核小球藻10份。
实施例4
按以下方法制备生物复合有机肥：
1、培养固氮鱼腥藻：(1)将固氮鱼腥藻藻种挑取一小环，接种到bg-11固体培养基平板上划线分离，在28℃、光照3000lux条件下培养。(2)从活化的bg-11平板上挑取单藻落，接种到100mlbg-11液体培养基中，在28℃、光照3000lux、140r/m的恒温摇床上连续培养5天。(3)按7％(v/v)的接种量将固氮鱼腥藻接种到50lbg-11液体培养基中，在28℃、光照300lux、光暗比12h：12h以及140r/m的条件下培养固氮鱼腥藻7～8天，至其浓度达到106～107个/ml。
2、培养蛋白核小球藻：(1)将蛋白核小球藻藻种挑取一小环，在已灭菌的含10g/l的葡萄糖的basal固体培养基平板上划线，置于光照培养箱中，在28℃、2000lux条件下培养。(2)从活化的basal平板上挑取一个单藻落，接种到100ml含10g/l葡萄糖和3.75g/l硝酸钠的basal培养基中，在28℃、140r/m的恒温摇床中连续培养4天。(3)配制50l含5g/l硝酸钠的basal培养基；按8％(v/v)的接种量将蛋白核小球藻接种到上述basal培养基中；在28℃、140r/m、3500lux以及光暗比为12h/12h的条件下培养5～6天，至其浓度达到106～107个/ml。
3、培养圆褐固氮菌：(1)将圆褐固氮菌菌种挑取一小环，接种到固氮选择固体培养基上，在28℃下培养48h，活化圆褐固氮菌。(2)将活化后的圆褐固氮菌接种到100ml固氮选择液体培养基中，在30℃、200r/min条件下培养36h。(3)按10％(v/v)的接种量，将圆褐固氮菌接种到1l固氮选择培养基中，经28℃、400r/min，培养36h，圆褐固氮菌的活细胞数为108～109个/ml。
4、培养木霉：(1)将哈茨木霉接种到pda平板上，在28℃条件下，培养72h。(2)挑取菌落边缘菌丝转接于麸皮汁培养基中，在28℃、200rpm条件下，培养36h，制得哈茨木霉种子液。(3)以1～5％(w/w)的接种量将步骤(2)制得的哈茨木霉种子液接种于麸皮汁发酵培养基中，发酵条件为：温度28℃，搅拌速度180rpm，培养时间为2～3天，直至孢子浓度为1×108/ml。
5、将固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌和木霉按以下重量份混合：固氮鱼腥藻35份、蛋白核小球藻5份、圆褐固氮菌1份和哈茨木霉1份。
实施例5
参照实施例4制备生物复合肥，区别仅在于，将固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌和木霉按以下重量份混合：固氮鱼腥藻40份、蛋白核小球藻7份、圆褐固氮菌1.5份和哈茨木霉1.5份。
实施例6
参照实施例4制备生物复合肥，区别仅在于，将固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌和木霉按以下重量份混合：固氮鱼腥藻45份、蛋白核小球藻10份、圆褐固氮菌2份和哈茨木霉2份。
对比例1
参照cn102674912a制备由固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻和固氮红线藻制备而成的生物复合肥，其中固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻和固氮红线藻的添加量，按重量份计为30:30:40。
对比例2
参照实施例1制备生物复合肥，其区别仅在于，将固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻按以下重量份混合：固氮鱼腥藻23份，蛋白核小球藻10份。
对比例3
参照实施例1制备生物复合肥，其区别仅在于，将固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻按以下重量份混合：固氮鱼腥藻20份，蛋白核小球藻2份。
对比例4
参照实施例5制备生物复合肥，区别仅在于，在步骤5，用bg-11培养基替代固氮鱼腥藻。
对比例5
参照实施例5制备生物复合肥，区别仅在于，在步骤5，用含5g/l硝酸钠的basal培养基替代蛋白核小球藻。
对比例6
参照实施例5制备生物复合肥，区别仅在于，在步骤5，用固氮选择液体培养基替代圆褐固氮菌。
对比例7
参照实施例5制备生物复合肥，区别仅在于，在步骤5，用麸皮汁发酵培养基替代木霉。
对比例8
参照实施例5制备生物复合肥，区别仅在于，将固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌和木霉按以下重量份混合：固氮鱼腥藻23份、蛋白核小球藻10份、圆褐固氮菌1.5份和哈茨木霉1.5份。
对比例9
参照实施例5制备生物复合肥，区别仅在于，将固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌和木霉按以下重量份混合：固氮鱼腥藻20份、蛋白核小球藻2份、圆褐固氮菌1.5份和哈茨木霉1.5份。
实验例1
将实施例1～3以及对比例1～3制备的生物复合肥按1:500进行稀释，并另行准备清水作为对照。
设置对照组、实验组1～3和对比组1～3，分别将清水、实施例1～3和对比例1～3稀释后的生物复合肥喷洒到水稻、玉米、番茄和西瓜的根部，共喷洒两次，喷洒时间为作物开花期以及结果期，每次喷洒量为50l/亩。作物收获后，统计水稻、玉米、番茄和西瓜的产量(参见表1)。
表1生物复合肥对农作物产量的影响
根据表1所示数据可知，与对照组相比，无论是实施例1～3制备的生物复合肥，还是对比例1～3制备的生物复合肥，都具有增加水稻、玉米、番茄和西瓜的产量的效果，但固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的用量对生物复合肥的增产效果影响大。固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的重量份数在30～45:5～10的范围内时，所述生物复合肥的增产效果要明显优于在该范围之外的生物复合肥。同时，本发明出人意料地发现，当调整固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的重量份数为40:7时，所述生物复合肥增产效果尤其好，虽然该生物复合肥去掉固氮红线藻，但其增产效果还能够与由固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻和固氮红线藻制成的生物复合肥基本相当。
实验例2
将实施例4～6以及对比例4～9制备的生物复合肥按1:500进行稀释，并另行准备清水作为对照。
设置对照组、实验组4～6和对比组4～9，分别将清水、实施例4～6和对比例4～9稀释后的生物复合肥喷洒到水稻、玉米、番茄和西瓜的根部，共喷洒两次，喷洒时间为作物开花期以及结果期，每次喷洒量为50l/亩。
作物收获后，统计水稻、玉米、番茄和西瓜的产量(参见表2)，以及水稻、玉米、番茄和西瓜的根部出现病菌侵害的情况(参见表3)。
表2生物复合肥对农作物产量的影响
根据表2数据可知，与对照组相比，无论是实施例4～6制备的生物复合肥，还是对比例4～9制备的生物复合肥，都具有增产的作用。但生物复合肥的具体增产效果与其原料的组成和用量有关。比较实施例5与对比例4～7可知，固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌和木霉在增产方面作用是相互协同而产生的，所述生物复合肥需要同时包括上述4种原料，如果减少其中的某一种原料，都会大大降低其增产的功效。而比较实施例4～6与对比例8～9可知，固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻的用量也影响所述生物复合肥的增产效果，具体而言，固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的重量份数在30～45:5～10的范围内时，所述生物复合肥的增产效果要明显优于在该范围之外的生物复合肥。
表3生物复合肥对农作物抗病能力的影响
根据表3数据可知，与对照组相比，无论是实施例4～6制备的生物复合肥，还是对比例4～7制备的生物复合肥，都在一定程度上能够减少作物根部病菌的侵害。但生物复合肥的抗病能力受其原料的组成和用量的影响。比较实施例5与对比例4～7可知，如果去掉固氮鱼腥藻、蛋白核小球藻、圆褐固氮菌或木霉中的任一种都会极大地影响所述生物复合肥的抗病能力。比较实施例4～6与对比例8～9可知，固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的用量也会影响所述生物复合肥的抗病能力，固氮鱼腥藻和蛋白核小球藻的重量份数在30～45:5～10的范围内时，所述生物复合肥的抗病能力要明显优于在该范围之外的生物复合肥。
实验例3
将实施例4～6以及对比例4～9制备的生物复合肥按1:100稀释，并另准备清水作为对照。
将轻度盐碱化草地划分为9个不同的区域，每个区域1m2。设置对照组、实验组4～6和对比组4～9，分别在上述区域喷洒清水、实施例4～6和对比例4～9稀释后的生物复合肥，其中，喷洒用量为0.5l/m2,每月喷洒两次，半年后制备上述9个区域的土壤浸提液，测定其ph值、水溶性盐分总量和交换性钠(结果见表4)。
表4生物肥对盐碱地的改良效果
根据表4所示数据可知，与对照组相比，实施例4～5所述生物复合肥能够明显降低盐碱地的ph值、减少水溶性全盐的含量以及交换性钠离子的含量，对盐碱地有明显的改良作用。对比例4～7所述生物复合肥对盐碱地的改良效果不明显。对比例8～9能够改良盐碱地，但改良效果有限。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。