本发明涉及肥料领域，具体涉及一种百合专用生物炭基有机肥及其制备方法。
背景技术
百合(liliumspp.)是百合科百合属多年生草本球根植物，其花姿优美，花色诱人，清香晶莹，有“球根花卉之王”的美称，至今，百合已成为世界主要的商品花卉，是国内外最受欢迎的高档花卉之一。随着人们对百合日益增长的消费需求，国内对百合种植开始施加各种化肥以促进百合的生长，增加百合的产量。然，百合在施加化肥后，其利用率只有35％～40％，其余部分被土壤固定或淋溶造成水体污染、作物连作障碍等问题。
生物炭基有机肥是一种以生物质为原料制备的生物质炭，具有无污染，高吸纳量，可再生等特点，已成为最具发展潜力的新材料之一。生物质炭具有发达的孔隙结构，高的比表面积和丰富的表面官能团，是一种可针对植物细胞生理、水分生理、光合生理、呼吸生理、营养生理、生长生理的内生态调节剂。促进植物自身从空气和土壤中提取所需营养素。温育根系发育生长，疏理生机平衡，感应内生态生理节律，调动植物之身生机潜能，强化光合作用，利用物性之间的“应激作用”与株体体内疏导功能，达到土肥、苗壮、根深、叶茂功效。土壤与作用都能相应保持生机旺盛的自然态。生产出纯天然性食物。这使生物质炭在农业环境领域中有广泛的应用前景。不仅可以符合我国农业发展带来低碳循环、可持续发展的新理念，还可以节约能源、改善环境、生态平衡，特别是对种植业秸秆循环利用的可持续发展具有深远的意义。
我国生物质资源虽然丰富，但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重，如秸秆在田间焚烧，林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃，食品加工的壳皮等被当做垃圾填埋，这不仅污染了环境，还造成了生物质资源的巨大浪费。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种百合专用生物炭基有机肥及其制备方法，该有机肥原料廉价易得，生产成本低，能缓慢释放肥料供百合吸收，对于栽培过百合的土壤具有较好的改良效果，消除百合连作障碍。
本发明通过以下技术方案得以实现。
技术方案：本发明的一个目的在于提供百合专用生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆或林木木材加工废弃料经过低温炭化后粉碎制得生物炭；
(2)酒糟堆积发酵后自然阴干；
(3)腐熟有机肥经腐熟发酵后制得的有机肥，自然晒干后粉碎；
(4)将步骤(1)制得的生物炭、步骤(2)的酒糟、步骤(3)的腐熟有机肥和微量元素、黄腐酸混合均匀后造粒；
(5)将造粒产物冷却，过筛，使其粒径为3-4mm即得生物炭肥。
优选的，所述步骤(1)中的生物炭为将玉米秸秆、水稻秸秆等农业废弃物干燥后破碎，并送入低温炭化炉进行低温炭化，控制炭化温度为150～300℃，炭化时间在30～60min之间，进而得到多孔的秸秆生物质炭，粉碎使其粒径≤2.0mm。
优选的，步骤(2)的酒糟堆积在高1.5m，直径3m的圆桶内发酵6-10天，发酵温度控制在55-65℃，2-3天搅拌翻动1-2次。
优选的，所述的酒糟的制备方法为：将酒糟堆放后，控制温度60-65℃，发酵3-4天，得半成品；将半成品吸附生物菌后，搅拌均匀继续发酵3-6天，温度控制在55-60℃。
优选的，所述的生物菌剂为镰刀菌、多粘类芽孢杆菌、固氮菌和光合生物菌的混合物。
所述的酒糟和生物菌剂的质量比为95％～97.5％∶2.5％～5％。
优选的，所述步骤(3)的腐熟有机肥为新鲜的植物茎叶与人畜粪便经过发酵后，自然晒干至含水量10％-15％后粉碎。
优选的，所述步骤(4)的微量元素为硼肥、钼肥、锌肥。
优选的，所述的所述锌肥选自硫酸锌、氯化锌、氧化锌、硫化锌、磷酸锌、碳酸锌、环烷酸锌乳剂和螯合锌中一种或多种。
优选的，所述的所述硼肥选自硼砂、偏硼酸钠、二硼化铝、硼酸、硼化钙、三硼化氟甲醇络合物和螯合硼中的一种或多种。
优选的，所述的所述钼肥选自钼酸铵、硫化钼、正钼酸钠、钼酸钙、钼酸钾、硫化钼、氧化钼、钼磷酸和钼酸的一种或多种。
优选的，所述步骤(4)造粒温度为100-120℃。
优选的，所述的百合专用生物炭基有机肥各组分的重量份为：生物炭30-50份、酒糟肥40-80份、腐熟有机肥18-36份、微量元素0.5-3份、黄腐酸2-8份。
优选的，所述的百合专用生物炭基有机肥各组分的重量份为：生物炭40份、酒糟肥60份、腐熟有机肥25份、微量元素2份、黄腐酸5份。
本发明的有益效果在于：
本发明能够为土壤提供优质碳源，改善因长期施用化肥造成的土壤板结、酸化等土壤质量状况，提高土壤中有机质的含量，增强土壤保水、保肥、供肥的能力，改善土壤生态环境，降低化肥用量，改善百合栽培的连作障碍问题。
本发明能够调控土壤微生态环境，为百合生长提供锌、硼、钼等微量元素，促进微量元素更好地被百合鳞茎吸收，提高百合的抗逆能力，促进百合鳞茎的发育，提高百合品质。
本发明生物炭具有极细的蜂窝状空心体，能提高土壤孔隙度、通透交换性，且能吸附nh3、no-3、po3-4等大量元素和微量元素，能缓慢释放肥料供百合吸收，提高百合的成活率。
本发明可减少环境污染，对人、畜、环境安全、无毒，是一种新型环保肥料。
具体实施方式
下面结合发明人所试验的数据，来证明本发明所制备的植物炭基有机肥相比于现有技术的优越性。
实施例1
一种百合专用生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆或林木木材加工废弃料经过低温炭化后粉碎制得生物炭；
(2)酒糟堆积发酵后自然阴干；
(3)腐熟有机肥经腐熟发酵后制得的有机肥，自然晒干后粉碎；
(4)将步骤(1)制得的生物炭、步骤(2)的酒糟、步骤(3)的腐熟有机肥和微量元素、黄腐酸混合均匀后造粒；
(5)将造粒产物冷却，过筛，使其粒径为3mm即得生物炭肥。
所述步骤(1)中的生物炭为将玉米秸秆、水稻秸秆等农业废弃物干燥后破碎，并送入低温炭化炉进行低温炭化，控制炭化温度为200℃，炭化时间在50min，进而得到多孔的秸秆生物质炭，粉碎使其粒径为1.0mm。
步骤(2)的酒糟堆积在高1.5m，直径3m的圆桶内发酵8天，发酵温度控制在60℃，2天搅拌翻动1次。
所述的酒糟的制备方法为：将酒糟堆放后，控制温度62℃，发酵3天，得半成品；将半成品吸附生物菌后，搅拌均匀继续发酵5天，温度控制在58℃。
所述的生物菌剂为镰刀菌、多粘类芽孢杆菌、固氮菌和光合生物菌的混合物。
所述的酒糟和生物菌剂的质量比为96％∶3.5％。
所述步骤(3)的腐熟有机肥为新鲜的植物茎叶与人畜粪便经过发酵后，自然晒干至含水量12％后粉碎。
所述步骤(4)的微量元素为硼肥、钼肥、锌肥。
所述的所述锌肥为硫酸锌。
所述的所述硼肥为硼砂。
所述的所述钼肥为钼酸铵。
所述步骤(4)造粒温度为110℃。
所述的百合专用生物炭基有机肥各组分的重量份为：生物炭40kg、酒糟肥60kg、腐熟有机肥25kg、微量元素2kg、黄腐酸5kg。
实施例2
一种百合专用生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆或林木木材加工废弃料经过低温炭化后粉碎制得生物炭；
(2)酒糟堆积发酵后自然阴干；
(3)腐熟有机肥经腐熟发酵后制得的有机肥，自然晒干后粉碎；
(4)将步骤(1)制得的生物炭、步骤(2)的酒糟、步骤(3)的腐熟有机肥和微量元素、黄腐酸混合均匀后造粒；
(5)将造粒产物冷却，过筛，使其粒径为4mm即得生物炭肥。
所述步骤(1)中的生物炭为将玉米秸秆、水稻秸秆等农业废弃物干燥后破碎，并送入低温炭化炉进行低温炭化，控制炭化温度为300℃，炭化时间在60min，进而得到多孔的秸秆生物质炭，粉碎使其粒径为2.0mm。
步骤(2)的酒糟堆积在高1.5m，直径3m的圆桶内发酵10天，发酵温度控制在65℃，3天搅拌翻动2次。
所述的酒糟的制备方法为：将酒糟堆放后，控制温度65℃，发酵4天，得半成品；将半成品吸附生物菌后，搅拌均匀继续发酵6天，温度控制在60℃。
所述的生物菌剂为镰刀菌、多粘类芽孢杆菌、固氮菌和光合生物菌的混合物。
所述的酒糟和生物菌剂的质量比为97.5％∶2.5％。
所述步骤(3)的腐熟有机肥为新鲜的植物茎叶与人畜粪便经过发酵后，自然晒干至含水量15％后粉碎。
所述步骤(4)的微量元素为硼肥、钼肥、锌肥。
所述的所述锌肥选自硫酸锌、氯化锌、氧化锌、硫化锌、磷酸锌、碳酸锌、环烷酸锌乳剂和螯合锌的混合物。
所述的所述硼肥选自硼砂、偏硼酸钠、二硼化铝、硼酸、硼化钙、三硼化氟甲醇络合物和螯合硼中的混合物。
所述的所述钼肥选自钼酸铵、硫化钼、正钼酸钠、钼酸钙、钼酸钾、硫化钼、氧化钼、钼磷酸和钼酸的混合物。
所述步骤(4)造粒温度为120℃。
所述的百合专用生物炭基有机肥各组分的重量份为：生物炭50kg、酒糟肥80kg、腐熟有机肥36kg、微量元素3kg、黄腐酸8kg。
实施例3
一种百合专用生物炭基有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆或林木木材加工废弃料经过低温炭化后粉碎制得生物炭；
(2)酒糟堆积发酵后自然阴干；
(3)腐熟有机肥经腐熟发酵后制得的有机肥，自然晒干后粉碎；
(4)将步骤(1)制得的生物炭、步骤(2)的酒糟、步骤(3)的腐熟有机肥和微量元素、黄腐酸混合均匀后造粒；
(5)将造粒产物冷却，过筛，使其粒径为3mm即得生物炭肥。
所述步骤(1)中的生物炭为将玉米秸秆、水稻秸秆等农业废弃物干燥后破碎，并送入低温炭化炉进行低温炭化，控制炭化温度为150℃，炭化时间在30min，进而得到多孔的秸秆生物质炭，粉碎使其粒径0.5mm。
步骤(2)的酒糟堆积在高1.5m，直径3m的圆桶内发酵6天，发酵温度控制在55℃，3天搅拌翻动1次。
所述的酒糟的制备方法为：将酒糟堆放后，控制温度60℃，发酵3天，得半成品；将半成品吸附生物菌后，搅拌均匀继续发酵3天，温度控制在55℃。
所述的生物菌剂为镰刀菌、多粘类芽孢杆菌、固氮菌和光合生物菌的混合物。
所述的酒糟和生物菌剂的质量比为95％∶5％。
所述步骤(3)的腐熟有机肥为新鲜的植物茎叶与人畜粪便经过发酵后，自然晒干至含水量10％后粉碎。
所述步骤(4)的微量元素为硼肥、钼肥、锌肥。
所述的所述锌肥选自硫酸锌、氧化锌、磷酸锌、碳酸锌、螯合锌的混合物。
所述的所述硼肥为硼化钙、三硼化氟甲醇络合物和螯合硼中的混合物。
所述的所述钼肥为钼酸铵、硫化钼、正钼酸钠、钼酸钙的混合物。
所述步骤(4)造粒温度为100℃。
所述的百合专用生物炭基有机肥各组分的重量份为：生物炭3kg、酒糟肥40kg、腐熟有机肥18kg、微量元素0.5kg、黄腐酸2kg。
对比例1
选用市售化肥(氮磷钾肥)按照下述种植方法种植百合。
对比例2
在实施例1的基础上，采用高温炭化，控制炭化温度为1000℃以上，炭化时间在15-30min.
对比例3
在实施例1的基础上，酒糟不吸附生物菌，直接制备成酒糟肥；
对比例4
在实施例1的基础上，不使用微量元素硼肥、钼肥、锌肥。
对比例5
在实施例1的基础上，再步骤(1)中使用生物炭吸附生物菌，不添加酒糟肥。
百合种植方法：选用球径11--18厘米的百合种球，摘除烂根露出新生根，然后放入1：1000的多菌灵溶液中浸泡20分钟，之后用清水冲净晾干，将种球的根部拨散开摆在花盆中央，芽尖向上埋入土中，鳞茎顶部距盆土表面宜8-10厘米，定植埋好后用喷壶轻轻喷淋种植土使其全面浸润，保持种植房的温度、湿度和光照条件相同，定期同时施用上述同等量的肥料，连续种植两季，统计百合的成苗率和地下部分鲜重，测定土壤情况。
表1不同肥料种植百合的生长情况
从上表1中不难看出，在种植方法相同的情况下，本发明百合基质在种植第一季的出苗率和地下部分鲜重均高于其他肥料种植出的百合；尤其在第二季时，百合出苗率成显著差异，本发明方法，即实施例1-3所种植出的百合在第二季连续种植时，并未出现连作障碍问题，第二季的成苗率和鲜重与第一季种植出的百合无显著差异；然，化肥种植出的百合(对比例1)其第一季长势良好，出苗率和鲜重与本发明生物炭肥第一季种植出的百合无显著差异，连续种植第二季时，则出现明显的连作障碍问题，出苗率下降到66.1％，鲜重直降至1.3186g。
表2不同肥料种植百合的土壤情况
从表2土壤情况可以看出，连续种植百合后土壤的变化差异较为显著，尤其是使用化肥作为肥料的对比例1的地块，土壤成酸性，板结严重。对比例2-5为本发明有效成分的变化，在生物炭基作为肥料基础使用时，由于其具有极细微的空隙，有利于土壤的透气性，土壤不至于板结；在微生物菌和微量元素的刺激下，有效激活了土壤中微生物的活性，能及时得消灭土壤中的有害细菌，增强百合的抗逆性，同时消除了土壤的连作障碍问题，但对比例2-5由于其成分配伍的变化，仍然造成了百合生长情况和土壤情况的不同。
试验例：验证该肥料只对百合栽培的有效实验：
选择同一大棚，选用相同的土壤对百合、牡丹、月季、花生、茶花、辣椒进行栽培，均使用实施例1中提供的生物炭基有机肥作为其共同的植物肥料，其他环境均按该植物最优生长条件设置，结果见表3。
然后对每种花卉的生长情况进行评价，其评价标准如下：
优：长势好，植株有显著的长粗、长高现象，生命力旺盛；
良：花卉生长发育不明显，但也保持缓慢生长；
中：花卉显示营养不良，基本没有生长现象；
差：花卉出现病变，烂根，甚至死亡。
各类花卉使用该基质栽培的情况，如表4所示：
表3不同植物的生长情况
由此可见，采用本发明的有机，其针对性明显，仅对百合有较好的作用，对其他花卉或果蔬的生长，效果十分有限，一些不适合的果蔬，在使用此肥料甚至导致植物生长缓慢。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。