本发明涉及一种高效防治水稻病害的生物有机肥及其制备方法，尤其是一种利用多种益生菌协同发酵畜禽粪便、秸秆、中草药等原料制备具有显著预防水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病及白叶枯病等病害和增产功效的生物有机肥料的方法，属于生物肥料技术领域。
背景技术：
水稻是我国主要的粮食作物，在农业生产中占有重要的地位，目前已成为我国种植面积最广的粮食作物，对其病害的预防对提升水稻增产具有重要意义。目前，在水稻种植最为常见的病害主要有稻瘟病、纹枯病、稻曲病、白叶枯病等。其中：由子囊菌（magnaportheoryzae）引起的稻瘟病是我国水稻主要病害之一，以叶瘟、穗颈瘟危害损失最大，轻病田减产为10％～20％，严重时颗粒无收。水稻纹枯病在20世纪50年代才逐渐得到重视，70年代被列为全世界防治的对象，90年代大爆发并逐年加重；历年来我国南方稻区纹枯病发生较重，但近些年来由于品种、气候、农事栽培操作等原因，导致了北方辽河稻区纹枯病的发生危害日益加重。水稻稻曲病是由稻绿核真菌引起的一种常见的水稻病害，对水稻的高产稳产危害较大，水稻稻曲病的病原菌的生物学特征，稻曲病菌的侵染规律和水稻稻曲病的分子生物学研究均表明对水稻稻区病的防治至关重要；白叶枯病是水稻病害之一，病株叶尖及边缘初生黄绿色斑点，后沿叶脉发展成苍白色、黄褐色长条斑，最后变灰白色而枯死，病株易倒伏，稻穗不实率增加；且病菌在种子和有病稻草上越冬传播。综上所述，对水稻病害的防治是提高水稻产量的关键因素。
目前我国对水稻病害的防治通常通过农药，但残留的农药会对人体造成急、慢性中毒，导致癌症、畸形、突变等危害，而且农药的滥用已经给我国的环境带来了严重的污染。近年来越来越多的天然产物提取物被用来进行果蔬病害的防治研究。如申请号为201310629080.2的专利公开了一种水稻病害的生物杀菌剂，杀菌剂的活性成分为肉桂精油，辅以表面活性剂和助乳化剂，但根据其公开的知识该活性杀菌剂主要防治白叶枯病；申请号201810266023.5的专利公开一种用于防治水稻病害的植物杀菌剂，由至少一种辅料和质量比为1:0.25～0.35的硫酸链霉素和3-o-(n-(5-((苯基)巯基)-1,3,4-噻二唑-2-基)-乙酰胺-2-基)-3’,4’,5’,5,7-五甲氧基杨梅素(a2)组成，所述水稻病害防治药物的剂型选自可湿性粉剂、悬浮剂、可溶性粉剂，可以发现该植物杀菌剂仍以化合药物为主，不仅增加了杀菌剂的成本，而且有严重的环境污染隐患。在现有技术中肥料的主要功效是增产，对于利用施肥预防水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害目前仍处于空白状态。为促进水稻种植业的可持续发展，研发高效、环保、绿色、光谱的防治水稻病害的组合物，尤其是集肥料功效与病害防治功效于一体的肥料具有重要意义，也是本领域亟待解决的关键技术问题。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，满足水稻种植高效、绿色防治水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害，提高水稻产量和品质的技术需求，本发明提供一种高效防治水稻病害的生物有机肥及其制备方法，集成现代抑菌活性物质选择和混菌微生物发酵技术，研制开发出高效、绿色的发酵生物有机肥料，该生物有机肥料能够高效抑制水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害，提高水稻产品和品质，从而提高水稻种植效益。
本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：
一种高效防治水稻病害的生物有机肥，包括以下按重量份计的原料：畜禽粪便100～120份、秸秆40～60份、中草药原料10～20份、卡拉胶寡糖3～5份，其中所述中草药原料包括荆芥20～30份、栀子6～9份、贯众10～20份、枳实10～20份。
优选的，一种高效防治水稻病害的生物有机肥，包括以下按重量份计的原料：畜禽粪便110份、秸秆50份、中草药原料15份、卡拉胶寡糖4份，其中所述中草药原料包括荆芥25份、栀子8份、贯众15份、枳实15份。
上述畜禽粪便可以是猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种的混合物。
上述秸秆可以是小麦秸秆、玉米秸秆、稻草中的一种或几种的混合物，粉碎后备用。
上述中草药原料通过如下步骤进行预处理：将中草药原料粉碎后加入中草药原料8～10倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比2～3%的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解30～60min后备用。
上述超声波的频率为100～200khz。
本发明提供了一种高效防治水稻病害的生物有机肥，其特征在于通过混菌好厌氧二步发酵工艺制得，其中一步好氧发酵菌群包括曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌；二步厌氧发酵菌群包括em菌剂、嗜热乳杆菌。
上述好氧发酵菌群中曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌的用量比为2:2:1；二步厌氧发酵菌群中em菌剂和嗜热乳杆菌的用量比为5:2。
上述曲霉是米曲霉、黑曲霉中的一种或两种的混合菌。
上述曲霉种子液的制备方法为：在无菌条件下，采用土豆培养基在35～40℃条件下培养24h，制得曲霉种子液，要求种子液的有效活菌数≥109cfu/ml。
上述地衣芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用lb培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体地衣芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥109cfu/ml。
上述产朊假丝酵母、em菌剂和嗜热乳杆菌为市售菌粉。
本发明还提供了一种预防水稻病害生物有机肥料的制备方法，其具体工艺步骤包括：
（1）配料：按照上述原料配比准确配伍原料，然后添加上述原料质量比3～5%的麸皮、1～2%纤维素酶、0.1～0.2%磷酸二氢钾、0.03%硫酸镁，调整物料的含水量40%～50%，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；
（2）一步好氧发酵：将活化好的曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3～5wt%，拌匀后堆肥发酵，通风培养5～8d；
（3）二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将em菌剂、嗜热乳杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2～3wt%，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养3～5d；
（4）干燥：二步厌氧发酵接收密封6～12h，然后进行低温通风干燥；
（5）粉碎：将干燥后的物料粉碎即得预防水稻病害的生物有机肥料。
上述一步好氧发酵通风量维持堆体氧含量在12～16%。
本发明提供了一种高效防治水稻病害的生物有机肥及其制备方法，所得防治水稻病害的生物有机肥料臭味全部消失，质地松软，不成团，产品中富含益生菌、水溶性有机氮等营养成分，产品中有机质含量≥60%，微生物含量≥2亿个/g；产品质量符合ny525-2011的规定，蛔虫卵死亡率和大肠杆菌群数指标符合ny884的要求，藻毒素检测量检测限（0.1μg/g）。盆栽试验结果表明本申请产品具有显著的防治水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害，促生长、增产、改善土壤环境等作用，是一种优良的新型生物有机肥料。
本发明提供了一种高效防治水稻病害的生物有机肥及其制备方法，与现有技术相比，具有以下显著优势：
（1）本申请通过微生物的协同作用发酵畜禽粪便、秸秆、中草药原料和卡拉胶寡糖制得生物有机肥料，产品具有显著的预防水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害的功效，改变了现有技术中预防水稻病害以化学菌剂的弊端，降低了水稻种植过程中药残，应用范围广，并具有显著的增产功效，可显著提高水稻的食品安全和种植效益。实验结果表明本申请生物有机肥料对水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害，的预防效果均达到80%以上；通过施肥实现上述预防效果对本领域技术人员并非是显而易见的；
（2）本申请科学复配中草药原料和卡拉胶寡糖，通过中草药原料和卡拉胶寡糖的协同作用显著提升了生物有机肥料的预防水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害的预防效果，取得了“1+1>2”的技术效果；此外，实验结果还表明在本申请中选用的中草药原料荆芥、栀子、贯众、枳实在相同工艺条件下单独制备生物发酵有机肥料对水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害几乎无预防效果，说明尽管中草药原料并无直接的预防效果，但通过中草药活性成分间的化合作用及微生物发酵转化形成了能够预防水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病、白叶枯病等病害的功能活性成分；实验结果还表明改变中草药原料组成及比例会显著降低产品功效；
（3）本申请利用一步好氧菌群（曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌）和二步厌氧菌群（em菌剂、嗜热乳杆菌）共同发酵肥料化综合利用畜禽粪便、秸秆、中草药原料等，充分利用微生物菌种间的协同作用，消除制约肥料化利用存在的臭味大、存在大量致病菌、重金属超标等弊端，提升了发酵生物有机肥料的肥效，从而显著提升了肥料的肥用价值。本发明制备的生物有机肥料富含大量益生菌，能有效调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，消除常年依赖化肥滥用造成的土壤板结、沙化、盐化等，有效改善土壤，提高作物抗逆性的特殊功效，提高农作物产能；特别是能够促进土壤中有机质的释放，改善盐渍化土壤的理化结构，增加土壤团聚体和渗透性，改善土壤肥沃度，对水稻增产具有显著作用，试验结果表明与市售生物有机肥料产品相比，本发明产品增产16.3%～22.5%；
（4）采用分段发酵，发酵菌株对温度、ph、通氧等要求不同，不同的反应控制条件，提高了菌体的生长速率，缩短了发酵时间，提升了生产效率；实验结果表明单纯采用好氧发酵或厌氧发酵会显著降低产品的肥效；
（5）本发明采用固体发酵，发酵工艺条件温和，能耗低、生产成本低，本技术方案生产成本仅为目前已报道技术水平的1/2，对提升行业经济效益及规模化推广应用具有重要作用；且无环境污染、投资小、易于规模化生产。
具体实施方式
以下实施例中的发酵菌种的种子液均采用如下工艺：
（1）曲霉种子液的制备方法为：在无菌条件下，采用土豆培养基在35～40℃条件下培养24h，制得曲霉种子液，要求种子液的有效活菌数≥109cfu/ml；
（2）地衣芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用lb培养基在28～32℃条件下培养24h，制得地衣芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥109cfu/ml。
实施例1
一种高效防治水稻病害的生物有机肥的制备方法，具体工艺步骤包括：
（1）中草药预处理：按荆芥25份、栀子8份、贯众15份、枳实15份比例准确称量原料，将中草药原料粉碎后加入中草药原料9倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比2.5%的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解45min后备用；其中超声波的频率为100～200khz；
（2）配料：按照牛粪110份、玉米秸秆50份、中草药原料15份、卡拉胶寡糖4份，然后添加上述原料质量比4%的麸皮、1.5%纤维素酶、0.15%磷酸二氢钾、0.03%硫酸镁，调整物料的含水量40%～50%，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；
（3）一步好氧发酵：将活化好的曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的4wt%，拌匀后堆肥发酵，通风培养6.5d；所述好氧发酵菌群中曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌的用量比为2:2:1；
（4）二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将em菌剂、嗜热乳杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2.5wt%，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养4d；所述厌氧发酵菌群中em菌剂和嗜热乳杆菌的用量比为5:2；
（5）干燥：二步厌氧发酵接收密封9h，然后进行低温通风干燥；
（6）粉碎：将干燥后的物料粉碎即得预防水稻病害的生物有机肥料。
实施例2
一种高效防治水稻病害的生物有机肥的制备方法，具体工艺步骤包括：
（1）中草药预处理：按荆芥30份、栀子6份、贯众20份、枳实10份比例准确称量原料，将中草药原料粉碎后加入中草药原料10倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比3%的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解30min后备用；其中超声波的频率为100～200khz；
（2）配料：按照鸡粪120份、小麦秸秆40份、中草药原料20份、卡拉胶寡糖3份比例准确配伍原料，然后添加上述原料质量比5%的麸皮、2%纤维素酶、0.2%磷酸二氢钾、0.03%硫酸镁，调整物料的含水量40%～50%，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；
（3）一步好氧发酵：将活化好的曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的5wt%，拌匀后堆肥发酵，通风培养5d；所述好氧发酵菌群中曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌的用量比为2:2:1；
（4）二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将em菌剂、嗜热乳杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3wt%，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养3d；所述厌氧发酵菌群中em菌剂和嗜热乳杆菌的用量比为5:2；
（5）干燥：二步厌氧发酵接收密封12h，然后进行低温通风干燥；
（6）粉碎：将干燥后的物料粉碎即得预防水稻病害的生物有机肥料。
实施例3
一种高效防治水稻病害的生物有机肥的制备方法，具体工艺步骤包括：
（1）中草药预处理：按荆芥20份、栀子9份、贯众10份、枳实20份比例准确称量原料，将中草药原料粉碎后加入中草药原料8倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比2%的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解60min后备用；其中超声波的频率为100～200khz；
（2）配料：按照猪粪100份、稻草秸秆60份、中草药原料10份、卡拉胶寡糖5份比例准确配伍原料，然后添加上述原料质量比3%的麸皮、1%纤维素酶、0.1%磷酸二氢钾、0.03%硫酸镁，调整物料的含水量40%～50%，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；
（3）一步好氧发酵：将活化好的曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3wt%，拌匀后堆肥发酵，通风培养8d；所述好氧发酵菌群中曲霉、产朊假丝酵母、地衣芽孢杆菌的用量比为2:2:1；
（4）二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将em菌剂、嗜热乳杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2wt%，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养5d；所述厌氧发酵菌群中em菌剂和嗜热乳杆菌的用量比为5:2；
（5）干燥：二步厌氧发酵接收密封6h，然后进行低温通风干燥；
（6）粉碎：将干燥后的物料粉碎即得预防水稻病害的生物有机肥料。
实施例4比较不同生物有机肥料对水稻病害防治效果的影响
1、试验方法
试验方法同荆华、王康健《海藻酸寡糖(aos)对水稻主要病害防治效果初探》文中的实验方法，测定不同生物有机肥料对水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病和白叶枯病的防治效果；
施肥方法：按照25kg/亩的标准进行施用生物有机肥，其中1/3作为基肥，2/3作为追肥；各实验组施肥方法一致；
2、试验分组
试验分为实施例1-3试验组、对照实施例1组（原料中卡拉胶寡糖以中草药原料替代，其余发酵工艺同实施例1）、对照实施例2组（原料中中草药原料以卡拉胶寡糖替代，其余发酵工艺同实施例1）、对照实施例3组（制备工艺仅包含好氧发酵工艺，其余同实施例1）、对照实施例4组（制备工艺仅包含厌氧发酵工艺，其余同实施例1）；
3、试验结果
表1不同生物有机肥料对水稻病害防治效果的影响
上述实验结果表明本发明产品对防治水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病和白叶枯病的防治效果均在80%以上，其中对稻曲病和稻瘟病的防治效果达到了90%以上，从而说明了本发明产品具有显著的预防水稻稻曲病、纹枯病、稻瘟病和白叶枯病等病害的功效。通过实施例与对照实施例的比较，可以发现产品原料卡拉胶寡糖和中草药原料间具有一定的协同增效作用，分析原因可能是因为卡拉胶寡糖由于相对分子质量小，易于透过细菌细胞膜易于进入细胞质和细胞核内，并带动中草药活性成分发挥更好的功效；好氧发酵和厌氧发酵相结合对提升本发明生物有机肥的生物防效也具有较好的增效作用。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。