本发明涉及农业，特别涉及一种秸秆还田复合微生物有机肥及其制备方法和应用。
背景技术：
1、土壤是农作物生长发育的基础，也是养分交互的主要场所。土壤中养分含量的高低直接决定着作物地上部分的生长发育，因此，保障土壤地力，减轻耕地负担是增加作物经济效益的重要途径。现阶段，随着育种技术、栽培技术、肥料高效化等的不断发展，各农业作物的产量也随之大幅度的提高，其中农业附属废料也同步增加，我国秸秆年产量就约有7亿吨，这其中就主要包括水稻秸秆、烟株秸秆、玉米秸秆等。作物秸秆作为良好的生物资源，不仅含有丰富的中微量元素，同时其良好的纤维素、木质素在腐解过程中还可有效的促进土壤微粒的团聚，改善土壤物理结构，预防土壤板结化，保持土壤地力，改良土壤结构，增活土壤内部化学反应，改善反应场所，使得土壤内部活性增强。
2、其次，作物秸秆在生长发育过程中植物体内所富含的氮、磷、钾等元素在经过一系列的腐化分解反应后，还可提高土壤内部的养分含量，为农作物的生长奠定基础。此外，农作物秸秆还田还可有效的提高土壤内部微生物群落的活性，使得细菌、真菌等微生物多样性得到增加，其中包括proteobacteria、firmicutes、actinobacteria和ascomycota等。现阶段农作物秸秆主要以焚烧为主，焚烧产生的二氧化碳和烟灰污染不仅不利于环境的保护，也是另一种资源的浪费，同时也并不利于耕地的长期可循环利用以及农作物的绿色经济发展。
3、如现有专利cn103766035a公开了一种秸秆高效的还田方式，其中包括：根茬还田，秸秆还田，将农作物的各个部分分开来进行单独的处理，使农作物的各个部分都能尽可能的被分解掉，从而改善土壤的物理性质，增加土壤中的养料，增加农作物的产量。但该发明公开的秸秆部分还田的方法无法做到简洁高效，分开处理将会一定程度上增加经济成本且拉长时间战线，且富集在秸秆内的病虫害问题无法得到解决。cn107815419a公开了一种提高秸秆还田后营养元素利用率的方法，包括：收获后留作物秸秆进行秸秆还田并配施腐熟复合菌剂后深耕，采用部分还田并强化作物化感作用，提高土壤养分含量并减少化学废料的施用，同时促进后茬作物种子的萌发。但是该发明无法做到秸秆的全量还田，会导致部分秸秆的浪费，增加废物处理步骤，增加成本的同时也无法处理秸秆中的病虫害问题。
4、因此，针对于现阶段水稻秸秆、烟株秸秆还田现状，通过高效的秸秆还田方式，提高土壤养分含量，增加土壤微生物群落丰度，缓解土壤地力压力，同时杀灭病原菌及虫卵，强根生根，促进根系的早生快发，同时为绿色可持续经济的发展提供一个切实可行的途径，构建合理且高效的秸秆还田方式是非常具有重要的现实意义的。
技术实现思路
1、本发明提供了一种秸秆还田复合微生物有机肥及其制备方法和应用，其目的是为了解决背景技术存在的上述问题。
2、为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种秸秆还田复合微生物有机肥，包括微生物复合菌剂、有机腐熟剂、水稻秸秆、废弃烟杆、鸡鸭禽类粪便、生物质碳、紫云英和高分子混合物；其中，有机腐熟剂由25％芽孢杆菌、20％酵母菌、20％黑曲霉、25％米曲霉和10％乳酸菌组成；微生物复合菌剂由贪噬菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌、木霉菌、丛枝菌根真菌组成。秸秆还田复合微生物有机肥对烤烟根系的早生快发及提高作物抗病、抗胁迫性和经济性状均有显著效果。
3、优选地，所述微生物复合菌剂中贪噬菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌、木霉菌、丛枝菌根真菌的重量比为3～4：2～3：1～2：2～3：2～3，活菌数>200亿/g。
4、优选地，所述水稻秸秆、废弃烟杆、鸡鸭禽类粪便、生物质碳、紫云英的重量比为4：3：1：1：1；所述高分子混合物由0.1％mno2、0.03％黄腐酸、0.25％羟丙基甲基纤维素、0.025％聚丙烯酰胺、0.025％聚乙烯醇和2.5％脲醛树脂组成。
5、基于一个发明总的构思，本发明的实施例提供了上述的秸秆还田复合微生物有机肥的制备方法，包括如下步骤：
6、s1：原料的前处理：将田间秸秆及残留叶片一并采收并在田间晾晒风干，并切割成50～60mm的小段，再进行膨化处理，膨化后补充水分；
7、s2：腐熟：将处理后的原料、废弃烟杆、鸡鸭禽类粪便、生物质碳、紫云英和高分子混合物置于发酵池，调节ph和水分，再加入有机腐熟剂，进行好氧发酵，得到腐熟物料；
8、s3：微生物发酵：向所述腐熟物料中加入微生物复合菌剂，进行好氧发酵，得到秸秆还田复合微生物有机肥。
9、优选地，所述生物质碳的制备过程为：将猪粪、玉米秸秆、椰子壳、木屑按比例混合，进行物理活化反应，反应完再研磨，即得。更优选地，所述猪粪、玉米秸秆、椰子壳、木屑的比例为1.5：3：2：3.5。
10、所述微生物复合菌剂中各菌种的培养过程为如下：
11、其中，将牛肉膏5g、蛋白胨10g、nacl 5g、琼脂20g和水1000ml混合加热至完全溶解，用naoh调节ph为7.2，控制水分含量为65～70％，121℃高压灭菌35min，冷却得到固体发酵培养基；
12、1贪噬菌：(1)培养基为营养琼脂斜面培养基，组成为牛肉膏3g/l、蛋白胨5g/l、氯化钠5.0g/l和琼脂15g/l，(2)将(1)所得培养基121℃灭菌锅中灭菌2h，(3)将贪噬菌种接种于所述培养基于25～28℃培养14天自然风干后，即得；
13、2枯草芽孢杆菌：(1)培养基为蛋白胨10g/l、酵母提取物5g/l、氯化钠5g/l，调节ph为7.2、37℃恒温条件下以200r/min离心15小时后得到枯草芽孢杆菌种子液，(2)将所述枯草芽孢杆菌种子液按照重量比例为1：10接种于固体发酵培养基，恒温37℃培养36小时自然风干后，即得；
14、3假单胞杆菌：(1)培养基为lb培养基，组成为胰蛋白胨10g/l、酵母提取物5g/l、nacl 10g/l和琼脂粉15g/l，(2)将(1)所得培养基于121℃灭菌锅中灭菌2h，(3)将假单胞杆菌种接种于所述培养基中，恒温30℃培养60～72h后调节溶液ph为7，静置，(4)将底部浑浊液与5％小麦麦麸和3％黏土混合，并以150r/min离心，将收集物于固体培养基中恒温30℃培养36h后自然风干后，即得；
15、4木霉菌：(1)利用活化好的绿色木霉接种至pda液体培养基，培养温度27℃，150r/min下培养72小时，得到绿色木霉菌种子液，(2)将(1)所得绿色木霉菌种子液按照重量比例为1：10接种于固体发酵培养基，恒温25℃培养72小时自然风干后，即得；
16、5丛枝菌根真菌：(1)培养基组成为植烟土壤、河沙、蛭石以2.5:5:2.5比例混合，(2)将所述培养基、瓷钵用灭菌锅121℃灭菌2h，(3)将侵染宿主于酒精中消毒15min，(4)将所述培养基放入瓷钵中并加入5～10g壳多糖，再撒入丛枝菌根真菌，(5)待侵染宿主发芽出苗后，去除地上部分，保留基质和地下部分，自然风干后，即得。
17、优选地，步骤s1中切割成50～60mm的小段；控制含水率为60～65％。
18、优选地，步骤s2中调节ph至6.5～7.5，水分为60％；发酵温度为50℃，发酵时间为15～30天，每隔5天翻堆一次。
19、优选地，步骤s3中发酵温度35℃，发酵时间为一周。
20、本发明的实施例还提供了上述的或上述的制备方法获得的秸秆还田复合微生物有机肥在秸秆还田中的应用。
21、优选地，将所述秸秆还田复合微生物有机肥进行深施并配合粉垄深耕，深施具体为平铺施用或条施，土壤耕作层深度为15cm～20cm，施用水平为1500kg/hm2，约为100kg/667m2。粉垄深耕后可保障水气热传导通畅，改善土壤物理结构，增加土壤20-30cm耕层含水率10％以上，保障作物生长发育。
22、此外，秸秆还田复合微生物有机肥的深施可保证养分的高效利用，同时防治雨水的冲刷作用导致的养分流失，在作物达到生长旺期时及时补充所需养分。
23、生物质碳不仅可提高土壤蓄水储养能力，还可保护土壤中微生物，并帮助植物有效储存其光合作用所需的二氧化碳，同时高效补充土壤中的碳素，为作物的生长奠定基础。
24、枯草芽孢杆菌定植、繁育速度快，具有对环境适应能力强的特点，不仅能快速抑制其他病原微生物的繁殖，还能促使作物产生多种抗菌素、诱导植物抗性增加，同时增加土壤内的酶活性，降低有效镉含量，促进作物生长。
25、假单胞杆菌可有效保护植物免受病原菌的侵染，同时还能有效地抑制病原菌的生长，并能催芽壮苗、促使植物生长双重作用。
26、木霉菌可产生多种对植物病原真菌、细菌及昆虫具有拮抗作用的生物活性物质，并提高农作物的抗逆性，分泌抗菌蛋白或裂解酶来抑制植物病原真菌的侵染来增强对病害的防御性，其代谢产物在促进植物生长，增加营养物质的吸收利用率，提高农作物产量等方面也有重要作用，而且还能增加种子的萌发率、根、苗长度以及植株的活力。
27、丛枝菌根真菌根外菌丝可以一定程度增强根的吸收能力，根系吸收营养的面积，改变根围的微生物组成，增强植物根际土壤中磷酸酶的活性，提高植物对土壤中磷元素的吸收能力，还可一定程度提高植物抗高温的胁迫能力。
28、贪噬菌的施用则能够一定程度改变植物激素水平，互补由多种细菌菌株，合成菌落所引起的根生长严重抑制，从而平衡合成菌落，优化塑造根际化学互作网络，对植物根系的抗性、产量均有一定程度的提高，同时对于维持根系的定型发育程序同样有着重要的作用。
29、添加高分子混合物配合微生物菌剂施用，具有改变土壤结构，增大土壤总孔隙度和毛管孔隙度，降低土壤容重，保持土壤团粒结构和孔隙的稳定性，提高水含量，更加契合粉垄深耕措施，保持土壤地力等优点。具体表现为：mno2：接收电子后转化生成的mn2+可辅助多种代谢酶来发挥作用，提高秸秆腐熟物料的腐殖化水平，增强养分含量；黄腐酸：调节土壤物理特性；羟丙基甲基纤维素：调节土壤物理特性；聚丙烯酰胺：增加土壤含水量、保墒效果；聚乙烯醇：增加内小粒径土壤团集体稳定性；脲醛树脂：减缓土壤水土流失。
30、本发明的上述方案有如下的有益效果：
31、(1)本发明的秸秆还田复合微生物有机肥增加土壤内部养分，改善土壤环境，保障养分交互作用，水气热传导通畅，改善土壤物理结构，预防土壤板结化，盐渍化，减轻耕地负担，对可持续农业发展提供途径；快速供给作物所需的速效养分，提高作物速效养分的转化速率、转运率和增加养分积累量，保障作物生长发育所需养分；解决秸秆焚烧后产生的二氧化碳及烟灰污染，为生态环境可持续发展提供途径；对田间废弃秸秆进行废物再利用，增加经济效益；缓解还田导致的病虫害问题，降低后茬作物病虫害的发生率；减少肥料的施用，减轻土壤压力，同时降低肥料成本的投入；促进土壤微生物群落多样性及丰度的增加，提高土壤内部微生物活性；促进农作物增质增产，提高农作物的经济效益。
32、(2)本发明的秸秆还田复合微生物有机肥可显著提高根系下扎深度17-21％、根系体积25-28％、根系平均直径4-20％、根系总面积24-34％，平均为19.24％、27.28％、14.71％、27.65％。同时促进烟苗根系的早生快发7-10天。
33、(3)本发明的秸秆还田复合微生物有机肥可显著降低烤烟发病率，其中黑茎病1.53％、花叶病2.78％、根腐病1.9％、赤星病1.53％，显著降低烤烟发病率达1.5％以上。
34、(4)本发明的秸秆还田复合微生物有机肥产量可显著提升98kg/hm2以上，均价提高0.82/kg以上，上等烟比提高1.54个百分点以上，显著提升烤后烟叶的经济性状。
35、(5)膨化秸秆可分解发酵得更为迅速彻底，可快速增加土壤内部养分，提高养分转化速率，改善土壤环境，加之深耕处理，更能提高土壤内部通透性，保障地热水交换通畅，并能全量还田，同时还可有效杀灭虫卵，还有效降低土壤耕作压力，减少肥料施用，此外可显著提高根系促进烟苗根系的早生快发7-10天，显著降低烤烟发病率达1.5％以上及显著提升产量98kg/hm2以上，提高土壤20-30cm耕层含水率10％以上，保障作物生长发育，为土地的绿色可持续耕作提供有效途径。
36、(6)添加高分子混合物配合微生物菌剂施用，可以改变土壤结构，增大土壤总孔隙度和毛管孔隙度，降低土壤容重，保持土壤团粒结构和孔隙的稳定性，提高水含量，更加契合粉垄深耕措施，保持土壤地力。