一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥及其制造方法

技术领域

本发明属于土地修复技术领域，涉及一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，本发明还涉及上述障碍退化耕地促生增效的生物有机肥的制造方法。

背景技术

障碍退化耕地是重要的耕地资源，中国北方地区常见的障碍退化耕地类型有：荒漠化、有机质下降及耕层变浅等。生产实践中，为达到明显的增产效果，农民往往只重视障碍退化耕地的无机养分投入，长期忽视施用有机肥类养分，导致作物根系生长受阻、有机质匮乏、根际过程减弱、根际微生态环境不断恶化，造成障碍退化耕地的增产潜力未得到充分挖掘，因此亟待修复提升障碍退化耕地的生产力。障碍退化耕地修复包括土壤结构改良、作物促生及养分高效利用等因素，涉及从土壤到植物、从地上到地下，从微观(微生物)到宏观(农业生产)多界面互馈的系统过程。

总体来看：现有的障碍退化耕地修复方法较为单一，缺乏功能微生物的抗生性和抗逆性，无法满足当前障碍退化耕地有机质提升、作物增产及养分活化的综合性需求。利用微生物发酵并与有机原料和无机物质联合制取障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，充分激发植物-土壤-微生物系统的互作促生机制，通过增强微生物优势菌群活化土壤养分、增加土壤容量，提高作物抗逆性、促进作物生长，进而修复障碍退化耕地并提高耕地产能。

发明内容

本发明的目的是提供一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，能有效提高土壤有机质、促进植物根系及植株的生长、增加水肥效率。

本发明的另一目的是提供一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥的制造方法。

本发明所采用的技术方案是，一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，按照重量份由以下原料组成：棉粕15-30份、秸秆粉10-20份、富里酸钾5-10份、脲铵氮肥10-15份、褐腐酸钾6-10份、磷酸铵镁4-8份、聚磷酸铵5-10份、羟丙基甲基纤维素10-20份、硅酸三钙5-10份、硝酸磷钾肥 10-15份、豆粕20-25份、纳米改性炭25-30份、葡萄糖10-20份、氨基酸6-10份、蛋白胨4-8份、槐糖脂1-5份、枯草芽孢杆菌5-10份、芽孢杆菌 5-10份、放线菌4-8份、固氮菌5-10份、三聚磷酸钠10-15份。

优选地，芽孢杆菌菌种的有效活菌数不小于200亿/g。

本发明采用的另一种技术方案是，一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥的制造方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，按照重量份依次称取以下原料：棉粕15-30份、秸秆粉10-20 份、富里酸钾5-10份、脲铵氮肥10-15份、褐腐酸钾6-10份、磷酸铵镁4-8 份、聚磷酸铵5-10份、羟丙基甲基纤维素10-20份、硅酸三钙5-10份、硝酸磷钾肥10-15份、豆粕20-25份、纳米改性炭25-30份、葡萄糖10-20份、氨基酸6-10份、蛋白胨4-8份、槐糖脂1-5份、枯草芽孢杆菌5-10份、芽孢杆菌5-10份、放线菌4-8份、固氮菌5-10份、三聚磷酸钠10-15份；

步骤2，将步骤1称取的富里酸钾、脲铵氮肥、褐腐酸钾、磷酸铵镁、聚磷酸铵、羟丙基甲基纤维素、硅酸三钙、硝酸磷钾肥、豆粕、纳米改性炭进行粉碎，利用机器搅拌2-5小时后，经干燥灭菌后造粒形成半成品；

步骤3，将步骤1称取的棉粕、秸秆粉、豆粕粉碎混合后并与纳米改性炭进行混匀堆肥，然后与步骤2形成的半成品进行充分混匀，形成备用物料；

步骤4，将备用物料转移至30-35℃环境下，然后将葡萄糖、氨基酸、蛋白胨、槐糖脂、枯草芽孢杆菌、芽孢杆菌、放线菌、固氮菌、三聚磷酸钠用纯水配成混合溶液(浓度不超过10g/L)均匀喷洒在备用物料表面，每隔 6-12小时喷洒一次、混匀7-8次后，待备用物料的质量含水量达到4％-8％时装袋形成障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，枯草芽孢杆菌有效活菌数不小于20亿/g、芽孢杆菌有效活菌数不小于10亿/g、放线菌有效活菌数不小于4-8亿/g、固氮菌有效活菌数不小于5-10亿/g。

优选地，步骤2中的粉碎采用粉碎机粉碎后过100-150目筛。

优选地，步骤2的灭菌为350-400℃灭菌30-60分钟。

优选地，步骤3进行堆肥时将棉粕、秸秆粉、豆粕与纳米改性炭堆成肥堆，待堆体中心温度超过50℃时且堆满6-8天后即翻堆1次、晾晒12-36小时后翻堆并重新堆成堆体，翻堆及晾晒5-8次后形成堆肥。

优选地，混合溶液的电导率≤0.5ms/cm。

优选地，步骤4制备的障碍退化耕地促生增效的生物有机肥在播前整地时采用沟施(沟深5-10cm)、撒施方式施用。

优选地，障碍退化耕地促生增效的生物有机肥沟施的施肥量为30-50kg/ 亩，撒施的施肥量为45-70kg/亩。

本发明的有益效果是：

本发明的一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，以棉粕、秸秆、豆粕与纳米改性炭为碳源，以葡萄糖、氨基酸、蛋白胨、槐糖脂等为氮源，为枯草芽孢杆菌、芽孢杆菌、放线菌、固氮菌的定殖提供原料，其所含有的有机质的质量分数≥15％，具有增加土壤有机质及改善土壤结构、促进土壤盐分淋溶等效果；总氮磷钾养分含量≥25％，还具有固氮解钾、提高作物抗逆性、促进植物生长等效果。

本发明主要利用微生物发酵并与有机原料和无机物质联合制取障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，充分激发植物-土壤-微生物系统的互作促生机制，通过增强微生物优势菌群活化土壤养分、增加土壤容量，提高作物抗逆性、促进作物生长，进而修复障碍退化耕地并提高耕地产能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，按照重量份由以下原料组成：棉粕15-30份、秸秆粉10-20份、富里酸钾5-10份、脲铵氮肥10-15 份、褐腐酸钾6-10份、磷酸铵镁4-8份、聚磷酸铵5-10份、羟丙基甲基纤维素10-20份、硅酸三钙5-10份、硝酸磷钾肥10-15份、豆粕20-25份、纳米改性炭25-30份、葡萄糖10-20份、氨基酸6-10份、蛋白胨4-8份、槐糖脂1-5份、枯草芽孢杆菌5-10份、芽孢杆菌5-10份、放线菌4-8份、固氮菌5-10份、三聚磷酸钠10-15份。

本发明一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥的制造方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，按照重量份依次称取以下原料：棉粕15-30份、秸秆粉10-20 份、富里酸钾5-10份、脲铵氮肥10-15份、褐腐酸钾6-10份、磷酸铵镁4-8 份、聚磷酸铵5-10份、羟丙基甲基纤维素10-20份、硅酸三钙5-10份、硝酸磷钾肥10-15份、豆粕20-25份、纳米改性炭25-30份、葡萄糖10-20份、氨基酸6-10份、蛋白胨4-8份、槐糖脂1-5份、枯草芽孢杆菌5-10份、芽孢杆菌5-10份、放线菌4-8份、固氮菌5-10份、三聚磷酸钠10-15份；

步骤2，将步骤1称取的富里酸钾、脲铵氮肥、褐腐酸钾、磷酸铵镁、聚磷酸铵、羟丙基甲基纤维素、硅酸三钙、硝酸磷钾肥、豆粕、纳米改性炭粉碎机粉碎后过100目筛，利用机器搅拌2-5小时后，在250-300℃干燥灭菌后40分钟后进行造粒形成半成品；

步骤3，将步骤1称取的棉粕、秸秆粉、豆粕粉碎混合后并与纳米改性炭进行混匀堆肥，待堆体中心温度不小于55℃时且堆满6-8天后即翻堆1次、晾晒12-36小时后翻堆并重新堆成堆体，待翻堆及晾晒5-6次后形成堆肥，然后与步骤2形成的半成品进行充分混匀，形成备用物料；

步骤4，将备用物料转移至25-35℃环境下，然后将葡萄糖、氨基酸、蛋白胨、槐糖脂、枯草芽孢杆菌、芽孢杆菌、放线菌、固氮菌、三聚磷酸钠用纯水配成混合溶液均匀喷洒在备用物料表面，混合溶液的电导率≤0.5 ms/cm，每隔6-12小时喷洒一次、混匀7-9次后，待备用物料的质量含水量达到4％-8％时装袋形成障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，枯草芽孢杆菌有效活菌数不小于20亿/g、芽孢杆菌有效活菌数不小于10亿/g、放线菌有效活菌数不小于4-8亿/g、固氮菌有效活菌数不小于5-10亿/g，制备的障碍退化耕地促生增效的生物有机肥在播前整地时采用沟施、撒施方式施肥，沟施的施肥量为30-50kg/亩，撒施的施肥量为45-70kg/亩。

实施例1

(1)按重量份依次分别称取富里酸钾5份、脲铵氮肥10份、褐腐酸钾 6份、磷酸铵镁4份、聚磷酸铵5份、羟丙基甲基纤维素10份、硅酸三钙5 份、硝酸磷钾肥10份粉碎后过100目筛，利用机器搅拌3小时后，在250-300℃干燥灭菌后40分钟后进行造粒形成半成品；

(2)按重量份依次分别称取棉粕15份、秸秆粉10份、豆粕20份、纳米改性炭25份进行混匀堆肥，待堆体内部温度上升至55℃以上时堆满7天后即翻堆1次、晾晒12小时后翻堆并重新堆成堆体，待翻堆、晾晒5次后即添加半成品并且进行充分混匀，形成备用物料；

(3)将备用物料转移至25-28℃环境下，将葡萄糖10份、氨基酸6份、蛋白胨4份、槐糖脂1份、枯草芽孢杆菌5份、芽孢杆菌5份、放线菌4份、固氮菌5份、三聚磷酸钠10份用纯水配成混合溶液(EC≤0.5ms/cm)均匀喷洒在半成品表面，每隔6小时喷洒一次、混匀7次后，待备用物料的质量含水量达到4％时装袋形成障碍退化耕地促生增效的生物有机肥。

(4)在播前整地时采用沟施方式施肥，沟施的施肥量为40kg/亩。

实施例2

(1)按重量份依次分别称取富里酸钾7份、脲铵氮肥12份、褐腐酸钾 8份、磷酸铵镁6份、聚磷酸铵6份、羟丙基甲基纤维素12份、硅酸三钙6 份、硝酸磷钾肥12份粉碎后过100目筛，利用机器搅拌2.5小时后，在 250-300℃干燥灭菌后40分钟后进行造粒形成半成品；

(2)按重量份依次分别称取棉粕16份、秸秆粉15份、豆粕23份、纳米改性炭28份进行混匀堆肥，待堆体内部温度上升至60℃以上时堆满6天后即翻堆1次、晾晒15小时后翻堆并重新堆成堆体，待翻堆、晾晒6次后即添加半成品并且进行充分混匀，形成备用物料；

(3)将备用物料转移至25-30℃环境下，将葡萄糖12份、氨基酸8份、蛋白胨6份、槐糖脂2份、枯草芽孢杆菌6份、芽孢杆菌8份、放线菌5份、固氮菌6份、三聚磷酸钠12份用纯水配成混合溶液(EC≤0.5ms/cm)均匀喷洒在半成品表面，每隔6小时喷洒一次、混匀7次后，待备用物料的质量含水量达到5％时装袋形成障碍退化耕地促生增效的生物有机肥。

(4)在播前整地时采用撒施方式施肥，撒施的施肥量为45-70kg/亩。

实施例3

(1)按重量份依次分别称取富里酸钾9份、脲铵氮肥14份、褐腐酸钾 9份、磷酸铵镁8份、聚磷酸铵8份、羟丙基甲基纤维素14份、硅酸三钙8 份、硝酸磷钾肥13份粉碎后过100目筛，利用机器搅拌4小时后，在300-400℃干燥灭菌后30分钟后进行造粒形成半成品；

(2)按重量份依次分别称取棉粕28份、秸秆粉19份、豆粕25份、纳米改性炭30份进行混匀堆肥，待堆体内部温度上升至65℃以上时堆满6天后即翻堆1次、晾晒20小时后翻堆并重新堆成堆体，待翻堆、晾晒6次后即添加半成品并且进行充分混匀，形成备用物料；

(3)将备用物料转移至28-32℃环境下，将葡萄糖20份、氨基酸10份、蛋白胨8份、槐糖脂5份、枯草芽孢杆菌8份、芽孢杆菌8份、放线菌4份、固氮菌9份、三聚磷酸钠15份用纯水配成混合溶液(EC≤0.5ms/cm)均匀喷洒在半成品表面，每隔7小时喷洒一次、混匀7次后，待备用物料的质量含水量达到7％时装袋形成障碍退化耕地促生增效的生物有机肥。

(4)在播前整地时采用沟施方式施肥，沟施的施肥量为35kg/亩。

实施例4

(1)按重量份依次分别称取富里酸钾10份、脲铵氮肥15份、褐腐酸钾10份、磷酸铵镁7份、聚磷酸铵10份、羟丙基甲基纤维素20份、硅酸三钙10份、硝酸磷钾肥15份粉碎后过100目筛，利用机器搅拌5小时后，在350-400℃干燥灭菌后35分钟后进行造粒形成半成品；

(2)按重量份依次分别称取棉粕30份、秸秆粉20份、豆粕23份、纳米改性炭29份进行混匀堆肥，待堆体内部温度上升至60℃以上时堆满7天后即翻堆1次、晾晒24小时后翻堆并重新堆成堆体，待翻堆、晾晒6次后即添加半成品并且进行充分混匀，形成备用物料；

(3)将备用物料转移至25-30℃环境下，将葡萄糖18份、氨基酸8份、蛋白胨6份、槐糖脂4份、枯草芽孢杆菌10份、芽孢杆菌10份、放线菌8 份、固氮菌10份、三聚磷酸钠14份用纯水配成混合溶液(EC≤0.5ms/cm) 均匀喷洒在半成品表面，每隔8小时喷洒一次、混匀7次后，待备用物料的质量含水量达到8％时装袋形成障碍退化耕地促生增效的生物有机肥。

(4)在播前整地时采用沟施方式施肥，沟施的施肥量为35kg/亩。

实施例

试验1，实施例2中的一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥对土壤理化性质的影响：

试验方法：

研究采用田间试验，试验地地点新疆阿克苏地区沙雅县沙雅镇，土壤类型为灰漠土，播种前土壤含盐量7g/kg，土壤pH 9.25，作物为中棉35，灌溉方式为膜下滴灌，设置2个处理，分别为空白土壤(CK)、障碍退化耕地促生增效的生物有机肥处理，试验时间为2020年3月-10月。障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，作为底肥在播前整地时每亩撒施45kg。收获期分别采集膜下滴灌棉田根层0-30cm、30-60cm的土壤，风干后检测土壤的容重、含水量、总盐、pH及有机质、全氮、全磷及全钾含量。

结果分析：

本发明所述的一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥处理对土壤的容重、水分、盐碱程度及养分含量的有一定影响，试验结果表明：使用障碍退化耕地促生增效的生物有机肥后可明显降低土壤的容重、总盐、pH，降幅 10～50％不等；可明显增加土壤含水量及养分含量(有机质、全氮、全磷及全钾含量)(P<0.05)，增幅达20～40％以上(见表1)。

表1不同试验处理对土壤的容重、水分、盐碱程度及养分含量的影响

注：表中同一列数据后相同字母表示差异未达到显著性水平(P＜0.05)

结论：

使用45kg/亩的障碍退化耕地复合型生物有机菌肥处理，通过播前撒施方式施入具有显著的消减盐碱障碍及提升土壤肥力的效果。

实施例

试验2，实施例4中一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥对棉花产量的影响：

试验方法：

研究采用田间试验，试验地地点新疆阿克苏地区沙雅县沙雅镇，土壤类型为灰漠土，播种前的土壤含盐量为7g/kg，土壤pH为9.25，为中度盐碱障碍棉田，棉花品种为中棉35，灌溉方式为膜下滴灌，设置2个处理，分别为空白土壤(CK)、障碍退化耕地促生增效的生物有机肥处理(使用量为30 kg/亩)，试验时间为2019年3月-10月。障碍退化耕地促生增效的生物有机肥，作为底肥在播前整地时每亩撒施45kg。收获期10月10日对棉花产量进行测产，对苗数、根长、单株棉铃数及单铃数、皮棉、衣分含量进行统计。

结果分析：

不同试验处理对棉花单株铃数、根长、亩株数、单铃重的影响见表2。

表2不同试验处理棉花产量及品质

注：表中同一列数据后的相同字母表示差异未达到显著性水平(P＜ 0.05)

由表2中可以看出：障碍退化耕地促生增效的生物有机肥处理的单株铃数较对增加1.23个(P<0.05)；处理的亩株数较对照大幅度增加，增幅达13％ (P<0.05)；各处理产量分别为388.76、456.38kg/亩，障碍退化耕地复合型生物有机菌肥处理相对于对照增产15％，与对照比较达到显著性差异(P <0.05)。

结论：

使用本发明所述的一种障碍退化耕地促生增效的生物有机肥显著消减了土壤障碍因素、显著提高土壤有机质和养分，具有显著增产效果。