技术领域
[0001] 本
发明属于
肥料制备技术领域，具体涉及一种具备
土壤改良功效的有机肥。
背景技术
[0002] 液体有机肥料是有机废弃物
微生物发酵、除臭和腐熟后制作而成的有机肥料，一般用于有机农产品生产的中后期追肥。液体有机肥料含有多种功能性微生物和富含丰富的微量元素，可以改良土壤结构、改善土壤性质、提高土壤肥
力水平，并且为作物生长提供充足的营养，使作物茁壮成长。
[0003] 我国目前面临较为严峻的土壤问题，如土壤退化、土壤性质恶化等，修复、改良土壤已成为迫在眉睫的事情。现有的液体有机肥料主要用于为作物提供营养成分，液体有机肥料中含有少量的有益微生物，在一定程度上虽然能够改良、修复土壤，但是其修复
进程缓慢，修复效果不明显，并不能很好的解决
土壤修复的问题。为了提高液体有机肥的土壤修复能力，
现有技术中有往液体有机肥中直接添加大量有利于土壤修复的微生物，很多微生物无法在高浓度的液体有机肥中长期存活，导致微生物不但不能大量繁殖，反而数量锐减，将该液体有机肥施加到土壤中也不能起到较好的修复效果。为了保证液体有机肥的土壤修复效果，需要在短期内及时使用该液体有机肥，液体有机肥的保质期短。
发明内容
[0004] 本发明意在提供一种具备土壤改良功效的有机肥，以现有液体有机肥土壤修复效果不佳的问题。
[0005] 为了达到上述目的，本发明的方案为：一种具备土壤改良功效的有机肥，包括液体有机肥和添加在液体有机肥中的土壤修复颗粒；土壤修复颗粒包括具有三维孔道结构的载体和包裹在载体表面的外膜，载体上接种有土壤修复菌和存放有供土壤修复菌生长繁殖的营养物质。
[0006] 本方案的工作原理及有益效果在于：
[0007] 载体具有三维孔道结构，供微生物生长的营养物质能够有效的被存放在载体的三维孔道结构中。将土壤修复菌接种在载体上，存放在载体三维孔道结构内的营养物质能为微生物繁殖提供养分，能够维持土壤修复菌的正常生长，也能确保土壤修复菌能顺利繁殖。而且载体上具有三维孔道结构,三维孔道结构为土壤修复菌的繁殖提供了空间，土壤修复菌大量分布在这些三维孔道结构内，能够迅速繁殖、生长。土壤修复颗粒中的载体本身虽然不具有营养成分，但是由于其具有丰富的三维孔道结构，吸水、吸肥的性能很好，对土壤水分的
电解质(包括养分)有很强的调节作用，比如，刚刚
施肥时，载体会
吸附大量的
电解质，起到缓冲的作用，避免养分过高，以后会在
植物根系的作用下慢慢释放。除此之外，载体还能够在增强土壤的透气性，有利于作物根系生长。
[0008] 使用本方案的有机肥，液体有机肥为
农作物的生长提供必须的营养成分，使农作物茁壮成长。在使用有机肥的同时，有机肥中的土壤修复颗粒一同进入土壤中，不需单独施加，提高效率。土壤修复菌进入土壤后，表面的外膜逐渐被破坏，外膜内的土壤修复菌逐渐被释放出来，土壤修复菌进入土壤中后，能起到以下作用：修复土壤，促进农作物的生长发育，增产防病等。
[0009] 可选地，所述载体采用以下方法制备得到：
[0010] (1)准备以下原料：细菌
纤维素和陶瓷原料；
[0011] (2)将细菌
纤维素和陶瓷原料混合均匀，得到混合物；往混合物中加入水，使混合物成团状固体；
[0012] (3)对团状固体进行
煅烧，使团状固体的干燥程度达99.5-99.9％，得到半成品；
[0013] (4)对半成品进行
破碎,将其粒径控制在1-4mm，得到载体。
[0014] 细菌纤维素具有良好的
生物可降解性，投入到土壤后可被降解，不会造成污染，而且由于细菌纤维素自身的空间三维结构，使其具有极强的吸水性，能够很好的持有水份，有利于微生物的繁殖。细菌纤维素、陶瓷原料经煅烧后均能形成具有三维孔道结构，将细菌纤维素和陶瓷原料混合煅烧能够增强载体的强度，避免载体发生塌陷，保证载体能够正常的储存营养成分。
[0015] 可选地，步骤(1)中还包括原料：造孔剂；步骤(2)中将细菌纤维素、陶瓷原料和造孔剂混合均匀，得到混合物。在原料中添加造孔剂，造孔剂能使载体产生更多的孔洞结构，有利于增加载体的孔隙率，使得载体能够携带更多的营养物质。
[0016] 可选地，步骤(1)中包括以下
质量份数的原料：细菌纤维素50-70份、陶瓷原料25-40份、造孔剂0.5-3份。经过
申请人长时间研究确定，将各原料的用量控制在上述范围内，制得的载体总体效果较好，既能起到骨架的作用，又能分别为营养物质提供充足的储存空间，为土壤修复菌提供生长、繁殖空间。
[0017] 可选地，陶瓷原料包括
碳化
硅粉和粘土，碳化硅粉与粘土的质量份数比为2.5-6:1。申请人通过实验确定，选用碳化硅粉、粘土作为陶瓷原料与细菌纤维素配合，最后得到的载体结构强度较高。
[0018] 可选地，所述载体为孔隙率在60-90％的多孔
二氧化硅材料。采用多孔
二氧化硅材料作为载体，首先多孔二氧化硅本身具有丰富的三维孔道结构，能够满足本方案对载体的基本要求；其次，二氧化硅是土壤中的主要成分，将二氧化硅作为载体不会对土壤造成污染。
[0019] 可选地，所述土壤修复颗粒采用以下步骤制备得到：
[0020] (1)准备以下质量份数的原料：蛋白胨12-18份、
葡萄糖5-8份、琼脂5-8份、
氯化钠1-2份、载体30-35份和水16-22份；
[0021] (2)先在载体表面喷洒水，将载体的
含水量控制在60-80％，再将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、琼脂和载体共同搅拌、混合，混合过程中加入水，使得各种原料之间能够黏成团状；
[0022] (3)对步骤(2)中得到的物质进行高温灭菌，得到初成品；
[0023] (4)将土壤修复菌接种到初成品上培养24-32h；
[0024] (5)在初成品表面
喷涂包膜剂，包膜剂
凝固后，在载体表面再包裹一层防水层。
[0025] 制备土壤修复颗粒时，先在载体表面喷洒水，使得载体的湿度增加，则载体与蛋白胨、葡萄糖等物质混合时，蛋白胨、葡萄糖等物质可以被载体所粘附，有利于各种原料聚成团状。初步混合后，加入水，使得各种原料之间的结合更加紧密，而且补充的水增加了载体的湿度，有利于微生物繁殖。在载体表面涂覆包膜剂、防水层能够较好的暂时将载体与外部环境隔绝，避免液体有机肥中的成分进入土壤修复颗粒内，影响土壤修复菌的生长繁殖。
[0026] 可选地，土壤修复菌包括芽孢杆菌属、固氮菌、泾阳链霉菌、曲霉菌、乳酸菌中的一种或多种。经申请人研究发现，选用上述微生物作为土壤修复菌，具有固氮，增加作物抗逆性，降解土壤中有机磷，提高土壤有机质，改善土壤结构，杀菌，抑制有害微生物的活动等有益效果，对土壤进行良好修复的同时，改善作物的生长。
[0027] 可选地，土壤修复菌包括胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、曲霉菌和乳酸菌；所述胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、曲霉菌和乳酸菌按体积比1-2.5:2-5:1-3:2-3.5:1.5-4的比例混合。经申请人研究发现，选用上述几种微生物复配，各种微生物除了能够较好的共存外，相互促进、相互补充，修复土壤、抗土传病害效果远远大于单一菌种，能使作物达到高产丰产的效果。
[0028] 可选地，液体有机肥采用以下步骤制备得到：
[0029] (1)准备以下原料：植物饼渣、秸秆、
酒糟、玉米芯和水；
[0030] (2)原料处理：对原料进行
粉碎，将其粒径控制在2-10mm；
[0031] (3)发酵：在原料中加入地衣芽孢菌、
酵母菌和枯草芽孢杆菌进行发酵；将PH控制在8-9，
温度控制在38-45℃，保持底物氧含量在8-15％的水平；
[0032] (4)发酵完成后，对发酵产物进行固液分离，得到液体有机肥；
[0033] (5)对液体有机肥进行均质、杀菌处理。
具体实施方式
[0034] 下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，
实施例2、3仅示出与实施例1的区别之处，其他未示出的部分与实施例1相同。
[0035] 实施例一
[0036] 一种具备土壤改良功效的有机肥，包括液体有机肥和添加在液体有机肥中的土壤修复颗粒，土壤修复颗粒包括载体和包裹在载体表面的外膜，载体内存放有营养物质，载体上接种有土壤修复菌。土壤修复菌可为芽孢杆菌属、固氮菌、泾阳链霉菌、曲霉菌、乳酸菌中的一种或多种，在本实施例中，添加的土壤修复菌包括胶质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、曲霉菌和乳酸菌，质芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、曲霉菌和乳酸菌按体积比2.5:3.2:1.8:3:3.6的比例混合。
[0037] 本方案的液体有机肥是指利用微生物发酵有机物得到的液体成分，液体有机肥可直接选用现有市场上售卖的，也可自行制备，在本实施例中，液体有机肥采用以下方法制备得到：
[0038] (1)准备以下质量份数的原料：植物饼渣55份、秸秆40份、酒糟28份、玉米芯20份和水300份；
[0039] (2)原料处理：对原料进行粉碎，将其粒径控制在2-10mm；
[0040] (3)发酵：在原料中加入地衣芽孢菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌进行发酵；将PH控制在8，
温度控制在42℃，保持底物氧含量在12％的水平；
[0041] (4)发酵完成后，对发酵产物进行固液分离，得到液体有机肥，最后对液体有机肥进行均质处理、杀菌处理。
[0042] 本方案的载体采用以下方法制备得到：
[0043] (a)准备以下原料：细菌纤维素65份、碳化硅粉24份、粘土7份和造孔剂1.8份；
[0044] (b)将细菌纤维素、碳化硅粉、粘土和造孔剂混合均匀，得到混合物；往混合物中加入水，使混合物成团状固体，控制该团状固体；
[0045] (c)对团状固体进行煅烧，使团状固体的干燥程度达99.5-99.9％，得到半成品；
[0046] (d)对半成品进行破碎,将其粒径控制在1-4mm，得到载体。
[0047] 本方案的土壤修复颗粒采用以下步骤制备得到：
[0048] 1)准备以下质量份数的原料：蛋白胨16份、葡萄糖7份、琼脂6份、氯化钠1.5份和载体32份水18份；
[0049] 2)先在载体表面喷洒水，将载体的含水量控制在60-80％，再将蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、琼脂和载体共同搅拌、混合，混合过程中加入水，使得各种原料之间能够黏成团状；
[0050] 3)对步骤(2)中得到的物质进行高温灭菌，得到初成品；
[0051] 4)将土壤修复菌接种到初成品上培养24-32h；
[0052] 5)在初成品表面喷涂包膜剂，包膜剂凝固后，在载体表面再包裹一层防水层。本方案所用的包膜剂可选用现有的
种子包衣所用的包膜剂，在实施例中，选用沈阳化工研究院有限公司生产的成膜剂SY-202。防水层可使用可降解防水材料(如可降解聚酯
型材料)或
石蜡等防水材料构成，在本实施中防水层选用石蜡制得。
[0053] 实施例二
[0054] 本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的载体为孔隙率在60-90％的多孔二氧化硅材料。本实施例中的多孔二氧化硅材料可以从市场上购买得到，也可自行制备，在本实施例中采用以下方式制备得到：以二氧化硅为基质，以
碱金属无机盐为化学扩孔剂，将化学扩孔剂配成溶液对所述二氧化硅进行浸泡，然后经过干燥、
焙烧得到多孔二氧化硅材料。化学扩孔剂可选用
钾、钠的
硫酸盐、
硝酸盐、
盐酸盐中的一种或几种化合物，本实施例中选用钾的
硫酸盐和硝酸盐。
[0055] 实施例三
[0056] 本实施例与实施例1的区别在于：防水层使用可降解聚酯型材料制成。
[0057] 测量实验：
[0058] 首先测量实施例1-3中制备完成后的土壤修复颗粒中微生物的数量，这个阶段测得的数据为初始状态微生物的数量。将实施例1-3中的土壤修复颗粒分别置于在液体有机肥(均为实施例1制备的液体有机肥)中培养10天、25天，10天后、25天后取出土壤修复颗粒，分别测量土壤修复颗粒中微生物的数量。在本次测量实验中设置了对比例，对比例为：检测实施例1中制备完成后的土壤修复颗粒中微生物的数量，将同等数量的土壤修复菌接种到实施例1中的液体有机肥中直接培养，分别测量10天、25天后液体有机肥中微生物的数量。在本次测量中，采用
血细胞计数器进行测定。
[0059] 为了方便比较不同阶段微生物的增减情况，统一将各个实施例初始状态测得的微生物的数量定义为“1a”，其余阶段的数量与“1a”作比较，若为初始阶段数量的10倍则表示为“10a”。
[0060] 测量得到的数据如表1所示：
[0061]
[0062] 实验结论：
[0063] 通过实施例1-3的实验数据可以直观的看出，本发明方案中制备得到的土壤修复颗粒能够较好维持微生物的活性。10天后测得的微生物的数量比初始状态的微生物的数量大幅增加，其主要原因可能在于，载体为微生物的生长营造了较为良好的生长环境，使得微生物能够大量繁殖。25天后测得的微生物数量与10天后的微生物相比，数量大幅减少，其可能原因在于，载体中的营养物质被大量消耗，微生物生长需要的营养不足，以及可能部分液体有机肥渗入到土壤修复颗粒中，导致微生物的生长环境恶化。虽然25天微生物数量大量减小，但25天后测得的微生物数量仍比初始状态的微生物的数量多，据此可得出结论：采用土壤修复颗粒的方式能够较好的保留微生物。
[0064] 对比例中微生物数量随时间推移其数量大幅降低，据此可知，微生物无法在液体有机肥中长期存活。
