技术领域
[0001] 本
发明属于
肥料技术领域，具体涉及一种含有益菌、微量元素和
生物质炭基肥料及其制备方法。
背景技术
[0002] 长期以来，我国大部分耕地使用的是化学肥料，尤其是我国粮食主产区东北和中原地区，化学肥料施用量逐年增加。长期化肥的施用给农田造出了严重破坏。事实证明，当今尽管逐年化肥增量施用但
农作物产量却趋于逐年减产，农产品品质也逐年下降，
土壤中微量元素和有益菌缺乏或
不平衡，导致了农产品微量元素元素的缺乏，农产品微量元素缺乏能直接影响食用者身体健康。
[0003] 目前，我国土壤由于长期施用化学肥料土壤结构遭到破坏，
耕作层变硬，透气透
水能
力下降，严重影响作物根系正常生长。肥料投入越来越多，农产品产量、品质不仅没有提升，反而呈现下降趋势，农产品生产成本不断提高农产品
质量风险加大。土壤的有机质是土壤结构的重要组成部分，也是
土壤肥力高低的重要指标，化肥施用量越多有机质含量就越贫乏。由于耕作方式和土壤板结导致大部分土壤有效活土层越来越浅，导致耕作层越来越浅。土壤正常中性的土壤pH值大概在7左右，而许多地区过量施用化肥，不能被
植物吸收的剩余肥料被土壤
固化沉积致使土壤pH值却低于5，造成土壤
酸化。大部分地区出现了土壤盐
碱化，出现青绿霜、红霜、白霜现象，这现象就是土壤盐渍化的直观表现，化肥和
农药的相互作用造成部分耕地越种越咸。我国绝大多土壤被污染，主要是化肥、农药、农膜的残留，未经
发酵腐熟处理的
有机肥，以及连作和病虫害病原物，这些污染物长期残留土壤之中，超出土壤自身
净化能力造成
土壤污染。重茬障碍所致，土壤中
微生物菌群慢慢失调，有害菌群越积累越多土壤中菌群越种越杂。
[0004] 我国最
基础的土壤标准是微生物种群有益菌种群大于8种，生存量大于1％、22种大中微量元素，土壤矿物质含量45％、土壤中的有机质5％、土壤中含水25％、土壤中空气含量25％以上。但据有关土壤调查报告显示，我国大部分土壤中的大、中、微量元素种类普遍低于15种，土壤中有益菌和有机质含量远远低于标准土壤值，这已经表明了我国土壤综合地力的匮乏，并折射出了农产品质量将波及到食用者的身体健康问题。
[0005] 近年来，国家要求化肥零增长，鼓励发展有机肥代替化肥，稳步推行
土壤改良计划、推动绿色农业健康农业有序发展。
[0006] 由于过量施用化肥破坏土壤团粒结构造成土壤板结，降低了微生物活性，从而降低了土壤中微生物的多样性。过量施用化肥降低了土壤中生物质含量，
加速土壤板结，破坏了土壤通透性，降低了土壤保肥保墒能力。过量施用化肥降低了土壤中农作物所必需的中量元素和微量元素，导致农产品元素缺乏降低了农产品品质，影响食用者身体健康。过量施用化肥除了季节性农作物吸收利用外，其余被土壤固定沉积，形成酸盐造成土壤板结。增强土壤生物质含量，提高土壤微生物活性，促进微生物对微量元素溶解，变成可被植物吸收利用的
营养元素。
[0007] 因此，近年来加大有机肥、微量元素肥和微生物肥的扶持和推广力度，并倡导逐步减少化学肥料施用量，施用有机肥改良
土壤修复土壤，恢复土壤自然生态综合能力，提高农产品产量和质量。
[0008] 目前，我国肥料市场上出现了许多品类的有机肥、微量元素肥、有益菌肥。但上述肥料由单一的有机肥或单一有益菌肥或单一微量元素肥构成，单独使用效果差。尤其是因土壤板结、酸化、污染等因素使有益菌肥料中的微生物活性差，由于微生物受到土壤环境制约导致活菌数远远达不到2亿/g的数量要求,若这几种肥料同时使用不但增加了肥料投入成本，还增加了劳动成本，单一使用上述一两种肥料达不到土壤改良、土壤修复及提高农产品产量和质量的目的。通过大量实验数据证明：只有地域性测土配制有益菌和微量元素炭基肥，才可以解决土壤改良、土壤污染，提高有益菌活性、提高农产品产量和质量。
发明内容
[0009] 本发明所述含有多种有益菌和微量元素炭基肥是利用多种有益菌和微量元素与生物质炭基创新结合的肥料，该肥料是包含以下原料：微量元素炭基、原土著菌肥、风化褐
煤粉、化工肥料、有益菌。并且可选地，本发明所述的有益菌和微量元素炭基肥，还包括有土壤修复菌剂、有机肥料腐熟剂。
[0010] 所述微量元素炭基为将将秸秆切段与禽畜
粪便混合压
块、再将园林废弃物
粉碎，后将上述物料混合烘干后与白
云石粉、橄榄石粉、镍基盐粉混合通过
气化炉高温
热解得到的残余物。
[0011] 所述原土著菌肥为取腐殖土与农作物秸秆、园林废弃物、麦麸、豆饼混合粉碎。用红糖水将腐殖土、秸秆粉、园林废弃物、麦麸、豆饼粉末均匀搅拌。通过调节加入红糖水的量以及进一步加入无菌水将混合物料调至含水率在40-60％。将上述调节
含水量后的混合物料放入
厌氧池封闭发酵所得到的发酵产物。
[0012] 基于1000重量份的含有多种有益菌和微量元素炭基肥，上述微量元素炭基的添加量为700-900重量份；上述原土著菌肥的添加量为40-70重量份；上述
褐煤粉的加入量为10-200重量份；上述有益菌剂的添加量为：根瘤菌剂0.2-0.3份、固氮菌剂0.2-0.3份、溶磷菌剂
0.2-0.3份、
硅酸盐菌剂0.1-0.3份、菌根菌剂0.2-0.3份、光合菌剂0.2-0.3份、芽孢杆菌剂
0.25-0.3份；化工肥料的总添加量为20-30份；所述土壤修复菌剂的加入量为0.2-0.3重量份；所述有机肥料腐熟剂的加入量为0.2-0.3重量份。
[0013] 具体地，本发明所述的微量元素炭基由以下方法制备得到。
[0014] 以下份数均为重量份数。将农作物秸秆50-70份、禽畜粪便20-40份、园林废弃物15-30份物料烘干至含水量15％以下，将秸秆切成8-10cm长的段与禽畜粪便混合压块，再将园林废弃物粉碎，并将上述组份与白云石粉3-5份、橄榄石粉3-5份、镍基盐粉末1-2份通过气化炉高温热解。上述气化炉
温度从100℃升温至1200℃，上述高温热解时间至上述组分有机物完全气化为止。
[0015] 所述园林废弃物包括园林植物自然凋落形成的废弃物，如落叶、枯萎的花瓣、死亡的草木大树等，也包括人工
修剪的树枝、割掉的草屑、无用的果实、无用的灌木等。
[0016] 所述镍基盐为：含有Ni2+离子的金属盐，包括但不限于NiCl2，NiSO4，Ni(NO3)2等。
[0017] 本发明将上述气化炉高温热解后的生物质炭基、白云石粉、橄榄YUANL石粉、镍基盐粉末混合物即为本发明所述“微量元素炭基”。
[0018] 上述高温使生物质废弃物在气化炉内经历干燥、
热分解、还原、氧化过程，四个过程是使生物质废弃物从100℃-1200℃生产生物质可燃气、生物质清洁热和生成生物质炭基的过程；白云石粉、橄榄石粉和镍基盐粉在同工艺热工况下提高生物质废弃物可燃气的产气率，并为后续肥料产品提供了多种微量元素的补充。
[0019] 生物质废弃物经热解后所产生的可燃气和清洁热作为
能源应用，将热解后的生物质炭基与高温膨化的白云石粉、橄榄石粉、镍基盐粉并充分混合，白云石、橄榄石、镍基盐中富含多种生物质生长所必需的微量元素和矿物质。在后续本发明肥料，上述“微量元素炭基”具体制作中作为一组物料即微量元素炭基使用。在本案中后续的叙述中称之为微量元素炭基。
[0020] 基于1000重量份的含有多种有益菌和微量元素炭基肥，上述微量元素炭基的添加量为700-900重量份，优选地上述微量元素炭基的添加量为750-900重量份。
[0021] 本发明所述的原土著菌由以下方法制备得到。
[0022] 以下份数均为重量份数。取腐殖土1-18份，将其中杂质挑出、并与农作物秸秆1-8份、园林废弃物1-3份、麦麸1-6份、豆饼0.8-2份混合粉碎。用40-50℃，优选45℃，的无菌水将红糖0.2-0.4份稀释至浓度为3-4wt％。将红糖水与腐殖土、秸秆粉、园林废弃物、麦麸、豆饼粉末均匀搅拌。通过调节加入红糖水的量以及进一步加入无菌水将混合物料调至含水率在40-60％。将上述调节含水量后的混合物料放入可控
温室厌氧池封闭发酵。发酵
温度控制在45℃度以下，优选发酵温度为35-45℃，特别优选的温度为40-45℃。厌氧发酵时间为5-10天，优选为7天。厌氧发酵后将厌氧物料取出放到
通风阴凉处另行存放，将作为一种有益菌和微量元素炭基肥的辅料应用。上述厌氧发酵后的物料在本发明中称为“原土著菌肥”，在后续肥料制作中作为一组物料即原土著菌肥，在本发明后续本案叙述中称之为：原土著菌肥。
[0023] 所述腐殖土优选取自所属农业
气候区划范围内的腐殖土。所述农业气候区划为从农业生产的需要出发，根据农业气候条件的地区差异进行的区域划分。其中所述腐殖土取自所属农业气候区划范围内的腐殖土，优选取自所属农业气候区划范围内落叶聚集较多的山谷、树林中的腐殖土。
[0024] 基于1000重量份的含有多种有益菌和微量元素炭基肥，上述原土著菌肥的添加量为40-70重量份，优选地上述原土著菌肥的添加量为40-65重量份。
[0025] 本发明所述的有益菌为根瘤菌剂、固氮菌剂、溶磷菌剂、
硅酸盐菌剂、菌根菌剂、光合菌剂、芽孢杆菌剂的复合菌剂。基于1000重量份的有益菌和微量元素炭基肥，上述菌剂的添加量为：根瘤菌剂0.2-0.3份、固氮菌剂0.2-0.3份、溶磷菌剂0.2-0.3份、硅酸盐菌剂0.1-0.3份、菌根菌剂0.2-0.3份、光合菌剂0.2-0.3份、芽孢杆菌剂0.25-0.3份。优选地，上述菌剂的添加量为：根瘤菌剂0.2-0.25份、固氮菌剂0.2-0.25份、溶磷菌剂0.2-0.25份、硅酸盐菌剂0.1-0.2份、菌根菌剂0.2-0.25份、光合菌剂0.2-0.25份、孢杆菌剂0.25-0.28份。
[0026] 本发明所述的化工肥料选自常规的化肥。具体地，所述化工肥料选自：氯化
钾、二氯硝基苯、
硫酸钾、尿素、
磷酸氢二铵、磷酸二氢
钙、五氧化二磷、
硫酸镁、
二氧化硅或重质
碳酸钙中的一种或多种组合。在优选的实施方式中，基于1000重量份的有益菌和微量元素炭基肥，其中可选地包含：
氯化钾1-3份、二氯硝基苯2-5份、
硫酸钾3-5份、尿素5-8份、磷酸氢二铵2-5份、磷酸二氢钙2-4份、五氧化二磷1-3份、硫酸镁1-3份、二氧化硅3-5份、重质碳酸钙1-3份。
[0027] 基于含有多种益菌和微量元素炭基肥的总重量，上述各种化工肥料的总添加量为2-3wt％，优选地，化工肥料的添加量为2.1-2.6wt％。
[0028] 本发明所述的褐
煤粉，优选为风化褐煤粉。基于1000重量份的含有多种有益菌和微量元素炭基肥，上述褐煤粉的加入量为10-200重量份，优选地，上述褐煤粉的加入量为30-160重量份。
[0029] 本发明所述的土壤修复菌剂，也称为土壤修复改良菌剂。本发明使用的土壤修复菌剂为市售常规的土壤修复菌剂。基于1000重量份的含有多种有益菌和微量元素炭基肥，所述土壤修复菌剂的加入量为0.2-0.3重量份。
[0030] 本发明所述的有机肥料腐熟剂，也称为有机肥料发酵剂。本发明使用的有机肥料腐熟剂为市售常规的有机肥料腐熟剂。基于1000重量份的含有多种有益菌和微量元素炭基肥，所述有机肥料腐熟剂的加入量为0.2-0.3重量份。
[0031] 本发明所述的含有多种有益菌和微量元素炭基肥通过将上述微量元素炭基、风化褐煤粉、原土著菌肥、化工肥料粉碎成细数80目粉末。将上述粉末与土壤修复菌剂、有机肥腐熟剂、有益菌复配的复合菌剂混合搅拌均匀，
造粒、烘干后既得。
[0032] 本发明所述的微量元素炭基不但能改良土壤板结、补充土壤中的生物质和微量元素含量、平衡土壤温度、还能促进农作物生长，提高农作物产量和农产品品质，保障农产品食用安全。
[0033] 本发明的优选
实施例中应用原土著菌是因为土著菌在当地经历了千百年的演化，最适合当地的气候和土壤环境，原土著菌肥能较好丰富土壤中有益菌，并能为其他后植入的有益菌提供生存环境协助其他有益菌快速适应土壤环境，可大大提高其他有益菌的成活率。
[0034] 本发明的有益菌复合菌剂根瘤菌剂、固氮菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、菌根菌剂、光合菌剂、芽孢杆菌剂与原土著菌肥料结合，其混合菌剂的有效活性菌数量≧80亿/g。
[0035] 本发明所述一种有益菌和微量元素炭基肥是在生物质废弃物无害化处理和资源化利用基础上，应用自主知识产权微量元素炭基产品与有益菌种、部分生物质所必须的化学肥料，经科学配伍形成的一种新型肥料，用以改良土壤板结、修复土壤污染、溶解被沉积的剩余肥料对植物供给、提高农作物产量和提升农产品品质，保障农产品食用安全促进农业绿色健康发展。
具体实施方式
[0036] 下面将通过具体实施例对本发明进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的同行和农技人员。
[0037] 如在通篇
说明书及
权利要求当中所提及的“微量元素炭基”即为“微量元素炭基肥”、“有益菌”即为“微生物、有效菌或有益菌肥”这些均为开放式用语。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。
[0038] 制备微量元素炭基。以下份数均为重量份数。将农作物秸秆60份、禽畜粪便30份、园林废弃物20份物料烘干至含水量15％以下，将秸秆切成10cm长的段与禽畜粪便混合压块，再将园林废弃物粉碎，并将上述组份与白云石粉3份、橄榄石粉3份、镍基盐粉末2份通过气化炉高温热解。上述气化炉升温至1200℃，上述高温热解24小时，至有机物完全气化。
[0039] 制备原土著菌肥。以下份数均为重量份数。取腐殖土15份，将其中杂质挑出、并与农作物秸秆8份、园林废弃物3份、麦麸5份、豆饼1份混合粉碎。用45℃的无菌水将红糖0.4份稀释至浓度为3wt％。将红糖水与腐殖土、秸秆粉、园林废弃物、麦麸、豆饼粉末均匀搅拌。通过调节加入红糖水的量以及进一步加入无菌水将混合物料调至含水率为60％。将上述调节含水量后的混合物料放入可控温室厌氧池封闭发酵。发酵温度控制在40-45℃。厌氧发酵时间为7天，得到原土著菌肥。
[0040] 实施例1
[0041] 以制作1000kg一种有益菌和微量元素炭基肥为例，该肥料由以下质量份的原料制得：
[0042] 微量元素炭基800kg、风化褐煤粉110kg、原土著菌肥65kg、土壤修复菌剂0.25kg、磷酸二氢钙2kg、氯化钾1.5kg、硫酸钾4kg、尿素7.5kg、磷酸氢二铵5kg、重质碳酸钙3kg、有机肥料腐熟剂0.3kg、根瘤菌剂0.25kg、固氮菌剂0.28kg、溶磷菌剂0.28kg、硅酸盐菌剂0.28kg、菌根菌剂0.25kg、光合菌剂0.25kg、芽孢杆菌剂0.30kg。
[0043] 本发明一种有益菌和微量元素炭基肥的制备方法包括以下步骤：
[0044] (1)将上述微量元素炭基、风化褐煤粉、原土著菌肥、氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钙、尿素、磷酸二氢
氨、重质碳酸钙粉碎成细数80目粉末。
[0045] (2)将步骤(1)的粉末与土壤修复菌剂、有机肥腐熟剂、根瘤菌剂、固氮菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、菌根菌剂、光合菌剂、芽孢杆菌剂复配的复合菌剂混合搅拌均匀，造粒、烘干后既得。
[0046] 本实施例得到的一种益菌和微量元素炭基肥，适合葵花、黄豆、小麦、玉米、油菜、
高粱等旱田农作物，经实践证明：本发明一种有益菌和微量元素炭基肥与氮磷钾肥和其他
复合肥料结果相对比，由于生物质炭基和褐煤在土壤中具有提高温度和保温特性，使农作物提前早熟5-7天，且农作物增产1.15-1.30倍。
[0047] 实施例2
[0048] 以制作1000kg一种有益菌和微量元素炭基肥为例，该肥料由以下质量份的原料制得：
[0049] 微量元素炭基900kg、风化褐煤粉30kg、原土著菌肥40kg、土壤修复菌剂0.30kg、有机肥料发酵剂0.3kg、氯化钾1.5kg、硫酸钾4kg、尿素5.5kg、磷酸氢二铵7kg、磷酸二氢钙3.5kg、二氧化硅6kg、根瘤菌剂0.30kg、固氮菌剂0.30kg、溶磷菌剂0.25kg、硅酸盐菌剂
0.25kg、菌根菌剂0.30kg、光合菌剂0.30kg、芽孢杆菌剂0.26kg。
[0050] 该发明一种有益菌和微量元素炭基肥的制备方法包括以下步骤：
[0051] (1)将上述微量元素炭基、风化褐煤粉、原土著菌肥、氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钙、尿素、磷酸二氢铵、二氧化硅粉碎成细数80目粉末。
[0052] (2)将步骤(1)的粉末与土壤修复菌剂、有机肥腐熟剂、根瘤菌剂、固氮菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、菌根菌剂、光合菌剂、芽孢杆菌剂复配的混合菌剂搅拌均匀，造粒、烘干后既得。
[0053] 本实施例得到的一种益菌和微量元素炭基肥，适合单季稻、双季稻等水产农作物，经实践证明：该一种有益菌和微量元素炭基肥与氮磷钾肥和其他复合肥相对比，由于生物质炭基和褐煤在土壤中具有提高温度和保温特性，可使农作物提前早熟3--5天，且农作物增产1.20-1.35倍。
[0054] 实施例3
[0055] 以1000kg一种有益菌和微量元素炭基肥为例，该一种有益菌和微量元素炭基肥由以下质量份的原料制得：
[0056] 炭基750kg、风化褐煤粉160kg、原土著菌肥65kg、土壤修复菌剂0.25kg、有机肥料腐熟剂0.3kg、氯化钾1.5kg、硫酸镁3kg、尿素4kg、磷酸氢二铵8.5kg、五氧化二磷4.5kg、重质碳酸钙3kg、有机肥料腐熟剂0.3kg、根瘤菌剂0.25kg、固氮菌剂0.28kg、溶磷菌剂0.28kg、硅酸盐菌剂0.28kg、菌根菌剂0.25kg、光合菌剂0.25kg、芽孢杆菌剂0.28kg。
[0057] 该发明一种有益菌和微量元素炭基肥的制备方法包括以下步骤：
[0058] (1)将上述微量元素炭基、风化褐煤粉、原土著菌肥、氯化钾、硫酸钾、重质碳酸钙、硫酸镁、尿素、磷酸二氢氨、五氧化二磷碎成细数80目粉末。
[0059] (2)将步骤(1)的粉末与土壤修复菌剂、有机肥腐熟剂、根瘤菌剂、固氮菌剂、溶磷菌剂、硅酸盐菌剂、菌根菌剂、光合菌剂、芽孢杆菌剂复配的混合菌剂搅拌均匀，造粒、烘干后既得。
[0060] 本实施例得到的一种益菌和微量元素炭基肥适合白菜、胡萝卜、白萝卜、芹菜等蔬菜农作物，经实践证明：该一种有益菌和微量元素炭基肥与氮磷钾肥和其他复合肥相对比，由于生物质炭基和褐煤在土壤中具有提高温度和保温特性，可使农作物提前早熟5--7天，且农作物增产1.30-1.45倍，其中白萝卜、胡萝卜品型最佳产量突出。
