CN106699410B - 一种用于提高土壤微生物功能多样性的生物有机肥及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提高土壤微生物功能多样性的生物有机肥及其制作方法，步骤一：取休耕土调节水分至40％～60％；步骤二：撒上休耕土质量的12％酒糟有机肥、4％蚯蚓有机肥、12％药渣有机肥、8％油枯有机肥和8％牛粪有机肥，混合均匀后建成条垛；步骤三：发酵1～2天，待条垛温度升到60～65℃时进行第一次翻堆；步骤四：过2～3天后，当条垛温度再次升到60～65℃时再进行翻堆；步骤五：再发酵8～10天，当温度不再上升后即完成生物有机肥的制备；本发明可将休耕土中的微生物进行很好的培育及扩增，应用于耕作土壤中能够显著提高土壤微生物的数量和功能性，优化作物的生长环境，进而能够提高作物的产量。

Description

一种用于提高土壤微生物功能多样性的生物有机肥及其制作 方法

技术领域

本发明涉及一种用于提高土壤微生物功能多样性的生物有机肥及其制作方法，属于生物有机肥技术领域。

背景技术

生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥产品除了含有较高的有机质外，还含有具有特定功能的微生物，这是此类产品的本质特征。并且所含微生物应表现出一定的肥料效应，如具有增进土壤肥力、制造和协助农作物吸收营养、活化土壤中难溶的化合物供作物吸收利用等作用，或可产生多种活性物质和抗、抑病物质，对农作物的生长有良好的刺激与调控作用，可减少或降低作物病虫害的发生，以及改善农产品品质。

与普通有机肥相比，生物有机肥的生产除了在腐熟过程中要加入促进有机物料腐熟、分解的生物菌剂，以实现定向腐熟、除臭等目的外，在产品中还需加入具有特定功能的微生物，以提升产品的作用效果。

研究发现，在长期休耕的土壤上种植的作物显著好于长期使用化肥的土壤，其中的休耕土壤微生物结构、功能多样性有着显著的不同，长期休耕土资源有限不能大量用于生产，因此，研究如何将休耕土中的微生物扩增进而制成生物有机肥使用具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于提高土壤微生物功能多样性的生物有机肥及其制作方法，该生物有机肥能够将休耕土中的微生物进行很好的培育及扩增，应用于耕作土壤中能够显著提高土壤微生物的数量和功能性，进而可优化作物的生长环境，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种生物有机肥调料，按重量份计算，所述生物有机肥调料主要由酒糟有机肥、蚯蚓有机肥、药渣有机肥、油枯有机肥和牛粪有机肥组成。

优选地，按重量份计算，所述生物有机肥调料主要由酒糟有机肥12份、蚯蚓有机肥4份、药渣有机肥12份、油枯有机肥8份和牛粪有机肥8份组成。

一种生物有机肥，按重量份计算，将休耕土与生物有机肥调料按100：44配制而成。

生物有机肥的制作方法包括以下步骤：

步骤一：取休耕土调节水分至40％～60％；

步骤二：将生物有机肥调料均匀撒在休耕土上，混合均匀后建成条垛；

步骤三：发酵1～2天，待条垛温度升到60～65℃时进行第一次翻堆；

步骤四：过2～3天后，当条垛温度再次升到60～65℃时再进行翻堆；

步骤五：再发酵8～10天，当温度不再上升后即完成生物有机肥的制备。

在前述步骤中，温度升高说明休耕土中的微生物在进行大量繁殖，如果温度持续升高就会减少生物有机肥中微生物的数量，因此采用翻堆的办法进行降温，直至扩繁后的微生物数量稳定后就不再有数量变化，温度也不会升高。

本发明的有益效果是：本发明生物有机肥通过将休耕土和生物有机肥调料按一定比例配制而成，可将休耕土中的微生物进行很好的培育及扩增，将其应用于耕作土壤中能够显著提高土壤微生物的数量和功能性，优化作物的生长环境，进而能够提高作物的产量。通过本发明制成的生物有机肥达到国家生物有机肥标准，微生物数量和功能性显著优于国家标准。据申请人试验，本生物有机肥参数为有机质56％，N、P₂O₅、K₂O分别为3％、2.18％、1.29％，总养分6.47％，pH＝6.2，水分为29％，蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群数指标符合NY884-2012的要求。有效活菌数(CFU)≥0.3亿/克

在本发明中，酒糟有机肥和油枯有机肥主要作为扩繁休耕土中微生物氮源的来源，药渣有机肥和牛粪有机肥主要作为扩繁休耕土中微生物碳源的来源，蚯蚓有机肥主要作为提供扩繁休耕土中微生物所需的活性物质。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。

一、实施例

实施例1：

一种生物有机肥调料，按重量份计算，所述生物有机肥调料主要由酒糟有机肥、蚯蚓有机肥、药渣有机肥、油枯有机肥和牛粪有机肥混合组成。

实施例2：

一种生物有机肥调料，按重量份计算，所述生物有机肥调料主要由酒糟有机肥12份、蚯蚓有机肥4份、药渣有机肥12份、油枯有机肥8份和牛粪有机肥8份组成。

实施例3：

一种生物有机肥调料，按重量份计算，所述生物有机肥调料主要由酒糟有机肥10份、蚯蚓有机肥5份、药渣有机肥4份、油枯有机肥3份和牛粪有机肥6份组成。

实施例4：

一种生物有机肥调料，按重量份计算，所述生物有机肥调料主要由酒糟有机肥8份、蚯蚓有机肥10份、药渣有机肥7份、油枯有机肥5份和牛粪有机肥4份组成。

实施例5：

一种生物有机肥的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：取休耕土去除杂质后调节水分至40％～60％；

步骤二：按重量份计算，将休耕土与生物有机肥调料按100：44配制，即将44份的生物有机肥调料均匀撒在100份的休耕土上，混合均匀后建成条垛；

步骤三：发酵1～2天，待条垛温度升到60～65℃时进行第一次翻堆；

步骤四：过2～3天后，当条垛温度再次升到60～65℃时再进行翻堆；

步骤五：再发酵8～10天，当温度不再上升后即完成生物有机肥的制备。

结果与分析：将前述生物有机肥应用于耕作土壤后，最佳组(实施例2配比)与空白组、非最佳组(实施例3、4配比)相比，土壤微生物的数量和功能性数据对比如下：

表1大田试验

	Shannon多样性指数	Simpson指数	McIntosh指数
				空白土壤	1.97±1.14b	20.15±4.89b	650.47±52.23c
非最佳组	2.29±1.04ab	22.71±5.12b	807.21±45.35b
				最佳组	3.28±0.73a	46.12±2.63a	974.56±63.97a

另外，在本发明中，前述酒糟有机肥、蚯蚓有机肥、牛粪有机肥、油枯有机肥、药渣有机肥养分指标如表2所示。

表2各种有机肥养分指标

二、设计试验及分析方法

1、材料与方法

1.1供试材料

供试土壤：贵州省贵阳市开阳县花梨乡十年休耕土。

供试肥料：酒糟有机肥由金沙县烟草专卖局提供；蚯蚓有机肥和牛粪有机肥由贵州吉龙生态科技有限公司提供；油枯有机肥由黔南金福有限公司提供，药渣有机肥由贵州省烟草科学研究提供。

其他供试材料：河沙、ECO板。

供试仪器：组培瓶、喷壶、灭菌锅(TOMY Autoclave SX-500)、纯水机(优普XB100)、人工气候箱(三洋MLR-351H、BOXUN BSG-400)、摇床(HYL-C组合式摇床)、超净工作台(苏州净化SW-CJ-2F)、三角瓶、Omnilog PM高通量微生物细胞表型芯片测定***。

1.2试验方法

1.2.1试验指标、影响因素的确定

以Shannon多样性指数、Simpson指数、McIntosh指数分别作为试验指标；选择五种肥料作为影响因素：酒糟有机肥、蚯蚓有机肥、药渣有机肥、油枯有机肥和牛粪有机肥。

1.2.2试验处理的确定

按照因素的特点和单因素试验中经验取4个水平进行实验：0％、4％、8％、12％(表示该种肥料占比)，休耕土加入30％，其余部分由灭菌后的黄沙补足。根据正交试验表对试验优化后的正交表如下所示：

正交实验设计表

1.2.3试验条件的设置

调节试验处理的相对持水量为60％；调节人工气候箱温度为30℃、空气湿度为70％；培养周期为30天。

1.2.4测定方法

在第三十天时，每个处理取2g土样，放入已灭菌的装有18mL水的三角瓶中，置于摇床震荡30min(170转/分钟)，震荡完成后置于超净台静置，取上清液稀释50倍，混匀，点样于ECO板上，放入Omnilog PM高通量微生物细胞表型芯片测定***培养四天，四天后得出相关数据。

根据ECO板的指标分析方法分析数据，分析方法如下所示：

多样性指标解析

1.2.5数据分析方法

将数据的总变异分解成因素引起的变异和误差引起的变异两部分，构造F统计量，作F检验，即可判断因素作用是否显著(代入SPSS，进入如下指标计算)：

偏差平方和分解：总偏差平方和＝各列因素偏差平方和+误差偏差平方和

SST＝SS因素+SS空列(误差)

自由度分解：

dfT＝df因素+df空列(误差)

方差：

构造F统计量：

列方差分析表，作F检验。

2、结果及分析

2.1正交试验数据

正交实验原始数据(平均值)

2.3数据分析及结果

2.3.1Shannon多样性指数

指标：因变量:Shannon多样性指数

源	III型平方和	df	均方	F	Sig.	显著性
							校正模型	2.285	15	.152	3.684	.001	-
截距	476.709	1	476.709	11527.935	.000	-
							酒糟有机肥	.671	3	.224	5.409	.004	**
蚯蚓有机肥	.294	3	.098	2.371	.089	不显著
							药渣有机肥	.175	3	.058	1.407	.259	不显著
油枯有机肥	.181	3	.060	1.459	.244	不显著
							牛粪有机肥	.550	3	.183	4.436	.010	**
误差	1.323	32	.041	-	-	-
							总计	430.317	48	-	-	-	-
校正的总计	3.608	47	-	-	-	-

a.R方＝.633(调整R方＝.461)

*表示显著，**表示极显著

通过对以Shannon多样性指数为指标的结果进行分析之后，可以发现通过其中酒糟有机肥的sig值小于0.01，显著性为极显著；牛粪有机肥sig值小于0.05，为显著水平；蚯蚓有机肥、药渣有机肥和油枯有机肥的sig值大于0.05，显著性为不显著。

再通过对比五种肥料之间的III型平方和，可以发现五种肥料之间的重要性排名为：酒糟有机肥>牛粪有机肥>蚯蚓有机肥>药油枯有机肥>药渣有机肥。

重要性排名确定之后，就需要根据每种肥料处理的边际均值来确定具体配方：

在前面分析完五种有机肥的重要性之后，就需要根据数据分析得出具体配方，如下：通过对正交试验数据的分析后可得出五种肥料的边际均值，据此可得出酒糟有机肥的最佳比例是12％、蚯蚓有机肥的最佳比例是4％、药渣有机肥的最佳比例是12％、油枯有机肥的最佳比例是8％、牛粪有机肥的最佳比例是8％，即最优配方是酒糟有机肥12％、蚯蚓有机肥4％、药渣有机肥12％、油枯有机肥8％、牛粪有机肥8％。

2.3.2Simpson指数

指标：Simpson指数

a.R方＝.731(调整R方＝.605)

*表示显著，**表示极显著

通过对以Simpson指数为指标的结果进行分析之后，可以发现通过其中酒糟有机肥和牛粪有机肥的sig值小于0.01，显著性为极显著；蚯蚓有机肥的sig值小于0.05，为显著水平；药渣有机肥和油枯有机肥的sig值大于0.05，显著性为不显著。

再通过对比五种肥料之间的III型平方和，可以发现五种肥料之间的重要性排名为：酒糟有机肥>牛粪有机肥>蚯蚓有机肥>药渣有机肥>油枯有机肥。

重要性排名确定之后，就需要根据每种肥料处理的边际均值来确定具体配方：

通过对正交试验数据的分析后可得出五种肥料的边际均值，据此可得出酒糟有机肥的最佳比例是12％、蚯蚓有机肥的最佳比例是4％、药渣有机肥的最佳比例是12％、油枯有机肥的最佳比例是8％、牛粪有机肥的最佳比例是8％，即最优配方是酒糟有机肥12％、蚯蚓有机肥4％、药渣有机肥12％、油枯有机肥8％、牛粪有机肥8％。

2.3.13McIntosh指数

指标：McIntosh指数

a.R方＝.562(调整R方＝.356)

*表示显著，**表示极显著

通过对以McIntosh指数为指标的结果进行分析之后，可以发现通过其中酒糟有机肥的sig值小于0.01，显著性为极显著；牛粪有机肥的sig值小于0.05，显著性为显著；蚯蚓有机肥、药渣有机肥和油枯有机肥的sig值大于0.05，显著性味不显著。

再通过对比五种肥料之间的III型平方和，可以发现五种肥料之间的重要性排名为：酒糟有机肥>牛粪有机肥>蚯蚓有机肥>油枯有机肥>药渣有机肥。

重要性排名确定之后，就需要根据每种肥料处理的边际均值来确定具体配方：

通过对正交试验数据的分析后可得出五种肥料的边际均值，据此可得出酒糟有机肥的最佳比例是12％、蚯蚓有机肥的最佳比例是4％、药渣有机肥的最佳比例是12％、油枯有机肥的最佳比例是8％、牛粪有机肥的最佳比例是8％，即最优配方是酒糟有机肥12％、蚯蚓有机肥4％、药渣有机肥12％、油枯有机肥8％、牛粪有机肥8％。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种生物有机肥，其特征在于：所述生物有机肥由休耕土与生物有机肥调料按100：44的重量比配制而成，其中，按重量份计算，所述生物有机肥调料由酒糟有机肥12份、蚯蚓有机肥4份、药渣有机肥12份、油枯有机肥8份和牛粪有机肥8份组成，所述药渣有机肥是板蓝根药渣有机肥；所生物有机肥调料的制备方法包括：

步骤一：取休耕土调节水分至40％～60％；

步骤二：将生物有机肥调料均匀撒在休耕土上，混合均匀后建成条垛；

步骤三：发酵1～2天，待条垛温度升到60～65℃时进行第一次翻堆；

步骤四：过2～3天后，当条垛温度再次升到60～65℃时再进行翻堆；

步骤五：再发酵8～10天，当温度不再上升后即完成生物有机肥的制备。