本发明属于微生物有机肥料
技术领域：
，具体涉及一种豆科作物专用肥。
背景技术：
：一直以来，肥料是用以改善土壤、水质，提高土壤肥力以提高农作物产品产量和品质的物质。然而现实生活中，在农产品种植过程中大量使用化肥、农药，长此下去出现了许多问题，如农作物产品品质下降，耕地有机物质减少，土壤板结、肥力下降，作物病菌耐药能力增强。同时，由于长期食用可能被人体吸收的化学残留物质，会影响到食品人们身体健康。国家粮食安全中长期规划纲要(2008—2020年)中提到：“大力推广使用有机肥料、生物肥料、生物农药、可降解农膜，减少对耕地和水资源损害。”这对肥料的生产和使用提出了新的更高要求。除了提供作物养分之外，还需要调整土壤的物理性质，促进农业增产。即确保生产环节无公害、无污染，最大限度的保护生态环境。因此研发出安全、无污染、效果显著的肥料，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。大豆是我国重要油料作物之一，栽培历史悠久。据研究，大豆对氮、磷、钾的需求较多。每生产100kg大豆需要氮5.3-10.1kg、需磷1-3.6kg、钾1.3-9.8kg。大豆需氮虽多，但可通过根瘤固氮获得，一般可从大气中获取约为大豆需氮的40％至60％。大豆所吸收的养分远远高于水稻、小麦和玉米。充分利用大豆的共生固氮作用，是减少化肥投入，减轻环境污染，提高作物产量和经济效益的一条有效途径。技术实现要素：为了减少豆科作物化肥的施用以及促进其产量的提高，本发明提供了一种豆科作物专用微生物有机肥。本发明技术方案如下：一种豆科作物专用微生物有机肥，其利用含有根瘤菌(BradyrhizobiumJaponicum)和沼泽红假单胞菌(RhodopseudomonasPalustris)的复合功能菌发酵剂将水稻秸秆混合物的发酵产物堆腐发酵而成；所述水稻秸秆混合物的发酵产物由含有枯草芽孢杆菌(BacillusSubtilis)和哈茨木霉(SubtilisHarzianum)的发酵菌剂将水稻秸秆混合物发酵而成；所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆15-40份、猪粪35-55份、菜籽粕5-25份。本发明将水稻秸秆综合利用与农业化肥使用量零增长相结合，通过将水稻秸秆转化为有机肥，既实现了水稻秸秆的综合利用，又提高了我国有机肥资源的利用率。优选地，所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆20-35份、猪粪40-50份、菜籽粕10-20份。进一步优选地，所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆30份、猪粪45份、菜籽粕18份。所述复合功能菌发酵剂由根瘤菌菌剂和沼泽红假单胞菌菌剂直接混合或进一步加入统糠和/或海泡石混合而成；优选所述根瘤菌菌剂中活菌数为20-50亿CFU/g，沼泽红假单胞菌菌剂中活菌数为10-30亿CFU/g；进一步优选所述根瘤菌菌剂中活菌数为30亿CFU/g，沼泽红假单胞菌菌剂中活菌数为15亿CFU/g。优选地，所述复合功能菌发酵剂中根瘤菌的活菌数与沼泽红假单孢菌的活菌数比例为2-5∶1-3；进一步优选为2∶1。所述发酵菌剂由枯草芽孢杆菌菌剂和哈茨木霉菌剂直接混合或进一步加入统糠和/或海泡石混合而成；优选所述枯草芽孢杆菌菌剂中活菌数为5-25亿CFU/g，哈茨木霉菌剂中活菌数为2-10亿CFU/g；进一步优选枯草芽孢杆菌菌剂中活菌数为12亿CFU/g，哈茨木霉菌剂中活菌数为6亿CFU/g。优选地，所述发酵菌剂中枯草芽孢杆菌的活菌数与哈茨木霉的活菌数比例为1-5∶1-2；进一步优选为2∶1。优选地，所述发酵菌剂在所述水稻秸秆混合物中的重量添加量为4-6份，进一步优选为5份。本发明所述豆科作物专用微生物有机肥，其中所述复合功能菌发酵剂的添加量为所述水稻秸秆混合物的发酵产物重量的10-30％，优选为20％。以实现发酵效果、产品应用效果和生产成本的最优化。优选地，所述水稻秸秆预先切成2cm左右的段状。本发明所述统糠是指稻麦等谷类粮食加工后的副产品，可市售购得。优选地，所述豆科作物专用微生物有机肥为粉状。优选地，本发明所述根瘤菌保藏编号为ACCC15400，沼泽红假单胞菌保藏编号为ACCC10649，枯草芽孢杆菌保藏编号为ACCC11025，哈茨木霉保藏编号为ACCC31707。本发明还提供上述豆科作物专用微生物有机肥的制备方法，包括将所述水稻秸秆混合物经二次发酵而成；其中，第一次发酵为利用所述发酵菌剂对所述水稻秸秆混合物进行发酵，得水稻秸秆混合物的发酵产物(即第一次发酵产物)；第二次发酵为将所述复合功能菌发酵剂按比例接入所述水稻秸秆混合物的发酵产物中，进行堆腐发酵。上述制备方法具体包括以下步骤：1)复合功能菌发酵剂和发酵菌剂的制备包括将根瘤菌菌剂和沼泽红假单胞菌菌剂直接混合或进一步加入统糠和/或海泡石混合，制成所述复合功能菌发酵剂；将枯草芽孢杆菌菌剂和哈茨木霉菌剂直接混合或进一步加入统糠和/或海泡石混合，制成所述发酵菌剂；2)第一次发酵将所述水稻秸秆混合物的原料按比例混合后，加入所述发酵菌剂，混合均匀，调节水分含量至45-60％(优选50％)，发酵15-20天，至温度降至37-45℃(优选42℃)，控制水分含量至35-45％(优选40％)，结束发酵，得水稻秸秆混合物的发酵产物(即第一次发酵产物)；其中优选堆高50-80cm、堆宽1.0-1.2m；3)第二次发酵将所述复合功能菌发酵剂按比例接入所述水稻秸秆混合物的发酵产物中，搅拌均匀，堆腐发酵，堆高45-60cm(优选50cm)，当堆温超过42℃时开始翻堆降温；发酵5-10天当发酵堆水温度降至35℃以下、水分含量降至30％以下结束发酵，将发酵好的肥料粉碎，过筛，即得。本发明所述根瘤菌菌剂、沼泽红假单胞菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂和哈茨木霉菌剂均可由现有技术常规方法制备，或通过市售购得。优选地，所述根瘤菌菌剂的制备过程中发酵培养基配方如下：蔗糖10g、酵母粉1g、磷酸二氢钾0.5g、碳酸钙0.2g、氯化钠0.1g、硫酸镁0.1g、钼酸钠0.1g、水1L，pH6.8-7.0；优选地，发酵培养条件包括转速180-200r/min，培养温度25-28℃，通气量2.5vvm(airvolume/culturevolume/min，通气比)；优选地，发酵培养时间3-5天；优选地，发酵培养接种量2-5％；优选地，发酵结束后向发酵液中加入2.5-5％重量的钼酸钠。优选地，所述沼泽红假单胞菌菌剂的制备过程中发酵培养基配方如下：乙酸钠3g、氯化铵0.1g、碳酸氢钾0.2g，磷酸二氢钾0.5克、七水硫酸镁0.5克、氯化钠2g，酵母膏1g、水1L、pH6.8-7.0；优选地，发酵培养条件包括光照厌氧培养5-8天。本发明还包括上述豆科作物专用微生物有机肥在豆科作物施肥上的应用；在田间既用于豆科作物基肥，也可用作豆科作物追肥，适用于机械化作业。推荐施用量为30-150kg/亩。本发明所述豆科作物优选为大豆。本发明利用植物秸秆生产有机复合肥，充分利用了秸秆资源，避免了资源浪费，减少了环境污染。猪粪、菜籽饼含有大量的蛋白及有机化合物，在微生物的下可转化为农作物可吸收的有效成份。施用本发明豆科作物专用微生物有机肥能减少化肥施用对环境的压力以及农业生产成本。本发明的微生物有机肥是一种新型菌肥，含有根瘤菌、解磷释钾菌、改善土壤环境菌株；其固氮菌能固定空气中的分子态氮并转化为农作物必需的氨态氮，解磷菌和解钾菌能将土壤中大量不被农作物吸收的不可溶性磷、钾转换成易被农作物吸收的可溶性磷和钾，能有效固氮溶磷，减少化肥的使用。本发明提供的豆科作物专用微生物菌肥为粉剂，施用时作为底肥施用。该豆科作物专用微生物有机肥能促进作物结瘤，增加土壤肥力，协助农作物吸收营养，显著提高豆类作物产量和品质。具体实施方式下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。以下所述水稻秸秆预先切成2cm左右的段状。以下所述根瘤菌菌剂、沼泽红假单胞菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂和哈茨木霉菌剂均可由现有技术常规方法制备，或通过市售购得。具体地，根瘤菌菌剂、沼泽红假单胞菌菌剂的制备过程包括：I根瘤菌菌剂的制备:a.斜面培养:将根瘤菌原种在无菌操作下接种斜面培养基上，28℃培养4-5d；b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种用无菌水洗脱至种子培养基中，28-30℃，120-140r/min摇床培养20-24h；c.发酵罐培养：将步骤b培养的菌种在无菌操作下接种于液体发酵培养基，接种量2-5％，转速180-200r/min，培养温度25-28℃，通气量1:0.6-0.8vvm，培养3-5天，终止发酵，向发酵液中加入2.5-5％重量的钼酸钠；将所得发酵液过蝶式离心机离心，3000r/min，收集离心后的滤渣，加一定量(根据菌剂要求来做稀释)的统糠混匀后干燥即得根瘤菌菌剂；其中，上述步骤a中使用的斜面培养基配方如下:磷酸二氢钾0.5g、硫酸镁0.2g、氯化钠0.1g、甘露醇10g、酵母膏1g、0.5％刚果红5ml、琼脂18g、蒸馏水1L、pH6.8-7.0。步骤b中使用的种子培养基配方如下:蔗糖10g、酵母粉1g、磷酸二氢钾0.5g、碳酸钙0.2g、氯化钠0.1g、硫酸镁0.1g、钼酸钠0.1g、水1L，pH6.8-7.0。步骤c中使用的发酵培养基配方如下:蔗糖10g、酵母粉1g、磷酸二氢钾0.5g、碳酸钙0.2g、氯化钠0.1g、硫酸镁0.1g、钼酸钠0.1g、水1L，pH6.8-7.0。II沼泽红假单胞菌菌剂的制备:a.斜面培养:将沼泽红假单胞菌原种在无菌操作下接种斜面培养基上，28℃培养4-5d；b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种用无菌水洗脱至种子培养基中，28-30℃，120-140r/min摇床培养20-24h；c.发酵罐培养：将步骤b培养的菌种在无菌操作下接种于液体发酵培养基，接种量2-5％，转速180-200r/min，培养温度25-28℃，光照厌氧培养5-8天，终止发酵；将所得发酵液过蝶式离心机离心，3000r/min，收集离心后的滤渣，加一定量(根据菌剂要求来做稀释)的统糠混匀后干燥即得沼泽红假单胞菌菌剂；其中，上述步骤a中使用的斜面培养基配方如下:酵母粉3g、蛋白胨3g、硫酸镁0.5g、氯化钙0.3g、琼脂粉18g、蒸馏水1L、pH6.8-7.0。步骤b中使用的种子培养基配方如下:酵母粉3g、蛋白胨3g、硫酸镁0.5g、氯化钙0.3g、蒸馏水1L、pH6.8-7.0。步骤c中使用的发酵培养基配方如下:乙酸钠3g、氯化铵0.1g、碳酸氢钾0.2g，磷酸二氢钾0.5克、七水硫酸镁0.5克、氯化钠2g，酵母膏1g、水1L、pH6.8-7.0。虽然上文提供了根瘤菌菌剂、沼泽红假单胞菌菌剂的一般制备方法，但本领域技术人员可以理解，在上述方法参数范围内，经具体调整，组合可制备出如以下实施例所述活菌数在不同范围的根瘤菌菌剂、沼泽红假单胞菌菌剂。实施例1豆科作物专用微生物有机肥及其制备方法本实施例提供一种豆科作物专用微生物有机肥，其利用含有根瘤菌和沼泽红假单胞菌的复合功能菌发酵剂将水稻秸秆混合物的发酵产物堆腐发酵而成；所述水稻秸秆混合物的发酵产物由含有枯草芽孢杆菌和哈茨木霉的发酵菌剂将水稻秸秆混合物发酵而成；所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆30份、猪粪45份、菜籽粕18份；其中所述水稻秸秆混合物的发酵产物制备过程中发酵菌剂的用量为5份；所述发酵菌剂中：枯草芽孢杆菌活菌数12亿CFU/g、哈茨木霉活菌数6亿CFU/g，载体为统糠；所述复合功能菌发酵剂中：根瘤菌活菌数为30亿CFU/g，沼泽红假单胞菌活菌数为15亿CFU/g，载体为统糠；所述复合功能菌发酵剂的添加量为所述水稻秸秆混合物的发酵产物重量20％。本实施例同时提供上述豆科作物专用微生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：1)复合功能菌发酵剂和发酵菌剂的制备将根瘤菌菌剂和沼泽红假单胞菌菌剂混合，再加入统糠混合，制成所述复合功能菌发酵剂；将枯草芽孢杆菌菌剂和哈茨木霉菌剂混合，再加入统糠混合，制成所述发酵菌剂；2)第一次发酵将所述水稻秸秆混合物的原料按比例混合后，加入所述发酵菌剂，混合均匀，调节水分含量至50％，堆高80cm、堆宽1.2m，当堆温超过65℃时启动翻抛机进行翻堆，如此操作，发酵12天后温度降至40℃以下，控制水分含量至40％以下，结束发酵，得水稻秸秆混合物的发酵产物(即第一次发酵产物)；3)第二次发酵将所述复合功能菌发酵剂按比例接入所述水稻秸秆混合物的发酵产物中，搅拌均匀，堆腐发酵，堆高50cm，当堆温超过42℃时开始翻堆降温；发酵5天当发酵堆水温度降至35℃以下、水分含量降至30％以下结束发酵，将发酵好的肥料粉碎，过筛，即得。实施例2豆科作物专用微生物有机肥及其制备方法本实施例提供一种豆科作物专用微生物有机肥，与实施例1的区别仅在于：所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆15份、猪粪35份、菜籽粕5份。本实施例同时提供上述豆科作物专用微生物有机肥的制备方法，与实施例1的区别仅在于第一次发酵时间为20天，第二次发酵时间为10天。实施例3豆科作物专用微生物有机肥及其制备方法本实施例提供一种豆科作物专用微生物有机肥，与实施例1的区别仅在于：所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆40份、猪粪55份、菜籽粕25份。本实施例同时提供上述豆科作物专用微生物有机肥的制备方法，与实施例1的区别仅在于第一次发酵时间为10天，第二次发酵时间为10天。实施例4豆科作物专用微生物有机肥的构成本实施例提供一种豆科作物专用微生物有机肥，与实施例1的区别仅在于：所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆35份、猪粪40份、菜籽粕20份。本实施例同时提供上述豆科作物专用微生物有机肥的制备方法，与实施例1的区别仅在于第二次发酵时间为8天。实施例5豆科作物专用微生物有机肥的构成本实施例提供一种豆科作物专用微生物有机肥，与实施例1的区别仅在于：所述水稻秸秆混合物包括如下重量份的原料：水稻秸秆35份、猪粪40份、菜籽粕20份。本实施例同时提供上述豆科作物专用微生物有机肥的制备方法，与实施例1的区别仅在于第一次发酵时间为9天，第二次发酵时间为9天。实验例1豆科作物专用微生物有机肥田间试验1、试验目的：验证豆科作物专用微生物有机肥对豆科作物生长及品质提升的显著效果。2、试验材料：试验点：在长沙市浏阳市淳口镇鸭头村进行大田试验。供试土壤水稻土(淳口镇主要农化特性见表1)，前茬作物为水稻科作物。植株：供试大豆品种为湘春豆21号。肥料：实施例1豆科作物专用微生物有机肥、基肥、常规肥(氮肥、钾肥、磷肥)。说明：基肥为实施例1豆科作物专用微生物有机肥经过杀菌处理后的肥料。氮肥为无机氮肥(硝酸铵)、钾肥为无机钾肥(氯化钾)、磷肥为无机磷肥(过磷酸钙)，均为市售产品。表1供试土壤的主要农化性状3、试验设计与实施：设A、B、C、D4个处理，处理A为实施例1豆科作物专用微生物有机肥加上常规施肥；处理B为上述基肥加上常规施肥；处理C为正常施肥；处理D为空白试验，不施加任何肥料。每个组的具体施加量见表2试验设计方案。表2试验设计方案每个处理设置3个平行组，每组种植面积为20m2。在各生育期的分配比例和施用方法相同均是按照豆科作物常规施肥量施用，施肥、除草、杀虫都按正常农事安排进行。试验地均地势平坦，土壤肥力均匀，浇排水条件良好，避开道路、堆肥场所、水沟、水塘、溢流、高大建筑物及树木遮阴等特殊地块。豆子于3月26日栽种，种植密度约为2万株/亩，每穴播种3粒种子。于7月2日采收。在花荚期进行大豆结瘤情况调查，在大豆成熟期统计株高、单株分枝数、有效荚数、单荚豆粒数、百粒质量等形状。多点取样每小组选测15株。4.试验结果与分析。表3不同处理大豆形状比较表4豆科作物亩实际产量组别ABCD平均亩产量207.37kg175.98kg172.82kg135.96kg从田间实验来看，实施例1肥料促进大豆结瘤效果明显，同时增产效果较好，可增产20％。由于本实验例中氮肥施用量较少，所以对亩产量有一定的影响，处理组A专用微生物有机肥的施用，有效促进了作物结瘤，补充了充足的氮元素，使得产量提升效果较为明显。施用大豆专用菌肥可以有效减少化肥的施用，同时提高产量。上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。当前第1页1 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