本发明涉及农用肥料技术领域，特别是一种适合重金属污染耕地使用的生物有机肥及其制备方法。
背景技术：
以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。
在环境污染方面，重金属是指汞、镉、铅以及“类金属”——砷等生物毒性显著的重金属，对人体毒害最大的有5种：铅、汞、砷、镉、铬。
自上世纪以来，受多种原因的影响，国内部分耕地的土壤中重金属含量急剧增加，造成农田重金属污染日益严重。当水稻生长在这种重金属污染的土壤中时，重金属在其根、茎、叶以及籽粒中大量积累，再经食物链富集，进而危害动物和人类健康。因而，重金属污染严重的耕地是不能种植食用植物的。
近些年来，针对重金属污染越来越严重的状况，人们研究了一些可降低重金属的活性或抑制重金属的吸收的肥料或调理剂或改良剂等，以便能够在重金属污染严重的耕地上仍然能够种植可安全食用的植物，保障人们的生活需求。
如中国专利(专利申请号为201410085189.9)公开的“一种水稻专用降镉生物有机肥及其制备方法”，是由尿素1-3、磷酸二铵2-6、硫酸钾1-3、微量元素0.5-1.5、禽畜粪便30-50、农作物秸秆20-40、腐植酸10-30、生物菌0.5-1.5按重量份混合造粒制成。
另一中国专利(专利申请号为201410382031.8)公开的“含高抗镉污染菌株的生物有机肥料及其制备方法和应用”，其含高抗镉污染菌株的生物有机肥料，按重量份计由如下成分组成：核心菌剂4-6份；离子拮抗剂1-3份；精制有机肥料91-95份；该发明的核心菌剂中的微生物菌种是从镉污染区的稻田鱼池的污泥中特别筛选出来的优势菌株，功能强大，能迅速在土壤中定植生长并形成强大菌落，通过其生活繁衍作用,改变重金属镉在土壤中的化学形态,使其固定、钝化或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性；该菌落还能直接吸附重金属离子镉Cd到微生物细胞璧或细胞内进行代谢，加上离子拮抗剂和精制有机肥料的共同作用，达到对重金属镉的削减、净化与固定。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种适合于重金属污染耕地使用，能够种植出重金属含量较低、符合食品安全的农产品的肥料以及制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术措施是发明一种适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，是由下列重量份的原料制备而成：
所述微量元素为铁、锰、锌、硅中的一种或多种混合物；当为两种以上时，各组分的配比为等重量份或其它比例。
所述生物菌剂是固氮菌、解磷菌、解钾菌中的一种或多种与芽孢杆菌、放线菌、丝状真菌、酵母菌中的一种或多种的混合菌剂；当为两种以上时，各组分的配比为等重量份或其它比例。
所述淀粉是预糊化淀粉。
其优化的技术方案一是由下列重量份的原料制备而成：
其优化的技术方案二是由下列重量份的原料制备而成：
其优化的技术方案三是由下列重量份的原料制备而成：
与此同时，还提供一种制备适合重金属污染耕地使用的生物有机肥的方法，其制备过程如下：
㈠、备料：
按照比例分别取硫酸铵、磷酸二氢钾、氯化铵、微量元素、氧化钙、禽畜粪便、土杂肥、生物菌剂、油茶粕、油茶壳、淀粉、聚合氯化铝，备用；
㈡、原料预处理：
①、腐熟处理：将禽畜粪便、土杂肥、生物菌剂均匀混合，用发酵罐腐熟成生物有机功能调理剂，备用；
②、粉碎：将硫酸铵、磷酸二氢钾、氯化铵、微量元素、氧化钙混合均匀，粉碎成60-100目的无机养分调理剂，备用；将油茶粕粉碎成150-200目的油茶粕微粉，备用；将油茶壳粉碎成100-150目的油茶壳细粉，备用；
㈢、混合：
将备用的生物有机功能调理剂、无机养分调理剂、油茶粕微粉、油茶壳细粉、淀粉、聚合氯化铝混合均匀，成为混合料，备用；
㈣、造粒：
将混合料采用造粒机制成颗粒，再经离心干燥、筛分，即得适合重金属污染耕地使用的生物有机肥。
在所述粉碎步骤后，再将油茶壳细粉碳化成油茶壳活性碳，其后将油茶壳活性碳与生物有机功能调理剂、无机养分调理剂、油茶粕微粉、淀粉、聚合氯化铝混合成混合料，再经造粒步骤制得适合重金属污染耕地使用的生物有机肥。
本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，为水稻用肥，其工作原理是：
利用油茶粕(Camellia oleifera Abel，即：油茶籽榨油后的剩余物)中所含茶皂素(又名茶皂甙)的表面活性，分散出土壤中的重金属离子，再由生物菌剂络合游离的重金属离子；然后，通过油茶壳(油茶壳活性碳)吸附络合了重金属离子的生物菌剂，再由聚合氯化铝将吸附了生物菌剂的油茶壳凝聚成絮状物，最后，由淀粉(预糊化淀粉)将絮状物粘连成较大的漂浮物(通过定期排水，排出漂浮物，进而降低土壤中的重金属含量)，从而将重金属离子固化，减少作物的吸收量。
所用的氧化钙，可提高土壤的pH值，钝化土壤中重金属的活性；添加的铁、锰、锌、硅等微量元素，可抑制作物对重金属的吸收；所用的禽畜粪便和土杂肥，可大幅增加土壤中的有机质，改善土壤理化性质、培肥地力、进而抑制农作物对重金属的吸收；所用的硫酸铵、磷酸二氢钾和氯化铵，既可提供作物生长需要的氮磷钾元素，又可提供络合重金属离子用的酸根离子；所用的生物菌剂还能活化土壤，大幅减少土壤对重金属的吸附，增强土壤的抗逆能力。
因而，本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，既具有降低重金属活性和抑制重金属吸收等功效，又有较高的肥效，还能改善土壤理化性质、培肥地力。因此，施用在重金属污染耕地中，仍然能够种植出重金属含量较低、符合食品安全的农产品。
本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，曾在湖南省永州市冷水滩区进行了对比试验：
1、试验田选择：
选取受重金属污染比较严重、水利条件较好的水田作为试验田。
2、试验设计：
选用金优284作为供试水稻品种，试验共分2组(各100㎡)，每组做3个重复，每组所用水田的周边硬化，灌溉用水为同一水源；试验组采用本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥(优化技术方案三配方)，对照组采用普通的生物有机肥；两种肥料的用量和用法相同。
3、试验结果：
试验前分别检测试验田土壤的重金属含量，收获后同样检测试验田土壤的重金属含量，并检测大米的重金属含量(见下面的表1)：
表1 水稻及土壤中的重金属含量(mg/kg)
由表1的数据可知，施用本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥的试验组，与施用普通的生物有机肥的对照组相比，土壤中镉、汞、铅、砷的含量分别降低了11.11％、6.25％、12.50％、11.53％；所产大米中镉、汞、铅、砷的含量分别为0.08mg/kg、0.007mg/kg、0.09mg/kg、0.06mg/kg，较之对照组所产大米中镉、汞、铅、砷的含量0.27mg/kg、0.026mg/kg、0.24mg/kg、0.17mg/kg，分别降低了70.37％、73.07％、62.50％、64.70％，且远低于国家规定的标准值(镉、汞、铅、砷的含量分别为0.2mg/kg、0.02mg/kg、0.2mg/kg、0.15mg/kg)。
可见，本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥有较好的降低重金属活性和抑制重金属吸收的功效，所产的大米符合食品安全标准。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是以例举的方式，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1：
本实施例的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，其制备过程如下：
㈠、备料：
按重量份分别取硫酸铵5份、磷酸二氢钾10份、氯化铵6份、微量元素(包含折合成等重量份的铁、锰、锌、硅)2份、氧化钙30份、禽畜粪便10份、土杂肥60份、生物菌剂(包含等重量份的固氮菌、解磷菌、解钾菌、芽孢杆菌、丝状真菌)3份、油茶粕2份、油茶壳5份、淀粉3份、聚合氯化铝0.5份，备用；
㈡、原料预处理：
①、腐熟处理：将禽畜粪便、土杂肥、生物菌剂均匀混合，用发酵罐腐熟成生物有机功能调理剂，备用；
②、粉碎：将硫酸铵、磷酸二氢钾、氯化铵、微量元素、氧化钙混合均匀，粉碎成80目的无机养分调理剂，备用；将油茶粕粉碎成180目的油茶粕微粉，备用；将油茶壳粉碎成120目的油茶壳细粉，备用；
㈢、混合：
将备用的生物有机功能调理剂、无机养分调理剂、油茶粕微粉、油茶壳细粉、淀粉、聚合氯化铝混合均匀，成为混合料，备用；
㈣、造粒：
将混合料采用造粒机制成颗粒，再经离心干燥、筛分，即得适合重金属污染耕地使用的生物有机肥。
实施例2：
本实施例的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，其制备过程如下：
㈠、备料：
按重量份分别取硫酸铵7份、磷酸二氢钾8份、氯化铵4份、微量元素(包含折合成等重量份的铁、锰、锌、硅)3份、氧化钙20份、禽畜粪便25份、土杂肥40份、生物菌剂(包含等重量份的固氮菌、解磷菌、解钾菌、放线菌、酵母菌)2份、油茶粕4份、油茶壳3份、预糊化淀粉1份、聚合氯化铝1份，备用；
㈡、原料预处理：
①、腐熟处理：将禽畜粪便、土杂肥、生物菌剂均匀混合，用发酵罐腐熟成生物有机功能调理剂，备用；
②、粉碎：将硫酸铵、磷酸二氢钾、氯化铵、微量元素、氧化钙混合均匀，粉碎成80目的无机养分调理剂，备用；将油茶粕粉碎成180目的油茶粕微粉，备用；将油茶壳粉碎成120目的油茶壳细粉，然后将油茶壳细粉碳化成油茶壳活性碳，备用；
㈢、混合：
将备用的生物有机功能调理剂、无机养分调理剂、油茶粕微粉、油茶壳活性碳、预糊化淀粉、聚合氯化铝混合均匀，成为混合料，备用；
㈣、造粒：
将混合料采用造粒机制成颗粒，再经离心干燥、筛分，即得适合重金属污染耕地使用的生物有机肥。
实施例3：
本实施例的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，其制备过程如下：
㈠、备料：
按重量份分别取硫酸铵6份、磷酸二氢钾9份、氯化铵5份、微量元素(包含折合成等重量份的铁、锰、锌、硅)2.5份、氧化钙25份、禽畜粪便20份、土杂肥50份、生物菌剂(包含等重量份的固氮菌、解磷菌、解钾菌、芽孢杆菌、放线菌、丝状真菌、酵母菌)2.5份、油茶粕3份、油茶壳4份、预糊化淀粉2份、聚合氯化铝0.8份，备用；
㈡、原料预处理：
①、腐熟处理：将禽畜粪便、土杂肥、生物菌剂均匀混合，用发酵罐腐熟成生物有机功能调理剂，备用；
②、粉碎：将硫酸铵、磷酸二氢钾、氯化铵、微量元素、氧化钙混合均匀，粉碎成80目的无机养分调理剂，备用；将油茶粕粉碎成180目的油茶粕微粉，备用；将油茶壳粉碎成120目的油茶壳细粉，然后将油茶壳细粉碳化成油茶壳活性碳，备用；
㈢、混合：
将备用的生物有机功能调理剂、无机养分调理剂、油茶粕微粉、油茶壳活性碳、预糊化淀粉、聚合氯化铝混合均匀，成为混合料，备用；
㈣、造粒：
将混合料采用造粒机制成颗粒，再经离心干燥、筛分，即得适合重金属污染耕地使用的生物有机肥。
本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，其产品质量符合国家农业行业标准《有机肥料NY525-2012》和《生物有机肥NY884-2012》规定的主要指标：
1、有机质≥45％；
2、总养分(N+P2O5+K2O)≥5％；
3、有效活菌数(cfu)≥0.2亿/克；
4、水分≤30％；
5、粒度(2.00mm～4.00mm)≥70％；
6、酸碱度(pH)5.5-8.5；
7、铁、锰、锌、硅等微量元素≥1％；
8、大肠杆菌0.1-0.01；
9、蛔虫死亡率0.95-1.00；
10、重金属值(mg/kg)≤220；
产品保质期36个月。
本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，可用作水稻种植的基肥，也可用作水稻种植的追肥；其用量和用法与普通的生物有机肥相同。
本发明的适合重金属污染耕地使用的生物有机肥，既可用作我国南方重金属污染水田种植用肥料，也可用于重金属污染水田的修复和生态改良。