本發(fā)明公開了一種利用農(nóng)業(yè)有機廢棄物和復合微生物菌劑制備能夠有效克服連作障礙的生物有機肥的方法，屬于農(nóng)業(yè)有機廢棄物無害化處理及其利用技術和生物防治領域。
背景技術：
：由于我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、集約化程度提高，以及人們對特定農(nóng)作物產(chǎn)品需求增加，單一作物或同一科屬作物大面積連續(xù)種植的現(xiàn)象越來越普遍。作物連作后導致病蟲害加重、植株生育狀況變差、產(chǎn)量和品質(zhì)下降，即連作障礙。當前，連作障礙已經(jīng)成為嚴重制約我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，尤其是設施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。國內(nèi)外學者普遍認為土壤微生態(tài)環(huán)境惡化是造成連作障礙的主要原因，土壤微生態(tài)環(huán)境惡化的直接表現(xiàn)是土傳病害發(fā)生嚴重。由于高密度單一種植方式和水肥管理模式，為土壤中病原微生物提供了相對穩(wěn)定的土壤生態(tài)環(huán)境，容易導致病原物的累積，從而增加土傳病害的發(fā)病幾率和發(fā)病程度。當前防治連作障礙的方法主要包括：(1)化學農(nóng)藥防治；(2)將感病或不耐病的作物與抗病品種嫁接；(3)選用抗病品種；(4)采取輪作倒茬等措施，改善栽培模式；(5)進行土壤消毒，如日光或高溫消毒、熏蒸劑熏蒸等，消滅病原物；(6)生物防治，利用生防微生物的拮抗、寄生和競爭等作用，達到控制病害的目的。上述方法可在一定程度上起到抑制土傳病害、減輕土壤連作障礙的作用，但也存在一些局限和不足之處。例如，藥劑防治會造成環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留等問題；抗病品種抗性較為單一，并且豐產(chǎn)性不佳；土壤消毒在殺滅病原物的同時也會殺死有益微生物，導致土壤生態(tài)環(huán)境相對脆弱，更容易造成毀滅性的破壞；而微生物菌劑由于受到土壤抑菌作用的影響，其擴繁增殖受到限制，從而影響了生防作用的發(fā)揮。另一方面，伴隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、集約化與產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，在實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品種類和數(shù)量不斷增加的同時，以畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈等為主的農(nóng)業(yè)廢棄物排放量也飛速增長。我國作物秸稈年均生產(chǎn)量達到7億噸左右，畜禽糞便年均排放量超過10億噸，其中2009年畜禽糞便達17.3億噸，2011年達到30億噸。據(jù)預測，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的進一步發(fā)展及人口的不斷增加，農(nóng)業(yè)廢棄物將呈現(xiàn)年均5％～10％的增長態(tài)勢。對農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的諸多研究顯示，農(nóng)業(yè)廢棄物在肥料化、飼料化、能源化及碳減排方面潛力巨大，但是，當前農(nóng)業(yè)廢棄物隨意堆棄和直燃現(xiàn)象十分普遍，加工處理方式相對粗放，不但未能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的潛在資源價值，而且還引發(fā)了嚴重的農(nóng)業(yè)“立體環(huán)境污染”，包括農(nóng)業(yè)地表水污染、農(nóng)業(yè)面源污染以及農(nóng)村大氣環(huán)境污染。在環(huán)保問題日益突出的形勢下，如何合理利用這兩類農(nóng)業(yè)有機廢棄物，避免對環(huán)境的污染，已成為一個亟待解決的問題。加快農(nóng)業(yè)廢棄物利用創(chuàng)新技術及綜合利用技術的研發(fā)與推廣具有重要的意義。本發(fā)明針對我國設施蔬菜生產(chǎn)中的限制因素和農(nóng)業(yè)廢棄物導致的環(huán)境污染問題，將生物防治技術與農(nóng)業(yè)有機廢棄物無害化處理及其利用技術有機結(jié)合，有效克服了蔬菜連作障礙，同時實現(xiàn)了畜禽糞便和作物秸稈的資源化利用。本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和生態(tài)效益。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種能將農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源化利用，并通過有機物和有益微生物的復合作用改良土壤理化性狀，抑制土傳病害，克服連作障礙的生物有機肥及其制備方法。上述生物有機肥是由富含有機質(zhì)的畜禽糞便、作物秸稈和蟹殼粉混合后發(fā)酵成的有機肥與具有防病功能的復合微生物菌劑混合加工而成，按重量百分比計，各組分分別為：畜禽糞便60～80％、作物秸稈20～40％、蟹殼粉1～5％、復合微生物菌劑5～10％。上述生物有機肥中畜禽糞便為牛糞、羊糞或雞糞中的一種或任意兩種或三種組合，作物秸稈為玉米秸稈、水稻秸稈、高粱秸稈或棉花秸稈中的一種或任意幾種組合。上述生物有機肥的制備方法為：(1)有機肥制備：分別將畜禽糞便和作物秸稈進行粉碎，畜禽糞便團塊粒度不大于2厘米，作物秸稈長度為0.5～1厘米，將600～800份畜禽糞便與200～400份作物秸稈按重量份數(shù)混合，然后加入10～50份的蟹殼粉，充分混合，堆放于槽式發(fā)酵池內(nèi)，堆料高度為1.5米，調(diào)節(jié)含水量至50～60％。發(fā)酵槽底部鋪設有供氧管道，正上方有可移動灑水噴頭，可通過調(diào)節(jié)通氧量和水分控制發(fā)酵的溫度。調(diào)節(jié)C/N至20～25∶1。夏秋季節(jié)，進料1～2天后堆內(nèi)溫度可達50～70℃，發(fā)酵周期約7～10天；冬春季節(jié)，進料2～3天后堆內(nèi)溫度可達50～70℃，發(fā)酵周期約10～15天。物料充分腐熟后再次粉碎過12目篩。(2)復合微生物菌劑制備：將濃度為1～2×109孢子/克的淡紫擬青霉菌粉與濃度為5～10×109孢子/克的枯草芽孢桿菌菌粉按重量比1～5∶1混合均勻，制備菌劑。(3)生物有機肥制備：將粉碎后的有機肥經(jīng)對撞造粒機和拋光整形機制成球形顆粒，然后烘干、冷卻、篩分，進入菌劑包膜機；將制備的復合微生物菌劑通過變速加料器均勻投入包膜機內(nèi)與有機肥顆粒混合，進行包膜，復合微生物菌劑與有機肥的重量比為1∶100～200。利用上述方法生產(chǎn)的生物有機肥，符合生物有機肥農(nóng)業(yè)行業(yè)標準(NY884～2012)，能夠改良土壤微生態(tài)，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的透水、透氣性，預防土壤板結(jié)，有效抑制有害病菌繁殖，減輕土傳病害侵染，提高作物防病、抗逆能力，提高植物根系活力，促進作物穩(wěn)健生長，改善作物品質(zhì)，提高作物產(chǎn)量。上述生物有機肥中復合微生物菌劑包含真菌淡紫擬青霉(Paecilomyceslilacinus)和細菌枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)，粉劑，過200目篩，兩種微生物有效活菌數(shù)均不低于0.1億/克。上述淡紫擬青霉菌株(Paecilomyceslilacinus)，編號為QGHL-07，分離自河北省廊坊市永清縣瓦屋辛莊村黃瓜根結(jié)線蟲卵。該菌株已于2015年10月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號)，保藏登記號為CGMCCNo.11579。菌株適合生長的培養(yǎng)基為PDA培養(yǎng)基和查氏培養(yǎng)基，適合生長的pH為6.0～6.8，適合生長的溫度為25～28℃。上述枯草芽孢桿菌菌株(Bacillussubtilis)，編號為QGSS-05，分離自山東壽光三元朱村。該菌株已于2015年10月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號)，保藏登記號為CGMCCNo.11563。菌株適合生長的培養(yǎng)基為NA培養(yǎng)基，適合生長的pH為7.0～7.2，適合生長的溫度為28～30℃。上述生物有機肥主要技術指標為：表1主要技術指標項目技術指標有效活菌數(shù)(cfu)，億/g≥0.2有機質(zhì)(以干基計)，％≥45水分，％≤20pH5.5～8.5總養(yǎng)分(以干基計)，％≥4.0注：其它指標符合NY884-2012的技術要求上述生物有機肥的特點及優(yōu)勢為：(1)充分利用畜禽糞便和作物秸稈，既減少了對環(huán)境的污染，又實現(xiàn)了這兩類農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用，變廢為寶。(2)添加的蟹殼粉中富含甲殼素，甲殼素是一類重要的多糖，其衍生物殼聚糖具有促進植物生長、廣譜抗菌、增加植物抗逆性、改良土壤等作用。(3)由多種有機添加物作為生防微生物的載體，其中的有機碳、氮源充分保證了生物有機肥中有益微生物生長繁殖的營養(yǎng)需求，確保了有益微生物能在土壤中萌發(fā)和在植物根際定殖。(4)添加的枯草芽孢桿菌是從土壤中分離得到的具有較高生防活性的生防菌株，具有抗逆性強、營養(yǎng)要求簡單、易于在植物根際定殖、對多種作物的細菌型和真菌型病害具有較好防治效果等優(yōu)點。(5)添加的淡紫擬青霉是由黃瓜上根結(jié)線蟲卵中分離得到的高效寄生菌，該菌株對根結(jié)線蟲、胞囊線蟲和異皮線蟲等植物寄生線蟲均有較好的防治效果，并且對多種植物病原真菌有較強的抑制作用。(6)將兩種不同功能的生防微生物進行復配制成生物有機肥產(chǎn)品，可以有效防治不同類型的土傳病害、克服蔬菜生產(chǎn)中的連作障礙。具體實施方式實施例1有機肥制備：將粉碎后的原料按牛糞300份、羊糞200份、雞糞100份、玉米秸稈350份、蟹殼粉50份的重量份數(shù)進行混合，將混合物料堆放于長度為60.0m，寬度為5.0m，高度為1.8m的槽式發(fā)酵池內(nèi)，槽內(nèi)堆料高度為1.5m，加水，調(diào)節(jié)含水量至53％。堆料48小時檢測堆內(nèi)溫度為62℃。每天翻堆一次，經(jīng)過8天物料發(fā)酵腐熟完全，堆料溫度回落至31℃，此時水分含量為30％。取出物料二次粉碎，過12目篩，得到粉劑有機肥。復合微生物菌劑制備：將濃度為1×109孢子/克的淡紫擬青霉粉劑與濃度為5×109孢子/克的枯草芽孢桿菌粉劑按重量份數(shù)1∶1比例充分混合菌劑得到復合微生物菌劑。生物有機肥肥制備：粉劑有機肥經(jīng)對撞造粒機和拋光整形機制成球形顆粒，烘干、冷卻、篩分后進入菌劑包膜機，復合微生物菌劑通過變速加料器均勻投入包膜機對有機肥顆粒進行包膜，復合微生物菌劑投入量與有機肥顆粒的重量份數(shù)比例為1∶200，均勻包膜后進行包裝。實施例2有機肥制備：將粉碎后的原料按牛糞200份、羊糞300份、雞糞170份、玉米秸稈300份、蟹殼粉30份的重量份數(shù)進行混合，將混合物料堆放于長度為60.0m，寬度為5.0m，高度為1.8m的槽式發(fā)酵池內(nèi)，槽內(nèi)堆料高度為1.5m，加水，調(diào)節(jié)含水量至50％，堆料48小時檢測堆內(nèi)溫度為60℃，每天翻堆一次，經(jīng)過8天物料發(fā)酵腐熟完全，堆料溫度回落至33℃，此時水分含量為28％。取出物料二次粉碎，過12目篩，得到粉劑有機肥。復合微生物菌劑制備：將濃度為1×109孢子/克的淡紫紫孢霉菌劑與濃度為5×109孢子/克的枯草芽孢桿菌菌劑按重量份數(shù)70∶30的比例混合均勻得到復合微生物菌劑；生物有機肥制備：粉劑有機肥經(jīng)對撞造粒機和拋光整形機制成球形顆粒，烘干、冷卻、篩分后進入菌劑包膜機，復合微生物菌劑通過變速加料器均勻投入包膜機對有機肥顆粒進行包膜，復合微生物菌劑投入量與有機肥顆粒的重量份數(shù)比例為1∶99，均勻包膜后進行包裝。實施例3有機肥制備：將粉碎后的原料按牛糞400份、羊糞400份、玉米秸稈190份、蟹殼粉10份的重量份數(shù)進行混合，將混合物料堆放于長度為60.0m，寬度為5.0m，高度為1.8m的槽式發(fā)酵池內(nèi)，槽內(nèi)堆料高度為1.5m，加水，調(diào)節(jié)含水量至55％，堆料48小時檢測堆內(nèi)溫度為64℃，每天翻堆一次，經(jīng)過8天物料發(fā)酵腐熟完全，堆料溫度回落至32℃，此時水分含量為32％。取出物料二次粉碎，過12目篩，得到粉劑有機肥。復合微生物菌劑制備：將濃度為2×109孢子/克的淡紫紫孢霉菌劑與濃度為10×109孢子/克的枯草芽孢桿菌菌劑按90份∶10份的重量份數(shù)混合均勻得到復合微生物菌劑；生物有機肥制備：粉劑有機肥經(jīng)對撞造粒機和拋光整形機制成球形顆粒，烘干、冷卻、篩分后進入菌劑包膜機，復合微生物菌劑通過變速加料器均勻投入包膜機對有機肥顆粒進行包膜，復合微生物菌劑投入量與有機肥顆粒的重量份數(shù)比例為1∶99，均勻包膜后進行包裝。實施例4生物有機肥防治黃瓜根結(jié)線蟲的田間試驗2013年3月15日北京昌平日光溫室大棚，試驗地塊連續(xù)三茬種植黃瓜，有根結(jié)線蟲病發(fā)生，有連作障礙問題。試驗處理：處理1(常規(guī)施肥對照)：整地時畝施復合肥45kg，過磷酸鈣60kg和硫酸鉀30kg，該處理為常規(guī)施肥；處理2(基質(zhì)對照)：整地時畝施復合肥15kg，過磷酸鈣20kg和硫酸鉀10kg，按牛糞300份、羊糞200份、雞糞50份、玉米秸稈400份、蟹殼粉50份的比例進行混合發(fā)酵后得到的有機肥，不添加復合微生物菌劑作基質(zhì)對照，在黃瓜移栽時每穴施100g；處理3：整地時畝施復合肥15kg，過磷酸鈣20kg和硫酸鉀10kg，實施例1中制備的生物有機肥，在黃瓜移栽時每穴施100g；處理4：整地時畝施復合肥15kg，過磷酸鈣20kg和硫酸鉀10kg，實施例2中制備的生物有機肥，在黃瓜移栽時每穴施100g；處理5：整地時畝施復合肥15kg，過磷酸鈣20kg和硫酸鉀10kg，實施例3中制備的生物有機肥，在黃瓜移栽時每穴施100g；每小區(qū)面積100平米，按生產(chǎn)常規(guī)管理方式進行田間管理，在黃瓜收獲末期，調(diào)查黃瓜根結(jié)線蟲病情指數(shù)，每處理隨機調(diào)查40株，病情指數(shù)分級標準：0級，健康無病(根系上無根結(jié))；1級，1％～20％根系上有根結(jié)，但根結(jié)相互不連接；2級，21％～40％的根系上有根結(jié)，僅少量根結(jié)相互連接；3級，41％～60％的根系上有根結(jié)，半數(shù)以下根結(jié)相互連接；4級，61％～80％的根系上有根結(jié)，半數(shù)以上根結(jié)相互連接，部分主、側(cè)根變粗呈畸形；5級，80％以上的根系上有根結(jié)，且相互連接，多數(shù)主、側(cè)根呈畸形。病情指數(shù)(％)＝∑(各級病株數(shù)×相對級數(shù)值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高病級數(shù))×100；對每次采收的黃瓜進行稱量和記錄，試驗結(jié)束后匯總產(chǎn)量，計算出畝產(chǎn)量。表2生物有機肥對根結(jié)線蟲的防治效果及對黃瓜產(chǎn)量的影響實施例5生物有機肥對番茄枯萎病的防治效果及對番茄產(chǎn)量的影響2014年3月22日河北廊坊日光溫室大棚，試驗地塊連續(xù)三茬種植相同品種番茄，有枯萎病發(fā)生，有連作障礙問題。試驗處理：各處理小區(qū)面積、施肥量和施肥方法同上；按生產(chǎn)常規(guī)管理方式進行田間管理，在發(fā)病前對將要調(diào)查的植株用系紅繩的方法做好標記，在移栽后2個月，發(fā)生枯萎病，調(diào)查死亡株數(shù)，計算防治效果，防治效果(％)＝(對照死亡率-處理死亡率)/對照死亡率×100，試驗過程中發(fā)病較為嚴重的病株出現(xiàn)整株病死的癥狀；對每次采收的番茄進行稱量和記錄，試驗結(jié)束后匯總產(chǎn)量，計算出畝產(chǎn)量。表3生物有機肥對番茄枯萎病的防治效果及對番茄產(chǎn)量的影響實施例6生物有機肥對辣椒疫病的防治效果及對辣椒產(chǎn)量的影響2014年3月7日河北廊坊日光溫室大棚，試驗地塊連續(xù)四茬種植不同品種辣椒，有疫病發(fā)生。試驗處理：各處理小區(qū)面積、施肥量和施肥方法同上；按生產(chǎn)常規(guī)管理方式進行田間管理，在初花期開始發(fā)生疫病，調(diào)查病情指數(shù)，防治效果(％)＝(對照死亡率-處理死亡率)/對照死亡率×100，試驗過程中發(fā)病較為嚴重的病株出現(xiàn)整株病死的癥狀；對每次采收的辣椒進行稱量和記錄，試驗結(jié)束后匯總產(chǎn)量，計算出畝產(chǎn)量。表4生物有機肥對辣椒疫病的防治效果及對辣椒產(chǎn)量的影響從溫室試驗實施例4、5、6可以看出，本發(fā)明制備的生物有機肥對根結(jié)線蟲、枯萎病、疫病常見的土傳病害均具有很好的防治效果，植株長勢比不施用生物有機肥的常規(guī)施肥對照明顯旺盛，可以起到克服連作障礙的作用，與常規(guī)施肥對照相比，可使黃瓜最低增產(chǎn)25.9％，番茄最低增產(chǎn)18.9％，辣椒最低增產(chǎn)27.9％。當前第1頁1 2 3