CN106396845A - 一种高效降解重金属生物有机硅菌肥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降解重金属高效生物有机硅菌肥及其制备方法，该菌肥由一定比例的发酵微生物菌、功能微生物菌、酶制剂、稀土硅原料、秸秆粉、氨基酸原粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和畜禽粪便为原料制备而成。其制备方法是：1)激活发酵微生物菌剂的培养；2)激活功能微生物菌剂的培养；3)发酵准备；4)发酵；5)发酵后处理阶段。该菌肥具有降低土壤中重金属含量，提供植物丰富的微量元素，提高植物生物学形状，抗病虫害和固氮、溶磷、解钾的作用。该菌肥的制备方法简单，操作方便，生产成本低，适合推广和工业化大规模生产。

Description

一种高效降解重金属生物有机硅菌肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物农业绿色环保肥料技术领域，具体涉及一种降解重金属高效生物有机硅菌肥及其制备方法，该生物有机硅菌肥主要应用于有机农业生产，其具有改善土壤理化性质，降低作物重金属含量，提高土壤有机质，提高土壤微生物含量的作用。
背景技术
肥料是种植业不可缺少的生产资料，特别是在中国这样一个人口众多的国家，为通过有限的土地资源解决吃饭问题，就必须长期大量使用化肥，由于长期大量使用化肥，已经造成了严重的土壤污染。土壤污染的危害非常严重，主要表现在以下几个方面：1.重金属和有毒元素逐年增加，直接危害人体健康；2.土壤微生物含量降低，土壤有机质含量大幅度降低；3.养分失调，硝酸盐严重累积，微量元素严重缺乏；4.土壤酸化加剧，pH变化太大，长期施用化肥加速土壤酸化；5.土壤重金属污染，造成农作物重金属残留超标；6.大量使用农药造成农作物农药残留超标。
在上述情况下，能有效地改善土壤环境，提高种植土地的微生物含量、有机质含量以及微量元素等的新型生物菌肥成为了耕地修复的有效途径。目前，现有技术只是简单的将发酵菌和有机物料进行发酵生产有机肥，这种有机肥对功能型的研究如抗病、抗重插、降解重金属等效果却无法满足，并且在固氮、溶磷、解钾功效上没有实质的突破，都存在功能单一的缺陷。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种降解重金属高效生物有机硅菌肥及其制备方法，该菌肥具有降低土壤中重金属含量，提供植物丰富的微量元素，提高植物生物学形状，抗病虫害和固氮、溶磷、解钾的作用。该菌肥的制备方法简单，操作方便，生产成本低，适合推广和工业化大规模生产。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
所述的发酵微生物菌是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和米曲霉按等质量比混合而成的混合菌，所述的发酵微生物菌的纤维素酶活为30U/g-500U/g，蛋白酶活为15U/g-200U/g。
所述的功能微生物菌是紫云英根瘤菌、沼泽红假单胞菌和胶质芽孢杆菌按等质量比混合而成的混合菌。
进一步，所述的发酵微生物菌是由有效活菌数为0.5亿-5亿/g的枯草芽孢杆菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的地衣芽孢杆菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的酿酒酵母、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的植物乳杆菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g嗜酸乳杆菌和有效活菌数为0.5亿-5亿/g的米曲霉六种菌按等质量比混合而成。
进一步，所述的功能微生物菌是由有效活菌数为0.5亿-5亿/g的紫云英根瘤菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g沼泽红假单胞菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的胶质芽孢杆菌按等质量比混合而成。
所述的酶制剂是纤维素酶和/或蛋白酶，所述纤维素酶酶活为10000U/g-20000U/g，所述蛋白酶酶活为10000U/g-20000U/g。
所述的稀土硅原料的制备方法如下：先将农用稀土和硅肥混合均匀，其中农用稀土和硅肥的质量比为3-5：95-97，再在1300-1400℃下煅烧、粉磨，所述的农用稀土中的稀土元素氧化物的质量分数≥5％，所述的硅肥中SiO2的质量分数≥25％，MgO的质量分数≥5％，CaO的质量分数≥20％，pH为10.0-11.5(水不溶物的含量和pH的测定的标准NY/T1973-2010)。
所述的秸秆粉是将小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分粉碎后所得的粉末。
所述的氨基酸原粉是指用动物毛发经过水解、脱酸、脱盐及喷雾干燥过程生成的氨基酸原粉原粉，其中氨基酸原粉的质量百分比含量为35％，总氮的质量百分比含量大于17.5％，水分的质量百分比含量于5％，氨氮的质量百分比含量小于11％，灰分的质量百分比含量小于6％。
所述的阿维菌素药渣为豆饼、花生饼、淀粉、维生素经发酵生产阿维菌素的剩余物。
所述的黄腐酸钾是一种从天然腐植酸中提取的短碳链分子结构物质，同时也是一种纯天然矿物质活性钾元素肥。
所述的黄姜渣是利用黄姜生产黄姜皂素后的副产物。
所述的木薯渣是木薯提取淀粉后的副产物。
畜禽粪便主要指畜禽养殖业中产生的一类农村固体废物，包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪等。
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法，包括如下步骤：
1)发酵微生物菌的培养：
将发酵微生物菌与秸秆粉按质量比1:5-15混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，再将占氨基酸原粉总质量40％-60％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为25-35％，将堆体A通风处理32-64小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)功能微生物菌的培养：
将功能微生物菌与秸秆粉按质量比1:5-15混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为25％-35％，将堆体B通风处理32-64小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和畜禽粪便混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为45％-55％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，准备发酵；
4)发酵：
堆体C采用好氧堆肥的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵8-12天，发酵完成；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且其温度下降至20-30℃时，向堆体C中加入步骤2)所得的激活功能微生物菌剂，翻堆，放置3-5天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
所述的堆体C的宽度为2.0-2.5m，高度为0.8-1.4m，长度为8-10m。
本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：
1、该菌肥通过添加功能微生物菌剂，使菌肥具有了固氮、溶磷、解钾的作用，在植物根系形成有益微生物菌团，固氮菌固定空气中的氮为植物提供生长需要的氮元素，溶磷菌和解钾菌将土壤中的未被植物吸收利用的磷元素和钾元素转化为可吸收利用的形态。
2、该菌肥通过添加稀土硅原料、氨基酸原粉、酶制剂，使肥料能降解土壤重金属含量，以及提供给植物丰富的微量元素。
3、该菌肥通过同时添加生物碱和氨基酸原粉，使菌肥达到了抗病虫害的作用，解决了目前生物肥料只注重改善土壤，但对抗病虫害效果不理想的现状。
4、该菌肥添加的稀土硅原料是一种硅酸钙为主的玻璃体矿物肥料，微碱性或中性，不溶于水，可溶于酸，其中的硅酸根离子与镉、汞、铅等重金属发生化学反应，形成新的不易被植物吸收的硅酸化合物而沉淀下来，增加了蔬菜作物根系氧化能力，氧化了镉、锰等重金属，减少了它们的溶解度，从而抑制了作物对它们的吸收，有效地防止了重金属对农产品的污染，从而使其污染降到国家规定安全标准以下。
5、该菌肥添加的稀土硅原料中的农用稀土中的稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，提高肥料利用率，稀土元素还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。
6、该菌肥是通过其所含的微生物进行的生命活动使作物增产，其所含的微生物不仅能提高植物营养元素的供应水平，还包括了它们所产生的次生代谢物质，如激素类物质，对植物产生刺激作用，促进植物对营养元素的吸收利用，提高作物产量和改善农作物生物学性状。
7、该菌肥的制备方法简单，操作方便，采用两次加菌技术，第一次高温腐熟有机原料，第二次添加功能型菌剂，不仅提高了生物菌肥中的功能型菌株的含量，而且提高了菌肥的利用率，从而降低了菌肥的施肥量。
具体实施方式
以下实施例中所用的发酵微生物菌是由有效活菌数为0.5亿-5亿/g的枯草芽孢杆菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的地衣芽孢杆菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的酿酒酵母、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的植物乳杆菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g嗜酸乳杆菌和有效活菌数为0.5亿-5亿/g的米曲霉六种菌按等质量比进行混合而成的，所述发酵微生物菌的纤维素酶活为30U/g-500U/g，蛋白酶活为15U/g-200U/g。
所述的枯草芽孢杆菌的菌株保藏编号(简称ACCC19743)、地衣芽孢杆菌的菌株保藏编号(简称ACCC02975)、酿酒酵母的菌株保藏编号(简称ACCC20064)、植物乳杆菌的菌株保藏编号(简称ACCC11016)、嗜酸乳杆菌的菌株保藏编号(简称ACCC11073)和米曲霉的菌株保藏编号(简称ACCC31491)(http://www.accc.org.cn/search/accc/search.asp)。
以下实施例中所用的功能微生物菌是由有效活菌数为0.5亿-5亿/g的紫云英根瘤菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g沼泽红假单胞菌、有效活菌数为0.5亿-5亿/g的胶质芽孢杆菌按等质量比进行混合而成的。
所述的紫云英根瘤菌的菌株保藏编号(简称CICC20026)、沼泽红假单胞菌的菌株保藏编号(简称CICC23812)和胶质芽孢杆菌的菌株保藏编号(简称CICC20667)(http://sales.china-cicc.org/category.php？id＝1&sh＝jd)。
以下实施例中所用的稀土硅原料的制备方法如下：先将农用稀土和硅肥混合均匀，其中农用稀土和硅肥的质量比为1:19、1:24、1:28或3:97，再在1300、1350或1400℃下煅烧、粉磨至120-180目，所述的农用稀土中的稀土元素氧化物的质量分数为5％、6％或8％，所述的硅肥中SiO2的质量分数为25％、30％或35％，MgO的质量分数为5％、7％或10％，CaO的质量分数为20％、25％或30％，pH为10.0、11或11.5。
以下实施例中所使用的纤维素酶酶活为10000U/g、15000U/g或20000U/g，蛋白酶酶活为10000U/g、15000U/g或20000U/g。
实施例1
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
上述高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法如下：
1)发酵微生物菌的培养：
将发酵微生物菌与水稻秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，其中发酵微生物菌与水稻秸秆粉的质量比为1:10，再将占氨基酸原粉总质量50％的氨基酸原粉以氨基酸原粉溶液的形式喷洒在堆体A上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为20％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为30％，将堆体A通风处理48小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)功能微生物菌的培养：
将功能微生物菌与水稻秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，其中功能微生物菌与水稻秸秆粉的质量比为1:10，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为20％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为30％，将堆体B通风处理48小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的水稻秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和猪粪混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为50％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，堆体C的宽度为2.0m，高度为1.2m，长度为9m，准备发酵；
4)发酵：
采用好氧发酵的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵10天，发酵完成，发酵过程中，发酵48小时堆体C温度到达55℃左右，72小时堆体C可达到70℃左右；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且堆体C的温度下降至25℃时，向堆体C中加入激活功能微生物菌，翻堆，放置4天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
实施例2
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
上述高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法如下：
1)发酵微生物菌的培养：
将发酵微生物菌与玉米秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，其中发酵微生物菌与玉米秸秆粉的质量比为1:5，再将占氨基酸原粉总质量40％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为25％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为25％，将堆体A通风处理54小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)激活功能微生物菌剂的培养：
将功能微生物菌与玉米秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，其中功能微生物菌与玉米秸秆粉的质量比为1:15，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为25％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为35％，将堆体B通风处理54小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的玉米秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和鸡粪混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为55％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，堆体C的宽度为2.2m，高度为0.8m，长度为8m，准备发酵；
4)发酵：
采用好氧发酵的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵10天，发酵完成，发酵过程中，发酵48小时堆体C温度到达55℃左右，72小时堆体C可达到70℃左右；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且堆体C的温度下降至20℃时，向堆体C中加入激活功能微生物菌剂，翻堆，放置5天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
实施例3
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
所述的酶制剂为纤维素酶和蛋白酶按质量比1:1混合而成的。
上述高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法如下：
1)发酵微生物菌的培养：
将发酵微生物菌与小麦秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，其中发酵微生物菌与小麦秸秆粉的质量比为1:15，再将占氨基酸原粉总质量60％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为30％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为35％，将堆体A通风处理32小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)激活功能微生物菌剂的培养：
将功能微生物菌与小麦秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，其中功能微生物菌与小麦秸秆粉的质量比为1:5，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为30％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为25％，将堆体B通风处理32小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的小麦秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和牛粪混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为45％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，堆体C的宽度为2.5m，高度为1.4m，长度为10m，准备发酵；
4)发酵：
采用好氧发酵的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵8天，发酵完成，发酵过程中，发酵48小时堆体C温度到达55℃左右，72小时堆体C可达到70℃左右；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且堆体C的温度下降至30℃时，向堆体C中加入激活功能微生物菌剂，翻堆，放置3天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
实施例4
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
上述高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法如下：
1)激活发酵微生物菌剂的培养：
将发酵微生物菌与水稻秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，其中发酵微生物菌与水稻秸秆粉的质量比为1:9，再将占氨基酸原粉总质量50％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为20％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为31％，将堆体A通风处理64小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)激活功能微生物菌剂的培养：
将功能微生物菌与水稻秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，其中功能微生物菌与秸秆粉的质量比为1:11，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为20％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为27％，将堆体B通风处理64小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的水稻秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和猪粪混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为47％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，堆体C的宽度为2.2m，高度为1.3m，长度为9m，准备发酵；
4)发酵：
采用好氧发酵的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵9.5天，发酵完成，发酵过程中，发酵48小时堆体C温度到达55℃左右，72小时堆体C可达到70℃左右；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且堆体C的温度下降至23℃时，向堆体C中加入激活功能微生物菌剂，翻堆，放置3.5天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
实施例5
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
上述高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法如下：
1)激活发酵微生物菌剂的培养：
将发酵微生物菌与小麦秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，其中发酵微生物菌与小麦秸秆粉的质量比为1:8，再将占氨基酸原粉总质量45％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为25％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为33％，将堆体A通风处理40小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)激活功能微生物菌剂的培养：
将功能微生物菌与小麦秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，其中功能微生物菌与小麦秸秆粉的质量比为1:12，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为25％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为28％，将堆体B通风处理40小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的小麦秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和猪粪混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为47％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，堆体C的宽度为2.4m，高度为1.1m，长度为9.5m，准备发酵；
4)发酵：
采用好氧发酵的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵11.5天，发酵完成，发酵过程中，发酵48小时堆体C温度到达55℃左右，72小时堆体C可达到70℃左右；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且堆体C的温度下降至23℃时，向堆体C中加入激活功能微生物菌剂，翻堆，放置3.5天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
实施例6
一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
所述的酶制剂为纤维素酶和蛋白酶按质量比1:2混合而成的。
上述高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法如下：
1)激活发酵微生物菌剂的培养：
将发酵微生物菌与玉米秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，其中发酵微生物菌与玉米秸秆粉的质量比为1:13，再将占氨基酸原粉总质量55％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为30％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为27％，将堆体A通风处理60小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)激活功能微生物菌剂的培养：
将功能微生物菌与玉米秸秆粉混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，其中功能微生物菌与玉米秸秆粉的质量比为1:7，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，氨基酸原粉溶液的质量百分比浓度为30％，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为32％，将堆体B通风处理60小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的玉米秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和猪粪混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为52％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，堆体C的宽度为2.1m，高度为1.3m，长度为8.8m，准备发酵；
4)发酵：
采用好氧发酵的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵9.5天，发酵完成，发酵过程中，发酵48小时堆体C温度到达55℃左右，72小时堆体C可达到70℃左右；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且堆体C的温度下降至27℃时，向堆体C中加入激活功能微生物菌剂，翻堆，放置4.5天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
试验一、本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥在种植水稻上的效果试验
试验地点：湖北某矿业生产企业附近农田。
试验时间：2014年5月-10月
供试土壤:黄泥田，其主要理化性状见下表1：
表1供试土壤的理化性状
供试肥料：
试验肥料：实施例1的高效降解重金属生物有机硅菌肥。
习惯施肥基肥：复合肥45％40kg/亩，尿素10公斤/亩，氯化钾5公斤/亩。
试验设计：
对照组：习惯施肥基肥；
试验组1：习惯施肥基肥+50kg/亩的试验肥料(实验肥和基肥一起施在耕作层)；
试验组2：习惯施肥基肥+100kg/亩的试验肥料(实验肥和基肥一起施在耕作层)；
试验组3：50％的习惯施肥基肥+100kg/亩的试验肥料(实验肥和基肥一起施在耕作层)。
结果与分析：
1、不同施肥处理对水稻生长性状的影响
对照组、试验组1、试验组2和试验组3四个不同的施肥处理对水稻生长性状的影响的结果见表2。
表2.不同处理对水稻生长性状的影响
由表2可知，千粒重指标中，试验组1、2和3分别较对照组增重0.8g、1.2g、0.5g；每穗实粒数指标中，试验组1、2和3分别较对照组增加8.5粒、20.4粒、3.9粒，结实率指标中，试验组1、2和3分别较对照组增加5.2％、8.1％、2.4％，由此可见，试验组1、2和3与对照组相比，试验组1、2和3的水稻的性状明显优于对照组。增产率指标中，试验组1、2和3分别较对照组增加7.34％、10.39％、6.13％，试验组3与试验组2相比，在降低习惯用肥后仍然增产6.13％，说明本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥可以提高化肥利用率。
综上所述，本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥可以改善农作物生物学形状，增加农作物产量和提高化肥利用率。
2、不同施肥处理对水稻器官及大米中重金属含量的影响
2.1、不同施肥处理对水稻器官及大米中镉含量的影响
对照组、试验组1、试验组2和试验组3中四个不同的施肥处理对水稻器官及大米中镉含量的影响的结果见表3。
表3.不同处理对水稻器官及大米中镉离子含量的影响
由表3可知，试验组1、2和3中水稻根、水稻茎叶和大米中镉离子含量明显低于对照组，由此可见，本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥可以降低镉离子对水稻根、水稻茎叶和大米的污染，具有阻镉和降镉效果。
2.2、不同施肥处理对水稻器官及大米中铅含量的影响
对照组、试验组1、试验组2和试验组3中四个不同的施肥处理对水稻器官及大米中铅含量的影响的结果见表4。
表4.不同处理对水稻器官及大米中铅离子含量的影响
由表4可知，试验组1、2和3中水稻根、水稻茎叶和大米中铅离子含量低于对照组，由此可见，本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥可以降低铅离子对水稻根、水稻茎叶和大米的污染，具有阻铅和降铅效果。
2.3、不同施肥处理对水稻器官及大米中汞含量的影响
对照组、试验组1、试验组2和试验组3中四个不同的施肥处理对水稻器官及大米中汞含量的影响的结果见表5。
表5不同处理对水稻器官及大米中汞离子含量的影响
由表5可知，试验组1、2和3中水稻根、水稻茎叶和大米中汞离子含量低于对照组，由此可见，本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥可以降低汞离子对水稻根、水稻茎叶和大米的污染，具有阻汞和降汞效果。
综上所述，本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥可以有效降低农作物对重金属离子的吸收，降低重金属离子对水稻根、水稻茎叶和大米的污染。
3、不同处理对水稻的生长观察
观察试验组1、2和3以及对照组的水稻发现，试验组1、2和3中的水稻与对照组的水稻相比，与区别如下：1)试验组1、2和3中水稻的叶片更加浓绿；2)试验组1、2和3中水稻的叶片坚挺成V字形状，用手抚摸水稻叶片，试验组1、2和3中的水稻的叶片更加坚韧且锯齿感更加强烈；3)对照组中的水稻有倒伏现象，试验组1、2和3中的水稻均没有出现倒伏现象，通过比较对照组和试验组的水稻根部发现，试验组的根系比对照组发达许多；4)对照组中的水稻在分蘖期发生水稻二化螟虫害，而试验组1、2和3中的水稻未发生水稻二化螟虫害。
综上所述，本发明的高效降解重金属生物有机硅菌肥能提高农作物光合作用效率，促进农作物根系生长，提高农作物抗倒伏能力及抗虫害能力。

Claims (10)

1.一种高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于由功能原料和水制备而成，其中功能原料由以下质量百分比含量的组分组成：
所述的发酵微生物菌是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、酿酒酵母、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和米曲霉按等质量比混合而成的混合菌；
所述的功能微生物菌是紫云英根瘤菌、沼泽红假单胞菌和胶质芽孢杆菌按等质量比混合而成的混合菌；
所述的稀土硅原料的制备方法如下：先将农用稀土和硅肥混合均匀，其中农用稀土和硅肥的质量比为3-5：95-97，再在1300-1400℃下煅烧，粉磨。
2.根据权利要求1所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：所述的农用稀土中的稀土元素氧化物的质量分数≥5％；所述的硅肥中SiO2的质量分数≥25％，MgO的质量分数≥5％，CaO的质量分数≥20％，pH为10.0-11.5。
7.根据权利要求1所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：所述的酶制剂是纤维素酶和/或蛋白酶，所述纤维素酶酶活为10000U/g-20000U/g，所述蛋白酶酶活为10000U/g-20000U/g。
8.根据权利要求1所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥，其特征在于：所述的发酵微生物菌的纤维素酶活为30U/g-500U/g，蛋白酶活为15U/g-200U/g。
9.一种权利要求1-8任一所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)发酵微生物菌的培养：
将发酵微生物菌与秸秆粉按质量比1:5-15混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体A，再将占氨基酸原粉总质量40％-60％的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体A上，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体A的含水量为25-35％，将堆体A通风处理32-64小时，得到激活发酵微生物菌剂；
2)功能微生物菌的培养：
将功能微生物菌与秸秆粉按质量比1:5-15混合搅拌均匀后堆积成上窄下宽的堆体B，再将剩余的氨基酸原粉以水溶液的形式喷洒在堆体B上，喷洒完氨基酸原粉溶液后，控制堆体B的含水量为25％-35％，将堆体B通风处理32-64小时，得到激活功能微生物菌剂；
3)发酵准备：
将步骤1)所得的激活发酵微生物菌剂、酶制剂、稀土硅原料、剩余的秸秆粉、阿维菌素药渣、黄腐酸钾、黄姜渣、木薯渣和畜禽粪便混合均匀，得到发酵物料，调节发酵物料的含水量为45％-55％，再将发酵物料堆积成长条状的堆体C，准备发酵；
4)发酵：
堆体C采用好氧堆肥的方式进行发酵，发酵开始时翻堆一次，之后每12小时翻堆一次，连续好氧发酵8-12天，发酵完成；
5)发酵后处理阶段：
发酵完成后，待堆体C腐殖化后，且其温度下降至20-30℃时，向堆体C中加入步骤2)所得的激活功能微生物菌剂，翻堆，放置3-5天后，粉碎、筛分，即得到该高效降解重金属生物有机硅菌肥。
10.根据权利要求8所述的高效降解重金属生物有机硅菌肥的制备方法，其特征在于：所述的堆体C的宽度为2.0-2.5m，高度为0.8-1.4m，长度为8-10m。
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