CN108484318A - 一种降低稻田土壤重金属含量的复合有机肥料及其应用 - Google Patents

一种降低稻田土壤重金属含量的复合有机肥料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种降低稻田土壤重金属含量的复合有机肥料及其应用。该有机肥料中各组分按重量份为：无机肥5‑15份、有机肥20‑45份、废烟末10‑25份和微生物菌剂1‑8份。本发明的有机肥料，其含有丰富的有机质、有机螯合物以及功能性微生物，能够改善降低水稻田土壤重金属含量，改善土壤理化性质，保持土壤养分平衡，提升水稻产量及品质。

Description

一种降低稻田土壤重金属含量的复合有机肥料及其应用
技术领域
本发明属于农业肥料技术领域，特别涉及一种降低稻田土壤重金属含量的复合有机肥料及其制备方法和应用。
背景技术
多年来，化学肥料的施用对农业增产增收起到了关键作用。然而，由于长期施用化学肥料，肥料利用率下降，有机肥料供应不足，致使农田生态环境、土壤理化性状和土壤微生物区系受到了不同程度的破坏，在一定程度上影响了农产品的品质。
目前我国因工业“三废”污染的耕地面积达到1.0×107hm2。重金属污染造成的粮食减产总量已经超过1.0×107吨，而被重金属污染的粮食总量也达到了1.2×107吨，仅这两项就造成了超过200亿元的经济损失。镉污染的日益严重引起了人们的高度关注。土壤中的镉来自自然形成和人为因素引入，前者主要来自大自然中的岩石和矿物，后者主要指工农业活动排放到环境中，工业废水、农药化肥的滥用进入土壤中。
镉具有较强的化学活性，在土壤中却又很难被降解，因此比其它重金属更容易进入植物体内，在植物体内富集量较大进而对植物体造成伤害。当植物体内的镉含量达到1mg·kg-1时,就会对某些植物产生毒害作用，使植物表现出褪色、矮化、生长延迟等症状，造成植物的生物量下降，严重时甚至死亡。由于镉具有一定的隐蔽性，在不影响其生长的情况下，植物往往会积累较高浓度的镉，并通过食物链进入人体中，危害人类健康。我国目前土壤资源现状迫切需要通过人为措施来降低土壤中重金属含量，改善土壤理化性质，确保农业种植水平和农作物产品质量的提高。目前还没有有效的肥料能够实现降低稻田土壤重金属浓度的同时，提高土壤营养、改善土壤理化性质、微生物群落结构，达到完善稻田土壤改良的效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种降低稻田重金属含量的复合有机肥料及其应用。
本发明的另一目的在于提供上述复合有机肥料的制备方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种复合有机肥料，含有下列重量份的组分：
其中，所述有机肥是畜禽粪便与废烟末混合后腐熟发酵制得；
其中，所述微生物菌剂由固氮菌、解钾菌、解磷菌、拮抗菌组成，活菌比例为1-10:1-5:1-5:1-5总活菌数不低于1×109cfu/g。
优选地，本发明的复合有机肥料含有下列重量份的组分：
所述无机肥为尿素、硫酸铵、硝酸铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、硫酸钾、碳酸氢铵中的一种或多种。
所述有机肥发酵方法为有机肥原料与废烟末按照重量比2-4：1混合后，按照混合物料鲜重的0.1％～0.5％接种有机物料腐熟剂，混合均匀后，建堆发酵，控制温度不超过60℃，发酵过程不超过25d。
优选地，所述微生物菌剂的组成为：
固氮菌5×109cfu/g
解钾菌2×109cfu/g
解磷菌2×109cfu/g
拮抗菌2×109cfu/g。
本发明还提供制备所述复合有机肥料的方法，其包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便与废烟末混合后腐熟发酵制得有机肥；
(2)将步骤(1)制得有机肥与无机肥混合；
(3)步骤(2)所得的混合物中加入废烟末和微生物菌剂，混合均匀后晾干即得。
其中，步骤(1)的发酵方法为畜禽粪便与废烟末按照重量比2-4：1混合后，按照混合物料鲜重的0.1％～0.5％接种有机物料腐熟剂，混合均匀后，建堆发酵，控制温度不超过60℃，发酵过程不超过25d。
本发明提供了上述复合有机肥料在降低稻田土壤重金属含量中的应用。
本发明提供了上述复合有机肥料在提高水稻产量中的应用。
本发明的复合有机肥料，是利用畜禽粪便，特别是猪粪便、废烟末发酵转化成含有丰富的可溶性碳和有机氮含量较高的有机肥，同时还含有固氮、解磷、解钾以及拮抗微生物制成的微生物肥料，其具有以下优点：
(1)该肥料的有机肥来源于畜禽粪便，肥料中有机质含量可达40％以上，丰富的可溶性碳、有机氮和矿物质，能提供给有益微生物适宜的生长环境，同时促进土壤土著有益菌群的繁殖，保持土壤微环境的平衡；
(2)加入的废烟末能够吸附稻田土壤中的重金属，降低重金属含量；
(3)该肥料中含有固氮、解磷、解钾的高效功能菌株以及对土传病害有很好的防治效果的拮抗菌株。该肥料生产原料来源广泛，成本低，工艺简单，产品价位低，具有巨大的社会、环境和经济效益。
本发明提供的一种复合有机肥料，其含有丰富的有机质、功能性微生物和有效降低重金属含量的废烟末，能够改善土壤理化性质，降低重金属含量，保持土壤养分平衡，克制土传病害的发生，提升作物产量及品质。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的保护范围。
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。
在本发明中，畜禽粪便包括但不限于鸡、鸭、鹅、猪、牛等的粪便。在选用粪便时，应选择无疫病的养殖场粪便。
本发明中的固氮菌、解钾菌、解磷菌、拮抗菌是指具有相应功能的菌，当固氮菌与解钾菌、解磷菌组合使用时，其表现出更好的固氮作用，另外加入拮抗菌可以有效抑制水稻病害的发生。
在具体实例中固氮菌是褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum)，解钾菌是胶质芽孢杆菌(B.Mucilaginosus)，解磷菌是巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，拮抗菌是水稻稻瘟病拮抗菌B.subtilis。
在具体实施例中腐熟剂每克包括不低于以下数量的活菌：枯草芽孢杆菌2.0×109cfu/g、嗜热毁丝霉2.0×109cfu/g、黑曲霉2.0×109cfu/g。
实施例1有机肥的腐熟
将猪粪便与废烟末按重量比3:1混匀，水分控制50％～60％，按鲜料重量0.2％加入腐熟剂，混匀，堆肥。堆高控制2～3m，堆地直径2m，控制温度不超过60℃，每2-3天翻堆一次，堆肥发酵25天。
实施例2有机肥的腐熟
将鸡粪与废烟末按重量比2:1混匀，水分控制50％～60％，按鲜料重量0.5％加入腐熟剂，混匀，堆肥。堆高控制2～3m，堆地直径2m，控制温度不超过60℃，每2-3天翻堆一次，堆肥发酵25天。
实施例3有机肥的腐熟
将牛粪与废烟末按重量比4:1混匀，水分控制50％～60％，按鲜料重量0.1％加入腐熟剂，混匀，堆肥。堆高控制2～3m，堆地直径2m，控制温度不超过60℃，每2-3天翻堆一次，堆肥发酵25天。
实施例4复合有机肥料的制备
按照下述重量比配制有机肥料：无机肥12份，有机肥35份，微生物菌剂5份，废烟末20份。
所述无机肥组成及重量比为尿素:硫酸铵:磷酸二铵:钙镁磷肥:硫酸钾为4:1:2.5:2:2.5。
所述有机肥为实施例1的有机肥；
所述微生物菌剂组成及配比为：
固氮菌Azotobacter chroococcum 5×109cfu/g
解钾菌B.Mucilaginosus 2.0×109cfu/g
解磷菌Bacillus megaterium 2.0×109cfu/g
拮抗菌B.subtilis 2.0×109cfu/g
将有机肥与无机肥混合，加入微生物菌剂和废烟末，混合均匀并晾干，即得到本发明的复合微生物肥料。
实施例5复合有机肥料的制备
按照下述重量比配制有机肥料：无机肥5份，有机肥25份，微生物菌剂1份，废烟末10份。
所述无机肥组成及重量比为尿素:硫酸铵:磷酸二铵:钙镁磷肥:硫酸钾为4:1:2.5:2:2.5。
所述有机肥为实施例2的有机肥；
所述微生物菌剂组成及配比为：
固氮菌Azotobacter chroococcum 1×109cfu/g
解钾菌B.Mucilaginosus 1.0×109cfu/g
解磷菌B.megaterium 1.0×109cfu/g
拮抗菌B.subtilis 1.0×109cfu/g
将有机肥与无机肥混合，加入微生物菌剂和废烟末，混合均匀并晾干，即得到本发明的复合微生物肥料。
实施例6复合有机肥料的制备
按照下述重量比配制有机肥料：无机肥5份，有机肥20份，微生物菌剂8份，废烟末15份。
所述无机肥组成配比尿素:磷酸二铵:硫酸钾为4:2:2
所述有机肥为实施例3的有机肥；
所述微生物菌剂组成及配比为：
固氮菌Azotobacter chroococcum 5×109cfu/g
解钾菌B.Mucilaginosus 2.5.0×109cfu/g
解磷菌B.megaterium 0.5×109cfu/g
拮抗菌B.subtilis 0.5×109cfu/g
将有机肥与无机肥混合，加入微生物菌剂和废烟末，混合均匀并晾干，即得到本发明的复合微生物肥料。
实施例7复合有机肥料的制备
按照下述重量比配制有机肥料：无机肥15份，有机肥45份，微生物菌剂8份，废烟末25份。
所述无机肥组成及重量比为尿素:硫酸铵:磷酸二铵:钙镁磷肥:硫酸钾为4:1:2:2:1.5。
所述有机肥为实施例1的有机肥；
所述微生物菌剂组成及配比为：
固氮菌Azotobacter chroococcum 5×109cfu/g
解钾菌B.Mucilaginosus 0.5×109cfu/g
解磷菌B.megaterium 2.5×109cfu/g
拮抗菌B.subtilis 2.5×109cfu/g
将有机肥与无机肥混合，加入微生物菌剂和废烟末，混合均匀并晾干，即得到本发明的复合微生物肥料。
实施例8应用实验
试验品种为鄂糯9号，栽培地为湖北。试验田140亩，以10亩为单位，实施例4-7各20亩作为实验组1-4，同时设对照组1、2、3各20亩。正季栽培，5月25日播种，6月25日插秧，每亩2万穴，每穴3株，每亩6万株，常规方法进行田间管理。根据当地管理经验，对照组1施农家肥为底肥每亩40公斤，插秧后进行追肥，氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)施肥量分别为15公斤/亩、5公斤/亩、4公斤/亩。对照组2按照实施例7制备，但在制备复合有机肥时未添加废烟末，其施肥同实验组。对照组3按照实施例7制备，但在制备有机肥时未添加废烟末，其施肥同实验组。实验组直接在插秧后7天追肥，每亩60公斤。10月11日收稻。晒干后，各组别分别统计亩产量及稻米中镉含量。结果如表1所示。
表1鄂糯9号亩产量及稻米中镉含量
组别 亩产量(公斤/亩) 镉含量(mg/kg)
对照组1 552.8 0.31
对照组2 597.9 0.19
对照组3 584.5 0.26
试验组1 645.4 0.08
试验组2 638.3 0.07
试验组3 624.6 0.09
试验组4 650.8 0.07
由以上结果可以看出，使用本发明有机肥料，可以实现水稻的增产，增产率达到10％左右。最重要的是，有效降低了镉含量，稻米中镉的含量大大降低。特别的是，经过本发明发酵后废烟末表现出显著的降低镉含量的作用，而在制备有机肥及进一步制备复合肥过程中均添加废烟末效果尤为显著。

Claims (9)

1.一种复合有机肥料，含有下列重量份的组分：
其中，所述有机肥是畜禽粪便与废烟末混合后腐熟发酵制得；
其中，所述微生物菌剂由固氮菌、解钾菌、解磷菌、拮抗菌组成，活菌比例为1-10:1-5:1-5:1-5总活菌数不低于1×109cfu/g。
2.根据权利要求1所述的复合有机肥料，其特征在于，含有下列重量份的组分：
3.根据权利要求1或2所述的复合有机肥料，其特征在于，所述无机肥为尿素、硫酸铵、硝酸铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、硫酸钾、碳酸氢铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的复合有机肥料，其特征在于，所述有机肥发酵方法为有机肥原料与废烟末按照重量比2-4：1混合后，按照混合物料鲜重的0.1％～0.5％接种有机物料腐熟剂，混合均匀后，建堆发酵，控制温度不超过60℃，发酵过程不超过25d。
5.根据权利要求1或2所述的复合有机肥料，其特征在于，所述微生物菌剂的组成为：
固氮菌5×109cfu/g
解钾菌2×109cfu/g
解磷菌2×109cfu/g
拮抗菌2×109cfu/g。
6.制备权利要求1-5任意一项所述复合有机肥料的方法，其包括以下步骤：
(1)将畜禽粪便与废烟末混合后腐熟发酵制得有机肥；
(2)将步骤(1)制得有机肥与无机肥混合；
(3)步骤(2)所得的混合物中加入废烟末和微生物菌剂，混合均匀后晾干即得。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)的发酵方法为畜禽粪便与废烟末按照重量比2-4：1混合后，按照混合物料鲜重的0.1％～0.5％接种有机物料腐熟剂，混合均匀后，建堆发酵，控制温度不超过60℃，发酵过程不超过25d。
8.权利要求1-5所述的复合有机肥料在降低稻田土壤重金属含量中的应用。
9.权利要求1-5所述的复合有机肥料在提高水稻产量中的应用。
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