CN108863588A - 一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法，所述的改土促生根返青发蘖水稻肥的原料组分按重量比例包括生物有机炭材料15‑30，畜禽粪便炭材料10‑20，风化煤5‑10，过氧化镁0.5‑1，硅钙渣肥2‑8，尿素10‑20，磷酸一铵5‑10，氯化钾5‑8，硫酸锌0.4‑1.5，微生物菌剂0.01‑0.1，粘结剂10‑15。所述的改土促生根返青发蘖水稻肥经过生物有机炭材料、畜禽粪便炭材料制备、微生物负载、最终制得制备复合肥料。本发明的生物有机炭的制备工艺和特定微生物菌固化方法具有明显的促进作物根系生长、增加分蘖数，改良土壤结构，促进有机质分解和养分矿化形成过程，增促地上部植株生长等作用，通过改性生物有机炭材料及特定微生物的科学配比，起到改土培肥，促生根、返青发蘖的作用效应。

Description

一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种肥料，具体是涉及一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法。

背景技术

科技发展和进步，使我国粮食产量有了大幅提高。作为我国主要口粮之一，水稻产量实现了多年连增。但是，由于我国农业生产单元和传统农业生产方式的影响，长期以来农业生产者单纯以追求产量目标为主，产量与化肥同步持续增涨。然而，我国化肥利用率远低于世界平均水平，长期、大量的化学肥料施用，导致土壤严重板结、酸化、有机质含量下降，单位土地生产力持续降低。如何在保障粮食产量的同时，降低肥料使用量，同时培育和提高土壤肥力，提升土壤可持续生产力，以“低碳、绿色、可持续”方式实现粮食产量目标，已成为亟待解决的农业生产现实问题。

在实现水稻产量目标中，有效分蘖数是决定和影响水稻产量的重要因素。水稻在移栽过程中，根系往往易受到人为损害，因此在移栽后需要一定时间缓苗，从而恢复根系对养分的吸收能力，即返青期。水稻返青后，根系养分吸收增加，促进分蘖发生。在水稻移栽后的返青-分蘖期，是营养生长旺盛期，养分需求量较高。而在此时期，施肥时间及用量等至关重要，施用时间过晚，导致水稻无效分蘖增加、空瘪率增多，经济产量下降，病害增加。而施肥过早，肥料养分不能被有效利用，导致大量肥料流失，土壤生态环境遭到破坏。目前，生产上的水稻返青肥主要以尿素、硫酸铵和其它磷、钾等肥料配施为主，这些肥料施用量不当，往往易引起水稻叶部含氮量过高，造成徒长、倒伏并引起中后期病害发生。同时，由于长期、过量追施无机返青肥也会造成土壤板结和面源环境污染。目前，在水稻返青-分蘖期，多以施用无机化肥为主，而针对解决返青-分蘖期的关键问题，从土壤培肥和植物营养学角度，以遵循生态系统循环规律为准则，以农林废弃物和畜禽粪便为主要原料制备生物有机炭材料研制兼顾改土培肥和有效促进根系生长、返青分蘖的肥料并在作物生产中应用的，还未见相关报道。

生物有机炭是生物质和其他有机物原料在完全或者部分缺氧条件下，经过高温热裂解产生的一类富碳产物。生物有机炭具有丰富的多微孔结构，较大的比表面积和吸附力，对土壤物理和化学性质具有明显的改良作用，施入土壤后可提高土壤水分含量、提高土壤孔隙度、降低容重，起到改土培肥的作用，为植物生长提供良好的环境。生物有机炭含有的养分元素可直接输入土壤，其表面电荷和官能团则有利于保肥。尤其，生物有机炭具有多微孔特性及富含多种养分的特质，有利于促进土壤微生物的生长，同时为根系生长提供良好的物理延展空间和丰富的养分来源，从而有利于促进作物根系及地上部的生长发育。土壤益生菌在土壤中的活动，可产生丰富代谢产物等活性物质，从而激发土壤生物活性。同时，具有对根系的促根、发根，增加根长、毛细根数量等作用。土壤益生菌的活动，有利于形成保护膜，保水保肥，增强植物根系吸收能力，并促进茎粗、苗壮，兼顾打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤通气、透水性，增强土壤水、肥渗透力。

土壤益生菌的种类、含量对于不同作物品种、土壤类型和作物生长阶段的作用不同，目前亦尚无将生物炭与土壤益生菌有效结合在一起，且针对水稻返青发蘖生长时期，起到促生根、返青发蘖作用的肥料制备方法。

发明内容

针对上述问题及传统肥料不足，本发明的目的是提供一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法，其生物有机炭的制备工艺和特定微生物菌固化方法具有明显的促进作物根系生长、增加分蘖数，改良土壤结构，促进有机质分解和养分矿化形成过程，增促地上部植株生长等作用，通过改性生物有机炭材料及特定微生物的科学配比，起到改土培肥，促生根、返青发蘖的作用效应。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法，其技术要点是：所述的改土促生根返青发蘖水稻肥，原料组分按重量比例包括如下：生物有机炭材料15-30，畜禽粪便炭材料10-20，风化煤5-10，过氧化镁0.5-1，硅钙渣肥2-8，尿素10-20，磷酸一铵5-10，氯化钾5-8，硫酸锌0.4-1.5，微生物菌剂0.01-0.1，粘结剂10-15。

所述生物有机炭材料的其制备原材料为秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或两种以上。

所述粘结剂为：膨润土，高岭土，粘土，可为上述物料的其中一种或混合使用。

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为3:1-1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为2:1-1:2；

所述解淀粉芽孢杆菌，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11230，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为：2015年8月11日，分类命名为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens；

所述甲基营养型芽孢杆菌，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11231，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为： 2015年8月11日，分类命名为甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicus；

作为优选方案，所述的改土促生根返青发蘖水稻肥，原料按重量比包括：生物有机炭材料为25，畜禽粪便炭材料为17，风化煤为8，过氧化镁为1，硅钙渣肥为5，尿素为15，磷酸一铵为8，氯化钾为6，硫酸锌为1，微生物菌剂0.05，粘结剂13.5。

作为优选方案，所述生物有机炭材料和畜禽粪便炭材料重量比为含量为2:2-1:1

作为优选方案，所述生物有机炭材料的其制备原材料为秸秆，玉米芯，花生壳，三者重量比为2:1:1。

作为优选方案，所述粘结剂为膨润土、高岭土、粘土，三者重量比为2:3:3。

作为优选方案，所述木霉为哈茨木霉。

所述的改土促生根发蘖返青水稻肥制备方法，包括以下步骤：

（1）生物有机炭材料制备：将秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或几种自然晾晒或烘干，使含水量降至16%以下，原料采用现有技术中的任何破碎方式将上述生物质加工粉碎，直径长度在4cm以下，或可选择先破碎后风干或烘干；

采用缺氧干馏低变温炭化技术方法，按质量份数比取上述混合原料，放入炭化炉内在较低温度下进行变温处理，具体方法如下

a. 慢速裂解阶段：将物料在150-300℃，达到300℃后停留时间为2.5-3小时，升温速率为20-30℃/min；

b. 固化炭化阶段：处理温度为 300-400℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为30-50℃/min；

炭化过程中，通过冷凝分离收集生物质热裂解形成的天然木醋液，并在制备过程中回喷至炭化材料中进行改性。最后，控制炭化温度缓慢下降至初始温度；降温处理后，将改性生物有机炭材料粉碎、过筛，制得粒径100目的改性生物有机炭材料，装袋备存；

（2）畜禽粪便炭材料制备：将畜禽粪便通过晾晒或烘干，降低含水量至16%以下，放入炭化炉内，进行阶梯式热解炭化，具体如下：

a.温度150-300℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为20-30℃/min；

b.温度350-400℃，停留时间为1-1.5小时，升温速率为30-50℃/min；

上述炭化过程完成后，其余处理过程与生物有机炭材料阶梯炭化后的处理过程一致，将制得的炭化物，粉碎，过筛，制备为粒径100目的畜禽粪便炭化物颗粒；

（3）微生物负载

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为3:1-1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为2:1-1:2；

所述微生物菌剂制备过程如下：解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌采用的培养基和培养条件为：培养基配方为氨基酸粉2.5%、蛋白胨2%、木糖醇8%，PH7.0，转速150-200r/min，发酵时间48小时；将培养液中菌数均配制为2.5×10⁹cfu/ml，并按照比例（解淀粉芽孢杆菌和甲基营养型芽孢杆菌比例为2:1-1:2）配制得到芽孢杆菌混合物；木霉菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（3:1-1:3）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；

微生物菌剂与步骤（1）所得的生物有机炭材料和步骤（2）所得畜禽粪便炭化物混合，水分保持在25-30%，发酵3-5天，进行固液分离后，将固化炭材料混合物，在室温条件下保存；

（4）将风化煤和硅钙渣肥物料，经粉碎后过筛，目数为80-100目。

（5）复合肥料的制备：按组分份数称取上述步骤得到的原料，加入过氧化镁，硅钙渣肥，尿素，磷酸一铵，氯化钾，硫酸锌，以膨润土、高岭土或粘土的一种或其混合物为粘合剂，用搅拌机和造粒机进行压力造粒，制得粒径为3-5mm的圆柱体或球形复合肥，然后进行计量、包装。

所述改土促生根返青发蘖水稻肥的使用方法：将所述肥料在耙地后，在平地打浆前以底肥形式一次性施入农田中，施用量50-70公斤/亩。

作为优选方案，所述的改土促生根返青发蘖水稻肥可与其他肥料配合使用，如硫酸铵、硫酸钾、钼酸铵、过磷酸钙中的一种或几种，促生根返青发蘖水稻肥和其他常规肥料的用量重量比为50:1-2。

作为优选方案，所述改土促生根返青发蘖水稻肥的施用量50公斤/亩。

与现有肥料相比，本发明的有益效果为：

（1）制备原材料来源广泛、可持续、成本低。原材料来源于农林废弃物和畜禽粪便，原料来源广，可再生、可持续。通过采用低变温炭化技术，最大程度锁住原料养分，实现了变废为宝、变碳为炭和固碳减排，形成的生物有机炭材料多微孔、高CEC，比表面积大、吸附力强。突破了现有以化学肥料或激素为主的促返青、分蘖的技术解决方案，采用改性生物有机炭新材料，聚合、释放养分并激发土壤肥力，增强根系生理功能，促进返青、分蘖。

（2）持续、稳定改良土壤物理性状，激发、提高土壤综合肥力，延长、调节供肥期。生物有机炭材料具有非常丰富、稳定的多微孔碳架结构，可增加土壤孔隙，调控土壤水、气、热条件，改良土壤物理构相和特性。其次，可直接释放增加土壤可利用养分，并通过吸持、聚合养分，激发土壤生物活性，促进有机质分解和形成，提高土壤肥力。进一步，采用微生物固化方法，通过发酵将微生物菌负载于生物有机炭材料中，并保持菌群活力。该负载后的改性生物有机炭材料，可使土壤可利用养分量提高、可持续、后劲足，有效减少养分流失，在保障作物养分吸收利用的同时，延长并调节土壤供肥期，使土壤供养与作物需养同步，提高作物养分利用效率，促进作物生长发育。在改土培肥的同时，实现促根发蘖、增产提质。

（3）促进生根，加快返青，促蘖保蘖。区别于其他添加人工激素等化学制剂，无污染、无残留、无毒害，遵循并发挥土壤-作物内部微生态循环规律，从物理空间、代谢调控、养分供给等方面，综合、有效促进根系生长，增加养分供应，加快返青，促进分蘖。

（4）均衡养分，增强抗性，促进增产。本发明，除生物有机炭材料释放的钙、铁等元素外，均衡添加了水稻生长所需的硅、锌、镁等微量元素，营养更全面，有利于激发水稻生理活性，增强抗性，促进分蘖和作物生长，提高产量和品质。

（5）原料易得、生产简单，减少病虫害，综合效益高。生产原料为农林业废弃物和畜禽粪便，原料易得易制，生产过程简单。添加了植物基木醋液的固化、改性生物有机炭材料，可减少病虫害发生。在改土培肥的同时实现化肥、农药双减和固碳减排，最终实现产量和品质提高，一举多得，综合生产效益高。

具体实施方式

以下结合实施例和试验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

一种改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法，其技术要点是：所述的改土促生根返青发蘖水稻肥，原料组分按重量比例包括如下：生物有机炭材料15-30，畜禽粪便炭材料10-20，风化煤5-10，过氧化镁0.5-1，硅钙渣肥2-8，尿素10-20，磷酸一铵5-10，氯化钾5-8，硫酸锌0.4-1.5，微生物菌剂0.01-0.1，粘结剂10-15。

所述生物有机炭材料的其制备原材料为秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或两种以上。

所述粘结剂为：膨润土，高岭土，粘土，可为上述物料的其中一种或混合使用。

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为3:1-1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为2:1-1:2；

所述的改土促生根发蘖返青水稻肥制备方法，包括以下步骤：

（1）生物有机炭材料制备：将秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或几种自然晾晒或烘干，使含水量降至16%以下，原料采用现有技术中的任何破碎方式将上述生物质加工粉碎，直径长度在4cm以下，或可选择先破碎后风干或烘干；

采用缺氧干馏低变温炭化技术方法，按质量份数比取上述混合原料，放入炭化炉内在较低温度下进行变温处理，具体方法如下

a. 慢速裂解阶段：将物料在150-300℃，达到300℃后停留时间为2.5-3小时，升温速率为20-30℃/min；

b. 固化炭化阶段：处理温度为 300-400℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为30-50℃/min；

炭化过程中，通过冷凝分离收集生物质热裂解形成的天然木醋液，并在制备过程中回喷至炭化材料中进行改性。最后，控制炭化温度缓慢下降至初始温度；降温处理后，将改性生物有机炭材料粉碎、过筛，制得粒径100目的改性生物有机炭材料，装袋备存；

（2）畜禽粪便炭材料制备：将畜禽粪便通过晾晒或烘干，降低含水量至16%以下，放入炭化炉内，进行阶梯式热解炭化，具体如下：

a.温度150-300℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为20-30℃/min；

b.温度350-400℃，停留时间为1-1.5小时，升温速率为30-50℃/min；

上述炭化过程完成后，其余处理过程与生物有机炭材料阶梯炭化后的处理过程一致，将制得的炭化物，粉碎，过筛，制备为粒径100目的畜禽粪便炭化物颗粒；

（3）微生物负载

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为3:1-1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为2:1-1:2；

所述微生物菌剂制备过程如下：解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌采用的培养基和培养条件为：培养基配方为氨基酸粉2.5%、蛋白胨2%、木糖醇8%，PH7.0，转速150-200r/min，发酵时间48小时；将培养液中菌数均配制为2.5×10⁹cfu/ml，并按照比例（解淀粉芽孢杆菌和甲基营养型芽孢杆菌比例为2:1-1:2）配制得到芽孢杆菌混合物；哈茨木霉购于市场来自美国拜沃股份有限公司，将木霉菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（3:1-1:3）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；

微生物菌剂与步骤（1）所得的生物有机炭材料和步骤（2）所得畜禽粪便炭化物混合，水分保持在25-30%，发酵3-5天，进行固液分离后，将固化炭材料混合物，在室温条件下保存；

（4）将风化煤和硅钙渣肥物料，经粉碎后过筛，目数为80-100目。

（5）复合肥料的制备：按组分份数称取上述步骤得到的原料，加入过氧化镁，硅钙渣肥，尿素，磷酸一铵，氯化钾，硫酸锌，以膨润土、高岭土或粘土的一种或其混合物为粘合剂，用搅拌机和造粒机进行压力造粒，也可选用其他型号的搅拌机和造粒机进行造粒，制得粒径为3-5mm的圆柱体或球形复合肥，然后进行计量、包装。

2. 水稻应用试验

试验地点：沈阳市沈河区马官桥路南试验基地。采用盆栽试验方法，主要观测水稻肥在分蘖期对水稻促生根返青发蘖的效果，以及后期对水稻产量的作用效果。水稻品种为粳稻沈农265，于种子销售市场购买，土壤为多年种植的当地水稻土。以常规施肥，设为对照，即当地常规施肥用量和方法；水稻肥处理：按50kg/亩标准，添加改土促生根发蘖返青水稻肥，下同。改土促生根发蘖返青水稻肥，作为底肥一次性施入。每盆两穴，每穴1株。每个处理4次重复，每个重复15盆。栽培管理与当地常规管理方式相同。

3. 试验结果

如表1所示，改土促生根发蘖返青水稻肥对水稻分蘖期主根长、根体积、根鲜重、根冠比均有显著影响，表明水稻肥有效促进了水稻在关键营养生长期的根系生长发育和形态建成，有利于促进根系对水分、养分的吸收利用，从而促进水稻地上部生长发育。在拔节期，水稻肥处理的水稻主根长、根鲜重、根冠比均高于对照，根体积显著高于对照，表明水稻肥仍对水稻根系的形态建成产生持续促进作用。从产量及其构成因素来看（表2），水稻肥处理的水稻每穴穗数、每穗粒数、结实率均显著高于对照，每穴产量比对照提高26.55%。

表1改土促生根发蘖返青水稻肥对水稻根系生长发育的影响

注：同一列中标以不同小写字母的值在0.05水平上差异显著。

表2改土促生根发蘖返青水稻肥对水稻产量及其构成因素的影响

注：同一列中标以不同小写字母的值在0.05水平上差异显著。

实施例2

1. 改土促生根返青发蘖水稻肥制备

制备方法见实施例1。

2. 水稻生产应用试验

试验地点为岫岩县雅河村，水稻品种为北粳2，购于农资种子市场。常规施肥处理：以当地常规生产施肥量和方式为对照，设为CK；改土促生根发蘖返青水稻肥处理：施用标准为45kg/亩，以基肥形式一次性施入，其后不再追肥。每个处理1.5亩，水、肥等管理按当地常规方式进行。该水稻田块已连续施用2年，土壤容重和水稻分蘖、根系鲜重、体积、产量等指标分别在第2年取样测定。

表3促生根发蘖返青水稻肥对土壤容重及水稻根系性状和产量的影响

以上试验结果表明，连续施用2年促生根发蘖返青水稻肥后，水稻土壤容重明显下降，比对照降低3.6%，起到了一定改土作用。水稻分蘖数增加，对促进水稻分蘖发生起到了积极促进效应。根系鲜重、体积亦均有提高，根系鲜重、体积分别比对照提高了69.77%、81.62%。每亩水稻产量也有明显提高，水稻肥处理比对照增产7.55%，增产效果明显。

实施例3

1. 改土促生根返青发蘖水稻肥及其制备方法

所述的改土促生根返青发蘖水稻肥原料组分按重量比例包括如下：生物有机炭材料为25，畜禽粪便炭材料为17，风化煤为8，过氧化镁为1，硅钙渣肥为5，尿素为15，磷酸一铵为8，氯化钾为6，硫酸锌为1，微生物菌剂0.05，粘结剂13.5。

所述生物有机炭材料的其制备原材料为秸秆，玉米芯，花生壳，三者重量比为2:1:1。

所述粘结剂为膨润土、高岭土、粘土，三者重量比为2:3:3。

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为1:1；

所述的改土促生根发蘖返青水稻肥制备方法，包括以下步骤：

（1）生物有机炭材料制备：将秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或几种自然晾晒或烘干，使含水量降至16%以下，原料采用现有技术中的任何破碎方式将上述生物质加工粉碎，直径长度在4cm以下，或可选择先破碎后风干或烘干；

采用缺氧干馏低变温炭化技术方法，按质量份数比取上述混合原料，放入炭化炉内在较低温度下进行变温处理，具体方法如下

a. 慢速裂解阶段：将物料在150-300℃，达到300℃后停留时间为3小时，升温速率为20-30℃/min；

b. 固化炭化阶段：处理温度为 300-400℃，停留时间为2.5小时，升温速率为30-50℃/min；

炭化过程中，通过冷凝分离收集生物质热裂解形成的天然木醋液，并在制备过程中回喷至炭化材料中进行改性。最后，控制炭化温度缓慢下降至初始温度；降温处理后，将改性生物有机炭材料粉碎、过筛，制得粒径100目的改性生物有机炭材料，装袋备存；

（2）畜禽粪便炭材料制备：将畜禽粪便通过晾晒或烘干，降低含水量至16%以下，放入炭化炉内，进行阶梯式热解炭化，具体如下：

a.温度150-300℃，停留时间为2小时，升温速率为20-30℃/min；

b.温度350-400℃，停留时间为1.5小时，升温速率为30-50℃/min；

上述炭化过程完成后，其余处理过程与生物有机炭材料阶梯炭化后的处理过程一致，将制得的炭化物，粉碎，过筛，制备为粒径100目的畜禽粪便炭化物颗粒；

（3）微生物负载

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为1:1；

所述微生物菌剂制备过程如下：解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌采用的培养基和培养条件为：培养基配方为氨基酸粉2.5%、蛋白胨2%、木糖醇8%，PH7.0，转速150-200r/min，发酵时间48小时；将培养液中菌数均配制为2.5×10⁹cfu/ml，并按照比例（解淀粉芽孢杆菌和甲基营养型芽孢杆菌比例为1:1）配制得到芽孢杆菌混合物；哈茨木霉购于市场来自美国拜沃股份有限公司，木霉菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（1:3）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；

微生物菌剂与步骤（1）所得的生物有机炭材料和步骤（2）所得畜禽粪便炭化物混合，水分保持在25-30%，发酵3-5天，进行固液分离后，将固化炭材料混合物，在室温条件下保存；

（4）将风化煤和硅钙渣肥物料，经粉碎后过筛，目数为80-100目。

（5）复合肥料的制备：按组分份数称取上述步骤得到的原料，加入过氧化镁，硅钙渣肥，尿素，磷酸一铵，氯化钾，硫酸锌，以膨润土、高岭土或粘土的一种或其混合物为粘合剂，用搅拌机和造粒机进行压力造粒，制得粒径为3-5mm的圆柱体或球形复合肥，然后进行计量、包装。

2.试验处理

试验地点：黑龙江省五常。水稻品种为五优稻4号，购自于农资种子市场。以当地常规施肥，作为对照，设为CK；施用改土促生根发蘖返青水稻肥（40kg/亩），设为SF。每个处理2亩，水稻肥以底肥形式一次性施入。肥、水、病害管理等田间管理与当地常规管理方式相同。土壤容重、总孔隙度在水稻生长季后测定。分蘖数、SPAD、地上部干物质积累在分蘖期测定，产量按常规生产方式测定。

由表4可以看出，水稻肥处理的容重有明显降低，而总孔隙度大幅提高，比对照提高8.74%，表明水稻肥起到了改土作用，使土壤孔隙增多、疏松，有利于改善土壤物理结构；水稻肥处理的分蘖数、SPAD值、根干物质积累有明显提高，分别比对照提高了27.45%、5.8%、20.39%，表明水稻肥具有一定促生根返青发蘖作用，有利于促进水稻分蘖期秧苗的生长发育。水稻最终产量表明，水稻肥具有一定增产作用，比对照提高了6.7%，说明水稻肥处理除可以促进水稻前期生长外，其作用具有持续性，最终影响并提高了水稻产量，增产效果明显。

表4 水稻肥对水稻土壤及部分农艺性状指标的影响

Claims (9)

1.一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述的水稻肥的原料组分按重量比例包括：生物有机炭材料15-30，畜禽粪便炭材料10-20，风化煤5-10，过氧化镁0.5-1，硅钙渣肥2-8，尿素10-20，磷酸一铵5-10，氯化钾5-8，硫酸锌0.4-1.5，微生物菌剂0.01-0.1，粘结剂10-15；

所述生物有机炭材料的其制备原材料为秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或两种以上；

所述粘结剂为：膨润土，高岭土，粘土，可为上述物料的其中一种或混合使用；

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为3:1-1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为2:1-1:2；

所述解淀粉芽孢杆菌，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11230，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为： 2015年8月11日，分类命名为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens；

所述甲基营养型芽孢杆菌，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No. 11231，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为： 2015年8月11日，分类命名为甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicus。

2.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述的改土促生根返青发蘖水稻肥，原料按重量比包括：生物有机炭材料为25，畜禽粪便炭材料为17，风化煤为8，过氧化镁为1，硅钙渣肥为5，尿素为15，磷酸一铵为8，氯化钾为6，硫酸锌为1，微生物菌剂0.05，粘结剂13.5。

3.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述的生物有机炭材料和畜禽粪便炭材料重量比为含量为2:2-1:1。

4.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述的生物有机炭材料的其制备原材料为秸秆，玉米芯，花生壳，三者重量比为2:1:1。

5.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述的粘结剂膨润土、高岭土、粘土的重量比为2:3:3。

6.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述木霉为哈茨木霉。

7.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述改土促生根返青发蘖水稻肥的使用方法：将所述肥料在耙地后，在平地打浆前以底肥形式一次性施入农田中，施用量50-70公斤/亩。

8.根据权利要求1所述的一种改土促生根返青发蘖水稻肥，其特征是：所述改土促生根返青发蘖水稻肥可与其他常规肥料配合使用，所述其他常规肥料包括：硫酸铵、硫酸钾、钼酸铵、过磷酸钙中的一种或几种，促生根返青发蘖水稻肥和其他常规肥料的用量重量比为50:1-2。

9.一种改土促生根返青发蘖水稻肥的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）生物有机炭材料制备：将秸秆，玉米芯，花生壳，稻壳，菌棒，果树枝，椰壳，核桃壳的一种或几种自然晾晒或烘干，使含水量降至16%以下，上述原料采用现有技术中的任何破碎方式将上述生物质加工粉碎，直径长度在4cm以下，或可选择先破碎后风干或烘干；

采用缺氧干馏低变温炭化技术方法，按质量份数比取上述混合原料，放入炭化炉内在较低温度下进行变温处理，具体方法如下：

a. 慢速裂解阶段：将物料在150-300℃，达到300℃后停留时间为2.5-3小时，升温速率为20-30℃/min；

b. 固化炭化阶段：处理温度为 300-400℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为30-50℃/min；

炭化过程中，通过冷凝分离收集生物质热裂解形成的天然木醋液，并在制备过程中回喷至炭化材料中进行改性；

最后控制炭化温度缓慢下降至初始温度；降温处理后，将改性生物有机炭材料粉碎、过筛，制得粒径100目的改性生物有机炭材料，装袋备存；

（2）畜禽粪便炭材料制备：将畜禽粪便通过晾晒或烘干，降低含水量至16%以下，放入炭化炉内，进行阶梯式热解炭化，具体如下：

a.温度150-300℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为20-30℃/min；

b.温度350-400℃，停留时间为1-1.5小时，升温速率为30-50℃/min；

上述炭化过程完成后，其余处理过程与生物有机炭材料阶梯炭化后的处理过程一致，将制得的炭化物，粉碎，过筛，制备为粒径100目的畜禽粪便炭化物颗粒；

（3）微生物负载

所述微生物菌剂为木霉菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为3:1-1:3，所述芽孢杆菌混合菌包括解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌，二者比例为2:1-1:2；

所述微生物菌剂制备过程如下：解淀粉芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌采用的培养基和培养条件为：培养基配方为氨基酸粉2.5%、蛋白胨2%、木糖醇8%，PH7.0，转速150-200r/min，发酵时间48小时；将培养液中菌数均配制为2.5×10⁹cfu/ml，并按照比例（解淀粉芽孢杆菌和甲基营养型芽孢杆菌比例为2:1-1:2）配制得到芽孢杆菌混合物；木霉菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（3:1-1:3）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；

微生物菌剂与步骤（1）所得的生物有机炭材料和步骤（2）所得畜禽粪便炭化物混合，水分保持在25-30%，发酵3-5天，进行固液分离后，将固化炭材料混合物，在室温条件下保存；

（4）将风化煤和硅钙渣肥物料，经粉碎后过筛，目数为80-100目；

（5）复合肥料的制备：按组分份数称取上述步骤得到的原料，加入过氧化镁，硅钙渣肥，尿素，磷酸一铵，氯化钾，硫酸锌，以膨润土、高岭土或粘土的一种或其混合物为粘合剂，用搅拌机和造粒机进行压力造粒，制得粒径为3-5mm的圆柱体或球形复合肥，然后进行计量、包装。