CN108911861A

CN108911861A - 一种长效改土复合肥及其制备方法

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Publication number: CN108911861A
Application number: CN201810926487.4A
Authority: CN
Inventors: 张伟明; 陈温福; 刘金; 张丽莉
Original assignee: Shenyang Agricultural University
Current assignee: Shenyang Agricultural University
Priority date: 2018-08-15
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明涉及一种长效改土复合肥及其制备方法，所述复合肥的原料组分按重量比例包括如下：有机无机复合炭材料40‑60，畜禽粪便炭化物20‑30，微生物菌剂0.05‑0.1，发醇豆粕5‑10，菌渣3‑8，粘结剂10‑15；所述长效改土复合肥的制备方法包括制备有机无机复合炭材料和畜禽粪便炭化物材料，微生物固化，制备复合肥料。本发明的生物炭的制备工艺和特定微生物菌固化方法具有明显促进作物增产，改良土壤结构和培肥地力的生态效益，其采用的益生菌可改良土壤结构、提高土壤肥力，促进增产，生态、安全、环保。

Description

一种长效改土复合肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料，具体是涉及一种长效改土复合肥及其制备方法。

背景技术

我国用世界9%的耕地，养活了占世界22%的人口，粮食总产连续多年突破1万亿斤。但在连年丰产的背后，是高强度、超负荷的“只耕不养”的掠夺式生产经营方式，使得耕地长期得不到休闲。特别是，在片面追求高产的同时，是长期、巨量的化肥投入，土壤已严重超负荷，导致土壤酸化、板结，有机质减少，养分利用率降低，流失的肥料则造成严重的面源污染，土壤可持续生产力明显降低。在这种情况下，如果耕地得不到有效的休闲或外源有益的物质补充，那么在现行耕作制度下土壤将很快达到其最大负载临界点，从根本上破坏土壤结构及性能，造成不可逆的严重后果，也直接制约农业生产可持续发展。我国近年已酝酿实施土地轮耕制度，但是从农业生产现状来看，还需要一定时间，也存在一些困难。而传统肥料，多以化学养分投入为主，作物吸收利用有限，往往造成大量养分流失和严重面源污染。特别是，长期大量化肥施入，造成土壤本身结构及性能下降，土壤酸化、板结、有机质下降等等。而市面一些以有机物输入为主的肥料，质量良莠不齐，往往效果并不稳定，病虫草害增加，同时施入土壤后有机物分解则导致碳、氮消耗和温室气体排放大量增加，特别是不会从根本上改良土壤结构及其基础理化特性，难以同时发挥持久、稳定的“改土、培肥、增产”之功效。因此，遵循生态平衡、养分归还的自然法则，在促进作物生长、保障养分供给基础上，实现改良土壤结构、培肥土壤的“持久、良性”循环，提高土壤可持续生产力，对改变传统农业生产方式，促进农业可持续发展具有重要意义。

生物有机无机复合炭是生物质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。生物有机无机复合炭材料对土壤物理和化学性质具有明显的改良作用，其多孔特性和较大的比表面积有利于土壤聚集水分、提高孔隙度、降低容重，从而为作物生长提供良好的环境；土壤益生菌则能够激活土壤生物活性、增促土壤理化进程、提高作物产量，并产生丰富的代谢产物等活性物质，强力促生根，增加根长、毛细根数量。同时，形成保护膜，保水保肥，增强植物根系吸收能力，茎粗、苗壮，从根本上提高产量，兼顾打破土壤板结、疏松土壤，提高土壤通水透气性、降低土壤容重，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力。

益生菌的种类和含量对于不同作物品种和作物生长阶段作用不同，目前公开的生物炭和土壤益生菌结合的方式有直接喷入生物炭材料中（见专利号201510111933.2）、浸泡培养（见专利号201710820778.0）等，其分别具有炭－菌结合效果差、操作复杂等缺陷，本文的目的是提出一种长效改土复合肥及其制备方法，采用改良生物有机无机复合炭材料的制备工艺和特定微生物菌固化方法，进而起到明显促进作物增产，同时改良土壤结构和培肥地力的综合作用。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明的目的是提出一种长效改土复合肥及其制备方法，其生物炭的制备工艺和特定微生物菌固化方法具有明显促进作物增产，改良土壤结构和培肥地力的生态效益，其采用的益生菌可改良土壤结构、提高土壤肥力，促进增产，生态、安全、环保。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种长效改土复合肥，其技术要点是，所述长效改土复合肥的原料组分按重量比例包括如下：有机无机复合炭材料40-60，畜禽粪便炭化物20-30，微生物菌剂0.05-0.1，发醇豆粕5-10，菌渣3-8，粘结剂10-15；

所述的有机无机复合炭材料，其制备原材料为纤维类农林废弃物、壳类农林废弃物、玉米芯、果树枝条的一种或两种及以上；

所述粘结剂为膨润土或粘土，或两者混合，膨润土和粘土混合的重量比例为8:1-1:8。

所述微生物菌剂为EM菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为1:3-3:1，所述芽孢杆菌混合菌包括枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；所述枯草芽孢杆菌保藏单位：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. 11233，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，分类命名为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis；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；

作为优选方案，所述的改土培肥复合肥料的原料组分按重量比例如下：有机无机复合炭材料50；畜禽粪便炭化物25；发醇豆粕8；菌渣5，微生物菌剂0.08；粘结剂12；

作为优选方案，所述的改土培肥复合肥料的原料中有机无机复合炭材料与畜禽粪便炭化物的比例为2:1；

作为优选方案，所述的有机无机复合炭的原料采用稻壳、玉米芯、核桃壳，三者重量比为2:1:1；

作为优选方案，所述粘结剂为膨润土和粘土，重量比为1:1；

作为优选方案，所述的改土培肥复合肥可加入其它肥料，所述其它肥料包括尿素、磷酸一铵、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌中的一种或两种及以上，所述其它肥料按重量比例为2-10。

所述长效改土复合肥的制备方法，步骤如下：

（1）有机无机复合炭材料制备：将纤维类农林废弃物、壳类农林废弃物、玉米芯、果树枝条的一种或几种自然晾晒或烘干，含水量控制在15%以下，将上述生物质加工粉碎，直径长度10-50mm，或可选择先破碎后风干或烘干；

采用多联产缺氧干馏炭化工艺，分步式阶梯炭化技术方法，将上述原料放入炭化炉内阶梯式炭化，温度逐步提高，具体方法如下：

a.初始热解炭化：炭化温度为150-350℃，停留时间为1-1.5小时，升温速率为15-30℃/min；

b.稳定炭化：炭化温度为400-550℃，停留时间为1.5-2小时，升温速率为20-35℃/min；

c.活化炭化：炭化温度为600-800℃，停留时间为1-1.5小时，升温速率为30-50℃/min；

在制备过程中，通过冷凝、分离系统，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，进行固化改性；出炭后，将所制备的改性炭材料进行降温、粉碎、过筛，得到粒径100目的有机无机复合炭颗粒材料；

（2）畜禽粪便炭化物材料制备：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，其余处理过程与有机无机复合炭材料阶梯炭化后的过程一致，将制得炭化物，经粉碎、过筛，制备为粒径100目的畜禽粪便炭化物颗粒；

（3）微生物固化：

所述微生物菌剂包括EM菌剂和芽孢杆菌，二者比例为1:3-3:1，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；

所述微生物菌剂制备过程如下：枯草芽孢杆菌和淀粉芽孢杆菌采用培养基进行，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（枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌比例为1:4）配制得到芽孢杆菌混合物；EM菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（1:3-3:1）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）所得有机无机复合炭材料和步骤（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）复合肥料的制备：按组分份数称取发醇豆粕、菌渣与微生物固化后的有机无机复合炭材料和畜禽粪便炭化物混合，加入粘合剂，用搅拌机和有机肥造粒机进行压力造粒，制得粒径为2.5-4mm的圆柱体或球形的复合肥，然后进行包装、计量。

一种长效改土复合肥的使用方法：

（1）将所述肥料以基肥形式一次性施入农田中，施用量40-60公斤/亩，优选为50公斤/亩，施入后翻耕20厘米；

（2）根据具体农业生产条件，以底肥形式进行条施或穴施，距播种位3-5cm，对部分前期需氮较多的作物，可配施尿素5-10斤/亩。

本发明的有益效果：

（1）炭化工艺技术和方法先进。采用缺氧干馏、分步式阶梯炭化技术方法，以玉米芯、花生壳、稻壳、椰壳、果树枝条等农林废弃物为原料制备结构及性能优良的有机无机复合炭材料，其原材料来源广、成本低、数量大、可再生。通过生物质炭化技术，锁“碳”为炭，避免了秸秆等农林废弃物焚烧和环境污染，实现了固碳减排、减少环境污染。

（2）形成的炭材料，有机无机复合、性状好、品质高。制备的改性有机无机复合炭材料，具有极其丰富、稳定的多微孔碳架结构，比表面积大、吸附力强、碳含量高，同等条件下品质优于其他生物有机炭材料。

（3）持久改良土壤结构，双向提高土壤物理和化学肥力。采用微生物固化的方法，通过发酵将微生物菌殖入生物有机无机复合炭材料中，并保持菌的活力，施入土壤后，该具有微生物活性的改性生物有机无机复合炭材料可综合、有效调控土壤水、气、热条件，增加土壤孔隙，提高土壤通气、持水性，提升土壤温度，改良土壤物理结构和性质，提高土壤物理肥力。同时，炭材料比表面积大、吸附力强，可吸持更多N、P、K等养分离子及其他有机物，形成众多肥力聚集区，避免养分流失、降低污染风险。极其丰富的多微孔架构，富含碳、氮元素，是微生物的良好载体，有利于促进土壤微生物生长，改变微生物群落结构，激发生物活性，促进有机质形成，有效提高土壤化学肥力。

（4）培育和构建土壤新构型，有利于形成微团聚体结构，稳定性强、作用持久。该材料具有高度羧酸脂化和芳香化结构，C含量高，多孔碳架结构及理化特性稳定，可以在土壤中长期存在，从而持久发挥土壤结构改良和调节水、肥、气、热的作用，实现持久、稳定、有效的改土培肥效应，从结构及性质双向培育理想土壤构型。同时，增加土壤碳汇，减少温室气体排放。

（5）生产工艺简单、成本低、原料易得。该肥料可应用于不同土壤和经济类作物等，适应性广、针对性强，发展潜力和空间大，尤其适于中低产田修复、改造和经济作物生产。可有效减少化学肥料施入，提高土壤肥力，促进增产，实现减肥增效。而采用的生物质天然产物—木醋为改性剂，在高效利用炭化副产物资源的同时，也有利于减少作物病虫害。

具体实施方式

以下结合实施例和试验数据，对本发明作更详细的说明。

实施例1

1. 改土培肥复合肥的制备

所述长效改土复合肥的原料组分按重量比例包括如下：有机无机复合炭材料40-60，畜禽粪便炭化物20-30，微生物菌剂0.05-0.1，发醇豆粕5-10，菌渣3-8，粘结剂10-15；

所述长效改土复合肥的制备方法，步骤如下：

在制备过程中，通过冷凝分离系统，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，进行固化改性；出炭后，将所制备的改性炭材料进行降温、粉碎、过筛，得到粒径100目的有机无机复合炭颗粒材料。

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

（3）微生物固化：

所述微生物菌剂制备过程如下：枯草芽孢杆菌和淀粉芽孢杆菌采用培养基进行，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（枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌比例为1:4）配制得到芽孢杆菌混合物；

EM菌剂购于市场来自山东贝佳生物科技有限公司；

EM菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（1:3-3:1）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；

（4）复合肥料的制备：按组分份数称取发醇豆粕、菌渣与微生物固化后的有机无机复合炭材料和畜禽粪便炭化物混合，以膨润土、粘土或膨润土和粘土的混合物为粘合剂，用搅拌机和有机肥造粒机进行压力造粒，制得粒径为2.5-4mm的圆柱体或球形的复合肥，然后进行包装、计量。

2. 水稻田间试验

试验地点为辽宁省铁岭市柴河街城郊。试验田已经连续种植水稻超过40年，灌溉水源为地下水，水稻土壤基本理化性状指标为速效氮94.68 mg·kg^-1，速效磷39.43 mg·kg^-1，速效钾78.14mg·kg^-1，pH值6.39。供试水稻品种为北粳2，购于种子市场。大田试验设2个处理，如下：

（1）常规施肥：当地常规施肥，施肥量及方式与当地农业生产一致，设为对照（CK）；常规施肥采用阶段施肥方法，分别为底肥、缓秧肥、蘖肥、穗肥，计4次施肥。

（2）长效改土复合肥处理：每亩施肥量为60kg，以底肥形式一次性施入，其后不再追施其他肥料。

试验区单独打埂，单灌、单排。水、肥等栽培管理措施按常规大田生产管理进行。在水稻成熟期取土壤样品（0-20cm），测定有关土壤基础性状指标。其中，土壤温度为田间原位测定。

试验结果：如表1所示，在水稻成熟期，复合肥处理的土壤耕层温度比对照提高了0.37℃。土壤容重有明显下降，复合肥处理比对照降低了2.84%，表明复合肥起到一定改土作用。与此同时，复合肥处理的土壤养分有明显提高，氮、磷、钾分别比对照提高了5.74%、6.25%、8.94%，土壤养分水平提高。土壤有机质含量表明，复合肥处理比对照提高了0.43%。以上数据结果表明，经过一个生长季，复合肥处理起到了较好的改土培肥作用，同时大幅度减少了肥料用量。

表1长效改土复合肥对水稻土壤基础理化特性的影响

3. 大豆田间试验

试验在辽宁省沈阳市东陵区后陵堡进行。供试大豆品种为铁丰39，购于农资种子市场。土壤为东北地区棕壤土，其基本性质为pH5.52，有机质18.15g•kg^-1，氮1.39g•kg^-1，碱解氮51.8mg•kg^-1，速效磷含量为22.61mg•kg^-1，速效钾含量为81.78mg•kg^-1，该土壤已连续种植2年大豆。以当地常规施肥为对照，长效改土复合肥处理的施用量为40kg/亩，以基肥形式一次性施入，其后大豆生长期间不再追肥。大豆播种按当地常规种植方式进行，于播种前垄施，田间常规管理。试验连续两年施用复合肥，土壤性状指标于第2年测定。

试验结果：实测小区产量，复合肥处理比当地常规施肥提高了9.22%。同时，施用复合肥的土壤容重降低，孔隙度明显提高，耕层水分也有提高，表明复合肥起到了较好的改土效应，使土壤更有利于作物生长。与此同时，土壤有机质和氮、磷、钾速效养分均有提高。其中，施用复合肥处理的土壤速效氮、磷、钾分别比常规肥提高了14.22%、8.96%、16.99%，平均提高13.39%，培肥作用效果明显。

表2 长效改土复合肥对大豆土壤性状的影响

4. 花生田间试验

在辽宁省彰武县章古台进行，种植作物为花生，品种为阜花12，购于当地农资种子市场，土壤为风沙土。以当地常规施肥为对照，长效改土复合肥用量为45kg/亩，以基肥形式一次施入，其后不再追肥，田间管理与常规方式相同。

表3 复合肥与常规肥对花生土壤性状的影响

由表3可以看出，施用复合肥的土壤容重明显降低，比常规肥降低了10.82%。耕层水分含量明显提高，比常规肥提高19.3%，由此可见复合肥起到了较好的改土持水效果。同时，复合肥明显提高了土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量水平，分别比常规施肥提高29.90%、29.58%、47.75%，作用明显。而有机质也有明显提高，复合肥比常规肥提高12.56%。产量表现上，复合肥比常规肥提高了9.68%，增产效果良好。以上试验结果表明，复合肥起到了改土、培肥、增产的多重效果，有利于促进花生作物生产。

实施例2

1. 长效改土复合肥制作方法

所述长效改土复合肥的原料组分按重量比例包括如下：有机无机复合炭材料50；畜禽粪便炭化物25；发醇豆粕8；菌渣5，微生物菌剂0.08；粘结剂12；

所述的有机无机复合炭的原料采用稻壳、玉米芯、核桃壳，三者重量比为2:1:1。

所述粘结剂为膨润土和粘土混合物，二者重量比为1:1；

所述微生物菌剂为EM菌剂和芽孢杆菌，二者比例为3:1，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；

作为优选方案，所述所述的改土培肥复合肥料可加其它入肥料，包括尿素、磷酸一铵、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌中的一种或几种，其肥料组分按重量比例为2。

所述长效改土复合肥的制备方法，步骤如下：

（1）有机无机复合炭材料制备：将稻壳、玉米芯、核桃壳自然晾晒，含水量控制在15%以下，将上述生物质（除稻壳外）加工粉碎，直径长度10-50mm，或可选择先破碎后风干或烘干，稻壳加工方法：稻壳以自然形态直接加工即可，无需进行加工；

a.初始热解炭化：炭化温度为150-350℃，停留时间为1.5小时，升温速率为15-30℃/min；

b.稳定炭化：炭化温度为400-550℃，停留时间为2小时，升温速率为20-35℃/min；

c.活化炭化：炭化温度为600-800℃，停留时间为1.5小时，升温速率为30-50℃/min；

在制备过程中，通过冷凝分离系统，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，固化改性；出炭后，将所制备的改性炭材料进行降温、粉碎、过筛，得到粒径100目的有机无机复合炭颗粒材料。

（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，其余处理过程与有机无机复合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）微生物固化：

所述微生物菌剂包括EM菌剂和芽孢杆菌，二者比例为3:1，所述芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；

所述微生物菌剂制备过程如下：枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌采用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（枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌比例为1:4）配制得到芽孢杆菌混合物；EM菌剂购于市场来自山东贝佳生物科技有限公司；EM菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（3:1）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；

（4）复合肥料的制备：按组分份数称取发醇豆粕、菌渣与微生物固化后的有机无机复合炭材料和畜禽粪便炭化物混合，以膨润土和粘土为粘合剂（膨润土和粘土重量比为1：1），用搅拌机和有机肥造粒机进行压力造粒，制得粒径为2.5-4mm的圆柱体或球形的复合肥，然后进行包装、计量。

2. 水稻生产田间试验

试验地点为沈阳市辽中区下万子村，该地块为常年耕种水稻田，采用长效改土培肥复合肥进行了20亩生产性实验。水稻品种为北粳2，购于农资种子市场。

以当地常规施肥处理为对照，当地为3次阶段施肥（底肥、蘖肥、穗肥）；改土培肥复合肥处理的施用标准为每亩55kg，以底肥形式一次性施入，其后水稻生长期间不再追肥。

测产结果显示，改土培肥复合肥处理比对照平均每亩增产6.18%，同时肥料投入量大幅度减少。在增产的同时实现了减肥、减少人工投入，起到了增产增效作用。与此同时，复合肥处理的土壤有机质含量比对照提高了1.08%，起到了一定培肥效果。

表4 改土培肥复合肥对土壤有机质和水稻产量的影响

实施例3

1.长效改土复合肥制作方法

所述长效改土复合肥的原料组合按重量比例为：有机无机复合炭材料含量为40，畜禽粪便炭化物30，发醇豆粕10，菌渣为8，微生物菌剂0.1，粘结剂12。

所述的有机无机复合炭材料，其制备原料为稻壳、玉米芯、枝条，三者重量比为1:1:1。

所述粘结剂为膨润土和粘土，二者重量比为2:1；

所述微生物菌剂为EM菌剂和芽孢杆菌混合物，二者比例为1:3，所述芽孢杆菌混合物包括枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；

所述的改土培肥复合肥料可加入其它肥料，所述其它肥料为尿素、磷酸一铵、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌中的一种或几种，所述其它肥料组分按重量比例为2。

所述长效改土复合肥的制备方法，步骤如下：

（1）有机无机复合炭材料制备：将稻壳、玉米芯、核桃壳自然晾晒，含水量控制在15%以下，将上述生物质（除稻壳外）加工粉碎，直径长度10-50mm，或可选择先破碎后风干或烘干，稻壳以自然形态直接加工即可，无需进行加工；

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

炭化过程完成后，其余处理过程与有机无机复合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）微生物固化：

所述微生物菌剂包括EM菌剂和芽孢杆菌混合物，二者比例为1:3，所述芽孢杆菌混合物为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；

所述微生物菌剂制备过程如下：枯草芽孢杆菌和淀粉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（枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌比例为1:4）配制得到芽孢杆菌混合物；EM菌剂购于市场来自山东贝佳生物科技有限公司；EM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；

（4）复合肥料的制备：按组分份数称取发醇豆粕、菌渣与微生物固化后的有机无机复合炭材料和畜禽粪便炭化物混合，以膨润土或粘土为粘合剂，用搅拌机和有机肥造粒机进行压力造粒，制得粒径为2.5-4mm的圆柱体或球形的复合肥，然后进行包装、计量。

2．玉米田间试验

试验地点：在辽宁省沈阳苏家屯进行。种植作物为玉米，品种为郑单958，购于当地农资种子市场。连续种植2年。试验处理：以当地常规施肥为对照，长效改土复合肥处理的施用量为50kg。常规施肥的氮、磷、钾型常规复合肥作为底肥在农田翻耕前混合施入，其后适当追肥。长效改土复合肥处理，以基肥形式一次性施入，其后不再追肥。

试验结果：两年生产试验表明，在第一年，复合肥处理比对照的容重降低了7.42%，而在第2年，容重降低了8.9%，两年平均降低8.16%，说明复合肥的改土效果具有可持续性，且表现随时间延长而效果越明显的趋势；在第一年，复合肥处理的土壤速效氮、速效磷、速效钾的含量，分别比对照提高11.41%、16.89%、26.44%，平均提高18.25%。在第二年，复合肥处理的土壤速效氮、速效磷、速效钾的含量，分别比对照提高13.46%、25.52%、35.29%，平均提高24.76%。由此可见，与常规施肥相比，复合肥可明显提高土壤速效N、P、K含量，培肥效果良好。特别是，从两年的年际数据结果来看，复合肥对土壤养分的提升作用表现持效性，且有累积增大的趋势效应。从土壤全量N、P、K来看，在第一年和第二年，复合肥比常规肥分别提高了1.71%、11.43%、7.07%和4.31%、13.89%、9.14%，也表现了一定促进作用，且表现随着时间延长而作用越明显的趋势。两年的土壤容重、全量和速效养分结果表明，复合肥对土壤具有一定长效改土作用，且累积施用效果更明显。从产量来看，增产效果有扩大趋势，在第一年增产7.28%，而在第二年增产9.42%，增产效果明显，亦表现持效性和累积效应。

总体来看，连续施用长效改土复合肥有利于持久改良土壤结构，提高土壤速效和全量养分，提升土壤肥力，促进作物增产，对培育和提升耕地质量、促进作物生产可持续发展具有重要意义。

表5长效改土复合肥对土壤性状和玉米产量的影响

Claims

1.一种长效改土复合肥，其特征是：所述长效改土复合肥的原料组分按重量比例包括如下：有机无机复合炭材料40-60，畜禽粪便炭化物20-30，微生物菌剂0.05-0.1，发醇豆粕5-10，菌渣3-8，粘结剂10-15；

所述粘结剂为膨润土或粘土，或两者混合，膨润土和粘土混合的重量比例为8:1-1:8；

所述微生物菌剂为EM菌剂和芽孢杆菌混合菌，二者比例为1:3-3:1，所述芽孢杆菌混合菌包括枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，二者比例为1:4；

所述枯草芽孢杆菌保藏单位：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. 11233，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，分类命名为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis；

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。

2.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述的改土培肥复合肥料的原料组分按重量比例如下：有机无机复合炭材料50；畜禽粪便炭化物25；发醇豆粕8；菌渣5，微生物菌剂0.08；粘结剂12。

3.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述有机无机复合炭材料和畜禽粪便炭化物的比例为2:1。

4.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述的有机无机复合炭的原料采用稻壳、玉米芯、核桃壳，三者重量比为2:1:1。

5.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述粘结剂为膨润土和粘土，重量比为1:1。

6.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述的改土培肥复合肥可加入其它常规肥料，所述其它常规肥料包括尿素、磷酸一铵、硫酸铵、硫酸钾、硫酸锌中的一种或两种及以上，所述其它肥料按重量比例为2-10。

7.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述复合肥的使用方法为：

8.根据权利要求1所述的一种长效改土复合肥，其特征是：所述长效改土复合肥的制备方法包括以下步骤：

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

（3）微生物固化：

所述微生物菌剂制备过程如下：枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌采用培养基进行培养，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（枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌比例为1:4）配制得到芽孢杆菌混合物；EM菌剂菌数调整为2.5×10⁹cfu/ml，按比例（1:3-3:1）与上述芽孢杆菌混合物混合得到微生物菌剂；