本發明涉及一種以生物炭和海藻為原料制備的有機肥。
背景技術：
世界范圍的養殖業、種植業大都借助于化學類抗生素、助長劑、農藥等來促進動植物的生長、預防植物流行性疾病等，雖然效果明顯，但往往會造成農化殘留超標、環境污染等不良后果，對農作物的品質影響也很大。尤其是過多施用單質化肥如氮素肥料，使土壤板結加劇，土壤肥力下降，使農作物產品的品質和營養難以滿足人們的需要，更達不到綠色食品的要求，而且造成嚴重的環境污染。
海藻肥屬天然海藻提取物，對人、畜無害，對環境無污染，在國外被列入有機食品生產專用肥料，是天然、高效、新型的有機肥。海藻中含有海藻多糖、酚類、多聚合物、甘露醇、甜菜堿、海藻酸、植物生長調節物質和氮、磷、鉀及鐵、硼、鉬、碘等元素，而非化學合成，對人、畜無害，大面積使用后，可大大降低對環境的污染，用其種植的農產品可達到綠色無公害的標準。因此，海藻肥完全符合現代農業發展趨勢，市場空間非常廣闊。目前，海藻肥等天然有機肥料已在歐美等發達國家和地區廣泛使用，并在逐步替代化肥。
海藻肥具有很高的生物活性，極少的用量就可刺激植物生長，增加農產品的營養成分含量和含糖量，提高產量，提高果實的風味、色澤和耐儲藏性。海藻肥可在多方面改善作物的健康狀況，滿足作物對某些微量元素的特殊要求，有效防治植物的生理病害，提高作物的抗寒、抗旱、抗逆能力。海藻肥還能在保護農業生態環境、涵養土壤上起著重要作用。其含有的天然生長調節物質，易于植物吸收傳導，長期施用可直接使土壤(或通過植物使土壤增加有機質)激活土地中的各種有益微生物，使土壤的生物效力增加。另外，它含有的天然化合物如藻朊酸鈉是天然土壤調整劑，能促進土壤團粒結構的形成，改善土壤內部孔隙空間，協調土壤中固、液、氣三者比例，可恢復由于土壤負擔過重和化學污染而失去的天然膠質平衡，使土地通氣更好，植物根系更深，增加土壤生物活動，增加速效養分的釋放，提高作物的抗逆性，建立最佳植物—土壤生態系統。因此,海藻肥作為新型有機肥料，可彌補我國傳統有機肥的不足，對農業的可持續發展提供有力的保障，對改善生態環境具有重要意義。
我國僅大型經濟海藻就有100多種，煙臺、威海、青島等沿海地區的海藻資源更是豐富，其中不乏有高肥效的海藻種類。此外，近年來煙臺、威海、青島等沿海地區滸苔等海藻泛濫，嚴重污染了環境，更是影響沿海景觀。
目前，國內外絕大部分廠家主要采用化學水解法生產海藻肥，即利用強酸、強堿在高溫高壓的劇烈條件下對海藻進行處理，這種方法工藝較為復雜，條件苛刻，并且破壞了海藻中大量的有效成分。另外，尚未見有將海藻與生物炭等復配制備有機肥料的報道。
技術實現要素：
針對上述現有技術，本發明提供了一種以生物炭和海藻為原料制備的有機肥，其以生物炭和海藻為主要原料，營養價值高，可有效促進農作物、經濟作物的生長和發育，提高產量。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種以生物炭和海藻為原料制備的有機肥，是由以下組分制成的：生物炭550～650千克，海藻提取物280～320千克，混合菌液25～35千克，殼聚糖水解液55～65千克。
所述生物炭是通過以下方法制備得到的：將棉花桿、玉米秸稈或/和地瓜秧曬干至含水量在20％(重量百分數)以下，然后切割(切割至長度在5cm以下的小段)或粉粹，投入碳化爐內，在420℃～480℃(優選450℃)下碳化2.5～3.5小時；碳化完成后，出炭，用水過濾降溫至室溫，然后將炭烘干，粉碎(優選粉碎至80目)，即得生物炭。
所述海藻提取物，是通過以下方法制備得到的：將海藻去砂，曬干或50～70℃烘干,使水分的含量低于10％(質量百分數)，粉碎，得海藻粉(海藻粉中海藻的粒度不大于0.5cm×0.5cm)，然后將海藻粉與水以質量比1：(15～25)的比例混合，用鹽酸(優選0.1mol/L的鹽酸)將pH調至2～3，溫度調至45～50℃，超聲波破壁(破壁時間6～12min，超聲波功率100～125w)；破壁后，用NaOH溶液(優選0.1mol/L的NaOH溶液)將pH調至4～5，再用超聲波提取40～60min(超聲波功率125～200w)，過濾，得海藻浸提液，濃縮(控制濃縮溫度45～50℃，濃縮蒸汽壓力保持在0.03～0.05Mpa)，濃縮至固形物的含量在20％～50％(質量百分數)，干燥，得海藻提取物。
所述海藻為滸苔[Enteromorpha prolifera(Muller)J.Agardh]，裙帶菜[Undaria pinnatifida(Harvey)Suringar]，羊棲菜[Sargassum fusiforme(Harvey)Setch]或/和海帶[Laminaria japonica Areschoug]等。
所述混合菌液是通過以下方法制備得到的：
(1)將枯草芽孢桿菌菌種以0.3％～0.5％(體積比)的接種量接入裝有發酵液的發酵罐中，在35～38℃下有氧發酵45～50小時(優選48小時)，即得枯草芽孢桿菌菌液；所述發酵液的組成為：葡萄糖6％，大豆粉5％，磷酸氫二鉀1％，酵母膏1％，硫酸鎂0.03％，碳酸鈣0.5％，余量為水，按重量百分比計；
(2)將地衣芽孢桿菌菌種以0.3％～0.5％(體積比)的接種量接入裝有發酵液的發酵罐中，在35～38℃下有氧發酵45～50小時(優選48小時)，即得地衣芽孢桿菌菌液；所述發酵液的組成為：玉米淀粉10％，葡萄糖6％，糖蜜15％，余量為水，按重量百分比計；
(3)將蘇云金芽孢桿菌菌種以0.3％～0.5％(體積比)的接種量接入裝有發酵液的發酵罐中，在35～38℃下有氧發酵45～50小時(優選48小時)，即得蘇云金芽孢桿菌菌液；所述發酵液的組成為：氫氧化鉀4％，磷酸3％，尿素2％，牛肉膏1％，糖蜜15％，硫酸鎂0.1％，硫酸鋅0.1％，余量為水，按重量百分比計；
(4)按體積比枯草芽孢桿菌菌液：地衣芽孢桿菌菌液：蘇云金芽孢桿菌菌液＝1:1:1的比例將上述三種菌液混合混勻，得混合菌液。
進一步地，上述所涉及的發酵液，均在121℃下滅菌2小時后再使用。
本發明所用的枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌均為現有技術中已有的常規菌種，可常規市場購買得到，比如，可購自中國農業科學院農業微生物菌種保藏管理中心(公開出售)，其中，枯草芽孢桿菌的編號ACCC04177，地衣芽孢桿菌的編號為ACCC02936，蘇云金芽孢桿菌的編號為ACCC11075。
本發明所涉及的發酵液中的組分均為現有技術中已有的常規組分，均按照常規方法制備得到，比如，大豆粉、玉米淀粉、糖蜜、酵母膏、牛肉膏等。
所述殼聚糖水解液是通過以下方法制備得到的：取45～55千克殼聚糖(可常規市場購買得到，比如，可購自濰坊科海甲殼素有限公司)，加入865～835千克水，混勻，升溫至95～100℃(優選96℃)，再加入磷酸90～110千克，充分攪拌使之混勻(優選2小時)，即得殼聚糖水解液。
所述以生物炭和海藻為原料制備的有機肥的制備方法為：取各組分，混合混勻，在33～38℃下恒溫干燥至含水量20％(重量百分數)以下，即得。
本發明的以生物炭和海藻為原料制備的有機肥，為底施型肥料，施肥時機是在植物種植初期施用。本發明的以生物炭和海藻為原料制備的有機肥，營養豐富、全面，無需再添加其它化學肥料(比如尿素、磷酸銨等、碳酸氫銨等)，可提供植物生長所需營養，促進植物生長，提高座果率，并起到防治病蟲害，克服土壤酸化、板結、作物重茬障礙等作用；添加了微生物，可以更高效地分解肥料、土壤中的營養成分，更利于植物的吸收和轉化。經實踐證明，對黃瓜具有明顯的增產作用。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1 制備有機肥
配方為：生物炭600千克，海藻提取物300千克，混合菌液30千克，殼聚糖水解液50千克。
所述生物炭是通過以下方法制備得到的：將地瓜秧曬干至含水量在18％(重量百分數)，然后切割(切割至長度在5cm以下的小段)，投入碳化爐內，在450℃下碳化3小時；碳化完成后，出炭，用水過濾降溫至室溫，然后將炭烘干，粉碎至80目，即得生物炭。
所述海藻提取物，是通過以下方法制備得到的：將海藻去砂，曬干，使水分的含量低于10％(質量百分數)，粉碎，得海藻粉(海藻粉中海藻的粒度不大于0.5cm×0.5cm)，然后將海藻粉與水以質量比1：20的比例混合，用0.1mol/L的鹽酸將pH調至3，溫度調至50℃，超聲波破壁(破壁時間10min，超聲波功率125w)；破壁后，用0.1mol/L的NaOH溶液將pH調至5，再用超聲波提取60min(超聲波功率1250w)，過濾，得海藻浸提液，濃縮(控制濃縮溫度50℃，濃縮蒸汽壓力保持在0.03～0.05Mpa)，濃縮至固形物的含量在40％(質量百分數)，干燥，得海藻提取物。
本實施例中所用海藻為海帶[Laminaria japonica Areschoug]，通過煙臺、威海、青島海面漂浮海藻中收集。
所述菌液是通過以下方法制備得到的：
(1)將枯草芽孢桿菌菌種以0.5％(體積比)的接種量接入裝有發酵液的發酵罐中，在35～38℃下有氧發酵48小時，即得枯草芽孢桿菌菌液；所述發酵液的組成為：葡萄糖6％，大豆粉5％，磷酸氫二鉀1％，酵母膏1％，硫酸鎂0.03％，碳酸鈣0.5％，余量為水，按重量百分比計；
(2)將地衣芽孢桿菌菌種以0.5％(體積比)的接種量接入裝有發酵液的發酵罐中，在35～38℃下有氧發酵48小時，即得地衣芽孢桿菌菌液；所述發酵液的組成為：玉米淀粉10％，葡萄糖6％，糖蜜15％，余量為水，按重量百分比計；
(3)將蘇云金芽孢桿菌菌種以0.5％(體積比)的接種量接入裝有發酵液的發酵罐中，在35～38℃下有氧發酵48小時，即得蘇云金芽孢桿菌菌液；所述發酵液的組成為：氫氧化鉀4％，磷酸3％，尿素2％，牛肉膏1％，糖蜜15％，硫酸鎂0.1％，硫酸鋅0.1％，余量為水，按重量百分比計；
(4)按體積比枯草芽孢桿菌菌液：地衣芽孢桿菌菌液：蘇云金芽孢桿菌菌液＝1:1:1的比例將上述三種菌液混合混勻，得混合菌液。
上述所涉及的發酵液，均在121℃下滅菌2小時后再使用。
本發明所用菌種均購自中國農業科學院農業微生物菌種保藏管理中心，其中，枯草芽孢桿菌的編號ACCC04177，地衣芽孢桿菌的編號為ACCC02936，蘇云金芽孢桿菌的編號為ACCC11075。
所述殼聚糖水解液是通過以下方法制備得到的：取50千克殼聚糖(本發明所用殼聚糖購自濰坊科海甲殼素有限公司)，加入850千克水，混勻，升溫至96℃，再加入磷酸100千克，充分攪拌使之混勻(2小時)，即得殼聚糖水解液。
所述有機肥的制備方法為：取各組分，混合混勻，在35℃下恒溫干燥至含水量15％(重量百分數)，即得。
實驗1 對黃瓜的作用
試驗時間：2014年9月30日——2015年1月20日。試驗地點：山東省聊城市。
實驗組：每畝施用40千克實施例1制備的肥料。
對照組：每畝施用40千克史丹利復合肥(氮15％-磷15％-鉀15％)。
實驗組、對照組各3畝(各分為A、B、C三個小組，每個小組1畝)。施肥時機為：種植前。
對黃瓜產量的影響：
實驗組A：產量7740千克；實驗組B：產量7860千克；實驗組C：7690千克；實驗組平均畝產量：7763千克。
對照組A：產量6760千克；實驗組B：產量6710千克；實驗組C：6850千克；實驗組平均畝產量：6773千克。
對比可見，實驗組明顯比對照組的產量要高，高出14.6％，本發明的有機肥，增產效果顯著。
實施例2 制備有機肥
配方為：生物炭550千克，海藻提取物320千克，混合菌液25千克，殼聚糖水解液65千克。
其它同實施例1。
實施例3 制備有機肥
配方為：生物炭650千克，海藻提取物280千克，混合菌液35千克，殼聚糖水解液55千克。
其它同實施例1。
實施例4 制備有機肥
配方為：生物炭600千克，海藻提取物300千克，混合菌液35千克，殼聚糖水解液65千克。
其它同實施例1。
實施例5 制備有機肥
配方為：生物炭530千克，海藻提取物320千克，混合菌液30千克，殼聚糖水解液65千克。
其它同實施例1。