生物炭基微生物土壤改良剂及其制备方法.pdf

本发明公开了一种生物炭基微生物土壤改良剂，它由如下组份组成：80～85重量份生物炭、10～13重量份复合微生物菌群和1～2重量份氧化淀粉粘合剂，复合微生物菌群中菌种包括：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌。本发明还公开了这种生物炭基微生物土壤改良剂的制备方法。其通过生物炭基和微生物的联合作用，缓解土壤酸化，降低土壤容重，增加土壤通透性和含水量；通过促进土壤有机质形成，提高矿质元素的有效性；通过培育作物根际微生物的丰度，改善植物的根际环境，使病原微生物难以生长繁殖从而降低作物病虫害的发生，减缓和修复土壤重金属污染。

1.  生物炭基微生物土壤改良剂，其特征在于：由如下组份组成：80～85重量份生物炭、10～13重量份复合微生物菌群和1～2重量份氧化淀粉粘合剂；
所述复合微生物菌群由如下菌种组成：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌，各菌种的含量为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
所述氧化淀粉粘合剂的粘度为25～30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由100～150重量份淀粉、3～5重量份聚乙烯醇、1～3重量份丙三醇、8～10重量份30％双氧水和1～2重量份硼砂组成。

2.  根据权利要求1中所述的生物炭基微生物土壤改良剂，其特征在于由如下组份组成：85重量份生物炭、13重量份复合微生物菌群和2重量份氧化淀粉粘合剂；
所述氧化淀粉粘合剂的粘度为30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由150重量份淀粉、3.5重量份聚乙烯醇、2重量份丙三醇、9重量份30％双氧水和2重量份硼砂组成。

3.  制备权利要求1或2所述生物炭基微生物土壤改良剂的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温速率为5℃/min，炭化2.5～3小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由1000重量份水、3～5重量份酵母膏、2～3重量份醋酸钠、0.5～1重量份氯化氨、0.5～1重量份磷酸二氢钾和0.3～0.5重量份硫酸镁组成的培养基上，培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、15～20重量份可溶性淀粉、0.5～1重量份三水磷酸氢二钾、0.5～1重量份氯化钠、0.5～1重量份七水硫酸镁、0.5～1重量份七水硫酸亚铁和1～2重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、5～10重量份蛋白胨、5～10重量份牛肉膏、3～5重量份酵母膏、15～20重量份葡萄糖、1～2重量份柠檬酸二胺、3～5重量份乙酸钠、1～2重量份吐温80、0.3～0.5重量份七水硫酸镁、0.1～0.3重量份四水硫酸锰和1～2重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、0.5～1重量份酵母粉、15～20重量份葡萄糖、3～5重量份硫酸氨、1～2重量份磷酸二氢钾和0.5～1重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、10～15重量份蛋白胨、15～20重量份葡萄糖、3～5重量份氯化钠和1～2重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为0.5％～1％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对80～85重量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将10～13重量份复合微生物菌液喷入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入1～2重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。

4.  根据权利要求3中所述生物炭基微生物土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、20～25重量份玉米粉、5～25重量份豆粉、10～15重量份葡萄糖、3～5重量份磷酸氢二钾、0.5～1重量份硫酸镁和0.1～0.2重量份碳酸钙组成。

5.  根据权利要求4中所述生物炭基微生物土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、22重量份玉米粉、20重量份豆粉、15重量份葡萄糖、3重量份磷酸氢二钾、0.5重量份硫酸镁和0.1重量份碳酸钙组成。

6.  根据权利要求3或4或5中所述生物炭基微生物土壤改良剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2.2中发酵温度为35～38℃，发酵pH控制在6.0～7.0。

生物炭基微生物土壤改良剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及农用肥料，特别是一种生物炭基微生物土壤改良剂，本发明还涉及这种生物炭基微生物土壤改良剂的制备方法。
背景技术
2014年《中国耕地质量等级调查与评定》结果表明，我国优等地、高等地、中等地和低等地面积分别占全国耕地评定总面积的2.9％、26.5％、52.9％和17.7％。其中，中、低等地耕地面积占到耕地评定面积的70.6％，说明我国耕地质量总体偏低。综合研究结果也表明，中国耕地质量总体水平趋于下降。赵其国认为中国耕地的土壤质量呈下降趋势：全国耕地有机质含量平均已降到1％，明显低于欧美国家2.5～4.0％的水平。余振国指出中国耕地质量下降主要原因是：一是非农建设压占良田，而开垦补偿的则是劣质地，造成耕地总体质量下降；二是耕地“用”、“养”不当，引起耕地质量下降；三是耕地退化加剧引起耕地质量不断下降；四是耕地财产权利制度不完善，管理不到位，经营耕地没有长期的、良好的赢利预期，导致掠夺式利用或随意撂荒加剧了耕地质量的下降。同时，工业废水、废渣、废气大量排放以及农业机械化、农药、化肥、农膜的不合理使用，从而导致土壤污染，土壤板结，农药残留严重，农业面源污染扩大等问题，这些进一步加剧了土壤质量的下降。
我国生物炭原料充足，秸秆资源极其丰富。秸秆资源的开发利用，既涉及到农业生产系统中的物质高效转化和能量高效循环，成为循环农业的重要实现途径，也涉及到整个农业生态系统中的土壤肥力、水土保持、环境安全以及可再生资源高效利用等可持续发展问题，是我国种植业和养殖业可持续发展以及农村新型能源化的重要物质基础。秸秆资源数量估算是秸秆资源综合利用的基础。王晓玉2008-2010年的研究结果表明，华东地区年均秸秆总量为199.5百万吨，中南地区年均秸秆总量为213.9百万吨，西南地区的大田作物年均秸秆总量 93.3百万吨。毕于云研究结果进一步指出，蔬菜副产品即蔬菜藤蔓及残余物以及农产品初级加工副产品稻壳、玉米芯、蔗渣、甜菜渣等资源量也相当庞大，丰富了秸秆资源可利用的范围。
生物炭是生物质在完全或者部分缺氧的情况下热裂解产生的一种高度芳香化难溶性固态物质。生物炭对土壤有很好的改良作用，大部分生物炭呈碱性，施入土壤可提高酸性土壤pH值。生物炭具有复杂的多孔隙结构和较大的比表面积，施入土壤可增大土壤通透性、改善土壤团聚体，吸附更多的水分和养分离子，提高土壤水容量和养分吸持容量。生物质炭中含有一定量的易分解有机化合物，土壤微生物可以将其作为碳源，能够提高土壤微生物的生物量和活性，生物质炭
具有复杂的孔隙结构，能够作为微生物及其有效养分的载体，有利于土壤中微生物群落生长。
光合细菌普遍存在于自然界中，具有光能合成体系的原核生物，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。可以促进动植物生长，提高抗病力，对动植物生命活动和生长发育发挥作用。
放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强大的原核生物。革兰氏阳性，是抗生素等一些列生物活性物质的重要生产者，在农作物病虫害生物防治方面具有重要作用。还可以合成淀粉酶，纤维素酶，氨基酸急维生素等多种有用的代谢产物。在土壤中促使土壤形成团粒结构从而改善土壤。
乳酸菌发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。为原核生物。在有氧条件下利用糖进行有氧呼吸，在分解糖过程中获得能量，合成细胞物质，缺氧环境中，产生乳酸能抑制生长环境中腐败性微生物的生长。
酵母菌是一些单细胞真菌，好气性菌，是重要的营养功能性细菌，可对包括土壤、水体等各种基质环境中有效养分进行合理的转化和高效率的吸收；还有发酵分解作用，在生长代谢中能形成多种B族维 生素和生理活性物质，增强有效菌的活性。
枯草芽孢杆菌是芽胞杆菌属的一种,广泛分布在土壤及腐败的有机物中，易在枯草浸汁中繁殖。菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。
苏云金芽孢杆菌简称Bt,是包括许多变种的一类产晶体芽孢杆菌。是目前产量最大、使用最广的生物杀虫剂。它的主要活性成分是一种或数种杀虫晶体蛋白，又称δ-内毒素，对鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目、同翅目等昆虫，以及动植物线虫、蜱螨等节肢动物都有特异性的毒杀活性，而对非目标生物安全因此，Bt杀虫剂具有专一、高效和对人畜安全等优点。
发明内容
本发明的第一目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种生物炭基微生物土壤改良剂。
本发明的第二目的在于提供这种生物炭基微生物土壤改良剂的制备方法。
本发明的第一目的是通过如下措施来达到的：生物炭基微生物土壤改良剂，由如下组份组成：80～85重量份生物炭、10～13重量份复合微生物菌群和1～2重量份氧化淀粉粘合剂；
复合微生物菌群中菌种由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌组成。各菌种的含量分别为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
氧化淀粉粘合剂的粘度为25～30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由100～150重量份淀粉、3～5重量份聚乙烯醇、1～3重量份丙三醇、8～10重量份30％双氧水、1～2重量份硼砂组成。
在上述技术方案中，生物炭基微生物土壤改良剂，优选为，由如下组份组成：85重量份生物炭、13重量份复合微生物菌群和2重量 份氧化淀粉粘合剂；
所述氧化淀粉粘合剂的优选为，粘度为30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由150重量份淀粉、3.5重量份聚乙烯醇、2重量份丙三醇、9重量份30％双氧水和2重量份硼砂组成。
本发明的第二目的是通过如下措施来达到的：制备生物炭基微生物土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温速率为5℃/min，炭化2.5～3小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由1000重量份水、3～5重量份酵母膏、2～3重量份醋酸钠、0.5～1重量份氯化氨、0.5～1重量份磷酸二氢钾和0.3～0.5重量份硫酸镁组成的培养基上，培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、15～20重量份可溶性淀粉、0.5～1重量份三水磷酸氢二钾、0.5～1重量份氯化钠、0.5～1重量份七水硫酸镁、0.5～1重量份七水硫酸亚铁和1～2重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、5～10重量份蛋白胨、5～10重量份牛肉膏、3～5重量份酵母膏、15～20重量份葡萄糖、1～2重量份柠檬酸二胺、3～5重量份乙酸钠、1～2重量份吐温80、0.3～0.5重量份七水硫酸镁、0.1～0.3重量份四水硫酸锰和1～2重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培 养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、0.5～1重量份酵母粉、15～20重量份葡萄糖、3～5重量份硫酸氨、1～2重量份磷酸二氢钾和0.5～1重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、10～15重量份蛋白胨、15～20重量份葡萄糖、3～5重量份氯化钠和1～2重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为0.5％～1％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对80～85重量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将10～13重量份复合微生物菌液喷入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入1～2重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。
在上述技术方案中，步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、20～25重量份玉米粉、5～25重量份豆粉、10～15重量份葡萄糖、3～5重量份磷酸氢二钾、0.5～1重量份硫酸镁和0.1～0.2重量份碳酸钙组成。
步骤2.2中发酵罐中发酵培养基优选为由1000重量份水、22重量份玉米粉、20重量份豆粉、15重量份葡萄糖、3重量份磷酸氢二钾、0.5重量份硫酸镁和0.1重量份碳酸钙组成。
在上述技术方案中，步骤2.2中发酵温度为35～38℃，发酵pH控制在6.0～7.0。
本发明的优点在于：其一，对土壤物理性质的改良作用：生物炭 基的灰分中含有很多的盐基离子如钙、镁、钾、钠等，可以交换降低土壤氢离子水平，从而显著增加土壤的pH值。同时，可提高土壤有机碳含量，利于土壤团聚体的形成，形成较大的孔隙度和比表面积，降低土壤容重，增加土壤通气性和持水量。
其二，对土壤化学性质的改良作用：生物炭基能够吸附土壤有机分子，通过表面催化活性促进小的有机分子聚合形成土壤有机质。通过微生物作用将生物炭转变成腐殖质碳，利于腐殖质碳的形成。生物炭基本身具有大量表面负电荷以及高电荷密度使其能够增强土壤离子交换量和增加对土壤中养分的吸附，极大地提高了营养元素的吸附能力和养分有效性，减少养分淋溶，提高肥料养分利用率。微生物菌群可以加速土壤有机物的分解转化，增加土壤有机养分和肥力。
其三，对土壤微生物群体的改良作用：提高了土壤微生物丰度，尤其是植物根际微生物组成丰富，提高了土壤生物活性和缓冲能力。微生物分泌物质中含有维生素、植物生长激素等等大大促进了植物生长。枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌在作物根部形成了优势生物菌群，其在生长过程中能代谢分泌细菌素、脂肽类化合物、有机酸类物质等，这些代谢产物可有效抑制病原菌的生长或溶解病原菌，以致杀死病菌，高抗重茬。大大减少病虫害发生。
其四，对土壤环境的改良作用：通过将生物炭基储存于土壤，能够切实锁定和降低大气CO₂浓度，将生物质中部分碳素固定于土壤中，从而组成土壤碳库惰性成分，得以储存并保留于土壤中，构成土壤碳汇。生物炭基的施用能够显著影响土壤中重金属的形态和迁移行为，生物炭能降低土壤中Pb、Cd的酸可提取态含量，因而降低重金属的生物有效性，对重金属表现出很好的固定效果。
附图说明
图1为不添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂(T₁)、添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为1％(T₂)、添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为2％(T₃)和添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与 干土质量比为4％(T₄)对土壤容重、孔隙度和含水量的影响对比图；
图2为不添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂(T₁)、添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂1t·hm^-2(T₂)、添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂5t·hm^-2(T₃)和添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂10t·hm^-2(T₄)对土壤无机氮含量、土壤有机质含量和产量的影响对比图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
实施例1
生物炭基微生物土壤改良剂，由如下组份组成：80重量份生物炭、10重量份复合微生物菌群和2重量份氧化淀粉粘合剂；
复合微生物菌群中菌种包括：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌，各菌种的含量分别为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
氧化淀粉粘合剂的粘度为25mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由100重量份淀粉、3重量份聚乙烯醇、1重量份丙三醇、8重量份30％双氧水、1重量份硼砂组成。
制备生物炭基微生物土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温 速率为5℃/min，炭化2.5小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由1000重量份水、3重量份酵母膏、2重量份醋酸钠、0.5重量份氯化氨、0.5重量份磷酸二氢钾和0.3重量份硫酸镁组成的培养基上，培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、15重量份可溶性淀粉、0.5重量份三水磷酸氢二钾、0.5重量份氯化钠、0.5重量份七水硫酸镁、0.5重量份七水硫酸亚铁和1重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、5重量份蛋白胨、5重量份牛肉膏、3重量份酵母膏、15重量份葡萄糖、1重量份柠檬酸二胺、3重量份乙酸钠、1重量份吐温80、0.3重量份七水硫酸镁、0.1重量份四水硫酸锰和1重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、0.5重量份酵母粉、15重量份葡萄糖、3重量份硫酸氨、1重量份磷酸二氢钾和0.5重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、10重量份蛋白胨、15重量份葡萄糖、3重量份氯化钠和1重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为0.5％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对80重量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将10重量份复合微生物菌液喷入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入2重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。
步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、20重量份玉米粉、5重量份豆粉、10重量份葡萄糖、3重量份磷酸氢二钾、0.5重量份硫酸镁和0.1重量份碳酸钙组成。
步骤2.2中发酵温度为35℃，发酵pH控制在6.0。
实施例2
生物炭基微生物土壤改良剂，由如下组份组成：85重量份生物炭、13重量份复合微生物菌群和1重量份氧化淀粉粘合剂；
在上述技术方案中，复合微生物菌群中菌种包括：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌，各菌种的含量分别为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
氧化淀粉粘合剂的粘度为30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由150重量份淀粉、5重量份聚乙烯醇、3重量份丙三醇、10重量份30％双氧水、2重量份硼砂组成。
制备生物炭基微生物土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温速率为5℃/min，炭化3小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由1000重量份水、5重量份酵母膏、3重量份醋酸钠、1重量份氯化氨、1重量份磷酸二氢钾和0.5重量份硫酸镁组成的培养基上，培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、20重量份可溶性淀粉、1重量份三水磷酸氢二钾、1重量份氯化钠、1重量份七水硫酸镁、1重量份七水硫酸亚铁和2重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、10重量份蛋白胨、10重量份牛肉膏、5重量份酵母膏、20重量份葡萄糖、2重量份柠檬酸二胺、5重量份乙酸钠、2重量份吐温80、0.5重量份七水硫酸镁、0.3重量份四水硫酸锰和2重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、1重量份酵母粉、20重量份葡萄糖、5重量份硫酸氨、2重量份磷酸二氢钾和1重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、15重量份蛋白胨、20重量份葡萄糖、5重量份氯化钠和2重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为1％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对85重 量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将13重量份复合微生物菌液喷入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入1重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。
步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、25重量份玉米粉、25重量份豆粉、15重量份葡萄糖、5重量份磷酸氢二钾、1重量份硫酸镁和0.2重量份碳酸钙组成。
步骤2.2中发酵温度为38℃，发酵pH控制在7.0。
实施例3
生物炭基微生物土壤改良剂，由如下组份组成：83重量份生物炭、12重量份复合微生物菌群和1.5重量份氧化淀粉粘合剂；
在上述技术方案中，复合微生物菌群中菌种包括：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌，各菌种的含量分别为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
氧化淀粉粘合剂的粘度为28mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由120重量份淀粉、4重量份聚乙烯醇、2重量份丙三醇、9重量份30％双氧水、1.5重量份硼砂组成。
制备生物炭基微生物土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温速率为5℃/min，炭化28小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由1000重量份水、4重量份酵母膏、2.5重量份醋酸钠、0.8重量份氯化氨、0.7重量份磷酸二氢钾和0.4重量份硫酸镁组成的培养基上，培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、18重量份可溶性淀粉、0.8重量份三水磷酸氢二钾、0.8重量份氯化钠、0.8重量份七水硫酸镁、0.8重量份七水硫酸亚铁和1.5重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、8重量份蛋白胨、8重量份牛肉膏、4重量份酵母膏、18重量份葡萄糖、1.5重量份柠檬酸二胺、4重量份乙酸钠、1.5重量份吐温80、0.4重量份七水硫酸镁、0.2重量份四水硫酸锰和1.5重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、0.8重量份酵母粉、18重量份葡萄糖、4重量份硫酸氨、1.5重量份磷酸二氢钾和0.8重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、12重量份蛋白胨、18重量份葡萄糖、4重量份氯化钠和1.5重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为0.8％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对83重量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将12重量份复合微生物菌液喷 入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入1.5重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。
步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、22重量份玉米粉、15重量份豆粉、12重量份葡萄糖、4重量份磷酸氢二钾、0.8重量份硫酸镁和0.15重量份碳酸钙组成。
步骤2.2中发酵温度为35～38℃，发酵pH控制在6.0。
实施例4
生物炭基微生物土壤改良剂，由如下组份组成：82重量份生物炭、11重量份复合微生物菌群和1重量份氧化淀粉粘合剂；
复合微生物菌群中菌种包括：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌，各菌种的含量分别为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
氧化淀粉粘合剂的粘度为30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由110重量份淀粉、3重量份聚乙烯醇、3重量份丙三醇、9重量份30％双氧水、1重量份硼砂组成。
制备生物炭基微生物土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温速率为5℃/min，炭化3小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由 1000重量份水、4重量份酵母膏、2重量份醋酸钠、1重量份氯化氨、0.8重量份磷酸二氢钾和0.4重量份硫酸镁组成的培养基上，培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、18重量份可溶性淀粉、1重量份三水磷酸氢二钾、0.5重量份氯化钠、0.8重量份七水硫酸镁、0.5重量份七水硫酸亚铁和2重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、8重量份蛋白胨、10重量份牛肉膏、3重量份酵母膏、15重量份葡萄糖、2重量份柠檬酸二胺、3重量份乙酸钠、1重量份吐温80、0.5重量份七水硫酸镁、0.1重量份四水硫酸锰和1重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、0.8重量份酵母粉、18重量份葡萄糖、3重量份硫酸氨、2重量份磷酸二氢钾和0.8重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、13重量份蛋白胨、16重量份葡萄糖、4重量份氯化钠和1重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为1％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对82重量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将11重量份复合微生物菌液喷入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入1重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。
步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、22重量份玉米粉、18重量份豆粉、14重量份葡萄糖、4重量份磷酸氢二钾、0.8重量份硫酸镁和0.1重量份碳酸钙组成。
步骤2.2中发酵温度为35℃，发酵pH控制在7.0。
实施例5
生物炭基微生物土壤改良剂，由如下组份组成：85重量份生物炭、13重量份复合微生物菌群和2重量份氧化淀粉粘合剂；
复合微生物菌群中菌种包括：光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌，各菌种的含量分别为：光合细菌含量不低于100亿/ml、放线菌含量不低于150亿/ml、乳酸菌含量不低于150亿/ml、酵母菌含量不低于20亿/ml、枯草芽孢杆菌含量不低于20亿/ml和苏云金芽孢杆菌含量不低于20亿/ml；
氧化淀粉粘合剂的粘度为30mPa﹒s，所述氧化淀粉粘合剂由150重量份淀粉、3.5重量份聚乙烯醇、2重量份丙三醇、9重量份30％双氧水和2重量份硼砂组成。
制备生物炭基微生物土壤改良剂的方法，包括如下步骤：
步骤1：制备生物炭
步骤1.1：将秸秆于自然状态下风干处理，用粉碎机全部磨碎至粒径2mm备用，得到秸秆原料；
步骤1.2：将步骤1.1中磨碎后的秸秆原料，通过输送带送入炭化装置料斗，并利用高压风机将原料送到炭化炉上部的分离装置内进行风料分离，原料进入炭化炉后点火炭化，炭化温度为500℃，升温速率为5℃/min，炭化3小时，即得生物炭；
步骤2：制备复合微生物菌群
步骤2.1：制备单一菌液：
制备光合细菌菌液：挑取培养好的光合细菌斜面菌种接种到由1000重量份水、3.5重量份酵母膏、2.5重量份醋酸钠、1.0重量份氯化氨、0.5重量份磷酸二氢钾和0.4重量份硫酸镁组成的培养基上， 培养，得到光合细菌菌液；
制备放线菌菌液：挑取培养好的放线菌斜面菌种接种到由1000重量份水、20重量份可溶性淀粉、0.5重量份三水磷酸氢二钾、1.0重量份氯化钠、0.5重量份七水硫酸镁、0.8重量份七水硫酸亚铁和1～2重量份硝酸钾组成的培养基上，培养，得到放线菌菌液；
制备乳酸菌菌液：挑取培养好的乳酸菌斜面菌种接种到由1000重量份水、8.0重量份蛋白胨、10.0重量份牛肉膏、5.0重量份酵母膏、16.0重量份葡萄糖、1.0重量份柠檬酸二胺、3.5重量份乙酸钠、2.0重量份吐温80、0.4重量份七水硫酸镁、0.2重量份四水硫酸锰和1～2重量份磷酸氢二钾组成的培养基上，培养，得到乳酸菌菌液；
制备酵母菌菌液：挑取培养好的酵母菌斜面菌种接种到由1000重量份水、0.5重量份酵母粉、20.0重量份葡萄糖、5.0重量份硫酸氨、1.0重量份磷酸二氢钾和0.5重量份七水硫酸镁组成的培养基上，培养，得到酵母菌菌液；
制备枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液：挑取培养好的枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌斜面菌种接种到由1000重量份水、15.0重量份蛋白胨、20.0重量份葡萄糖、5.0重量份氯化钠和2.0重量份磷酸二氢钾组成的培养基上，培养，得到枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液；
步骤2.2：制备复合微生物菌群：先将发酵罐中发酵培养基和发酵罐于121℃灭菌20min，再将步骤2.1中得到光合细菌菌液、放线菌菌液、乳酸菌菌液、酵母菌菌液、枯草芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌菌液分别按照重量百分比为0.8％接种量接种到发酵罐中发酵培养，即得复合微生物菌群；
步骤3：制备生物炭基微生物土壤改良剂：利用造粒机对85重量份生物炭进行造粒，然后用喷雾器将13重量份复合微生物菌液喷入造粒机中，使生物炭对复合微生物菌液充分吸附，同时加入2重量份氧化淀粉粘合剂，即得生物炭基微生物土壤改良剂。
步骤2.2中发酵罐中发酵培养基由1000重量份水、22.0重量份 玉米粉、20.0重量份豆粉、15.0重量份葡萄糖、3.0重量份磷酸氢二钾、0.5重量份硫酸镁和0.1重量份碳酸钙组成。
步骤2.2中发酵温度为35℃，发酵pH控制在7.0。
效益案例
案例1
采用盆栽试验，选取常年进行稻油轮作的水稻土添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂对土壤容重、孔隙度和含水量的试验，试验设以下处理：
处理一：不添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂(T1)；
处理二：添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为1％(T2)；
处理三：添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为2％(T3)；
处理四：添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为4％(T4)；
采用随机区组实验设计，各处理设置5次重复。
实验结果如图1所示：土壤容重结果表明，当土壤中添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为1％时，水稻土的容重为1.49g·cm^-3，较对照(1.55g·cm^-3)降低3.87％；当土壤中添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂与干土质量比为2％和4％时，水稻土的容重为1.41g·cm^-3和1.34g·cm^-3较对照降低9.03％和13.55％。可以看出，添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂可以降低土壤容重，并随着使用比例的增加而降低。
土壤孔隙度结果表明：土壤中添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂可以显著增加土壤孔隙度，增幅为20.97～53.46％；土壤含水量结果表明，土壤中添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂可以提高土壤含水量，增幅为22.50～54.34％。可以看出，添加本 发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂增加了土壤通透性和持水性。
案例2
在湖北省荆门市沙洋县曾集镇稻油轮作区开展低地力油菜种植田土壤添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂对土壤养分及油菜产量的影响，试验设以下处理：
处理一：不添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂(T₁)；
处理二：添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂1t·hm^-2(T₂)；
处理三：添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂5t·hm^-2(T₃)；
处理四：添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂10t·hm^-2(T₄)；
采用随机区组实验设计，各处理设置3次重复。每小区面积20m²。
试验中磷、钾、硼肥作基肥一次性施用，氮肥分两次施用(60％基肥+20％越冬肥+20％薹肥)；所用肥料类型为尿素、过磷酸钙、氯化钾和硼砂。
油菜品种为华油杂9号；采用移栽方式种植。
试验结果如图2所示：土壤养分状况数据表明，土壤中添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂可以显著提高土壤硝态氮含量，增幅为26.97～70.79％，而对土壤铵态氮变化无明显影响；添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂同时可以显著提高土壤有机质含量，增幅为16.89～52.30％。本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂除去自身所含有的矿质元素，其对土壤养分的影响大多与生物炭基本身特性以及微生物影响的间接作用有关。本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂不仅能够减少养分的淋失，有效促进土壤中养分的滞留，在地球土壤生物化学过程特别是营养元素循环中起到非 常重要的作用。
产量结果表明：土壤添加本发明实施例5生物炭基微生物土壤改良剂后，土壤物理化学生物性质得到了有效改善，营造出一个作物生长适宜环境，从而通过土壤-作物体系影响到作物的生长，本试验添加生物炭基土壤改良剂，油菜产量增幅为8.55～24.19％。
其它未经详细说明的部分均为现有技术。