一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥及其製備方法與流程
2024-04-09 03:08:05
本發明涉及生物農業綠色環保肥料技術領域，具體涉及一種降解重金屬高效生物有機矽菌肥及其製備方法，該生物有機矽菌肥主要應用於有機農業生產，其具有改善土壤理化性質，降低作物重金屬含量，提高土壤有機質，提高土壤微生物含量的作用。
背景技術：
肥料是種植業不可缺少的生產資料，特別是在中國這樣一個人口眾多的國家，為通過有限的土地資源解決吃飯問題，就必須長期大量使用化肥，由於長期大量使用化肥，已經造成了嚴重的土壤汙染。土壤汙染的危害非常嚴重，主要表現在以下幾個方面：1.重金屬和有毒元素逐年增加，直接危害人體健康；2.土壤微生物含量降低，土壤有機質含量大幅度降低；3.養分失調，硝酸鹽嚴重累積，微量元素嚴重缺乏；4.土壤酸化加劇，pH變化太大，長期施用化肥加速土壤酸化；5.土壤重金屬汙染，造成農作物重金屬殘留超標；6.大量使用農藥造成農作物農藥殘留超標。
在上述情況下，能有效地改善土壤環境，提高種植土地的微生物含量、有機質含量以及微量元素等的新型生物菌肥成為了耕地修復的有效途徑。目前，現有技術只是簡單的將發酵菌和有機物料進行發酵生產有機肥，這種有機肥對功能型的研究如抗病、抗重插、降解重金屬等效果卻無法滿足，並且在固氮、溶磷、解鉀功效上沒有實質的突破，都存在功能單一的缺陷。
技術實現要素：
為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種降解重金屬高效生物有機矽菌肥及其製備方法，該菌肥具有降低土壤中重金屬含量，提供植物豐富的微量元素，提高植物生物學形狀，抗病蟲害和固氮、溶磷、解鉀的作用。該菌肥的製備方法簡單，操作方便，生產成本低，適合推廣和工業化大規模生產。
實現本發明上述目的所採用的技術方案為：
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
所述的發酵微生物菌是枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、釀酒酵母、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌和米麴黴按等質量比混合而成的混合菌，所述的發酵微生物菌的纖維素酶活為30U/g-500U/g，蛋白酶活為15U/g-200U/g。
所述的功能微生物菌是紫雲英根瘤菌、沼澤紅假單胞菌和膠質芽孢桿菌按等質量比混合而成的混合菌。
進一步，所述的發酵微生物菌是由有效活菌數為0.5億-5億/g的枯草芽孢桿菌、有效活菌數為0.5億-5億/g的地衣芽孢桿菌、有效活菌數為0.5億-5億/g的釀酒酵母、有效活菌數為0.5億-5億/g的植物乳桿菌、有效活菌數為0.5億-5億/g嗜酸乳桿菌和有效活菌數為0.5億-5億/g的米麴黴六種菌按等質量比混合而成。
進一步，所述的功能微生物菌是由有效活菌數為0.5億-5億/g的紫雲英根瘤菌、有效活菌數為0.5億-5億/g沼澤紅假單胞菌、有效活菌數為0.5億-5億/g的膠質芽孢桿菌按等質量比混合而成。
所述的酶製劑是纖維素酶和/或蛋白酶，所述纖維素酶酶活為10000U/g-20000U/g，所述蛋白酶酶活為10000U/g-20000U/g。
所述的稀土矽原料的製備方法如下：先將農用稀土和矽肥混合均勻，其中農用稀土和矽肥的質量比為3-5：95-97，再在1300-1400℃下煅燒、粉磨，所述的農用稀土中的稀土元素氧化物的質量分數≥5％，所述的矽肥中SiO2的質量分數≥25％，MgO的質量分數≥5％，CaO的質量分數≥20％，pH為10.0-11.5(水不溶物的含量和pH的測定的標準NY/T 1973-2010)。
所述的秸稈粉是將小麥、水稻、玉米、薯類、油菜、棉花、甘蔗和其它農作物(通常為粗糧)在收穫籽實後的剩餘部分粉碎後所得的粉末。
所述的胺基酸原粉是指用動物毛髮經過水解、脫酸、脫鹽及噴霧乾燥過程生成的胺基酸原粉原粉，其中胺基酸原粉的質量百分比含量為35％，總氮的質量百分比含量大於17.5％，水分的質量百分比含量於5％，氨氮的質量百分比含量小於11％，灰分的質量百分比含量小於6％。
所述的阿維菌素藥渣為豆餅、花生餅、澱粉、維生素經發酵生產阿維菌素的剩餘物。
所述的黃腐酸鉀是一種從天然腐植酸中提取的短碳鏈分子結構物質，同時也是一種純天然礦物質活性鉀元素肥。
所述的黃姜渣是利用黃姜生產黃姜皂素後的副產物。
所述的木薯渣是木薯提取澱粉後的副產物。
畜禽糞便主要指畜禽養殖業中產生的一類農村固體廢物，包括豬糞、牛糞、羊糞、雞糞、鴨糞等。
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法，包括如下步驟：
1)發酵微生物菌的培養：
將發酵微生物菌與秸稈粉按質量比1:5-15混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，再將佔胺基酸原粉總質量40％-60％的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體A上，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為25-35％，將堆體A通風處理32-64小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)功能微生物菌的培養：
將功能微生物菌與秸稈粉按質量比1:5-15混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為25％-35％，將堆體B通風處理32-64小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
將步驟1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和畜禽糞便混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為45％-55％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，準備發酵；
4)發酵：
堆體C採用好氧堆肥的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵8-12天，發酵完成；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且其溫度下降至20-30℃時，向堆體C中加入步驟2)所得的激活功能微生物菌劑，翻堆，放置3-5天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
所述的堆體C的寬度為2.0-2.5m，高度為0.8-1.4m，長度為8-10m。
本發明與現有技術相比，其有益效果和優點在於：
1、該菌肥通過添加功能微生物菌劑，使菌肥具有了固氮、溶磷、解鉀的作用，在植物根系形成有益微生物菌團，固氮菌固定空氣中的氮為植物提供生長需要的氮元素，溶磷菌和解鉀菌將土壤中的未被植物吸收利用的磷元素和鉀元素轉化為可吸收利用的形態。
2、該菌肥通過添加稀土矽原料、胺基酸原粉、酶製劑，使肥料能降解土壤重金屬含量，以及提供給植物豐富的微量元素。
3、該菌肥通過同時添加生物鹼和胺基酸原粉，使菌肥達到了抗病蟲害的作用，解決了目前生物肥料只注重改善土壤，但對抗病蟲害效果不理想的現狀。
4、該菌肥添加的稀土矽原料是一種矽酸鈣為主的玻璃體礦物肥料，微鹼性或中性，不溶於水，可溶於酸，其中的矽酸根離子與鎘、汞、鉛等重金屬發生化學反應，形成新的不易被植物吸收的矽酸化合物而沉澱下來，增加了蔬菜作物根系氧化能力，氧化了鎘、錳等重金屬，減少了它們的溶解度，從而抑制了作物對它們的吸收，有效地防止了重金屬對農產品的汙染，從而使其汙染降到國家規定安全標準以下。
5、該菌肥添加的稀土矽原料中的農用稀土中的稀土元素可以提高植物的葉綠素含量，增強光合作用，促進根系發育，提高肥料利用率，稀土元素還能促進種子萌發，提高種子發芽率，促進幼苗生長。
6、該菌肥是通過其所含的微生物進行的生命活動使作物增產，其所含的微生物不僅能提高植物營養元素的供應水平，還包括了它們所產生的次生代謝物質，如激素類物質，對植物產生刺激作用，促進植物對營養元素的吸收利用，提高作物產量和改善農作物生物學性狀。
7、該菌肥的製備方法簡單，操作方便，採用兩次加菌技術，第一次高溫腐熟有機原料，第二次添加功能型菌劑，不僅提高了生物菌肥中的功能型菌株的含量，而且提高了菌肥的利用率，從而降低了菌肥的施肥量。
具體實施方式
以下實施例中所用的發酵微生物菌是由有效活菌數為0.5億-5億/g的枯草芽孢桿菌、有效活菌數為0.5億-5億/g的地衣芽孢桿菌、有效活菌數為0.5億-5億/g的釀酒酵母、有效活菌數為0.5億-5億/g的植物乳桿菌、有效活菌數為0.5億-5億/g嗜酸乳桿菌和有效活菌數為0.5億-5億/g的米麴黴六種菌按等質量比進行混合而成的，所述發酵微生物菌的纖維素酶活為30U/g-500U/g，蛋白酶活為15U/g-200U/g。
所述的枯草芽孢桿菌的菌株保藏編號(簡稱ACCC19743)、地衣芽孢桿菌的菌株保藏編號(簡稱ACCC02975)、釀酒酵母的菌株保藏編號(簡稱ACCC20064)、植物乳桿菌的菌株保藏編號(簡稱ACCC11016)、嗜酸乳桿菌的菌株保藏編號(簡稱ACCC11073)和米麴黴的菌株保藏編號(簡稱ACCC31491)(http://www.accc.org.cn/search/accc/search.asp)。
以下實施例中所用的功能微生物菌是由有效活菌數為0.5億-5億/g的紫雲英根瘤菌、有效活菌數為0.5億-5億/g沼澤紅假單胞菌、有效活菌數為0.5億-5億/g的膠質芽孢桿菌按等質量比進行混合而成的。
所述的紫雲英根瘤菌的菌株保藏編號(簡稱CICC20026)、沼澤紅假單胞菌的菌株保藏編號(簡稱CICC23812)和膠質芽孢桿菌的菌株保藏編號(簡稱CICC20667)(http://sales.china-cicc.org/category.php？id＝1&sh＝jd)。
以下實施例中所用的稀土矽原料的製備方法如下：先將農用稀土和矽肥混合均勻，其中農用稀土和矽肥的質量比為1:19、1:24、1:28或3:97，再在1300、1350或1400℃下煅燒、粉磨至120-180目，所述的農用稀土中的稀土元素氧化物的質量分數為5％、6％或8％，所述的矽肥中SiO2的質量分數為25％、30％或35％，MgO的質量分數為5％、7％或10％，CaO的質量分數為20％、25％或30％，pH為10.0、11或11.5。
以下實施例中所使用的纖維素酶酶活為10000U/g、15000U/g或20000U/g，蛋白酶酶活為10000U/g、15000U/g或20000U/g。
實施例1
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
上述高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法如下：
1)發酵微生物菌的培養：
將發酵微生物菌與水稻秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，其中發酵微生物菌與水稻秸稈粉的質量比為1:10，再將佔胺基酸原粉總質量50％的胺基酸原粉以胺基酸原粉溶液的形式噴灑在堆體A上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為20％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為30％，將堆體A通風處理48小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)功能微生物菌的培養：
將功能微生物菌與水稻秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，其中功能微生物菌與水稻秸稈粉的質量比為1:10，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為20％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為30％，將堆體B通風處理48小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
將步驟1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的水稻秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和豬糞混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為50％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，堆體C的寬度為2.0m，高度為1.2m，長度為9m，準備發酵；
4)發酵：
採用好氧發酵的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵10天，發酵完成，發酵過程中，發酵48小時堆體C溫度到達55℃左右，72小時堆體C可達到70℃左右；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且堆體C的溫度下降至25℃時，向堆體C中加入激活功能微生物菌，翻堆，放置4天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
實施例2
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
上述高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法如下：
1)發酵微生物菌的培養：
將發酵微生物菌與玉米秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，其中發酵微生物菌與玉米秸稈粉的質量比為1:5，再將佔胺基酸原粉總質量40％的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體A上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為25％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為25％，將堆體A通風處理54小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)激活功能微生物菌劑的培養：
將功能微生物菌與玉米秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，其中功能微生物菌與玉米秸稈粉的質量比為1:15，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為25％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為35％，將堆體B通風處理54小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的玉米秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和雞糞混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為55％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，堆體C的寬度為2.2m，高度為0.8m，長度為8m，準備發酵；
4)發酵：
採用好氧發酵的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵10天，發酵完成，發酵過程中，發酵48小時堆體C溫度到達55℃左右，72小時堆體C可達到70℃左右；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且堆體C的溫度下降至20℃時，向堆體C中加入激活功能微生物菌劑，翻堆，放置5天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
實施例3
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
所述的酶製劑為纖維素酶和蛋白酶按質量比1:1混合而成的。
上述高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法如下：
1)發酵微生物菌的培養：
將發酵微生物菌與小麥秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，其中發酵微生物菌與小麥秸稈粉的質量比為1:15，再將佔胺基酸原粉總質量60％的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體A上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為30％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為35％，將堆體A通風處理32小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)激活功能微生物菌劑的培養：
將功能微生物菌與小麥秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，其中功能微生物菌與小麥秸稈粉的質量比為1:5，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為30％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為25％，將堆體B通風處理32小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
將步驟1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的小麥秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和牛糞混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為45％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，堆體C的寬度為2.5m，高度為1.4m，長度為10m，準備發酵；
4)發酵：
採用好氧發酵的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵8天，發酵完成，發酵過程中，發酵48小時堆體C溫度到達55℃左右，72小時堆體C可達到70℃左右；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且堆體C的溫度下降至30℃時，向堆體C中加入激活功能微生物菌劑，翻堆，放置3天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
實施例4
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
上述高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法如下：
1)激活發酵微生物菌劑的培養：
將發酵微生物菌與水稻秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，其中發酵微生物菌與水稻秸稈粉的質量比為1:9，再將佔胺基酸原粉總質量50％的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體A上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為20％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為31％，將堆體A通風處理64小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)激活功能微生物菌劑的培養：
將功能微生物菌與水稻秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，其中功能微生物菌與秸稈粉的質量比為1:11，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為20％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為27％，將堆體B通風處理64小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
將步驟1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的水稻秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和豬糞混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為47％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，堆體C的寬度為2.2m，高度為1.3m，長度為9m，準備發酵；
4)發酵：
採用好氧發酵的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵9.5天，發酵完成，發酵過程中，發酵48小時堆體C溫度到達55℃左右，72小時堆體C可達到70℃左右；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且堆體C的溫度下降至23℃時，向堆體C中加入激活功能微生物菌劑，翻堆，放置3.5天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
實施例5
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
上述高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法如下：
1)激活發酵微生物菌劑的培養：
將發酵微生物菌與小麥秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，其中發酵微生物菌與小麥秸稈粉的質量比為1:8，再將佔胺基酸原粉總質量45％的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體A上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為25％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為33％，將堆體A通風處理40小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)激活功能微生物菌劑的培養：
將功能微生物菌與小麥秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，其中功能微生物菌與小麥秸稈粉的質量比為1:12，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為25％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為28％，將堆體B通風處理40小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
將步驟1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的小麥秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和豬糞混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為47％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，堆體C的寬度為2.4m，高度為1.1m，長度為9.5m，準備發酵；
4)發酵：
採用好氧發酵的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵11.5天，發酵完成，發酵過程中，發酵48小時堆體C溫度到達55℃左右，72小時堆體C可達到70℃左右；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且堆體C的溫度下降至23℃時，向堆體C中加入激活功能微生物菌劑，翻堆，放置3.5天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
實施例6
一種高效降解重金屬生物有機矽菌肥，由功能原料和水製備而成，其中功能原料由以下質量百分比含量的組分組成：
所述的酶製劑為纖維素酶和蛋白酶按質量比1:2混合而成的。
上述高效降解重金屬生物有機矽菌肥的製備方法如下：
1)激活發酵微生物菌劑的培養：
將發酵微生物菌與玉米秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體A，其中發酵微生物菌與玉米秸稈粉的質量比為1:13，再將佔胺基酸原粉總質量55％的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體A上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為30％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體A的含水量為27％，將堆體A通風處理60小時，得到激活發酵微生物菌劑；
2)激活功能微生物菌劑的培養：
將功能微生物菌與玉米秸稈粉混合攪拌均勻後堆積成上窄下寬的堆體B，其中功能微生物菌與玉米秸稈粉的質量比為1:7，再將剩餘的胺基酸原粉以水溶液的形式噴灑在堆體B上，胺基酸原粉溶液的質量百分比濃度為30％，噴灑完胺基酸原粉溶液後，控制堆體B的含水量為32％，將堆體B通風處理60小時，得到激活功能微生物菌劑；
3)發酵準備：
將步驟1)所得的激活發酵微生物菌劑、酶製劑、稀土矽原料、剩餘的玉米秸稈粉、阿維菌素藥渣、黃腐酸鉀、黃姜渣、木薯渣和豬糞混合均勻，得到發酵物料，調節發酵物料的含水量為52％，再將發酵物料堆積成長條狀的堆體C，堆體C的寬度為2.1m，高度為1.3m，長度為8.8m，準備發酵；
4)發酵：
採用好氧發酵的方式進行發酵，發酵開始時翻堆一次，之後每12小時翻堆一次，連續好氧發酵9.5天，發酵完成，發酵過程中，發酵48小時堆體C溫度到達55℃左右，72小時堆體C可達到70℃左右；
5)發酵後處理階段：
發酵完成後，待堆體C腐殖化後，且堆體C的溫度下降至27℃時，向堆體C中加入激活功能微生物菌劑，翻堆，放置4.5天後，粉碎、篩分，即得到該高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
試驗一、本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥在種植水稻上的效果試驗
試驗地點：湖北某礦業生產企業附近農田。
試驗時間：2014年5月-10月
供試土壤:黃泥田，其主要理化性狀見下表1：
表1供試土壤的理化性狀
供試肥料：
試驗肥料：實施例1的高效降解重金屬生物有機矽菌肥。
習慣施肥基肥：複合肥45％40kg/畝，尿素10公斤/畝，氯化鉀5公斤/畝。
試驗設計：
對照組：習慣施肥基肥；
試驗組1：習慣施肥基肥+50kg/畝的試驗肥料(實驗肥和基肥一起施在耕作層)；
試驗組2：習慣施肥基肥+100kg/畝的試驗肥料(實驗肥和基肥一起施在耕作層)；
試驗組3：50％的習慣施肥基肥+100kg/畝的試驗肥料(實驗肥和基肥一起施在耕作層)。
結果與分析：
1、不同施肥處理對水稻生長性狀的影響
對照組、試驗組1、試驗組2和試驗組3四個不同的施肥處理對水稻生長性狀的影響的結果見表2。
表2.不同處理對水稻生長性狀的影響
由表2可知，千粒重指標中，試驗組1、2和3分別較對照組增重0.8g、1.2g、0.5g；每穗實粒數指標中，試驗組1、2和3分別較對照組增加8.5粒、20.4粒、3.9粒，結實率指標中，試驗組1、2和3分別較對照組增加5.2％、8.1％、2.4％，由此可見，試驗組1、2和3與對照組相比，試驗組1、2和3的水稻的性狀明顯優於對照組。增產率指標中，試驗組1、2和3分別較對照組增加7.34％、10.39％、6.13％，試驗組3與試驗組2相比，在降低習慣用肥後仍然增產6.13％，說明本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥可以提高化肥利用率。
綜上所述，本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥可以改善農作物生物學形狀，增加農作物產量和提高化肥利用率。
2、不同施肥處理對水稻器官及大米中重金屬含量的影響
2.1、不同施肥處理對水稻器官及大米中鎘含量的影響
對照組、試驗組1、試驗組2和試驗組3中四個不同的施肥處理對水稻器官及大米中鎘含量的影響的結果見表3。
表3.不同處理對水稻器官及大米中鎘離子含量的影響
由表3可知，試驗組1、2和3中水稻根、水稻莖葉和大米中鎘離子含量明顯低於對照組，由此可見，本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥可以降低鎘離子對水稻根、水稻莖葉和大米的汙染，具有阻鎘和降鎘效果。
2.2、不同施肥處理對水稻器官及大米中鉛含量的影響
對照組、試驗組1、試驗組2和試驗組3中四個不同的施肥處理對水稻器官及大米中鉛含量的影響的結果見表4。
表4.不同處理對水稻器官及大米中鉛離子含量的影響
由表4可知，試驗組1、2和3中水稻根、水稻莖葉和大米中鉛離子含量低於對照組，由此可見，本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥可以降低鉛離子對水稻根、水稻莖葉和大米的汙染，具有阻鉛和降鉛效果。
2.3、不同施肥處理對水稻器官及大米中汞含量的影響
對照組、試驗組1、試驗組2和試驗組3中四個不同的施肥處理對水稻器官及大米中汞含量的影響的結果見表5。
表5不同處理對水稻器官及大米中汞離子含量的影響
由表5可知，試驗組1、2和3中水稻根、水稻莖葉和大米中汞離子含量低於對照組，由此可見，本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥可以降低汞離子對水稻根、水稻莖葉和大米的汙染，具有阻汞和降汞效果。
綜上所述，本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥可以有效降低農作物對重金屬離子的吸收，降低重金屬離子對水稻根、水稻莖葉和大米的汙染。
3、不同處理對水稻的生長觀察
觀察試驗組1、2和3以及對照組的水稻發現，試驗組1、2和3中的水稻與對照組的水稻相比，與區別如下：1)試驗組1、2和3中水稻的葉片更加濃綠；2)試驗組1、2和3中水稻的葉片堅挺成V字形狀，用手撫摸水稻葉片，試驗組1、2和3中的水稻的葉片更加堅韌且鋸齒感更加強烈；3)對照組中的水稻有倒伏現象，試驗組1、2和3中的水稻均沒有出現倒伏現象，通過比較對照組和試驗組的水稻根部發現，試驗組的根系比對照組發達許多；4)對照組中的水稻在分櫱期發生水稻二化螟蟲害，而試驗組1、2和3中的水稻未發生水稻二化螟蟲害。
綜上所述，本發明的高效降解重金屬生物有機矽菌肥能提高農作物光合作用效率，促進農作物根系生長，提高農作物抗倒伏能力及抗蟲害能力。