CN102191199A - 一种高效复合解磷细菌菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有高效解磷作用的复合解磷细菌菌剂及其制备方法。该解磷细菌菌剂系将优选确定的巨大芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌经加特定配制的解磷菌剂发酵培养基，利用摇瓶和发酵罐发酵培养而成。本发明所述解磷菌剂中不仅含有降解土壤磷酸钙的高效菌株，而且其含有的特定营养物质能给具有解磷功能的细菌提供十分优越的生长环境。白菜、菜瓜的盆栽试验结果表明，此解磷菌剂对白菜和菜瓜的根长、株高和地上部鲜质量均具有显著的促进作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于农作物的高效复合解磷细菌肥料。
背景技术
磷是代谢过程，如能量转移、信号转导、大分子生物合成、光合作用、呼吸作用等必不可少的物质之一。因此，有效磷含量直接影响作物的生长。缺磷可导致最大产量的5％～15％的损失。虽然在土壤中具有庞大的全磷储备，可供作物生长利用一百年或更长时间，但是能被植物直接利用的有效磷却非常少，据报道我国74％的缺磷耕地土壤中，有效磷含量不足全磷含量的5％。目前，在生产中多施用高水溶性磷肥，然而磷肥施入土壤后易形成难溶性的磷酸盐并迅速被土壤矿物吸附固定，其当季利用率仅为10％～25％，而且大量长期使用化肥，还会造成诸如土壤板块、水体污染等环境问题。因此，在这种情况下迫切需要寻找一种更环保、更经济的方法以提高在缺磷土壤上的作物产量。
土壤中的难溶性磷可分为两种，一种是CaHPO4，Ca(H2PO4)2和Ca3(PO4)2等简单的磷酸盐或结构复杂的磷灰石等无机磷酸盐，另一种是核酸、磷脂和植素等含磷有机物。对于前者，磷细菌主要通过生命代谢活动会产生有机酸，如乳酸、氨基酸、草酸、延胡索酸、琥珀酸和柠檬酸等，这些有机酸与钙、铁等离子结合，生成沉淀反应、或发生络合反应、鳌合反应，使磷酸盐中的磷酸根释放出来，或通过呼吸作用放出CO2或NH4+同化作用放出质子降低pH值，引起磷酸盐溶解。对于后者，磷细菌主要是通过分泌植酸酶、核酸酶和磷酸酶物质，将磷酸脂等有机磷降解。因此，大力研究解磷微生物及开发和利用相关菌肥，提高磷肥利用效率，这对于减少环境污染、缓解磷资源短缺、发展持续高效高产农业具有深远的战略意义。
发明内容
本发明的目的是，提供一种具有高效解磷作用的复合解磷细菌菌剂及其制备方法，该菌剂适应性强、性能稳定，能改良土壤，提高土壤肥力。
本发明的高效复合解磷细菌菌剂是由巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌经摇瓶培养、发酵罐发酵后制得；所述巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌的接种比例为2∶1∶1。
本发明中的高效复合解磷细菌菌剂制备方法，包括以下步骤：
(1)摇瓶培养
分别从巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌菌株的斜面上挑取一环于装有25～35mL无菌水的100mL三角瓶中，摇匀。将各菌悬液按照巨大芽孢杆菌∶枯草芽孢杆菌∶蜡样芽孢杆菌＝2∶1∶1的比例接种到装有解磷菌剂发酵培养基的三角瓶中，进行摇瓶培养，接种量为2～6％。培养条件为：温度28～32℃、转速140～200r/min，500mL三角瓶装液100～300mL，培养时间为18～28h。
(2)发酵罐发酵
在解磷菌剂发酵培养基中接种1.0～5.0％的上述摇瓶菌液，发酵培养，即制得解磷细菌菌剂。培养条件为：罐温28～32℃、罐压0.01～0.03MPa、通气量0.5～1∶1～2(V/V·min)、搅拌速度180～220r·min-1，发酵时间为18～28h。
本发明所述的解磷菌剂发酵培养基所含成分重量份配比是：葡萄糖2～6、蔗糖1～2、硝酸铵0.1～0.2、硫酸铵0.1～0.3、柠檬酸钠0.05～0.15、硫酸镁0.005～0.02、磷酸氢二钾0.1～0.6和水100，其pH为7.0～7.5。
上述2∶1∶1的比例为巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌菌悬液的体积比。
本发明质量符合《磷细菌肥料》农业标准(NY412-2000)的磷细菌生物肥料的生产方法。
本发明的有益效果是所制肥料产品中含有降解土壤磷酸钙的高效菌株，不但其解磷效果显著，而且竞争力强，施入土壤后能迅速形成优势群，并在土壤中存活下来，肥料产品中含有特定的营养物质(葡萄糖、蔗糖、硝酸铵、硫酸铵、柠檬酸钠、硫酸镁、磷酸氢二钾)，能给具有解磷功能的细菌提供十分优越的生长环境。
以下将通过实施例对本发明技术方案做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
(1)摇瓶培养
分别从巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌菌株的斜面上挑取一环于装有25～35mL无菌水的100mL三角瓶中，摇匀。将各菌悬液按照巨大芽孢杆菌∶枯草芽孢杆菌∶蜡样芽孢杆菌＝2∶1∶1的比例接种到装有解磷菌剂发酵培养基的三角瓶中，进行摇瓶培养，接种量为2～6％。培养条件为：温度28～32℃、转速140～200r/min，500mL三角瓶装液100～300mL，培养时间为18～28h。解磷菌剂发酵培养基的成分为(重量份比)：葡萄糖2～6、蔗糖1～2、硝酸铵0.1～0.2、硫酸铵0.1～0.3、柠檬酸钠0.05～0.15、硫酸镁0.005～0.02、磷酸氢二钾0.1～0.6和水100；pH7.0～7.5，在121℃，0.1MPa条件下灭菌20min。
(2)发酵罐发酵
在解磷菌剂发酵培养基中接种1.0～5.0％的上述摇瓶菌液，发酵培养，即制得解磷细菌菌剂。培养条件为：罐温28～32℃、罐压0.01～0.03MPa、通气量0.5～1∶1～2(V/V·min)、搅拌速度180～220r·min-1，发酵时间为18～28h。
实施例2白菜盆栽试验
供试作物为上海青(淮南市玉良种子有限公司)；供试土壤采自合肥市郊区农田，采样深度为0～20cm。其基本理化性质为，有机质35.15g·kg-1，全氮2.07g·kg-1，碱解氮192.48mg·kg-1，全磷4.23g·kg-1，速效磷24.77mg·kg-1，速效钾121.20mg·kg-1。土样经风干磨细后，过2mm筛，装盆，每盆装土1.5kg。试验设4个处理，对照(20mL灭活菌剂)、处理1(5mL菌剂+15mL灭活菌剂)、处理2(10mL菌剂+10mL灭活菌剂)、处理3(15mL菌剂+5mL灭活菌剂)。于2009年12月8日播种，每盆播种15粒，置于25℃光照培养箱，常规管理，28d后收获、采样分析，结果如表1所示。
表1不同处理对白菜种子苗期生长情况的影响
| 根长/cm | 株高/cm | 地上部鲜质量/g | |
| CK | 4.04±0.51c | 10.50±1.27b | 1.39±0.03c |
| 处理1 | 5.06±0.25b | 12.84±1.36ab | 1.62±0.01b |
| 处理2 | 5.54±0.20ab | 13.80±0.85ab | 1.68±0.03b |
| 处理3 | 6.36±0.23a | 15.39±1.40a | 1.90±0.10a |
注：采用DMRT多重比较法对同一列数据进行比较，不同小写字母表示在P＜0.05水平差异显著。
由表1可见，白菜育苗28d时，白菜的根长、株高和地上部鲜质量均随着菌剂用量的增加而增加，经方差分析，其差异达显著性水平，由此可知，此解磷菌剂对白菜的生长具有显著的促进作用。
实施3菜瓜盆栽试验
供试作物为青龙菜瓜(昆明市嘉丰种业)；供试土壤采自合肥市郊区农田，采样深度为0～20cm。其基本理化性质为，有机质43.15g·kg-1，全氮2.17g·kg-1，碱解氮192.75mg·kg-1，全磷3.83g·kg-1，速效磷21.35mg·kg-1，速效钾114.82mg·kg-1。土样经风干磨细后，过2mm筛，装盆，每盆装土600g。试验设6个处理，对照(20mL灭活菌剂)、处理1(1mL菌剂+19mL灭活菌剂)、处理2(5mL菌剂+15mL灭活菌剂)、处理3(10mL菌剂+10mL灭活菌剂)、处理4(15mL菌剂+5mL灭活菌剂)、处理5(20mL菌剂)。于2010年5月8日播种，每盆播种15粒，置于室外培养，常规管理，28d后收获、采样分析，结果如表2所示。
表2不同处理对菜瓜种子的苗期生长情况影响
| 根长/cm | 株高/cm | 地上部鲜重/g | |
| CK | 4.82±0.42c | 12.92±0.96b | 0.45±0.0059e |
| 处理1 | 6.28±0.25b | 14.68±0.67ab | 0.99±0.0073b |
| 处理2 | 7.33±0.39a | 15.59±0.61ab | 0.71±0.014d |
| 处理3 | 6.93±0.46ab | 22.99±0.94ab | 1.39±0.023a |
| 处理4 | 6.44±0.34ab | 14.78±0.74ab | 1.02±0.025b |
| 处理5 | 7.15±0.43ab | 21.58±0.88a | 0.76±0.0082c |
注：采用DMRT多重比较法对同一列数据进行比较，不同小写字母表示在P＜0.05水平差异显著。
由表2知，所制解磷细菌菌剂对菜瓜的根长、株高、及地上部鲜重均具有显著的促进作用。
Claims (3)
1.一种高效复合解磷细菌菌剂，其特征是解磷细菌菌剂由巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌经摇瓶培养、发酵罐发酵后制得；所述巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌的接种体积比为2∶1∶1。
2.根据权利要求1所述的一种高效复合解磷细菌菌剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)摇瓶培养：从保藏正常的解磷细菌斜面培养基上挑取一环分别接种到装有解磷菌剂发酵培养基的摇瓶中，进行摇瓶培养；摇瓶培养条件为：温度28～32℃、转速140～200r/min，摇瓶装液量20～40％，培养时间18～28h；
(2)发酵罐发酵：将巨大芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌摇瓶菌液按上述比例移入发酵罐，发酵培养发酵罐培养条件为：罐温28～32℃、罐压0.01～0.03MPa、通气量1∶1～2V/V·min、搅拌速度180～220r/min，发酵时间为18～28h。
3.根据权利要求2所述的一种高效复合解磷细菌菌剂的制备方法，其特征在于，所述解磷菌剂发酵培养基所含成分重量份配比是：葡萄糖2～6、蔗糖1～2、硝酸铵0.1～0.2、硫酸铵0.1～0.3、柠檬酸钠0.05～0.15、硫酸镁0.005～0.02、磷酸氢二钾0.1～0.6和水100，其pH为7.0～7.5。
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