CN102267836A - 烟草用高效固氮菌肥及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟草用高效固氮菌肥及其生产方法，属于固氮菌肥技术领域。烟草用高效固氮菌肥，包括吸附剂和菌悬液，菌悬液中含有无色杆菌ZQ305(Achromobacter sp.ZQ305)，即无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533。所述的吸附剂为草炭、活性碳、蛭石或它们中的混合物。所述的吸附剂为粉碎至60-80目的草炭，草炭的含水量为10-20％。所述的高效固氮菌肥中，每400-600g吸附剂中加入100ml菌悬液。菌肥能提高土壤肥力和烤烟产量，提高上等烟比例，烟叶的成分协调性好，杂气和刺激性减少。可减少氮肥的使用量10-20％，降低成本，具有很好的社会价值和经济价值。
Description
技术领域
本发明属于固氮菌肥技术领域，具体涉及一种烟草用的高效固氮菌肥及其生产方法。
背景技术
生物固氮在自然界氮素循环和人类的农业生产中具有十分重要的作用，每年地球上生物固氮量约为1.75亿吨，相当于地球上可利用氮源(生物固氮、化学固氮、闪电等非生物自然条件形成的氮化合物)的2/3。
生物固氮研究始于19世纪。1838年，法国Boussingault通过田间试验和化学分析，最先确认三叶草和豌豆能够从空气中获得氮素。此后俄国的M.C.沃罗宁和德国的H.黑尔里格尔相继证明了豆科植物与根瘤菌之间的共生关系。1885年，Berthelot通过盆钵试验首次证明了微生物能够固定空气中氮素使土壤肥沃。1888年，荷兰的Beijerink首次从根瘤中分离出固氮微生物的纯培养体，后曾被其他研究者用作接种剂。俄国Winogradsky(1894)第一次从土壤中分离出巴氏梭菌的纯培养。之后，Beijerink(1901)分离出固氮菌的纯种。迄今已确认有固氮作用的微生物约有50个属90多种。包括细菌、放线菌和蓝藻，都属原核生物，根据其生物固氮形式可分为自生固氮、联合固氮、和共生固氮3种。
自生固氮微生物是指能够在自由生活状态下固氮的微生物总称。在自然界，自生固氮微生物种类很多，包括光合细菌红螺菌、红硫细菌和绿硫细菌等，非光合细菌梭状芽孢杆菌、贝捷林克氏固氮菌、固氮螺菌、无色杆菌、多粘芽孢杆菌、克鲁伯氏杆菌和肠杆菌等。
有些自生固氮微生物在特定植物根际环境中生长、繁殖比非根际土壤中旺 盛得多，这是由于植物根系的分泌物和脱落物提供能源物质，固氮微生物利用这些能源物质生活和固氮，这种互利关系称之为联合固氮。联合固氮最先是在雀稗和雀稗固氮菌之间发现，后来发现小麦、水稻和C4作物如甘蔗、玉米、高粱等禾本科植物亦存在联合固氮体系。能够进行联合固氮的微生物种类较多，似乎没有什么特异性，有些微生物既可以在自生条件下进行自生固氮作用，又能在田间与一些禾本科作物进行联合固氮作用。已经报道过的联合固氮的主要微生物种类有：浸麻芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、巴西固氮螺菌、含脂固氮螺菌、克鲁伯氏杆菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌和粪产碱杆菌等。
共生固氮微生物是指能与宿主植物形成特定固氮组织结构的一类微生物。已知的比较清楚的共生体系有豆科植物-根瘤菌、非豆科植物-固氮放线菌和红萍-固氮蓝藻。
自生固氮菌、联合固氮菌和共生固氮菌剂用作菌肥在农业生产中均有应用，但在烟草生产中的应用还未见报道。
发明内容
针对现有技术的上述情况，本发明要解决的技术问题是提供一种烟草用高效固氮菌肥，提高土壤肥力和烤烟产量，增加上等烟率。同时，还提供生产这种烟草用高效固氮菌肥的方法。
本发明的技术方案是：
一种烟草用高效固氮菌肥，包括吸附剂和菌悬液，菌悬液中含有无色杆菌ZQ305(Achromobacter sp.ZQ305)，即无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533。
所述的吸附剂为草炭、活性碳、蛭石或它们中的混合物。所述的吸附剂为粉碎至60-80目的草炭，草炭的含水量为10-20％。所述的高效固氮菌肥中，每400-600g吸附剂中加入100ml菌悬液。
所述的菌悬液的制备方法为：
(1)选取菌种 无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533；
(2)斜面菌种培养，培养方法：26-30℃ 培养2-3d；
(3)摇瓶种子培养，培养方法：500ml三角瓶装培养基100ml，121℃灭菌30-40min，冷却后接入1环斜面菌种，28-30℃振荡培养，摇床转速190-210rpm，培养时间26-30h；
(4)发酵，培养方法：400L发酵罐装培养基280L，121℃灭菌30-40min，冷却后接入28L种子培养液，28-30℃振荡培养，搅拌转速250-270rpm，通风比1∶(0.5-0.8)，培养时间48-50h；所得即为菌悬液。
所述的步骤(2)斜面菌种培养的培养基是：甘露醇6-15g、KH2PO4 0.1-0.5g、MgSO4·7H2O 0.1-0.5g、NaCl 0.1-0.5g、CaSO4 0.1-0.5g、CaCO3 3-9.0g、蒸馏水900-1200ml、pH6.0-9.0；
所述的步骤(3)摇瓶种子培养和步骤(4)发酵的培养基是：玉米水解液50-150ml，蔗糖20-40g，蚕蛹粉3-6g，卵磷脂0.2-0.5g，KH2PO4 1-6g，CaCO31-7g，MgSO4 0.1-0.8g，水1000ml，另含有FeSO4·7H2O 5-10ppm，MnSO4·H2O5-10ppm，复合维生素5-10ppm。
一种烟草用高效固氮菌肥的生产方法包括以下步骤：
[1]菌悬液的制备
(1)选取菌种 无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533；
(2)斜面菌种培养，培养方法：26-30℃ 培养2-3d；
(3)摇瓶种子培养，培养方法：500ml三角瓶装培养基100ml，121℃灭菌30-40min，冷却后接入1环斜面菌种，28-30℃振荡培养，摇床转速190-210rpm，培养时间26-30h；
(4)发酵，培养方法：400L发酵罐装培养基280L，121℃灭菌30-40min，冷却后接入28L种子培养液，28-30℃振荡培养，搅拌转速250-270rpm，通风比1∶(0.5-0.8)，培养时间48-50h；所得即为菌悬液；
[2]吸附剂灭菌
吸附剂含水量10％～20％，粉碎至60～80目，0.1MPa高压灭菌2～3小时，冷却后备用；
[3]吸附剂接种和培养
将吸附剂置于洁净台面上，每400-600g吸附剂拌入100ml菌悬液，搅拌均匀，使含水量达“手握成团、触之即散”的程度，将已接种菌悬液的吸附剂置于20～30℃培养2～7天，使细菌进一步繁殖，达到每克菌肥中活菌数不低于1亿，包装后即为高效固氮菌肥产品。
所述步骤(2)斜面菌种培养的培养基是：甘露醇6-15g、KH2PO4 0.1-0.5g、MgSO4·7H2O 0.1-0.5g、NaCl 0.1-0.5g、CaSO4 0.1-0.5g、CaCO3 3-9.0g、蒸馏水900-1200ml、pH6.0-9.0；
所述步骤(3)摇瓶种子培养和步骤(4)发酵的培养基是：玉米水解液50-150ml，蔗糖20-40g，蚕蛹粉3-6g，卵磷脂0.2-0.5g，KH2PO4 1-6g，CaCO3 1-7g，MgSO4 0.1-0.8g，水1000ml，另含有FeSO4·7H2O 5-10ppm，MnSO4·H2O 5-10ppm，复合维生素5-10ppm。
所述的吸附剂为草炭、活性碳、蛭石或它们之中的混合物。所述的吸附剂为草炭。
本发明的菌肥应用于烟草能提高土壤肥力和烤烟产量，能够明显促进烟草根系发育、提高上等烟比例，并可使烟叶的化学成分协调性好，杂气和刺激性减少，达到改善烟草香吃味的作用。使用本发明的菌肥，可减少氮肥的使用量10-20％，降低成本，减少环境污染，具有很好的社会价值和经济价值。
菌种保藏信息
本发明的菌种无色杆菌ZQ305(Achromobacter sp.ZQ305)，保藏在北京的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。保藏日期是2009年12月17日。菌种的保藏号是无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533。
具体实施方式
下面对本发明的有关技术问题作进一步详细的描述。首先描述本发明的固氮菌菌种无色杆菌ZQ305的筛选。
1、初筛
(1)培养基 甘露醇6-15g、KH2PO4 0.1-0.5g、MgSO4·7H2O 0.1-0.5g、NaCl 0.1-0.5g、CaSO4 0.1-0.5g、CaCO3 3-9.0g、蒸馏水900-1200ml、pH6.0-9.0。
(2)筛选方法
选择烤烟根际土壤，采用平板稀释分离法，选出生长速度快并能产生棕色、褐色或黑色色素的菌落，经划线分离纯化后，转接斜面保藏。应用乙烯还原法测定固氮酶活力高的菌株用于进一步筛选。
2、应用试验
选择固氮酶活力高的菌株，取其培养液于盆栽烟株时作蘸根处理，在烟株生长的各个时期考察其各项农艺性状、土壤肥力，以及烤后烟产、质量，选择高效固氮菌株，这里所述的高效菌株即为本发明的无色杆菌ZQ305，该菌的属名是无色杆菌，其拉丁文学学名是Achromobacter。
下面描述本发明的烟草高效固氮菌(无色杆菌)菌肥的使用方法，简单介绍如下：
用作基肥
移栽前每公顷沟(穴)内施入菌肥20-30kg，按常规施用N肥的使用量相比，常规用量减少20％-30％。
本申请人进行了应用试验，情况如下：
1、实验地基本情况
在湖北房县进行，土壤类型为粘土。土壤理化性状见表1。
表1实验地土壤基本理化性状
| 土壤类型 | pH | 有机质g/kg | 碱解氮mg/kg | 速效磷mg/kg | 速效钾mg/kg |
| 粘土 | 5.6 | 22.61 | 125.30 | 28.07 | 252.5 |
2、实验处理
试验田应安排在历年来发病的地块，自然发病，具有代表性。每个处理试验 小区面积4亩，采用随机区组排列，每个处理设置3个重复。所有试验小区的条件(如土壤、灌溉、肥料、移栽期、生育期和行株距等田间管理措施以及坡向、光照等因素)一致，且符合当地科学的农业实践。
移栽前每公顷沟(穴)内施入菌肥20kg，按常规施用P肥和K肥，N肥的使用量比常规用量减少20％。
3、试验结果调查与数据分析
(1)农艺性状调查 按烟草行业标准烟草农艺性状调查方法进行。
(2)经济性状调查 各小区挂牌采烤，烟叶分级按国家40级标准分别分级、称重计产。考核指标：产量、产值、均价、上等烟比例、中上等烟比例。
4、实验结果如表2、3、4所示
表2施用固氮菌肥对圆顶期烤烟根际土壤中几种重要矿质元素有效性的影响
表3、不同生育期烟叶含氮量测定结果
| 团棵期 | 旺长期 | 现蕾期 | 圆顶期 | 平均值 | |
| 施本发明菌肥 | 4.54 | 1.92 | 1.83 | 1.99 | 2.57 |
| 对照 | 3.33 | 2.22 | 2.00 | 2.07 | 2.40 |
表4、烟叶经济性状调查结果
| 上等烟比例 (％) | 中上等烟比 例(％) | 产量 (kg/亩) | 均价 (元/kg) | 产值 (元/亩) | |
| 施本发明菌肥 | 39.91 | 86.33 | 129.41 | 13.28 | 1718.87 |
| 对照 | 40.78 | 86.27 | 136.99 | 13.41 | 1837.67 |
[0063] 从上述表格中看出，本发明的菌肥在烤烟生产中施用，减施N肥20％，除Mg元素的有效性略有降低外，对其他元素的有效性均有不同程度的提高，提高幅度在2.51％-46.08％。施用固氮菌肥和商品菌肥烤烟杀青样和烤后烟中N的平含量高于对照，烟叶亩产量、产值、均价与常规施肥基本相当。本发明的菌肥能有效增加土壤固氮能力和土壤主要矿物质元素的有效性，具有很好的社会价值和经济价值。
本发明的菌肥的产品标准如下：
(1)外观 粉状、湿润松散、细度80目
(2)有效活菌数≥2亿/g、杂菌数≤15％
(3)水份(105℃烘干2小时)，水分≤20％～30％
(4)有机质(C计)≥20％
(5)pH 6.0～7.5
(6)有效期6个月。
Claims (10)
1.一种烟草用高效固氮菌肥，包括吸附剂和菌悬液，其特征在于：菌悬液中含有无色杆菌ZQ305(Achromobacter sp.ZQ305)，即无色杆菌ZQ305 CGMCCNo.3533。
2.根据权利要求1所述的烟草用高效固氮菌肥，其特征在于：所述的吸附剂为草炭、活性碳、蛭石或它们中的混合物。
3.根据权利要求2所述的烟草用高效固氮菌肥，其特征在于：所述的吸附剂为粉碎至60-80目的草炭，草炭的含水量为10-20％。
4.根据权利要求1所述的烟草用高效固氮菌肥，其特征在于：所述的高效固氮菌肥中，每400-600g吸附剂中加入100ml菌悬液。
5.根据权利要求1所述的烟草用高效固氮菌肥，其特征在于所述的菌悬液的制备方法为：
(1)选取菌种 无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533；
(2)斜面菌种培养，培养方法：26-30℃ 培养2-3d；
(3)摇瓶种子培养，培养方法：500ml三角瓶装培养基100ml，121℃灭菌30-40min，冷却后接入1环斜面菌种，28-30℃振荡培养，摇床转速190-210rpm，培养时间26-30h；
(4)发酵，培养方法：400L发酵罐装培养基280L，121℃灭菌30-40min，冷却后接入28L种子培养液，28-30℃振荡培养，搅拌转速250-270rpm，通风比1∶(0.5-0.8)，培养时间48-50h；所得即为菌悬液。
6.根据权利要求5所述的烟草用高效固氮菌肥，其特征在于：所述的步骤(2)斜面菌种培养的培养基是：甘露醇6-15g、KH2PO4 0.1-0.5g、MgSO4·7H2O0.1-0.5g、NaCl 0.1-0.5g、CaSO4 0.1-0.5g、CaCO3 3-9.0g、蒸馏水900-1200ml、pH6.0-9.0；
所述的步骤(3)摇瓶种子培养和步骤(4)发酵的培养基是：玉米水解液50-150ml，蔗糖20-40g，蚕蛹粉3-6g，卵磷脂0.2-0.5g，KH2PO4 1-6g，CaCO31-7g，MgSO4 0.1-0.8g，水1000ml，另含有FeSO4·7H2O 5-10ppm，MnSO4·H2O5-10ppm，复合维生素5-10ppm。
7.一种烟草用高效固氮菌肥的生产方法，其特征在于所述的生产方法包括以下步骤：
[1]菌悬液的制备
(1)选取菌种 无色杆菌ZQ305 CGMCC No.3533；
(2)斜面菌种培养，培养方法：26-30℃ 培养2-3d；
(3)摇瓶种子培养，培养方法：500ml三角瓶装培养基100ml，121℃灭菌30-40min，冷却后接入1环斜面菌种，28-30℃振荡培养，摇床转速190-210rpm，培养时间26-30h；
(4)发酵，培养方法：400L发酵罐装培养基280L，121℃灭菌30-40min，冷却后接入28L种子培养液，28-30℃振荡培养，搅拌转速250-270rpm，通风比1∶(0.5-0.8)，培养时间48-50h；所得即为菌悬液；
[2]吸附剂灭菌
吸附剂含水量10％～20％，粉碎至60～80目，0.1MPa高压灭菌2～3小时，冷却后备用；
[3]吸附剂接种和培养
将吸附剂置于洁净台面上，每400-600g吸附剂拌入100ml菌悬液，搅拌均匀，使含水量达“手握成团、触之即散”的程度，将已接种菌悬液的吸附剂置于20～30℃培养2～7天，使细菌进一步繁殖，达到每克菌肥中活菌数不低于1亿，包装后即为高效固氮菌肥产品。
8.根据权利要求7所述的一种烟草用高效固氮菌肥的生产方法，其特征在于所述步骤(2)斜面菌种培养的培养基是：甘露醇6-15g、KH2PO4 0.1-0.5g、MgSO4·7H2O 0.1-0.5g、NaCl 0.1-0.5g、CaSO4 0.1-0.5g、CaCO3 3-9.0g、蒸馏水900-1200ml、pH6.0-9.0；
所述步骤(3)摇瓶种子培养和步骤(4)发酵的培养基是：玉米水解液50-150ml，蔗糖20-40g，蚕蛹粉3-6g，卵磷脂0.2-0.5g，KH2PO4 1-6g，CaCO3 1-7g，MgSO4 0.1-0.8g，水1000ml，另含有FeSO4·7H2O 5-10ppm，MnSO4·H2O 5-10ppm，复合维生素5-10ppm。
9.根据权利要求7所述的烟草用高效固氮菌肥的生产方法，其特征在于：所述的吸附剂为草炭、活性碳、蛭石或它们之中的混合物。
10.根据权利要求9所述的烟草用高效固氮菌肥的生产方法，其特征在于：所述的吸附剂为草炭。
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