CN103333694A - 一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103333694A
CN103333694A CN2013102217085A CN201310221708A CN103333694A CN 103333694 A CN103333694 A CN 103333694A CN 2013102217085 A CN2013102217085 A CN 2013102217085A CN 201310221708 A CN201310221708 A CN 201310221708A CN 103333694 A CN103333694 A CN 103333694A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
phosphorus
microbiobacterial agent
preparation
rice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013102217085A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103333694B (zh
Inventor
牛晓君
王瑾丰
魏爱书
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201310221708.5A priority Critical patent/CN103333694B/zh
Publication of CN103333694A publication Critical patent/CN103333694A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103333694B publication Critical patent/CN103333694B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用，包括如下步骤：（1）在有覆水的水稻田中取土样，在ORP≤-300mV的厌氧环境中、避光且持续添加培养基进行培养，从中富集具有产磷化氢能力的混合菌株；（2）将微生物菌剂与水稻土混合，然后将上述混合物与产碱性磷酸酶菌株混合均匀，经干燥制得微生物菌剂。本发明应用功能微生物复合菌剂对低产土壤中无效磷的应用状况进行改善，增加土壤中特定微生物的数量，改善土壤的微生态条件，提高土壤中有效磷的含量及植物对土壤磷的利用率，同时可以使作物增产增质。

Description

一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体地涉及一种能将土壤无效磷转化为有效磷的微生物方法。
背景技术
土壤是人类赖以生存和发展的极其重要的物质基础，磷是土壤中最重要的元素之一。目前在我国74%的耕地土壤缺磷，土壤本身所含磷大多呈无效态，但是促进植物生长所需的磷主要是可溶性磷酸盐。由于土壤酸度的影响和磷肥的固定作用以及植物的低利用性，使用示踪磷肥料，测定当季作物对磷肥的吸收率只有10％-30％。
由于缺乏配方施肥，为了求得高产，菜农超高量使用氮、磷肥料，最终导致土壤中磷大量富集。土壤中富集的磷95%以上为无效磷，不仅会造成不必要的浪费，还会影响植物对其他营养元素的吸收。同时磷过量会影响土壤的酸碱度，进而影响土壤中的微生物。此外，土壤中磷大量富集也会导致水体磷含量的提高，污染水体而使水体富营养化，破坏生态环境。20世纪80年代以来，蔬菜大棚大力发展，由于其很弱的雨水淋溶作用，磷的利用率进一步下降。
要解决土体中磷过量的问题，目前的解决办法就是在土壤中施入微生物解磷菌肥。关于解磷增效的机理普遍认为主要是由于解磷菌株的在代谢和活动中产酸或土壤环境由于有机质腐解作用产酸，沉积在土壤中的以无机磷酸盐形式存在的磷在酸性条件下解出，难溶有机磷酸盐则是通过解磷微生物的矿化作用被解出。但是由于菌剂施加不均匀等原因，土壤中能被植物所利用的有效磷分布并不均匀，植物吸收利用受到部分限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种能将土壤无效磷转化为有效磷的微生物方法，能提高土壤中无效磷的利用率。将无效磷转化为有效磷可提高植物对土壤磷的利用率，本发明采用的方法是对水稻田的土样采用自制的厌氧混合连续流反应装置进行培养，从中富集具有产磷化氢能力的混合菌株，然后将现有的产碱性磷酸酶的菌株与具有产磷化氢能力的菌株混合，制成微生物制剂，最后将微生物制剂施加到植物的根际土中以实现将土壤中的无效磷转化为有效磷。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）在有覆水的水稻田中取土样，在ORP≤-300mV的厌氧环境中、避光且持续添加培养基进行培养，从中富集具有产磷化氢能力的混合菌株；
（2）将微生物菌剂与水稻土混合，然后将上述混合物与产碱性磷酸酶菌株混合均匀，经干燥制得微生物菌剂。
优选地，所述微生物菌剂、水稻土与碱性磷酸酶菌株的质量比为1：2：1，所述水稻土含水量≤10%。
优选地，所述培养基为：酵母膏0.13g，KH2PO40.5g,K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O0.12g，CaCl20.12g，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0.11g，pH6.10～7.10；碳源为葡萄糖1.0g，乙酸钠0.15g，氮源为蛋白胨1.0g，氯化铵0.15g，蒸馏水1000ml。
优选地，所述产碱性磷酸酶菌株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。
优选地，步骤（1）所述土样还经如下预处理：将所取得土样置于磷化氢浓度为200ppm的密封容器中，置于摇床上运行24小时，再在大气环境中置于摇床运行10min，静止20min；以上操作为一个周期，连续三个周期。
优选地，步骤（2）所述干燥的条件为温度35℃，时间5小时，水份控制≤24%。
农田土壤中AL-P和Ca-P是土壤中有效磷的主要来源之一，通过人工的作用，在土壤中施加能够产生磷化氢的微生物，然后土壤中的无效磷可以通过产磷化氢微生物的作用还原成磷化氢；磷化氢在非厌氧环境中可以被氧化为次磷酸盐以及亚磷酸盐，最终以植物可利用的磷酸盐的形式存在于土壤环境中被植物吸收利用；未被植物吸收利用的磷酸盐又可能会转化为难以被植物吸收利用的无效磷的形式，产磷化氢微生物继续作用；在这样的循环中，通过产磷化氢微生物的作用可以将土壤中植物难以利用的无效磷转化为有效磷，从而实现将土壤中的磷最大化地被植物吸收利用；碱性磷酸酶（alkaline phosphatase EC3.1.3.1简称为AP)是一种水解酶，能催化几乎所有的磷酸单醋的水解反应，产生无机磷酸和相应的醇、酚或糖，其可以实现将植物难以吸收利用的有机磷转化为磷酸盐。将能产生碱性磷酸酶的微生物和产磷化氢的微生物按照一定的比例混合，可以最大化地把土壤中的无效磷转化为可被植物利用的形式。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明应用功能微生物复合菌剂对低产土壤中无效磷的应用状况进行改善，增加土壤中特定微生物的数量，改善土壤的微生态条件，提高土壤中有效磷的含量及植物对土壤磷的利用率，同时可以使作物增产增质。
（2）本发明中将无效磷转化为有效磷是通过产磷化氢混合菌株的作用，与现有的解磷菌不同，磷化氢在土壤中的扩散氧化过程使得土壤有效磷含量普遍提高。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为自制的厌氧混合连续流反应装置图；气袋1，吸收液2，在线ORP5,三相分离器6，厌氧反应器主体7，磁力搅拌器8，排泥口9，采样口10，放空口11，水封12，恒流泵13，污泥回流口14，基础培养基15。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
本发明的采用微生物方法实现将土壤无效磷转化为有效磷的方法，原理流程图见附图1所示，包括以下步骤：
（1）土样采自广州市华农实验基地，采样深度为0～20cm，采样采用5点采集法，共采集水稻土样5份；然后将上述5份样品混合均匀，除去大颗粒物质，比如石粒等；
（2）将所取得样品置于磷化氢浓度为200ppm的密封锥形瓶中，置于摇床上运行24小时，再在大气环境中置于摇床运行10min，静止20min；以上操作为一个周期，连续三个周期；
（3）在厌氧混合连续流反应装置（参见图2）内进行厌氧除磷产生气态磷化氢功能菌的富集；培养过程监测反应器进出水的TP、PO4 3--P、PH3浓度和pH、ORP值。并定期对反应器内微生物的VSS、细菌总数进行测定，同时采用PCR-DGGE技术检测水稻土中微生物群落的变化情况；当监测到对总磷的去除率≥35%时完成对产磷化氢微生物的富集；
其中富集的培养基为：酵母膏:0.13g,KH2PO4:0.5g,K2HPO4:0.5g,MgSO4·7H2O:0.12g,CaCl2:0.12g,(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O:0.11g，pH:6.10～7.10;碳源为葡萄糖:1.0g,乙酸钠:0.15g,氮源为蛋白胨:1.0g,氯化铵:0.15g,蒸馏水:1000ml。
（4）将（3）所得的富集产物放在培养干燥箱，温度控制在35℃左右，时间为5小时，干燥后物料的水粉控制在≤24%；
（5）从广州市华元生物科技有限公司购得生物产碱性磷酸酶菌株枯草芽孢杆菌，将其置于80mg/L蛋白陈和酵母粉、2g/I谷氨酸、0.5g/I.葡萄糖，基本元素同MD培养基的培养基中进行培养7天，然后放在培养干燥箱，温度控制在35℃左右，时间为5小时，干燥后物料的水粉控制在≤24%；
（6）将（4）所得的干燥混合菌剂与含水量≤10%的水稻土以及枯草芽孢杆菌2：1：1（质量比）混合均匀，制成微生物菌剂。
将微生物菌剂施加到水稻土中，监测水稻土中有效磷的变化情况如表1所示（采样深度为土壤深5cm处，检测方法为碳酸氢钠提取一钳锑抗比色法）：
表1水稻土中有效磷含量变化
时间 0d 7d 15d 30d 45d
有效磷含量(mg/kg) 4.02 6.04 7.56 9.48 10.21
随着时间的增加，水稻土中有效磷的含量逐渐增加，初始的30天增幅最快，接下来的时间有效磷含量的增加趋于平缓。
将微生物菌剂施加到水稻的根际土附近，通过与空白组的对比，水稻根际土中全磷含量（g/kg）的变化如表2所示：
表2施用后全磷对比分析
时间 幼苗期 分蘖期 拔节期 抽穗期 灌浆期
实验组 0.31 0.25 0.20 0.22 0.12
空白组 0.38 0.32 0.29 0.30 0.26
将微生物菌剂施加到水稻的根际土附近，实验组和空白组水稻株高（cm）的变化如下表3所示：
表3施用后水稻高度对比分析
时间 幼苗期 分蘖期 拔节期 抽穗期 灌浆期
实验组 34.26 67.64 80.46 85.73 87.52
空白组 35.15 58.93 73.22 79.84 82.31
从水稻根际土中全磷的含量以及水稻株高与空白组对比之下可以发现，施加过生物菌剂的水稻株高在相同时期明显高于空白组，同时根际土中总磷的含量明显低于同期空白组水稻根际土中的总磷含量。
表4施用后产品质量对比分析
Figure BDA00003307087000051
从表4可以看出，施用微生物菌剂后，水稻产品的质量明显提高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在有覆水的水稻田中取土样，在ORP≤-300mV的厌氧环境中、避光且持续添加培养基进行培养，从中富集具有产磷化氢能力的混合菌株；
（2）将微生物菌剂与水稻土混合，然后将上述混合物与产碱性磷酸酶菌株混合均匀，经干燥制得微生物菌剂。
2.根据权利要1所述的制备方法，其特征在于，所述微生物菌剂、水稻土与碱性磷酸酶菌株的质量比为2：1：1，所述水稻土含水量≤10%。
3.根据权利要1所述的制备方法，其特征在于，所述培养基为：酵母膏0.13g，KH2PO40.5g,K2HPO40.5g，MgSO4·7H2O0.12g，CaCl20.12g，(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0.11g，pH6.10～7.10；碳源为葡萄糖1.0g，乙酸钠0.15g，氮源为蛋白胨1.0g，氯化铵0.15g，蒸馏水1000ml。
4.根据权利要1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述产碱性磷酸酶菌株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。
5.根据权利要1或2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述土样还经如下预处理：将所取得土样置于磷化氢浓度为200ppm的密封容器中，置于摇床上运行24小时，再在大气环境中置于摇床运行10min，静止20min；以上操作为一个周期，连续三个周期。
6.根据权利要1或2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述干燥的条件为温度35℃，时间5小时，水份控制≤24%。
7.权利要求1～6任一项所述方法制备的微生物菌剂。
8.权利要求7所述微生物菌剂的应用，其特征在于，将微生物菌剂施加到水稻田的水稻根际土中。
CN201310221708.5A 2013-06-05 2013-06-05 一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用 Expired - Fee Related CN103333694B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310221708.5A CN103333694B (zh) 2013-06-05 2013-06-05 一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310221708.5A CN103333694B (zh) 2013-06-05 2013-06-05 一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103333694A true CN103333694A (zh) 2013-10-02
CN103333694B CN103333694B (zh) 2015-10-28

Family

ID=49241901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310221708.5A Expired - Fee Related CN103333694B (zh) 2013-06-05 2013-06-05 一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103333694B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107973584A (zh) * 2017-11-08 2018-05-01 常州奕轩纺织品有限公司 一种高强抗冲型生土材料的制备方法
CN109845440A (zh) * 2018-11-12 2019-06-07 福建农林大学 一种水稻根部铁膜促进土壤硝酸盐还原的方法
CN110408557A (zh) * 2019-06-17 2019-11-05 常州大学 一种提高土壤磷酸酶活性的枯草芽孢杆菌及其制备方法
CN111758528A (zh) * 2020-06-19 2020-10-13 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 一种育苗基质及其制备方法与用途

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101899405A (zh) * 2010-01-20 2010-12-01 辛伟成 一种枯草芽孢杆菌gu及其在制备高效生物复合磷肥中的应用
CN102399713A (zh) * 2011-09-22 2012-04-04 华南农业大学 枯草芽孢杆菌hl-1及其在土壤解磷方面的应用
CN102775019A (zh) * 2012-07-25 2012-11-14 华南理工大学 一种耦合式污水脱磷净化再生处理工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101899405A (zh) * 2010-01-20 2010-12-01 辛伟成 一种枯草芽孢杆菌gu及其在制备高效生物复合磷肥中的应用
CN102399713A (zh) * 2011-09-22 2012-04-04 华南农业大学 枯草芽孢杆菌hl-1及其在土壤解磷方面的应用
CN102775019A (zh) * 2012-07-25 2012-11-14 华南理工大学 一种耦合式污水脱磷净化再生处理工艺

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHENG-HUI HAN: "Phosphorus cycling through phosphine in paddy fields", 《THE SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT》 *
牛晓军: "自然环境中磷化氢的研究进展", 《中国沼气》 *
郭夏丽等: "厌氧除磷种源的筛选与厌氧除磷条件的研究", 《环境科学学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107973584A (zh) * 2017-11-08 2018-05-01 常州奕轩纺织品有限公司 一种高强抗冲型生土材料的制备方法
CN109845440A (zh) * 2018-11-12 2019-06-07 福建农林大学 一种水稻根部铁膜促进土壤硝酸盐还原的方法
CN109845440B (zh) * 2018-11-12 2022-02-22 福建农林大学 一种水稻根部铁膜促进土壤硝酸盐还原的方法
CN110408557A (zh) * 2019-06-17 2019-11-05 常州大学 一种提高土壤磷酸酶活性的枯草芽孢杆菌及其制备方法
CN111758528A (zh) * 2020-06-19 2020-10-13 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 一种育苗基质及其制备方法与用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN103333694B (zh) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105838644B (zh) 复合微生物菌剂和菌肥及其制备方法和在修复盐碱土壤中的应用
CN107216227A (zh) 一种苹果专用生物炭基微生物菌肥及其制备方法
CN106590671A (zh) 一种土壤调节剂及其制备方法和应用
CN102190520A (zh) 一种高效生物有机肥及专用菌种制备
CN105175180A (zh) 一种生物碳与有机肥组配改良盐碱地的方法
CN107417405A (zh) 一种微生物土壤修复剂及其制备方法
CN105112061A (zh) 一种土壤改良剂及其制备方法
CN103193541B (zh) 一种高含氮复合微生物肥料及其制备方法
CN105367207A (zh) 一种氮肥增效剂及其应用
CN103333694B (zh) 一种将土壤无效磷转化为有效磷的微生物菌剂及其制备方法和应用
CN106348949A (zh) 一种兼具保水固土功能的杨树复合肥料
CN107840760A (zh) 一种用于调节土壤功能的复合肥及其制备方法
CN108976070A (zh) 花生专用肥及其制备方法
CN105112060A (zh) 一种土壤改良剂及其制备方法
CN106591147A (zh) 一种黑曲霉njdl‑12菌株及其在滨海盐碱土改良上的应用
CN107298633A (zh) 一种秸秆堆沤用生物制剂
CN108059569A (zh) 一种生态有机型土壤改良剂及其制备方法
CN108264405A (zh) 一种利用木薯工业废弃物制备的有机肥及其制备方法
CN107698363A (zh) 驱虫型肥料增效调节剂及其生产方法
CN110257077A (zh) 一种秸秆生物炭基设施土壤降盐调理剂及其制备方法
CN106748053A (zh) 一种有机肥料堆制发酵工艺
CN108059577A (zh) 一种高活性的硝基腐植酸复合肥料及其制备方法
CN106399157A (zh) 设施农业土壤修复功能微生物菌剂及其制备、用途
CN105505843A (zh) 一株光合细菌菌株、含该菌株的液体肥及制备方法、应用
CN107502578A (zh) 一种腐熟制剂及其在水稻秸秆还田中的用途

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151028

Termination date: 20210605

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee