CN104498040B - 解淀粉芽孢杆菌作为土壤改良剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了解淀粉芽孢杆菌作为土壤改良剂的应用。基于该应用，本发明还提供了一种土壤改良剂，该土壤改良剂包括解淀粉芽孢杆菌、化肥和其他组分，所述的化肥为氮肥、磷肥和钾肥中的一种或两种以上的组合物；所述其他组分为淀粉、滑石粉、碳酸钙、石灰、石膏、蒙脱土、高岭土、水镁石、木粉、秸杆、膨润土、粉煤灰、贝壳粉和甲壳粉中的一种或两种以上的混合物。本发明的土壤改良微生物制剂不仅具备肥料功效，还含有多种活性微生物、酶、有机酸及抗生物质，可对作物土壤中良性微生态环境起到促进作用，从而有效改善了土壤的微生态系统、降解残留农药，增强作物抗逆性、提高产量、改善品质、生态环保。

Description

解淀粉芽孢杆菌作为土壤改良剂的应用

技术领域

本发明属于微生物制剂加工技术领域，涉及一种用于土壤修复改良的微生物制剂及其制备方法。

背景技术

随着工农业生产的发展,工业生产中排放的废水、固体废弃物、农田中施用的农药、石油开采中的井喷物质以及运输过程中的泄漏物等对水体、土壤环境的污染日益严重；农业活动中化肥的不合理施用、农业资源的不合理开发, 导致土壤结构破坏、肥力下降、土壤环境衰退,因此,修复与改良土壤已经显得十分重要。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了解淀粉芽孢杆菌作为土壤改良剂的应用。

可选的，所述解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌Ba-168，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.6462。

本发明还提供了一种土壤改良剂，该土壤改良剂包括解淀粉芽孢杆菌、化肥和其他组分，所述的化肥为氮肥、磷肥和钾肥中的一种或两种以上的组合物；所述其他组分为淀粉、滑石粉、碳酸钙、石灰、石膏、蒙脱土、高岭土、水镁石、木粉、秸杆、膨润土、粉煤灰、贝壳粉和甲壳粉中的一种或两种以上的混合物。

可选的，上述解淀粉芽孢杆菌、化肥和其他组分的质量百分比为：解淀粉芽孢杆菌20％-60％、化肥10％-40％和其他组分0-20％。

可选的，上述化肥中氮肥、磷肥和钾肥的质量百分比为：氮肥0-60％、磷肥0-40％、钾肥0-20％，三者的质量百分比和为100％。

本发明还提供了一种土壤修复剂的制备方法，该制备方法包括：

步骤1：将解淀粉芽孢杆菌接种在种子培养基中培养，得到解淀粉芽孢杆菌子液；

步骤2：将解淀粉芽孢杆菌子液接种在固体发酵培养基中发酵，所得菌种经30-50℃干燥至水分含量小于等于10％得到微生物菌种原料；

步骤3：将步骤2得到的微生物菌种原料与化肥及其他组分混合，搅拌均匀的土壤改良剂。

可选的，步骤1中液体培养基配方为：酵母膏5质量份，蛋白胨10质量份，NaCl10质量份，水1000质量份。

可选的，步骤2中固体发酵培养基配方为：麸皮500-600质量份，豆粕 500-600质量份，酵母浸粉100-120质量份，蔗糖100-120质量份，水1500-1800 质量份，MgSO₄1-2质量份，MnSO₄ 0.5-1质量份。

可选的，步骤1中培养条件为：20-40℃下培养50-150h。

可选的，步骤2中培养条件为：20-40℃下固体发酵50-150h。

本发明的有益效果在于，所得土壤改良微生物制剂不仅具备肥料功效，还含有多种活性微生物、酶、有机酸及抗生物质，可对作物土壤中良性微生态环境起到促进作用，从而有效改善了土壤的微生态系统、降解残留农药，增强作物抗逆性、提高产量、改善品质、生态环保。本发明还公开了利用该土壤改良功效的微生物制剂的土壤修复方法，该方法具有操作简便易行、运行成本低、易于工业化应用等突出特点。

具体实施方式

土壤的微生物修复技术研究,是近年来的热点,同时也是难点。就是利用微生物在污染的胁迫下,能够从体内分泌出某种具有络合或分解转化污染物能力的有机物质,使污染物的移动性降低或极性改变,从而不容易进入生物体内；或者使污染物在微生物分泌的胞外酶的作用下,在体外被分解转化为无毒无害的物质。增加土壤中抗性微生物的数量,不仅可以降低污染程度,同时还可以提高土壤的肥力,这是一项既经济又实效的技术。但是仍然存在各种问题:1、使用以后效果不明显或者不稳定；2、使用后产生二次污染。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)，细菌中的一种，是当今研究最多的一种具有很好的生防活性的微生物，研究表明，芽孢杆菌能产生多种活性微生物、酶、有机酸及抗生物质，这些物质能有效改善土壤微生态系统，芽孢杆菌也可用作生物肥料，当作用于作物或土壤时，能够在作物根际或体内定殖，并起到特定肥料效应。但是目前，解淀粉芽孢杆菌还未用于土壤修复领域，因此将解淀粉芽孢杆菌微生物制剂用于改良土壤，结合化肥原料在作物上的促生作用，可以在土壤修复方面拥有很好的广阔前景。

本发明的具有土壤改良功效的微生物制剂及其制备方法，充分发挥解淀粉芽孢杆菌对土壤自身独特的修复作用，结合化肥原料在作物生长发育过程中促生作用，从而有效改善了土壤的微生态系统、降解残留农药增强作物抗逆性、提高产量、改善品质、生态环保。

本发明的土壤改良剂的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌种先后进行液体扩大培养和固体发酵培养，得到微生物菌种原料。再加入化肥原料及其他组分混合制备。具体包括以下步骤:步骤1：将解淀粉芽孢杆菌接种在液体培养基中培养，得到解淀粉芽孢杆菌子液；步骤2：将解淀粉芽孢杆菌子液接种在固体发酵培养基中发酵，得到微生物菌种原料；步骤3：将步骤2得到的微生物菌种原料与化肥原料及其他组分混合，搅拌均匀，制备土壤改良微生物制剂。

本发明步骤2中固体发酵培养基配方为：麸皮500-600质量份，豆粕 500-600份，酵母浸粉100-120质量份，蔗糖100-120质量份，水1500-1800质量份，MgSO₄1-2质量份，MnSO₄1-2质量份。为了达到更好的技术效果，优选的，各组分的重量份为：麸皮550-600质量份，豆粕550-600质量份，酵母浸粉100-110质量份，蔗糖100-110质量份，水1700-1800质量份，MgSO41-1.5 质量份，MnSO4 0.5-0.6质量份。

本发明步骤1中培养条件为：20-40℃下培养40-100h，优选为25-35℃下培养48-96h。

本发明步骤2中培养条件为：20-40℃下固体发酵50-150h，优选为25-35℃下培养72-120h。

本发明的解淀粉芽孢杆菌选自下述类型解淀粉芽孢杆菌:解淀粉芽孢杆菌 Ba-168，现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(保藏号： CGMCCNo.6462)，地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学微生物研究所。

本发明步骤3中菌种原料、化肥原料及其他组分比例分别为20％-60％、 10％-40％和0-20％；为了达到更好的技术效果，优选的，各组分的重量份为：菌种原料：50％-60％，化肥原料：30％-60％，其他组分：0-20％。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

各实施例中的解淀粉芽孢杆菌Ba-168菌种由西北农林科技大学植物保护学院植物病毒学中心实验室提供。

实施例1：

该实施例为烟草种植土壤修复改良项目

土壤修复剂的制备：

将解淀粉芽孢杆菌Ba-168菌种先后进行液体扩大培养和固体发酵培养，液体培养条件为32℃下培养72h，固体培养条件为35℃下发酵96h，得到微生物菌种原料。

再加入化肥原料及其他组分混合制备；其中菌种原料、化肥原料及其他组分比例分别为60％、30％和10％，其中：化肥原料为氮肥、磷肥和钾肥，氮肥含量为60％，磷肥含量为20％，所述钾肥含量为20％，其他组分为粉碎的秸秆，将所述组分混合在一起，搅拌均匀，制备得土壤改良剂。

使用制得的土壤改良剂进行土壤修复改良，使用方法为：按30Kg/亩于烟草种植前后均匀播撒在烟草种植田中，随后翻耕；一年内施2次，也可追肥，可实现连续翻耕种植5次以上。

实施例2：

番茄种植土壤修复改良项目

土壤改良剂的制备：

将解淀粉芽孢杆菌Ba-168菌种先后进行液体扩大培养和固体发酵培养，液体培养条件为32℃下培养72h，固体培养条件为35℃下发酵96h，得到微生物菌种原料；

再加入化肥原料及其他组分混合制备。

其中菌种原料、化肥原料及其他组分比例分别为50％、40％和10％，化肥原料为氮肥、磷肥和钾肥，氮肥含量为60％，磷肥含量为30％，钾肥含量为 10％，其他组分为粉碎的秸秆，将所述组分混合在一起，搅拌均匀，制得土壤改良剂。

使用制得的土壤改良剂进行土壤改良：按25Kg/亩于番茄种植前后均匀播撒在番茄种植田中，随后翻耕；一年可施2次,也可追肥，可实现连续翻耕种植 5次以上。

结果表明，施剂后番茄的产量比未施剂番茄的产量平均多出42％，而且有效改善了番茄地土壤的微生态系统，增强了番茄作物的抗逆性、改善了番茄品质、生态环保。

实施例3：

小麦种植土壤修复改良项目

土壤改良剂的制备：

将解淀粉芽孢杆菌Ba-16 8菌种先后进行液体扩大培养和固体发酵培养，液体培养条件为32℃下培养72h，固体培养条件为35℃下发酵96h，得到微生物菌种原料；再加入化肥原料及其他组分混合制备。

其中菌种原料、化肥原料及其他组分比例分别为60％、40％，化肥原料为氮肥、磷肥和钾肥，氮肥含量为50％，磷肥含量为30％，钾肥含量为20％，将所述组分混合在一起，搅拌均匀，制得土壤改良剂。

使用制得的土壤改良剂进行土壤改良：按30Kg/亩于小麦种植前后均匀播撒在小麦种植田中，随后翻耕；一年内施2次,分蘖期和拔穗期可追肥，可实现连续翻耕种植5次以上。

结果表明，施剂后小麦的产量比未施剂小麦的产量平均多出44％，小麦田土壤的微生态系统、土质情况也大大改善，而且增强了小麦作物的抗逆性、改善了小麦品质、生态环保。

实施例4：

苹果种植土壤修复改良项目

土壤改良剂的制备：

将解淀粉芽孢杆菌Ba-168菌种先后进行液体扩大培养和固体发酵培养，液体培养条件为32℃下培养72h，固体培养条件为35℃下发酵96h，得到微生物菌种原料；再加入化肥原料及其他组分混合制备。

其中菌种原料、化肥原料及其他组分比例分别为60％、20％和20％，化肥原料为氮肥、磷肥和钾肥，氮肥含量为50％，磷肥含量为25％，钾肥含量为 25％，所述其他组分为粉碎的秸秆，将所述组分混合在一起，搅拌均匀，制土壤改良剂。

使用制得的土壤改良剂进行土壤改良：按40Kg/亩于苹果种植前后均匀播撒在苹果种植田中，随后翻耕；一年内施肥2次，也可追肥，可实现连续翻耕种植5次以上。

施剂后苹果的产量比往年产量平均多出41％，显著提高了苹果的品质。

以上实施例1-4结果表明，基施供试样品(土壤修复微生物制剂)，可有效提高每穴实粒数和结实率，千粒重，产量高，与未使用供试样品(土壤修复微生物制剂)的残留土对照相比，增产率达40％以上。本发明微生物土壤修复剂对于药剂残留的副作用表现出了很好的降解效果。

实施例5：本发明土壤修复微生物制剂的田间应用效果试验

供试材料

1.试验地试验地设在西北农林科技大学试验田内。该试验田全年种植烟草，已连续种植10年，目前土壤贫瘠，烟草生长质量下降明显，长势不好。

2.试验药剂：

供试药剂：本发明实施例1解淀粉芽孢杆菌Ba-168土壤修复微生物制剂；常规施肥：尿素8公斤/亩，氯化钾4公斤/亩，磷酸二铵4公斤/亩；对照组为未施肥。

基本情况：

试验分为三个处理组：每一处理50平方米，中间用地，地理位置一致，分设1号田，2号田和3号田。

试验结果：

1.施剂和施基肥后烟草的产量与未施肥产量相比增产效果见表1。

表1施剂和施肥后及未施肥烟草的产量增产效果

田间应用效果试验表明：用于土壤修复改良的微生物制剂有显著地改良土壤和作物增产作用，且比基础施用基肥效果更加明显。该制剂还含有微生物的多种活性微生物、酶、有机酸及抗生物质，可对作物土壤中良性微生态环境起到促进作用，从而有效改善了土壤的微生态系统、降解残留农药，增强作物抗逆性、提高产量、改善品质、生态环保。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明。

Claims (6)

1.解淀粉芽孢杆菌作为用于提高作物产量的土壤改良剂的应用，所述

解淀粉芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌Ba-168，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.6462；该土壤改良剂包括解淀粉芽孢杆菌、化肥和其他组分，所述的化肥为氮肥、磷肥和钾肥中的一种或两种以上的组合物；所述其他组分为淀粉、滑石粉、碳酸钙、石灰、石膏、蒙脱土、高岭土、水镁石、木粉、秸杆、膨润土、粉煤灰、贝壳粉和甲壳粉中的一种或两种以上的混合物；所述菌种、化肥和其他组分的质量百分比为：解淀粉芽孢杆菌：20%-60%、化肥：10%-40%和其他组分：大于0小于等于20%。

2.如权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述化肥中氮肥、磷肥和钾肥的质量百分比为：氮肥0-60%、磷肥0-40%、钾肥0-20%，三者的质量百分比和为100%。

3.权利要求1所述土壤改良 剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

步骤1：将解淀粉芽孢杆菌接种在种子培养基中培养，得到解淀粉芽孢杆菌子液；

步骤2：将解淀粉芽孢杆菌子液接种在固体发酵培养基中发酵，所得菌种经30-50℃干燥至水分含量小于等于10%得到微生物菌种原料；

步骤3：将步骤2得到的微生物菌种原料与化肥及其他组分混合，搅拌均匀得 土壤改良剂。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1中液体培养基配方为：酵母膏5质量份，蛋白胨10质量份，NaCl10质量份，水1000质量份；步骤2中固体发酵培养基配方为：麸皮500-600质量份，豆粕500-600质量份，酵母浸粉100-120质量份，蔗糖100-120质量份，水1500-1800质量份，MgSO₄1-2质量份，MnSO₄ 0.5-1质量份。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1中培养条件为：20-40°C下培养50-150h。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2中培养条件为：20-40°C下固体发酵50-150h。