CN104609945B - 一种新型复合微生物肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含普鲁兰多糖和聚谷氨酸的新型复合微生物肥料及其制备方法。复合微生物肥料的组成包括微生物发酵菌剂、复合营养素、普鲁兰多糖以及聚谷氨酸，其中微生物发酵菌剂的组成为巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌的发酵液以1:1:1:1:1的质量比混合，复合营养素包括氮、磷、钾元素、微量元素、有机质以及复合氨基酸。施用了本发明所述微生物肥料能够显著提高青稞出芽率、株高以及产量，并且口感更佳。且由于普鲁兰多糖的成膜性和聚谷氨酸的保水性，可使灌溉用水量减少10％。此外普鲁兰多糖和聚谷氨酸的混合能在土壤表面形成一层液体地膜，可减少塑料薄膜的使用，起到环保的作用，减轻了劳动力，降低10‑20％的成本。

Description

一种新型复合微生物肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于复合微生物菌肥领域，具体涉及一种含普鲁兰多糖和聚谷氨酸的复合微生物肥料及其制备方法。

背景技术

当今是一个生态文明的年代，追求人与自然和谐发展是当今社会发展的主旋律。我国地域广阔，人口众多，面临着人均耕地面积偏少的现状，因此需要提高产量。而施用化肥是一种常用的增产途径。但是，化肥的长期施用致使土壤板结、土壤微生物种类和数量减少、破坏土壤生态系统、影响农产品品质以及污染环境等问题。微生物肥料的开发和应用对于中国农业的可持续发展具有特别重要的意义。

微生物肥料作为一种新兴肥料，具有其发展优势。施用微生物肥料可减少化学肥料的施用，改善土壤，提高土壤肥力，提高农产品的品质。而且微生物肥料具有长效、无毒、无污染、节约资源、成本低等特点，可弥补化学肥料的缺点和不足。

近年来关于微生物肥料的专利也层出不穷，但从未出现普鲁兰多糖和聚谷氨酸与复合微生物肥料的发明。本发明在复合微生物菌肥的基础上添加普鲁兰多糖和聚谷氨酸，普鲁兰多糖具有成膜性好、溶解度大、结构上富有弹性等优良特点，聚谷氨酸具有极强的保水保肥能力、可在自然界中完全降解、水溶性好等特点，因此使微生物肥料发挥锦上添花的作用。

发明CN201210592446将聚谷氨酸加入到复合肥料中，起到了保水、保肥的能力，但是在含水量、温度方面效果不显著。本发明将普鲁兰多糖和聚谷氨酸同时加入到微生物肥料中，不仅起到肥料的作用，而且还可在土壤表面形成一层液体地膜，起到保温保水保肥、提高土壤含水量、提高土壤表面温度、降低盐碱土壤pH的作用。

普鲁兰多糖是一种由出芽短梗霉发酵所产生的胞外水溶性粘质多糖，它成膜性较强、溶解度较大，无毒无害，因此可应用于土壤中。聚谷氨酸也是在自然界经微生物发酵产生的生物高分子，它可生物降解、保湿保肥好并具有良好的生物相容性。聚谷氨酸在农业上可作为植物增产营养素，平衡土壤酸碱值，增强植物抗病及抗逆境能力。同时促进植物增产，可使茶叶、瓜果、蔬菜等农产品快速增产，增产量可达10-20％。此外，适量的普鲁兰多糖和聚谷氨酸混合可在土壤表面形成一层肉眼看不见的液体地膜，使植物迅速生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种含普鲁兰多糖和聚谷氨酸的液体微生物肥料及其制备方法，本发明提供的微生物肥料是一种以无机-有机营养素为基肥，进而添加各类微生物以及普鲁兰多糖和聚谷氨酸，从而高效促进植株生长；并且将可用作液体地膜的普鲁兰多糖和聚谷氨酸应用于土壤施肥中，从而兼具肥料和液体地膜的作用。

本发明的技术方案如下：

所述含普鲁兰多糖和聚谷氨酸的复合微生物肥料的组成包括微生物发酵菌剂、复合营养素、普鲁兰多糖以及聚谷氨酸。

作为一个优选的方案，所述微生物发酵菌剂、复合营养素、普鲁兰多糖以及聚谷氨酸的质量比为：1:1:0.05-0.1:0.05-0.1。

所述的微生物发酵菌剂的组成为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosusKrassilnikov)、圆褐固氮菌(Azotobacterchroococcum)的发酵液以1:1:1:1:1的质量比混合。

所述复合营养素包括氮、磷、钾元素、微量元素、有机质以及复合氨基酸。

所述氮元素优选尿素、硫酸铵、氯化铵中的至少一种；还可以包括其他有机或无机等来源的氮。

所述磷元素优选磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾中的至少一种；还可以包括其他有机或无机等来源的磷。

所述钾元素优选硫酸钾、氯化钾、碳酸钾、硝酸钾中的至少一种；还可以包括其他有机或无机等来源的钾。

所述微量元素组成为钙、镁、锌、钼、铜、铁、硅、硼，均以其可溶性化合物的形式添加。

所述的有机质为腐殖酸或可溶性蛋白或二者的混合物。

所述的复合氨基酸组成为：丙氨酸Ala、精氨酸Arg、天冬氨酸Asp、胱氨酸Cys、谷氨酸Glu、甘氨酸Gly、组氨酸His、赖氨酸Lys、蛋氨酸Met、苯丙氨酸Phe、脯氨酸Pro、丝氨酸Ser、苏氨酸Thr、色氨酸Trp、酪氨酸Tyr以及缬氨酸Val。

所述含普鲁兰多糖和聚谷氨酸的复合微生物肥料的制备方法包括如下步骤：

(1)菌体活化：

将巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌于37℃培养24h活化；

(2)种子液制备：

挑取活化的菌落，分别接种于各自液体种子培养基中，37℃、200rpm培养20h；

所述种子培养基组成为：

巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌(g/L)：蛋白胨10，酵母粉5，NaCl10，pH 7.4，121℃，20min灭菌；

胶质芽孢杆菌(g/L)：蔗糖10，K₂HPO4·3H₂O 5，酵母粉0.5，FeCl₃·6H₂O 0.02，CaCO₃0.4，MgSO₄·7H₂O 0.2，pH7.0，121℃，20min灭菌；

圆褐固氮菌(g/L)：葡萄糖20，K₂HPO₄·3H₂O 0.8，KH₂PO₄0.2，MgSO₄·7H₂O 0.2，CaCO₃0.5，FeCl₃·6H₂O 0.125，Na₂MoO₄·2H₂O 0.25，NH₄NO₃0.5，pH 7.2，121℃，20min灭菌；

(3)发酵培养：

将种子液以10％接种量接种至发酵培养基，37℃，转速300rpm，通风比1:1，发酵20h后收集发酵液为液体菌肥；

所述发酵培养基组成为：

巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌：以质量百分比计，1％葡萄糖，0.6％K₂HPO4·3H₂O，0.3％KH₂PO₄，0.15％尿素，0.1％酵母粉，0.41％MgSO₄·7H₂O，其余为水，pH 7.0；

胶质芽孢杆菌：以质量百分比计，1％蔗糖，0.5％K₂HPO4·3H₂O，0.05％酵母粉，0.002％FeCl₃·6H₂O，0.04％CaCO₃，0.02％MgSO₄·7H₂O，其余为水，pH7.0；

圆褐固氮菌：以质量百分比计，2％葡萄糖，0.08％K₂HPO4·3H₂O，0.02％KH₂PO₄，0.02％MgSO₄·7H₂O，0.05％CaCO₃，0.0125％FeCl₃·6H₂O，0.025％Na₂MoO₄·2H₂O，0.05％NH₄NO₃0.5，pH 7.2；

(4)硅藻土固定：

在步骤(3)收集的发酵液中分别加入质量比10％的硅藻土以固定菌体并促进菌体休眠；

(5)添加复合营养素和普鲁兰多糖、聚谷氨酸：

将上述步骤(4)的五种菌液以1:1:1:1:1的质量比混合，将复合营养素按照比例添加均匀，按照比列先后将复合营养素、普鲁兰多糖和聚谷氨酸添加到混好的菌液中，充分混匀；

(6)灌装：

将上述混匀液体加入经紫外消毒的塑料瓶中，贴产品标签，即得本发明所述复合微生物肥料。

所述含有普鲁兰多糖和聚谷氨酸的微生物肥料可稀释适当倍数后直接喷洒于植物液面或施浇于土壤中。

有益效果：

本发明不仅达到了专利CN201210592446中所述的有益效果，而且还可在土壤表面形成一层液体地膜，起到保温保水保肥、提高土壤含水量、提高土壤表面温度、降低盐碱土壤pH的作用。

实验表明，施用了本发明所述微生物肥料能够显著提高青稞出芽率、株高以及产量，并且口感更佳。且由于普鲁兰多糖的成膜性和聚谷氨酸的保水性，可使灌溉用水量减少10％。此外普鲁兰多糖和聚谷氨酸的混合能在土壤表面形成一层液体地膜，可减少塑料薄膜的使用，起到环保的作用，减轻了劳动力，降低10-20％的成本。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明产品和方法。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1：

将巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌的种子液分别接入各自发酵培养基中，37℃，转速300rpm，通风比1:1，发酵20h后收集发酵液，加硅藻土固定，五种菌液以等量混合；

复合营养素各组分的重量份数为：尿素8份，磷酸一铵4份，硫酸钾4份，螯合钙15份，硫酸镁7.5份，螯合镁7.5份，硅酸钠3份，硫酸锌4份，螯合锌4份，硫酸锰2份，螯合锰2份，硼酸8份，螯合铁8份，螯合铜4份，腐殖酸0.5份，大豆蛋白胨5份，复合氨基酸3份

所述氨基酸各组分的重量份数为：丙氨酸5份、精氨酸10份、天冬氨酸5份、胱氨酸3份、谷氨酸2份、甘氨酸2份、组氨酸3份、赖氨酸10份、蛋氨酸3份、苯丙氨酸5份、脯氨酸2份、丝氨酸1份、苏氨酸10份、色氨酸5份、酪氨酸15份以及缬氨酸10份；

以菌液和复合营养素1：1的质量比混合。

以普鲁兰多糖、混合菌液、复合营养素0.1:1:1的质量比添加普鲁兰多糖混匀，灌装，得产品A。取产品A稀释200倍，施浇于青稞土壤表面，每隔7d施浇一次本产品，定期测定出芽率、株高、含水量，温度以及pH。

实施例2：

实施例1所述菌液和复合营养素混合后，以聚谷氨酸、菌液、复合营养素0.1:1:1的质量比添加聚谷氨酸混匀，灌装，得产品B。取产品B稀释200倍，施浇于青稞土壤表面，每隔7d施浇一次本产品，定期测定出芽率、株高、含水量，温度以及pH。

实施例3：

实施例1所述菌液和复合营养素混合后，以普鲁兰多糖、聚谷氨酸、菌液、复合营养素0.1：0.1:1:1的质量比先后添加普鲁兰多糖、聚谷氨酸，混匀，灌装，得产品C。取产品C稀释200倍，施浇于青稞土壤表面，每隔7d施浇一次本产品，定期测定出芽率、株高、含水量，温度以及pH。

实施例4：

实施例1所述菌液和复合营养素混合后，以普鲁兰多糖、聚谷氨酸、菌液、复合营养素0.05：0.05:1:1的质量比先后添加普鲁兰多糖、聚谷氨酸，混匀，灌装，得产品D。取产品D稀释200倍，施浇于青稞土壤表面，每隔7d施浇一次本产品，定期测定出芽率、株高、含水量，温度以及pH。

实施例5：

以相同时间施浇等量水为对照组，上述产品的施用效果如下表所示：

综上所述，普鲁兰多糖、聚谷氨酸在出芽率、株高、含水量以及温度方面都比对照组有所提高，而且含普鲁兰多糖和聚谷氨酸的微生物肥料效果更好，C产品的比例最恰当。

Claims (9)

1.一种复合微生物肥料，包括微生物发酵菌剂、复合营养素、普鲁兰多糖和聚谷氨酸，所述微生物发酵菌剂的组成为巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌的发酵液以1:1:1:1:1的质量比混合，所述复合营养素包括氮、磷、钾元素、微量元素、有机质以及复合氨基酸。

2.如权利要求1所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述微生物发酵菌剂、复合营养素、普鲁兰多糖和聚谷氨酸的质量比为1:1:0.05-0.1:0.05-0.1。

3.如权利要求1或2所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述氮元素为尿素、硫酸铵、氯化铵中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述磷元素为磷酸一铵、磷酸二铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述钾元素为硫酸钾、氯化钾、碳酸钾、硝酸钾中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述微量元素组成为钙、镁、锌、钼、铜、铁、硅、硼，均以其可溶性化合物的形式添加。

7.如权利要求1或2所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述的有机质为腐殖酸或可溶性蛋白或二者的混合物。

8.如权利要求1或2所述的一种复合微生物肥料，其特征在于，所述的复合氨基酸组成为：丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸以及缬氨酸。

9.制备如权利要求1-8任一一项所述复合微生物肥料的方法，包括如下步骤：

(1)菌体活化：

将巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌于37℃培养24h活化；

(2)种子液制备：

挑取活化的菌落，分别接种于各自液体种子培养基中，37℃、200rpm培养20h；

所述种子培养基组成为：

巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌，g/L：蛋白胨10，酵母粉5，NaCl 10，pH 7.4，121℃，20min灭菌；

胶质芽孢杆菌，g/L：蔗糖10，K₂HPO₄·3H₂O ₅，酵母粉0.5，FeCl₃·6H₂O 0.02，CaCO₃ 0.4，MgSO₄·7H₂O 0.2，pH7.0，121℃，20min灭菌；

圆褐固氮菌，g/L：葡萄糖20，K₂HPO₄·3H₂O 0.8，KH₂PO₄0.2，MgSO₄·7H₂O 0.2，CaCO₃0.5，FeCl₃·6H₂O 0.125，Na₂MoO₄·2H₂O 0.25，NH₄NO₃0.5，pH 7.2，121℃，20min灭菌；

(3)发酵培养：

将种子液以10％接种量接种至发酵培养基，37℃，转速300rpm，通风比1:1，发酵20h后收集发酵液为液体菌肥；

所述发酵培养基组成为：

巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌：以质量百分比计，1％葡萄糖，0.6％K₂HPO₄·3H₂O，0.3％KH₂PO₄，0.15％尿素，0.1％酵母粉，0.41％MgSO₄·7H₂O，其余为水，pH7.0；

胶质芽孢杆菌：以质量百分比计，1％蔗糖，0.5％K₂HPO₄·3H₂O，0.05％酵母粉，0.002％FeCl₃·6H₂O，0.04％CaCO₃，0.02％MgSO₄·7H₂O，其余为水，pH7.0；

圆褐固氮菌：以质量百分比计，2％葡萄糖，0.08％K₂HPO₄·3H₂O，0.02％KH₂PO₄，0.02％MgSO₄·7H₂O，0.05％CaCO₃，0.0125％FeCl₃·6H₂O，0.025％Na2MoO₄·2H₂O，0.05％NH₄NO₃0.5，pH 7.2；

(4)硅藻土固定：

在步骤(3)收集的发酵液中分别加入质量比10％的硅藻土以固定菌体并促进菌体休眠；

(5)添加复合营养素和普鲁兰多糖、聚谷氨酸：

将上述步骤(4)的五种菌液以1:1:1:1:1的质量比混合，将复合营养素按照比例添加均匀，按照比列先后将复合营养素、普鲁兰多糖和聚谷氨酸添加到混好的菌液中，充分混匀；

(6)灌装：

将上述混匀液体加入经紫外消毒的塑料瓶中，贴产品标签，即得所述复合微生物肥料。