CN104892308B - 一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents

一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法 Download PDF

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Yuanhe Biotechnology (Dezhou) Co.,Ltd.
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Abstract

本发明涉及一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法。土壤改良型微生物菌剂,组分如下:混合微生物发酵粉、牡蛎壳粉、硫酸镁、硫酸锌、硼酸;本发明还涉及该土壤改良型微生物菌剂的制备方法。本发明采用微生物菌剂与牡蛎壳粉及其他微量元素混合后制得,土壤改良型微生物菌剂中由枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌组合获得,三者不仅具有相互促进的效果,并且三种菌能够促进牡蛎壳粉及其他营养元素的吸收,总体上能改善土壤微生物区系组成,使作物根际的微生物活性增强,增强解磷释钾的能力,提高土壤肥力,对土壤作物无任何副作用,补充作物钙元素,提高植物抗病虫害的能力。

Description

一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法,属于微生物菌剂技术领域。
技术背景
我国是一个农业大国,肥料在我国粮食生产中占有非常重要的地位,是农民生产性投资中最大的物资性投资之一。目前中国的科学施肥水平整体还不高,施用化肥成为农业增产的主要措施,氮、磷等化学肥料的长期使用,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、保水保肥能力下降,污染生态环境,直接影响农作物持续增产、农业提质增效、农民节本增收和农产品质量安全。农药的大量施用,造成农药在植物中的积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜健康。因此,有效合理使用化肥,减少农药施用量,减少环境污染、消除土壤板结已成为摆在农业生产上的一个重要课题。
近些年,微生物在农业生产中应用非常广泛。微生物肥料中有益微生物能产生糖类物质,它能够与植物粘液、矿物胚体和有机胶体结合在一起,可以改善土壤团粒结构,增强土壤的物理性能和减少土壤颗粒的损失,在一定的条件下,还能参与腐殖质形成。所以施用微生物肥料能改善土壤物理性状,有利于提高土壤肥力。
如何研究开发一种土壤调理型微生物菌剂,通过选择合适的原料和配比,可以改变土壤的理化环境,提高土壤的生物化学活性,提高肥料的利用率和使用效果,并且具有调节土壤pH的作用,有利于农作物的生长,这是本发明面临的课题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法。
发明概述
本发明所述土壤改良型微生物菌剂由混合微生物发酵粉、牡蛎壳粉、硫酸镁、硫酸锌及硼酸混配而成,具有松土、保水、防板结、防病虫害、增肥等多种功能,从而实现了土壤的改良。
发明详述
本发明技术方案如下:
一种土壤改良型微生物菌剂,其特征在于,组分如下,均为重量份:
混合微生物发酵粉2~10份、牡蛎壳粉80~88份、硫酸镁4~6份、硫酸锌1.5~2.5份、硼酸2~4份;
所述的混合微生物发酵粉中含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)的活菌数量之比为1:(0.8~1.2):(2.5~3.5),土壤改良型微生物菌剂的有效活菌数为2.2×108~1.1×109个/g。
经检测,总钙(以Ca计)含量为26%~29%(重量百分比),总镁(以Mg计)含量为0.38~0.57%(重量百分比),锌(Zn)含量为0.33~0.55%(重量百分比),硼(B)含量为0.34~0.68%(重量百分比),pH为8.6~8.7。
根据本发明优选的,所述的土壤改良型微生物菌剂,组分如下,均为重量份:
混合微生物发酵粉4~10份、牡蛎壳粉80~86份、硫酸镁5份、硫酸锌2份、硼酸3份。
根据本发明优选的,所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC 03120;所述胶冻样芽孢杆菌(Bacillusmucilaqinosus)来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号CICC 21700;所述侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC 11079。
根据本发明优选的,所述的混合微生物发酵粉中含有枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillusmucilaqinosus)的活菌数量之比为1:1:3。
上述土壤改良型微生物菌剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)分别对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacilluslaterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)进行扩大培养,经压滤、闪蒸烘干后,按比例混合,制得混合微生物发酵粉;
(2)将牡蛎壳自然熟化、清洗后,经烘干、750~1250℃煅烧30~40min后,粉碎、过筛,制得牡蛎壳粉;
(3)将步骤(1)制得的混合微生物发酵粉、步骤(2)制得的牡蛎壳粉与硫酸镁、硫酸锌、硼酸按比例混合均匀,制得土壤改良型微生物菌剂。
根据本发明优选的,所述步骤(1)中分别对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)进行扩大培养均按如下步骤操作:
(i)将菌种接种于固体斜面培养基中,在30~37℃活化培养18~36h,制得活化种子;
(ii)将步骤(i)制得的活化种子接种于液体培养基中,在150~180r/min的转速条件下,30~37℃振荡培养18~36h,制得一级种子;
(iii)将步骤(ii)制得的一级种子按5~10%(体积百分比)接种于液体培养基中,溶氧度40%以上,罐压0.3~0.5Mpa,温度30~37℃条件下种子罐培养18~36h,制得二级种子;
(iv)将步骤(iii)制得的二级种子按5~10%(体积百分比)接种于液体培养基中,溶氧度40%以上,罐压0.3~0.5Mpa,温度30~37℃条件下种子罐培养24~48h,制得发酵菌液。
根据本发明进一步优选的,所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)的固体斜面培养基,每升组分如下:
蛋白胨10g,牛肉粉3.0g,氯化钠5.0g,琼脂15.0g,加蒸馏水至1000mL,调节pH7.0~7.5。
根据本发明进一步优选的,所述胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)的固体斜面培养基,每升组分如下:
蔗糖5.0g,硫酸镁0.5g,碳酸钙0.1g,磷酸氢二钠2.0g,氯化铁0.005g,琼脂15.0g,加蒸馏水至1000mL,调节pH 7.0~7.5。
根据本发明进一步优选的,所述液体培养基,每升组分如下:
玉米面15~25g,豆浆30~40mL,葡萄糖3~8g,(NH4)2SO4 3~7g,KH2PO4 0.1~0.5g,MnSO4 0.1~0.3g,MgSO4·7H2O 0.1~0.3g,加水至1000mL,pH 7.0~7.5。
根据本发明优选的,所述步骤(1)中压滤步骤如下:
向经扩大培养后的发酵菌液中按35%(质量百分比)的比例加入硫酸铵,搅拌均匀,静置4~6h,经压滤机压滤,即得。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中自然熟化为露天存放2~3年。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中烘干为在不低于120℃的条件下烘干15~20min。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中煅烧为采用煅烧炉进行,煅烧炉的进口温度为1150~1250℃,出口温度750~850℃。
有益效果
1、本发明采用微生物菌剂与牡蛎壳粉及其他微量元素混合后制得,土壤改良型微生物菌剂中由枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和侧孢芽孢杆菌组合获得,三者不仅具有相互促进的效果,并且三种菌能够促进牡蛎壳粉及其他营养元素的吸收,总体上能改善土壤微生物区系组成,使作物根际的微生物活性增强,增强解磷释钾的能力,提高土壤肥力,对土壤作物无任何副作用,补充作物钙元素,提高植物抗病虫害的能力;
2、本发明所述的制备方法,将牡蛎壳粉经发酵陈化,煅烧工艺制成呈弱碱性,施入酸化土壤形中和反应,降低土壤酸化度,改良土壤,提高化肥吸收利用率,促进作物中微量元素的吸收。使用后可有效缓解由于大量使用化肥而造成的土壤酸化、土壤板结、肥料利用率降低等问题,且对土壤没有任何污染;
3、本发明使用的牡蛎壳粉为多微聚孔结构排列,具有超强吸附性,可作保水剂,保水保肥,防止水肥流失,具有抗旱性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明,但本发明所保护范围不限于此。
微生物来源
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC 03120;
侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC 11079。
胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号CICC 21700;
培养基
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)的固体斜面培养基,每升组分如下:
蛋白胨10g,牛肉粉3.0g,氯化钠5.0g,琼脂15.0g,加蒸馏水至1000mL,调节pH7.0。
胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)的固体斜面培养基,每升组分如下:
蔗糖5.0g,硫酸镁0.5g,碳酸钙0.1g,磷酸氢二钠2.0g,氯化铁0.005g,琼脂15.0g,加蒸馏水至1000mL,调节pH 7.0。
液体培养基,每升组分如下:
玉米面20g,豆浆40mL,葡萄糖5g,(NH4)2SO4 5g,KH2PO4 0.3g,MnSO4 0.2g,MgSO4·7H2O 0.2g,加水至1000mL,pH 7.0。
实施例1
一种土壤改良型微生物菌剂,其特征在于,组分如下,均为重量份:
混合微生物发酵粉4份、牡蛎壳粉86份、硫酸镁5份、硫酸锌2份、硼酸3份;
所述的混合微生物发酵粉中含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)的活菌数量之比为1:1:3,土壤改良型微生物菌剂的有效活菌数为4.4×108个/g。
上述土壤改良型微生物菌剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)分别对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacilluslaterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)进行扩大培养,经压滤、闪蒸烘干后,经系列稀释法进行菌落计数检测,枯草芽孢杆菌发酵粉活菌数为2×1010个/g;侧孢芽孢杆菌发酵粉活菌数为2×1010个/g、胶冻样芽孢杆菌发酵粉活菌数为5×109个/g,按比例混合,制得混合微生物发酵粉;
(2)将牡蛎壳露天存放2年进行自然熟化,清洗后,经120℃的条件下烘干20min;然后煅烧40min,煅烧炉的进口温度为1200℃,出口温度800℃;再经粉碎、过筛,制得牡蛎壳粉;
(3)将步骤(1)制得的混合微生物发酵粉、步骤(2)制得的牡蛎壳粉与硫酸镁、硫酸锌、硼酸按比例混合均匀,制得土壤改良型微生物菌剂。
所述步骤(1)中对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)进行扩大培养按如下步骤操作:
(i)将菌种接种于枯草芽孢杆菌的固体斜面培养基中,在37℃活化培养18h,制得活化种子;
(ii)将步骤(i)制得的活化种子接种于液体培养基中,在180r/min的转速条件下,37℃振荡培养18h,制得一级种子;
(iii)将步骤(ii)制得的一级种子按10%(体积百分比)接种于液体培养基中,在溶氧度40%以上,罐压0.4Mpa,温度37℃条件下种子罐培养18h,制得二级种子;
(iv)将步骤(iii)制得的二级种子按10%(体积百分比)接种于液体培养基中,在溶氧度40%以上,罐压0.4Mpa,温度37℃条件下种子罐培养48h,制得发酵菌液。
所述步骤(1)中对侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)进行扩大培养按如下步骤操作:
(I)将菌种接种于侧孢芽孢杆菌的固体斜面培养基中,在37℃活化培养18h,制得活化种子;
(II)将步骤(I)制得的活化种子接种于液体培养基中,在180r/min的转速条件下,37℃振荡培养18h,制得一级种子;
(III)将步骤(II)制得的一级种子按10%(体积百分比)接种于液体培养基中,在溶氧度40%以上,罐压0.4Mpa,温度37℃条件下种子罐培养18h,制得二级种子;
(IV)将步骤(III)制得的二级种子按10%(体积百分比)接种于液体培养基中,在溶氧度40%以上,罐压0.4Mpa,温度37℃条件下种子罐培养24h,制得发酵菌液。
所述步骤(1)中对胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)进行扩大培养按如下步骤操作:
(A)将菌种接种于胶冻样芽孢杆菌的固体斜面培养基中,在30℃活化培养36h,制得活化种子;
(B)将步骤(A)制得的活化种子接种于液体培养基中,在180r/min的转速条件下,30℃振荡培养36h,制得一级种子;
(C)将步骤(B)制得的一级种子按10%(体积百分比)接种于液体培养基中,在溶氧度40%以上,罐压0.4Mpa,温度30℃条件下种子罐培养36h,制得二级种子;
(D)将步骤(C)制得的二级种子按10%(体积百分比)接种于液体培养基中,在溶氧度40%以上,罐压0.4Mpa,温度30℃条件下种子罐培养48h,制得发酵菌液。
所述步骤(1)中压滤步骤如下:
向经扩大培养后的发酵菌液中按35%(质量百分比)的比例加入硫酸铵,搅拌均匀,静置4h,经压滤机压滤,即得。
土壤改良型微生物菌剂经检测,数据如表1所示:
表1
实施例2
如实施例1所述的制备方法,不同之处在于,组分如下:
混合微生物发酵粉5份、牡蛎壳粉85份、硫酸镁5份、硫酸锌2份、硼酸3份;
土壤改良型微生物菌剂经检测,数据如表2所示:
表2
实施例3
如实施例1所述的制备方法,不同之处在于,组分如下:
混合微生物发酵粉10份、牡蛎壳粉80份、硫酸镁5份、硫酸锌2份、硼酸3份;
土壤改良型微生物菌剂经检测,数据如表3所示:
表3
对比试验
按照实施例1中的制备方法,做以下处理:
(1)不加混合微生物发酵粉,以灭菌土壤作为替代物,其他组分按照实施例1中所述,作为对照组。
(2)用巨大芽孢杆菌ACCC10010替代实施例1中的侧孢芽孢杆菌ACCC11079,其他组分按照实施例1中所述,作为处理组1。
所述巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC10010。
(3)按照实施例1制备,作为处理组2。
试验处理:
采用随机区组法,小区面积100m2,设3个重复。
试验作物:黄瓜;品种:津春4号。
上述菌剂作为底肥,施用量80kg/亩;对照组、处理组1和处理组2除所施菌剂不同外,后期追肥及管理均相同。
试验结果
表4不同处理黄瓜生物学性状的影响
处理 单瓜重(g) 座果率(%) 瓜形
对照 215.1 75.9 有弯曲
处理组1 218.2 78.9 顺直
处理组2 218.8 79.7 顺直
表5不同处理对黄瓜产量的影响
处理 对照组 处理组1 处理组2
平均产量(kg/亩) 5090.7 5600.5 5739.4
增产(%) -- 10.0 12.7
结果分析:
根据试验观察记载:在每个小区选取有代表性的植株20株进行统计,使用处理组2小区作物根系发达,苗壮、蔓粗,生长旺盛;叶色浓绿,叶片肥厚;果条直长、均称,商品性好,果实风味浓。由表4中可以看出,处理组1与对照组比较,单瓜重提高3.1g,座果率高3.0%。处理组2与对照组比较,单瓜重提高3.7g,座果率高3.8%。由表5中可以看出,对照组、处理组1、处理组2亩平均产量分别为5090.7kg、5600.5kg、5739.4kg。处理组1、处理组2亩平均增产分别为509.8kg、648.7kg,增产率分别为10.0%、12.7%。
由此可以说明,处理组2的效果优于处理组1的效果。说明本发明所述的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)能够起到很好的协同效果,对提高作物产量和品质具有良好的效果。

Claims (13)

1.一种土壤改良型微生物菌剂,其特征在于,组分如下,均为重量份:
混合微生物发酵粉2~10份、牡蛎壳粉80~88份、硫酸镁4~6份、硫酸锌1.5~2.5份、硼酸2~4份;
所述的混合微生物发酵粉中含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)的活菌数量之比为1:(0.8~1.2):(2.5~3.5),土壤改良型微生物菌剂的有效活菌数为2.2×108~1.1×109个/g。
2.如权利要求1所述的土壤改良型微生物菌剂,其特征在于,组分如下,均为重量份:
混合微生物发酵粉4~10份、牡蛎壳粉80~86份、硫酸镁5份、硫酸锌2份、硼酸3份。
3.如权利要求1所述的土壤改良型微生物菌剂,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC 03120;所述胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号CICC 21700;所述侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心,菌种编号ACCC 11079。
4.如权利要求1所述的土壤改良型微生物菌剂,其特征在于,所述的混合微生物发酵粉中含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)的活菌数量之比为1:1:3。
5.权利要求1所述土壤改良型微生物菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)分别对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacilluslaterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)进行扩大培养,经压滤、闪蒸烘干后,按比例混合,制得混合微生物发酵粉;
(2)将牡蛎壳自然熟化、清洗后,经烘干、750~1250℃煅烧30~40min后,粉碎、过筛,制得牡蛎壳粉;
(3)将步骤(1)制得的混合微生物发酵粉、步骤(2)制得的牡蛎壳粉与硫酸镁、硫酸锌、硼酸按比例混合均匀,制得土壤改良型微生物菌剂。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中分别对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaqinosus)进行扩大培养均按如下步骤操作:
(i)将菌种接种于固体斜面培养基中,在30~37℃活化培养18~36h,制得活化种子;
(ii)将步骤(i)制得的活化种子接种于液体培养基中,在150~180r/min的转速条件下,30~37℃振荡培养18~36h,制得一级种子;
(iii)将步骤(ii)制得的一级种子按体积百分比5~10%接种于液体培养基中,溶氧度40%以上,罐压0.3~0.5Mpa,温度30~37℃条件下种子罐培养18~36h,制得二级种子;
(iv)将步骤(iii)制得的二级种子按体积百分比5~10%接种于液体培养基中,溶氧度40%以上,罐压0.3~0.5Mpa,温度30~37℃条件下种子罐培养24~48h,制得发酵菌液。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)的固体斜面培养基,每升组分如下:
蛋白胨 10g,牛肉粉3.0g,氯化钠 5.0g,琼脂 15.0 g,加蒸馏水至1000mL,调节pH 7.0~7.5。
8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述胶冻样芽孢杆菌(Bacillusmucilaqinosus)的固体斜面培养基,每升组分如下:
蔗糖 5.0g,硫酸镁0.5g,碳酸钙0.1g,磷酸氢二钠 2.0g,氯化铁0.005g,琼脂 15.0 g,加蒸馏水至1000mL,调节pH 7.0~7.5。
9.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述液体培养基,每升组分如下:
玉米面15~25g,豆浆30~40mL,葡萄糖3~8g,(NH4)2SO4 3~7g,KH2PO4 0.1~0.5g,MnSO4 0.1~0.3g,MgSO4·7H2O 0.1~0.3g,加水至1000mL,pH 7.0~7.5。
10.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中压滤步骤如下:
向经扩大培养后的发酵菌液中按质量百分比35%的比例加入硫酸铵,搅拌均匀,静置4~6h,经压滤机压滤,即得。
11.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中自然熟化为露天存放2~3年。
12.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中烘干为在不低于120℃的条件下烘干15~20min。
13.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中煅烧为采用煅烧炉进行,煅烧炉的进口温度为1150~1250℃,出口温度750~850℃。
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