CN105646104A - 一种全水溶复合生物菌肥及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全水溶复合生物菌肥，其中包括如下重量份的成分：黄腐酸钾40～60份，磷酸一铵30～50份，硫酸钾5～15份，复合菌剂0.5～1.5份；所述复合菌剂中包含枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。本发明提供的水溶复合生物菌肥中，微生物种类搭配合理，以黄腐酸钾、磷酸一铵、硫酸钾为主要载体，各组分之间协同作用，在田间的应用效果好，且在防治作物病害方面表现突出，具有极强的推广价值。

Description

一种全水溶复合生物菌肥及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及农用肥领域，具体涉及一种全水溶复合生物菌肥。

背景技术

农业是国民经济的基础产业，农业的发展关系到国民经济的全局。同时，农业生产周期性长，受客观环境的影响比较大，因此国家对农业的发展非常重视，对从事农业科技研究、开发、生产经营等单位的审批往往要经历一个较长过程。

目前市场上产生了一种生物性全水溶黄腐酸钾，有机质≥80％以上；在农作物中使用，能迅速提高土壤中的有机质。目前市场上产生了一种全水溶生物菌，有效活性菌≥2000亿/克；在农作物中使用，能分解土壤中的有害物质，释放土壤中残留的氮、磷、钾，肥料利用率提高40％以上。对于温带大陆型气候，具有独特的气候和土壤特性，因为干旱少雨，节水灌溉成为这类地区农业发展的主要方向。

目前，亟待开发一种能满足农作物种植需要、施用方便、节水环保的生物肥料。

发明内容

本发明的目的是满足农作物种植的需要，提供一种全水溶复合生物菌肥。

具体而言，本发明提供了一种水溶复合生物菌肥，包含如下重量份的成分：黄腐酸钾40～60份，磷酸一铵30～50份，硫酸钾5～15份，复合菌剂0.5～1.5份。

优选地，所述水溶复合生物菌肥包括如下重量份的成分：黄腐酸钾45～55份，磷酸一铵35～45份，硫酸钾8～12份，复合菌剂1～1.3份。

本发明所述复合菌剂包括枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)和胶冻样芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)，这三种菌之间可以实现协同作用。其中，枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的混配能在作物根部繁殖形成优势菌落抑制病原体的繁殖，能很好地改善连茬种植引起的土壤环境恶化的情况；胶冻样芽孢杆菌能够将土壤中难以吸收的磷和钾释放出来，有利用作物吸收。

具体而言，所述复合菌剂的总有效活菌数为10～50亿cfu/g。其中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的有效活菌数之比为5～10：5～10：2～10。优选地，所述复合菌剂中含有枯草芽孢杆菌5～10亿cfu/g，巨大芽孢杆菌5～10亿cfu/g，胶冻样芽孢杆菌2～10亿cfu/g；进一步优选地，所述复合菌剂中含有枯草芽孢杆菌6～8亿cfu/g，巨大芽孢杆菌6～8亿cfu/g，胶冻样芽孢杆菌3～7亿cfu/g。

作为本发明的优选方案，所述水溶复合生物菌肥包括如下重量份的成分：黄腐酸钾45～55份，磷酸一铵35～45份，硫酸钾8～12份，复合菌剂1～1.3份；所述复合菌剂中含有枯草芽孢杆菌6～8亿cfu/g，巨大芽孢杆菌6～8亿cfu/g，胶冻样芽孢杆菌3～7亿cfu/g。

作为本发明的最优选方案，所述水溶复合生物菌肥包括如下重量份的成分：黄腐酸钾50份，磷酸一铵40份，硫酸钾9份，复合菌剂1份；所述复合菌剂中含有枯草芽孢杆菌7.5亿cfu/g，巨大芽孢杆菌7.5亿cfu/g，胶冻样芽孢杆菌5亿cfu/g。

本发明所述的枯草芽孢杆菌优选使用保藏编号为ACCC11025的枯草芽孢杆菌，所述巨大芽孢杆菌优选使用保藏编号为ACCC11011的巨大芽孢杆菌，所述胶冻样芽孢杆菌优选使用保藏编号为ACCC10012的胶冻样芽孢杆菌。其中，ACCC代表中国农业微生物菌种保藏管理中心。

本发明所述复合菌剂可由包括以下步骤的方法制备而成：

(1)分别制备每种菌的发酵液，混合均匀，得混合发酵液；

(2)将所述混合发酵液浓缩，干燥，即得复合菌剂。

所述发酵液可依次经茄子瓶培养、摇床培养、发酵罐培养获得。具体而言，所述枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌的发酵液均可由以下步骤制备而成：

(a)在无菌条件下，将原始菌种接种于斜面培养基上，在28～32℃条件下培养34～38小时，得菌种a；

(b)在无菌条件下，将菌种a接种于摇瓶发酵培养基中，在pH6.8～7.2、28～32℃条件下，170～180r/min摇床培养10～14小时，得菌种b；

(c)在无菌条件下，将菌种b接种于液体发酵培养基中，在pH6.8～7.2、28～32℃条件下，发酵培养至有效活菌数大于80.0×10⁸cfu/mL，即得。

其中，步骤(a)使用的斜面培养基可选用如下配方：牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化钠5g、琼脂15g和水1000mL。

步骤(b)使用的摇瓶发酵培养基可选用如下配方：蔗糖10g、牛肉膏10g、豆饼粉5g、KH₂PO₄0.5g、MgSO₄0.5g和水1000mL。

步骤(c)使用的液体发酵培养基可选用如下配方：棉花籽粉21Kg、豆饼粉14kg、硫酸镁3.5Kg、硫酸铵3.5kg、蔗糖14kg、蛋白胨2.1kg和消泡剂50mL，加水至700L。

步骤(c)的发酵培养条件优选为罐压0.5kg、通风量1：0.8～1.1。所得发酵液中应有80％以上的菌体成为芽孢。所述罐压的单位为kg，1kg＝0.1MPa。

为了便于保存、运输和实际应用，本发明提供的全水溶复合生物菌肥优选为粉剂。由于肥料中含有活性微生物，应存放于阴凉干燥处保存。

本发明所述水溶复合生物菌肥的制备方法包括如下步骤：按比例称取各原料，混合均匀，即可。

本发明进一步保护所述水溶复合生物菌肥在农作物种植中的应用。

所述复合生物菌肥完全溶于水，可采用水肥一体化方式施用，从而在增加土壤肥力的同时，实现节水灌溉的效果。例如，可在滴灌时水肥一起施用，也可在管道喷洒时水肥一起施用。

所述农作物包括大田作物，如棉花等。在棉花种植中，可以8～12kg/亩的用量分4次(即苗期、蕾期、花铃期、盖顶期)作为追肥与其他常规肥料配合滴灌施用。

所述水溶符合生物菌肥严禁与杀菌剂直接混合使用。

本发明提供的技术方案具有以下显著优势：

(一)本发明提供的水溶复合生物菌肥中，微生物种类搭配合理，协同作用；且本发明采用了黄腐酸钾、磷酸一铵、硫酸钾为主要载体，这几类物质具有非常好的水溶性，而且黄腐酸钾可以在土壤中形成胶状物质，能把土粒胶结起来，使土壤中水稳性团粒增加，从而增加土壤的保水性，提高灌溉水的利用率，使肥料有效发挥作用，同时达到节水的目的；而且黄腐酸钾能够吸附交换活化土壤中很多矿质元素，如磷、钙、镁等，使这些元素的有效性大大增加，提高作物吸收效率，提高肥料的利用率，长期使用能很好地改善土壤品质。

(二)本发明的有效菌制备方法先进科学，简便可行，孢子数含量高，存活时间长，能在土壤中快速繁殖，形成优势菌落，促进作物的健康生长。

(三)本发明的全水溶复合生物菌肥在田间的应用效果好。通过棉花田间种植应用试验，结果表明：使用本品的棉花植株各农艺性状表现较对照组好；亩产量比对照施肥方法有显著提高；在防治作物病害方面表现突出，使用本品，植株发病非常少，尤其在土传病害的防治方面表现更佳，具有极强的推广价值。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

作为本发明的具体实施方式，以下各实施例中，所述枯草芽孢杆菌使用保藏编号为ACCC11025的枯草芽孢杆菌，所述巨大芽孢杆菌使用保藏编号为ACCC11011的巨大芽孢杆菌，所述胶冻样芽孢杆菌的使用保藏编号为ACCC10012的胶冻样芽孢杆菌。

实施例1

全水溶复合生物菌肥含以下原料：

所述复合菌剂中有效活菌总含量为20亿cfu/g，构成如下：

枯草芽孢杆菌7.5亿cfu/g；

巨大芽孢杆菌7.5亿cfu/g；

胶冻样芽孢杆菌5亿cfu/g。

实施例2

全水溶复合生物菌肥含以下原料：

所述复合菌剂中有效活菌总含量为12亿cfu/g，构成如下：

枯草芽孢杆菌5亿cfu/g；

巨大芽孢杆菌5亿cfu/g；

胶冻样芽孢杆菌2亿cfu/g。

实施例3全水溶复合生物菌肥及其制备方法

全水溶复合生物菌肥含以下原料：

所述复合菌剂中有效活菌总含量为30亿cfu/g，构成如下：

枯草芽孢杆菌10亿cfu/g；

巨大芽孢杆菌10亿cfu/g；

胶冻样芽孢杆菌10亿cfu/g。

实施例4全水溶复合生物菌肥及其制备方法

全水溶复合生物菌肥含以下原料：

所述复合菌剂中有效活菌总含量为19亿cfu/g，构成如下：

枯草芽孢杆菌8亿cfu/g；

巨大芽孢杆菌7亿cfu/g；

胶冻样芽孢杆菌4亿cfu/g。

实施例5

按照以下步骤制备水溶复合生物菌肥：

(1)复合菌剂的制备

将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌原始菌种分别在无菌条件下分别依次进行茄子瓶培养、摇床培养、发酵罐培养后，将得到的发酵液按等重量比混合，经过浓缩干燥制备成复合菌剂；

(2)全水溶复合生物菌肥的制备

按比例称取复合菌剂、黄腐酸钾、磷酸一铵和硫酸钾，混匀后即得全水溶复合生物菌肥。

具体地，上述步骤(1)为：

复合菌剂的制备：

a.茄子瓶培养：将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，原始菌种在无菌条件下分别接种于茄子瓶培养基上，在30±2℃条件下培养36小时；

b.摇床培养：将步骤a培养的菌种在无菌条件下分别接种于摇瓶发酵培养基中，在pH7.0、30℃条件下，180r/min摇床培养12小时；

c.发酵罐培养：将步骤b培养的菌种在无菌条件下分别接种于液体发酵培养基中，在pH7.0、罐压0.5kg、30℃、通风量1:0.8-1.1条件下，培养48-60小时后，活菌数大于80.0×10⁸cfu/mL，80％菌体成为芽孢时下罐，得到发酵液；

d.将步骤c中得到的发酵液按等重量比混合，经过浓缩干燥制备成复合菌剂；

其中，步骤a中使用的斜面培养基的配方如下：牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化钠5g、琼脂15g和水1000mL；步骤b中使用的摇瓶发酵培养基配方如下：蔗糖10g、牛肉膏10g、豆饼粉5g、KH₂PO₄0.5g、MgSO₄0.5g和水1000mL；步骤c中使用的液体发酵培养基配方如下：棉花籽粉21Kg、豆饼粉14kg、硫酸镁3.5Kg、硫酸铵3.5kg、蔗糖14kg、蛋白胨2.1kg和消泡剂50mL，加水至700L。

实施例1～4所述水溶复合菌肥均采用本实施例提供的方法制备得到。

实验例：全水溶复合生物菌肥的田间肥效试验

1.试验目的：

以实施例1为例，验证全水溶复合生物菌肥对棉花生长及品质提升的显著效果、抗病能力。

2.试验材料：

植株：供试品种为短枝棉28号。

肥料：全水溶复合生物菌肥、生物饼肥、农用硫酸钾、尿素、硼砂、过磷酸钙。

试验点：新疆哈密市红星二基地。供试土壤主要农化特性见表1，前茬作物为哈密瓜。

3.试验设计

3.1实验分5组，每组种植面积20m²，每个组别做3个平行实验。种植密度为1.5万株/hm²。栽培管理、病虫防治、棉花催熟等均按大田生产要求进行管理。

实验组A：生物饼肥200kg/亩，农用硫酸钾15kg/亩，尿素3kg/亩，硼砂0.5kg/亩，过磷酸钙10kg/亩，作基肥施用；

每组分别施用实施例1提供的全水溶复合生物菌肥，施用量为10kg/亩，分4次(即苗期、蕾期、花铃期、盖顶期)与其他常规肥料配合作为追肥滴灌施用，各期中其他常规肥料的施用方案具体为：苗期，滴灌1-2次，每次滴水30m³/亩，施尿素3kg/亩；蕾期，滴灌2-3次，每次滴水25m³/亩，施尿素5kg/亩，过磷酸钙5kg/亩；花铃期，滴灌4-6次，每次滴水35-40m³/亩，施尿素5kg/亩，硫酸钾肥15kg/亩，过磷酸钙10kg/亩；盖顶期，滴灌2次，每次滴水30-40m³/亩，施过磷酸钙5kg/亩，硫酸钾5kg/亩。

实验组B：与实验组A相比，区别仅在于：施用全水溶复合生物菌肥时，除基肥外，其他常规肥料参照实验组A施肥量的80％施用。

实验组C：与实验组A相比，区别仅在于：将全水溶复合生物菌肥进行灭菌处理。

实验组D：与实验组A相比，区别仅在于，不施用全水溶复合生物菌肥，基肥以及其他常规肥料的施用方案参照实验组A。

实验组E：不施加任何肥料，但是滴灌同等量的清水。

3.2试验实施：

按3.1执行，并做好田间管理、记录、分析和计产工作。

3.2.1田间管理及试验记录：

五个组别各项处理的管理措施应一致，并进行试验记录；

a)供试棉花的品种；

b)注明试验地点、试验时间、方法设计、小区面积、小区排列、重复次数(采用图表的形式)；

c)试验地地形、土壤质地、土壤类型、前茬作物种类；

d)施肥时间、方法、数量及次数等；

e)试验期间的降水量及灌水量；

f)病虫害防治情况及其它农事活动等；

g)作物的生长状况田间调查，包括移苗成活率、长势、生育期。及病虫发生情况等。

3.2.2收获和计产

3.2.3作物农艺性状、土壤肥力和病害发生等记录

3.3效果评价

作物农艺性状及产量对比情况见表2。

进行全水溶复合生物菌肥处理与其它各处理间的产量差异分析。增产差异显著水平的试验点数达到总数的2/3以上者，判定该产品有增产效果。

3.3.4抗逆性效果评价

抗逆性包括抑制病虫害发生(病情及发病率记录)、抗旱、克服连作障碍等方面。抗逆性指标比对照应提高20％以上的效果明显。病情情况见表3。

3.3.4土壤改良效果评价

测定土壤中的微生物种群与数量、有机质、速效磷、速效钾、速效氮、pH等指标。测定时间为移栽施用前、然后是每月取土壤样一次进行测定直至棉花采收结束。

3.3.5安全指标评价

对试验作物以及土壤进行农药残留、重金属等有毒有害物质含量的测定，以评价全水溶复合生物菌肥对其是否具有降解和转化功能。

附录A(规范性附录)

基质无菌检验方法

A.1取样

从基质样品中随机取样。

A.2样品检验

A.2.1培养基制备

分别配制NY/T1114-2006中A1、A9、A11、A13四种培养基。

A.2.2菌悬液的制备

称取样品10g(精确到0.01g)，加入带玻璃珠的100mL的无菌水中，静置20min，在旋转式摇床上200r/min充分振荡30min，制成菌悬液。

A.2.3加样及培养

在预先制备好的四种固体培养基平板上分别加入0.1mL菌悬液，并用无菌玻璃刮刀将菌悬液均匀地涂于培养基平板表面，重复3次，于适宜温度条件下培养2d-7d。以无菌水作空白对照。

A.2.4灭菌效果鉴定

空白对照无菌落出现，而其它培养平板上菌落总数≤5个，则该样品可用作基质试验。反之，须重新灭菌。空白对照有菌落出现，须重做无菌检验。

4.试验结果

试验严格按照试验方案进行，移栽后无死苗现象。试验结果如表1～3所示，试验证明该产品能有效提高棉花亩产量，子棉产量提高7.92％，皮棉产量提高37.4％，有效提高棉花品质，减少棉花病虫害的发生。

表1：供试土壤的主要农化性状

表2：各处理农艺性状及产量

表3各处理对棉花大田病害发生的影响

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种全水溶复合生物菌肥，其特征在于，包括如下重量份的成分：黄腐酸钾40～60份，磷酸一铵30～50份，硫酸钾5～15份，复合菌剂0.5～1.5份；

所述复合菌剂的总有效活菌数为10～50亿cfu/g，其中包含枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。

2.根据权利要求1所述的水溶复合生物菌肥，其特征在于，所述复合菌剂中，枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌与胶冻样芽孢杆菌的有效活菌数之比为5～10：5～10：2～10。

3.根据权利要求2所述的水溶复合生物菌肥，其特征在于，所述复合菌剂中含有枯草芽孢杆菌5～10亿cfu/g，巨大芽孢杆菌5～10亿cfu/g，胶冻样芽孢杆菌2～10亿cfu/g。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的水溶复合生物菌肥，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌的保藏编号为ACCC11025；

所述巨大芽孢杆菌的保藏编号为ACCC11011；

所述胶冻样芽孢杆菌的保藏编号为ACCC10012。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的水溶复合生物菌肥，其特征在于，所述复合菌剂由包括以下步骤的方法制备而成：

(1)分别制备每种菌的发酵液，混合均匀，得混合发酵液；

(2)将所述混合发酵液浓缩，干燥，即得复合菌剂。

6.根据权利要求5所述的水溶复合生物菌肥，其特征在于，所述发酵液由以下步骤制备而成：

(a)在无菌条件下，将原始菌种接种于斜面培养基上，在28～32℃条件下培养34～38小时，得菌种a；

(b)在无菌条件下，将菌种a接种于摇瓶发酵培养基中，在pH6.8～7.2、28～32℃条件下，170～180r/min摇床培养10～14小时，得菌种b；

(c)在无菌条件下，将菌种b接种于液体发酵培养基中，在pH6.8～7.2、28～32℃条件下，发酵培养至有效活菌数大于80.0×10⁸cfu/mL，即得。

7.根据权利要求1～6任一项所述的水溶复合生物菌肥，其特征在于，所述水溶复合生物菌肥为粉剂。

8.权利要求1～7任一项所述水溶复合生物菌肥在农作物种植中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述农作物为棉花。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，将所述水溶复合生物菌肥以水肥一体化方式施用。