CN105669262B - 一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料及其制备方法 - Google Patents

一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料及其制备方法，属于微生物有机肥生产技术领域。本发明的特殊之处在于：对“预处理后的甜叶菊残渣”的发酵分两次进行，首先，采用发酵菌的二级菌种进行发酵，获得a肥；然后用功能菌的三级菌种进行发酵；而且各功能菌分别进行发酵。从而解决了成品肥料菌体数量的不足和肥效发挥的不足问题，且采用的发酵菌对多种植物病原菌具有拮抗作用，可有效防治土传性真菌的病害。与现有的比较类似的生物肥料相比，本发明的生物肥料具备以下优势：菌体数量充足，有利于充分发挥肥效，且有益菌绿色木霉对土传性真菌有拮抗作用，起到一定的保护作用。

Description

一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料及其制备方法，属于微生物有机肥生产技术领域。
背景技术
微生物有肥料是将某些有益微生物经大量人工培养制成的生物肥料，又称菌肥、菌剂、接种剂。其原理是利用微生物的生命活动来增加土壤中的氮素或有效磷、钾的含量，或将土壤中一些作物不能直接利用的物质，转换成可被吸收利用的营养物质，或提高作物的生产刺激物质，或抑制植物病原菌的活动，从而提高土壤肥力，改善作物的营养条件，提高作物产量。
甜叶菊废渣属于工业废料，因为其高纤维含量难以降解利用率极低，但其有机质含量极高，含Ca2+和Fe2+，可改良培肥土壤。棉仁属于棉花副产品之一，营养丰富，富含蛋白质油脂等，两者都属于可再生资源，且资源丰富，来源广。目前我国微生物肥料多采用功能菌和发酵菌直接混合发酵培养，不同菌种之间存在生长竞争，这样的成品肥料在菌体数量和肥效发挥上都存在不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种菌体数量高、肥效发挥充分的甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料及其制备方法。本发明通过调整发酵步骤，从而实现了上述发明目的。
技术方案
一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料，其制备方法包括如下步骤：
（1）将各功能菌、发酵菌分别接种于PDA培养基，活化菌种；
（2）将各功能菌、发酵菌的活化菌种分别接种于相应的一级培养基，制备一级种子液；
（3）将各功能菌、发酵菌的一级种子液分别接种于二级培养基，制备二级菌种；
（4）将发酵菌的二级菌种接种于预处理后的甜叶菊废渣，混匀堆积发酵，温度上升到32℃发酵15-25天，得a肥；
（5）分别将各功能菌的二级菌种分别接种在三级培养基，制备三级菌种；
（6）将各功能菌的三级菌种分别接种在a肥，在28℃条件下发酵10-15天，制成各功能菌的单一菌种微生物有机肥料；
（7）将各功能菌的单一菌种微生物有机肥按3：3：4的质量比混匀；
其中，功能菌为钾细菌、磷细菌和固氮菌；发酵菌为绿色木霉；
PDA培养基：葡萄糖20g、马铃薯汁1000m1和琼脂18g，pH 7.0；
绿色木霉的一级培养基、二级培养基：葡萄糖20g和马铃薯汁1000m1，pH 7.0；
钾细菌的一级培养基：葡萄糖10g、KH2P040.5g、MgS040.2g、MgCl20.2g、CaCO31g、酵母膏0.4g和水1000ml，pH6.5-7.5；
磷细菌的一级培养基：葡萄糖20g和马铃薯汁1000ml，pH 7.0；
固氮菌的一级培养基: 蔗糖CaCO3 10g、NaCl 0.2g、MgS04 0.2g、KH2P04 0.5g和水1000ml，pH 6.5-7.0；
钾细菌、磷细菌、固氮菌的二级培养基：麸皮和预处理后的甜叶菊残渣按照3:7的质量比混合然后加水至含水量40wt%；
钾细菌、磷细菌、固氮菌的三级培养基：粉碎的棉仁与水的混合物，含水量30%-40%；
所述预处理：甜叶菊废渣在质量浓度为10wt%的碱液中浸泡12h以上，捞起沥干即可。
步骤（7）所得产物即为本发明的一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料。
二级培养基中添加 “预处理后的甜叶菊残渣”可以增加发酵过程中的空气流动，有利于增加通气量；从而获得更容易发酵“预处理后的甜叶菊残渣”的二级菌种；进而能获得性能好的a肥。
三级培养基中添加 “棉仁”的目的为增加肥料中的营养物质，供菌体生长繁殖分解，作为该有机肥料中肥力的主要来源；对肥料的影响为使有机肥肥力更为充沛。
本发明的特殊之处在于：对“预处理后的甜叶菊残渣”的发酵分两次进行，首先，采用发酵菌的二级菌种进行发酵，获得a肥；然后用功能菌的三级菌种进行发酵；而且各功能菌分别进行发酵。从而解决了成品肥料菌体数量的不足和肥效发挥的不足问题，且采用的发酵菌对多种植物病原菌具有拮抗作用，可有效防治土传性真菌的病害；如齐整小核菌（Sclerotium rolfsii）和半裸镰袍（Fusarium semitectum Berk et Rav. var. majis）、黄瓜枯萎病菌（FusariumoxysporumSchlecht.f.cucumerinum）、黄瓜果腐病菌(PhytophthoracapsiciLeonian)、菜豆叶枯病菌(Cladosporiumsp.)。
本发明还提供了由本发明的上述一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料制备成的蔬果育苗土。
一种圣女果育苗土，由本发明的上述甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料与基础基质按照1:3的质量比例混合而成。
一种鸡毛菜育苗土，由本发明的上述甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料与基础基质按照1:4的质量比例混合而成。
一种小白菜育苗土，由本发明的上述甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料与基础基质按照1:4的质量比例混合而成。
所述基础基质为：土、蛭石和锯末按照1:1:1质量比的混合物。
本发明中，若无特别注明，所述“％”均为质量百分数。
本发明中，
钾细菌，其拉丁文名称为（potassium bacteria）；
磷细菌，其拉丁文名称为（Bacillus megatherium）；
固氮菌，其拉丁文名称为（Azotobacter spp）；
绿色木霉，其拉丁文名称为（Trichoderma viride）；
上述菌种均为常用菌种，均可通过市场途径获得。
有益效果
与现有的比较类似的生物肥料相比，本发明的生物肥料具备以下优势：菌体数量充足，有利于充分发挥肥效，且有益菌绿色木霉对土传性真菌有拮抗作用，起到一定的保护作用。
具体实施方式
实施例1
预处理：
甜叶菊废渣在质量浓度为10%的碱液中浸泡过夜，捞起沥干即可；
准备培养基：
PDA培养基：葡萄糖20g、马铃薯汁1000m1和琼脂18g，pH 7.0；
钾细菌的一级培养基：葡萄糖10g、KH2P040.5g、MgS040.2g、MgCl20.2g、CaCO31g、酵母膏0.4g和水1000ml，pH6.5-7.5；
磷细菌的一级培养基：葡萄糖20g和马铃薯汁1000ml，pH 7.0；
固氮菌的一级培养基: 蔗糖CaCO3 10g、NaCl 0.2g、MgS04 0.2g、KH2P04 0.5g和水1000ml，pH 6.5-7.0；
绿色木霉的一级培养基、二级培养基：葡萄糖20g和马铃薯汁1000m1，pH 7.0；
钾细菌、磷细菌、固氮菌的二级培养基：麸皮和预处理后的甜叶菊残渣按照3:7的质量比混合然后加水至含水量40wt%；
钾细菌、磷细菌、固氮菌的三级培养基：粉碎的棉仁（所述棉仁为在高压蒸汽灭菌锅中于121℃灭菌20min后的棉仁）与水的混合物，含水量30-40wt%。
实施例2
（1）钾细菌、磷细菌、固氮菌首先在PDA固体培养基活化24-48h,备用；
（2）钾细菌在钾细菌一级培养基中以28-30℃培养48-72h,备用；
磷细菌在磷细菌一级培养基中以28-30℃培养48-72h,备用；
固氮菌在固氮菌一级培养基中以25-28℃培养48-72h,备用；
绿色木霉在绿色木霉一级培养基中以28-32℃培养24-48h，备用；
（3）将钾细菌、磷细菌、固氮菌分别从一级培养基转接到二级培养基中，28-30℃培养48-72h,制成二级菌种备用；
将钾细菌、磷细菌、固氮菌二级菌种分别从二级培养基转接到三级培养基中以28-30℃培养48-72h,制成三级菌种备用；
将发酵菌中的绿色木霉从一级培养基中转接到二级培养基中以28-32℃培养24-48h,制成二级菌种备用；
（4）将经过二级培养基培养的绿色木霉二级菌种接种于预处理之后的甜叶菊废渣发酵材料，混匀堆积好氧发酵，温度上升到32℃发酵15-25天，五天左右翻堆一次，制成a肥备用；
将各功能菌的三级菌种按10%的接种量分别接种在a肥，30℃发酵10-15天，制成各功能菌的单一菌种生物有机肥；
（5）将钾细菌生物有机肥、磷细菌生物有机肥、固氮菌生物有机肥按3：3：4的质量配比混匀，即完成复合微生物有机肥料。经检测，其活菌数为0.41（cfu）(亿/g)，有机质含量为29.8wt％，水分含量为11wt％，pH为7.2。
对比例1
将实施例2培养的钾细菌、磷细菌、固氮菌的三级菌种按照3：3：4的质量比混合后，按照按10%的接种量接种在实施例2的a肥，28～30℃发酵10-15天，制成复合微生物有机肥料。经检测，其活菌数为0.27（cfu）(亿/g)，有机质含量为26.8wt％，水分含量为11wt％，pH为7.2。
对比例2
将实施例2培养的绿色木霉的二级菌种、钾细菌、磷细菌、固氮菌的三级菌种按照实施例2的相应的接种量，同时接种于预处理之后的甜叶菊废渣发酵材料，混匀堆积好氧发酵，温度上升到32℃发酵15-25天，五天左右翻堆一次，制成复合微生物有机肥料。经检测，其活菌数为0.21（cfu）(亿/g)，有机质含量为25.9wt％，水分含量为11wt％，pH为7.2。
生物有机肥国标：活菌数为0.2（cfu）(亿/g)，有机质含量为≥25.0wt％，水分含量为≤15wt％，pH为5.5-8.5。
效果实验一
将实施例2配制的复合微生物有机肥分别按1：2、1：3、1：4的质量比例与基础基质（基础基质由土、蛭石、锯末按照1:1:1的质量比混合而成；下同）配成不同比例的蔬果育苗土。
将对比例1、2制备的复合微生物有机肥料分别按1：2、1：3、1：4的质量比例与基础基质配成不同比例的蔬果育苗土；
将配好的6种不同配比的蔬果育苗土及对照基质分别装入塑料育苗盆中，浇水湿透，待水渗出后，将鸡毛菜种子和小白菜、圣女果种子分别播种在育苗盆中，每盆15-20粒，覆盖同一种育苗土1.7cm,放在20℃，每次处理3次重复。
将生长15天的鸡毛菜幼苗、20天的小白菜幼苗、30天的西红柿幼苗轻轻取出（不要伤根）用流水冲净根部的基质杂质 ，然后用纱布吸干水分。每个处理随机选取10株，调查株高、根长、茎粗、干鲜物质量等指标。
在基础基质中分别添加实施例2、对比例1、2的复合微生物有机肥对小白菜、鸡毛菜和圣女果幼苗的株高、根长、茎粗、干鲜物质量等指标的影响结果如表1～3所示。
表1 基础基质添加不同量实施例2的复合微生物有机肥、基础基质添加对比例1、2的复合微生物有机肥对圣女果幼苗的影响
表2 基础基质添加不同量实施例2的复合微生物有机肥、基础基质添加对比例的复合微生物有机肥对小白菜幼苗的影响
表3 基础基质添加不同量实施例2的复合微生物有机肥、基础基质添加对比例的复合微生物有机肥对鸡毛菜幼苗的影响
由表1～3中看出复合微生物有机肥与基础基质配成的蔬果育苗土有利于蔬菜幼苗的生长，其株高、根长、茎粗、鲜物质均有所增加。复合微生物有机肥蔬果育苗土与基础基质相比西红柿幼苗株高增加32.2%，茎粗增加8.2%，差异显著，鲜重增加16.4%；小白菜株高增加16.7%，茎粗增加15.5%，差异显著，鲜重增加37.2%；鸡毛菜株高增加18.2%，茎粗增加19.0%，差异显著，鲜重增加32.2%。其根系发达，根冠比均降低。 另外，不同配比的复合微生物有机肥对圣女果、小白菜、鸡毛菜幼苗生长的影响不同，圣女果以1:3，小白菜以1:4，鸡毛菜以1:4效果最佳。与实施例2的复合微生物有机肥料相比，在添加量相同的情况下，对比例1、2的复合微生物有机肥料对蔬菜幼苗的影响明显减弱。
效果实验二
配置溶液：①病原菌菌悬液+清水对照；②病原菌菌悬液+普通肥料；③病原菌菌悬液+混合菌群菌悬液；④病原菌菌悬液+本发明的复合微生物有机肥料。
其中，病原菌为黄瓜枯萎病菌（Fusariumoxysporum Schlecht.f.cucumerinum）、黄瓜果腐病菌(Phytophthoracapsici Leonian)、菜豆叶枯病菌(Cladosporiumsp .)的等质量比例混合菌群；混合菌群固氮菌、磷细菌、钾细菌和绿色木霉的混合菌群。
将病原菌制成的菌悬液均匀喷施到各个处理组的黄瓜幼苗叶片及土壤中，同时按照上述配置的溶液①②③④分别加入土壤中，15d后测定各处理组的病情指数及防治效果，每个组设置三个重复。
调查方法:按个GB/T17980. 26-2000，直至叶片出现病斑时，开始调查；
病情指数及防治效果计算如下:
病情指数=Σ(各级病株数×相应级数)/(调查总叶数×9)×100；
防治效果(%)=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数×100%；
0级:没有病斑；
1级:病斑面积占整个叶片面积5%以下；
3级:病斑面积占整个叶片面积6%～10%；
5级:病斑面积占整个叶片面积11%～25%；
7级:病斑面积占整个叶片面积26%～50%；
9级:病斑面积占整个叶片面积50%以上。
黄瓜病情指数及防治效果，如表4所示：
表4 黄瓜病情指数及防治效果
注：同一列中不同字母表示处理间差异显著(p＜0.05）。
由表4可以看出，组2与组1差异不显著，表明普通肥料不能显著降低黄瓜幼苗的病情指数；组3，组4与组1差异显著，表明混合菌群菌和研制的生物有机肥能显著降低黄瓜幼苗的病情指数，在感染植物病原真菌的情况下施用研制的生物有机肥的防治效果高达55.56%，初步表明本发明的复合微生物有机肥料在抑制病原菌方而是比较成功的。

Claims (6)

1.一种甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
（1）将各功能菌、发酵菌分别接种于PDA培养基，活化菌种；
（2）将各功能菌、发酵菌的活化菌种分别接种于相应的一级培养基，制备一级种子液；
（3）将各功能菌、发酵菌的一级种子液分别接种于二级培养基，制备二级菌种；
（4）将发酵菌的二级菌种接种于预处理后的甜叶菊废渣，混匀堆积发酵，温度上升到32℃发酵15-25天，得a肥；
（5）分别将各功能菌的二级菌种分别接种在三级培养基，制备三级菌种；
（6）将各功能菌的三级菌种分别接种在a肥，在28℃条件下发酵10-15天，制成各功能菌的单一菌种微生物有机肥料；
（7）将各功能菌的单一菌种微生物有机肥按3：3：4的质量比混匀；
其中，功能菌为钾细菌、磷细菌和固氮菌；发酵菌为绿色木霉；
PDA培养基：葡萄糖20g、马铃薯汁1000m1和琼脂18g，pH 7.0；
绿色木霉的一级培养基、二级培养基：葡萄糖20g和马铃薯汁1000m1，pH 7.0；
钾细菌的一级培养基：葡萄糖10g、KH2P040.5g、MgS040.2g、MgCl20.2g、CaCO31g、酵母膏0.4g和水1000ml，pH6.5-7.5；
磷细菌的一级培养基：葡萄糖20g和马铃薯汁1000ml，pH 7.0；
固氮菌的一级培养基: 蔗糖CaCO3 10g、NaCl 0.2g、MgS04 0.2g、KH2P04 0.5g和水1000ml，pH 6.5-7.0；
钾细菌、磷细菌、固氮菌的二级培养基：麸皮和预处理后的甜叶菊残渣按照3:7的质量比混合然后加水至含水量40wt%；
钾细菌、磷细菌、固氮菌的三级培养基：粉碎的棉仁与水的混合物，含水量30%-40%；
所述预处理：甜叶菊废渣在质量浓度为10wt%的碱液中浸泡12h以上，捞起沥干即可。
2.一种采用权利要求1所述的微生物有机肥料制备成的蔬果育苗土。
3.根据权利要求2所述的蔬果育苗土，其特征在于，由权利要求1所述甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料与基础基质按照1:3的质量比例混合而成；所述蔬果为圣女果。
4.根据权利要求2所述的蔬果育苗土，其特征在于，由权利要求1所述甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料与基础基质按照1:4的质量比例混合而成；所述蔬果为鸡毛菜。
5.根据权利要求2所述的蔬果育苗土，其特征在于，由权利要求1所述甜叶菊废渣复合棉仁发酵生产的微生物有机肥料与基础基质按照1:4的质量比例混合而成；所述蔬果为小白菜。
6.根据权利要求3-5任一所述的蔬果育苗土，其特征在于，所述基础基质为土、蛭石和锯末按照1:1:1质量比的混合物。
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