CN106336304A - 用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其制备方法 - Google Patents

用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其制备方法，所述菌藻复合剂至少包括以下重量份的组分：藻10~20份，菌10~20份。采用本发明制备方法简单，菌藻复合剂能够定向防治病虫害，同时提高土壤的有机质成分。

Description

用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其制备方法，属于微生物领域。
背景技术
由于化肥、农药的长期不合理且过量使用，已经造成严重的环境问题。长期过量而单一施用化学肥料，造成土壤酸化，土地板结，并直接影响农业生产成本和作物的产量和质量；河川、湖泊、内海富营养化；食品、饲料和饮用水中有毒成分增加；大气中氮氧化物含量增加。农药的使用问题已成为作物农药残留的根本原因，加剧农产品的质量安全风险。
而传统的土壤改良方式有：施加有机肥和生物肥。其中，有机肥虽然成分种类较多，但每种养分的含量相对较少，并且病菌较多，需存放腐熟以杀灭病菌，因此有机肥的应用需要考虑周期及安全问题；生物肥又称菌肥，功能菌可能并不能适合所有的土壤，也可能造成生物污染，危害土壤生态系统，且成本较高(每吨上万元)。目前解决病虫害的方法除药剂防治外主要有：农业防治和利用转基因技术改变作物DNA。其中，农业防治因应用上常受地区、劳动力和季节的限制，效果不如药剂防治明显易见；而转基因技术成本较高。
微藻是一类古老而低等但光合利用度较高的自养植物，种类繁多，分布广泛，且生长周期短，产量高，易于培养。目前，微藻已广泛应用于食品、医药、废水处理、生物燃料、农业肥料等各领域。细菌是一类结构简单，在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。细菌对环境，人类和动物既有用处又有危害，在生物复育，抗生素制造，废水处理等领域有着广泛的运用。近年来，有些研究尝试向土壤中投加特定功能的微生物，筛选、制备特定的单一或者复合菌剂对各类土壤进行处理，但这些技术处理效率慢，治理效果有限。我国专利申请，申请号为CN201510631282.X，名称为“一种复合生物菌肥的配方以及制作工艺和应用”，公开了一种以适当比例将褐球固氮菌菌剂、胶质芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂、苏云金芽孢杆菌菌剂混合制备复合菌剂的方法，以达到减少化肥施用量、防虫抗虫的效果，虽然该申请对土壤防治有一定的积极作用，但单纯的细菌对土壤有机质的供应还不足够。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其制备方法和应用，用于解决现有技术中改善土壤，防治病虫害的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，所述菌藻复合剂至少包括以下重量份的组分：
藻 10～20份
菌 10～20份。
优选地，所述藻是固氮蓝藻和/或绿藻。
优选地，还包括载体，所述载体由以下重量份的组分组成：
麦麸 50-60份
桔皮 20-30份。
优选地，所述固氮蓝藻选自念珠藻(Nostocales)、鱼腥藻(Anabaena azotica)或伪枝藻(Scytonemataceae)中的任意一种或几种。
优选地，所述绿藻选自小球藻(Chlorella)、栅藻(Scenedesmus)或微拟球藻(Nannochloropsis)中的任意一种或几种。
优选地，所述菌选自土壤黄杆菌(Flavobacterium Bergey)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、根瘤菌(Rhizobium)、土壤放线菌(Actinomycetes)的任意一种或几种。
本发明的另一方面提供了用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)对所需菌进行培养、增殖；
(2)对所需藻进行培养、增殖，获得藻液；
(3)将步骤(1)中培养获得的菌溶于水中，与载体混合，调节水料比和pH，密封放置，制粒，干燥，获得颗粒；
(4)将步骤(2)制备的藻液进行离心，获得藻，溶于水中，喷洒在步骤(3)制备的颗粒上。
优选地，所述藻是固氮蓝藻和/或绿藻。
优选地，所述固氮蓝藻选自念珠藻(Nostocales)、鱼腥藻(Anabaena azotica)或伪枝藻((Scytonemataceae)中的任意一种或几种。
优选地，所述绿藻选自小球藻(Chlorella)、栅藻(Scenedesmus)或微拟球藻(Nannochloropsis)中的任意一种或几种。
优选地，所述菌选自土壤黄杆菌(Flavobacterium Bergey)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、根瘤菌(Rhizobium)、土壤放线菌(Actinomycetes)的任意一种或几种。
优选地，所述载体由经过麦麸和桔皮组成。
优选地，麦麸和桔皮都是经过121℃，30min灭菌处理过的。
优选地，所述菌和藻的培养方法采用本领域的技术人员已知的常用的培养方法进行培养和增殖。
所述念珠藻(Nostocales)、鱼腥藻(Anabaena azotica)使用BG11-N培养基培养，25℃，生长3～4天，浓度至约为0.5g/L。
所述小球藻(Chlorella)使用TAP培养基培养，25℃，生长1～2天，至浓度约为0.7g/L。
所述伪枝藻((Scytonemataceae)使用BG11-N培养基培养，25℃，生长5～7天，浓度至约为0.5g/L。
所述栅藻(Scenedesmus)、微拟球藻(Nannochloropsis)使用BG11+N培养基培养，25℃，生长3～4天，浓度至约为0.5g/L。
所述恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、土壤黄杆菌(FlavobacteriumBergey)使用LB培养基培养，30℃，生长1天，至浓度约为0.5g/L。
所述根瘤菌使用Azotobacter Medium培养基培养，25℃，生长1～2天，浓度至约为0.5g/L。
所述土壤放线菌(Actinomycetes)使用高氏培养基培养，25℃，生长1～2天，浓度至约为0.5g/L。
所需菌和所需藻通过正交组合的方式筛选获得，具体是指；从土壤表面挑取少许土样于BG11+N琼脂板、BG11-N琼脂板、LB琼脂板，不断纯化直至得到单菌落，在显微镜下观察菌藻形态，确定其所属菌藻科，使用合适的培养基进行培养、鉴定，并扩增培养；将筛选出的菌藻进行正交组合；
优选地，还包括以下技术特征的任意一种或多种：
(2)所述步骤(3)中的料水比1：3—1:5；
(3)所述步骤(3)中密封放置时保持温度在45～50℃；
(4)所述步骤(3)中的干燥时控制温度在30-33℃；
(5)所述步骤(3)中的pH为7～7.2；
本发明的另一方面还提供了用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂用于改良土壤的用途。
本发明的另一个方面还提供了用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的使用方法，使用时每平方米土壤中菌干重至少0.005g。
如上所述，本发明的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂及其被方法和应用，具有以下有益效果：
1.本发明利用微藻做肥料，微藻环境适应性强，繁殖速度快，光合速率高微藻可直接利用光、二氧化碳和含氮、磷等元素的简单营养物质快速生长，并在细胞内合成蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素等高价值的营养成分；其中，蓝藻还可固氮，可以有效补充土壤作物生长所需的营养物质。
2.本发明采用藻体为菌剂提供营养物质，操作简单，有效节约成本，适于大规模农田。
3.微藻定向菌剂微生物肥的使用，可以定向防治病虫害，增加作物品质，可减少化学氮肥的使用，避免了农药使用带来的一系列食品、环境问题。
4.用微藻定向菌剂微生物肥，增加土壤微生物群落，从根本上改良土壤，减少化肥、农药对土壤造成的二次污染及对土壤成分和结构的破坏，从根本上改良土壤。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围；在本发明说明书和权利要求书中，除非文中另外明确指出，单数形式“一个”、“一”和“这个”包括复数形式。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
除非另外说明，本发明中所公开的实验方法、检测方法、制备方法均采用本技术领域常规的分子生物学、生物化学、染色质结构和分析、分析化学、细胞培养、重组DNA技术及相关领域的常规技术。这些技术在现有文献中已有完善说明，具体可参见Sambrook等MOLECULAR CLONING：A LABORATORY MANUAL，Second edition，Cold Spring HarborLaboratory Press，1989and Third edition，2001；Ausubel等，CURRENT PROTOCOLS INMOLECULAR BIOLOGY，John Wiley&Sons，New York，1987and periodic updates；theseries METHODS IN ENZYMOLOGY，Academic Press，San Diego；Wolffe，CHROMATINSTRUCTURE AND FUNCTION，Third edition，Academic Press，San Diego，1998；METHODS INENZYMOLOGY，Vol.304，Chromatin(P.M.Wassarman and A.P.Wolffe，eds.)，AcademicPress，San Diego，1999；和METHODS IN MOLECULAR BIOLOGY，Vol.119，ChromatinProtocols(P.B.Becker，ed.)Humana Press，Totowa，1999等。
实施例1
对崇明废弃土壤进行优势藻种和功能菌种的筛选、纯化，经鉴定，有三种优势藻种，两种功能菌。其中，有两种蓝藻，分别是颤藻(Oscillatoria)和鱼腥藻(Anabaenaazotica)；一种绿藻，小球藻(Chlorella)；两种功能菌种，分别是恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和土壤放线菌(Actinomycetes)。对优势藻种和功能菌种进行正交组合筛选，筛选最佳藻种和功能菌种，分别是小球藻(Chlorella)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。扩培功能菌(恶臭假单胞菌)，离心，取15g用去离子水(已灭菌)混合均匀；对100g混合载体(麦麸55％，桔皮23％)进行灭菌，并将功能菌加入混合载体中，调节料水比按重量记为1:3，调节pH到7，50℃，密封两天，33℃干燥，制粒，获得含有功能菌的载体颗粒。将扩培的小球藻(Chlorella)离心，取10g加入去离子水(已灭菌)混匀，均匀喷洒在含有功能菌的载体颗粒表面。低温烘干，将形成的菌藻复合物均匀施用农田，测得土地中含有功能菌的干重为0.005g/m2，不种植作物，通过测定土壤pH，TOC，TN，土壤微生物量，发现土质得到明显改善，其中，土壤环境由强碱性(8.5-8.4)转变为碱性(7.7-7.8)；土壤有机质增加了10mg/g；土壤氮含量增加了3mg/g；土壤微生物群落增多。
实施例2
对崇明水稻土壤进行优势藻种和功能菌种进行筛选、纯化，经鉴定，有三种优势藻种和三种功能菌种。其中，有两种蓝藻，分别是鱼腥藻(Anabaena azotica)和念珠藻(Nostocales)；一种绿藻，小球藻(Chlorella)；有三种功能菌种，分别是恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、土壤黄杆菌(Flavobacterium Bergey)和革兰氏阴性菌(即根瘤菌)(Rhizobium)。对优势藻种和功能菌种进行对比，筛选最佳藻种和功能菌种，分别是念珠藻(Nostocales)和小球藻(Chlorella)以及功能菌种恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)。扩培功能菌(恶臭假单胞菌)至0.7g/L，离心，取20g用去离子水(已灭菌)混合均匀；对100g混合载体(麦麸50％，桔皮30％)进行灭菌，将功能菌加入到混合载体中，调节料水比至1:4(重量比)，调节pH到7.1，45℃，密封两天，制粒，30℃干燥；将扩培的念珠藻(Nostocales)(10g)、小球藻(Chlorella)(10g)离心，共20g加入去离子水(已灭菌)混匀，均匀喷洒在载体颗粒表面。低温烘干，将形成的菌藻复合物均匀施用，测得土地中含有功能菌的干重为0.05g/m2，种植水稻，有效避免水稻烂秧病，大幅提高水稻成活率，由80％提升至90％。
实施例3
针对苜蓿草土壤，进行优势藻种和功能菌种进行筛选、纯化，经鉴定，有三种优势藻种和两种功能菌种。其中，有两种蓝藻，分别是鱼腥藻(Anabaena azotica)和颤藻；一种绿藻，小球藻(Chlorella)；有三种功能菌种，分别是土壤黄杆菌(Flavobacterium Bergey)和革兰氏阴性菌(即根瘤菌)(Rhizobium)。对优势藻种和功能菌种进行对比，筛选最佳藻种和功能菌种，分别是鱼腥藻(Anabaena azotica)和功能菌种土壤黄杆菌(FlavobacteriumBergey)。扩培功能菌(土壤黄杆菌)至0.5g/L，离心，取10g用去离子水(已灭菌)混合均匀；对100g混合载体(麦麸60％，桔皮20％)进行灭菌；将功能菌加入到混合载体中，调节料水比为1:5(重量比)，调节pH到7，48℃，密封两天，制粒，31℃干燥；将扩培的鱼腥藻(Anabaenaazotica)离心，取15g加入去离子水(已灭菌)混匀，均匀喷洒在载体表面。低温烘干，将形成的菌藻复合物均匀施用，施加到土壤时，菌干重达0.5g/m2，种植苜蓿草，苜蓿草品质较高，产量较往年增长1.5倍。
实施例4
针对三叶草土壤，进行优势藻种和功能菌种进行筛选、纯化，经鉴定，有三种优势藻种和两种功能菌种。其中，有两种蓝藻，分别是伪枝藻(Scytonemataceae)和颤藻(Oscillatoria)；一种绿藻，小球藻(Chlorella)；有两种功能菌种，分别是土壤黄杆菌和革兰氏阴性菌(即根瘤菌)(Rhizobium)。对优势藻种和功能菌种进行对比，筛选最佳藻种和功能菌种，分别是伪枝藻(Scytonemataceae)和功能菌种革兰氏阴性菌(即根瘤菌)(Rhizobium)。扩培功能菌(革兰氏阴性菌(即根瘤菌))至0.5g/L，离心，取13g用去离子水(已灭菌)混合均匀；对100g混合载体(麦麸55％，桔皮26％)进行灭菌，将功能菌加入载体中，调节料水比为1:4.5，调节pH到7，46℃，密封两天，制粒，32℃干燥，此时，；将扩培的伪枝藻(Scytonemataceae)离心，取18g加入去离子水(已灭菌)混匀，均匀喷洒在载体表面。低温烘干，将形成的菌藻复合物均匀施用，测得土地中含有功能菌的干重为0.1g/m2，测得种植三叶草，与同期种植但未施加菌藻复合制剂的三叶草相比，施加菌藻复合制剂，可以有效防治白三叶草花叶病毒(WCMV)，得到品质较高的三叶草，产量也较往年增长1.5倍。
实施例5
针对油菜土壤，进行优势藻种和功能菌种进行筛选、纯化，经鉴定，有三种优势藻种和两种功能菌种。其中，有两种蓝藻，分别是鱼腥藻(Anabaena azotica)和伪枝藻(Scytonemataceae)；一种绿藻，伪拟球藻(Nannochloropsis)；有两种功能菌种，分别是土壤黄杆菌(Flavobacterium Bergey)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。对优势藻种和功能菌种进行对比，筛选最佳藻种和功能菌种，分别是鱼腥藻(Anabaena azotica)和功能菌种土壤黄杆菌(Flavobacterium Bergey)。扩培功能菌(土壤黄杆菌)至0.5g/L，离心，取20g用去离子水(已灭菌)混合均匀；对100g混合载体(麦麸58％，桔皮27％)进行灭菌，将功能菌加入载体中，调节pH到7.2，调节料水比为1:4，50℃，密封两天，制粒，30℃干燥；将扩培的鱼腥藻(Anabaena azotica)离心，取12g加入去离子水(已灭菌)混匀，均匀喷洒在载体表面。低温烘干，将形成的菌藻复合物均匀施用，测得土地中含有功能菌的干重为0.1g/m2，种植油菜，与同期种植但未施加菌藻复合制剂的油菜相比，施加菌藻复合制剂，可以有效防治白锈病，得到品质较高的油菜，产量较往年增长1.5倍。
以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法、组合物的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，其特征在于，所述菌藻复合剂至少包括以下重量份的组分：
藻 10～20份
菌 10～20份。
2.根据权利要求1所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，其特征在于：所述藻是固氮蓝藻和/或绿藻。
3.根据权利要求1所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，其特征在于，还包括载体，所述载体由以下重量份的组分组成：
麦麸 50-60份
桔皮 20-30份。
4.根据权利要求2所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，其特征在于：所述固氮蓝藻选自念珠藻、鱼腥藻或伪枝藻中的任意一种或几种。
5.根据权利要求2所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，其特征在于：所述绿藻选自小球藻、栅藻或微拟球藻中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂，其特征在于：所述菌选自土壤黄杆菌、恶臭假单胞菌、根瘤菌或土壤放线菌的任意一种或几种。
7.如权利要求1-6所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：
(1)对所需菌进行培养、增殖；
(2)对所需藻进行培养、增殖，获得藻液；
(3)将步骤(1)中培养获得的菌溶于水中，与载体混合，调节料水比和pH，密封发酵，制粒，干燥，获得颗粒；
(4)将步骤(2)制备的藻液进行离心，获得藻，溶于水中，喷洒在步骤(3)制备的颗粒上。
8.根据权利要求7所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述菌选自土壤黄杆菌、恶臭假单胞菌、根瘤菌或土壤放线菌中的任意一种或几种。
9.根据权利要求7所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述藻是固氮蓝藻和/或绿藻。
10.根据权利要求9所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述绿藻选自小球藻、栅藻或微拟球藻中的任意一种或几种。
11.根据权利要求9所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述固氮蓝藻选自念珠藻、鱼腥藻或伪枝藻中的任意一种或几种。
12.根据权利要求9所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述载体由麦麸和桔皮组成。
13.根据权利要求1所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括以下技术特征的任意一种或多种：
(1)所述步骤(3)中的料水比按重量比记1:3～1:5；
(2)所述步骤(3)中密封发酵时保持温度在45～50℃；
(3)所述步骤(3)中的干燥时控制温度在30-33℃；
(4)所述步骤(3)中的pH为7～7.2。
14.如权利要求1-6所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂用于改良土壤的用途。
15.如权利要求1-6所述的用于土壤改良、定向防治病虫害的菌藻复合剂的使用方法，其特征在于，使用时每平方米土壤中菌干重至少0.005g。
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