CN106577772B

CN106577772B - 一种生物种衣剂及其应用

Info

Publication number: CN106577772B
Application number: CN201611096156.XA
Authority: CN
Inventors: 宗睿; 李佩佩; 刘鲁民; 刘金
Original assignee: Qingdao Hexie Biotechnology Co ltd; Qingdao Vland Biotech Group Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hexie Biotechnology Co ltd; Qingdao Vland Biotech Group Co Ltd
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2036-12-02
Also published as: CN106577772A

Abstract

本发明涉及农用微生物技术领域，具体涉及一种生物种衣剂及其应用。所述的生物种衣剂通过多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌三种有益微生物的协同作用，以及外源植酸酶的添加，能显著提高水稻、玉米等农作物种子的萌发效果，种子的发芽率和成秧率普遍高于对照组，秧苗的茎粗壮，根系发达，株高增长超过23%，且对地下害虫的防治效率超过95%，水稻恶苗病，玉米丝黑穗病、茎基腐病的防治效果达到85%以上，能有效减少农作物种植过程中农药的施用量，减少环境污染，保证粮食安全。而且，本发明提供的生物种衣剂通过提高种子萌发效率和质量，最终能有效实现农作物的增产，使玉米、水稻、小麦、大豆等农作物的产量普遍增加6‑10%，效果显著。

Description

一种生物种衣剂及其应用

技术领域

本发明涉及农用微生物技术领域，具体涉及一种包含微生物的生物种衣剂及其在农业生产中的应用。

背景技术

种子包衣技术是在传统浸种、拌种技术的基础上发展起来的一项种子加工新技术，使种子处理更加方便、安全和有效。种衣剂是一种用于作物或其它植物种子处理的、具有成膜特性的农药制剂。生物种衣剂则是以生物制剂为有效成份的一种新型种衣剂，含有对作物有效益的微生物或其分泌物，如木霉菌、根瘤菌，固氮菌等。

我国研究生物型种衣剂较成功的是浙丰牌ZSB生物种衣剂，己于1990年获得专利。一般能使水稻增产5％～7％、玉米8％～10％、小麦5％～10％、油菜5％～10％、西瓜10％以上，棉花、萝、蔬菜、豆类等的增产幅度在6％～10％，并且能减轻水稻细菌性条斑病、白叶枯病、纹枯病、恶苗病；红麻炭疽病；黄麻立枯病；玉米矮缩病；小麦赤霉病等农作物病害。此外，有研究表明，将ZSB生物种衣剂与GA混合包衣玉米种子，ZSB生物种衣剂与GA的互作对3玉米种子发芽及幼苗生长有显著的促进作用。方新等研究的BA生物种衣剂是有多重分别具有固氮、解磷、解钾作用的细菌和放线菌按一定比例复合配制而成，活性成分主要为维涅兰德固氮菌、巨大芽抱杆菌、胶质芽胞杆菌、径阳链霉菌混合配制而成。其主要作用是固定、分解空气、土壤中不能被作物吸收的养分，增加作物吸收土壤中养分的能力，使作物根系发达、植株健壮，发病率低，抗逆性强，从而达到增加产量。

相对于化学种衣剂来说，生物种衣剂有很多优点：(1)很多微生物是从土壤中分离的，能够很好的改善种子与土壤的相容性，架构有益的微生物环境，促进种子的发芽生长，有些微生物能促进作物生长、增强作物抗逆能力；(2)生物种衣剂的活性成分来自天然存在的活体生物或化合物，原料丰富，易于生产，成本低；(3)在自然界中会自然代谢、分解快、残留少，施用于环境中或作物上不易产生残留，不会引起生物富集现象，对环境污染小；(4)对非靶标生物安全性好，无论对人畜还是对种子均无负面影响，也是生物种衣剂一个很重要的优点；(5)使用范围广，能广泛适用于各类农作物种子。由于上述优点，积极开发生物种衣剂，部分或完全代替化学种衣剂的使用已成为生物防治中研究的热点。

目前，利用微生物代谢产物或活体微生物作为活性成分是生物型种衣剂中主要研究方向。种衣剂中的生防菌或有益微生物在种子内部或表面定殖，在植株生长发育过程中，生防菌或有益微生物沿着根际或根内扩展。在生防菌或有益微生物扩展过程中，通过单一或复合机制如营养和空间竞争、改善植物生理代谢、诱导提高植物抗性等，达到防治病虫害、促进植物生长发育、提高植物抵抗力等目的。

然而，我国生物种衣剂市场比较薄弱，产品品质差，品种相对单一，研制优质、安全的新型生物种衣剂是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术问题，提供了一种生物种衣剂。所述种衣剂包含三种微生物菌株，三者协同作用，能有效提高种子的萌发率，提高农作物的产量。

本发明一方面提供了一种生物种衣剂，包含多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的混合发酵液。

所述多粘类芽孢杆菌，保藏编号为CCTCC NO:M2016138。

所述蜡状芽孢杆菌，保藏编号为CGMCC NO.3836

所述短小芽孢杆菌，保藏编号为CCTCC NO:M 2012428。

所述混合发酵液中活菌数约为10¹⁰CFU/mL。

所述混合发酵液中多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的活菌数比例约为3-5:2-3:2。

进一步优选的，所述混合发酵液中多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的活菌数比例约为3:2:2。

所述生物种衣剂，还包含植酸酶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、淀粉、吐温80、碳酸钙和色素。

所述生物种衣剂中植酸酶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、淀粉、吐温80和色素的含量分别为植酸酶2000-3000U/mL、海藻酸钠4-9％(w/v)、羧甲基纤维素钠3-5％(w/v)、淀粉4-7％(w/v)、吐温80 3-4％(v/v)、碳酸钙1-2％、色素0.3-0.5％(w/v)。

进一步优选的所述生物种衣剂中植酸酶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、淀粉、吐温80和色素的含量分别为3000U/mL、海藻酸钠6％(w/v)、羧甲基纤维素钠5％(w/v)、淀粉4.5％(w/v)、吐温80 3％(v/v)、碳酸钙1.5％、色素0.3％(w/v)。

所述生物种衣剂在农作物种植中的应用，具体是按1:25-100(v/w)的比例将所述生物种衣剂与种子充分搅拌，直到生物种衣剂均匀分布到种子表面，晾干后即可播种。

本发明提供的生物种衣剂通过三种有益微生物的协同作用，以及外源植酸酶的添加，能显著提高水稻、玉米等农作物种子的萌发效果，种子的发芽率和成秧率普遍高于对照组，秧苗的茎粗壮，根系发达，株高增长超过23％，且对地下害虫的防治效率超过95％，水稻恶苗病，玉米丝黑穗病、茎基腐病的防治效果达到85％以上，能有效减少农作物种植过程中农药的施用量，减少环境污染，保证粮食安全。而且，本发明提供的生物种衣剂通过提高种子萌发效率和质量，最终能有效实现农作物的增产，使玉米、水稻、小麦、大豆等农作物的产量普遍增加6-10％，效果显著。

具体实施方式

本发明实施例中所述的多粘类芽孢杆菌筛选自土壤中，命名为多粘类芽孢杆菌VP-3(Paenibacillus polymyxa VP-3)，已于2016年3月23日保藏于中国武汉武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M2016138。

本发明实施例中所述的短小芽孢杆菌筛选自肉鸡养殖场的土壤，命名为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)BP14，已于2012年10月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC NO:M 2012428。

本发明实施例中所述的蜡状芽孢杆菌筛选自养殖水体中，命名为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)SC2，已于2010年5月13日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(简称CGMCC)，保藏编号为：CGMCC NO.3836。

本发明实施例中所述植酸酶购自潍坊康地恩生物科技有限公司，酶活为10000U/g。

实施例1微生物混合发酵液的制备方法

1、将多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌分别进行活化；按照2-5％的比例将活化后的多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌依次接种到种子培养基(LB培养基)中进行混合培养；35℃、120rpm/min条件下，摇床培养36～48h，得到一级种子液；

2、按10～15％接种量，将一级种子液转接到种子罐内的二级种子培养基(各组分及其质量比分别为：淀粉1.5～3％，麸皮粉1～2％，酵母膏0.05～0.3％，蛋白胨0.5～1％，磷矿粉1～2％，MgSO₄·7H₂O 0.01～0.05％，CaCl₂ 0.1～0.4％，(NH4)₂SO₄ 0.01～0.04％，余量为水，pH7.0～7.2)，在28～37℃，转速100rpm/min，通气量为1000L/h，罐压保持在0.02～0.03MPa条件下培养36～48h，得到二级种子液；

3、按10～15％接种量，将二级种子液接种到发酵罐内的发酵培养基(培养基组分与二级种子培养基相同)，在28～37℃，转速100rpm/min，通气量为10000L/h、罐压保持在0.02～0.03MPa条件下培养48～72h。培养后的发酵液中有效活菌数≧1×10¹⁰CFU/mL，其中多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的活菌比例约为3-5:2-3:2。

实施例2生物种衣剂的制备方法

一种生物种衣剂，其组分及含量分别为：多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的混合发酵液(活菌数约为10¹⁰CFU/mL，三种菌的活菌数比例约为4：3：2)、植酸酶、海藻酸钠、淀粉、碳酸钙、吐温80和色素的含量分别为植酸酶2000U/mL、海藻酸钠9％(w/v)、羧甲基纤维素钠3％(w/v)、淀粉4％(w/v)、吐温80 3％(v/v)、碳酸钙1％、色素0.3％(w/v)；将其命名为种衣剂1号。

按上述生物种衣剂中的各原料计量分别称取各原料，先将水加热至50℃，将海藻酸钠、淀粉搅拌加入水中，完全溶解成成膜溶剂后，再加入碳酸钙、吐温80和色素混合均匀，于砂磨机中碾磨4h制备成悬浮剂，然后加入实施例1制得的混合发酵液和植酸酶，混匀即为生物种衣剂。

实施例3

一种生物种衣剂，其组分及含量分别为：一种生物种衣剂，其组分及含量分别为：多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的混合发酵液(活菌数约为10¹⁰CFU/mL，三种菌的活菌数比例约为3：2：2)、植酸酶、海藻酸钠、淀粉、碳酸钙、吐温80和色素的含量分别为植酸酶3000U/mL、海藻酸钠6％(w/v)、羧甲基纤维素钠5％(w/v)、淀粉4.5％(w/v)、吐温80 4％(v/v)、碳酸钙1.5％、色素0.3％(w/v)；将其命名为种衣剂2号。

制备方法同实施例2。

实施例4

一种生物种衣剂，其组分及含量分别为：一种生物种衣剂，其组分及含量分别为：多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的混合发酵液(活菌数约为10¹⁰CFU/mL，三种菌的活菌数比例约为5：3：2)、植酸酶、海藻酸钠、淀粉、碳酸钙、吐温80和色素的含量分别为植酸酶2800U/mL、海藻酸钠4％(w/v)、羧甲基纤维素钠4％(w/v)、淀粉7％(w/v)、吐温803.5％(v/v)、碳酸钙2％、色素0.5％(w/v)；将其命名为种衣剂3号。

制备方法同实施例2。

实施例5生物种衣剂在水稻种子包衣中的应用

取10mL生物种衣剂，将种衣剂与水稻种子按照1:60的比例充分搅拌，直到种衣剂均匀分布到种子表面，晾干后即可播种，播种后观察种子发芽、出苗等生长情况以及病虫害发生情况，同时以相同比例的清水与种子混匀，晾干后再播种，作为对照组。结果表1所示。

表1生物种衣剂处理后的水稻种子萌发情况

从表1的结果可知，与对照组相比，本发明提供的生物种衣剂1-3号处理后的种子发芽率和成秧率得到明显提高，株高增长超过23％，秧苗的茎粗壮，根系发达，秧苗的整体质量得到显著提升。此外，所述生物种衣剂对水稻恶苗病的防治效果达到85％以上，取得了意料不到的效果。

实施例6生物种衣剂在玉米种子包衣中的应用

取10mL生物种衣剂，将种衣剂与玉米种子按照1:70的比例充分搅拌，直到种衣剂均匀分布到种子表面，晾干后即可播种，播种后观察种子发芽、出苗等生长情况以及病虫害发生情况，同时以相同比例的清水与种子混匀，晾干后再播种，作为对照组。结果如表2所示。

表2生物种衣剂处理后的玉米种子萌发情况

处理	发芽率	成苗率	株高增长	地下害虫防效	病害防效
						对照组	69.1％	82.3％	0	0	0
种衣剂1	92.4％	97.8％	35％	95％	89.6％
						种衣剂2	93.5％	98.5％	37％	96.6％	89.9％
种衣剂3	91.7％	97.3％	35.2％	95.1％	88.5％

从表2的实验结果可以看出，与对照组相比，本发明提供的生物种衣剂1-3号处理后的玉米种子的发芽率、成苗率得到明显提高，玉米株高增长超过35％，且对玉米地下虫害的防治效果达到95％以上，对玉米常见的丝黑穗病、茎基腐病的防治效果达到88.5％以上。

实施例7生物种衣剂对玉米增产的影响

试验地点：在山东省青岛市平度市前头村。

将本发明提供的1-3号生物种衣剂按照1:50的比例对玉米种子分别进行包被处理，空白对照组为未包被种衣剂的种子。

选择土质情况相当的12个地块进行试验，每个地块100平方米。将12个地块分成四组，每组随机选择3个地块，分别作为空白对照组和3个种衣剂处理组的试验用地。在每个地块上按照常规方法均匀播种上述玉米种子1kg。

玉米从播种到收获期间，保证水肥充足，科学管理。收获时，将每个地块的玉米种子晒干后称重，并折算成亩产，计算平均亩产以及评价本发明所提供的生物种衣剂对玉米的增产情况，具体结果见表3。

表3生物种衣剂处理后的玉米产量比较(kg/亩)

处理	试验1	试验2	试验3	平均	增产
						空白对照组	567	592	586	581.6	-
种衣剂1号	602	613	633	616	6％
						种衣剂2号	610	628	639	625.7	7.6％
种衣剂3号	606	629	631	622	7％

从表3的数据可以看出，与空白对照组相比，本发明提供的生物种衣剂1-3号处理组的玉米产量普遍提高了6-7.6％，增产效果显著。从而说明，本发明提供的生物种衣剂通过提高种子萌发效率和质量，最终能有效实现农作物的增产，增加经济效益，取得了意料不到的技术效果。

除了玉米之外，本发明提供的生物种衣剂对水稻、小麦、大豆等农作物均有明显的增产作用，产量普遍增加6-10％，效果显著。

Claims

1.一种生物种衣剂，其特征在于，所述的生物种衣剂包含多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)的混合发酵液；所述的多粘类芽孢杆菌，保藏编号为CCTCC NO:M2016138，所述的蜡状芽孢杆菌，保藏编号为CGMCC NO.3836，所述的短小芽孢杆菌，保藏编号为CCTCC NO:M2012428；所述的混合发酵液中活菌数为10¹⁰CFU/mL；所述的混合发酵液中多粘类芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和短小芽孢杆菌的活菌数比例为3-5:2-3:2；

所述的生物种衣剂还包含有植酸酶2000-3000U/mL、海藻酸钠4-9％(w/v)、羧甲基纤维素钠3-5％(w/v)、淀粉4-7％(w/v)、吐温-80 3-4％(v/v)、碳酸钙1-2％、色素0.3-0.5％(w/v)。

2.如权利要求1所述的生物种衣剂，其特征在于，所述的生物种衣剂中植酸酶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、淀粉、吐温80和色素的含量分别为植酸酶3000U/mL、海藻酸钠6％(w/v)、羧甲基纤维素钠5％(w/v)、淀粉4.5％(w/v)、吐温80 3％(v/v)、碳酸钙1.5％、色素0.3％(w/v)。

3.权利要求1或2所述的生物种衣剂在农作物种植中的应用，其特征在于，所述的应用是按1:25-100(v/w)的比例将生物种衣剂与种子充分搅拌，直到生物种衣剂均匀分布到种子表面，晾干后即可播种。