一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料及其制造方法
技术领域
本发明涉及农业种植领域,尤其涉及一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料及其制造方法。
背景技术
盐碱地是盐类集积的一个种类,是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长,根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷,其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累计有关,因而碱化度普遍较高,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。
微生物肥料是指一类含有活的微生物并在使用中能获得特定肥料效应能增加植物产量或提高品质的生物制剂。
在国内已申请的相关专利中,专利《微生物生态改良盐碱地的方法》(申请号:201510984701.8,公开日:2016-05-25)公开了一种微生物生态改良盐碱地的方法,采用乳酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、细黄链霉菌、产朊假丝酵母、枯草芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌和嗜热放线菌作为目标微生物,然后加之于有机质基体的微生物生态肥料,但该肥料所采用的微生物大多并不能适应高盐碱环境(例:乳杆菌、酵母菌生长PH值一般在5左右)因此治理时效短,并且受限于这些菌种的生命活动方式和活动产物,这种微生物生态肥料没有降低土壤含盐碱量的作用,而该专利中所提到的所有菌均不擅长分解有机质转化为无机物,无法增加土壤肥度,所有微生物功能相近,因此相互之间并无互补,综合治理效果不好;专利《一种农业用绿色微生物盐碱地改良剂》(申请号:201010131080.6,公开日:2011-09-28)公开了一种包括光合菌、增产菌、乳酸菌、放线菌和枯草芽孢杆菌的碱性肥料,这种肥料由于本身呈碱性,因此对降低土壤盐碱度没有帮助,同时由于没有公开大部分功能菌的具体菌属,不能形成完整的技术方案(例:光合菌、放线菌均有很多种类,有耐酸的、耐碱的和中性的等,有些甚至是产毒菌)。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明旨在提供一种能降低土壤盐碱度、增加土壤肥度、各种有效微生物功能互补,综合治理效果好,治理时效长的用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料及其制造方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料,由基础肥料、改良肥料、保藏有增肥目标微生物的营养粉体组成,其中:所述基础肥料为普通农家肥;所述改良肥料为磷石膏粉;所述目标微生物包括嗜盐耐碱自生固氮菌、白腐真菌、耐盐碱解磷菌;所述营养粉体由重量比按4-5∶2-3∶3混合的黄豆粉、玉米粉和米糠组成;所述微生物肥料按重量份包括:普通农家肥120-150份、磷石膏粉1-2份、保藏有目标微生物的营养粉体10-12份;所述保藏有目标微生物的营养粉体按重量份包括:保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体3-4份、保藏有白腐真菌的营养粉体4-5份、保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体3-4份。
上述一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料的制造方法,包括以下步骤:
1)嗜盐耐碱自生固氮菌的筛选与培育
①对目标盐碱土壤进行分析检测,确定其PH值及主要盐碱成份;
②根据步骤①检测出的结果,在标准Ashby无氮培养基的成份中加入适量的与土壤检测结果一致的盐碱成份,至培养基PH值至10-11,盐浓度10%-12%,获得改良Ashby无氮培养基;
③采集目标盐碱土壤,制成土壤浑浊液,并在试管中进行梯度稀释至稀释至10-5-10-6;
④将步骤③获得的稀释后的土壤浑浊液选取0.1ml均匀涂布在标准Ashby无氮培养基上,然后,本步骤再重复两次,获得自生固氮菌筛选培养基;
⑤将步骤④获得的自生固氮菌筛选培养基放置于28℃-32℃下,培养3-5天,将生长出的菌落按不同形态且按覆盖面积由大至小筛选覆盖面积较大的4-5株菌株,并按标准方法进行纯化,至少纯化5次,获得4-5个自生固氮菌单菌落;
⑥将步骤⑤获得的4-5个自生固氮菌单菌落分别移植到不同的步骤②获得的改良Ashby无氮培养基上,放置于28℃-32℃下,培养3-5天,选取覆盖面积最大的菌株,即为筛选出的嗜盐耐碱自生固氮菌种子菌株;
⑦将步骤⑥获得的嗜盐耐碱自生固氮菌种子菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在28℃-32℃,30%-50%相对湿度环境下,培养5-7天,即获得保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体;
2)白腐真菌的筛选与培育环境下培育
①对盐碱土壤进行分析检测,确定其PH值及主要盐碱成份;
②根据步骤①检测出的结果,选用含相同盐碱成份且相同PH值的纤维素分解菌培养基对白腐真菌进行驯化,再采用标准培养方法对驯化后的菌株进行纯化和分离;所述纯化方法为平板划线法,至少划分4个区,纯化周期为3-4周,至少纯化2次;将纯化后获得的白腐真菌从培养基上分离出来,即获得目标白腐真菌种子菌株;
③将步骤②获得的白腐真菌种子菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在30℃-35℃环境下培育7天-10天,即获得所需保藏有白腐真菌的营养粉体;
3)耐盐碱解磷菌的筛选与培育
①按下列重量成份配制筛选培养基:葡萄糖15g-20g、硝酸钾0.9g-1.1g、硫酸亚铁3mg-4mg、硫酸锌0.1mg-0.2mg、硫酸铜0.05mg-0.1mg、硼酸0.5mg-1mg、氯化钙0.02mg-0.05mg、硫酸锰0.2mg-0.5mg、磷酸钙20g-30g、琼脂15g-20g、纯净水800g-1200g;
②采用稀盐酸将该培养基的PH值调整至8-8.5,即获得筛选培养基;
③采集目标盐碱土壤,制成土壤浑浊液,并在试管中进行梯度稀释至稀释至10-5-10-6;
④将步骤③获得的稀释后的土壤浑浊液选取0.1ml均匀涂布在步骤②获得的筛选培养基上,然后,本步骤再重复两次,获得耐盐碱解磷菌筛选培养基;
⑤将步骤④获得的耐盐碱解磷菌筛选培养基置于28℃-30℃环境下培育5天-8天,选取溶磷圈直径最大的菌落,按标准方法进行纯化,至少纯化5次,即获得耐盐碱解磷菌种子菌落
⑥按下列重量成份配制种子培养基:葡萄糖10g-12g、氟磷酸钙4g-6g、氯化镁4g-6g、硫酸镁0.2g-0.3g、氯化钾0.2g-0.3g、硫酸铵0.1g-0.15g,纯净水800g-1200g;
⑦将步骤⑤获得的耐盐碱解磷菌种子菌落植入步骤⑥获得的种子培养基,在28℃-30℃环境下培育3天-5天,即获得待用耐盐碱解磷菌菌株;
⑧将步骤⑦获得的待用耐盐碱解磷菌菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在28℃-30℃环境下培育7天-10天,即获得所需保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体;
4)肥料配比与制造
①按权利要求1所述比例将保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体、保藏有白腐真菌的营养粉体、保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体机械混合均匀,制成保藏有目标微生物的营养粉体;
②按权利要求1所述比例将普通农家肥、磷石膏粉与步骤①获得的保藏有目标微生物的营养粉体机械混合均匀,即制得预制微生物肥料;
③将步骤②获得的预制微生物肥料存放于温度20℃-25℃,相对湿度20%-30%的通风环境下保存待用,即获得所需用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料。
与现有技术比较,本发明由于采用了上述方案,具有以下优点:采用Ashby无氮培养基筛选的菌株必定是自生固氮菌(其它常规菌在无氮环境下无法生存),因为筛选培养基为PH值10-11,盐浓度10%-12%的重度盐碱环境(一般盐碱地表层最高盐浓度在1%-10%范围,PH值在8-10范围),因此筛选出的自生固氮菌为嗜盐耐碱自生固氮菌,能在盐碱环境下快速生长繁殖,而且这种菌会自动富集盐分,降低土壤的盐浓度;由于白腐真菌经过碱性环境的驯化,正好与盐碱土壤的环境相适应,因此可以长期生存,白腐真菌可以快速对作物死坏根茎进行分解,同时也能快速分解营养粉末,产生大量生态无机营养质供给给作物营养,可以在减少消耗的同时增加盐碱土壤肥度,同时其分泌物可通过胞外沉淀的方式固化重金属,减少其对植物的危害,并使土壤不易板结,并且其大部分分解产物均呈酸性,能有效降低盐碱地的碱度;经过合理方式筛选的耐盐碱解磷菌同样能适应重度盐碱环境,并能在盐碱环境下快速生长繁殖,该菌能有效快速分解加入的磷石膏粉及土壤中其它含磷有机物,分解出土壤中植物易吸收的活性磷元素(植物在自然土壤中最难吸收到磷),快速增肥贫弱的盐碱土壤;由上可知,三种有效微生物可以综合适性各种常规盐碱土壤,适用范围广,且能在盐碱环境下自行生长繁殖,治理时效长,达到长效治理和不断扩大范围治理的目的,综合治理效果好。
具体实施方式
实施例1:
一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料,普通农家肥120份、磷石膏粉1份、保藏有目标微生物的营养粉体10份组成;所述目标微生物包括嗜盐耐碱自生固氮菌、白腐真菌、耐盐碱解磷菌;所述营养粉体由重量比按4∶2∶3混合的黄豆粉、玉米粉和米糠组成;所述保藏有目标微生物的营养粉体按重量份包括:保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体3份、保藏有白腐真菌的营养粉体4份、保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体3份。
上述一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料的制造方法,包括以下步骤:
1)嗜盐耐碱自生固氮菌的筛选与培育
①对目标盐碱土壤进行分析检测,确定其PH值及主要盐碱成份;
②根据步骤①检测出的结果,在标准Ashby无氮培养基的成份中加入适量的与土壤检测结果一致的盐碱成份,至培养基PH值至10,盐浓度10%,获得改良Ashby无氮培养基;
③采集目标盐碱土壤,制成土壤浑浊液,并在试管中进行梯度稀释至稀释至10-5;
④将步骤③获得的稀释后的土壤浑浊液选取0.1ml均匀涂布在标准Ashby无氮培养基上,然后,本步骤再重复两次,获得自生固氮菌筛选培养基;
⑤将步骤④获得的自生固氮菌筛选培养基放置于28℃下,培养3天,将生长出的菌落按不同形态且按覆盖面积由大至小筛选覆盖面积较大的4株菌株,并按标准方法进行纯化,纯化5次,获得4个自生固氮菌单菌落;
⑥将步骤⑤获得的4个自生固氮菌单菌落分别移植到不同的步骤②获得的改良Ashby无氮培养基上,放置于28℃下,培养3天,选取覆盖面积最大的菌株,即为筛选出的嗜盐耐碱自生固氮菌种子菌株;
⑦将步骤⑥获得的嗜盐耐碱自生固氮菌种子菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在28℃,30%相对湿度环境下,培养5天,即获得保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体;
2)白腐真菌的筛选与培育环境下培育
①对盐碱土壤进行分析检测,确定其PH值及主要盐碱成份;
②根据步骤①检测出的结果,选用含相同盐碱成份且相同PH值的纤维素分解菌培养基对白腐真菌进行驯化,再采用标准培养方法对驯化后的菌株进行纯化和分离;所述纯化方法为平板划线法,划分4个区,纯化周期为3周,纯化2次;将纯化后获得的白腐真菌从培养基上分离出来,即获得目标白腐真菌种子菌株;
③将步骤②获得的白腐真菌种子菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在30℃环境下培育7天,即获得所需保藏有白腐真菌的营养粉体;
3)耐盐碱解磷菌的筛选与培育
①按下列重量成份配制筛选培养基:葡萄糖15g、硝酸钾0.9g、硫酸亚铁3mg、硫酸锌0.1mg、硫酸铜0.05mg、硼酸0.5mg、氯化钙0.02mg、硫酸锰0.2mg、磷酸钙20g、琼脂15g、纯净水800g;
②采用稀盐酸将该培养基的PH值调整至8,即获得筛选培养基;
③采集目标盐碱土壤,制成土壤浑浊液,并在试管中进行梯度稀释至稀释至10-5;
④将步骤③获得的稀释后的土壤浑浊液选取0.1ml均匀涂布在步骤②获得的筛选培养基上,然后,本步骤再重复两次,获得耐盐碱解磷菌筛选培养基;
⑤将步骤④获得的耐盐碱解磷菌筛选培养基置于28℃环境下培育5天,选取溶磷圈直径最大的菌落,按标准方法进行纯化,纯化5次,即获得耐盐碱解磷菌种子菌落
⑥按下列重量成份配制种子培养基:葡萄糖10g、氟磷酸钙4g、氯化镁4g、硫酸镁0.2g、氯化钾0.2g、硫酸铵0.1g,纯净水800g;
⑦将步骤⑤获得的耐盐碱解磷菌种子菌落植入步骤⑥获得的种子培养基,在28℃环境下培育3天,即获得待用耐盐碱解磷菌菌株;
⑧将步骤⑦获得的待用耐盐碱解磷菌菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在28℃环境下培育7天,即获得所需保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体;
4)肥料配比与制造
①按权利要求1所述比例将保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体、保藏有白腐真菌的营养粉体、保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体机械混合均匀,制成保藏有目标微生物的营养粉体;
②按权利要求1所述比例将普通农家肥、磷石膏粉与步骤①获得的保藏有目标微生物的营养粉体机械混合均匀,即制得预制微生物肥料;
③将步骤②获得的预制微生物肥料存放于温度20℃,相对湿度20%的通风环境下保存待用,即获得所需用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料。
本实施例在实验土壤里进行实地效果验证,情况如下:取陕晋边某盐碱土壤作为实验土壤,对土壤的PH值分别取样(不同区域)进行5次测量后取平均值,初始PH值为9.8;以未施肥土壤作为阴性参照,分别种上同种白菜,按本实施例实施方式实施后四周,未施肥土壤上的白菜大量死亡,存活率不足20%,施肥区土壤PH值为8.6,白菜存活率约60%,生长速度为正常土壤的约70%。
实施例2:
一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料,普通农家肥150份、磷石膏粉2份、保藏有目标微生物的营养粉体12份组成;所述目标微生物包括嗜盐耐碱自生固氮菌、白腐真菌、耐盐碱解磷菌;所述营养粉体由重量比按5∶3∶3混合的黄豆粉、玉米粉和米糠组成;所述保藏有目标微生物的营养粉体按重量份包括:保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体4份、保藏有白腐真菌的营养粉体4份、保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体4份。
上述一种用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料的制造方法,包括以下步骤:
1)嗜盐耐碱自生固氮菌的筛选与培育
①对目标盐碱土壤进行分析检测,确定其PH值及主要盐碱成份;
②根据步骤①检测出的结果,在标准Ashby无氮培养基的成份中加入适量的与土壤检测结果一致的盐碱成份,至培养基PH值至11,盐浓度12%,获得改良Ashby无氮培养基;
③采集目标盐碱土壤,制成土壤浑浊液,并在试管中进行梯度稀释至稀释至10-6;
④将步骤③获得的稀释后的土壤浑浊液选取0.1ml均匀涂布在标准Ashby无氮培养基上,然后,本步骤再重复两次,获得自生固氮菌筛选培养基;
⑤将步骤④获得的自生固氮菌筛选培养基放置于32℃下,培养5天,将生长出的菌落按不同形态且按覆盖面积由大至小筛选覆盖面积较大的5株菌株,并按标准方法进行纯化,纯化7次,获得5个自生固氮菌单菌落;
⑥将步骤⑤获得的4-5个自生固氮菌单菌落分别移植到不同的步骤②获得的改良Ashby无氮培养基上,放置于32℃下,培养5天,选取覆盖面积最大的菌株,即为筛选出的嗜盐耐碱自生固氮菌种子菌株;
⑦将步骤⑥获得的嗜盐耐碱自生固氮菌种子菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在32℃,50%相对湿度环境下,培养7天,即获得保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体;
2)白腐真菌的筛选与培育环境下培育
①对盐碱土壤进行分析检测,确定其PH值及主要盐碱成份;
②根据步骤①检测出的结果,选用含相同盐碱成份且相同PH值的纤维素分解菌培养基对白腐真菌进行驯化,再采用标准培养方法对驯化后的菌株进行纯化和分离;所述纯化方法为平板划线法,划分5个区,纯化周期为4周,纯化4次;将纯化后获得的白腐真菌从培养基上分离出来,即获得目标白腐真菌种子菌株;
③将步骤②获得的白腐真菌种子菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在35℃环境下培育10天,即获得所需保藏有白腐真菌的营养粉体;
3)耐盐碱解磷菌的筛选与培育
①按下列重量成份配制筛选培养基:葡萄糖20g、硝酸钾1.1g、硫酸亚铁4mg、硫酸锌0.2mg、硫酸铜0.1mg、硼酸1mg、氯化钙0.05mg、硫酸锰0.5mg、磷酸钙30g、琼脂20g、纯净水1200g;
②采用稀盐酸将该培养基的PH值调整至8.5,即获得筛选培养基;
③采集目标盐碱土壤,制成土壤浑浊液,并在试管中进行梯度稀释至稀释至10-6;
④将步骤③获得的稀释后的土壤浑浊液选取0.1ml均匀涂布在步骤②获得的筛选培养基上,然后,本步骤再重复两次,获得耐盐碱解磷菌筛选培养基;
⑤将步骤④获得的耐盐碱解磷菌筛选培养基置于30℃环境下培育8天,选取溶磷圈直径最大的菌落,按标准方法进行纯化,纯化7次,即获得耐盐碱解磷菌种子菌落
⑥按下列重量成份配制种子培养基:葡萄糖12g、氟磷酸钙6g、氯化镁6g、硫酸镁0.3g、氯化钾0.3g、硫酸铵0.15g,纯净水1200g;
⑦将步骤⑤获得的耐盐碱解磷菌种子菌落植入步骤⑥获得的种子培养基,在30℃环境下培育5天,即获得待用耐盐碱解磷菌菌株;
⑧将步骤⑦获得的待用耐盐碱解磷菌菌株植入权利要求1所述的营养粉体,在30℃环境下培育10天,即获得所需保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体;
4)肥料配比与制造
①按权利要求1所述比例将保藏有嗜盐耐碱自生固氮菌的营养粉体、保藏有白腐真菌的营养粉体、保藏有耐盐碱解磷菌的营养粉体机械混合均匀,制成保藏有目标微生物的营养粉体;
②按权利要求1所述比例将普通农家肥、磷石膏粉与步骤①获得的保藏有目标微生物的营养粉体机械混合均匀,即制得预制微生物肥料;
③将步骤②获得的预制微生物肥料存放于温度25℃,相对湿度30%的通风环境下保存待用,即获得所需用于盐碱土壤改良增肥的微生物肥料。
本实施例在实验土壤里进行实地效果验证,情况如下:取陕晋边某盐碱土壤作为实验土壤,对土壤的PH值分别取样(不同区域)进行5次测量后取平均值,初始PH值为9.8;以未施肥土壤作为阴性参照,分别种上同种白菜,按本实施例实施方式实施后四周,未施肥土壤上的白菜大量死亡,存活率不足20%,施肥区土壤PH值为8.2,白菜存活率约80%,生长速度为正常土壤的约80%。
对所公开的实施例的上述说明,仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。