CN107628894A - 提高土壤肥力的复合生物菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

提高土壤肥力的复合生物菌剂及其制备方法和应用 Download PDF

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李光超
罗小艳
王誉瑶
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Abstract

本发明提供提高土壤肥力的复合生物菌剂及其制备方法和应用,其中所述复合生物菌剂由以下体积百分比的成分组成:复合菌液80‑95%,生物刺激素5‑20%;其中所述复合菌液由巨大芽孢杆菌发酵液、胶质类芽孢杆菌发酵液组成;每种发酵液中有效活菌数大于5×108CFU/mL,复合菌液中总的有效活菌数大于1×109CFU/mL。本发明的复合生物菌剂在提高土壤肥力、减轻土壤盐渍化、减少资源浪费及提高作物产量方面具有重要的作用。

Description

提高土壤肥力的复合生物菌剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于微生物肥料领域,涉及一种提高土壤肥力的复合生物菌剂。
背景技术
[0002] 我国用全球9%的耕地和6%的水资源养活了占全世界21%的人口,成绩伟大,举 世公认,但是为了养活全球1/5的人口我们的化肥使用量占到全球的1/3。化肥的长期大量 使用,导致土壤结构遭到破坏,土壤有机质下降,土壤微生态环境失衡,进而导致土壤地力 下降、植物病虫害加重、土壤酸化、盐渍化。过量的化肥除了一部分通过雨水进入湖泊引起 富营养化外,大部分固定在土壤中难以被植物利用而造成资源的浪费,而且化肥成分单一 往往造成作物品质下降。
[0003] 目前,固氮菌、解磷菌、解钾菌、生防菌、促生菌被认为具有特定肥料增效作用,它 们通过活化土壤中固定的磷、钾提高土壤有效态磷、钾含量,将空气中氮气转化为植物可吸 收利用的铵提高土壤氮素水平,分泌抑菌物质、植物激素等抑制有害病菌并促进作物生长。 而本发明的复合菌液中涉及的菌种:巨大芽孢杆菌和胶质类芽孢杆菌不仅能够产生抵抗外 界不利环境的芽孢使其生命力更顽强更易在土壤环境中定殖,而且还具有很强的固氮、解 磷和解钾功能。此外,生物刺激素(如氨基酸、海藻酸等)近几年作为水溶肥的新兴原料,被 证实具有提高土壤有机质水平、加强作物营养吸收、提高作物品质的作用。而将这两者结 合,可以弥补化肥的不足,对于恢复土壤地力、提高作物品质和产量、循环利用资源及减少 化肥用量具有重要意义。
发明内容
[0004] 本发明为了解决上述问题,提供一种提高土壤肥力的复合生物菌剂,达到提高土 壤肥力、减轻土壤盐渍化、减少资源浪费及提高作物产量的目的。
[0005] 为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] 本发明提供提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述复合生物菌剂由以 下体积百分比的成分组成:复合菌液80-95%,生物刺激素5-20% ;
[0007] 其中所述复合菌液由巨大芽孢杆菌发酵液、胶质类芽孢杆菌发酵液组成;
[0008] 每种发酵液中有效活菌数大于5\10%?1]/11^,复合菌液中总的有效活菌数大于1 XlO9CFlVmL0
[0009] 其中巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),命名为溶磷菌P,保藏于中国微生物 菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号CGMCC NO: 13964;地址:中国北京市朝阳区 北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期2017年4月1日。
[0010] 该新菌株特征如下:
[0011] 菌落形态:在LB平板培养24h,菌落呈圆形,微隆起,黄色,边缘整齐,表面光滑有光 泽。
[0012] 细胞形态:16h培养物的细胞呈粗长杆状,有芽孢。
[0013] 生理生化特征:革兰氏阳性,接触酶阳性,氧化酶阳性,淀粉水解阳性。
[0014] 该菌株为发明人自行筛选获得。
[0015] 胶质类芽孢杆菌(Paenibacillus mucilaginosus),命名为解钾菌K,保藏于中国 微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号CGMCC NO: 13963,地址:中国北京市 朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,保藏日期2017年4月1日。
[0016] 该新菌株特征如下:
[0017] 菌落形态:在YN平板培养48h,菌落呈透明圆形,隆起,边缘整齐,表面光滑有光泽。
[0018] 细胞形态:16h培养物的细胞呈杆状,有后荚膜,有芽孢。
[0019] 生理生化特征:革兰氏阳性,接触酶阳性,氧化酶阳性,淀粉水解阳性。
[0020] 该菌株为发明人自行筛选获得。
[0021] 进一步,所述的复合菌液是由以下体积百分比的原料组成:巨大芽孢杆菌发酵液 50%、胶质类芽孢杆菌发酵液50%。
[0022] 进一步,所述生物刺激素为浓缩糖蜜发酵液、复合氨基酸液、鱼蛋白发酵液、海藻 提取物中的两种或两种以上。
[0023] 进一步,所述生物刺激素为复合氨基酸液和海藻提取物。
[0024] 优选的,所述复合氨基酸液为植物蛋白酶解液;所述海藻提取物为褐藻的酶解提 取液。
[0025] 进一步,所述复合微生物菌剂由以下体积百分比的成分组成:复合菌液93%,复合 氨基酸液5 %,海藻提取物2 %。
[0026] —种提高土壤肥力的复合生物菌剂的制备方法,将所述巨大芽孢杆菌、胶质类芽 孢杆菌分别进行液体发酵培养,分别得到发酵液,且每毫升发酵液中有效活菌数大于5 X IO8CFU;
[0027] 将上述发酵液按以下体积百分比:巨大芽孢杆菌发酵液50%、胶质类芽孢杆菌发 酵液50 %混合均匀,得到复合菌液;
[0028] 将复合菌液按体积百分比:复合菌液80-95 %,生物刺激素5-20%,复配生物刺激 素,得到复合微生物菌剂。
[0029] 进一步,复合氨基酸液为植物蛋白酶解液,海藻提取物为褐藻的酶解提取液,质量 百分比为:复合菌液93%,植物蛋白酶解液5%,褐藻的酶解提取液2%。
[0030] 本发明还提供上述提高土壤肥力的复合微生物菌剂在大豆种植中的应用。
[0031] 与现有技术相比,本技术方案具有以下优点:
[0032] 本发明的提高土壤肥力的复合生物菌剂通过将巨大芽孢杆菌发酵液、胶冻样芽孢 杆菌发酵液复配,并佐以生物刺激素,将上述具有解磷、解钾、固氮的有益菌与有机原料协 同作用,对提高土壤肥力、减轻土壤盐渍化、减少资源浪费及提高作物产量具有重要的作 用。
[0033] 同时生物刺激素作为有机原料与微生物菌剂的复合,不仅可以给微生物的繁殖生 长提供充足的碳源进而延长微生物的存活时间,同时其本身丰富的有机成分对促进土壤团 粒结构形成,提高土壤缓冲性能及活化土壤养分等方面具有重要作用。
附图说明
[0034] 图1是实施例4中实验组和对照组收获的大豆对比图。
具体实施方式
[0035] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0036] 实施例1:
[0037] 巨大芽孢杆菌发酵液的制备:培养液配方为:胰蛋白胨10g,酵母提取物5g,NaCl 10g,MnS〇4_H20 0.02g,水10001111^!17.0-7.2。培养液121°(:灭菌20分钟,待冷却后接种巨大 芽孢杆菌(溶磷菌P)种子液,接种量为5%-10%,培养温度35-37°C,转速200rpm,培养时间 36-48小时。种子培养液的配制和灭菌过程同发酵培养液。
[0038] 胶质类芽孢杆菌发酵液的制备:培养液配方为:葡萄糖lO.Og,(NH4)S〇4 lg,K2HP〇4 2g,CaC03 0.5g,酵母粉0.5g,NaCl 0.1g,MgS〇4-7H20 0.5g,水 1000mL,pH7.0-7.2。培养液 115°C灭菌15分钟,待冷却后接种胶质类芽孢杆菌(解钾菌K)种子液,接种量为5%-10%,培 养温度35-37°C,转速200rpm,培养时间36-48小时。种子培养液的配制和灭菌过程同发酵培 养液。
[0039] 按体积比巨大芽孢杆菌发酵液50%、胶质类芽孢杆菌发酵液50%配制成复合菌 液。
[0040] 按体积比复合菌液93%,植物蛋白酶解液5%,褐藻的酶解提取液2%配制复合生 物菌剂。
[0041] 本发明中的生物刺激素均可直接从市场采购,本发明各实施例中所用生物刺激素 均购自台湾味丹集团下烟台泓源生物肥料有限公司。
[0042] 实施例2复合菌液的解磷解钾能力
[0043] 将实施例1的复合菌液离心、去除培养液,再用无菌水重悬制成菌悬液,再按1 % (v/V)的接种量分别接入含有机磷(2g卵磷脂)、无机磷(5g磷酸三钙)、矿物粉(IOg云母粉) 液体培养基中,对照组接灭活的复合菌液,接种后置于摇床上在30°C、200rpm振荡培养。12 天后测定溶液中磷分解情况,20天后测定溶液中钾分解情况,水溶性磷测定方法为钼锑抗 比色法,水溶性钾测定方法为原子吸收分光光度法。结果如表1-表3所示。
[0044] 表1本发明实施例1复合菌液对卵磷脂的溶磷量(ug/mL)
Figure CN107628894AD00051
[0046] 表2本发明实施例1复合菌液对磷酸三钙的溶磷量(ug/mL)
Figure CN107628894AD00052
[0048]表3本发明实施例1复合菌液对云母粉的溶钾量(ug/mL)
Figure CN107628894AD00061
[0050] 由上表可知,本发明实施例1中复合生物菌液对有机磷、无机磷及矿物钾均有很明 显的分解效果,这也验证了本发明的生物菌种巨大芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌的溶磷解钾功 能。
[0051] 实施例3:复合生物菌剂对土壤养分的活化
[0052] 将实施例1的复合生物菌剂按1 % (v/w)的接种量拌入土壤中,对照组接等量灭菌 水,接菌后瓶口用8层纱布包住,28天后测定土壤养分变化情况,测定方法:pH采用水土比1: IpH计测定,土壤有机质采用重铬酸钾容量法,土壤铵态氮测定采用纳氏试剂比色法,土壤 有效磷测定采用NaHCO3浸提钼锑抗比色法,土壤速效钾采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光 度法。结果如表4所示。
[0053] 表4复合生物菌剂对土壤理化性质的影响
Figure CN107628894AD00062
[0055] 由上表可知,施用实施例1复合生物菌剂的土壤相比于对照组各个数据均有明显 提高,说明本发明的复合生物菌剂中微生物菌种不仅能够很好地在土壤中存活并发挥其解 磷解钾功能,而且菌剂中生物刺激素也在一定程度上提高了土壤有机质的水平。
[0056] 实施例4:复合生物菌剂对大豆产量的影响
[0057] 本实施例中试验田为安徽省黄山市徽州区西溪镇蔬果基地,大豆品种为“大青 豆”,种植时间为6月26号播种,9月21号采收。
[0058] 实验组:施用实施例1复合生物菌剂(施用3次,每次3公斤/亩)+安倍科有机-无机 复混肥(氮磷钾比为13-5-7) 20公斤;
[0059] 对照组:施用等量清水+安倍科有机-无机复混肥(氮磷钾比为13-5-7) 20公斤;
[0060] 表5本发明实施例1复合生物菌剂对大豆产量的影响
Figure CN107628894AD00071
[0062] 由上表可知,施用实施例1复合生物菌剂的大豆相比于对照组施用清水各个数据 均有明显提尚。
[0063] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发 明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案 的保护范围。

Claims (9)

1. 提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述复合生物菌剂由以下体积百分比 的成分组成:复合菌液80-95 %,生物刺激素5-20 % ; 其中所述复合菌液由巨大芽孢杆菌发酵液、胶质类芽孢杆菌发酵液组成; 每种发酵液中有效活菌数大于5 X 108CFU/mL,复合菌液中总的有效活菌数大于I X IO9CFlVmL; 其中巨大芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号 CGMCC NO:13964; 胶质类芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号 CGMCC NO:13963。
2. 根据权利要求1所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述的复合菌液 是由以下体积百分比的原料组成:巨大芽孢杆菌发酵液50%、胶冻样芽孢杆菌发酵液50%。
3. 根据权利要求1所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述生物刺激素 为浓缩糖蜜发酵液、复合氨基酸液、鱼蛋白发酵液、海藻提取物中的两种或两种以上。
4. 根据权利要求3所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述生物刺激素 为复合氨基酸液和海藻提取物。
5. 根据权利要求3-4任意一项所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述 复合氨基酸液为植物蛋白酶解液;所述海藻提取物为褐藻的酶解提取液。
6. 根据权利要求4所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂,其特征在于,所述复合微生物 菌剂由以下质量百分比的成分组成:复合菌液93%,复合氨基酸液5%,海藻提取物2%。
7. —种如权利要求1所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂的制备方法,其特征在于,将 所述巨大芽孢杆菌、胶质类芽孢杆菌、分别进行液体发酵培养,分别得到发酵液,且每毫升 发酵液中有效活菌数大于5 X IO8CFU; 将上述发酵液按以下体积百分比:巨大芽孢杆菌发酵液50 %、胶质类芽孢杆菌发酵液 50%、,混合均匀,得到复合菌液; 将复合菌液按体积百分比:复合菌液80-95 %,生物刺激素5-20 %,复配生物刺激素,得 到复合生物菌剂。
8. 根据权利要求7所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂的制备方法,其特征在于,复合 氨基酸液为动物羽毛酶解液,海藻提取物为褐藻的酶解提取液,体积百分比为:复合菌液 93%,动物羽毛酶解液5%,褐藻的酶解提取液2%。
9. 一种如权利要求1所述的提高土壤肥力的复合生物菌剂在大豆种植中的应用。
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