CN108130301A - 一种生姜专用复合微生物菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生姜专用复合微生物菌剂，该复合微生物菌剂为含有菌株Bacillus jicheiformis SMrs15、菌株Bacillus laterosporus LEs15、菌株Bacillus megaterium FBs03、菌株Bacillus subtilis FBrs14、菌株Bacillus atrophaeus BHr4‑8、菌株Bacillus coagulans BHrs7‑15、菌株Paenibacillus polymyxa SMr02的发酵液；所述发酵液中Bacillus jicheiformis SMrs15、Bacillus laterosporus LEs15、Bacillus megaterium FBs03、Bacillus subtilis FBrs14、Bacillus atrophaeus BHr4‑8、Bacillus coagulans BHrs7‑15、Paenibacillus polymyxa SMr02的群落总数依次为：8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；本发明还公开了该复合微生物菌剂的制备方法。本发明所述复合微生物菌剂用于提供一种符合生姜生长营养需求的专用复合微生物菌剂，用于协调营养，促进生姜生长，降低生姜连作障碍，提高生姜品质、产量以及抗病抗逆性，达到改善土壤特性的目的。

Description

一种生姜专用复合微生物菌剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及农业微生物技术领域，具体涉及一种生姜专用复合微生物菌剂，本发明还涉及所述复合微生物菌剂的制备方法以及应用。
背景技术
生姜(Zingiber officinale Rosc.)是我国重要的调味蔬菜和营养型蔬菜，是山东地区主要经济作物，并且逐步形成了规模化和产业化生产。近年来生姜病害普遍发生，轻者减产，重者产量减半，甚至绝产，严重影响了生姜产量。生姜连作生产中，发生较为严重的病害主要是生姜茎腐病、斑点病和姜瘟病。近年来，随着生姜产业化程度的提高，连作问题更加突出。生姜连作障碍的发生，严重影响生姜产量和品质。
长期以来，对于植物病虫害的防控常采用合理轮作、选用抗病品种、施用化学农药等措施防治植物病害的发生。由于抗病虫品种的选育周期长，农药特别是化学农药因见效快、成本低、杀菌谱广等特点在作物土传病害的防治方面发挥了巨大作用。但是长期、反复和大量使用化学农药引起一系列的弊病，如土壤和水等环境的污染、农副产品中农药残留的增加造成食品安全问题日益加重。
生物防治作为一种新兴防治方法，不但可以减少化学农药带来的环境污染，还可以解决抗病姜种筛选周期长、抗病单一的缺点。复合微生物菌剂是一种环境友好型肥料，其选用的微生物菌种均是来自于植物组织(根、茎、叶、鳞茎等)和根际土壤的有益菌，能够促进植物生长，消减作物的连作障碍，提高作物品质和产量，能够有效防控植物病虫害的发生，改善土壤营养结构和理化性质，保持生态平衡，使农业生态环境免受污染。目前生姜施用的肥料以化学肥料为主，造成土壤板结，肥力下降等土壤问题；病虫害的防治主要采用化学农药，不仅易产生抗药性，还会造成严重的环境污染等问题，而现有技术中还没有专门为降低生姜连作障碍而设计的复合微生物菌剂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种符合生姜生长营养需求的专用复合微生物菌剂，用于协调营养，促进生姜生长，降低生姜连作障碍，提高生姜品质、产量以及抗病抗逆性，达到改善土壤特性的目的。
本发明的技术方案为提供一种生姜专用复合微生物菌剂，其特征在于所述复合微生物菌剂为含有菌株Bacillus jicheiformis SMrs15、菌株Bacillus laterosporusLEs15、菌株Bacillus megaterium FBs03、菌株Bacillus subtilis FBrs14、菌株Bacillusatrophaeus BHr4-8、菌株Bacillus coagulans BHrs7-15、菌株Paenibacillus polymyxaSMr02的发酵液；所述发酵液中Bacillus jicheiformis SMrs15、Bacillus laterosporusLEs15、Bacillus megaterium FBs03、Bacillus subtilis FBrs14、Bacillus atrophaeusBHr4-8、Bacillus coagulans BHrs7-15、Paenibacillus polymyxa SMr02的群落总数依次为：8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；
本发明所述菌株Bacillus jicheiformis SMrs15保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年12月7号，种名：地衣芽孢杆菌，菌株名“SMrs15”，保藏号为“CGMCC No.11831”；
本发明所述菌株Bacillus laterosporus LEs15保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年12月7号，种名：侧孢芽孢杆菌，菌株名“LEs15”，保藏号为“CGMCC No.11832”；
本发明所述菌株Bacillus megaterium FBs03保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年12月7号，种名：巨大芽孢杆菌，菌株名“FBs03”，保藏号为“CGMCC No.11834”；
本发明所述菌株Bacillus subtilis FBrs14保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年12月7号，种名：枯草芽孢杆菌，菌株名“FBrs14”，保藏号为“CGMCC No.11835”；
本发明所述菌株Bacillus atrophaeus BHr4-8保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2017年12月8号，种名：萎缩芽孢杆菌，菌株名“BHr4-8”，保藏号为“CGMCC No.15041”；
本发明所述菌株Bacillus coagulans BHrs7-15保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2017年12月8号，种名：凝结芽孢杆菌，菌株名“BHrs7-15”，保藏号为“CGMCC No.15042”；
本发明所述菌株Paenibacillus polymyxa SMr02保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2017年12月8号，种名：多粘类芽孢杆菌，菌株名“SMr02”，保藏号为“CGMCC No.15043”；
所述发酵液中Bacillus jicheiformis SMrs15、Bacillus laterosporus LEs15、Bacillus megaterium FBs03、Bacillus subtilis FBrs14、Bacillus atrophaeus BHr4-8、Bacillus coagulans BHrs7-15、Paenibacillus polymyxa SMr02的群落总数依次为：3.3×109cfu/mL、4.5×109cfu/mL、7.1×109cfu/mL、3.2×109cfu/mL、5.6×109cfu/mL、7.6×109cfu/mL、1.5×109cfu/mL。
如上所述生姜专用复合微生物菌剂的制备方法，包括如下工艺步骤：
1)斜面培养：将菌株Bacillus jicheiformis SMrs15、菌株Bacilluslaterosporus LEs15、菌株Bacillus megaterium FBs03、菌株Bacillus subtilisFBrs14、菌株Bacillus atrophaeus BHr4-8、菌株Bacillus coagulans BHrs7-15、菌株Paenibacillus polymyxa SMr02七种微生物菌株分别接种于固体培养基，活化菌株；
2)一级种子培养：将步骤1)活化的菌种在无菌条件下分别接种于液体培养基，150-180rpm摇床培养；
3)混合发酵培养：将步骤2)一级种子接种于液体培养基中，进行复合菌剂摇床培养，得到生姜专用复合微生物菌剂。
所述步骤1)中将七种微生物菌株在30℃～37℃条件下接种于NA固体培养基上，培养2-3天；
所述步骤2)中将七种微生物菌株在30℃～37℃条件下接种于NA液体培养基中摇床培养3-5天；用血球计数板计数，每种菌株浓度达1.0×108cfu/mL以上。
所述步骤3)中接种量为液体培养基体积的0.5％-2％。
所述步骤3)中接种量为液体培养基体积的1％。
所述步骤3)中混合发酵培养条件：温度30℃～35℃；150-200rpm，优选180rpm；培养3-5天。
所述NA培养基成分如下：牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl 5g、蒸馏水1000mL，pH 7.0-7.2，121℃灭菌20min。
本发明还提供了所述复合微生物菌剂在促进生姜生长、降低连作障碍、提高抗逆性及改良作物土壤特性方面的应用。具体方法是将复合微生物菌剂施用在种植生姜的根际土壤中，施用方法为土壤灌溉。
上述操作步骤如无特别说明，均按本领域常规操作。
本发明的有益效果：本发明的生姜专用复合微生物菌剂施用后大量的有益菌补充到土壤中后，在作物根系周围形成保护屏障，抑制有害菌的生长，繁殖，保护作物根系，同时抑制各种病虫害，从而提高生姜抗旱、抗病虫害等抗逆性；活菌在根际定殖后，能够改善种植土壤生态环境，改良土壤结构和理化性质，降低连作障碍。
本发明的生姜专用复合微生物菌剂能够为生姜生长提供营养。发酵过程中微生物产生多种有效代谢产物具有固氮、解磷、解钾的作用，从而提高生姜的生物产量和品质；
本发明的生姜专用复合微生物菌剂的菌株是来源于植物组织(根、茎、叶、鳞茎等)和根际土壤的有益菌，不会引入致病菌，不污染环境，无毒副作用；现有技术中多种菌复合容易出现菌株之间相互抑制，影响生长的现象，本发明经过长期摸索，选择的菌株之间不会相互抑制，在定殖生长、功能效果上还能互补。
本发明产品的各组分配比，可根据具体的土壤条件和不同生育期的需求进行适当的调整，以满足作物生长的营养需要。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下述实施例中所用的实验方法，如无特殊说明均为常规方法。
实施例1.
生姜专用复合微生物菌剂的组成：
上述生姜专用复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：
1)斜面培养：将菌株Bacillus jicheiformis SMrs15、菌株Bacilluslaterosporus LEs15、菌株Bacillus megaterium FBs03、菌株Bacillus subtilisFBrs14、菌株Bacillus atrophaeus BHr4-8、菌株Bacillus coagulans BHrs7-15、菌株Paenibacillus polymyxa SMr02七种微生物菌株分别接种于固体培养基，活化菌株；
2)一级种子培养：将步骤1)活化的菌种在无菌条件下分别接种于液体培养基，180rpm摇床培养；
3)混合发酵培养：将步骤2)一级种子接种于液体培养基中，进行复合菌剂摇床培养，得到生姜专用复合微生物菌剂。
上述制备方法中，在步骤1)中，将七种菌株在35℃条件下接种于NA固体培养基上，培养3天；
在步骤2)中，将七种菌株在35℃条件下接种于NA液体培养基中摇床培养3天；
在步骤3)中，接种量为液体培养基的体积的1％；
在步骤3)中，所述混合发酵培养条件：温度35℃；180rpm；培养5天。
实施例2
生姜专用复合微生物菌剂的组成：
所述菌剂制备方法同实施例1区别在于：
在步骤1)中，七种菌株30℃条件下接种于NA固体培养基，培养3天；
在步骤2)中，七种菌株30℃条件下接种于NA液体培养基中摇床培养3天；用血球计数板计数，每种菌株浓度达1.0×108cfu/mL以上；
在步骤3)中，接种量为液体培养基的体积的0.5％；
在步骤3)中，所述混合发酵培养条件：温度30℃；180rpm；培养4天。
实施例3
生姜专用复合微生物菌剂的组成：
所述菌剂制备方法同实施例1。区别在于：
在步骤1)中，七种菌株37℃条件下接种于NA固体培养基，培养2天；
在步骤2)中，七种菌株37℃条件下接种于NA液体培养基中摇床培养3天；用血球计数板计数，每种菌株浓度达1.0×108cfu/mL以上；
在步骤3)中，接种量为液体培养基的体积的2％；
在步骤3)中，所述混合发酵培养条件：温度35℃；150rpm；培养5天。
实施例4生姜专用复合微生物菌剂田间应用效果
试验设计：
试验地点：山东省莱州市平里店镇宿家村生姜种植基地，露地直播，地膜覆盖栽培催好芽的生姜。
供试品种：“鲁姜一号”一级种。
施用方法为土壤灌溉，试验对照组1为未施用任何肥料的同一地域同品种生姜，对照组2为施用常用化肥的同品种生姜。
施用量为mL/棵，处理组1第一次培土期(当年5月份)施肥一次，处理组2第二次培土期(当年7月份)施肥一次。
试验设计采用完全随机区组设计，共4个区组，各处理间设2个保护行。各种栽培管理措施按照当地高产优质生姜栽培技术精心管理。各处理生姜达到收获期进行样品采集。
试验结果：
(1)施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂处理的生姜总重量比对照组高，两者达到显著差异，处理组1比对照组1和对照组2产量分别增长72.96％和31.93％；处理组2比对照组1和对照组2产量分别增长56.77％和19.58％；处理组1比处理组2产量增长10.33％。由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生菌剂能明显提高生姜产量，施用微肥的生姜产量比施用化学肥料和农药的生姜产量高，可以降低化学肥料和农药的使用，保护土壤生态环境。具体见表1。
(2)施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂处理的处理组1比对照组1和对照组2株高分别增长58.47％和6.33％；处理组2比对照组1株高增长20.11％，比对照组2降低19.41％；处理组1比处理组2株高增长24.20％。处理组1比对照组1和对照组2基部粗度分别增长5.61％和5.07％；处理组2比对照组1和对照组2基部粗度分别增长8.16％和7.61％；处理组1比处理组2基部粗度低2.36％。由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂，促进生姜地上部位的生物量，生姜的植株高度和茎基部的粗度明显比对照高，说明复合微生物菌剂能有效促进植株生长发育，提高生姜产量。具体见表2。
平均株高(cm) 基部平均直径(cm)
对照1 68.41±1.16 1.96±0.17
对照2 101.96±1.12 1.97±0.14
处理1 108.41±1.06 2.07±0.27
处理2 82.17±0.68 2.12±0.17
(3)施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂处理组1比对照组1和对照组2病虫害发生率分别降低20％和3.33％；处理组2比对照组1病虫害发生率降低16.67％；处理组1比处理组2的相对病虫害发生率降低50％。具体见表3。由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂能明显降低生姜病虫害的发生，提高生姜的整体抗性。
病虫害抑制率(％) 处理1 处理2
对照1 20.00 16.67
对照2 3.33 0
(4)对施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂的处理组和对照组的根际土壤和生姜块茎进行营养元素分析。结果表明处理组1中土壤pH值与对照组和处理组2有明显改变，而且土壤中有机质、全氮、铁等营养元素的含量均低于对照组和处理组2。生姜块茎中处理组1中比对照组和处理组2的营养元素含量也都有显著提高。由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生物菌剂中的活菌很好地促进土壤中的营养元素转化为生姜能够吸收利用的营养元素，从而提高生姜对养分的利用率，极大地改善了由于养分过量导致的土壤养分过剩、植物不易吸收利用以及引起土壤板结等问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的发明范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种生姜专用复合微生物菌剂，其特征在于，所述复合微生物菌剂为含有菌株Bacillus jicheiformis SMrs15、菌株Bacillus laterosporus LEs15、菌株Bacillusmegaterium FBs03、菌株Bacillus subtilis FBrs14、菌株Bacillus atrophaeus BHr4-8、菌株Bacillus coagulans BHrs7-15、菌株Paenibacillus polymyxa SMr02的发酵液；所述发酵液中Bacillus jicheiformis SMrs15、Bacillus laterosporus LEs15、Bacillusmegaterium FBs03、Bacillus subtilis FBrs14、Bacillus atrophaeus BHr4-8、Bacilluscoagulans BHrs7-15、Paenibacillus polymyxa SMr02的群落总数依次为：8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；8.0×108～1.5×1010cfu/mL；
所述菌株SMrs15为地衣芽孢杆菌(Bacillus jicheiformis)，其保藏号为“CGMCCNo.11831”；所述菌株LEs15为侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)，其保藏号为“CGMCCNo.11832”；所述菌株FBs03为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，其保藏号为“CGMCCNo.11834”；所述菌株FBrs14为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，其保藏号为“CGMCCNo.11835”；所述菌株BHr4-8为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)，其保藏号为“CGMCCNo.15041”；所述菌株BHrs7-15为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，其保藏号为“CGMCCNo.15042”；所述菌株SMr02为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)，其保藏号为“CGMCC No.15043”。
2.根据权利要求1所述的生姜专用复合微生物菌剂，其特征在于所述发酵液中Bacillus jicheiformis SMrs15、Bacillus laterosporus LEs15、Bacillus megateriumFBs03、Bacillus subtilis FBrs14、Bacillus atrophaeus BHr4-8、Bacillus coagulansBHrs7-15、Paenibacillus polymyxa SMr02的群落总数依次为：3.3×109cfu/mL、4.5×109cfu/mL、7.1×109cfu/mL、3.2×109cfu/mL、5.6×109cfu/mL、7.6×109cfu/mL、1.5×109cfu/mL。
3.权利要求1所述生姜专用复合微生物菌剂的制备方法，包括如下工艺步骤：
1)斜面培养：将菌株Bacillus jicheiformis SMrs15、菌株Bacillus laterosporusLEs15、菌株Bacillus megaterium FBs03、菌株Bacillus subtilis FBrs14、菌株Bacillusatrophaeus BHr4-8、菌株Bacillus coagulans BHrs7-15、菌株Paenibacillus polymyxaSMr02七种微生物菌株分别接种于固体培养基，活化菌株；
2)一级种子培养：将步骤1)活化的菌种在无菌条件下分别接种于液体培养基，150-180rpm摇床培养；
3)混合发酵培养：将步骤2)一级种子接种于液体培养基中，进行复合菌剂摇床培养，得到生姜专用复合微生物菌剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤1)中七种在30℃～37℃条件下接种于NA固体培养基上，培养2-3天。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述在步骤2)中七种微生物菌株在30℃～37℃条件下接种于NA液体培养基中摇床培养3-5天。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述在步骤3)中接种量为液体培养基的体积的0.5％-2％。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述步骤3)中接种量为液体培养基的体积的1％。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤3)中混合发酵培养条件：温度30-37℃，150-200rpm，培养3-5天。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述步骤3)中混合发酵培养条件：温度30-35℃，180rpm，培养3-5天。
10.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于所述NA培养基成分如下：牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl 5g、蒸馏水1000mL，pH7.0-7.2，121℃灭菌20min。
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