CN108863630A - 一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法 - Google Patents

一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法 Download PDF

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    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/60—Biocides or preservatives, e.g. disinfectants, pesticides or herbicides; Pest repellants or attractants

Abstract

本发明公开了一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法，它包括功能菌种发酵液和生物有机肥，功能菌种发酵液的添加比例为总重量份数的0.1％～0.5％；制备方法包括以下步骤：步骤一，将生物有机肥料发酵腐熟；步骤二，功能菌种的添加，生物有机肥料发酵完成后，将功能菌种发酵液添加到肥料中，混合均匀，步骤三，将步骤二中混合物筛分、包装后，即得生物有机肥成品。本发明在施用基肥的同时对虫害进行防控，有效替代化学农药的使用，减少环境污染，提高作物安全性。菌种可产生小分子环肽类化合物，对大部分鳞翅目、同翅目、鞘翅目、双翅目害虫及蝽类、螳螂、竹节虫、蚂蚁、白蚁及其他多种害虫都具有杀伤力。

Description

一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及技术领域，尤其涉及一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法。
背景技术
人类从40年代起开始使用农药除虫除草，每年挽回农业总产量15％左右的损失。但是，由于长期滥用农药，使环境中的有害物质大大增加，危害到生态和人类，形成农药污染。造成污染的农药主要是有机氯农药，含铅、砷、汞等物质的金属制剂，以及某些特异性除草剂。
多数农药对人和动物有毒害，大量接触以及误食后会造成急性中毒和死亡。据世界卫生组织报道，发展中国家的农民由于缺乏科学知识和安全措施，每年有200万人农药中毒，其中有4万人死亡，平均每10分钟有28人中毒，每17分钟有1人死亡！而这还不包括因农药污染而导致死胎、致癌、流产的受害者。根据对68个国家的调查，急性中毒的人有93％是由有机氯、有机磷和汞制剂等农药所引起。
农药污染已在许多国家造成公害。许多国家已禁止使用DDT、狄氏剂、氯制剂等农药，并积极研制和生产低毒高效农药，同时讲究农药使用的科学性，大力提倡生物防治，保护益鸟、益虫，做到“以鸟治虫”、“以虫治虫”。
专利申请号：201610779841.6，名为：一种防虫抗病有机肥及其制备方法的发明专利，该有机肥由下列原料按照重量份数配制而成：烟叶秸秆20～40份、大蒜秸秆10～15份、洋葱秸秆10～15份、禽畜粪便20～40份、植物秸秆20～51份、菌剂0.15～0.25份、苦参10～15份；所述的菌剂为复合微生物发酵菌剂，所述的植物秸秆为小麦秸秆、玉米秸秆或大豆秸秆；具有配伍合理，无臭无味、肥效稳长、生态环保、抗病虫害和抑菌能力好且使用方便的优点。但是在实际生产过程中，菌剂为复合菌剂，培育困难，成本高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法，在施用基肥的同时对虫害进行防控，有效替代化学农药的使用，减少环境污染，提高作物安全性。菌种可产生小分子环肽类化合物，对大部分鳞翅目、同翅目、鞘翅目、双翅目害虫及蝽类、螳螂、竹节虫、蚂蚁、白蚁及其他多种害虫都具有杀伤力。对蛾类害虫的成虫和幼虫均在1分钟之内击毙，对蛴螬的低龄幼虫在10秒左右杀灭，高龄幼虫在10分钟至2小时杀灭。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种具有防虫功能的生物有机肥，它包括功能菌种发酵液和生物有机肥，功能菌种发酵液的添加比例为总重量份数的0.1％～0.5％；
所述功能菌种为一株枯草芽孢杆菌，菌种编号为WSWFJ-15，其保藏登记号为CGMCCNo.15855，由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司筛选并保藏。
一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，它包括以下步骤：
步骤一，将生物有机肥料发酵腐熟；
所述生物有机肥料发酵腐熟的工艺符合NY525-2012的技术标准；
步骤二，功能菌种的添加，生物有机肥料发酵完成后，将功能菌种发酵液添加到肥料中，混合均匀，功能菌种发酵液的添加比例为总重量份数的0.1％～0.5％；
步骤三，将步骤二中混合物筛分、包装后，即得生物有机肥成品。
进一步的，所述功能菌种发酵液的制备步骤包括：
步骤一，菌种活化：将—80℃下保存的功能菌菌株在LB固体培养基上活化12～16h，挑取单菌落在LB固体培养基上，在35℃培养1～2天，得活化的菌株；
步骤二，种子液制备：用无菌接种环刮取一环步骤一中活化的菌株接种到50ml LB液体培养基中，在温度为35℃、转速为160rpm条件下培养24h，得种子液；
所述LB液体培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L；
步骤三，发酵液制备：按照菌种、培养液体积比为1：120的比例将步骤二所得的种子液接入到车间发酵料培养基中，在温度为36.5℃—37.5℃，转速为120rpm/min条件下培养25～30h，得发酵液，对发酵液进行喷粉干燥，即得菌粉。
进一步的，所述LB固体培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L，琼脂粉7.5g。
进一步的，所述LB液体培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L。
进一步的，所述车间发酵培养基的组成成分及其重量百分比为：黄豆粉1.0～1.6％、蔗糖0.1～0.5％、蛋白胨0.2～0.6％、玉米粉0.2～0.6％、碳酸钙0.3～0.9％、鱼粉0.1～0.3％、硫酸铵0.01～0.08％、硫酸镁0.02～0.05％、磷酸二氢钾0.01～0.04％、磷酸氢二钾0.02～0.05％、硫酸锰0.01～0.04％、氢氧化钠0.01～0.04％、氯化钠0.02～0.03％、消泡剂0.5～1.5％；
所述车间发酵培养基用盐酸及氢氧化钠调节pH至6.8～7.5。
进一步的，所述步骤三中菌液、菌粉的有效活菌数都大于2.0×1010cfu/g。
本发明的一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法，在施用基肥的同时对虫害进行防控，有效替代化学农药的使用，减少环境污染，提高作物安全性。菌种可产生小分子环肽类化合物，对大部分鳞翅目、同翅目、鞘翅目、双翅目害虫及蝽类、螳螂、竹节虫、蚂蚁、白蚁及其他多种害虫都具有杀伤力。对蛾类害虫的成虫和幼虫均在1分钟之内击毙，对蛴螬的低龄幼虫在10秒左右杀灭，高龄幼虫在10分钟至2小时杀灭。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
一种具有防虫功能的生物有机肥及其制备方法，本发明的技术方案为：
1.功能菌种制备：将WSWFJ-15菌株进行好氧发酵，培养基采用LB培养基，发酵完成后得到WSWFJ-15发酵液，有效活菌数控制在2.0×1010cfu/g以上。WSWFJ-15的制备方法按以下步骤进行：
(1)菌种活化：将-80℃下保存的芽孢杆菌菌株WSWFJ-15在LB固体培养基上活化12～16h，挑取单菌落在LB固体培养基上，在35℃培养1～2天，得活化的菌株。
(2)种子液制备：用无菌接种环刮取一环步骤(1)中活化的菌株接种到50ml LB液体培养基中，在温度为35℃、转速为160rpm条件下培养24h，得种子液。
2.发酵液制备：按照菌种、培养液体积比为1：120左右的比例将步骤(2)所得的种子液接入到车间发酵料培养基中，在温度为37℃(可上下浮动0.5℃)，转速为120rpm/min条件下培养25～30h，得发酵液，即为具有防虫功能的枯草芽孢杆菌菌液；对发酵液进行喷粉干燥，即为具有防虫功能的枯草芽孢杆菌菌粉。菌液和菌粉的有效活菌数均控制在2.0×1010cfu/g以上。
3.有机肥料制备：有机肥料发酵腐熟，各项指标符合NY525-2012的技术要求。由于本专利产品适用于常规原料的所有有机肥料，所以对原料配方无特殊控制和指标要求。
(1)功能菌种的添加：有机肥料发酵完成后，将WSWFJ-15发酵液添加到肥料中，混合均匀，发酵液的添加比例为总物料重量份数的0.1％～0.5％。
(2)产品筛分(一般为50～150目左右)、包装后，即得到具有防虫功能的生物有机肥成品。
所述的功能菌种WSWFJ-15是由云南省微生物发酵工程研究中心有限公司自主研究筛选得到，为一株枯草芽孢杆菌，其保藏登记号为CGMCC No.15855。
所述的LB培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L，即得液体培养基；在以上物质中再加入琼脂粉7.5g即得固体培养基。
所述车间发酵培养基的组成成分及其重量百分比为：黄豆粉1.0～1.6％、蔗糖0.1～0.5％、蛋白胨0.2～0.6％、玉米粉0.2～0.6％、碳酸钙0.3～0.9％、鱼粉0.1～0.3％、硫酸铵0.01～0.08％、硫酸镁0.02～0.05％、磷酸二氢钾0.01～0.04％、磷酸氢二钾0.02～0.05％、硫酸锰0.01～0.04％、氢氧化钠0.01～0.04％、氯化钠0.02～0.03％、消泡剂0.5～1.5％，用盐酸及氢氧化钠调节pH至6.8～7.5；消泡剂为市售产品，例如烟台恒鑫化工的THIX-298型产品。
所述的功能菌种WSWFJ-15杀虫效果为：菌种可产生小分子环肽类化合物，对大部分鳞翅目、同翅目、鞘翅目、双翅目害虫及蝽类、螳螂、竹节虫、蚂蚁、白蚁及其他多种害虫都具有杀伤力。对蛾类害虫的成虫和幼虫均在1分钟之内击毙，对蛴螬的低龄幼虫在10秒左右杀灭，高龄幼虫在10分钟至2小时杀灭。
下面结合具体实施例来说明。
实施例1：生物有机肥防治玉米蛴螬的田间防效试验
1、试验目的
通过试验，验证含功能微生物WSWFJ-15有机肥对玉米蛴螬的防治效果，确定合理使用剂量，为登记和推广应用提供依据，进行该生物有机肥的防效试验。
2、试验条件
(1)试验对象、作物和品种的选择
试验对象：蛴螬。
试验作物及品种：试验作物为玉米，品种罗单6号。
供试菌种：WSWFJ-15,经发酵后其有效活菌量达2×109cfu/ml。
供试肥料：有机肥由云南云叶化肥股份有限公司生产，精制有机肥，有机质≥85％，总养分≥8％。
供试药剂：氟虫腈(海利尔药业集团股份有限公司生产)。
(2)环境条件
试验安排在安宁市青龙镇微生物菌种筛选与应用国家地方联合工程研究中心试验温室外玉米地。该田地势平坦，土壤类型为红壤，肥力中等，有机质含量为21.27g/kg。该田蛴螬常年发生危害。于2017年5月5日播种，品种为罗单6号，种植密度为4100株/667m2单粒播种。栽培及水肥管理条件一致，且符合当地农业生产实际。
3、试验方法
处理设计为：处理1(有机肥含WSWFJ-15 0.1％)、处理2(有机肥含WSWFJ-150.3％)、处理3(有机肥含WSWFJ-15 0.5％)、处理4(有机肥含氯虫腈5％)(对照)、处理5(清水对照)。
小区安排：各小区按随机区组排列，共20个小区。小区面积为50m2，重复4次。
施肥时间：2015年5月5日上午施肥，施肥量为200kg/亩，下午播种。
4、调查方法
(1)调查时间和次数
试验共进行3次调查，第1次在空白小区齐苗时(5月12日)，调查所有小区出苗情况；第2次于玉米齐苗后15天(5月27日)调查1次，调查玉米植株被害情况；第3次于玉米齐苗后30天(6月12日)调查1次，调查玉米植株被害情况和虫口密度。
(2)调查方法
1.出苗情况调查方法：按双对角线法随机选5点，每点20株，共计100株，调查出苗率。
2.蛴螬的调查方法：作物受害情况调查。每小区内按双对角线法随机选5点，每点20株，共计100株。别于2015年5月27日、6月12日调查总株数、被害株数，计算防效；虫口密度调查：每小区“Z”字形5点取样，每点50cm×50cm(0.25m2)，挖土深30cm，共挖1.25m2，详细记载单位面积内虫量，计算防效。
5、结果与分析
表1不同有机肥处理对防治玉米蛴螬的影响
注：同一列中均值±标准差标以小写字母的值表示在P＝0.05水平上差异显著(Duncan法)，字母相同差异不显著，字母不同差异显著。下同。
由表1试验结果可知：玉米齐苗后15d和30d,加入生防功能菌WSWFJ-15的处理较氯虫腈处理和清水处理均呈现出显著的防效，防效可分别达81％和86％以上，总体而言，当WSWFJ-15加入量为0.3％时，其防效最佳。
实施例2：生物有机肥防治花生蛴螬的田间防效试验
1、试验材料
供试花生品种及试验田情况
供试花生品种为‘云花生3号’。本试验设在石屏哨冲镇试验田进行，质地为砂壤土，前茬作物玉米。花生于2017年4月27日播种(春播)，覆膜起垄栽培，垄高10cm，垄宽80cm，播种双行，每穴播种两粒，密度为8000穴/667m2。各试验小区的土壤、栽培、肥水管理等条件一致，且与当地农业生产实际相符。
2、试验方法：WSWFJ-15,经发酵后其有效活菌量达2×109cfu/ml。
供试肥料：有机肥由云南云叶化肥股份有限公司生产，精制机肥，有机质≥85％，总养分≥8％。处理设计为：处理1(有机肥含WSWFJ-150.1％)、处理2(有机肥含WSWFJ-150.3％)、处理3(有机肥含WSWFJ-150.5％)、处理4(有机肥含氯虫腈5％)(对照)、处理5(清水对照)，施肥量为200kg/亩。试验设置5次重复，小区面积667m2，采用随机区组排列，小区间设保护行。
3、调查方法
(1)出苗率调查
播种期施肥的各小区，调查出苗情况。清水对照齐苗后，观察各小区幼苗生长情况，包括幼苗的长势、叶色、整齐度等。每个小区5点随机取样，每点调查20株，统计出苗率。
(2)防治效果调查
花生收获时(9月5日)调查各处理对蛴螬的防虫效果和保果效果。每小区棋盘式18点取样，每点0.5×0.5m，结合收获翻土深30cm，统计各处理区的蛴螬虫口数；调查总荚果数，并按4级调查被害荚果数(0级：荚果完整，无被害状；l级：荚果表皮有被害痕迹，但未形成小洞；2级：荚果有被害小洞，但果仁完整，不影响产量；3级：荚果有被害大洞，果仁被害1/2；4级：荚果有被害大洞，果仁被害1/2以上)。统计各级被害荚果数，计算防虫效果、荚果受害指数和保果效果。计算方法如下：
防虫效果(％)＝(空白对照区虫口数－施肥处理区虫口数)/空白对照区虫口数×100；
荚果受害指数(％)＝∑(受害荚果数×该受害荚果级数)/调查总荚果数×最高受害级数×100；
保果效果(％)＝空白对照区荚果受害指数－施肥处理区荚果受害指数/空白对照区荚果受害指数×100。
4、结果与分析
表2不同施肥处理对花生蛴螬的防虫和保果效果
由表2不同施肥处理对花生蛴螬的防治效果可知：添加WSWFJ-15的施肥处理整体防效和保果效果较添加氯虫腈的施肥处理较优，且整体防效和保果率分别达达64％和53％以上，综合考虑防虫保果和防效3个指标，添加WSWFJ-15 0.5％的有机肥处理对花生的增产效果较优，建议依此配方进行施用。
综合实施例1和实施例2的防控效果可知：WSWFJ-15在防治蛴螬病害方面较传统农药具有一定的优势，该菌株无论在防虫效果还是作物增产方面均呈现出较好的效果，考虑到环境的生态、安全、环保等方面的因素，WSWFJ-15是农业生产中具有突出优势的生物杀虫剂。
本发明与现有技术比较具有以下优点：
1、增加了有机肥料的功能性
与常规有机肥料相比，加入具有防虫功能的枯草芽孢杆菌WSWFJ-15，在施肥的同时可以进行害虫的杀灭，实现药肥一体，提升产品功能性，扩大产品应用领域，减少田间操作工序，节约资源及成本，实现产品升级。
2、提前防控，效果更佳
在施用基肥的同时进行虫害的防控，可以有效提前防控时间，提升防控有效率，较常规虫害出现后才进行防控效果更佳，同时本产品具有广谱性防虫功效，可避免多次施用不同农药造成的环境污染及成本提升。
3、安全环保
本专利技术中的功能菌种WSWFJ-15是由自然界中筛选分离得到，未进行基因改造，田间使用不具有风险，其分泌的杀虫物质小分子环肽类化合物，可在土壤中自然快速分解，对作物、动物和人体均不产生危害，可实现田间、作物、水源无污染、无残留，与常规杀虫农药相比安全性大大提高，有利于有机农业的发展。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种具有防虫功能的生物有机肥，其特征在于：它包括功能菌种发酵液和生物有机肥，功能菌种发酵液的添加比例为总重量份数的0.1％～0.5％；
所述功能菌种为一株枯草芽孢杆菌，菌种编号为WSWFJ-15，其保藏登记号为CGMCCNo.15855。
2.根据权利要求1所述的一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一，将生物有机肥料发酵腐熟；
所述生物有机肥料发酵腐熟的工艺符合NY525-2012的技术标准；
步骤二，功能菌种的添加，生物有机肥料发酵完成后，将功能菌种发酵液添加到肥料中，混合均匀，功能菌种发酵液的添加比例为总重量份数的0.1％～0.5％；
步骤三，将步骤二中混合物筛分、包装后，即得生物有机肥成品。
3.根据权利要求2所述的一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述功能菌种发酵液的制备步骤包括：
步骤一，菌种活化：将-80℃下保存的功能菌菌株在LB固体培养基上活化12～16h，挑取单菌落在LB固体培养基上，在35℃培养1～2天，得活化的菌株；
步骤二，种子液制备：用无菌接种环刮取一环步骤一中活化的菌株接种到50ml LB液体培养基中，在温度为35℃、转速为160rpm条件下培养24h，得种子液；
所述LB液体培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L；
步骤三，发酵液制备：按照菌种、培养液体积比为1：120的比例将步骤二所得的种子液接入到车间发酵料培养基中，在温度为36.5℃～37.5℃，转速为120rpm/min条件下培养25～30h，得发酵液，对发酵液进行喷粉干燥，即得菌粉。
4.根据权利要求3所述的一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述LB固体培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L，琼脂粉7.5g。
5.根据权利要求3所述的一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述LB液体培养基的组成成分及其配比为：细菌学蛋白胨10g，酵母提取粉5g，氯化钠10g，水1L。
6.根据权利要求3所述的一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述车间发酵培养基的组成成分及其重量百分比为：黄豆粉1.0～1.6％、蔗糖0.1～0.5％、蛋白胨0.2～0.6％、玉米粉0.2～0.6％、碳酸钙0.3～0.9％、鱼粉0.1～0.3％、硫酸铵0.01～0.08％、硫酸镁0.02～0.05％、磷酸二氢钾0.01～0.04％、磷酸氢二钾0.02～0.05％、硫酸锰0.01～0.04％、氢氧化钠0.01～0.04％、氯化钠0.02～0.03％、消泡剂0.5～1.5％；
所述车间发酵培养基用盐酸及氢氧化钠调节pH至6.8～7.5。
7.根据权利要求3所述的一种具有防虫功能的生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述步骤三中菌液、菌粉的有效活菌数都大于2.0×1010cfu/g。
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