CN109400222A - 盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂及其制备方法与应用，涉及盐碱地土壤改良技术领域。所述复合微生物菌剂，包括：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC10619和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)ACCC11118，其活菌数量之比为(0.1‑10):1,优选(0.2‑5):1,更优选0.5:1。本申请所述菌剂具有使用菌种的种类少、土壤改良效果明显、对曲曲菜出苗率提高显著、使用方便等优点，对盐碱地土壤改良具有重要价值。

Description

盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及盐碱地土壤改良技术领域，具体说是一种盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
盐碱地是土壤盐碱化的一种土地类型，当土壤表层或亚表层中水溶性盐类超过0.1％(或在富含石膏的情况下超过0.2％)，或土壤碱化层的碱化度超过5％，就属于盐碱化土壤。盐碱地土壤含盐量高、碱度大、物理结构差、养分缺乏，影响植物正常生长，甚至造成植株死亡，严重影响农林业生产和土地绿化。
我国盐碱地总面积达9913万公顷，约占全国土地面积的10％，已成为我国经济、社会和生态可持续发展的主要障碍因子，也是重要的后备土地资源。因此，盐碱地土壤改良及植物种植对补充我国耕地资源及保障国家粮食和生态安全具有重要意义。
目前，盐碱地土壤改良的方法主要有：1、物理改良：平整土地、深耕晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土；2、水利工程改良：排灌配套、蓄淡压盐、灌水洗盐、地下排盐；3、化学改良：石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐殖酸、泥炭、醋渣等；4、生物改良：添加土壤微生物菌剂、种植水稻或耐盐植物。生物改良已被认为是最合理的盐碱地土壤改良方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂及其制备方法与应用，所述菌剂具有使用菌种的种类少、土壤改良效果显著、使用方便等优点。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂，包括：枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)ACCC10619和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)ACCC11118。
优选的，所述枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC10619和所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)ACCC11118的活菌数量之比为(0.1-10):1,优选(0.2-5):1,更优选0.5:1。
具体的，所述复合微生物菌剂为液体菌剂或固体菌剂；优选的，所述复合微生物菌剂为固体菌剂；
所述固体菌剂是将所述菌株负载于固态载体制成。
优选的，所述液体菌剂中，所述菌株的总活菌数量不低于1×108CFU/mL；
所述固体菌剂中，所述菌株的总活菌数量不低于0.5×1011CFU/kg。
具体的，所述固态载体为稻草秸秆粉、草炭粉、玉米粉、米糠、麦饭石、褐煤、硅藻土和滑石粉中的一种或多种；
优选的，所述固态载体为稻草秸秆粉。
本发明还提供了上述任一所述复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：将每种所述菌株接种至液体培养基中进行培养；
可选地，还包括将每种所述菌株纯化、和/或混合、和/或浓缩的步骤。
本发明保护上述任一所述复合微生物菌剂在盐碱地土壤改良中的应用。
本发明还提供了一种盐碱地土壤改良的方法，包括将上述任一所述复合微生物菌剂施于盐碱地土壤，所述盐碱地土壤的初始特征参数如下：pH值9.0-9.5，EC值为3.0-3.5mS/cm，土壤全盐9-10g/kg；优选的，pH值9.30-9.35，EC值3.2-3.3mS/cm，土壤全盐9.55-9.60g/kg。
本发明保护上述任一所述复合微生物菌剂在曲曲菜种植中的应用。
本发明还提供了一种提高曲曲菜出苗率的方法，包括如下步骤：S1、向土壤中施用上述任一所述复合微生物菌剂；
S2、向所述土壤中播种曲曲菜；
可选地，施用所述复合微生物菌剂前，所述土壤的初始特征参数如下：pH值9.0-9.5，EC值为3.0-3.5mS/cm，土壤全盐9-10g/kg；优选的，pH值9.30-9.35，EC值3.2-3.3mS/cm，土壤全盐9.55-9.60g/kg。
优选地，所述复合微生物菌剂的施用量以总活菌数量计为3.0×1012-3.5×1012CFU/亩；优选3.3×1012CFU/亩；
可选地，还包括向所述土壤中施用有机肥的步骤。
本发明的有益效果如下：
本发明从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)中分别筛选获得耐高盐菌株，然后将无拮抗的菌株组合与稻草秸秆粉按照合适的配比混合制成固体菌剂，即可显著改良盐碱地土壤，其中处理M2(含等浓度的枯草芽孢杆菌ACCC10619和植物乳杆菌ACCC11118的体积比为1:1)的效果最显著，可将土壤pH值降低至7.32，土壤全盐由9.55g/kg降低至3.32g/kg，脱盐率达65.2％；与对照相比，可使盐碱地中种植的曲曲菜的出苗率提高79.5％；进一步优化结果显示，等浓度的枯草芽孢杆菌ACCC10619和植物乳杆菌ACCC11118的体积比为1:2时，改良盐碱地土壤的效果最优。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所用的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株ACCC10619、ACCC10182、ACCC10719、ACCC11028、ACCC11095和ACCC10627购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
下述实施例中所用的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌株ACCC03338、ACCC03291、ACCC03307、ACCC11118、ACCC03332和ACCC11095购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
实施例1、耐盐微生物菌株的筛选
1、使用液体培养基对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株ACCC10619、ACCC10182、ACCC10719、ACCC11028、ACCC11095和ACCC10627分别进行培养，选择可以耐受高盐的菌株。具体方法如下：使用营养肉汤培养基，30℃，200r/min振荡培养各菌株2-3天，然后进行梯度稀释，在含10％高浓度氯化钠培养基平板上涂板验证菌株对高盐的耐受能力；结果表明，枯草芽孢杆菌菌株ACCC10619、ACCC10719和ACCC 10627能够耐受高盐，将上述菌株分别记作菌株B1、B2和B3。
2、使用液体培养基对植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)菌株ACCC03338、ACCC03291、ACCC03307、ACCC11118、ACCC03332和ACCC11095分别进行培养，然后在含高浓度NaCl的固体培养基平板上培养，筛选耐盐菌株，选择可以耐受高盐的菌株。具体方法如下：使用MRS培养基，37℃，240r/min振荡培养各菌株2-3天，然后进行梯度稀释，在含7％高浓度氯化钠的培养基平板上涂板验证菌株对高盐的耐受能力；结果表明，物乳杆菌菌株ACCC03291、ACCC11118和ACCC11095能够耐受高盐，将上述菌株分别记作菌株L1、L2和L3。
3、菌株间的拮抗作用试验
采用琼脂平板的抑菌圈试验，从步骤1和2中筛选出的共6株耐受高盐菌株中筛选出两两不存在拮抗作用的菌株，结果如表1所示，结果表明：枯草芽孢杆菌菌株B1、B2和B3和植物乳杆菌菌株L1、L2和L3之间，不存在拮抗作用菌株为B1和B2与L1和L2，可以进行复配。
表1、各菌株两两之间的抑菌圈试验结果
注：表1中的“-”表示没有拮抗作用，“+”表示有轻微拮抗作用，“++”表示有明显拮抗作用。
实施例2、复合微生物菌剂的制备及其在盐碱地土壤改良中的应用
一、复合微生物菌剂的制备
将枯草芽孢杆菌菌株B1和B2分别进行发酵培养，获得两种枯草芽孢杆菌发酵液，使用无菌水将这两种枯草芽孢杆菌发酵液分别稀释成枯草芽孢杆菌含量为1×108CFU/mL，获得两种液体枯草芽孢杆菌菌剂b1和b2；
将植物乳杆菌菌株L1和L2分别进行发酵培养，获得两种植物乳杆菌发酵液，使用无菌水将这两种植物乳杆菌发酵液分别稀释成植物乳杆菌含量为1×108CFU/mL，获得两种液体植物乳杆菌菌剂l1和l2。
将液体菌剂b1和b2与液体菌剂l1和l2分别等体积混合后，再分别与稻草秸秆粉按照1L(总活菌含量为1×1011CFU/L):2kg混合，获得不同的复合微生物固体菌剂M1(B1L1)、M2(B1L2)、M3(B2L1)和M4(B2L2)。
二、复合微生物菌剂在盐碱地土壤改良中的应用
以步骤一制备获得的不同的复合微生物固体菌剂为不同处理，以等体积的清水替代液体菌剂与稻草秸秆粉混合制备得到的固体为对照(CK)，分别与有机肥同时施于山东滨海盐碱地土壤，然后播种野生曲曲菜，试验采取随机区组排列，重复三次，小区面积为20m2；调查曲曲菜的出苗率和土壤指标变化，结果取各重复的平均值，如表2、表3和表4所示。
上述曲曲菜的栽培管理方法如下：
整地施肥：将不同处理及对照(施用量按稻草秸秆粉计为每小区2kg，折合66.7kg/亩；按总活菌含量计为每小区1×1011CFU，折合3.3×1012CFU/亩)分别与有机肥(腐殖酸质量百分含量为15％，施用量为每小区3kg，折合100kg/亩)，一起施于地表，与地表沙壤土混匀，深翻，耙平，然后沿南北行向，将耙平的地块分割成宽1.2m的条状地块，地块间起垄高20cm、宽30cm，便于灌溉和田间操作。
播种：春季播种，播前做深沟高畦，畦内浇水，水渗下后按行距8厘米开沟深2厘米条播。播种后覆土0.5厘米厚。每公顷用种量4.5～6千克。畦面覆盖地膜保湿。
苗期管理：种子出苗时及时揭去地膜并统计出苗率。苗期及时浇水，保持土壤湿润。2～3片真叶时间苗，保持株距5厘米。
水肥及病虫害管理按照曲曲菜正常栽培方式统一管理。
采收：定期对嫩苗进行刈割，同时检测最后一次刈割后的土壤指标。
上述土壤指标及测定方法如下：
在不同处理的小区随机选取5个点，单独采集土壤，土样均匀混合后，按十字法选取待测样品，测定时重复三次并计算平均值。pH值：电位测定法；电导率(EC值)：饱和浸提法；碱解氮：碱解扩散法；速效磷：醋酸铵浸提——火焰光度法；速效钾：醋酸铵浸提——火焰光度法；有机质：油浴加热重铬酸钾氧化容量法——外加热法。测定值分为：整地施肥前的初始值和采收后的改良值。
表2、施用复合微生物菌剂及有机肥对曲曲菜出苗率的影响
处理 出苗率，％ 出苗率提高比例，％
CK 51.3 0
M1 85.3 66.3
M2 92.1 79.5
M3 83.2 62.2
M4 74.2 44.6
表2的结果表明，施用复合微生物菌剂与对照(不添加复合微生物菌剂)相比，可以显著提高曲曲菜的出苗率，其中处理M2(将液体菌剂b1与液体菌剂l2等体积混合后，再分别与稻草秸秆粉按照1L(总活菌含量为1×1011CFU/L):2kg混合的效果最显著，可提高出苗率79.5％；其它处理与对照相比，可提高出苗率44.6-66.3％。
表3、施用复合微生物菌剂及有机肥前土壤指标的初始值
表4、施用复合微生物菌剂及有机肥后土壤指标的改良值
表3和表4的结果表明，施用复合微生物菌剂与对照相比，可以显著降低土壤pH值、EC值、土壤全盐，增加土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和有机质；其中，处理M2的效果最显著，可将土壤pH值降低至7.32，土壤全盐由9.55g/kg降低至3.32g/kg，脱盐率达65.2％；其它复合微生物菌剂处理将土壤pH值降低至7.80-8.32，土壤全盐由9.55g/kg降低至3.60-3.71g/kg，脱盐率达62.3-61.2％。
实施例2的结果表明，将液体菌剂b1与液体菌剂l2等体积混合的效果优于将液体菌剂b1与液体菌剂l1、液体菌剂b2与液体菌剂l1、液体菌剂b2与液体菌剂l2等体积混合的效果。
实施例3、复合微生物菌剂的制备及其在盐碱地土壤改良中的应用
一、复合微生物菌剂的制备
将实施例2中的液体菌剂b1与液体菌剂l2分别按照体积比为5:1、2:1、1:1、1:2和1:5混合后，再分别与稻草秸秆粉按照1L(总活菌含量为1×1011CFU/L):2kg混合，获得不同的复合微生物固体菌剂M21、M22、M23、M24和M25。
二、复合微生物菌剂在盐碱地土壤改良中的应用
以步骤一制备获得的不同的复合微生物固体菌剂为不同处理，以等体积的清水替代液体菌剂与稻草秸秆粉混合制备得到的固体为对照(CK)，按照实施例2步骤二的方法进行盐碱地土壤改良，调查曲曲菜的出苗率和土壤指标变化，结果取各重复的平均值，如表5、表6和表7所示。
表5、施用复合微生物菌剂及有机肥对曲曲菜出苗率的影响
处理 出苗率，％ 出苗率提高比例，％
CK 51.0 0
M21 86.3 66.3
M22 88.9 70.4
M23 91.5 77.6
M24 94.2 84.6
M25 89.1 76.1
表5的结果表明，施用复合微生物菌剂与对照(不添加复合微生物菌剂)相比，可以显著提高曲曲菜的出苗率，其中处理M24(将液体菌剂b1与液体菌剂l2按照体积比1:2混合后，再分别与稻草秸秆粉按照1L(总活菌含量为1×1011CFU/L):2kg混合的效果最显著，可提高出苗率84.6％；其它处理与对照相比，可提高出苗率66.3-77.6％。
表6、施用复合微生物菌剂及有机肥前土壤指标的初始值
表7、施用复合微生物菌剂及有机肥后土壤指标的改良值
表6和表7的结果表明，施用复合微生物菌剂与对照相比，可以显著降低土壤pH值、EC值、土壤全盐，增加土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和有机质；其中，处理M24的效果最显著，可将土壤pH值降低至7.20，土壤全盐由9.57g/kg降低至3.25g/kg，脱盐率达66.0％；其它复合微生物菌剂处理将土壤pH值降低至7.30-7.70，土壤全盐由9.57g/kg降低至3.36-3.58g/kg，脱盐率达64.9-62.6％。
以上结果表明，本申请提供的复合微生物菌剂(含枯草芽孢杆菌ACCC10619和植物乳杆菌ACCC11118)对盐碱地土壤改良具有良好的降盐降碱的作用，且在实际应用中可以提高作物如曲曲菜的出苗率。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上所述为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种盐碱地土壤改良用复合微生物菌剂，其特征在于，包括：枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC10619和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)ACCC11118。
2.如权利要求1所述的复合微生物菌剂，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)ACCC10619和所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)ACCC11118的活菌数量之比为(0.1-10):1,优选(0.2-5):1,更优选0.5:1。
3.如权利要求1或2所述的复合微生物菌剂，其特征在于：所述复合微生物菌剂为液体菌剂或固体菌剂；优选的，所述复合微生物菌剂为固体菌剂；
所述固体菌剂是将所述菌株负载于固态载体制成。
4.如权利要求3所述的复合微生物菌剂，其特征在于：所述液体菌剂中，所述菌株的总活菌数量不低于1×108CFU/mL；
所述固体菌剂中，所述菌株的总活菌数量不低于0.5×1011CFU/kg。
5.如权利要求3或4所述的复合微生物菌剂，其特征在于：所述固态载体为稻草秸秆粉、草炭粉、玉米粉、米糠、麦饭石、褐煤、硅藻土和滑石粉中的一种或多种；
优选的，所述固态载体为稻草秸秆粉。
6.权利要求1—5中任一项所述复合微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：将每种所述菌株接种至液体培养基中进行培养；
可选地，还包括将每种所述菌株纯化、和/或混合、和/或浓缩的步骤。
7.权利要求1—5中任一项所述复合微生物菌剂在盐碱地土壤改良中的应用。
8.一种盐碱地土壤改良的方法，包括将权利要求1—5中任一项所述复合微生物菌剂施于盐碱地土壤，所述盐碱地土壤的初始特征参数如下：pH值9.0-9.5，EC值为3.0-3.5mS/cm，土壤全盐9-10g/kg；优选的，pH值9.30-9.35，EC值3.2-3.3mS/cm，土壤全盐9.55-9.60g/kg。
9.权利要求1—5中任一项所述复合微生物菌剂在曲曲菜种植中的应用。
10.一种提高曲曲菜出苗率的方法，包括如下步骤：S1、向土壤中施用权利要求1—5中任一项所述复合微生物菌剂；
S2、向所述土壤中播种曲曲菜。
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