CN109400378A

CN109400378A - 提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂及制备方法

Info

Publication number: CN109400378A
Application number: CN201811495507.3A
Authority: CN
Inventors: 郑安科; 徐骠; 张俊庆
Original assignee: Shandong Civil Life Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Civil Life Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明属于生物菌肥技术领域，具体包括五种土壤有益菌及三种增效剂，其中地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）、沼泽红假单胞菌（TMQZ08）、干酪乳杆菌（TMQR01），按有效活菌数比例为0.8‑1：0.8‑1：2.5‑3：1.0‑1.2：4的比例搭配，保证活菌数≥30亿/ml；并搭配有机酸、水溶性氨基酸、γ‑聚谷氨酸等增效剂，分解土壤中的固态磷钾，提高土壤中的有效磷钾，以达到解磷解钾，提高光合利用率，促进植物结实，提高作物抗病性，减少农资投入的效果。

Description

提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂及制备方法

技术领域

本发明属于农业微生物菌剂技术领域，具体涉及提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂及制备方法。

背景技术

氮磷钾作为植物所需的三大元素在植物的生长过程中具有决定性的地位，也是在植物收获是带走最多的元素，而他们通过残茬和根的形式归还给土壤的数量却不多，因此需要大量的外界补充这些养分。

氮元素作为植物生长的必须养分是组成植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成成分，对植物的生长发育有着十分明显的影响。

钾是植物的主要营养元素，同时也是土壤中常因供应不足而影响作物产量的主要素之一，但不是植物体内有机化合物的成分。钾通常呈离子状态溶于植物汁液之中，其主要功能与植物的新陈代谢有关，在植物代谢活跃的器官和组织中分布量较高，具有保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力等功能。1、钾能够促进光合作用，适量的钾元素能够明显地提高植物对氮的吸收和利用，并很快转化为蛋白质。2、由于钾离子能较多地累积在作物细胞之中，使细胞渗透压增加并使水分从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动，所以钾还能调节渗透压促进植物保水。因此。在钾供应充足时，作物能有效地利用水分，并保持在体内，减少水分的蒸腾作用。3、钾的另一特点是有助于作物的抗逆性。钾的重要生理作用之一是增强细胞对环境条件的调节作用。钾能增强植物对各种不良状况的忍受能力，如干旱、低温、含盐量、病虫危害、倒伏等。

磷在植物体中的含量仅次于氮和钾，一般主要存在于作物的种子中。磷是植物体内的核酸、蛋白质和酶等多种重要化合物的重要组成成分，同时参与植物的光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大和其他一些过程；在植物生长周期中适量的的磷元素能够促进作物早期根系的生长发育，提高植物适应外界环境条件的能力，增强一些植物的抗病性，抗旱和抗寒能力，对许多水果、蔬菜和粮食作物的品质也有着决定性作用。

我国大部分地区土壤有效磷含量低于20mg/kg，有效钾含量低于150mg/Kg，属于一个低含量，有效养分的缺乏严重制约着农业的发展，而解决这一问题主要有两种方法：一是长期依赖于外界供给，通过大量的施用化学肥料来提高土壤有效养分，二是增加土壤中固化磷、固化钾的使用，从农业发展对环境影响以及可持续发展来看，首先磷钾属于不可再生资源，根据当下的开采状况，地球上的磷钾资源只能够持续开采数百年之久，而我国的磷钾矿资源是远远不能满足国内的使用量，且质量较低，主要还是依赖于进口。其次大量磷酸及氧化钾的使用，也给农业的生产增加了成本，再次，大量的磷酸盐、钾盐等的使用，作物当季的利用率并不超过30%，绝大部分还是固化到土壤中不能被植物利用。因此提高固化磷、固化钾的使用具有巨大的应用潜力，而通过有益微生物的分解，在未来将具有很大的应用前景。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足提供提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂及制备方法，用以决解土壤中固化磷、固化钾的问题，将土壤中固化磷、固化钾转化成可供植物吸收的有效磷、有效钾，以提高肥料的利用率，减少农业成本的投入，改善农作物土壤环境。

本发明的技术方案如下：本发明一方面提供了提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，包括五种土壤复合菌液：地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）沼泽红假单胞菌（TMQZ08）干酪乳杆菌（TMQR01）以及三种生物增效剂：有机酸、水溶性氨基酸、γ-聚谷氨酸。

作为优选，所述复合菌液由五种菌液按照有效活菌数比例为：地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）沼泽红假单胞菌（TMQZ08）干酪乳杆菌（TMQR01）为0.8-1：0.8-1：2.5-3：1.0-1.2：4配制而成。

作为优选，复合微生物菌剂中有效总活菌数≥30亿/ml。

作为优选，所述有机酸包括草酸、柠檬酸、羧酸、羟基乙酸、琥珀酸、亚磺酸中的任意一种或几种以任意比混合。

作为优选，所述水溶性氨基酸包括谷氨酸、赖氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、据天门冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、组氨酸中的至少10种。

作为优选，所述有机酸在复合菌液中添加量不低于10g/L。

作为优选，所述水溶性氨基酸在复合菌液中的添加量不低于100g/L。

作为优选，有机酸质量比例为0.1%-0.12%；氨基酸质量比例为8%-10%；γ-聚谷氨酸质量比例为0.02%-0.04%；γ-聚谷氨酸分子量大于100万。

一种提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：将五种土壤复合菌液按比例混合，再将三种生物增效剂按比例混合，最后补足无菌水。

提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂的制备方法，所述五种土壤复合菌液以及γ-聚谷氨酸为实验室自制得到。

本发明相对于同类产品的优点在于：

本发明通过多种土壤有益菌优势互补的原则相互搭配，能够快速有效的将土壤中的固态磷钾分解为可溶性的磷钾，共植物利用，达到一个长效持久的功效，同时搭配四种增效剂，以辅助解磷解钾，实现壮苗、促根增产的效果。

所述地衣芽胞芽孢杆菌（TMQD04）能够产生多肽抗生素、拮抗蛋白从而抑制病原菌的生长，分解卵脂和核酸，其它特点如下：1、对磷钾具有较强的利用及代谢转化便于植物吸收利用。2、提高种子出芽率，保苗率。3、使土壤中有机质分解为腐殖质，提高土壤肥力。4、可产生6种多肽类物质，对油菜的核病菌、水稻纹枯病、白叶枯和小麦的赤霉病均有较好的抑制效果，对蚜虫红蜘蛛和螨虫有杀灭作用。

所述巨大芽孢杆菌（TMQJ05）具有解磷作用，显著提高作物土壤有效磷，促进作物生长，诱导植物产生抗逆性，增加磷质含量，促进细胞膜的流动性，增强有机物的转运与积累，帮助作物安全越冬。

所述胶冻样芽孢杆菌（TMQ03）具有解钾的作用，释放土壤中的固态钾，同时释放钙、硫、镁、铁、锌、锰、钼等中微量元素，同时促进氮的吸收，及蛋白质的合成；在光合作用中能够促进碳的固定，促进光合作用循环，保持作物渗透压促进作物对水分的吸收。

所述沼泽洪假单细菌（TMQZ08）能够在黑盖土壤中大量的将固态磷分解为可溶性磷，同时也可提高于林地和菜地的速效磷，达到肥沃土地，壮苗，促进植物生长的作用。

所述干酪乳杆菌（TMQR01）能够产生乳酸菌素等天然肽类物质，具有适应酶解、强酸性等优点，能够促进植物对营养物质的吸收，调节土壤的酸碱平衡，分解土壤中的不溶物质，同时产生的乳酸能够辅助巨大芽孢杆菌对固态磷的分解，提高解磷效率。

所述有机酸能够降低作物土壤的的PH，为微生物分解固态磷提供一个有力的条件，促进解磷解钾微生物对固态磷的分解，活化养分，改善根系周围环境以及作物根系对营养物质的吸收，同时与铝、铁、镁、钙、等离子结合，溶解难溶解的磷酸盐，降低和缓解重金属对植物的影响。

所述氨基酸对植物生长特别是光合作用具有独特的促进作用，尤其是甘氨酸，它可以增加植物叶绿素含量，提高酶的活性，促进二氧化碳的渗透，使光合作用更加旺盛，加剧干物质的积累和从植物根部或叶部向其他部位的运转速度和数量，调节大量元素、微量元素以及各种营养成份的比例和平衡状态，从而起到调节植物正常生长的作用。氨基酸可与难溶性P、K等元素发生螯合反应，对作物所需元素产生保护作用，并生成溶解度好、易被作物吸收的螯合物，从而有利于植物吸收。

所述γ-聚谷氨酸是一种天然高分子化合物是唯一一种带正电的高分子聚合物，能够对作物起到包水保湿的作用，维持磷钾粒子的水溶状态，促进了作物对粒子的吸收，保证了作物的长效吸收利用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，我国大部分地区土壤有效磷、有效钾含量低，而解决这一问题主要有两种方法：一是长期依赖于外界供给，通过大量的施用化学肥料来提高土壤有效养分，二是增加土壤中固化磷、固化钾的使用，首先磷钾属于不可再生资源，根据当下的开采状况，地球上的磷钾资源只能够持续开采数百年之久，而我国的磷钾矿资源是远远不能满足国内的使用量，且质量较低，主要还是依赖于进口。其次大量磷酸及氧化钾的使用，也给农业的生产增加了成本，再次，大量的磷酸盐、钾盐等的使用，作物当季的利用率并不超过30%，绝大部分还是固化到土壤中不能被植物利用。

本发明创造性提供提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，包括五种土壤复合菌液：地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）沼泽红假单胞菌（TMQZ08）干酪乳杆菌（TMQR01）以及三种生物增效剂：有机酸、水溶性氨基酸、γ-聚谷氨酸。

所述复合菌液由五种菌液按照有效活菌数比例为：地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）沼泽红假单胞菌（TMQZ08）干酪乳杆菌（TMQR01）为0.8-1：0.8-1：2.5-3：1.0-1.2：4配制而成。

复合微生物菌剂中有效总活菌数≥30亿/ml。

所述有机酸包括草酸、柠檬酸、羧酸、羟基乙酸、琥珀酸、亚磺酸中的任意一种或几种以任意比混合。

所述水溶性氨基酸包括谷氨酸、赖氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、据天门冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、组氨酸中的至少10种。

所述有机酸在复合菌液中添加量不低于10g/L。

所述水溶性氨基酸在复合菌液中的添加量不低于100g/L。

有机酸质量比例为0.1%-0.12%；氨基酸质量比例为8%-10%；γ-聚谷氨酸质量比例为0.02%-0.04%；γ-聚谷氨酸分子量大于100万。

所述地衣芽胞杆菌制备方法：蔗糖20g/L、硫酸铵5 g/L、麸皮45 g/L、柠檬酸钠2.0g/L、三水合磷酸氢二钾0.4g/L、七水合硫酸镁0.5 g/L、七水合硫酸铁0.03 g/L，PH值自然，按接种量7%，在37℃发酵24-38小时，活菌数达到200亿/ml，形成芽孢率在98%以上。

所述巨大芽孢杆菌（TMQJ05）制备方法：玉米膏18 g/L，糖蜜55 g/L，氯化钙0.5 g/L磷酸氢二钾3 g/L，硫酸镁0.4 g/L发酵起始的PH为6.8-7.2；在37℃发酵24-30小时，活菌数可达到150亿/ml，芽孢率在98%以上。

所述胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）制备方法：葡萄糖 100 g/L，硫酸铵15 g/L，酵母膏5.5 g/L，氯化钾2 g/L，7水合硫酸镁3.5 g/L，磷酸氢二钾1 g/L，碳酸钙3.5 g/L；发酵起始的PH为7.2-7.8；在36℃发酵48-72小时，活菌数可达到5亿/ml，芽孢率在98%以上。

所述沼泽红假单胞菌（TMQZ08）制备方法：葡萄糖2 g/L，硫酸铵2 g/L，酵母膏1.5g/L，乙酸钠1.8 g/L，氯化钠1 g/L，发酵起始的PH为7.0-7.5；在温度为32℃，光照为35000LX的光照条件下静止培养发酵4-6天，活菌数可达到50亿/ml。

所述干酪乳杆菌（TMQR01）制备方法：葡萄糖140g/L、蛋白胨15g/L、牛肉膏15g/L、酵母膏7.5g/L、无水乙酸钠5g/L、七水合硫酸镁0.2g/L、七水合硫酸锰0.05g/L、碳酸钙100g/L、吐温-80 1 ml、发酵起始的PH为6.8。在34℃发酵94-100小时，乳酸产量可达到100 g/L。

所述γ-聚谷氨酸制备方法：纳豆芽孢杆菌在葡萄糖250 g/L，谷氨酸钠40 g/L，蛋白胨2.4 g/L，硫酸镁0.2 g/L，磷酸氢二钾20 g/L，磷酸二氢钾1 g/L硫酸铵5 g/L，硫酸锰0.03 g/L，泡敌0.3 g/L，发酵起始的PH为6.8-7.2；在36℃发酵24-28小时，γ-聚谷氨酸含量达到2%以上，通过95%乙醇萃取，按照γ-聚谷氨酸：成品的质量比例为1-2.5：5000的比例添加。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。

实施例1：应用实例

一种能够提高作物土壤有效磷有效钾的复合微生物菌剂包括一株地衣芽孢杆菌（TMQD04），一株巨大芽孢杆菌（TMQJ05），一株胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）一株沼泽红假单胞菌（TMQZ08）一株干酪乳杆菌（TMQR01）以及三种生物增效剂：有机酸、水溶性氨基酸、γ-聚谷氨酸。

所述地衣芽孢杆菌（TMQD04）发酵液活菌数为206亿/ml，配比85kg。

所述巨大芽孢杆菌（TMQJ05）发酵液活菌数为166亿/ml，配比85kg

所述胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）发酵液活菌数为7.2亿/ml，配比300kg。

所述沼泽红假单胞菌（TMQZ08）发酵活菌数为46亿/ml，配比105kg

所述干酪乳杆菌（TMQR01）发酵液乳酸含量为103g/L，配比400kg。

所述增效剂为有机酸、水溶性氨基酸、γ-聚谷氨酸。

所述增效剂为有机酸添加量为0.13%。

所述增效剂为氨基酸添加量为11.5%。

所述增效剂为γ-聚谷氨酸添加量为0.04%。

所述复合菌肥实测有效活菌数为37.2亿/ml。

其余补足灭菌水共25kg，共1吨总量。

本发明复合微生物菌剂在内蒙古乌兰察布进行了实地应用。有机质19.6g/Kg，全氮3.21g/Kg，速效磷22.3速效钾97.6g/Kg。

供试蔬菜：马铃薯—沙杂15号

试验田和对照田均相同使用化学肥料，包括N 元素20 kg/亩，P₂O₅ 18kg/亩，K₂O 12kg/亩，其中氮肥 60％作基肥，40％作追肥，追肥分2次施，于第一次采收后和采收高峰时各追施 20％，其他肥料均 100％作基肥宽幅条施用。对照组不用所述的复合菌肥处理，实验组用稀释800倍所述复合菌液浸淋种子，栽种后50天浇施稀释200倍的菌肥10L，在块茎彭大前期7天浇施稀释100倍的菌肥15L，间隔10天后浇施稀释100倍的菌肥15L。

实验结果如下：

处理方式	出苗率（%）	主茎数（个）	单果重量（g）	产量（kg/公顷）
					空白	88.24%	3.67	138	32211.05
实验组	96.12%	4.21	152	36200.18
					增益效果	7.8个	14.7%	10.1%	12.4%

根据实验数据表明，使用本发明的复合微生物肥料与空白对照组相比，施用本发明的复合微生物肥料后增加了出苗率、达到壮苗增产的效果。出苗率增加7.8个百分点，主茎数增加14.7%，单果重增加了10.1%，且果实均匀，亩产增加12.4%。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims

1.提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：包括五种土壤复合菌液：地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03），沼泽红假单胞菌（TMQZ08），干酪乳杆菌（TMQR01）以及三种生物增效剂：有机酸、水溶性氨基酸、γ-聚谷氨酸。

2.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述复合菌液由五种菌液按照有效活菌数比例为：地衣芽孢杆菌（TMQD04），巨大芽孢杆菌（TMQJ05），胶冻样芽孢杆菌（TMQJ03）沼泽红假单胞菌（TMQZ08）干酪乳杆菌（TMQR01）为0.8-1：0.8-1：2.5-3：1.0-1.2：4配制而成。

3.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：复合微生物菌剂中有效总活菌数≥30亿/ml。

4.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述有机酸包括草酸、柠檬酸、羧酸、羟基乙酸、琥珀酸、亚磺酸中的任意一种或几种以任意比混合。

5.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述水溶性氨基酸包括谷氨酸、赖氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、据天门冬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、组氨酸中的至少10种。

6.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述有机酸在复合菌液中添加量不低于10g/L。

7.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：所述水溶性氨基酸在复合菌液中的添加量不低于100g/L。

8.根据权利要求1所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂，其特征在于：有机酸质量比例为0.1%-0.12%；氨基酸质量比例为8%-10%；γ-聚谷氨酸质量比例为0.02%-0.04%；γ-聚谷氨酸分子量大于100万。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将五种土壤复合菌液按比例混合，再将三种生物增效剂按比例混合，最后补足无菌水。

10.根据权利要求9所述的提高作物土壤有效磷、钾的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于：所述五种土壤复合菌液以及γ-聚谷氨酸为实验室自制得到。