CN109651015A - 可降解土壤农药残留的生物活性剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可降解土壤农药残留的生物活性剂及其制备方法与应用，具体组分质量比如下：复合菌发酵产物10‑15份、复合氨基酸15‑20份、腐殖酸20‑35份、火山灰20‑30份、木薯酒槽25‑35份；复合微生物发酵产物，分别将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌的菌剂单独发酵，上述发酵产物混合后解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g。本申请的活性剂结构稳定，功能广泛，无毒副作用，在农产品质量安全以及农业生态环保等方面有良好的应用前景，可以在农业生产中有效降解土壤中的农药残留，尤其对除草剂的残留降解效果明显，抑制植物对农药残留物的吸收，还能促进植物生长，提高产量和品质。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复剂领域，具体涉及可降解土壤农药残留的生物活性剂及其制备方法与应用。
背景技术
农药自诞生以来，逐渐成为重要的农业生产资料，对于防治病虫害、去除杂草、调节农作物生长具有重要作用。合理利用农药有利于实现农业生产机械化，提高农产品产量和质量，对现代农业的发展和人类社会的发展起巨大的推动作用。然而，农药是一类有毒的化学物质，长期大量使用，不仅污染环境，而且影响人们的身体健康，对人体、土壤、环境产生严重危害。目前，农药残留和污染已经成为影响农业可持续发展的重要问题之一，控制农药残留，保护生态环境已成为环境保护的重要问题。目前仅通过控制农药的使用，以及改善病虫害监测防控手段，转变传统的防控方式，从生产过程控制农药和有害生物毒素残留。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种可有效降解土壤中的农药残留的可降解土壤农药残留的生物活性剂及其制备方法与应用。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种可降解土壤农药残留的生物活性剂，具体组分质量比如下：复合菌发酵产物10-15份、复合氨基酸15-20份、腐殖酸20-35份、火山灰20-30份、木薯酒槽25-35份；
复合微生物发酵产物，采用牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种，分别将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌的菌剂单独发酵，上述发酵产物混合后解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g。
作为优选，所述火山灰pH为7.5-7.8。
作为优选，所述木薯酒槽的有机质含量为50-70％，氨基酸含量为10-12％。
作为优选，所述复合氨基酸，以各种海鱼加工厂下脚料、蒸煮浆水为原料，经发酵、酸碱水解处理后，喷雾干燥加工而成，全部氨基酸总量大于65.0％。
作为优选，所述复合微生物发酵产物中还加入有假单胞杆菌发酵产物，复合微生物发酵产物中的假单胞杆菌≥0.5亿/g；
假单胞杆菌在牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种进行单独发酵。
一种可降解土壤农药残留的生物活性剂的制备方法，具体步骤如下：
第一步，发酵，将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌的菌粉各自单独进行发酵，培养基为牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种，解淀粉芽孢杆菌的发酵条件为25±5℃下发酵3-5天；枯草芽孢杆菌的发酵条件为27±5℃下发酵4-6天。
第二步，制备复合菌发酵产物，将第一步中单一菌种的发酵产物分别过滤，烘干，将上述发酵产物进行混合制备出含有解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g的复合菌发酵产物；
第三步，混合，按比例称取复合菌发酵产物10-15份、复合氨基酸15-20份、腐殖酸20-35份、火山灰20-30份、木薯酒槽25-35份；
先将氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟按上述比例搅拌均匀，然后加入复合菌发酵产物混合充分。
作为优选，所述第三步中搅拌过程，在40-50℃温度、转速为3000r/min下搅拌30min。
作为优选，所述第一步中还进行假单胞杆菌菌剂的单独发酵，30±5℃下发酵4-6天；
所述第二步中按照质量比为：解淀粉芽孢杆菌发酵产物1份、枯草芽孢杆菌发酵产物1-2份、假单胞杆菌发酵产物1-3份进行混合，复合菌发酵产物中假单胞杆菌≥0.5亿/g。
可降解土壤农药残留的生物活性剂在解土壤农药残留中的应用。
作为优选，在土壤水分60-70％范围内，温度在25±5℃施用，每亩施用10-20公斤。
本发明的有益效果，本申请活性剂采用微生物菌经纯培养、单独发酵后，将发酵物按一定比例混合后，再与氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟混合得到，天然无污染；
本申请的活性剂可以促进土壤中微生物的生长，可以降解土壤中有机氯农药残留，并添加氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟改善土壤生态环境，促进植物生长；
本申请的活性剂结构稳定，功能广泛，无毒副作用，在农产品质量安全以及农业生态环保等方面有良好的应用前景，可以在农业生产中有效降解土壤中的农药残留，尤其对除草剂的残留降解效果明显，抑制植物对农药残留物的吸收，还能促进植物生长，提高产量和品质，让消费者放心购买。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明所述的具体实施例为一种可降解土壤农药残留的生物活性剂，具体组分质量比如下：复合菌发酵产物10-15份、复合氨基酸15-20份、腐殖酸20-35份、火山灰20-30份、木薯酒槽25-35份；
复合微生物发酵产物，采用牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种，将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌的菌剂单独发酵，解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g。解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌在繁殖过程中能产生大量的生物酶、生物活性物质,对农业生产中产生的农药、除草剂在土壤中的大量残留,有明显的降解作用。
火山灰是火山喷发物之一。在爆发性的火山运动中，固体石块和熔浆被分解成细微的粒子而形成火山灰。含有许多矿物质，是极好的天然肥料，它含有多种农作物所需的养分。本发明中火山灰pH为7.5-7.8，可以调节本申请产品的酸碱度，使发明产品的pH度维持在6.0-6.5之间。
木薯酒糟，为利用木薯生产酒精后的副产品，是很好的植物有机质。选择木薯酒槽的有机质含量为50-70％，氨基酸含量为10-12％，可以为解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌提供良好的生存环境。
所述复合氨基酸，以各种海鱼加工厂下脚料、蒸煮浆水为原料，经发酵、酸碱水解处理后，喷雾干燥加工而成，全部氨基酸总量大于65.0％。上述复合氨基酸含有18种游离氨基酸，能够为解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌降解农药残留，提供良好的生存环境。
为了提高处理重金属和农残降解的效果，所述复合微生物发酵产物中还加入有假单胞杆菌发酵产物，复合微生物发酵产物中的假单胞杆菌≥0.5亿/g；
假单胞杆菌在牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种进行单独发酵。假单胞杆菌的发酵条件为30℃下发酵5天。假单胞菌发酵后能产生鼠李糖脂，是一种表面活性剂，可以和重金属离子结合，降低重金属污染，且可以降解土壤中有机氯农药残留。
一种可降解土壤农药残留的生物活性剂的制备方法，具体步骤如下：
第一步，发酵，将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌的菌剂各自单独进行发酵，培养基为牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种；
第二步，制备复合菌发酵产物，将第一步中单一菌种的发酵产物分别过滤，烘干，将上述发酵产物进行混合制备出含有解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g；
第三步，混合，按比例称取复合菌发酵产物10-15份、复合氨基酸15-20份、腐殖酸20-35份、火山灰20-30份、木薯酒槽25-35份；
先将氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟按上述比例搅拌均匀，然后加入复合菌发酵产物混合充分。
为了提高搅拌的效果，所述第三步中，在40-50℃温度、转速为3000r/min下搅拌30min。
为了提高农药残留降解和重金属处理的效果，所述第一步中还进行假单胞杆菌菌剂的单独发酵，30±5℃下发酵4-6天；
所述第二步中按照质量比为：解淀粉芽孢杆菌发酵产物1份、枯草芽孢杆菌发酵产物1-2份、假单胞杆菌发酵产物1-3份进行混合，复合菌发酵产物中假单胞杆菌≥0.5亿/g、解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g。
可降解土壤农药残留的生物活性剂在解土壤农药残留中的应用。为了保证菌种活性，提高农药残留降解效果，在土壤水分60-70％范围内，温度在25±5℃施用，每亩施用10-20公斤。
解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌的菌粉均为商品话菌剂，可以根据实际需要进行选择，以下实施例采用的菌剂均为广东森度生态农业科技有限公司从华南植物园的土壤中分离纯化而来。其中枯草芽孢杆菌为本申请人注册专利ZL201410854730.8中的菌株HNPY23，其保藏号为CGMCC10069。其中解淀粉芽孢杆菌为本申请人注册专利ZL201410855516.4中的菌株WSA061，其保藏号为GGMCC10070。
实施例1
实施例1为一种可降解土壤农药残留的生物活性剂及制备方法，具体如下：
生物活性剂包括以下成分：氨基酸8份，腐殖酸30份，火山灰25份；木薯酒糟35份，以上按质量配比，添加复合微生物发酵产物2份。
(1)将解淀粉芽袍菌、枯草芽抱杆菌、假单胞杆菌的菌剂分别进行单独发酵后，分别得到各种菌的发酵液，采用单一菌种发酵采用牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种。解淀粉芽孢杆菌的发酵条件为25℃下发酵4天；枯草芽孢杆菌的发酵条件为25℃下发酵5天。
(2)将上述三种单一菌种发酵产物经过过滤、搅拌、烘干后，发酵产物按照1:1:1的比例均匀混合。
上述混合的发酵产物中，解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g，假单胞杆菌≥0.5亿/g。
(3)将氨基酸8份，腐殖酸30份，火山灰25份，木薯酒糟35份按质量混合，搅拌均匀，获得营养混合物；
将步骤(2)中复合微生物发酵产物按质量比取2份与上述营养混合物混合，得到一种可降解土壤农药残留的生物活性剂A。
实施例2
实施例2为一种可降解土壤农药残留的生物活性剂及制备方法，具体如下：
生物活性剂包括以下成分：氨基酸7份，腐殖酸35份，火山灰30份；木薯酒糟25份，以上按质量配比，添加复合微生物发酵产物3份。
(1)解淀粉芽袍菌、枯草芽抱杆菌、假单胞杆菌的菌剂分别进行单独发酵后，分别得到各种菌的发酵液(发酵条件同实施例1)。
(2)将上述三种单一菌种发酵产物经过过滤、搅拌、烘干后，按照解淀粉芽袍菌发酵产物1份、枯草芽抱杆菌发酵产物1份、假单胞杆菌发酵产物2份的质量比例均匀混合。
上述混合的发酵产物中，解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g、假单胞杆菌≥0.5亿/g。
(3)将氨基酸7份，腐殖酸35份，火山灰30份，木薯酒糟25份，按质量混合，搅拌均匀，获得营养混合物；
将步骤(1)中复合微生物发酵产物按质量比取3份与上述营养混合物混合。得到一种可降解土壤农药残留的生物活性剂B。
实施例3
实施例3为一种可降解土壤农药残留的生物活性剂及制备方法，具体如下：
生物活性剂包括以下成分：氨基酸6份，腐殖酸30份，火山灰30份，木薯酒糟30份，以上按质量配比，添加复合微生物发酵产物4份。
(1)解淀粉芽袍菌、枯草芽抱杆菌、假单胞杆菌的菌剂分别进行单独发酵后，分别得到各种菌的发酵液(发酵条件同实施例1)。
(2)将上述三种单一菌种发酵产物经过过滤、搅拌、烘干后，按照解淀粉芽袍菌发酵产物1份、枯草芽抱杆菌发酵产物1份、假单胞杆菌发酵产物3份的质量比例均匀混合。
上述混合的发酵产物中，解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g、假单胞杆菌≥0.5亿/g。
(3)将氨基酸6份，腐殖酸30份，火山灰30份，木薯酒糟30份，按质量混合，搅拌均匀，获得营养混合物。
将步骤(1)中复合微生物发酵产物按质量比取4份与上述营养混合物的混合物混合。得到一种可降解土壤农药残留的生物活性剂C。
实施例4
实施例4为一种可降解土壤农药残留的生物活性剂及制备方法，具体如下：
生物活性剂包括以下成分：氨基酸5份，腐殖酸30份，火山灰30份；木薯酒糟30份，以上按质量配比，添加复合微生物发酵产物5份。
(1)解淀粉芽袍菌、枯草芽抱杆菌、假单胞杆菌的菌剂分别进行单独发酵后，分别得到各种菌的发酵液(发酵条件同实施例1)。
(2)将上述三种单一菌种发酵产物经过过滤、搅拌、烘干后，按照解淀粉芽袍菌发酵产物1份、枯草芽抱杆菌发酵产物2份、假单胞杆菌发酵产物3份的质量比例均匀混合。
上述混合的发酵产物中，解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g、假单胞杆菌≥0.5亿/g。
(3)将氨基酸6份，腐殖酸30份，火山灰30份，木薯酒糟30份，按质量混合，搅拌均匀，获得营养混合物；
将步骤(1)中复合微生物发酵产物按质量比取5份与上述营养混合物混合。得到一种可降解土壤农药残留的生物活性剂D。
为了更好的为了更好的说明本发明制得的生物活性剂的作用，对本发明的产品进行了田间试验，实验过程如下：
实验设计
1.施用本发明的生物活性剂
沟施实施例1-4中的生物活性剂A、B、C、D
2.施用本发明的生物活性剂+常规施肥
分别将实施例1-4中的生物活性剂A、B、C、D和常规肥料混合沟施
3.常规施肥
进行常规土壤施肥
二、实验作物
实验作物为增城迟菜心
三、实验结果
采收后，1、2、3三种实验结果统计见表1
表1可降解土壤农药残留的生物活性剂对农残降解和产量影响(mg/kg)
从上表可以看出，实验1和实验2的7项农药残留都小于限量值，且低于实验3的农药残留量；实验3的乐果敌敌畏、毒死蜱、百草枯的残留量严重超标，其他农药残留正常，但残留量要多于实验1和实验2。实验1和试验2的产量明显要高于实验3的菜心产量。由此可见，本发明的可降解土壤农药残留的生物活性剂可以有效降解农药残留，尤其是对百草枯的降解效果最为突出，不但保证农产品的安全，还能提高农产品的产量。
本申请活性剂采用微生物菌经纯培养、单独发酵后，将发酵物按一定比例混合后，再与氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟混合得到，天然无污染；
本申请的活性剂可以促进土壤中微生物的生长，可以降解土壤中有机氯农药残留，并添加氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟改善土壤生态环境，促进植物生长；
本申请的活性剂结构稳定，功能广泛，无毒副作用，在农产品质量安全以及农业生态环保等方面有良好的应用前景，可以在农业生产中有效降解土壤中的农药残留，尤其对除草剂的残留降解效果明显，抑制植物对农药残留物的吸收，还能促进植物生长，提高产量和品质，让消费者购买的放心；
同时现有技术仅添加微生物来降解土壤农药残留，缺少发酵代谢产物，而土壤环境复杂，跟培养基有较大区别，微生物生长缓慢、活性低、降解效果不佳；而本申请的活性剂通过利用微生物的代谢产物促进微生物的生长，大大提高降解农药残留的能力，并能促进土壤改良和植物生长更加显著。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：具体组分质量比如下：复合菌发酵产物10-15份、复合氨基酸15-20份、腐殖酸20-35份、火山灰20-30份、木薯酒槽25-35份；
复合微生物发酵产物，采用牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种，分别将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌的菌剂单独发酵，上述发酵产物混合后解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g。
2.根据权利要求1所述的种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：所述火山灰pH为7.5-7.8。
3.根据权利要求1所述的种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：所述木薯酒槽的有机质含量为50-70％，氨基酸含量为10-12％。
4.根据权利要求1所述的种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：所述复合氨基酸，以各种海鱼加工厂下脚料、蒸煮浆水为原料，经发酵、酸碱水解处理后，喷雾干燥加工而成，全部氨基酸总量大于65.0％。
5.根据权利要求1所述的种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：所述复合微生物发酵产物中还加入有假单胞杆菌发酵产物，复合微生物发酵产物中的假单胞杆菌≥0.5亿/g；
假单胞杆菌在牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种进行单独发酵。
6.一种可降解土壤农药残留的生物活性剂的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
第一步，发酵，将含有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌的菌粉各自单独进行发酵，培养基为牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基、LB培养基的一种或者几种，解淀粉芽孢杆菌的发酵条件为25±5℃下发酵3-5天；枯草芽孢杆菌的发酵条件为27±5℃下发酵4-6天。
第二步，制备复合菌发酵产物，将第一步中单一菌种的发酵产物分别过滤，烘干，将上述发酵产物进行混合制备出含有解淀粉芽孢杆菌≥2.0亿/g、枯草芽孢杆菌≥2.0亿/g的复合菌发酵产物；
第三步，混合，按比例称取复合菌发酵产物10-15份、复合氨基酸15-20份、腐殖酸20-35份、火山灰20-30份、木薯酒槽25-35份；
先将氨基酸、腐殖酸、火山灰、木薯酒糟按上述比例搅拌均匀，然后加入复合菌发酵产物混合充分。
7.根据权利要求5所述的种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：所述第三步中搅拌过程，在40-50℃温度、转速为3000r/min下搅拌30min。
8.根据权利要求5所述的种可降解土壤农药残留的生物活性剂，其特征在于：所述第一步中还进行假单胞杆菌菌剂的单独发酵，30±5℃下发酵4-6天；
所述第二步中按照质量比为：解淀粉芽孢杆菌发酵产物1份、枯草芽孢杆菌发酵产物1-2份、假单胞杆菌发酵产物1-3份进行混合，复合菌发酵产物中假单胞杆菌≥0.5亿/g。
9.根据权利要求1-5任一可降解土壤农药残留的生物活性剂在解土壤农药残留中的应用。
10.根据权利要求9所述应用，其特征在于：在土壤水分60-70％范围内，温度在25±5℃施用，每亩施用10-20公斤。
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