CN110066748A - 一种复合微生物和包含该复合微生物的菌剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微生物菌剂技术领域,具体公开一种复合微生物和包含该复合微生物的菌剂及其应用,所述复合微生物包括地衣芽孢杆菌、长枝木霉菌、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌。本发明提供的复合微生物及其菌剂对秸秆的腐解周期短,降解率高,用量少,可大大缩短秸秆还田时间,利于作物的生长。
Description
技术领域
本发明涉及微生物菌剂技术领域,尤其涉及一种复合微生物菌剂和包含该复合微生物的菌剂及其应用。
背景技术
我国是农业大国,每年约产农作物秸秆8亿吨,秸秆中含有丰富的有机质、N、P、K以及中微量元素,是一种非常宝贵的生物资源。秸秆直接还田和腐熟还田是两种普遍的秸秆应用措施,秸秆还田不仅降低了秸秆焚烧所造成的大气污染,还充分利用了秸秆中的营养物质,对增加土壤肥力、改善土壤结构、增加农作物产量具有重要的作用。但是秸秆的降解由于受到纤维素、半纤维素和木质素构成的坚韧的细胞壁的阻滞,使秸秆降解速度缓慢,特别是对于我国北方地区由于茬口短、温度低造成秸秆还田后腐熟慢、不彻底,导致秸秆不能快速降解并被植物吸收利用,造成了作物不能正常生长、秸秆资源不能有效利用的问题。因此,亟需采取合理的措施加快秸秆的腐熟。
效果优良的秸秆腐熟剂是能够促进秸秆快速腐熟的有效方法,微生物通过分泌纤维素酶、木质素降解酶等解除秸秆中细胞壁的阻滞,使其内部的营养成分快速释放。然而,目前的微生物菌剂难以全面适应秸秆腐熟过程中的复杂环境、也不能够分泌足够多的酶以使秸秆快速降解。
发明内容
针对现有微生物菌剂存在启动温度高、腐熟过程缓慢、对秸秆降解不充分等问题,本发明提供一种复合微生物菌剂。
为达到上述发明目的,本发明实施例采用了如下的技术方案:
一种复合微生物,其特征在于:包括地衣芽孢杆菌、长枝木霉菌、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌;所述地衣芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCCNo.11235;所述长枝木霉菌的菌种保藏编号为CGMCC No.16280;所述枯草芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.8340;所述解淀粉芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.12190。
相对于现有技术,本发明提供的复合微生物可在华北等低温区域加快还田秸秆的降解效率,促进作物的出苗以及苗期的生长,且复合微生物中的6种菌株的共同发酵,可达到协同作用,使各菌株能够在远低于各自最适生长温度的复杂土壤环境下迅速生长并分泌大量活性酶,有效避免了复合微生物菌剂在低温土壤情况下发酵进程慢,对秸秆降解效率低的情况。同时,本申请中的6种菌株结合,可分泌多种纤维素酶和木质素降解酶,充分降解秸秆中的细胞壁,具有稳定的秸秆降解效应。该复合微生物具有较强的环境缓冲能力和适应性,适用于于多种地区田间使用,可在低温复杂的土壤环境中对秸秆进行有效快速降解,增加土壤肥力,促进作物生长,且该复合微生物菌剂易保存,保存时间长。
其中,地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的菌种保藏编号为CGMCCNo.11235,该菌株从北京延庆市肉鸡养殖鸡粪堆肥产物样品中分离得到,保藏日期为2015年8月13日;长枝木霉菌(Trichodermalongibranchitum)的菌种保藏编号为CGMCCNo.16280,该菌株从呼伦贝尔草原表层土壤中分离得到;枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)的菌种保藏编号为CGMCC No.8340,该菌株从土壤中分离得到;解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的菌种保藏编号为CGMCC No.12190,该菌株从土壤中分离得到,上述分离得到的四种菌种的保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。
优选地,所述各菌种占复合微生物总菌数的百分比为:
地衣芽孢杆菌25-35%、长枝木霉菌15-25%、黑曲霉15-25%、枯草芽孢杆菌5-15%、解淀粉芽孢杆菌5-15%、短小芽孢杆菌5-15%。
优选地,所述黑曲霉的菌种保藏编号为ATCC10535;所述短小芽孢杆菌的菌种保藏编号为ATCC19548。
其中,黑曲霉(Aspergillusniger)的菌种保藏编号为ATCC10535,保藏单位为美国典型培养物菌种保藏中心,具有分泌纤维素酶、漆酶的能力。短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)的菌种保藏编号为ATCC19548,保藏单位为美国典型培养物菌种保藏中心。
长枝木霉菌(CGMCC No.16280)、枯草芽孢杆菌(CGMCC No.8340)和黑曲霉(ATCC10535)、三种菌株具有低温生长特性,可在10-30℃范围之间快速生长;而地衣芽孢杆菌(CGMCC No.11235)、解淀粉芽孢杆菌(CGMCC No.12190)和短小芽孢杆菌(ATCC19548)为常温菌株,这三种菌株在18℃以下的低温环境几乎无法生长,不能发挥秸秆降解作用,而将这六种菌株混合得到的复合微生物菌剂中的各菌株却可以在3-5℃的环境下生长,分泌大量活性酶,并有效发挥秸秆降解作用,避免了常温微生物菌株在低温情况下不能生存、难以发挥秸秆降解作用的情况。
本发明还提供了一种复合微生物菌剂,包含上述复合微生物。优选地,所述复合微生物菌剂还包括吸附剂;所述吸附剂为轻质碳酸钙,和/或;
所述菌剂中的总活菌数≥5亿个/克。
该复合微生物菌剂保存6个月后的有效活菌数仍可大于2亿/g。
本发明还提供所述复合微生物菌剂在秸秆降解中的应用。
优选地,秸秆还田后采用所述复合微生物菌剂降解秸秆。
优选地,所述复合微生物菌剂的田间亩用量为1-5公斤,土壤含水量为40-70%。
本发明的复合微生物菌剂可在冬季低温的复杂土壤环境中快速生长,并对秸秆进行有效降解,可广泛适用于低温地区的秸秆还田应用。
优选地,秸秆堆垛后采用所述复合微生物菌剂进行发酵降解秸秆。
优选地,所述秸秆堆垛发酵应用中的菌剂接种量为0.1-0.3%,秸秆的含水量为50-70%。
相对于现有技术,本发明提供的复合微生物菌剂在秸秆堆垛发酵过程中对秸秆的腐解周期短,降解率高,用量少,可大大缩短秸秆腐熟时间。
具体实施方式
一种复合微生物菌剂,包括地衣芽孢杆菌、长枝木霉菌、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和轻质碳酸钙,复合微生物菌剂中的活菌数≥5亿个/克,其中各菌株占复合微生物菌剂中总菌数的百分比如下表所示:
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
地衣芽孢杆菌 | 25 | 30 | 35 |
长枝木霉菌 | 25 | 20 | 15 |
黑曲霉 | 15 | 20 | 25 |
枯草芽孢杆菌 | 15 | 10 | 5 |
解淀粉芽孢杆菌 | 5 | 10 | 15 |
短小芽孢杆菌 | 15 | 10 | 5 |
其中,实施例1-3中的地衣芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.11235;
长枝木霉菌的菌种保藏编号为CGMCC No.16280;
黑曲霉的菌种保藏编号为ATCC10535;
枯草芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.8340;
解淀粉芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.12190;
短小芽孢杆菌的菌种保藏编号为ATCC19548。
实施例1-3的复合微生物菌剂可采用长枝木霉菌和黑曲霉的真菌孢子以及芽孢杆菌的芽孢组成,使其具有更好的保存活性。
对比例1
用秸秆降解腐熟剂中常用的乳酸球菌代替实施例1中的短小芽孢杆菌,其他菌种和含量与实施例1相同。
实施例4
在冬半年地表最高温度低于5℃的河北省宁晋县原种场对实施例1-3和对比例1中的复合微生物菌剂对玉米秸秆的腐解率进行检测,检测方法为:将玉米秸秆铡成长小于3cm的小段,80℃烘干2小时,称量干秸秆1公斤装入孔径为0.1mm的袋子中,共装80个袋子。随机取16个装有秸秆的袋子,每袋秸秆按0.1%的接种量拌入实施例1中的复合微生物菌剂;另随机取16个秸秆袋子,每袋按0.1%的接种量拌入实施例2的复合微生物菌剂;取16个秸秆袋子,每袋按0.1%的接种量拌入实施例3中的复合微生物菌剂;取16个秸秆袋子,每袋按0.1%的接种量拌入对比例1中的复合微生物菌剂;取16个秸秆袋子不接入菌剂。往上述秸秆袋子中各加500mL水,随后封闭袋口,将秸秆袋子埋在深度为20cm的土壤中,分别于10天、20天、30天和40天定时取样,每种复合微生物菌剂每次取样为4袋。将取样的秸秆袋子在5L水中反复漂洗后,80℃烘干2小时,采用失重法计算供试秸秆的腐解率,计算方法为:(样品埋入土中的重量-取样后将样品漂洗、烘干后的重量)/样品埋入土中的重量。
经取样计算得到实施例1-3中的复合微生物菌剂在秸秆还田应用中对玉米秸秆的腐解率如下表所示:
经取样观察接种复合微生物菌剂后10天后的秸秆腐熟情况,观察结果如下表所示:
处理 | 菌丝布量 | 腐烂味 | 秸秆漂洗液颜色 |
实施例1 | 白色菌丝,秸秆上菌丝密布 | 浓 | 深棕色 |
实施例2 | 白色菌丝、秸秆上菌丝密布 | 浓 | 深棕色 |
实施例3 | 白色菌丝、秸秆上菌丝密布 | 浓 | 深棕色 |
对比例1 | 白色菌丝、秸秆上有菌丝分布 | 较浓 | 棕色 |
清水对照 | 极少量菌丝 | 轻微 | 浅棕色 |
由上述结果可知实施例1-3中的复合微生物菌剂在低温复杂的土壤环境中,具有较高的生长速度和对于秸秆的腐解速度,完全满足低温条件下秸秆还田的腐解要求,改善低温条件下,秸秆还田率低的情况,有效增加土壤肥力。
实施例5
取烘干的玉米秸秆200kg,切割成小于3cm的小段,平均分成4份,每份50kg,每份玉米秸秆中加入50kg的水充分浸润,并分别接入实施例1-3和对比例1中的复合微生物菌剂,接种量为50g,将接种复合微生物菌剂后的玉米秸秆压实密封,进行堆垛发酵,发酵温度为8℃,对秸秆的C/N进行检测,检测结果如下表所示:
由上述检测结果可知实施例1-3中的复合微生物菌剂在8℃的环境下,使用0,1%的接种量,使秸秆堆垛发酵10天其C/N值就到达14以下,N含量较高,其继续发酵5天后,C/N值变化不大,秸秆基本腐熟。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合微生物,其特征在于:包括地衣芽孢杆菌、长枝木霉菌、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短小芽孢杆菌;所述地衣芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCCNo.11235;所述长枝木霉菌的菌种保藏编号为CGMCC No.16280;所述枯草芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.8340;所述解淀粉芽孢杆菌的菌种保藏编号为CGMCC No.12190。
2.如权利要求1所述的复合微生物,其特征在于:所述各菌种占复合微生物总菌数的百分比为:
地衣芽孢杆菌25-35%、长枝木霉菌15-25%、黑曲霉15-25%、枯草芽孢杆菌5-15%、解淀粉芽孢杆菌5-15%、短小芽孢杆菌5-15%。
3.如权利要求1所述的复合微生物,其特征在于:所述黑曲霉的菌种保藏编号为ATCC10535;所述短小芽孢杆菌的菌种保藏编号为ATCC19548。
4.一种复合微生物菌剂,其特征在于:包含权利要求1-3任一项所述的复合微生物。
5.如权利要求4所述的复合微生物菌剂,其特征在于:所述菌剂中还包括吸附剂;所述吸附剂为轻质碳酸钙,和/或;
所述菌剂中的总活菌数≥5亿个每克。
6.权利要求1-5任一项所述的复合微生物菌剂在秸秆降解中的应用。
7.如权利要求6所述的应用,其特征在于:秸秆还田后采用所述复合微生物菌剂降解秸秆。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于:所述复合微生物菌剂的田间亩用量为1-5公斤,土壤含水量为40-70%。
9.如权利要求6所述的应用,其特征在于:秸秆堆垛后采用所述复合微生物菌剂进行发酵降解秸秆。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于:所述秸秆堆垛发酵应用中的菌剂接种量为秸秆质量的0.1-0.3%,秸秆的含水量为50-70%。
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