CN110105136A - 一种柠檬酸微生物菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种柠檬酸微生物菌剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种柠檬酸微生物菌剂及其制备方法和应用，涉及微生物菌剂技术领域。本发明所述菌剂以柠檬酸发酵尾液和枯草芽孢杆菌为原料，包括以下浓度的有效成分：有机质150～200g/L、N 50～100g/L、P2O5 1～10g/L、K2O 1～20g/L和枯草芽孢杆菌10～20g/L。对棉花施用所述菌剂，能够提高植株各时期干物质积累量，提高植株各生育期养分吸收量，提高氮、磷的表观利用率、农学利用率和肥料生产力，提高籽棉产量，提高单铃重和单铃株数，能够降低EC、提高有机质、提高碱解氮含量、降低速效磷含量、降低速效钾含量。本发明所述菌剂可应用于提高棉花产量、促进棉花生长、提高养分利用率及培肥地力。

Description

一种柠檬酸微生物菌剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于微生物菌剂技术领域，具体涉及一种微生物菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
农用微生物菌剂是经过特殊工艺制成的含有活菌并用于植物的生物制剂或活菌制剂，作为新型肥料在农业生产中逐渐起到愈来愈重要的作用。由于其含有有益微生物菌群、活性酶、有机质及多种微量元素，不仅能分解土壤养分，改善土壤结构，提高土壤有机质的含量，提高化学肥料的利用效率，同时在微生物繁殖和代谢过程中，可以改善土壤微生物环境，促进土壤中物质的转化、提高作物营养水平、促进和协助作物生长，还能减少化肥用量和面源污染，增强植物抗病及抗逆能力，对提高农作物品质及产量等方面具有重要意义。
目前，我国是世界上肥料消费量最大的国家，在农业生产中，化肥的使用存在着许多不合理的现状和问题，如用肥总量大，肥料利用率低，且产品质量不高。长期单施大量化肥不仅没有提高产量，反而随着单施化肥年限的加长，土壤生态系统被损害越严重，使得土壤生物活性受到限制，土壤质量和土壤肥力退化。而目前并没有一种可应用生物化工废弃物、同时还能缓解化肥与土壤和产量之间矛盾的微生物菌剂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柠檬酸微生物菌剂极其制备方法和应用，有效解决柠檬酸发酵尾液排放对环境的污染问题，同时也使尾液资源化变废为宝，得以充分利用，也能降低液体肥料的生产成本，实现绿色农业的健康发展。本发明提供一种柠檬酸微生物菌剂，旨在提高土壤肥力、培肥地力、增加作物产量、提高肥料利用率。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种柠檬酸微生物菌剂，所述菌剂以柠檬酸发酵尾液和枯草芽孢杆菌为原料，包括以下浓度的有效成分：150～200g/L的有机质、50～100g/L的N、1～10g/L的P2O5、1～20g/L的K2O和10～20g/L的枯草芽孢杆菌。
优选的，所述菌剂包括以下浓度的有效成分：152～180g/L的有机质、53～80g/L的N、5～9g/L的P2O5、5～15g/L的K2O和12～18g/L的枯草芽孢杆菌。
优选的，所述菌剂包括以下浓度的有效成分：160g/L的有机质、60g/L的N、8g/L的P2O5、10g/L的K2O和15g/L的枯草芽孢杆菌。
优选的，所述菌剂中所述枯草芽孢杆菌的浓度≥2×108cfu/mL。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：(1)对柠檬酸发酵尾液进行浓缩，得母液；所述浓缩的浓缩比为20:1；
(2)将所述母液与所述枯草芽孢杆菌混合，调节pH值为5～6后，得所述柠檬酸微生物菌剂。
优选的，所述浓缩为蒸发浓缩。
优选的，所述蒸发浓缩的温度为70～85℃。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂或利用所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在改良土壤中的应用。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂或利用所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在提高作物产量中的应用。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂或利用所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在提高肥料利用率中的应用。
本发明提供了一种柠檬酸微生物菌剂，所述菌剂以柠檬酸发酵尾液和枯草芽孢杆菌为原料，包括以下浓度的有效成分：150～200g/L的有机质、50～100g/L的N、1～10g/L的P2O5、1～20g/L的K2O和10～20g/L的枯草芽孢杆菌。在本发明所述菌剂中，所述柠檬酸发酵尾液可促进作物养分吸收、培肥地力、提高肥料利用率；所述枯草芽孢杆菌可促进作物生长、提高作物抗逆性、抵御病害。在本发明实施例中，对棉花施用所述柠檬酸微生物菌剂，能够提高植株各时期干物质积累量，提高植株各生育时期养分吸收量，提高氮、磷的表观利用率、农学利用效率和肥料生产力，提高籽棉的产量，提高单铃重和单铃株数，能够降低EC、提高有机质、提高碱解氮含量、降低速效磷含量、降低速效钾含量。因此本发明所述柠檬酸微生物菌剂对提高棉花产量、促进棉花生长、提高养分利用率及培肥地力有良好的应用效果。
具体实施方式
本发明提供了一种柠檬酸微生物菌剂，所述菌剂以柠檬酸发酵尾液和枯草芽孢杆菌为原料，包括以下浓度的有效成分：150～200g/L的有机质、50～100g/L的N、1～10g/L的P2O5、1～20g/L的K2O和10～20g/L的枯草芽孢杆菌。
本发明所述柠檬酸微生物菌剂中，优选包括以下浓度的有效成分：152～180g/L的有机质、53～80g/L的N、5～9g/L的P2O5、5～15g/L的K2O和12～18g/L的枯草芽孢杆菌，更优选包括：160g/L的有机质、60g/L的N、8g/L的P2O5、10g/L的K2O和15g/L的枯草芽孢杆菌。本发明所述柠檬酸微生物菌剂以柠檬酸发酵尾液和枯草芽孢杆菌为原料。本发明对所述柠檬酸发酵尾液的来源没有特殊限制，采用本领域所熟知的柠檬酸发酵尾液来源即可，本发明实施例中，所述柠檬酸发酵尾液来自江苏国信协联能源有限公司。本发明对所述枯草芽孢杆菌的来源并没有特殊限定，利用本领域的常规市售菌剂即可。本发明所述柠檬酸微生物菌剂中所述枯草芽孢杆菌的浓度优选≥2×108cfu/mL。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：(1)对柠檬酸发酵尾液进行浓缩，得母液；所述浓缩的浓缩比为20:1；
(2)将所述母液与所述枯草芽孢杆菌混合，调节pH值为5～6后，得所述柠檬酸微生物菌剂。
本发明在制备所述柠檬酸微生物菌剂时，对柠檬酸发酵尾液进行浓缩，得母液；所述浓缩的浓缩比为20:1。本发明所述浓缩优选为蒸发浓缩，所述蒸发浓缩的温度优选为70～85℃。本发明所述母液中含有淀粉质、蛋白质、发酵残留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有机物。
得母液后，本发明将所述母液与所述枯草芽孢杆菌混合，调节pH值为5～6后，得所述柠檬酸微生物菌剂。本发明所述混合优选为将所述枯草芽孢杆菌添加入所述母液中，边加边搅拌，搅拌至均匀无结块的液体即可。本发明所述pH优选利用氨水进行调节。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂或利用所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在改良土壤中的应用。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂或利用所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在提高作物产量中的应用。
本发明还提供了所述柠檬酸微生物菌剂或利用所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在提高肥料利用率中的应用。
在本发明中，所述柠檬酸微生物菌剂中，尤其是所述柠檬酸发酵尾液与化学肥料进行混配后可能会发生络合、螯合或物理-化学吸附作用，从而调控肥料的转化过程，提高了养分供应与作物需求的吻合度，优化肥料作用效果。所述有机质中含有丰富的碳源，对植物的养分供给比较平缓持久，对土壤结构、土壤养分、能量、酶和微生物活性等有十分重要的影响。所述氮、磷、钾含有植物需要的大量营养成分，能够促进植物的生长。
本发明在应用所述柠檬酸微生物菌剂时，优选的随作物灌水施肥时一起施用，水肥一体化，整个生育期施用30L/亩。
下面结合实施例对本发明提供的柠檬酸微生物菌剂进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
对购买自江苏国信协联能源有限公司的柠檬酸发酵尾液进行低温蒸发浓缩，至浓缩比为20:1时，形成母液。对母液进行营养物质测定，其中有机质含量160g/L、N含量60g/L、P2O5含量8g/L和K2O含量10g/L。
将15g市售的水溶性枯草芽孢杆菌加入到母液中，边加边搅拌，搅拌至均匀无结块的液体。，进行pH测定，通过氨水调节pH至5～6，得到柠檬酸微生物菌剂。上述配制菌肥溶液按国家标准《GB20287-2006》细菌计数方法，测定肥料的综合含量指标见表1所示：
表1柠檬酸微生物菌剂质量指标
柠檬酸微生物菌剂中枯草芽孢杆菌有效活菌含量于2018年5月22日至2018年12月14日间断测定，均达到国家标准《GB20287-2006》，如表2所示：
表2柠檬酸微生物菌剂中枯草芽孢杆菌有效活菌含量
注：国标≥2*108cfu/mL；多：代表菌落数较多无法计数。
对实施例1制备得到的柠檬酸微生物菌剂进行实验：
选取土质相同的两块地，均种植棉花。一块地为实验例，在棉花生育过程中，施用化肥和柠檬酸微生物菌剂，随水施用，整个生育期施用30L/亩，进行正常的田间管理到最后收获；另一块地除不施用柠檬酸微生物菌剂外，其余操作均相同，为对照例。
样品测定及方法：
1.棉花各生育期干物质质量测定
分别于棉花盛蕾期、盛花期、盛铃期和吐絮期取各小区代表性植株3株；分茎、叶、蕾铃三个部分，植株鲜样于105℃杀青30min后在70℃烘干72h后称重，分不同器官烘干称重，测定生物量。
结果如表3所示：
表3不同处理对棉花各生育期生物量的影响
由表3可以看出，实验例与对照例对比施用柠檬酸微生物菌剂能够提高植株各时期干物质积累量，分别增加了30.79％、8.93％、6.94％和3.60％，特别是对棉花蕾期的影响较大。
2.棉花各器官养分吸收量测定
分别于棉花盛蕾期、盛花期、盛铃期和吐絮期取各小区代表性植株3株；分茎、叶、蕾铃三个部分，植株鲜样于105℃杀青30min后在70℃烘干72h后称重，用粉样机粉碎。
植株N的测定：称取各器官一定量植株样品，用H2SO4-H2O2消煮，萘氏比色法测氮；
植株P的测定：称取各器官一定量植株样品，用H2SO4-H2O2消煮，钒钼黄比色法测磷；
植株K的测定：称取各器官一定量植株样品，用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度计法测钾。
结果如表4所示：
表4不同处理对棉花各生育期氮素、磷素吸收量(kg/hm2)的影响
由表4可以看出，实验例与对照例对比，施用柠檬酸微生物菌剂能够提高植株各生育时期养分吸收量，施用柠檬酸微生物菌剂后各生育期氮吸收量较单施化肥分别增加了45.29％、7.73％、13.33％和22.00％，施用柠檬酸微生物菌剂后各生育期磷吸收量较单施化肥分别增加了46.01％、10.49％、7.83％和11.02％。
3.棉花肥料表观利用率、肥料偏生产力、农学利用效率
样品计算及方法：
肥料表观利用率RE＝(U1-U0)×100％/F
式中U1：施肥区吸收N、P量(kg/hm2)；U0：对照区吸收N、P量(kg/hm2)；F：肥料施入量(kg/hm2)。
肥料偏生产力(kg/kg)PFP＝Y/FT
式中：Y为收获期籽棉产量，FT为投入的N、P2O5总量，kg/hm2。
农学利用效率(kg/kg)AE＝(YN-Y0)/FN
式中；YN：施肥区所得产量(kg/hm2)；Y0：对照区所得产量(kg/hm2)；FN：施肥纯养分量(kg/hm2)。
结果如表5所示：
表5不同处理对棉花各生育期氮素、磷素养分利用的影响
由表5可以看出，实验例与对照例对比施用柠檬酸微生物菌剂能够显著提高氮、磷的表观利用率、农学利用效率和肥料生产力，特别是氮肥和磷肥的表观利用率，分别增加了23.87％和6.59％。
4.棉花产量测定
于2018年9月30日，棉花吐絮后，每小区随机取样1m*2.2m＝2.2m2，测定其株数、单株铃数，每小区分上、中、下层采收共100铃，晒干测定单铃重；测定皮棉产量。并在棉花吐絮后期，进行整个小区实收产的测定。
每亩籽棉产量＝(单株成铃数*单铃重*每亩株数*相关系数)/1000
实验结果如表6所示：
表6不同处理对棉花产量的影响
由表6可以看出，实验例较对照例籽棉的产量增加较为显著，增产为5.52％，实验例较对照例的单铃重和单铃株数也有所增加，分别为1.24％和3.49％。
5.棉花土壤基本理化测定
土壤样品测定及方法：于棉花盛铃期采集距滴灌带距离10cm附近0-20cm土层土样，取3点进行混合样品，风干后过1mm和0.15mm筛。土壤基本理化性质测定：有机质采用重铬酸钾容量法测定、pH和电导率用pH仪测定、碱解氮采用碱解扩散法测定、速效磷采用钼锑抗比色法测定、速效钾采用火焰光度计法测定。
结果如表7所示：
表7不同处理对棉花盛铃期0-20cm土壤的各项指标的影响
由表7可以看出，实验例与对照例对比施用柠檬酸微生物菌剂能够降低EC7.78％、提高有机质14.17％、提高碱解氮8.72％、降低速效磷25.58％、降低速效钾4.15％。
本发明提供了一种柠檬酸微生物菌剂及其制备方法和应用，所述柠檬酸微生物菌剂对提高棉花产量、促进棉花生长、提高养分利用率及培肥地力有良好的应用效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柠檬酸微生物菌剂，其特征在于，所述菌剂以柠檬酸发酵尾液和枯草芽孢杆菌为原料，包括以下浓度的有效成分：150～200g/L的有机质、50～100g/L的N、1～10g/L的P2O5、1～20g/L的K2O和10～20g/L的枯草芽孢杆菌。
2.根据权利要求1所述菌剂，其特征在于，所述菌剂包括以下浓度的有效成分：152～180g/L的有机质、53～80g/L的N、5～9g/L的P2O5、5～15g/L的K2O和12～18g/L的枯草芽孢杆菌。
3.根据权利要求1所述菌剂，其特征在于，所述菌剂包括以下浓度的有效成分：160g/L的有机质、60g/L的N、8g/L的P2O5、10g/L的K2O和15g/L的枯草芽孢杆菌。
4.根据权利要求1～3任一项所述菌剂，其特征在于，所述菌剂中所述枯草芽孢杆菌的浓度≥2×108cfu/mL。
5.权利要求1～4任一项所述柠檬酸微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对柠檬酸发酵尾液进行浓缩，得母液；所述浓缩的浓缩比为20:1；
(2)将所述母液与所述枯草芽孢杆菌混合，调节pH值为5～6后，得所述柠檬酸微生物菌剂。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述浓缩为蒸发浓缩。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述蒸发浓缩的温度为70～85℃。
8.权利要求1～4任一项所述柠檬酸微生物菌剂或利用权利要求5～7任一项所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在改良土壤中的应用。
9.权利要求1～4任一项所述柠檬酸微生物菌剂或利用权利要求5～7任一项所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在提高作物产量中的应用。
10.权利要求1～4任一项所述柠檬酸微生物菌剂或利用权利要求5～7所述制备方法制备得到的柠檬酸微生物菌剂在提高肥料利用率中的应用。
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