CN110241041B - 一种复合微生物制剂、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合微生物制剂、其制备方法及应用，所述复合微生物制剂由如下重量份的原料配比组成：醋糟50～100份、废糖蜜10～20份、豆粕粉2～5份、混合菌液0.5～1份、蔗糖酶0.1～0.2份；所述混合菌液是由巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌、根瘤菌按照1～3:2～4:3～6:2～5:1～2:1～4:3～5的体积比混合组成。本发明的菌剂用于盐碱地土壤改良修复，可有效降低土壤的pH值，增加土壤有机质含量和有益菌群的数量和多样性。
Description
技术领域
本发明的目的是提供一种复合微生物制剂、其制备方法及应用。利用微生物降低土壤pH，增加土壤有机质、营养和有益菌群数量、多样性，实现盐碱土壤改良和修复，并且能产生多种生物活性物质刺激植物生长，抑制病原菌，提高生物抗性，同时利用工业废弃物，实现废物再利用。
背景技术
盐碱土是土壤经过盐化和碱化两个过程形成的盐化土和碱化土的总称，土壤盐碱化是目前人类面临的严峻的生态环境问题之一。据统计，全球盐碱地面积约为9.5×108hm2，并且还在以每年1.0×106～1.5×106hm2的速度增长。我国盐碱地面积约为9.9×107hm2。
随着我国经济的快速发展，土地资源短缺的问题日益凸显，盐碱地的合理利用成为我国土地资源利用开发的重点方向。盐碱地虽然是重要的土地资源，但由于其具有盐分高、养分含量低等特点，以至于农业生产效率较低。另外，土壤盐碱化，导致土壤孔隙度变小、土壤透气性和透水性变差，严重影响土壤中微生物的代谢，降低各种酶的活性和碳、氮元素矿质化程度，土壤中有机质的转化变慢，最终导致土壤日益贫瘠。
盐碱地改良历史悠久，目前用于盐碱地改良的措施和技术，主要可归纳为物理法、化学法和生物法。物理法有灌水淋盐、深耕晒垡、客土等；化学法主要是通过化学改良剂的使用，改善土壤结构或是置换出土壤中的Na+，促进盐分的淋洗；生物法包括耐盐植物品种的选育、种植以及微生物等的利用。上述方法中，物理法在盐碱地的改良中得到了一定的应用，但往往存在资源浪费、投资大、工程复杂等缺点；化学法虽取得了一定的改良效果，但会带来其他形式的二次污染，在一定程度上限制其应用；生物法集经济、环境和生态效益于一体，在土壤可持续利用中有很大的应用前景。综上所述，开发具备成本低、环境友好和生态效益的改良剂是盐碱地发展的关键。中国专利申请20170702719.3公布了一种土壤改良剂，由燃煤烟气脱硫废弃物和植物源酸性废弃物混合而成。中国专利申请20160396714.8公布了一种土壤调理剂，是以腐殖酸尿素、糠醛渣、味精废液为主要原料，配合氮磷钾肥、微量元素肥以及保水剂、粘合剂混合而成。上述改良剂对盐碱土壤具有一定的改良作用，但效果不甚理想，应用范围较窄，且无法解决盐碱上翻等问题。
物理与化学法都存在缺点，包括资源浪费、投资大、工程复杂、形成的二次污染等。对于集经济、环境和生态效益于一体的生物法，成为盐碱地土壤修复研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合微生物制剂、其制备方法及应用。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合微生物制剂，由如下重量份的原料配比组成：醋糟50～100份、废糖蜜10～20份、豆粕粉2～5份、混合菌液0.5～1份、蔗糖酶0.1～0.2份；所述混合菌液是由巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌、根瘤菌按照1～3:2～4:3～6:2～5:1～2:1～4:3～5的体积比混合组成。
进一步的，所述混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的活菌含量均为10～20亿/毫升。
本发明还提供了上述复合微生物制剂的制备方法，将废糖蜜稀释后，在发酵罐中依次加入稀释的废糖蜜、蔗糖酶；水解后降温，加入豆粕粉、混合菌液发酵，最后加入醋糟，搅拌均匀，获取微生物制剂。
进一步的，将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释。
进一步的，稀释的废糖蜜和蔗糖酶在40～50℃下水解72～120h，然后降温至10～30℃，加入豆粕粉、混合菌液。
进一步的，加入豆粕粉、混合菌液后，在30～37℃下发酵6～24h。
进一步的，所述混合菌液的制备方法为，将巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的发酵液按照1～3:2～4:3～6:2～5:1～2:1～4:3～5的体积比混合获取。
进一步的，制备方法具体包括：
(1)按照醋糟70份、废糖蜜14份、豆粕粉3份、混合菌液0.7份、蔗糖酶0.1份的质量配比称取原料；
(2)制备混合菌液；
将巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的发酵液按照2:3:5:3:1:3:4的体积比混合，获取混合菌液；
获得的混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌活菌含量均为16亿个/毫升；
(3)将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释，在发酵罐中依次加入用水稀释的废糖蜜、蔗糖酶，在45℃下水解96h，然后降温至20℃，加入豆粕粉、步骤(2)制备的混合菌液，150rpm、32℃搅拌发酵18h，最后加入醋糟，搅拌均匀包装成品。
本发明还提供了上述复合微生物制剂在盐碱地土壤改良和修复中的应用。
具体的，将复合微生物制剂均匀播撒在待改良盐碱地，深翻、耙平；复合微生物制施用量为500-1000kg/亩。
醋糟呈酸性，富含粗蛋白质、粗纤维以及钙、磷等，疏松度高，有利于降低土壤pH，增加土壤通透性和有机质含量；废糖蜜是工业制糖的副产物，废糖蜜总糖含量大概在45～50％，主要包括蔗糖、果糖和葡萄糖，蔗糖含量占总糖分的30～40％，除此之外，还含有大量可以被微生物利用的无机盐和微量元素，是微生物发酵所需碳源的主要来源。豆粕粉中含蛋白质43％左右、赖氨酸2.5～3.0％、色氨酸0.6～0.7％、蛋氨酸0.5～0.7％、胱氨酸0.5～0.8％以及少量的硫胺素、核黄素等，是微生物发酵氮源的主要来源。本发明以废糖蜜、醋糟、豆粕粉和巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌发酵液制成的混合菌液为原料制备微生物制剂。不同菌构成有益的微生物群落，稳定维持土壤微生态，促进盐碱地改良。施用复合微生物制剂后，可有效降低土壤的pH值，增加土壤有机质含量和有益菌群的数量和多样性。
具体实施方式
实施例中使用的微生物菌种分别来自中国普通微生物菌种保藏管理中心，中国农业微生物菌种保藏管理中心，中国科学院淡水藻种库；保藏号为巨大芽孢杆菌(CGMCC1.16094)、根瘤菌(ACCC 01442)、拜氏固氮菌(CGMCC 1.9044)、念珠藻(FACHB280)、枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821)、荧光假单胞菌(CGMCC 1.7376)、南山异壁放线菌(CGMCC 4.5714)。
本发明的复合微生物制剂，包括以下重量份数的各组分：醋糟50～100份、废糖蜜10～20份、豆粕粉2～5份、混合菌液0.5～1份、蔗糖酶0.1～0.2份。
上述混合菌液是由巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌混合而成。所述巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的体积配比为1～3:2～4:3～6:2～5:1～2:1～4:3～5，并且所述巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的活菌含量均为10～20亿/毫升。
实施例1
(1)按照醋糟50份、废糖蜜10份、豆粕粉2份、混合菌液0.5份、蔗糖酶0.1份的质量配比称取原料；
(2)制备混合菌液；
将巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的发酵液按照1:2:3:2:1:1:3的体积比混合，获取混合菌液；
获得的混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌活菌含量均为10亿个/毫升；
(3)将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释，在发酵罐中依次加入用水稀释的废糖蜜、蔗糖酶，在40℃下水解72h，然后降温至10℃，加入豆粕粉、步骤(2)制备的混合菌液，150rpm、30℃搅拌发酵6h，最后加入醋糟，搅拌均匀包装成品。
实施例2
(1)按照醋糟100份、废糖蜜20份、豆粕粉5份、混合菌液1份、蔗糖酶0.2份的质量配比称取原料；
(2)制备混合菌液；
将巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的发酵液按照3:4:6:5:2:4:5的体积比混合，获取混合菌液；
获得的混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌活菌含量均为20亿个/毫升；
(3)将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释，在发酵罐中依次加入稀释的废糖蜜、蔗糖酶，在50℃下水解120h，然后降温至30℃，加入豆粕粉、混合菌液，150rpm、37℃搅拌发酵24h，最后加入醋糟，搅拌均匀包装成品。
实施例3
(1)按照醋糟70份、废糖蜜14份、豆粕粉3份、混合菌液0.7份、蔗糖酶0.1份的质量配比称取原料；
(2)制备混合菌液；
将巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌的发酵液按照2:3:5:3:1:3:4的体积比混合，获取混合菌液；
获得的混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、固氮菌、光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌活菌含量均为16亿个/毫升；
(3)将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释，在发酵罐中依次加入用水稀释的废糖蜜、蔗糖酶，在45℃下水解96h，然后降温至20℃，加入豆粕粉、步骤(2)制备的混合菌液，150rpm、32℃搅拌发酵18h，最后加入醋糟，搅拌均匀包装成品。
实施例4
分别采用实施例1-3的复合微生物制剂对江苏北部地区中度盐碱地进行改良，每亩施用量500～1000kg。
具体操作步骤为：
将复合微生物制剂均匀的播撒在待改良盐碱地，深翻、耙平。检测土壤pH、有机质和微生物土壤含量。
1年后观察结果，试验结果如下：
表1土壤pH及微生物、有机质含量变化
/痕量或检测限以下
可以看出，本发明的菌剂对土壤修复的持续力强，施加的外来微生物可长时间稳定生长，在一年后活菌量仍较高，可保证长时间活性。
Claims (8)
1.一种复合微生物制剂，其特征在于，由如下重量份的原料配比组成：醋糟50～100份、废糖蜜10～20份、豆粕粉2～5份、混合菌液0.5～1份、蔗糖酶0.1～0.2份；所述混合菌液是由巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium) CGMCC 1.16094、根瘤菌(Rhizobium) ACCC01442、拜氏固氮菌(Azotobacter beijerinckii) CGMCC 1.9044、念珠藻(Nostoc)FACHB280、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）CGMCC 1.821、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) CGMCC 1.7376、南山异壁放线菌(Actinoalloteichus nanshanensis)CGMCC 4.5714的发酵液按照1～3: 2～4: 3～6: 2～5: 1～2: 1～4: 3～5的体积比混合组成；
其制备方法为：将废糖蜜稀释后，在发酵罐中依次加入稀释的废糖蜜、蔗糖酶；水解后降温，加入豆粕粉、混合菌液发酵，最后加入醋糟，搅拌均匀，获取微生物制剂。
2.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，所述混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、拜氏固氮菌、念珠藻、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、南山异壁放线菌的活菌含量均为10～20亿/毫升。
3.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释。
4.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，稀释的废糖蜜和蔗糖酶在40～50℃下水解72～120h，然后降温至10～30℃，加入豆粕粉、混合菌液。
5.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，加入豆粕粉、混合菌液后，在30~37℃下搅拌发酵6~24h。
6.根据权利要求1所述的复合微生物制剂，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
（1）按照醋糟70份、废糖蜜14份、豆粕粉3份、混合菌液0.7份、蔗糖酶0.1份的质量配比称取原料；
（2）制备混合菌液；
将巨大芽孢杆菌、根瘤菌、拜氏固氮菌、念珠藻、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、南山异壁放线菌的发酵液按照2:3:5:3:1:3:4的体积比混合，获取混合菌液；
获得的混合菌液中巨大芽孢杆菌、根瘤菌、拜氏固氮菌、念珠藻、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、南山异壁放线菌活菌含量均为16亿个/毫升；
（3）将废糖蜜按照1：9的体积比加水稀释，在发酵罐中依次加入用水稀释的废糖蜜、蔗糖酶，在45℃下水解96h，然后降温至20℃，加入豆粕粉、步骤（2）制备的混合菌液，150rpm、32℃搅拌发酵18h，最后加入醋糟，搅拌均匀包装成品。
7.权利要求1~6任一项所述复合微生物制剂在盐碱地土壤改良和修复中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，将复合微生物制剂均匀播撒在待改良盐碱地，深翻、耙平；复合微生物制施用量为500-1000kg/亩。
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