CN110423166A - 一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料 - Google Patents
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Abstract
一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，属于肥料技术领域。该肥料包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂70%～80%，元素营养剂8%～20%，碳纳米管2%～10%，1‑甲基环丙烯2%～6%；所述微生物菌剂由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌发酵得到。上述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，设计合理，该方法通过外源功能微生物介入对水稻根际微域，既可降低化肥的使用量，又提高了盐碱地的改良效果，提高了水稻的耐盐性。
Description
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料。
背景技术
我国盐碱土耕地面积760万公顷，其中约660万公顷盐渍土和100万公顷碱化土壤。水稻种植面积较大的华东、华南及沿海地区盐碱化土壤约占全国盐碱化土壤的15%，地下水矿化度大于10g/L（最高达50g/L），盐分含量一般在0.4%以上，主要盐分为Cl-，成为当地水稻产量提升的主要限制因素。水稻在谷类作物中对盐胁迫响应最为敏感，盐度阈值为3dS/m，超过阈值每增加1dS/m产量减少12%。土壤盐分胁迫引起的渗透胁迫、氧化胁迫及离子胁迫，可对土壤微生物种群结构、数量、活性等产生毒害效应，影响到土壤养分转化及养分向水稻体内的迁移运转。盐碱地土壤和水稻生产力受到土壤养分有效性的限制。提高盐碱地土壤微生物活性，提升盐渍土壤养分供应潜力，改良水稻根系及光合能力，提高水稻对养分的吸收利用，对保证盐碱地水稻生产的可持续发展极为重要。
研发适宜于盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，提高盐渍土壤微生物活性，促进稻田土壤养分循环专利，提高土壤养分供应潜力及水稻养分吸收能力，可为盐碱地土壤资源高效利用及提升盐碱地水稻产量潜力提供技术支持。现有技术中也有一些盐碱地改良的微生物制剂，如公开号为CN 105062930 A的中国发明专利，公开了一种盐碱地改良用微生物制剂及其应用方法，该盐碱地改良用微生物制剂的原料包括以下成份：由1 份地衣芽孢杆菌、1 份产朊假丝酵母和2 份植物乳酸菌混合组成的复合菌液，污水处理厂含水率80%左右的污泥，干燥稻草秸秆；公开号为CN 106699451 A的中国发明专利，也公开了一种盐碱地改良用生物制剂及其制备方法，该盐碱地改良用生物制剂由以下重量百分比组分和含量制得：腐殖酸 5～20％、城市污水厂污泥 60～90％、微生物制剂 5～20％；所述微生物制剂包括高温好氧菌、乳酸菌、解钾菌和解磷菌；又如公开号为CN 102344812 A的中国发明专利，公开了一种改良盐碱地的微生物制剂，包括以下各组分：吸附有复合微生物液体制剂的有机混合物、腐熟的有机物、巨大芽孢杆菌（Bacillus magaterium）菌剂、胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）菌剂、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）菌剂和产朊假丝酵母（Candida utilis）菌剂。
关于盐碱地改良上的微生物肥料普遍采用常规菌种复配，但未见对耐盐细菌及相关纳米材料的耦合应用效果进行研究，本发明在充分发挥耐盐细菌的前提下，添加1-甲基环丙烯及碳纳米管等，制备出高效绿色环保的盐碱地改良的水稻专用微生物肥料。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本申请的目的在于设计提供一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料的技术方案。该方法通过外源功能微生物介入对水稻根际微域，既可降低化肥的使用量，又提高了盐碱地的改良效果，提高了水稻的耐盐性。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂70%～80%，元素营养剂8%～20%，碳纳米管2%～10%，1-甲基环丙烯2%～6%；所述微生物菌剂由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌发酵得到。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂72%～78%，元素营养剂10%～18%，碳纳米管4%～8%，1-甲基环丙烯3%～5%。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂75%，元素营养剂12%，碳纳米管8%，1-甲基环丙烯5%。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述微生物菌剂中荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）的活菌数量为4.0×109～6.0×109、耐盐慢生芽孢杆菌（Lentibacillus halodurans）的活菌数量为5.0×109～6.0×109、木垒中间根瘤菌（Mesorhziobium muleiense）的活菌数量为6.0×109～7.0×109、乳酸杆菌（Lactobacillus）的活菌数量为7.0×109～9.0×109。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述微生物菌剂具体通过以下步骤得到：
1）取购自千岛湖啤酒厂的浓缩酒糟废液稀释，调节pH值至6.1～8.3，灭菌，冷却，作为培养液；
2）按培养液体积10%～20%的接种量接种混合菌液，所述混合菌液由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌按照质量比1:1:1:1混合得到；
3）于温度20℃～30℃，转速10～150r/min，通气压力0.1～0.8mPa条件下发酵培养36h～72h，得微生物菌剂。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述元素营养剂为磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉、沸石粉的一种或几种。
所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述步骤1）中取浓缩酒糟废液用水稀释50～100倍。
本发明中1-甲基环丙烯为购买自咸阳西秦生物科技有限公司的粉剂产品。
本发明中耐盐慢生芽孢杆菌和木垒中间根瘤菌由中国科学院微生物研究所生产销售，其中耐盐慢生芽孢杆菌保藏号为CGMCC NO.1.3702，木垒中间根瘤菌保藏号为CGMCCNO.1.11022。荧光假单胞菌和乳酸杆菌由北纳生物生产销售，其中荧光假单胞菌保藏号为BNCC186286，乳酸杆菌保藏号为BNCC106633。
上述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，设计合理，该方法通过外源功能微生物介入对水稻根际微域，既可降低化肥的使用量，又提高了盐碱地的改良效果，提高了水稻的耐盐性。
附图说明
图1 为盐逆境下水稻根尖超微结构；
图2 为盐逆境下水稻叶片超微结构；
图3为水稻地上部干物重图；
图4为水稻生育期图；
图5 施用微生物肥料后水稻各生育期根系活力，注：CK-对照处理；MF-施用微生物肥料；
图6为水稻产量图。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1：一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料
一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂75%，元素营养剂12%，碳纳米管8%，1-甲基环丙烯 5%。
所述微生物菌剂通过以下步骤得到：
1）取购自千岛湖啤酒厂的浓缩酒糟废液用水稀释100倍，调节pH值至7.5，灭菌，冷却，作为培养液；
2）按培养液体积15%的接种量接种混合菌液，所述混合菌液由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌按照质量比1:1:1:1混合得到；
3）于温度 25℃，转速 100r/min，通气压力 0.5mPa 条件下发酵培养 48h，得微生物菌剂，该微生物菌剂中含有荧光假单胞菌的活菌数量为5.0×109、耐盐慢生芽孢杆菌的活菌数量为5.6×109、木垒中间根瘤菌的活菌数量为6.2×109、乳酸杆菌的活菌数量为8.3×109。
所述元素营养剂由磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉和沸石粉按照质量比1:1:1:1混合得到。
所述1-甲基环丙烯为购买自咸阳西秦生物科技有限公司的粉剂产品。
实施例2：一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料
一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂70%，元素营养剂20%，碳纳米管5%，1-甲基环丙烯5%。
所述微生物菌剂通过以下步骤得到：
1）取购自千岛湖啤酒厂的浓缩酒糟废液用水稀释80倍，调节pH值至6.3，灭菌，冷却，作为培养液；
2）按培养液体积20%的接种量接种混合菌液，所述混合菌液由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌按照质量比1:1:1:1混合得到；
3）于温度 20℃，转速150r/min，通气压力 0.8mPa 条件下发酵培养 72h，得微生物菌剂，该微生物菌剂中含有荧光假单胞菌的活菌数量为5.3×109、耐盐慢生芽孢杆菌的活菌数量为5.1×109、木垒中间根瘤菌的活菌数量为6.4×109、乳酸杆菌的活菌数量为7.8×109。
所述元素营养剂由磷矿粉和沸石粉按照质量比1:1混合得到。
所述1-甲基环丙烯为购买自咸阳西秦生物科技有限公司的粉剂产品。
实施例3：一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料
一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂80%，元素营养剂16%，碳纳米管2%，1-甲基环丙烯2%。
所述微生物菌剂通过以下步骤得到：
1）取购自千岛湖啤酒厂的浓缩酒糟废液用水稀释100倍，调节pH值至8.0，灭菌，冷却，作为培养液；
2）按培养液体积15%的接种量接种混合菌液，所述混合菌液由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌按照质量比1:1:1:1混合得到；
3）于温度 20℃，转速 50r/min，通气压力 0.2mPa 条件下发酵培养 56h，得微生物菌剂，该微生物菌剂中含有荧光假单胞菌的活菌数量为5.8×109、耐盐慢生芽孢杆菌的活菌数量为5.2×109、木垒中间根瘤菌的活菌数量为6.5×109、乳酸杆菌的活菌数量为7.3×109。
所述元素营养剂由磷矿粉和沸石粉按照质量比1:1混合得到。
所述1-甲基环丙烯为购买自咸阳西秦生物科技有限公司的粉剂产品。
试验例：
（1）取实施例1得到的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，在常规土壤（S0）和3‰盐浓度土壤（S3）进行施用。微生物肥料处理包括对照（M0）、每亩基肥施用盐碱地水稻专用微生物肥料100kg（MM）。氮磷钾肥为当地常规施用水平。所用氮肥为尿素（N 46%），施氮量为180 kg N/hm2，氮肥施用比例为基肥：分蘖肥：穗肥=6:3:1；所用磷肥为过磷酸钙（12%P2O5），施用量为90 kg P2O5 /hm2，磷肥全部作基肥施用；为避免氯离子存在影响研究结果，所用钾肥为硫酸钾（56% K2O），施用量为120 kg K2O/hm2，使用比例为基肥：穗肥=5:5。试验共有4个处理，分别为S0M0、S0MM、S3M0、S3MM，每个处理重复3次，每小区面积66.8m2，移栽行株距为30cm×18cm，每小区移栽1400穴，每穴1株秧苗。种植水稻品种为当地常规高产杂交稻，中浙优1号。
于水稻分蘖盛期观察水稻根系和叶片超微结构，明确盐胁迫对水稻植株内在微观结构的影响及研制的水稻专用微生物肥料调控效果。考察水稻地上部干物重及产量组成，明确微生物肥料对盐胁迫下水稻产量的作用。
如图1、2、3以及表1所示，结果表明水稻专用肥显著缓解了盐胁迫对水稻根系超微结构及叶片超微结构的抑制作用，维持了根系和叶片细胞的正常生理生化功能。盐胁迫显著延迟了水稻生育期，抑制了水稻正常生长发育，施用专用微生物肥后水稻生育期（S3MM）与对照（S3M0）一致。盐胁迫下专用微生物肥料（S3MM）处理的水稻地上部干物重比其对照（S3M0）显著提高74.3-78.7%，水稻株高、分蘖数、千粒重、结实率、收获指数分别比单施化肥处理高10.05%、89.55%、35.69%、73.11%、49.36%。上述研究表明，盐胁迫条件下外源功能微生物能够显著促进水稻生长，提高水稻产量，有助于实现增产增收，值得开发利用。
表1 水稻产量组成
（2）取实施例2得到的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，研究其对稻田减氮增效的调控效果。试验在盐浓度1‰，pH 8.1的盐碱土壤进行施用。试验设计6个处理，分别为施氮量300 kg N/hm2（当地氮肥常规用量，N300）、300 kg N/hm2-无植保防治（N300-对照）、240kg N/hm2（N240）、180 kg N/hm2（N180）、240 kg N/hm2 + 1500 kg微生物肥料/hm2（N240M1500）、180 kg N/hm2 + 1500 kg微生物肥料/hm2（N180M1500）。所用氮肥为尿素（N46%），氮肥施用比例为基肥：分蘖肥：穗肥=5:3:2；所用磷肥为过磷酸钙（12% P2O5），施用量为75 kg P2O5 /hm2，磷肥全部作基肥施用；为避免氯离子存在影响研究结果，所用钾肥为硫酸钾（56% K2O），施用量为100 kg K2O/hm2，使用比例为基肥：穗肥=5:5。微生物肥料作基肥施用，施用前后3天田间维持1-2cm薄水层且禁用农药。每个处理重复3次，每小区面积305m2，移栽行株距为30cm×20cm，单本栽插。种植水稻品种为甬优1540。
如图5和6所示，结果表明使用微生物肥料可显著增加水稻各生育期根系活力，提高盐碱土壤中水稻根系养分吸收能力，且在减氮20%条件下配施微生物肥料，水稻产量与对照相比略有增加。说明本申请的盐碱地改良水稻专用微生物肥料可适应我国主要水稻种植区尤其盐碱土壤推广应用。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂70%～80%，元素营养剂8%～20%，碳纳米管2%～10%，1-甲基环丙烯2%～6%；所述微生物菌剂由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌发酵得到。
2.如权利要求1所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂72%～78%，元素营养剂10%～18%，碳纳米管4%～8%，1-甲基环丙烯3%～5%。
3.如权利要求1所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于包括以下质量百分比含量的组分：微生物菌剂75%，元素营养剂12%，碳纳米管8%，1-甲基环丙烯5%。
4.如权利要求1所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述微生物菌剂中荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）的活菌数量为4.0×109～6.0×109、耐盐慢生芽孢杆菌（Lentibacillus halodurans）的活菌数量为5.0×109～6.0×109、木垒中间根瘤菌（Mesorhziobium muleiense）的活菌数量为6.0×109～7.0×109、乳酸杆菌（Lactobacillus）的活菌数量为7.0×109～9.0×109。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述微生物菌剂具体通过以下步骤得到：
1）取购自千岛湖啤酒厂的浓缩酒糟废液稀释，调节pH值至6.1～8.3，灭菌，冷却，作为培养液；
2）按培养液体积10%～20%的接种量接种混合菌液，所述混合菌液由荧光假单胞菌、耐盐慢生芽孢杆菌、木垒中间根瘤菌和乳酸杆菌按照质量比1:1:1:1混合得到；
3）于温度20℃～30℃，转速10～150r/min，通气压力0.1～0.8mPa条件下发酵培养36h～72h，得微生物菌剂。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述元素营养剂为磷矿粉、钾矿粉、麦饭石粉、沸石粉的一种或几种。
7.如权利要求5所述的一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料，其特征在于所述步骤1）中取浓缩酒糟废液用水稀释50～100倍。
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