CN111470889B - 一种土壤改良专用微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤改良专用微生物菌剂及其制备方法，包括如下步骤：将多粘类芽孢杆菌的菌种发酵，得到第一发酵液；将吸附载体吸附所述第一发酵液，得到第一混合物；将短小芽孢杆菌的菌种发酵，得到第二发酵液；将吸附载体吸附所述第二发酵液，得到第二混合物；将所述第一混合物与所述第二混合物进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，所述土壤改良专用微生物菌剂施用于病害及次生盐渍化的土壤进行培育农作物。本发明的土壤改良专用微生物菌剂具有恢复土壤微生态平衡、提高土壤肥力和改善农产品品质的作用；还能够减少肥料的施用量，并有效提高肥料的利用率，提高了农作物的品质及经济效益。

Description

一种土壤改良专用微生物菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物肥料技术领域，具体涉及一种土壤改良专用微生物菌剂及其制备方法。

背景技术

土壤是优质农产品生产的基础，土壤微生态环境的平衡与健康直接影响着农产品质量的提高。由于土壤中微生物的种类和数目十分庞大，且土壤微生态环境复杂多变，使得微生物区系的研究繁琐且耗时费力。土壤中所进行的一切生物化学过程都要由土壤微生物的作用才能完成，土壤中有机质的分解和矿化，主要靠微生物，特别是细菌的作用，因而土壤中微生物的数量及活动状况在一定程度上决定了土壤的肥力。根际是植物与土壤互作的活跃区域，也是土壤中活性最强的小生境，植物通过根际分泌物影响根际微生物群落结构及行为，微生物通过不同的响应机制也对根际生态物质循环、能量流、信息传递等产生重要的影响，从而影响植物的生长发育和健康状况。现代农业集约化水平较高，化肥的大量施用对农田土壤环境造成了严重的影响，导致土壤微生物群落结构失衡与功能退化，生物多样性降低，病害及次生盐渍化等问题日益严峻。

大棚蔬菜地等土壤出现次生盐渍化、板结、土壤微生态失衡和病害等现象，主要是因为多年连作、肥水不合理投入、土壤消毒等原因造成的。病害产生的原因主要是土壤生态系统失衡、化感作用和土壤养分失衡。土壤次生盐渍化的主要表现为作物出现生理性干旱、生长不良、口味变差等。主要是土壤中潜在高浓度离子危害，如钠离子、氯离子引起硝酸根和钙离子的吸收障碍，植株吸收水分及各营养元素出现失衡，影响植株生长的同时作物出现畸形，产出作物口感变差。症状轻一点的比如出现植株生长矮小、发育迟缓，症状重一点的出现叶片变褐、边缘枯黄、白根减少、根毛变褐或腐烂、最终导致植株死亡。

因此对于土壤微生物群落结构失衡与功能退化，生物多样性降低，病害及次生盐渍化是急需解决的问题。

发明内容

为了解决土壤微生物群落结构失衡与功能退化，生物多样性降低，病害及次生盐渍化技术问题，而提供一种土壤改良专用微生物菌剂及其制备方法。本发明的土壤改良专用微生物菌剂能够恢复土壤微生物群落结构，较好的解决土壤次生盐渍化和病害的问题。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明一方面提供一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多粘类芽孢杆菌的菌种发酵，得到第一发酵液；将吸附载体与所述第一发酵液按照质量比(5-10):1进行吸附，得到第一混合物；

(2)将短小芽孢杆菌的菌种发酵，得到第二发酵液；将吸附载体与所述第二发酵液按照质量比(5-10):1进行吸附，得到第二混合物；

(3)将所述第一混合物与所述第二混合物进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，所述土壤改良专用微生物菌剂施用于病害及次生盐渍化的土壤进行培育农作物。

进一步地，所述第一发酵液和所述第二发酵液中活菌数均在50.0×10⁸个/克以上。

进一步地，得到所述第一发酵液的发酵过程为：将多粘类芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7的含蔗糖44.30g/L、(NH₄)₂SO₄ 6.756g/L、CaCO₃ 6.32g/L、MgSO₄0.25g/L、KH₂PO₄0.22g/L、NaCl0.18g/L的第一水溶液中于温度37℃下发酵60h，所述多粘类芽孢杆菌的菌种在每100g所述第一水溶液中的用量为0.02g～0.05g。

进一步地，得到所述第二发酵液的发酵过程为：将短小芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7.2的含玉米淀粉1g/L、酵母提取物10g/L、MgSO₄ 4.9g/L的第二水溶液中于温度37℃下发酵10h，所述短小芽孢杆菌的菌种在每100g所述第二水溶液中的用量为0.025g～0.06g。

进一步地，所述吸附载体为腐植酸。

进一步地，所述第一混合物与所述第二混合物的质量比(1-10):(1-10)。也就是可以按任意比例进行调节，视具体田地的情况而定，若次生盐渍化较为严重，短小芽孢杆菌的比重可适当调大，若病害较为严重，多粘类芽孢杆菌的比重可适当调大。

本发明另一方面提供一种由上述方法制得的土壤改良专用微生物菌剂，所述土壤改良专用微生物菌剂施用于病害及次生盐渍化的土壤进行农作物的培育。

进一步地，所述土壤改良专用微生物菌剂的含水率在30wt％以内。

有益技术效果：本发明选用多粘类芽孢杆菌和短小芽孢杆菌，分别对其进行发酵，分别采用有机质吸附载体腐植酸进行吸附，两者吸附后的混合物再按一定比例进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，多粘类芽孢杆菌的发酵液中存在多种代谢产物，如对作物多种细菌性病害具有良好的防治效果的多粘菌素，对大多数真菌具有良好防治效果的核甘霉素，能改善土壤品质、促根壮苗、提高作物品质、提高肥料利用率的内源激素等等；短小芽孢杆菌发酵后的发酵液能有效减轻土壤的次生盐渍化，将硝态氮转化为有机氮并供作物吸收利用；多粘类芽孢杆菌的发酵液和短小芽孢杆菌的发酵液在被腐植酸载体吸附、混合后施用于病害及次生盐渍化的土壤进行农作物的培育，两个菌种及其发酵后的代谢产物产生协同作用，能快速与土壤中的钙镁离子结合，形成稳定的可溶性复合物，有效改善土壤环境和灌溉水质，避免钙镁离子与其他肥料中的磷酸根离子形成沉淀，防止土壤次生盐渍化，减少养分固定，提高养分利用率；

本发明的土壤改良专用微生物菌剂具有修复土壤、恢复土壤微生态平衡、提高土壤肥力和改善农产品品质的作用；

本发明的土壤改良专用微生物菌剂还能够减少肥料的施用量，并有效提高肥料的利用率，对土壤的改良和农作物病害的防治效果较好，很大程度上提高了农作物的品质及经济效益。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定菌种的发酵液、与吸附载体混合后的混合物以及发酵过程所使用的水溶液，仅仅是为了便于对得到发酵液、混合物以及发酵过程所使用的水溶液进行名称上的区分，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以下实施例中使用的多粘类芽孢杆菌的菌种和短小芽孢杆菌的菌种均为江门市金远洋生物科技有限公司产品。

实施例1

一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多粘类芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7的含蔗糖44.30g/L、(NH₄)₂SO₄6.756g/L、CaCO₃ 6.32g/L、MgSO₄ 0.25g/L、KH₂PO₄ 0.22g/L、NaCl0.18g/L的第一水溶液中于温度37℃下发酵60h得到第一发酵液，所述多粘类芽孢杆菌的菌种在每100g所述第一水溶液中的用量为0.03g；将腐植酸与所述第一发酵液按照质量比7:1进行吸附，得到第一混合物；

平板计数法测得所述第一发酵液和所述第二发酵液中活菌数均在50.0×10⁸个/克以上；

(2)将短小芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7.2的含玉米淀粉1g/L、酵母提取物10g/L、MgSO₄ 4.9g/L的第二水溶液中于温度37℃下发酵10h得到第二发酵液，所述短小芽孢杆菌的菌种在每100g所述第二水溶液中的用量为0.035g；将腐植酸与所述第二发酵液按照质量比7:1进行吸附，得到第二混合物；

(3)将所述第一混合物与所述第二混合物按照质量比1:7进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，所述土壤改良专用微生物菌剂施用于病害及次生盐渍化的土壤进行农作物的培育。

实施例2

一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多粘类芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7的含蔗糖44.30g/L、(NH₄)₂SO₄6.756g/L、CaCO₃ 6.32g/L、MgSO₄ 0.25g/L、KH₂PO₄ 0.22g/L、NaCl0.18g/L的第一水溶液中于温度37℃下发酵60h得到第一发酵液，所述多粘类芽孢杆菌的菌种在每100g所述第一水溶液中的用量为0.02g；将腐植酸与所述第一发酵液按照质量比5:1进行吸附，得到第一混合物；

平板计数法测得所述第一发酵液和所述第二发酵液中活菌数均在50.0×10⁸个/克以上；

(2)将短小芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7.2的含玉米淀粉1g/L、酵母提取物10g/L、MgSO₄ 4.9g/L的第二水溶液中于温度37℃下发酵10h得到第二发酵液，所述短小芽孢杆菌的菌种在每100g所述第二水溶液中的用量为0.045g；将腐植酸与所述第二发酵液按照质量比10:1进行吸附，得到第二混合物；

(3)将所述第一混合物与所述第二混合物按照质量比1:1进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，所述土壤改良专用微生物菌剂施用于病害及次生盐渍化的土壤进行农作物的培育。

实施例3

一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多粘类芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7的含蔗糖44.30g/L、(NH₄)₂SO₄6.756g/L、CaCO₃ 6.32g/L、MgSO₄ 0.25g/L、KH₂PO₄ 0.22g/L、NaCl 0.18g/L的第一水溶液中于温度37℃下发酵60h得到第一发酵液，所述多粘类芽孢杆菌的菌种在每100g所述第一水溶液中的用量为0.05g；将腐植酸与所述第一发酵液按照质量比10:1进行吸附，得到第一混合物；

平板计数法测得所述第一发酵液和所述第二发酵液中活菌数均在50.0×10⁸个/克以上；

(2)将短小芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7.2的含玉米淀粉1g/L、酵母提取物10g/L、MgSO₄ 4.9g/L的第二水溶液中于温度37℃下发酵10h得到第二发酵液，所述短小芽孢杆菌的菌种在每100g所述第二水溶液中的用量为0.06g；将腐植酸与所述第二发酵液按照质量比5:1进行吸附，得到第二混合物；

(3)将所述第一混合物与所述第二混合物按照质量比3:10进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，所述土壤改良专用微生物菌剂施用于病害及次生盐渍化的土壤进行农作物的培育。

番茄田间试验，供试品种为“西红柿98-9”；复合肥(15-15-15)为欧洲化学安特卫普公司提供；采用的商品有机肥为畜禽粪便类的有机肥，上海胜维有机肥有限公司提供。

试验开始时间2018年10月1日，试验地点：上海市浦东新区普南园艺场塑料大棚内，供试土壤为潮泥，基本理化性质见表1。

表1供试土壤基本理化性状

由表1可知，本试验的土壤基本理化性质中全盐含量本底值为3.9g/kg，该值已经超标，试验土壤具有较为严重的次生盐渍化现象。

番茄定植密度为2500株/亩，试验地为蔬菜大棚，小区面积为0.03亩，随机区组排列。

试验设3个处理，重复3次，各处理具体情况见表2，其中处理C采用本发明实施例1中的土壤改良专用微生物菌剂。追肥按照习惯施肥进行，这是本领域内技术人员能够实现的，由于要验证本发明土壤改良专用微生物菌剂对作物病害的防治效果，选择在发病率比较高的大棚内进行。

表2试验中各处理的具体情况

发病后常规用药所用农药为75％百菌清可湿性粉剂500倍液进行喷雾防治。

对以上三个不同处理考察了对番茄的农艺性状影响以及对番茄品质的影响，包括考察番茄植株的株高、茎粗、单果重、株果重等，每个参数重复考察5-10个番茄植株，每隔7-10天考察一次，重复考察10-15个单果；对以上三个不同处理还考察了对土壤硝酸盐含量的影响以及对番茄病害的影响，具体见以下的试验结果。

试验结果

(1)不同处理对土壤硝酸盐含量的影响

考察了三个不同处理对土壤硝酸盐含量的影响，具体数据见表3。

表3不同处理对土壤硝酸盐含量的影响

三个不同处理在处理前其土壤中的硝态氮含量有所差异，是因为同一块地的不同地方测得的硝态氮含量是有所差异的，而同一块地的不同时间测得的硝态氮含量也是会有所差异的，因而只需保证在同一个处理中处理前后所取样的时间、取样地点相同，即能够考察出不同处理对土壤硝酸盐含量的影响。EC值代表了土壤的电导率，土壤EC值升高表明土壤中的可溶性盐分含量升高，也可以间接反映出土壤次生盐渍化现象的轻重。

由表3可知，与处理前相比，处理C采用本发明实施例1的土壤改良专用微生物菌剂施用于次生盐渍化较为严重的土壤后对番茄进行培育，处理后的硝态氮含量下降了57.16％，而常规处理A、处理B的硝态氮含量与处理前相比分别提高了32.70％、29.30％；在经过处理A和处理B的处理后土壤EC值均升高，而经过处理C的处理后土壤EC值降低了30.77％。以上结果表明在次生盐渍化较为严重的土壤中施用本发明的土壤改良专用微生物菌剂可显著降低土壤硝态氮含量和EC值，对次生盐渍化土壤具有良好的修复效果。

(2)不同处理对番茄黄萎病的防效

考察了三个不同处理的番茄发病情况，统计后的结果见表4。

表4不同处理对对番茄黄萎病的防效

处理	调查株数	黄萎病发病株数	黄萎病发病率％	相对防效％
					处理A	79	19	24	——
处理B	76	16	24	-3.8
					处理C	85	10	12	50.0

由表4可知，处理C施用土壤改良专用微生物菌剂后对番茄的黄萎病具有较好的防治效果；与处理A的常规施肥相比，处理C施用土壤改良专用微生物菌剂对番茄的黄萎病的发病率有明显降低，相对防效提高至50.0％，这说明本发明的土壤改良专用微生物菌剂对病害有较好的防治效果，这主要得益于施用土壤改良专用微生物菌剂后土壤中的有益微生物的繁殖改善了土壤环境，使番茄植株生长健壮，提高了对病害的抵抗力，从而降低了黄萎病的发生。

(3)不同处理对番茄农艺性状的影响

考察了三个不同处理对番茄农艺性状的影响，结果见表5。

表5不同处理对番茄生长和产量结构的影响

处理	密度(株/亩)	株高(cm)	茎粗(cm)	单果重(g)	株果数(个)
						处理A	2500	104.3	6.64	100	12.63
处理B	2500	102.4	6.36	99	12.48
						处理C	2500	106.4	7.52	108	12.94

由表5可知，处理A的株高与处理B相比，处理A番茄株高增加了1.9cm、茎粗增加了0.28cm、单果重增加了1克、株果数增加了0.15个；处理C的株高与处理A相比，处理C施用本发明的土壤改良专用微生物菌剂后番茄株高增加了2.1cm、茎粗增加了0.88cm、单果重增加了8克、株果数增加了0.31个。这表明处理C对次生盐渍化较为严重的土壤施用本发明的土壤改良专用微生物菌剂后培育的番茄其长势最好，植株长势均匀、茎秆粗壮、叶色绿，果实均匀，着色好；处理C的植株生长发育表现和产量均优于处理A和处理B。以上数据说明对次生盐渍化较为严重的土壤施用本发明的土壤改良专用微生物菌剂后培育番茄能够有利于壮苗、加速植株生长，且各项农艺指标都高于习惯施肥处理。

(4)不同处理对经济效益影响

三个不同处理对经济效益的影响，数据见表6。

表6不同处理对番茄经济效益的影响

由表6可知，处理C施用本发明的土壤改良专用微生物菌剂后培育番茄，番茄亩产和产值与处理A的常规施肥相比提高了11.7％，且处理C与处理A的常规施肥处理相比新增收益为498.04元/亩，而处理B与处理A相比，处理B的新增收益还降低397.8元/亩，这表明施用本发明的土壤改良专用微生物菌剂并配合减少肥料施用量、减少农药施用量对番茄的经济效益能够起到显著的提高作用。

在次生盐渍化较为严重的土壤上施用本发明土壤改良专用微生物菌剂并培育农作物，能够对土壤起到较好的修复和改良的作用，大幅度降低土壤中硝态氮的含量，硝态氮降低幅度达57.16％，减少硝酸盐对土壤和地下水的污染；另外，施用本发明土壤改良专用微生物菌剂，还可以降低番茄黄萎病的发病率，相对防效提高50％，对预防和减轻农作物病害具有较好的积极作用；第三，施用本发明土壤改良专用微生物菌剂培育农作物能够促进番茄生长，提高番茄产量，起到了显著增产的效果。

根据试验数据以及效益情况进行综合评估，在化肥施用量减少20％、农药施用量减少20％的情况下，施用本发明土壤改良专用微生物菌剂培育的番茄其生长和产量均高于其他处理，对土壤的改良和番茄黄萎病的防治效果也显著优于其他处理，且经济效益最高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将多粘类芽孢杆菌的菌种发酵，得到第一发酵液；将吸附载体与所述第一发酵液按照质量比7:1进行吸附，得到第一混合物；

所述第一发酵液的发酵过程为：将多粘类芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7的含蔗糖44.30g/L、(NH₄)₂SO₄ 6.756g/L、CaCO₃ 6.32g/L、MgSO₄ 0.25g/L、KH₂PO₄0.22g/L、NaCl0.18g/L的第一水溶液中于温度37℃下发酵60h，所述多粘类芽孢杆菌的菌种在每100g所述第一水溶液中的用量为0.03g；

(2)将短小芽孢杆菌的菌种发酵，得到第二发酵液；将吸附载体与所述第二发酵液按照质量比7:1进行吸附，得到第二混合物；

所述第二发酵液的发酵过程为：将短小芽孢杆菌的菌种置于初始pH值为7.2的含玉米淀粉1g/L、酵母提取物10g/L、MgSO₄ 4.9g/L的第二水溶液中于温度37℃下发酵10h，所述短小芽孢杆菌的菌种在每100g所述第二水溶液中的用量为0.035g；

所述吸附载体为腐植酸；

(3)将所述第一混合物与所述第二混合物进行混合得到土壤改良专用微生物菌剂，所述第一混合物与所述第二混合物的质量比1:7。

2.根据权利要求1所述的一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述第一发酵液和所述第二发酵液中活菌数均在50.0×10⁸个/克以上。

3.根据权利要求1所述的一种土壤改良专用微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述土壤改良专用微生物菌剂的含水率在30wt％以内。