CN111943772B

CN111943772B - 一种蓝莓专用木霉生物有机肥制备方法及其应用

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Publication number: CN111943772B
Application number: CN202010854826.XA
Authority: CN
Inventors: 刘红军; 沈其荣; 蒋佳峰; 韦继光; 姜燕琴; 於虹; 曾其龙; 田亮亮; 邱敬萍; 王曦
Original assignee: Nanjing Fuguo Biotechnology Co Ltd; Institute of Botany of CAS; Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Fuguo Biotechnology Co Ltd; Institute of Botany of CAS; Nanjing Agricultural University
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2040-08-21
Also published as: CN111943772A

Abstract

本发明公开了一种蓝莓专用木霉生物有机肥制备方法及其应用。该肥料具体制备过程包括：(1)酸解氨基酸的制备；(2)酸解氨基酸螯合铁的制备；(3)木霉固体菌种的制备；(4)氨基酸螯合铁加入中药渣源腐熟堆肥中和后熟；(5)蓝莓专用木霉生物有机肥的制备。该蓝莓专用木霉生物有机肥含有1.0‑1.5％的氨基酸、1‑2％的硫酸亚铁、2‑3％的氮素，1‑2％的磷素、2‑3％的钾素、45‑50％的有机质、1‑5×10⁸cfu/g的木霉孢子，含水量质量比低于30％，pH 5.5‑6.5。本发明所述的蓝莓专用木霉生物有机肥在改善蓝莓新叶发黄、促进蓝莓根系生长、提高蓝莓产量和提升蓝莓品质具有显著的效应。

Description

一种蓝莓专用木霉生物有机肥制备方法及其应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及农业集约化生产技术领域，更具体的涉及一种蓝莓专用生物有机肥制备方法及其应用。

背景技术

蓝莓含有丰富的营养成分，具有防止脑神经老化、抗癌软化血管、增强人机体免疫等多种保健功能。蓝莓根系纤细且无根毛，根系集中分布于有机质比较丰富的土层或土表的覆盖层中，为浅根系植物。蓝莓是一类寡营养喜酸植物，对氮磷钾等矿质养分需求量远不及其他浆果类植物，对土壤有机质含量要求较高，适宜生长在土壤有机质在5％以上的土壤上。另外，蓝莓对土壤盐害比较敏感。

目前，已经有部分学者对蓝莓专用肥做了一些研究，例如CN107586199A公开了以动物粪便为主要原料发酵的一种令蓝莓高产的有机肥料；CN110066207A公开了一种利用鸡粪和秸秆制作蓝莓专用有机肥的工艺；CN107759269A公开一种利用菜籽粕、米糠、骨粉混合而成蓝莓种植专用有机肥；CN108012746A公开了调节土壤pH配施专用肥和叶面肥的一种提高蓝莓产量的关键种植方法。上述报道蓝莓专用肥料均未全面考虑到蓝莓对土壤的综合需求，难以保证蓝莓作物的可持续种植，长期种植后，易出现草莓叶脉间变黄白色、新长出的小叶变白，叶片边缘坏死或者小叶黄化(仅叶脉绿色)叶片边缘和叶脉间变褐坏死等情况，严重影响草莓植株叶绿素的形成，还会影响植株光合作用，此外，还容易出现作物多种病害的发生，以及导致草莓单果重下降、产量降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓝莓专用木霉生物有机肥的制备方法及应用，本发明所述的蓝莓专用木霉生物有机肥在改善蓝莓新叶发黄、促进蓝莓生长、增加蓝莓产量和提升蓝莓品质具有显著的效果。

本发明的目的主要通过以下技术方案实施：一种蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硫酸亚铁与酸解氨基酸按质量体积比1.0-3.0g/10-20ml的比例在温度70-80℃条件下60-80rpm搅拌螯合2-3小时，得酸解氨基酸螯合铁；

(2)将木霉菌株进行固体发酵获得木霉固体菌种；

(3)将步骤(1)获得的酸解氨基酸螯合铁与中药渣腐熟堆肥按照体积质量比0.1-0.2ml/g的比例混合均匀，中和后熟4-7天，待混合物堆体pH上升至5.5-6.5，再将步骤(2)获得的木霉固体菌种按30-50公斤/吨的比例接种到混合堆体中，混匀，在温度不超过60℃的条件下将该固体混合物的含水量蒸发至30％以下，获得蓝莓专用木霉生物有机肥。

在本发明的一些实施例中，本发明还提供一种步骤(1)酸解氨基酸螯合铁的具体制备方法：

①酸解氨基酸的制备：先将病死畜禽动物经自动化破碎后所有固形物和液体自动转入密闭的水解容器后，在初始酸浓度c(1/2H₂SO₄)为3-5mol/L、100-115℃和1-2个大气压下水解4-6小时；

②酸解氨基酸螯合铁的制备：步骤①水解结束待水解容器内溶液冷却至70-80℃时，加入硫酸亚铁，60-80rpm搅拌2-3小时即得酸解氨基酸螯合铁。

在本发明的一种具体的实施方式中，本发明所述的硫酸亚铁与酸解氨基酸原液的质量体积比优选为2g/15ml。

本发明步骤(2)所述的木霉菌株优选为木霉菌株NJAU 4742，分类命名为贵州木霉(Trichoderma guizhouense)，保藏于北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2016年04月11日，保藏地址为北京市朝阳区大屯，中国科学院微生物研究所，菌种保藏号为CGMCC NO.12166。

在本发明的一些实施例中，本发明还提供一种步骤(2)木霉菌株进行固体发酵获得木霉固体菌种的具体方法：

①将木霉菌接种到PDA液体培养基中进行液体发酵制备木霉液体菌种；

②固体发酵物料按照0.05～0.15ml/g接种木霉液体菌种，盘发酵物料厚度2～4cm，温度26-28℃，湿度70-90％，培养3～5天，获得木霉固体菌种。

本发明所述的PDA液体培养基可以为市面常规购买PDA液体培养基。接种量可以按照本领域的常规接种量，例如200ml液体培养基接入3-5个直径为0.3～0.7cm的木霉菌块。

在一些实施例中，步骤①液体发酵的条件为pH6.8～7.2，温度25～30℃，150～200rpm，时间4～5天。

在一些实施例中，步骤②中的固体发酵物料原料为质量比为0.8～1.2：1的甜叶菊渣和米糠，含水量50％～70％，pH为2.5-3.0。所述固体发酵物料原料可以通过常规方法进行灭菌，例如115℃灭菌40分钟。pH的调节可以采用常规方法，在一种优选的实施方式中，采用酸解氨基酸进行调节。

在一些实施例中，本发明步骤(3)所述的中药渣包括质量份数为20-50的麻黄、10-30份的苦杏仁、10-30份的甘草和10-20份的生姜形成的中药渣；所述中药渣各成分的具体含量对整体影响不大，也可包括10-20份的其他任意中药组分，均可实现本发明的效果。

本发明步骤(3)中药渣腐熟堆肥的制备方法可以按照常规的制备方法，例如，将中药渣与辅料按照重量比(4～10)：1混合，调节含水量至60-65％和碳氮比至20-30，每1～3天进行翻抛，55-75℃发酵30-40天至含水量低于30％完成中药渣腐熟堆肥的制备。

本发明中药渣腐熟堆肥中所用的辅料可以为本领域常规的辅料，例如秸秆、蘑菇渣或砻糠。

本发明步骤(3)中酸解氨基酸螯合铁与中药渣腐熟堆肥混合后的初始pH为2.0-3.0。

在一种具体的实施例中，本发明步骤(3)中酸解氨基酸螯合铁与中药渣腐熟堆肥体积质量比优选为0.15ml/g。

在一种具体的实施例中，本发明步骤(3)中所述的木霉固体菌种按40公斤/吨的比例接种到混合堆体中。

本发明还提供了本发明所述的制备方法制备的蓝莓专用木霉生物有机肥料。

本发明所述方法制备的蓝莓专用木霉生物有机肥料含有1-1.5％的氨基酸、1-2％的硫酸亚铁、2-3％的氮素、1-2％的磷素、2-3％的钾素、45-50％的有机质、1-5×10⁸cfu/g的木霉孢子，含水量质量比低于30％，pH 5.5-6.5。

本发明还提供了所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料在促进蓝莓生长和/或促进蓝莓增产和/或改善蓝莓果实品质中的应用。

本发明与目前市场上的化肥和有机肥料产品相比具有如下优点：

1)是生物有机肥料中的最优产品，集有机肥、功能微生物、氨基酸肥和蓝莓所有的铁素的新型肥料。

2)蓝莓作为一类寡营养对盐敏感植物，与化肥相比，蓝莓专用木霉生物有机肥可以为其提供有机养分，持久提高土壤肥力，对土壤可持续利用和生态环境保护具有重要的意义。

3)蓝莓作为一类喜酸作物，与有机肥相比，市面上的有机肥pH通常是8.0-8.5，长期的施用高pH有机肥对蓝莓作物吸收微量元素具有阻碍作用。本专利发明的蓝莓专用木霉生物有机肥pH为5.5-6.5，适宜蓝莓的生长需求，并且含有大量的游离氨基酸，对改善蓝莓品质具有重要的作用。

4)蓝莓存在根毛缺陷，该产品能够显著地提高蓝莓地下部干重和根系活力；此外，木霉菌菌株NJAU 4742还能够调控建康土壤微生物区系。本发明所述产品整体上可以增强蓝莓作物抵御病害的能力，进而达到促进蓝莓生长和保障蓝莓建康的效果。

(5)本发明所述方法制备的肥料不仅可以在营养钵施用，也可以在大田施用，均可达到促进蓝莓生长的效果。

附图说明

图1不同施肥处理盆栽条件下对蓝莓生长影响。

图2不同施肥处理大田条件下对蓝莓生长及产量影响。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。

实施例1

(一)氨基酸螯合铁溶液制备

(1)酸解氨基酸的制备：在反应釜中先将病死畜禽动物经自动化破碎、所有固形物和液体自动转入密闭的水解罐后，在初始酸浓度c(1/2H₂SO₄)为3-5mol M、100-115℃和1-2个大气压下水解4-6小时；

(2)酸解氨基酸螯合铁的制备(以1m³氨基酸为例)：上述水解结束待水解罐内溶液冷却至70-80℃时，加入133kg硫酸亚铁，60-80rpm螯合搅拌2-3小时。

(二)木霉固体菌种制备

(1)木霉菌种液体发酵：将木霉菌接种到PDA液体培养基中进行液体发酵制备木霉液体菌种，发酵条件为pH 7.0，温度28℃，180rpm，时间5天，即木霉液体菌种(含菌丝体和孢子体)；

(2)木霉菌种固体发酵：固体发酵原料为50％甜叶菊渣+50％米糠，通过上述酸解氨基酸调节物料pH至2.5-3.0，自来水调节含水量至60％，固体灭菌罐115℃灭菌40分钟，物料冷却后接种10％木霉液体菌种，盘发酵物料厚度3cm，温度26-28℃，湿度70-90％，万级洁净室培养4天，木霉孢子数量高于5×10⁹cfu/g。

(三)中药渣腐熟堆肥的制备

(1)物料的混合：将850公斤中药渣废弃物(质量份数为20-50的麻黄、10-30份的苦杏仁、10-30份的甘草和10-20份的生姜形成的中药渣)与150公斤砻糠利用铲车进行混合均匀，调节含水量至60-65％和碳氮比至20-30。

(2)条垛式发酵：利用铲车将上述混合的物料进行铺条，条垛的高度1.2米，宽度2.8米，利用翻抛机每两天对条垛进行翻抛(供氧和粉碎作用)，55-75℃发酵30-40天待含水量低于30％完成中药渣腐熟堆肥的制备。

(四)蓝莓专用木霉生物有机肥制备

(1)氨基酸螯合铁溶液与中药渣腐熟堆肥按照体积质量比1.5:10的比例混合均匀，中和后熟4-7天，每天翻抛取样测定pH，待混合物堆体pH上升至5.5-6.5；

(2)将上述获得的木霉固体菌种按50公斤/吨的比例接种到混合堆体中，混匀，在温度不超过60℃的条件下将该固体混合物的含水量蒸发至30％以下，获得含蓝莓专用木霉生物有机肥。该肥料含有1-1.5％的氨基酸、1-2％的硫酸亚铁、2-3％的有机氮素，1-2％的磷素、2-3％的钾素、45-50％的有机质、1-5×10⁸cfu/g的木霉孢子，含水量质量比低于30％，pH 5.5-6.5。

实施例2效果数据

(一)盆栽试验

试验设置4个处理：不施肥(CK)；化肥(CF)；有机肥(OF)；实施例1制备的蓝莓专用木霉生物有机肥(BF)。有机肥和蓝莓专用生物有机肥的施用比例为1％(m/m)，整个生育期施肥1次，化肥与有机肥和蓝莓专用生物有机肥等养分，每个处理6个重复，移苗2个月后统计蓝莓作物生物量及理化性质。

表1不同处理对蓝莓作物生物量及理化性质的影响

注：不同字母代表不同处理间显著性差异，P<0.05.

由图1和表1可见，相比有机肥和化肥，施用蓝莓专用生物有机肥能够显著地提高蓝莓地下部干重和根系活力。在地上部干重、叶面积、总枝长和叶绿素含量方面，施用蓝莓专用生物有机肥与有机肥和化肥没有显著的差异，但都较不施肥显著优。结果表明，蓝莓专用生物有机肥能够促进蓝莓根系的发育和活力。

(二)大田试验

试验设置2个处理：农民常规施肥(CK)；蓝莓专用木霉生物有机肥(BF)。栽培密度：行距1.5米，株距1米。蓝莓专用木霉生物有机肥施用量为2.5kg/株，农民常规施肥为菜饼和羊粪腐熟农家肥联合化肥，菜饼和羊粪农家肥的施用量为2.5kg/株，2019年9月施用肥料1次，2020年7月对田间效果进行拍照、采收蓝莓果实并进行品质测定。如附图2所示，BF(左)相比CK(右)，肉眼能够明显的观察到改善蓝莓的生长状态：BF(左)叶片均为健康绿色，而CK(右)出现新长出小叶变白、小叶黄化等情况。

此外，BF比CK显著地提高蓝莓的单株产量(20.65％)，同时显著地增加蓝莓的还原糖(62.02％)、总酚(33.10％)、总酮(29.16％)、总花色苷(17.70％)含量，降低可滴定酸(7.53％)的含量(表2)。

综上，蓝莓专用木霉生物有机肥能够明显的改善蓝莓作物的生长状态，提高蓝莓作物产量和提升蓝莓果实风味。

表2不同处理对蓝莓作物产量及品质的影响

注：*代表不同处理间显著性差异，P<0.05。

Claims

1.一种蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将硫酸亚铁与酸解氨基酸按质量体积比1.0-3.0 g/10-20 ml的比例在温度70-80℃条件下60-80 rpm搅拌螯合2-3小时，得酸解氨基酸螯合铁；所述酸解氨基酸的制备：先将病死畜禽动物经自动化破碎后所有固形物和液体自动转入密闭的水解容器后，在初始酸浓度c(1/2H₂SO₄)为3-5mol/L、100-115℃和1-2个大气压下水解4-6小时；

（2）将木霉菌株进行固体发酵获得木霉固体菌种；

（3）将步骤（1）获得的酸解氨基酸螯合铁与中药渣腐熟堆肥按照体积质量比0.1-0.2ml/g的比例混合均匀，中和后熟4-7天，待混合物堆体pH上升至5.5-6.5，再将步骤（2）获得的木霉固体菌种按30-50公斤/吨的比例接种到混合堆体中，混匀，在温度不超过60℃的条件下将该固体混合物的含水量蒸发至30％以下，获得蓝莓专用木霉生物有机肥。

2.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤（1）硫酸亚铁与酸解氨基酸的质量体积比为2 g/15 ml。

3.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤（1）酸解氨基酸螯合铁的具体制备方法为：酸解氨基酸制备过程水解结束后待水解容器内溶液冷却至70-80℃时，加入硫酸亚铁，60-80 rpm搅拌2-3小时即得酸解氨基酸螯合铁。

4.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤（2）的木霉菌株为木霉菌菌株NJAU 4742，菌种保藏号为CGMCC NO. 12166。

5.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，（2）将木霉菌株进行固体发酵获得木霉固体菌种的方法为：

②固体发酵物料按照5～15ml/g接种木霉液体菌种，盘发酵物料厚度2～4cm，温度26-28℃，湿度70-90%，培养3～5天，获得木霉固体菌种。

6.根据权利要求5所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤①液体发酵的条件为pH6.8～7.2，温度25～30 ℃，150～200 rpm，时间4～5天；步骤②中的固体发酵物料原料为质量比为0.8～1.2：1的甜叶菊渣和米糠，含水量50%～70%，pH为2.5-3.0。

7.根据权利要求6所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤②pH调节采用酸解氨基酸进行调节。

8.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的中药渣包括质量份数为20-50份的麻黄、10-30份的苦杏仁、10-30份的甘草和10-20份的生姜形成的中药渣；或者所述中药渣在包括前述四种成分的基础上还包括10-20份的其他任意中药组分。

9.根据权利要求8所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，中药渣腐熟堆肥的制备方法为：将中药渣与辅料按照重量比（4～10）：1混合，调节含水量至60-65%和碳氮比至20-30，每1～3天进行翻抛，55-75℃发酵30-40天至含水量低于30%完成中药渣腐熟堆肥的制备。

10.根据权利要求9所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，辅料选自秸秆、蘑菇渣或砻糠。

11.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中酸解氨基酸螯合铁与中药渣腐熟堆肥混合后的初始pH为2.0-3.0。

12.根据权利要求1所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，酸解氨基酸螯合铁与中药渣腐熟堆肥体积质量比为0.15ml/g。

13.据权利要求12所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的木霉固体菌种按40公斤/吨的比例接种到混合堆体中。

14.权利要求1～13任一项所述的方法制备的蓝莓专用木霉生物有机肥料。

15.根据权利要求14所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料，其特征在于，所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料含有1-1.5%的氨基酸、1-2%的硫酸亚铁、2-3%的氮素、1-2%的磷素、2-3%的钾素、45-50%的有机质、1-5×10⁸cfu/g的木霉孢子，含水量低于30％，pH 5.5-6.5。

16.权利要求14或15所述的蓝莓专用木霉生物有机肥料在促进蓝莓生长和/或促进蓝莓增产和/或改善蓝莓果实品质中的应用。