CN112299922A - 一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂及其制备方法，其中土壤微生物调节剂由如下重量份的原料组成：氨基酸原粉15‑25份、10万U/g纤维素酶5‑10份、枯草芽孢杆菌10‑22份、解淀粉芽孢杆菌10‑22份、酵母菌5‑15份、绿色木霉5‑15份、球孢白僵菌5‑10份。本土壤微生物调节剂能够兼顾土壤土著菌体的刺激、刺激土著菌体的快速繁殖，达到原生态目的。针对玉米秸秆还田后种的小麦的土壤上使用了本发明的土壤微生物调节剂，小麦的分蘖数提高可以达到显著水平，小麦千粒重的提高可以接近显著水平。

Description

一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂及其制备方法。

背景技术

小麦是世界上种植面积最大且最重要的农作物之一。随着对小麦的需求量也逐年增加，施肥是提高作物单位面积产量的最主要途径，长期过度依赖化肥已成为制约农业可持续发展的瓶颈问题^【1】(王旭东，2001)。玉米是我国第一大粮食作物，玉米秸秆作为其生物副产品，资源极为丰富^【2】(李纯燕，2015)。随着我国耕地土壤养分含量下降、理化指标变差及地下水污染等问题的出现^【3】(匡恩俊，2012)，玉米秸秆还田作为一种清洁能源补充手段得到了较大发展，成为土壤基质改良的主要手段之一^【4】(宫秀杰，2017)。

从理论角度看，玉米秸秆还田可增加土壤中养分含量，平衡土壤养分，调节土壤物化性状，改善土壤生态结构，改良土壤，培肥地力，改善作物种植环境，但实施玉米秸秆还田后，弊端明显。研究证实，玉米秸秆的还田量一般是400～500kg/亩为宜，过量会危害下茬小麦根系生长；造成了冬小麦亩产量的降低和土壤环境恶化。王继雯，赵俊杰等(2018)对新型复合微生物肥料对冬小麦生物学性状的影响研究中^【5】，底施新型复合微生物肥料不但有改善冬小麦生物学性状和增产的作用，而且对冬小麦孢囊线虫病具有一定的防效。

参考文献：

【1】王旭东，中国实施可持续发展战略的产业选择，暨南大学，2001年。

【2】李纯燕，杨恒山等，玉米秸秆还田技术与效应研究进展，中国农学通报，2015年第33期。

【3】匡恩俊，迟凤琴等，不同还田方式下玉米秸秆腐解规律的研究，玉米科学，2012年02期。

【4】宫秀杰，钱春荣等；我国玉米秸秆还田现状及效应研究进展，江苏农业科学，2017年09期。

【5】王继雯，赵俊杰等，新型复合微生物肥料对冬小麦生物学性状的影响，南方农业学报，2018年10期。

中国专利文献CN107673859A公开了一种土壤调理剂和肥料，该土壤调理剂由植物源原料的降解产物、动物源原料的降解产物、矿物源原料的降解产物和生物源原料按一定比例组成。该发明土壤调理剂选用来源于植物、动物、矿物、微生物的原料，通过合理配比，对作物具有显著的增产、提高品质、抗病的作用，各原料具有协同作用，还能改良土壤、减少化肥农药用量，减少养殖污染，是一种符合土壤-作物营养循环的多因子生物活化调理剂。

中国专利文献CN105950187A公开了一种土壤调理剂，该调理剂主要由以下组份制成：矿物质材料、活化剂A、微生物菌剂、用于为所述微生物菌剂提供营养的活化剂B、酶制剂；所述矿物质材料包括沸石、凹凸棒土、海泡石；所述活化剂A的主要成分为有机酸；所述微生物菌剂中含有的细菌菌株为枯草芽孢杆菌。该发明以矿物+微生物菌剂+酶制剂的方式，在矿物中加入有机酸等活化剂，可有效吸附土壤中的盐分，同时中和OH^-，有效降低土壤盐碱性；后施入微生物-酶复合制剂，微生物代谢产生的衍生物能够活化盐碱土的难溶元素，提高养分利用率，酶能促进土壤有机质的合成，加速土壤中氮磷元素的转化，增加土壤肥力。

中国专利文献CN105482827A公开了一种具有重金属吸附作用的土壤调理剂，制备包括以下步骤：(1)生物发酵剂制备：取5～10份枯草芽孢杆菌、2～5份地衣芽孢杆菌、1～2份巨大芽孢杆菌、10～15份活性炭、10～15份草炭、3～5份酵母粉、15～20份氨基酸粉、2～3份磷酸氢二钾、5～8份味精渣，混合搅拌均匀；然后用含有3％的糖蜜发酵液将混合物水分调整为15～25％，20℃条件下密封厌氧发酵3～5d，制备生物发酵剂；(2)混合配料：按3～5份生物发酵剂、20～30份糖渣、30～45份糠醛渣、10～15份棉粕、5～10份粉碎秸秆、1～2份纤维素酶的比例混合均匀，用含3％的糖蜜发酵液调整混合物水分至15～25％；(3)二次发酵：将混合后的混合物控温20～30℃条件下腐熟3～5d，定期翻堆；(4)配料：堆肥腐熟结束后，加入20～30份腐植酸、35～50份麦饭石粉、10～15份凹凸棒粉，混合均匀；(5)粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到30～50目；(6)造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至滚筒造粒机进行滚筒造粒；(7)烘干：将造粒后的颗粒进行烘干处理，含水量在10～15％即得土壤调理剂成品。产品具有生物有机肥料有机、环保、高效的特点，富含天然有机质成分(富含羟基、酚基、酮基、酚羟基活性官能团)、微生物活性成分和大量益生菌，能有效吸附污染土壤中重金属离子，调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，减轻因环境污染造成的土壤重金属富集和作物毒害等现象，有效改善土壤物理结构和化学组分，改善农产品品质。

尽管现有技术公开了多种土壤调理剂，但是针对玉米秸秆还田后种的小麦的土壤问题，并没有得到特定的研究开发与应用。现有的土壤调理剂不能直接用于玉米秸秆还田后种的小麦的土壤中，它们不能顾及土壤土著菌体的刺激以及不能刺激土著菌体的快速繁殖以达到原生态目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂及其制备方法，该小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂能够兼顾土壤土著菌体的刺激、刺激土著菌体的快速繁殖，达到原生态目的。

所采用的技术方案为：

本发明的一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂，由如下重量份的原料组成：氨基酸原粉15-25份、10万U/g纤维素酶5-10份、枯草芽孢杆菌10-22份、解淀粉芽孢杆菌10-22份、酵母菌5-15份、绿色木霉5-15份、球孢白僵菌5-10份。

进一步地，氨基酸原粉和10万U/g纤维素酶的质量比为4:1。

进一步地，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、绿色木霉、球孢白僵菌组合为复合微生物菌剂，五者的质量比为3：3：2：2：1。

进一步地，氨基酸原粉和10万U/g纤维素酶及复合微生物菌剂的质量比为4：1:15。

该土壤微生物调节剂中添加氨基酸原粉、10万U/g纤维素酶、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、绿色木霉、球孢白僵菌；通过使用此土壤微生物调节剂可以刺激土著菌体快繁，加速秸秆腐熟，提高土壤蓬松度，预防和杀害由于秸秆还田造成病虫害病菌和害虫，从而保持土壤质量、改善土壤理化结构、维持土壤肥力、提高土壤的生产力、提高作物产量以及防止土壤退化。

本土壤微生物调节剂由氨基酸原粉、10万U/g纤维素酶、枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、绿色木霉、球孢白僵菌组成。

其中，①氨基酸原粉。

可选择的原料指标：淡黄色晶体，含水量<20wt％，主要成份：氨基酸65-75wt％，氮磷钾10wt％,全溶于水。

氨基酸原粉可以改善土壤的理化性质，促进作物增产，改善作物的品质，提高作物的抗逆性，并且对人畜无害，不会污染环境。氨基酸原粉能抑制硝酸盐的吸收，促进植物生长，提高作物的产量和品质。

②10万U/g纤维素酶。

可选择的原料指标：系由木霉代谢生产的固体粉末。

纤维素酶作用于玉米小麦农作物秸秆，降解秸秆中的纤维素等大分子为活化小分子物质，可供作物吸收，使其中养分释放补充土壤养分，提高土壤有益菌的数量，有益菌通过对农作物秸秆的降解利用使数量进一步增多，从而在土壤中形成一定规模的优势菌群，促进土壤形成团粒结构，增加土壤中水、肥、气、热的协调能力，提高土壤保水、保肥、供肥的能力，改善土壤理化性状。

③枯草芽孢杆菌。

可选择的原料指标：固体粉末，1000*10⁸cfu/g。

增加作物抗逆性、固氮。能产生枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，对土壤致病菌抑制抗生作用。附在病原菌的菌丝或产生抗菌物质通过溶解溶菌作用；枯草芽孢杆菌能够产生类似细胞分裂素、植物生长激素的物质，促进植物的生长使植物抵抗病原菌的侵害诱导植物产生抗性及促进植物生长。

④解淀粉芽孢杆菌。

可选择的原料指标：固体粉末，1000*10⁸cfu/g。

分泌抗菌物质抑制植物病原细菌、真菌、病毒、线虫；产生拮抗作用抑制有害病原物的生长或发展或直接杀灭病原物；诱导寄主产生抗性，诱导植物自然防御机能；产生赤霉素、吲哚乙酸、细胞分裂素，促进植物生长等。

⑤酵母菌。

可选择的原料指标：固体粉末，300*10⁸cfu/g。

酵母菌生物稳定性强，可快速疏松土壤，补充土壤益生菌，促生长，抗病虫，改善品质，增产丰收。能快速改变土壤阴阳离子结构，平衡土壤酸碱度，增加土壤有益菌，活化土壤、打破板结、死土变活土，培肥土壤、彻底免深耕、不板结。抑制土壤中的真菌、细菌、链刀菌等各种病菌，抗重茬、减轻作物生长期病害发生。加速各种秸秆腐化成有机物变成农家肥，增加土壤有益营养菌，使土壤上虚下实，有利作物扎深根，减少土传病害，减少作物缺苗、死苗及地下害虫的发生。分解沉积在土壤中的磷、钾肥，提高肥料利用率。

⑥绿色木霉。

可选择的原料指标：绿色固体粉末，200*10⁸cfu/g。

绿色木霉对土壤的还田玉米和小麦秸秆促进腐熟作用。绿色木霉又是一种资源丰富的拮抗微生物，在植物病理生物防治中具有重要的作用。具有保护和治疗双重功效，可有效防治土传性真菌病害。

⑦球孢白僵菌。

可选择的原料指标：淡黄粉状固体粉末，100*10⁸cfu/g。

长时间不良秸秆还田，容易在土壤中产生蛴螬、金针虫、地老虎、蝼蛄等鞘翅目、鳞翅目、直翅目害虫。球孢白僵菌称之为“地下害虫专杀”，且可以反复侵染，长期持效，一次用药，整季无虫的特点。对蛴螬、金针虫、地老虎、蝼蛄等鞘翅目、鳞翅目、直翅目地下害虫，有很好的杀灭作用；并可侵染多种磷翅目幼虫，对松毛虫防效显著，对菜青虫玉米螟小菜蛾、大豆食心虫、稻苞虫等防效良好。

本发明的一种上述的小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.按重量份配比称取干燥的氨基酸原粉、10万U/g纤维素酶进行混匀，得到混合物A；

S2.将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌按照比例进行混匀,得到混合物B；

S3.将绿色木霉、球孢白僵菌按照重量份比例进行混匀，得到混合物C；

S4.按照比例对三个混合物A、B、C进行混合复配。

本发明的有益效果在于：

(1)本小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂以氨基酸原粉为载体，以氨基酸原粉作为小分子有机物质，可以有效地促使土著菌体和添加的快速生长，刺激作物健康成长。

(2)本小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂引入纤维素酶，加快土壤中的还田秸秆快速分解，为作物生长提供小分子物质。添加纤维素酶，初期加快秸秆腐熟，给土著菌体和添加菌体以及作物提供充足的营养物质。

(3)本小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂添加了解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌等菌体，加快促使秸秆腐熟速度，提高土壤的肥沃度。

(4)本小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂添加了绿色木霉，既提高秸秆的腐熟速度，又减少了土传病害的发生。

(5)本小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂添加了球孢白僵菌，减少了因秸秆还田造成的虫害的发生几率。

综上，本发明与现有技术最大的优势在于：兼顾了土壤土著菌体的刺激，刺激土著菌体的快速繁殖，达到原生态目的。针对玉米秸秆还田后种的小麦的土壤上使用了本发明的土壤微生物调节剂，小麦的分蘖数提高可以达到显著水平，小麦千粒重的提高可以接近显著水平。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例1

一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂，由如下重量份的原料组成：氨基酸原粉20份、10万U/g纤维素酶5份、枯草芽孢杆菌20.45份、解淀粉芽孢杆菌20.45份、酵母菌13.64份、绿色木霉13.64份、球孢白僵菌6.82份。

上述中，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、绿色木霉、球孢白僵菌组合为复合微生物菌剂，五者的质量比为3：3：2：2：1。

氨基酸原粉和10万U/g纤维素酶及复合微生物菌剂的质量比为4：1:15。

复合微生物菌剂的各个菌体均可以购置得到。

制备时，首先按重量份配比称取干燥的氨基酸原粉、10万U/g纤维素酶进行混匀，得到混合物A；然后将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌按照比例进行混匀,得到混合物B；然后将绿色木霉、球孢白僵菌按照重量份比例进行混匀，得到混合物C；最后按照比例对三个混合物A、B、C进行混合复配，得到小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂。

实施例2

一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂在冬小麦上的试验

一、实验材料

实验菌种：枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、绿色木霉、球孢白僵菌。

有机小分子：氨基酸原粉；

酶：10万U/g纤维素酶；

实验材料：冬小麦。

二、实验方法

试验田为玉米秸秆还田后种的小麦，在玉米秸秆还田后，又进行了深翻，然后播种的小麦，地表仍能看到秸秆。土壤挖下10～15厘米后都能看到秸秆。整个试验中，试验田，是在对照田施肥的基础上，在浇出苗水、封冻水时，每亩小麦各使用了5公斤实施例1的土壤微生物调节剂。

三、实验数据如下：

1.分蘖数统计

表1试验田(实验区)的分蘖数统计表

平均分蘖数：4.7

表2对照区的分蘖数统计表

平均分蘖数：3.5

2.小麦千粒重统计

表3实验区与对照区的小麦千粒重统计表

根据上面的数据显示：通过使用该土壤微生物调理剂，小麦的分蘖数提高了34.29％、小麦千粒重提高了4.73％。小麦的分蘖数提高达到显著水平，小麦千粒重的提高接近显著水平。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂，其特征在于，由如下重量份的原料组成：氨基酸原粉15-25份、10万U/g纤维素酶5-10份、枯草芽孢杆菌10-22份、解淀粉芽孢杆菌10-22份、酵母菌5-15份、绿色木霉5-15份、球孢白僵菌5-10份。

2.根据权利要求1所述的小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂，其特征在于，氨基酸原粉和10万U/g纤维素酶的质量比为4:1。

3.根据权利要求1所述的小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂，其特征在于，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌、绿色木霉、球孢白僵菌组合为复合微生物菌剂，五者的质量比为3：3：2：2：1。

4.根据权利要求3所述的小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂，其特征在于，氨基酸原粉和10万U/g纤维素酶及复合微生物菌剂的质量比为4：1:15。

5.权利要求1-4任一所述的小麦玉米轮作大田土壤微生物调节剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.按重量份配比称取干燥的氨基酸原粉、10万U/g纤维素酶进行混匀，得到混合物A；

S2.将枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酵母菌按照比例进行混匀,得到混合物B；

S3.将绿色木霉、球孢白僵菌按照重量份比例进行混匀，得到混合物C；

S4.按照比例对三个混合物A、B、C进行混合复配。