CN113582762A - 盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥及其制备方法，包括如下质量份数的原料：耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂、农作物秸秆及废弃枝条、糠醛渣、脱硫石膏、过磷酸钙、黄腐酸。农作物秸秆、废弃枝条以及糠醛渣粉碎烘干后，加入发酵腐熟菌剂并调节水分为60％左右，加入脱硫石膏，好氧固态发酵完成后，添加黄腐酸、过磷酸钙和复合菌剂，即得盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥。该复合菌肥在改良盐碱地生态环境的同时提高苜蓿产量，实现农业废弃物资源合理化利用。

Description

盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥及其制备方法

技术领域

本发明属于复合菌肥技术领域，具体涉及盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥及其制备方法。

背景技术

苜蓿(MedicagostativaL.)是豆科多年生草本植物，营养全面，富含粗蛋白质、维生素、矿物质元素，被世界公认为最好的牧草，素有“牧草之王”之美誉，其根瘤菌有强劲的固氮能力，可固定空气中的氮素，增加土壤有机质含量，改善土壤理化性质。而且，苜蓿可种植在中低产田和农作物生长不良的盐碱土壤环境中，不与粮油争地，在种植苜蓿的同时还可以改良盐碱土壤、提高土壤氮素养分、改善生态环境质量。然而，因为土壤环境为盐碱地，或者中低产田，其土壤养分不能满足苜蓿生长发育过程中营养需求，故苜蓿的产量一直处于较低状态，在当前畜牧业快速发展壮大和种植业结构调整中对高品质牧草的需求量越来越大的状态下，如何在改良盐碱地的同时提高苜蓿产量是目前亟需解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥及其制备方法，在改良盐碱地土壤质量的同时提高苜蓿产量，实现农业废弃物资源合理化利用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥，包括如下质量份数的原料：

耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂3-15份，农作物秸秆28-32份，废弃枝条18-26份，糠醛渣22-26份，脱硫石膏8-10份、过磷酸钙7-15份，黄腐酸5-10份。

进一步地，所述耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂是由芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、荧光假单胞菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌和中华根瘤菌分别培养离心、冷冻干燥后混合得到的。

进一步地，所述芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、荧光假单胞菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌和中华根瘤菌质量比为1:1:1:1:1:1:1:1:1。

进一步地，所述农作物秸秆为豆类茎秸和禾本科作物秸秆中的一种或两种。

进一步地，所述豆类茎秸包括黄豆秸、蚕豆秸、豌豆秸、豇豆秸、羽扇豆秸和花生藤蔓；所述禾本科作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸、高粱秸秆和马铃薯茎秆。

进一步地，所述废弃枝条为枸杞枝条、葡萄枝条、柠条枝条中的一种或两种。

本发明还提供一种复合微生物菌肥的制备方法，包括以下步骤：

将农作物秸秆、废弃枝条和糠醛渣粉碎，烘干，加入发酵腐熟菌剂并调节水分，然后加入脱硫石膏，进行好氧固态发酵后，加入黄腐酸、过磷酸钙和耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂，造粒即得复合微生物菌肥。

进一步地，所述粉碎为至粒径为80-120目。

进一步地，所述好氧固态发酵温度为60-65℃，发酵时间为10-30天，从发酵开始到发酵物料温度达60-65℃时开始翻料，重复3-5次，直至发酵结束。

本发明还提供一种复合微生物菌肥在盐碱地土壤修复中的应用。

本发明的复合微生物菌肥还可以应用在废弃资源合理化利用中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明使用的脱硫石膏溶解产生Ca²⁺离子置换土壤胶体上交换性Na⁺离子，在水的作用下将被置换的钠盐从土壤中淋洗从而降低了pH值和土壤碱化度，并改善土壤理化性质，同时脱硫石膏可增强土壤的离子吸附能力，提高土壤持水性。而且脱硫石膏有利于土壤团粒结构的形成，调节土壤反应，促进苜蓿对养分的吸收，增加土壤肥力，提高苜蓿产量。

2)耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂可将土壤中固定态的磷、钾释放供苜蓿吸收利用，中华根瘤菌还可以提高苜蓿的固氮能力，提高土壤氮素供应，减少氮肥用量，可起到降解盐害、促进苜蓿生长的作用。

3)本发明使用的废弃秸秆和废弃枝条经过好氧发酵后，产生的一种有机物料，其特性是质地疏松、有机质含量丰富。使用后能够改善土壤板结、提高土壤通透性、表面积大，吸附能力强，可用来提高土壤通气性，改善土壤持水能力，促进作物根系生长并提高作物的抗盐碱能力。

4)黄腐酸属于广谱植物生长调节剂，有促进植物生长，尤其能适当控制作物叶面气孔的开放度，减少蒸腾，对抗旱有重要作用，能提高抗逆能力，增产和改善品质的作用。同时具有高生物活性能力的促长因子，增强植物内氧化酶活性及其他代谢活动，且对植物的生长发育起着全面的调节作用。黄腐酸还能够吸附土壤中的氮元素，减少它的挥发和流失，提高了利用率，通过与磷元素的螯合，将磷元素从土壤中解放出来，用于植物的吸收，提高了磷的利用率，通过离子交换功能，使难溶性钾转化为可溶性钾，增加土壤中的有效钾，提高钾的利用率，与难溶性微量元素可以发生螯合反应，生成溶解性好可被作物吸收的腐植酸微量元素螯合物，从而有利于根系和叶面吸收微量元素。黄腐酸对分蘖、减少空秕率有良好的效果，能够增加粮食千粒重，增加粮食产量，其刺激作用可使植株地上部分营养体生长旺盛，表现在株高、茎粗、叶片厚等，同时既可以和酸结合，又可以和碱结合，能够根据作物需要调节土壤的酸碱度。

5)糠醛渣可改善土壤结构糠醛渣富含有机质和腐植酸，施用后可增加土壤团粒结构数量，增强土壤通透性，改善土壤理化性状；糠醛渣含有较高的游离酸，可中和盐碱土土壤中的碱根离子，调节土壤酸碱度，增加钙、镁、锌等阳离子有效性；糠醛渣经腐解，含有较高的多缩戊糖，是土壤有益微生物的能源，施用后可增加土壤微生物活性，减轻重金属离子的危害。

6)过磷酸钙与有机肥拌施，能变单一施肥为复合施肥，增加了施给植物的元素种类，而且又促进苜蓿固氮和对磷的吸收利用，较好地满足了作物营养需求。

7)本发明使用的农作物秸秆、废弃枝条、脱硫石膏和糠醛渣均为废弃物，实现了废物处理及资源化利用，改善了乡村生态环境，绿色环保。

8)本发明的原料简单易得，成本低，利用不同原料的特性，巧妙的将不同原料的特性进行合理搭配，相互协调，实现在改善盐碱地土地质量和生态环境的情况下，提高苜蓿产量，可大批量生产和推广应用，利用产业发展和乡村振兴。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明中耐盐碱解磷解钾类根瘤菌复合菌剂是将芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、荧光假单胞菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌、中华根瘤菌分别培养离心、冷冻干燥后等质量混合获得。

具体的：

本发明中涉及的耐盐碱解磷解钾根瘤菌分别是用特定的培养基从盐碱土壤中分离培养所的，经过纯化后并鉴定而得。

本发明中耐盐碱解磷菌是取pH值和全盐含量分别在8.5和0.3％以上的中重度盐碱土壤。土壤取回后采用平板稀释法将土壤悬液涂布于不同含盐量和pH值梯度的解磷解钾培养基，置于30℃培养箱培养72h，再从这些培养基中挑选生长良好的不同的单个菌落转移至新的解磷解钾培养基中进行划线培养纯化，再将经过纯化的单菌落接种到不同盐碱程度的解磷解钾培养基中，对其中生长良好且溶解性能高的的菌株进行鉴定。

耐盐碱的根瘤菌是采集盐碱地生长多年的苜蓿根系，采用平板培养法进行分离筛选，先将收集自不同苜蓿根系的根瘤菌经过表面杀菌后捣碎，再采用稀释培养法进行分离纯化培养并鉴定，方法同解磷解钾菌方法。

本发明中耐盐碱解磷根瘤菌分离纯化培养基其组成如下：

每1L无机磷培养基组成：葡萄糖10g，(NH₄)₂SO₄0.5g，NaCl 3g，KCl0.3g，MgSO₄·7H₂O 0.3g，FeSO₄·7H₂O 0.03g，MnSO₄·4H₂O 0.03g，Ca₃(PO₄)₂10g，pH值调至8.5-9.5。每1L有机磷培养基组成：葡萄糖10g，(NH₄)₂SO₄0.5g，NaCl 3g，KCl0.3g，MgSO₄·7H₂O 0.3g，FeSO₄·7H₂O 0.03g，MnSO₄·4H₂O 0.03g，CaCO₃5g，卵磷脂02g，pH值调至7.5-9.5。

每1L根瘤菌培养基组成：K₂HPO₄ 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.2g，NaCl 1g，酵母膏1g，葡萄糖10g，CaCO₃1.5g，钼酸钠(1％)2ml，硼酸(1％)2ml，0.5％刚果红5ml，pH值调至7.5-9.5。

不同含盐量和pH值的解磷解钾根瘤菌培养基是将上述不同培养基中NaCl含量分别调至0.2％、0.4％、0.6％，pH值分别调节至7.5、8.0、8.5、9.0、9.5不同梯度。

本发明中脱硫石膏中Pb≤35，Cd≤0.20，Cr≤90，Ni≤40，Cu≤35，As≤15，符合GB15618-1995土壤自然背景值。粒径为30-60μm。

实施例1

按质量份数计，原料为：

耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂10份，黄豆秸秆30份，柠条枝条22份，糠醛渣24份，脱硫石膏9份，过磷酸钙11份，黄腐酸7.5份。

制备方法：

按照上述质量份数称取原料，将黄豆秸秆、柠条枝条和糠醛渣粉碎至粒径为100目，烘干，加入发酵腐熟菌剂并调节水分，然后加入脱硫石膏，进行好氧固态发酵后，发酵温度达65℃，发酵时间为20天，从发酵开始到发酵物料温度达65℃时开始翻料，重复4次，直至发酵结束；再添加黄腐酸、过磷酸钙和耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂，混合均匀发酵3-5天，直至发酵有机肥中有益微生物达到2亿CFU/g以上，造粒即得复合微生物菌肥。

实施例2

按质量份数计，原料为：

耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂3份，小麦秸秆32份，枸杞枝条18份，糠醛渣22份，脱硫石膏8份，过磷酸钙7份，黄腐酸10份。

制备方法：

按照上述质量份数称取原料，将小麦秸秆、枸杞枝条和糠醛渣粉碎至粒径为80目，烘干，加入发酵腐熟菌剂并调节水分，然后加入脱硫石膏，进行好氧固态发酵后，发酵温度为65℃，发酵时间为15天，从发酵开始到发酵物料温度达65℃时开始翻料，重复3次，直至发酵结束；再添加黄腐酸、过磷酸钙和耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂，混合均匀发酵3-5天，直至发酵有机肥中有益微生物达到2亿CFU/g以上，造粒即得复合微生物菌肥。

实施例3

按质量份数计，原料为：

耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂15％，玉米秸秆16％，花生藤蔓12％，葡萄枝条26％，糠醛渣26％，脱硫石膏10％，过磷酸钙15份，黄腐酸5％。

制备方法：

按照上述质量份数称取原料，将玉米秸秆、花生藤蔓、葡萄枝条和糠醛渣粉碎至粒径为120目，烘干，加入发酵腐熟菌剂并调节水分，然后加入脱硫石膏，进行好氧固态发酵后，发酵温度为60℃，发酵时间为25天，从发酵开始到发酵物料温度达60℃时开始翻料，重复5次，直至发酵结束；再添加黄腐酸、过磷酸钙和耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂，混合均匀发酵3-5天，直至发酵有机肥中有益微生物达到2亿CFU/g以上，造粒即得复合微生物菌肥。

实施例4

按质量份数计，原料为：

耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂8份，豌豆秸秆5份，蚕豆秸秆5份，黑麦秸秆12份，稻草10份，柠条枝条20份，糠醛渣25份，脱硫石膏8份，过磷酸钙8份，黄腐酸9份。

制备方法：

按照上述质量份数称取原料，将豌豆秸秆、蚕豆秸秆、黑麦秸秆、稻草、柠条枝条和糠醛渣粉碎至粒径为110目，烘干，加入发酵腐熟菌剂并调节水分，然后加入脱硫石膏，进行好氧固态发酵后，发酵温度为63℃，发酵时间为25天，从发酵开始到发酵物料温度达63℃时开始翻料，重复4次，直至发酵结束；再添加黄腐酸、过磷酸钙和耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂，混合均匀发酵3-5天，直至发酵有机肥中有益微生物达到2亿CFU/g以上，造粒即得复合微生物菌肥。

对比例1

同实施例1，区别在于，原料中的耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂替换成芽孢杆菌。

对比例2

同实施例1，区别在于，原料中不加入脱硫石膏。

对比例3

同实施例1，区别在于，不进行固态发酵处理，直接将所有原料粉碎烘干混合，造粒，即得复合微生物菌肥。

试验例1

将实施例1-4、对比例1-3以及对照组制备的复合微生物菌肥施用在种植苜蓿的同一块盐碱地中，观察苜蓿产量增加变化，结果如表1所示。

表1苜蓿生长指标对照表

通过表1中的数据可以看出，与对比例1相比，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4试验地苜蓿株高和产量分别提高了17.74％、20.97％、16.13％、19.35％和9.15％、9.57％、6.84％和7.01％，苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.26、0.21、021、0.16和22.22％、48.15％、64.20％、106.17％。与对比例2相比，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4试验地苜蓿株高和产量分别提高了17.74％、20.97％、16.13％、19.35％和16.34％、16.80％、13.88％、14.07％，苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.22、0.17、0.17、0.12和39.44％、54.93％、67.61％、60.56％。与对比例3相比，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4试验地苜蓿株高和产量分别提高了15.87％、19.05％、14.29％、17.46％和13.17％、13.61％、10.78％、10.95％，苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.38、0.33、0.33、0.28和47.76％、64.18％、77.61％、70.15％。与对照组相比，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4试验地苜蓿株高和产量分别提高了32.73％、36.36％、30.91％、31.55％和51.66％、52.26％、48.46％、48.69％，苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.39、0.34、0.34、0.29和253.57％、292.86％、325.00％、307.14％。

本发明的盐碱地苜蓿专用羊粪发酵肥应用后苜蓿株高和产量均明显高于对比例1和对比例2处理。经过一年苜蓿种植，实施例1、实施例2、实施例3苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量分别降低了0.28、0.19、0.15和0.40g/kg、0.28g/kg、0.49g/kg；与对比例1相比，实施例1、实施例2、实施例3苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.20、0.11、0.07和0.26g/kg、0.14g/kg、0.35g/kg；与对比例2相比，实施例1、实施例2、实施例3苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.19、0.10、0.06和0.21g/kg、0.09g/kg、0.30g/kg。苜蓿种植经三年后，实施例1、实施例2、实施例3苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量分别降低了0.54、0.48、0.58和1.43g/kg、1.21g/kg、1.34g/kg；与对比例1相比，实施例1、实施例2、实施例3苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.37、0.31、0.41和1.15g/kg、0.93g/kg、1.06g/kg；与对比例2相比，实施例1、实施例2、实施例3苜蓿试验地土壤pH值和全盐含量降低的幅度分别增加了0.35、0.29、0.39和1.02g/kg、0.80g/kg、0.93g/kg。

应当注意，在此所述的实施例仅为本发明的部分实施例，而非本发明的全部实现方式，所述实施例只有示例性，其作用只在于提供理解本发明内容更为直观明了的方式，而不是对本发明所述技术方案的限制。在不脱离本发明构思的前提下，所有本领域普通技术人员没有做出创造性劳动就能想到的其它实施方式，及其它对本发明技术方案的简单替换和各种变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.盐碱地苜蓿专用复合微生物菌肥，其特征在于，包括如下质量份数的原料：

耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂3-15份，农作物秸秆28-32份，废弃枝条18-26份，糠醛渣22-26份，脱硫石膏8-10份、过磷酸钙7-15份，黄腐酸5-10份。

2.根据权利要求1所述的复合微生物菌肥，其特征在于，所述耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂是由芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、荧光假单胞菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌和中华根瘤菌分别培养离心、冷冻干燥后混合得到的。

3.根据权利要求2所述的复合微生物菌肥，其特征在于，所述芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、荧光假单胞菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、圆褐固氮菌和中华根瘤菌质量比为1:1:1:1:1:1:1:1。

4.根据权利要求1所述的复合微生物菌肥，其特征在于，所述农作物秸秆为豆类茎秸秆和禾本科作物秸秆中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的复合微生物菌肥，其特征在于，所述废弃枝条为枸杞枝条、葡萄枝条、柠条枝条中的一种或两种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的复合微生物菌肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将农作物秸秆、废弃枝条和糠醛渣粉碎，烘干，加入发酵腐熟菌剂并调节水分，然后加入脱硫石膏，进行好氧固态发酵后，加入黄腐酸、过磷酸钙和耐盐碱解磷解钾根瘤菌类复合菌剂，造粒即得复合微生物菌肥。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述粉碎为至粒径80-120目。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述好氧固态发酵温度为60-65℃，发酵时间为10-30天，从发酵开始到发酵物料温度达60-65℃时开始翻料，重复3-5次，直至发酵结束。

9.一种如权利要求1-5任一项所述的复合微生物菌肥在盐碱地土壤修复中的应用。