CN113831167A - 一种利用沼液制备的微生物生根剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用沼液制备的微生物生根剂及其制备方法。该微生物生根剂由复合微生物、糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸钙和沼液制备而成。其制备过程包括以下步骤：1)制备复合微生物；2)按照预设的比例将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和硫酸钙加入沼液中，搅拌混合，制得混合液；3)将步骤1)制得的复合微生物接入步骤2制得的混合液中，然后兼氧发酵，制得微生物生根剂。在本发明的制备过程中，复合微生物可以有效降解沼液中的有机污染物，将其转化为小分子物质，并且产生大量的生理活性物质和菌体。将本发明应用于作物种植，可以改善作物根际的微生物环境，增加土壤中的养分，促进作物的根系发育和植株生长。

Description

一种利用沼液制备的微生物生根剂及其制备方法

技术领域

本发明属于生物肥料技术领域，尤其涉及一种利用沼液制备的微生物生根剂及其制备方法。

背景技术

沼液是养殖业废水经过厌氧处理后的产物，其中富含氨、氮、磷、有机物及高悬浮物，同时还含有Ca²⁺、Mg²⁺等多种金属离子，是一种复杂的液态废弃物。如果不对沼液进行无害化处理，直接排放会严重污染环境。另外，沼液中的污染物也是一种宝贵的资源，通过微生物可以降解沼液中的污染物，将大分子有机物转化为作物可吸收利用的小分子物质，同时微生物在生长繁殖过程中，可产生大量具有生理活性的代谢物，这些生理活性物质可促进作物生根、生长。

因此，利用沼液开发一种微生物生根剂，对于我国农业的可持续发展具有重要的意义

发明内容

为了实现上述的目的，本发明提供了一种利用沼液制备的微生物生根剂，所述微生物生根剂是由复合微生物、糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸钙和沼液制备而成的。

优选地，所述复合微生物由地衣芽胞杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌和黑附球菌复配而成。

优选地，所述复合微生物由按重量计的所述地衣芽胞杆菌8～15份、所述青春双歧杆菌10～20份、所述长双歧杆菌15～25份和所述黑附球菌30～50份复配而成。

优选地，所述地衣芽孢杆菌的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，所述青春双歧杆菌的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/mL，所述长双歧杆菌的含菌量≥2.5×10¹⁰cfu/mL，所述黑附球菌的含菌量≥1.5×10⁸cfu/mL。

优选地，所述微生物生根剂是由按重量计的所述复合微生物5～10份、所述糖蜜3～5份、所述鱼粉3～5份、所述磷酸二氢钙25～30份、所述磷酸二氢钾2～4份、所述磷酸钙4～9份和沼液900～1000份制备而成的。

另外，本发明还提供了上述微生物生根剂的制备方法，所述微生物生根剂的制备过程包括以下步骤：

步骤1，制备复合微生物；

步骤2，按照预设的比例将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和硫酸钙加入沼液中，搅拌混合，制得混合液；

步骤3，将步骤1制得的复合微生物接入步骤2制得的混合液中，然后兼氧发酵，发酵的产物为所述微生物生根剂。

优选地，所述微生物生根剂各原料组分的重量份数分别为：所述复合微生物5～10份、所述糖蜜3～5份、所述鱼粉3～5份、所述磷酸二氢钙25～30份、所述磷酸二氢钾2～4份、所述磷酸钙4～9份和沼液900～1000份。

优选地，步骤3中的发酵温度为15～30℃。

优选地，步骤3中的发酵时间为20～30天。

优选地，在步骤3中，每天将发酵液体搅拌6次，每次15min。

本发明的有益效果：

一方面，在本发明的微生物生根剂的制备过程中，可以有效降解沼液中的有机污染物，将其转化为小分子物质，为作物的根系发育和植株生长提供养分。

另一方面，在处理沼液的过程中，本发明采用的有益微生物可以大量生长繁殖，产生大量的生理活性物质和菌体。当本发明的微生物生根剂应用于作物种植时，可以改善作物根际的微生物环境，增加土壤中的养分，促进作物的根系发育和植株生长。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在下文的描述中，所涉及的方法如无特别说明，则均为本领域的常规方法。所涉及的原料如无特别说明，则均是能从公开商业途径获得的原料。

本发明的发明人根据沼液的成分和微生物自身代谢的特点，设计了一种利用沼液制备的微生物生根剂。为了实现沼液的无害化处理和资源化利用，发明人将几种有益微生物复配在一起，制得了一种能有效降解沼液的复合微生物制剂。该微生物制剂主要由地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)菌液、青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis)菌液、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)菌液和黑附球菌(Epicoccumnigrum)菌液组成。发明人采用该复合微生物菌剂对沼液中的有机污染物进行了降解，同时得到了一种微生物生根剂。一方面，在本发明的微生物生根剂的制备过程中，沼液中的大分子有机污染物被降解为作物可吸收利用的小分子物质。另一方面，在处理沼液的过程中有益微生物可以大量生长繁殖，产生大量的生理活性物质和菌体。在作物种植过程中，施用本发明的微生物生根剂可以改善作物根际的微生物环境，增加土壤中的养分，促进作物的根系发育和植株生长。本发明有效地消除了沼液对环境的污染，实现了沼液的无害化处理和资源化利用。

在本发明的一种具体实施方式中，利用沼液制备微生物生根剂的过程包括以下步骤：

1)制备复合微生物制剂。本发明中使用的复合微生物制剂由地衣芽孢杆菌菌液、青春双歧杆菌菌液、长双歧杆菌菌液和黑附球菌菌液复配而成。复合微生物制剂中各种菌液的重量份数分别优选为：地衣芽孢杆菌菌液10～15份、青春双歧杆菌菌液10～20份、长双歧杆菌菌液15～25份和黑附球菌菌液30～50份。进一步优选两种双歧杆菌菌液的总重量与黑附球菌菌液的重量比≤1。复合微生物制剂中各单一菌液的含菌量分别优选为：地衣芽孢杆菌的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥2.5×10¹⁰cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥1.5×10⁸cfu/mL。组成复合微生物制剂的各单一菌液可以自行制备，也可以采用市售的合格产品。

2)调整沼液的营养配比。先按照预设的比例称取糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、硫酸钙和沼液，然后将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和硫酸钙添加入沼液，再搅拌混合均匀，得到混合液。由于沼液中的C/N比较低，甚至接近1/1，因而沼液自身的营养配比不适合普通微生物的生长需求，需要向沼液中添加碳源满足普通微生物的需求，从而更好地利用微生物的生长代谢活动降解沼液的污染物。本发明中的碳源可以选择糖蜜、糖浆或蔗糖中的至少一种，优选为糖蜜。

3)发酵。先将步骤1)中的复合微生物制剂按照预定的比例接入步骤2)制得的混合液中。然后将液体混合搅拌均匀，在15～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵20～30天，当发酵液中的COD≤240mg/L且氨氮含量≤45mg/L时，结束发酵，得到的产物即为微生物生根剂。

在上述微生物生根剂的制备过程中，各原料组分的重量份数分别优选为：复合微生物5～10份、糖蜜3～5份、鱼粉3～5份、磷酸二氢钙25～30份、磷酸二氢钾2～4份、磷酸钙4～9份和沼液900～1000份。

为了使本发明的技术方案更加便于理解，以下提供实施例，用于说明本发明的微生物生根剂的制备过程。

实施例一

本实施例中微生物生根剂的制备过程包括以下步骤：

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由10kg地衣芽孢杆菌菌液、20kg青春双歧杆菌菌液、21kg长双歧杆菌菌液、50kg黑附球菌菌液复配而成。发明人自行制备了四种单菌株菌液，先分别将保藏的地衣芽孢杆菌菌种、青春双歧杆菌菌种、长双歧杆菌菌种、黑附球菌菌种活化，然后分别制备成液态种子液，再分别接入相应的发酵培养基中进行高密度培养，得到四种单菌株菌液，最后将四种菌液按照比例添加在一起，制得复合微生物制剂。四种菌液的含菌量分别为：地衣芽孢杆菌的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥2.5×10¹⁰cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥1.5×10⁸cfu/mL。

2)调整沼液的营养配比。称取糖蜜3kg、鱼粉3kg、磷酸二氢钙25kg、磷酸二氢钾2kg和磷酸钙4kg，然后将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和磷酸钙添加入900L沼液，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1450 mg/L、氨氮550mg/L、总磷130mg/L、pH8.0。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂5kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在15～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵30天，发酵液中的COD≤200mg/L、氨氮含量≤40mg/L、总磷含量≤7.3mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：地衣芽孢杆菌的含菌量≥4.0×10⁹cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥3.5×10¹⁰cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥5.0×10¹⁰cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥4.0×10⁸cfu/mL。

实施例二

本实施例中微生物生根剂的制备过程包括以下步骤：

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由13kg地衣芽孢杆菌菌液、10kg青春双歧杆菌菌液、25kg长双歧杆菌菌液、43kg黑附球菌菌液复配而成。本实施例中的四种单菌株菌液的制备过程与实施例一相同。

2)调整沼液的营养配比。称取糖蜜4kg、鱼粉4kg、磷酸二氢钙28kg、磷酸二氢钾3kg和磷酸钙6kg，然后将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和磷酸钙添加入950L沼液，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1450mg/L、氨氮550mg/L、总磷130mg/L、pH8.0。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂7kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在15～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵28天，发酵液中的COD≤190mg/L、氨氮含量≤37mg/L、总磷含量≤7.0mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：地衣芽孢杆菌的含菌量≥4.5×10⁹cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥3.0×10¹⁰cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥3.3×10¹⁰cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥3.8×10⁸cfu/mL。

实施例三

本实施例中微生物生根剂的制备过程包括以下步骤：

1)制备复合微生物制剂。本实施例中使用的复合微生物制剂由15kg地衣芽孢杆菌菌液、15kg青春双歧杆菌菌液、15kg长双歧杆菌菌液、30kg黑附球菌菌液复配而成。本实施例中的四种单菌株菌液的制备过程与实施例一相同。

2)调整沼液的营养配比。称取糖蜜5kg、鱼粉5kg、磷酸二氢钙30kg、磷酸二氢钾4kg和磷酸钙9kg，然后将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和磷酸钙添加入1000L沼液，再搅拌混合均匀，得到混合液。沼液中的主要水质指标为：COD1450 mg/L、氨氮550mg/L、总磷130mg/L、pH8.0。

3)发酵。称取制备的复合微生物制剂10kg，然后加入步骤2)制得的混合液中，将液体混合搅拌均匀，在15～30℃下兼氧发酵，每天将发酵液搅拌6次，每次15min，连续发酵25天，发酵液中的COD≤180mg/L、氨氮含量≤30mg/L、总磷含量≤6.0mg/L，结束发酵。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：地衣芽孢杆菌的含菌量≥4.8×10⁹cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥3.6×10¹⁰cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥5.3×10¹⁰cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥4.4×10⁸cfu/mL。

对比例一

本对比例中沼液的处理过程与实施例一相似。不同之处在于复合微生物制剂中各单菌液的配比和沼液降解后的结果。

1)复合微生物制剂由10kg地衣芽孢杆菌菌液、25kg青春双歧杆菌菌液、26kg长双歧杆菌菌液、40kg黑附球菌菌液复配而成。

2)发酵结果。连续发酵33天，发酵液中的COD＝720mg/L、氨氮含量＝240mg/L、总磷含量＝65mg/L。发酵至37天时，结束发酵。发酵液中的COD＝530mg/L、氨氮含量＝190mg/L、总磷含量＝45mg/L。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：地衣芽孢杆菌的含菌量≥6.0×10⁸cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥2.0×10⁹cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥2.5×10⁷cfu/mL。

对比例二

本对比例中沼液的处理过程与实施例一相似。不同之处在于复合微生物制剂中各单菌液的配比和沼液降解后的结果。

1)复合微生物制剂由10kg地衣芽孢杆菌菌液、28kg青春双歧杆菌菌液、33kg长双歧杆菌菌液、30kg黑附球菌菌液复配而成。

2)发酵结果。连续发酵35天，发酵液中的COD＝760mg/L、氨氮含量＝300mg/L、总磷含量＝70mg/L。发酵至40天时，结束发酵。发酵液中的COD＝500mg/L、氨氮含量＝180mg/L、总磷含量＝43mg/L。取样检测发酵液中各个菌的含菌量：地衣芽孢杆菌的含菌量≥5.0×10⁸cfu/mL，青春双歧杆菌的含菌量≥2.0×10⁹cfu/mL，长双歧杆菌的含菌量≥1.5×10⁹cfu/mL，黑附球菌的含菌量≥2.0×10⁷cfu/mL。

以上实施例的结果说明，当复合微生物制剂中的双歧杆菌菌液的总重量与黑腐球菌菌液的重量之比≤1时，沼液中的污染物能被有效地降解，实施例1～4的降解效果明显，发酵后的液体水质能达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)。而对比例的结果表明，当复合微生物制剂中的双歧杆菌菌液的总重量与黑腐球菌菌液的重量之比＞1时，沼液处理时间长，发酵后的液体中COD≥500mg/L、氨氮含量≥180mg/L、总磷含量≥43mg/L，不符合畜禽养殖业污染物排放标准。

为了帮助更好的理解本发明的技术方案，以下提供实施例一制备的微生物生根剂用于玉米种植的试验例，用于说明本发明制备的微生物生根剂的应用效果。

试验例：微生物生根剂对玉米根系生长的影响

在吉林省公主岭市选取一块试验田进行玉米种植试验。试验田的前茬作物为玉米，土壤的基本理化性质为：pH7.96、有机质14.6g/kg、全氮1.50g/kg、全磷0.28g/kg、全钾1.30g/kg、碱解氮160mg/kg、速效磷19.4mg/kg、速效钾175mg/kg、碳酸钙0.50％。试验设计7组，包括6个试验组和1个对照组，每组试验设计3个试验小区，每个试验小区面积为20m²，所有试验小区随机分布。

6个试验组施用的肥料分别为：试验组1施用实施例1制备的肥料；试验组2施用灭活的实施例1的肥料+1％的地衣芽孢杆菌菌液(含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL)；试验组3施用灭活的实施例1的肥料+1％的青春双歧杆菌菌液(含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/mL)；试验组4施用灭活的实施例1的肥料+1％的长双歧杆菌菌液(含菌量≥2.5×10¹⁰cfu/mL)；试验组5施用灭活的实施例1的肥料+1％的黑腐球菌菌液(含菌量≥1.5×10⁸cfu/mL)试验组6施用灭活的实施例1的肥料。各个单菌株菌液为实施例1中复合微生物采用的单菌株菌液。各肥料的具体施用方法为：按照每亩玉米种子施用200mL肥料的量，先将各肥料用清水稀释10倍，然后喷施在玉米种子的表面，混拌均匀后阴干，播种。对照组喷施等量的清水，其余操作与试验组相同，均采用常规的管理。

选用丹玉15号为试验品种，在4月下旬播种，株距35cm，行距50cm。在6月下旬(拔节期)，每个小区选取10株玉米，收获茎叶和根系，测定每株玉米的根体积、根长、根干重。计算每组的平均株根体积、平均株根长和平均根干重。结果见表1。

表1

表1的结果表明，在玉米的拔节期，所有试验组按照平均株根体积的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5、试验组6和对照组。试验组1的平均株总根体积比试验组2高22.2％。所有试验组按照平均株根长的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5、试验组6和对照组。试验组1的平均总株根长比试验组2高出35.4％。所有试验组按照平均根干重的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5、试验组6和对照组。试验组1的平均根干重比试验组2高出32.0％。

另外，在8月下旬(成熟期)，每个小区选取10株玉米，收获茎叶和根系，测定每株玉米的根体积、根长、根干重。计算每组的平均株根体积、平均株根长和平均根干重。结果见表2。

表2

表2的结果表明，在玉米的拔节期，所有试验组按照平均株根体积的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5、试验组6和对照组。试验组1的平均株总根体积比试验组2高11.9％。所有试验组按照平均株根长的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5、试验组6和对照组。试验组1的平均总株根长比试验组2高出18.74％。所有试验组按照平均根干重的高低排列依次为：试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5、试验组6和对照组。试验组1的平均根干重比试验组2高出43.6％。

表1和表2的结果说明，实施例1的肥料中各单菌株之间相互协同，能有效促进玉米根系的发育，并且促进玉米的生长。

以上试验说明，本发明制备的微生物生根剂利用了沼液中的营养成分，通过各有益微生物之间的协同作用，有效地促进了玉米植株根系的发育，从而促进了玉米植物生长，为提高玉米产量的奠定了基础。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用沼液制备的微生物生根剂，其特征在于：

所述微生物生根剂是由复合微生物、糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸钙和沼液制备而成的。

2.根据权利要求1所述的微生物生根剂，其特征在于：

所述复合微生物由地衣芽胞杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌和黑附球菌复配而成。

3.根据权利要求2所述的微生物生根剂，其特征在于：

所述复合微生物由按重量计的所述地衣芽胞杆菌8～15份、所述青春双歧杆菌10～20份、所述长双歧杆菌15～25份和所述黑附球菌30～50份复配而成。

4.根据权利要求2所述的微生物生根剂，其特征在于：

所述地衣芽孢杆菌的含菌量≥3.0×10⁹cfu/mL，所述青春双歧杆菌的含菌量≥2.0×10¹⁰cfu/mL，所述长双歧杆菌的含菌量≥2.5×10¹⁰cfu/mL，所述黑附球菌的含菌量≥1.5×10⁸cfu/mL。

5.根据权利要求2所述的微生物生根剂，其特征在于：

所述微生物生根剂是由按重量计的所述复合微生物5～10份、所述糖蜜3～5份、所述鱼粉3～5份、所述磷酸二氢钙25～30份、所述磷酸二氢钾2～4份、所述磷酸钙4～9份和沼液900～1000份制备而成的。

6.权利要求2、3或4所述的微生物生根剂的制备方法，其特征在于：

所述微生物生根剂的制备过程包括以下步骤：

步骤1，制备复合微生物；

步骤2，按照预设的比例将糖蜜、鱼粉、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾和硫酸钙加入沼液中，搅拌混合，制得混合液；

步骤3，将步骤1制得的复合微生物接入步骤2制得的混合液中，然后兼氧发酵，发酵的产物为所述微生物生根剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

所述微生物生根剂各原料组分的重量份数分别为：所述复合微生物5～10份、所述糖蜜3～5份、所述鱼粉3～5份、所述磷酸二氢钙25～30份、所述磷酸二氢钾2～4份、所述磷酸钙4～9份和沼液900～1000份。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤3中的发酵温度为15～30℃。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

步骤3中的发酵时间为20～30天。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：

在步骤3中，每天将发酵液体搅拌6次，每次15min。