CN114717006A - 一种微生物松土剂 - Google Patents

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彭锋
曹小洁
王正刚
刘忠义
唐家川
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    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
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    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Abstract

本发明属于松土剂技术领域，具体涉及一种微生物松土剂，其原材料组成及相应重量份数为：枯草芽孢杆菌菌体10‑20份、解淀粉芽孢杆菌菌体10‑20份和胶质芽孢杆菌菌体20‑26份，复合菌种在发酵过程中分泌的多糖类物质，具有良好的絮凝和悬浮作用，施入土壤后能吸附土壤颗粒，组成团粒结构，改善土壤板结状况。同时微生物菌种在土壤里面不断生长繁殖，持续产生多糖物质，对板结土壤起到一个长期的改善作用，可从根本上改善土壤板结，形成土壤系统的良性循环。

Description

一种微生物松土剂
技术领域
本发明涉及松土剂技术领域，具体领域为一种微生物松土剂。
背景技术
土壤板结是指土壤表层因缺乏有机质，结构不良，在灌水或降雨等外因作用下结构破坏、土料分散，而干燥后受内聚力作用使土面变硬的现象。土壤板结的外部因素包括1、农田土壤质地黏重，耕作层浅；2、黏土中的黏粒含量较多，加之耕作层平均不到20cm，土壤中毛细管孔隙较少，通气、透水、增温性较差。雨后，土壤团粒结构遭到破坏，造成土壤表层结皮；3、有机物料投入少，不施有机肥或秸秆还田，使土壤中有机物质补充不足；4、长期单一地偏施化肥，农家肥严重不足，重氮轻磷钾肥，土壤有机质下降；5、镇压、翻耕等农耕措施导致上层土壤结构破坏，由于机械耕作的影响，破坏了土壤团粒结构等。土壤板结条件下，土壤孔隙度减少，通透性差，地温降低，致使土壤中好气性微生物的活动受到抑制，水、气、热状况不能很好地协调，其供肥、保肥、保水能力弱，土壤板结还延缓了有机质的分解，土壤理化性质逐渐恶化，地力逐渐衰退，土壤肥力随之下降，不能很好地满足作物生长发育，作物根部细胞呼吸减弱，而氮素等营养又多以离子态存在，吸收时多以主动运输方式，需要消耗细胞代谢产生的能量，呼吸减弱，故能量供应不足，影响吸收。
用于防治土壤板结的方式有很多，其中，使用松土剂操作简单的同时，可有效的防治土壤板结，但现有的松土剂对于土壤板结改善效果不佳，维持松土时间短暂，往往不能有效的根治土壤板结的现象，为此提出一种微生物松土剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微生物松土剂以解决上述背景技术中提到的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微生物松土剂，其原材料组成及相应重量份数为：枯草芽孢杆菌菌体10-20份、解淀粉芽孢杆菌菌体10-20份和胶质芽孢杆菌菌体20-26份。
优选的，枯草芽孢杆菌菌体14-17份、解淀粉芽孢杆菌菌体14-17份和胶质芽孢杆菌菌体22-25份。
优选的，枯草芽孢杆菌菌体16份、解淀粉芽孢杆菌菌体16份和胶质芽孢杆菌菌体23份。
优选的，其中枯草芽孢杆菌菌体制备方法为：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％-45％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
优选的，其中解淀粉芽孢杆菌菌体制备方法为：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的解淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％-45％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
优选的，其中胶质芽孢杆菌菌体制备方法为：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
一种微生物松土剂的制备方法，将高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体、解淀粉芽孢杆菌菌体和胶质芽孢杆菌菌体加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂。
本发明的有益效果是：本发明一种微生物松土剂，复合菌种在发酵过程中分泌的多糖类物质，具有良好的絮凝和悬浮作用，施入土壤后能吸附土壤颗粒，组成团粒结构，改善土壤板结状况。同时微生物菌种在土壤里面不断生长繁殖，持续产生多糖物质，对板结土壤起到一个长期的改善作用，可从根本上改善土壤板结，形成土壤系统的良性循环；其中枯草芽孢杆菌菌体和解淀粉芽孢杆菌菌体两者采用固体发酵的方式，发酵条件温和，在给定的发酵条件下，发酵效率相对较高，胶质芽孢杆菌菌体采用木质纤维素的酶解液，替代传统发酵培养基中的淀粉等成分,既提高胶质芽孢杆菌的芽孢产率,又实现木质纤维素原料的增值利用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：
枯草芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
解淀粉芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的解淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为40％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
胶质芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
将胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体10份、解淀粉芽孢杆菌菌体10份和胶质芽孢杆菌菌体20份加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂，其中无机盐缓冲体系组分：磷酸二氢钾5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸亚铁0.02g/L、氯化钙0.05g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸锌0.005g/L。
实施例2：
枯草芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
解淀粉芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的解淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为40％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
胶质芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
将胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体14份、解淀粉芽孢杆菌菌体14份和胶质芽孢杆菌菌体22份加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂，其中无机盐缓冲体系组分：磷酸二氢钾5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸亚铁0.02g/L、氯化钙0.05g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸锌0.005g/L。
实施例3：
枯草芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
解淀粉芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的解淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为40％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
胶质芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
将高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体16份、解淀粉芽孢杆菌菌体16份和胶质芽孢杆菌菌体23份加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂，其中无机盐缓冲体系组分：磷酸二氢钾5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸亚铁0.02g/L、氯化钙0.05g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸锌0.005g/L。
实施例4：
枯草芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
解淀粉芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为40％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
胶质芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
将高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体17份、解淀粉芽孢杆菌菌体17份和胶质芽孢杆菌菌体25份加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂，其中无机盐缓冲体系组分：磷酸二氢钾5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸亚铁0.02g/L、氯化钙0.05g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸锌0.005g/L。
实施例5：
枯草芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
解淀粉芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的解淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为40％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
胶质芽孢杆菌菌体制备：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
将高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体20份、解淀粉芽孢杆菌菌体20份和胶质芽孢杆菌菌体26份加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂，其中无机盐缓冲体系组分：磷酸二氢钾5g/L、硫酸镁0.5g/L、硫酸亚铁0.02g/L、氯化钙0.05g/L、硫酸锰0.01g/L、硫酸锌0.005g/L。
实施例1-5平均发酵菌体数
发酵菌体数cfu/g
枯草芽孢杆菌菌体 1.65×10<sup>10</sup>
解淀粉芽孢杆菌菌体 3.90×10<sup>10</sup>
胶质芽孢杆菌菌体 2.55×10<sup>10</sup>
将实施例1-5制备的松土剂在土壤板结的试验田中使用，对比于现有的化学松土产品，如聚丙烯酰胺类松土剂等同条件下，松土效果更好，且松土时效更长。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种微生物松土剂，其特征在于：其原材料组成及相应重量份数为：枯草芽孢杆菌菌体10-20份、解淀粉芽孢杆菌菌体10-20份和胶质芽孢杆菌菌体20-26份。
2.根据权利要求1所述的一种微生物松土剂，其特征在于：其原材料组成及相应重量份数为：枯草芽孢杆菌菌体14-17份、解淀粉芽孢杆菌菌体14-17份和胶质芽孢杆菌菌体22-25份。
3.根据权利要求2所述的一种微生物松土剂，其特征在于：其原材料组成及相应重量份数为：枯草芽孢杆菌菌体16份、解淀粉芽孢杆菌菌体16份和胶质芽孢杆菌菌体23份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种微生物松土剂，其特征在于：其中枯草芽孢杆菌菌体制备方法为：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入鱼粉、硝酸钠、磷酸氢二钾和一水硫酸锰制备成固体发酵基质A；
步骤2：筛选高产多糖的枯草芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质A中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为35℃，发酵36h后，控制发酵温度为40℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％-45％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种微生物松土剂，其特征在于：其中解淀粉芽孢杆菌菌体制备方法为：
步骤1：以麦麸为固体发酵主基质，将麦麸粉碎后过40目筛，做高温杀菌处理，向处理后麦麸中混合加入可溶性淀粉、蛋白胨、磷酸氢二钾和硫酸镁制备成固体发酵基质B；
步骤2：筛选高产多糖的解淀粉芽孢杆菌菌株，向固体发酵基质B中按培养基质质量的30％接种种子液至固体发酵培养基中，控制发酵温度为25℃，发酵36h后，控制发酵温度为30℃，发酵过程中保持固体发酵培养基中含水量为35％-45％，发酵48h结束发酵制备出高产胞外多糖解淀粉芽孢杆菌菌体。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种微生物松土剂，其特征在于：其中胶质芽孢杆菌菌体制备方法为：
步骤1：将木质纤维素粉碎后过40目筛，进行水热处理，获得悬浊液，向悬浊液中加入纤维素酶，酶解，离心去除残渣，获得含葡萄糖的酶解液；
步骤2：筛选高产多糖的胶质芽孢杆菌菌株，加入培养基组分，接入胶质芽孢杆菌，控制发酵温度为37℃，培养48h，制备出高产胞外多糖胶质芽孢杆菌菌体细胞。
7.一种微生物松土剂的制备方法，其特征在于：将高产胞外多糖枯草芽孢杆菌菌体、解淀粉芽孢杆菌菌体和胶质芽孢杆菌菌体加入无机盐缓冲体系中，制备出复合型微生物松土剂。
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