CN115557815A - 一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法，生姜复合微生物菌肥由以下原料制作而成：混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸，所述混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸的重量占比分别为：10％、60％、28％、2％。本发明适用于生姜复合微生物菌肥制备，本发明的生姜专用复合微生物菌肥施用后既为生姜生长的土壤微环境补充了大量的有益菌，又为土壤及生姜生长补充了大量的氮磷钾元素和其他的必需有机质，有益菌的添加构建起生姜生长良好的土壤微生态环境，减缓连作土壤微生物区系由细菌型土壤向真菌型土壤的转变进度，提高土壤的健康性，防止连作障碍的发生。

Description

一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及生姜种植技术领域，特别涉及一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法。

背景技术

生姜(是姜科、姜属的多年生草本植物，也是重要的药食两用经济类蔬菜作物，在亚洲、非洲、南美等地区都有栽培。我国是生姜主产国之一，主产区在山东、河南、四川、云南等省份，是种植区农业经济的支柱作物，是我国重要的调味蔬菜和营养型蔬菜，并且具有很高的出口创汇价值。随着我国农业科技在育种、播种、施肥等方面的不断进步，生姜种植逐步形成了规模化和产业化生产。

生姜产业化生产的实现，除了种植规模扩大以外，主要依赖的是各种化肥和农药的使用，然而，过量地、不合理使用化肥和农药在农业生产中已成为一个普遍现象，这种做法已经造成了严重的问题。高能耗生产化肥在使用过程中的功效却很低，过量使用化肥以提供持续的营养物质供植物的吸收和生长，这既造成巨大的经济损失又容易导致土壤、大气以及水体环境的严重污染。化肥和农药的过度使用以及农业施肥结构的不合理现象，在生姜种植中也普遍存在，首先农药和化肥会将土壤中大量的有益菌群杀死，从而导致土壤微生态环境严重失衡，加速连作土壤微生物区系由细菌型土壤向真菌型土壤的转变进度，降低了土壤的健康性，从而导致生姜各种细菌性、真菌性及线虫病的发病率逐渐上升。另外，化肥和农药的过度使用也会导致土壤板结和酸化加重，土壤板结使生姜的生根出芽受阻、肥料利用率下降、作物呼吸困难、生长障碍、农作物连作障碍等，最终导致生姜产量和品质的严重下降。目前，针对污染土壤常用的修复方法包括客土法、化学淋洗法、固化稳定法、电动力修复法、氧化还原法、和生物修复等等，但这些技术都存在一定的缺陷和适用范围，或存在成本高、修复难度大、修复污染局限、修复效果有待提高等限制条件。

尤其严重的问题是，过量地、不合理地使用化肥农药所导致的土壤严重微生态环境失衡，致使有益菌的生长受到抑制或被杀死，从而导致生姜病害的频发，近年来生姜病害普遍发生，轻者少量减产，重者产量减半，甚至绝产，严重影响了生姜经济的健康发展。生姜连作生产中，发生较为严重的病害主要是生姜茎基腐病、斑点病、线虫病和花叶病等。长期以来，对于生姜病虫害的防控常采用合理轮作、选用抗病品种、施用化学农药等措施防治病害的发生。由于生姜抗病、抗虫品种的选育周期长，农药特别是化学农药因见效快、成本低、杀菌谱广等特点在作物土传病害的防治方面发挥了巨大作用。但是长期、反复和大量使用化学农药引起一系列的弊病，如土壤和水等环境的污染、生姜中农药残留的增加造成食品安全问题日益加重。

生物防治作为一种新兴防治方法，不但可以减少化学农药带来的环境污染，还可以解决抗病姜种筛选周期长、抗病单一的缺点。复合微生物菌剂是一种环境友好型肥料，其选用的微生物菌种均是来自于植物组织(根、茎、叶、鳞茎等)和根际土壤的有益菌，能够促进植物生长，消减作物的连作障碍，提高作物品质和产量，有益菌的添加构建起生姜生长良好的土壤微生态环境，减缓连作土壤微生物区系由细菌型土壤向真菌型土壤的转变进度，提高土壤的健康性，防止连作障碍的发生，从而有效防控植物病虫害的发生，并且可改善土壤营养结构和理化性质，保持生态平衡，使农业生态环境免受污染。目前生姜施用的肥料以化学肥料为主，造成土壤板结，肥力下降等土壤问题；病虫害的防治主要采用化学农药，不仅易产生抗药性，还会造成严重的环境污染等问题，目前应用于生姜各种病害防治的方法主要作物轮作、土壤熏蒸、农药浸种、灌根和喷施等方法，而引起生姜各种病虫害的原因极其复杂，既有细菌、真菌或其他病原体的感染，又有选苗、培育过程中的技术问题，而现有技术中还没有专门为防治生姜病虫害、降低生姜连作障碍、提高生姜品质和产量等综合效益而设计的复合微生物菌肥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明公开了一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥，生姜复合微生物菌肥由以下原料制作而成：混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸，所述混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸的重量占比分别为：10％、60％、28％、2％。

作为优选的，所述混合型液体菌剂由植物乳酸杆菌、荧光假单胞菌、节杆菌、枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌通过培养基经多级发酵后形成。

作为优选的，所述培养混合型液体菌剂中的植物乳酸杆菌的菌落总数为：12.0×109cfu/mL；荧光假单胞菌的菌落总数为：12.0×109cfu/mL；节杆菌的菌落总数为：12.0×109cfu/mL；枯草芽胞杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL；巨大芽胞杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL；地衣芽孢杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL；多粘芽孢杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL。

本发明还公开了一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、斜面培养

将植物乳酸杆菌、荧光假单胞菌、节杆菌、枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌分别接种于专用斜面培养基，在30℃～37℃条件下培养2-3天，活化菌株；

步骤二、一级种子培养

将步骤一中活化的菌种在无菌条件下分别接种于专用液体培养基，在30℃～37℃条件下摇床培养3-5天，

步骤三、混合发酵培养

将步骤二中一级种子接种于专用液体培养基中，进行发酵罐扩增培养，在30℃～37℃条件下培养3-5天，用显微镜计数法或紫外分光光度计法计数，使每种菌株浓度达到所要求的浓度值，得到生姜专用复合微生物菌肥中所需的菌剂成分；

步骤四：制备生姜复合微生物菌肥

将步骤三中制备得到的混合型液体菌剂与腐熟菇渣、蚯蚓粪、黄腐酸进行充分混合，混合时混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸的重量占比分别为：10％、60％、28％、2％，搅拌均匀，放置30小时继续进行发酵培养，获得生姜复合微生物菌肥。

作为优选的，所述步骤一所用专用培养基成分如下：

牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl 5g、蒸馏水1000mL，pH 7.0-7.2，121℃灭菌20min。

作为优选的，所述步骤一和步骤二中所用专用培养基成分包括多种助剂及载体制备而成，再将步骤一所活化的菌种加入培养。

作为优选的，所述助剂为糖蜜，所述载体为有机质载体或水溶剂型载体，占70％～90％，有机质载体为黄腐酸、复合氨基酸、活性碳、腐熟的菌渣或腐熟的菇渣；所述载体为黄腐酸与水的混合物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的生姜专用复合微生物菌肥施用后既为生姜生长的土壤微环境补充了大量的有益菌，又为土壤及生姜生长补充了大量的氮磷钾元素和其他的必需有机质，有益菌的添加构建起生姜生长良好的土壤微生态环境，减缓连作土壤微生物区系由细菌型土壤向真菌型土壤的转变进度，提高土壤的健康性，防止连作障碍的发生；

本菌肥中所含的各种有益菌在生姜根系周围形成有效的防病害保护屏障，抑制有害菌的生长，繁殖，保护生姜根系，同时还可抑制各种病虫害发生，从而提高生姜抗细菌、抗真菌、抗病虫害等各方面的抗逆性，有益菌在根际定殖后，能够改善生姜种植土壤的微生态环境，改良土壤结构和理化性质，降低生姜与其他作物的连作障碍；

本菌肥中的有益菌在发酵过程中产生多种有益的代谢产物，具有固氮、解磷、解钾的作用，大量的有益菌代谢产物与菌肥中添加的黄腐酸、复合氨基酸、活性碳、腐熟的菌渣或腐熟的菇渣等产生营养叠加效应，从而为生姜健康、快速的生长提供丰富的营养，提高生姜的生物产量和品质。

具体实施方式

以下进一步说明本发明一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法的具体实施方式。本发明一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥及其制备方法不限于以下实施例的描述。

实施例一

本实施例还公开了一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥的制备方法，具体步骤如下：

步骤一：斜面培养

将菌株植物乳酸杆菌、荧光假单胞菌、节杆菌、枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌分别接种于专用斜面培养基，在30℃～37℃条件下培养2-3天，活化菌株；

步骤二：一级种子培养

将步骤一中活化的菌种在无菌条件下分别接种于专用液体培养基，在30℃～37℃条件下摇床培养3-5天。

步骤三：混合发酵培养

将步骤二中一级种子接种于专用液体培养基中，进行发酵罐扩增培养，在30℃～37℃条件下培养3-5天，用显微镜计数法或紫外分光光度计法计数，使每种菌株浓度达到所要求的浓度值，从而得到生姜专用复合微生物菌肥中所需的菌剂成分。

步骤四：以上菌剂经专用培养基经多级发酵后形成复合菌肥的菌剂成分，然后与复合微生物菌肥中包括的其他组分腐熟菇渣、蚯蚓粪、黄腐酸进行充分混合，搅拌均匀，放置30小时继续进行发酵培养。其中：液体菌剂占整个菌肥重量的10％；腐熟菇渣占菌肥总重量的60％；蚯蚓粪占菌肥总重量的28％；黄腐酸占菌肥总重量的2％。

步骤五：将发酵完成的菌肥作为基肥使用，施用量为1吨/每亩，然后进行生姜种芽种植。

实施例二

步骤一：斜面培养：

将菌株植物乳酸杆菌、荧光假单胞菌、节杆菌、枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌分别接种于专用斜面培养基，在30℃～37℃条件下培养2-3天，活化菌株；

步骤二：一级种子培养：

将步骤一中活化的菌种在无菌条件下分别接种于专用液体培养基，在30℃～37℃条件下摇床培养3-5天。

步骤三：混合发酵培养：

将步骤二中一级种子接种于专用液体培养基中，进行发酵罐扩增培养，在30℃～37℃条件下培养3-5天，用显微镜计数法或紫外分光光度计法计数，使每种菌株浓度达到所要求的浓度值，从而得到生姜专用复合微生物菌肥中所需的菌剂成分。

步骤四：以上菌剂经专用培养基经多级发酵后形成复合菌肥的菌剂成分，然后与复合微生物菌肥中包括的其他组分腐熟菇渣、蚯蚓粪、黄腐酸进行充分混合，搅拌均匀，放置30小时继续进行发酵培养。其中：液体菌剂占菌肥重量的10％；腐熟菇渣占菌肥总重量的60％；蚯蚓，占菌肥总重量的28％；黄腐酸占菌肥总重量的2％。

步骤五：将发酵完成的菌肥作为基肥使用，施用量为1吨/每亩，然后进行生姜种芽种植。

步骤六：用含有复合微生物菌肥中的菌剂成分的液体菌液进行土壤灌根，施用量为500mL/棵，在第一次培土期(当年5月份)施肥一次，在第二次培土期(当年7月份)施肥一次。

试验结果：

1.施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥处理的实施例一和实施例二与对照组比较，生姜的茎粗和株高、根冠比(地下部分质量/地上部分质量)和壮苗指数([茎粗/株高+地下部分干重/地上部分干重]×全株干重)都有显著增加，其中茎粗/株高指标实施例一比对照组提高了2.1倍，实施例二比对照组提高了2.3倍；根冠比指标实施例一比对照组提高了1.7倍，实施例二比对照组提高了2.0倍；而壮苗指数实施例一比对照组提高了3.1倍，实施例二比对照组提高了3.6倍(表1)。由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥能极大促进生姜地上部位和地下部位的生物量，生姜的植株高度和茎基部的粗度明显比对照组高，说明本发明复合微生物菌肥能有效促进植株生长发育，提高生姜产量。

表1不同实施例对生姜植株生长指标的影响

2.施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥实施例一和实施例二与对照组比较，有效提高了土壤细菌的数量，一定程度上降低了土壤真菌数量，实施例所选择的5个细菌数量观测值与对照组相比显著增加，其中实施例二的一组细菌数量增加幅度最大，比对照组增加了239.38％，说明本发明菌肥中的菌剂可有效地重构生姜生长土壤的微生态平衡，可一定程度上降低土壤真菌数量，有效提高土壤细菌的数量，由此减缓连作土壤微生物区系由细菌型土壤向真菌型土壤的转变进度，提高土壤的健康性。大量的有益细菌的添加可对病原性真菌的生长产生明显的拮抗和杀灭作用，从而降低真菌性生姜病害的发生率。根据数据统计，实施例一和实施例二都在防治生姜各种病害方面比对照组有明显差异，其中，实施例一与对照组相比生姜线虫病的发病率由95％下降为33％，而实施例二生姜线虫病的发病率则下降为26％(表2)；实施例一与对照组相比生姜茎基腐病的发病率由90％下降为27％，而实施例二生姜茎基腐病的发病率则下降为24％(表3)；实施例一与对照组相比生姜花叶病的发病率由80％下降为15％，而实施例二生姜花叶病的发病率则下降为6％(表4)，由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥能明显降低生姜病虫害的发生，提高生姜的整体抗逆性。

表2不同实施例对生姜线虫病发病率的影响

表3不同实施例对生姜茎基腐病发病率的影响

表4不同实施例对生姜花叶病病发病率的影响

3.对施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥的实施组和对照组的根际土壤和生姜块茎进行营养元素分析，结果表明实施组中土壤pH值与对照组比较有明显改变，而且土壤中有机质、全氮、铁等营养元素的含量均低于对照组，说明本发明所述专用菌肥中的大量微生物

如植物乳酸杆菌和荧光假单胞杆菌等可通过生物降解过程对于因过量使用而导致的土壤化肥和农药残留有明显的降解作用和土壤修复作用。菌肥中所含的大量解钾菌及解磷菌可显著提高土壤的养分利用率。另外，生姜块茎中实施组比对照组的营养元素含量也都有显著提高。

与对照组相比，实施例一和二均增加了土壤总孔隙度，改善了土壤物理结构，提高了土壤的持水性，降低了土壤pH。其中实施例一总孔隙度和含水量比对照组分别显著提高了36％和13％，土壤pH也比对照组显著降低。另外，本发明菌肥处理也显著改善了土壤营养状况。T碱解氮、速效钾、速效磷含量比对照组分别显著提高了155％、16％、293％(表5-1、表5-2)，与对照组相比，本发明菌肥处理的过氧化氢酶与蔗糖酶活性显著提高，脲酶活性显著降低，碱性磷酸酶与对照组差异不显著。由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥中的活菌可以显著地促进土壤中的营养元素转化为生姜能够吸收利用的营养元素，从而提高生姜对养分的利用率，极大地改善了由于养分过量导致的土壤养分过剩、植物不易吸收利用以及引起土壤板结等问题，促进生姜的生长和品质的提升，缓解连作障碍。

表5-1不同实施例对土壤理化性状及土壤酶活性的影响

表5-2不同实施例对土壤理化性状及土壤酶活性的影响

4.施用本发明所述生姜专用复合微生物菌肥处理的生姜比对照组在单株分枝数、茎秆重、株高、单株姜重和亩产等方面都有明显增加，其中实施例一比对照组亩产量增加2.5倍，实施例二比对照组亩产量增加2.8倍(表6)，由此表明施用本发明所述生姜专用复合微生菌肥

可以显著地促进土壤中的营养元素转化为生姜能够吸收利用的营养元素，从而提高生姜对养分的利用率，极大促进生姜地上部位和地下部位的生物量，并且能明显降低生姜各种病虫害的发生，提高生姜的整体抗逆性，同时可极大地改善了由于养分过量导致的土壤养分过剩、植物不易吸收利用以及引起土壤板结等问题，促进生姜的生长和品质的提升，缓解连作障碍。从而能显著提高生姜产量。

表6不同实施例生姜生长指标和产量

本发明的生姜专用复合微生物菌肥施用后既为生姜生长的土壤微环境补充了大量的有益菌，又为土壤及生姜生长补充了大量的氮磷钾元素和其他的必需有机质，有益菌的添加构建起生姜生长良好的土壤微生态环境，减缓连作土壤微生物区系由细菌型土壤向真菌型土壤的转变进度，提高土壤的健康性，防止连作障碍的发生；

本菌肥中所含的各种有益菌在生姜根系周围形成有效的防病害保护屏障，抑制有害菌的生长，繁殖，保护生姜根系，同时还可抑制各种病虫害发生，从而提高生姜抗细菌、抗真菌、抗病虫害等各方面的抗逆性，有益菌在根际定殖后，能够改善生姜种植土壤的微生态环境，改良土壤结构和理化性质，降低生姜与其他作物的连作障碍；

本菌肥中的有益菌在发酵过程中产生多种有益的代谢产物，具有固氮、解磷、解钾的作用，大量的有益菌代谢产物与菌肥中添加的黄腐酸、复合氨基酸、活性碳、腐熟的菌渣或腐熟的菇渣等产生营养叠加效应，从而为生姜健康、快速的生长提供丰富的营养，提高生姜的生物产量和品质。

本发明产品中的菌剂与有机质各组分配比，可根据生姜种植的具体土壤条件和生姜不同生长期的需求进行适当的调整，以满足生姜生长的营养需要。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥，其特征在于：所述生姜复合微生物菌肥由以下原料制作而成：混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸，所述混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸的重量占比分别为：10％、60％、28％、2％。

2.根据权利要求1所述的一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥，其特征在于：所述混合型液体菌剂由植物乳酸杆菌、荧光假单胞菌、节杆菌、枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌通过培养基经多级发酵后形成。

3.根据权利要求2所述的一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥，其特征在于：所述培养混合型液体菌剂中的植物乳酸杆菌的菌落总数为：12.0×109cfu/mL；荧光假单胞菌的菌落总数为：12.0×109cfu/mL；节杆菌的菌落总数为：12.0×109cfu/mL；枯草芽胞杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL；巨大芽胞杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL；地衣芽孢杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL；多粘芽孢杆菌的菌落总数为：8.0×108cfu/mL。

4.根据权利要求1所述的一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、斜面培养

将植物乳酸杆菌、荧光假单胞菌、节杆菌、枯草芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌地衣芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌分别接种于专用斜面培养基，在30℃～37℃条件下培养2-3天，活化菌株；

步骤二、一级种子培养

将步骤一中活化的菌种在无菌条件下分别接种于专用液体培养基，在30℃～37℃条件下摇床培养3-5天，

步骤三、混合发酵培养

将步骤二中一级种子接种于专用液体培养基中，进行发酵罐扩增培养，在30℃～37℃条件下培养3-5天，用显微镜计数法或紫外分光光度计法计数，使每种菌株浓度达到所要求的浓度值，得到生姜专用复合微生物菌肥中所需的菌剂成分，即获得混合型液体菌剂；

步骤四：制备生姜复合微生物菌肥

将步骤三中制备得到的混合型液体菌剂与腐熟菇渣、蚯蚓粪、黄腐酸进行充分混合，混合时混合型液体菌剂、腐熟菇渣、蚯蚓粪和黄腐酸的重量占比分别为：10％、60％、28％、2％，搅拌均匀，放置30小时继续进行发酵培养，获得生姜复合微生物菌肥。

5.根据权利要求4所述的一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥的制备方法，其特征在于：所述步骤一所用专用培养基成分如下：

牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl 5g、蒸馏水1000mL，pH 7.0-7.2，121℃灭菌20min。

6.根据权利要求1所述的一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥的制备方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二中所用专用培养基成分包括多种助剂及载体制备而成，再将步骤一所活化的菌种加入培养。

7.根据权利要求6所述的一种具有解决连作障碍的生姜复合微生物菌肥的制备方法，其特征在于：所述助剂为糖蜜，所述载体为有机质载体或水溶剂型载体，占70％～90％，有机质载体为黄腐酸、复合氨基酸、活性碳、腐熟的菌渣或腐熟的菇渣；所述载体为黄腐酸与水的混合物。