CN115925486A - 用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物肥料技术领域，提供用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料及其制备方法，本发明将海藻提取物经过特定的酶进行靶向裂解，降低海藻多糖黏性，有效提高多糖的生物活性，经分子修饰后的海藻多糖作为微生物有益菌生物膜合成过程中胞外多糖和聚谷氨酸的碳源，合理的加入到微生物菌剂中，促进了微生物菌在土壤中的定殖，保证有效活菌数和留存时间。海藻多糖和微生物菌复合使用有效改善了土壤环境及微生物群落结构，抑制土壤中病菌的生长，提高抑菌抗病效果。本发明的微生物有益菌通过合理的比例复配，在土壤中快速繁殖，成为优势菌，占据主导优势，有效抑制土壤中其它病菌的生长和繁殖，达到抑菌抗病的效果。
Description
技术领域
本发明涉及生物肥料技术领域，具体涉及用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料及其制备方法。
背景技术
青苔是一种苔藓类植物，主要生长在潮湿的环境中，在作物种植、生长过程中，由于土壤板结、酸化、透气性差等问题易造成青苔的滋生，从而对土壤、农作物等造成危害。土壤中长满青苔，会影响土壤的透气性，增加土壤病害的发病几率，如：根腐病；降低土壤保水保肥能力减弱，从而增加用肥、用药成本。对于农作物来说，土壤长满青苔会影响根系对水分及营养的吸收，最终影响作物的品质和产量。
在对土壤中青苔的治理措施中，喷施农药会对土壤环境造成破坏，而针对青苔治理的肥料相对单一，效果并不理想。随着我国海藻肥行业的不断发展，海藻肥料的功效及环保等性能逐渐被人们认识和接受，复合微生物有益菌则能够有效抑制青苔的生长。目前公开的海藻复合微生物肥料中由于海藻提取物活性相对较低，导致有效作用于土壤的微生物菌群与预期相差较大，对微生物菌在土壤中的定殖效果较小，因此提供一种在保护土壤环境的同时还能有效提高微生物菌剂的利用效率的肥料至关重要。
发明内容
为解决背景技术中存在的问题，本发明提供用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料，其包括以下重量份的组分：
海藻提取物35～45份，微生物菌剂19～25份，尿素9～12份，磷酸二氢钾9～11份，水15～20份。
优选的方案中，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和黑曲霉的混合发酵液。
优选的方案中，所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数为200亿/g，解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为700亿/g，黑曲霉的有效活菌数为10亿/g。
优选的方案中，所述枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和黑曲霉三种菌剂的质量比为：2.5:2:0.5。
用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料及其制备方法，其包括如下的步骤：
S1、制备海藻提取物；
S2、温度T1条件下，向反应釜中按照权利要求1～4所述的任一配方比例加入水、海藻提取物、微生物菌剂，搅拌使各原料混合均匀；
S3、将温度调至T2，按比例向反应釜中加入磷酸二氢钾；
S4、待磷酸二氢钾完全溶解后向反应釜中加入尿素，并搅拌均匀；
S5、待反应釜中固体全部溶解后，停止加热，待冷却至室温后过200目筛网即可得到海藻复合微生物肥料。
优选的方案中，步骤S1的具体过程包括：
以绿藻浒苔为原料，利用海藻酸盐裂解酶靶向裂解海藻多糖中的糖苷键，并在产物末端形成新的不饱和衍生物，将海藻中原有的高分子物质降解为特定的小分子物质后得到的液体原料，在酶解过程中对海藻中特定的糖苷键进行降解，对其分子结构进行定向修饰，得到了新的多糖片段；经分子修饰后海藻多糖上的葡萄糖残基，用于微生物有益菌生物膜合成过程中胞外多糖和聚谷氨酸的碳源，促进微生物菌在土壤中定殖的数量和存活时间。
优选的方案中，T1为30℃，T2为35℃。
优选的方案中，搅拌时间维持在20min以上。
本发明所达到的有益效果为：
第一、本发明中所用的海藻提取物经过特定的酶进行靶向裂解，将高分子片段定向裂解为特定的小分子片段，降低海藻多糖黏性，有效提高多糖的生物活性，使得微生物菌剂在发酵、储藏及使用过程中有效存活，此外多糖分子中含有的糖醛酸基团，还能够有效疏松土壤，增加土壤透气性，改善土壤环境，防止青苔滋生。
第二、经分子修饰后的海藻多糖作为微生物有益菌生物膜合成过程中胞外多糖和聚谷氨酸的碳源，合理的加入到微生物菌剂中，促进了微生物菌在土壤中的定殖，保证有效活菌数和留存时间。海藻多糖和微生物菌复合使用有效改善了土壤环境及微生物群落结构，抑制土壤中病菌的生长，提高抑菌抗病效果。此外还能够促进团粒结构形成，提高土壤保肥保水能力，增加土壤疏松度，有效防治土壤中青苔的滋生，进而提高作物品质和产量。
第三、本发明所选用的三种微生物有益菌通过合理的比例复配，效果远远高于单一菌种的使用。其中枯草芽孢杆菌能有效抑制土壤中病原菌的生长，将土壤中青苔等的有机质分解利用，减少青苔的生长繁殖，此外枯草芽孢杆菌还可定殖于植物根系，竞争土壤中的养分，减少养分流失，改良土壤结构，提高肥料利用率。解淀粉芽孢杆菌能够与土壤中的病原菌产生拮抗作用，竞争营养与空间，改变青苔的生长环境，从而防治青苔滋生。黑曲霉可裂解土壤中大分子有机物和难溶解的无机物，便于作物吸收利用。三者在土壤中快速繁殖，成为优势菌，占据主导优势，有效抑制土壤中其它病菌的生长和繁殖，达到抑菌抗病的效果。
附图说明
图1为本发明实施例7中不同稀释倍数海藻复合微生物肥料处理下土层表面青苔面积、青苔干物质、青苔含水量变化图；
图2为本发明实施例7中不同稀释倍数海藻复合微生物肥料处理下丙二醛(MDA)含水量变化图；
图3为本发明实施例7中不同稀释倍数海藻复合微生物肥料处理下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性变化图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
本发明提供用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料的其制备方法，按如下的步骤进行：
S1、制备海藻提取物；以绿藻浒苔为原料，利用海藻酸盐裂解酶靶向裂解海藻多糖中的糖苷键，并在产物末端形成新的不饱和衍生物，将海藻中原有的高分子物质降解为特定的小分子物质后得到的液体原料，在酶解过程中对海藻中特定的糖苷键进行降解，对其分子结构进行定向修饰，得到了新的多糖片段；经分子修饰后海藻多糖上的葡萄糖残基，用于微生物有益菌生物膜合成过程中胞外多糖和聚谷氨酸的碳源，促进微生物菌在土壤中定殖的数量和存活时间。
S2、温度T1条件下，向反应釜中按照权利要求1～4所述的任一配方比例加入水、海藻提取物、微生物菌剂，搅拌使各原料混合均匀；
S3、将温度调至T2，按比例向反应釜中加入磷酸二氢钾；
T1优选为30℃，T2优选为35℃。
S4、待磷酸二氢钾完全溶解后向反应釜中加入尿素，并搅拌均匀，搅拌时间维持在20min以上。
S5、待反应釜中固体全部溶解后，停止加热，待冷却至室温后过200目筛网即可得到海藻复合微生物肥料。
实施例1
一种用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料及具体配制方法，在本实施例中，包括以下步骤：
按照下述重量份数准备原料：
具体制备方法如下
(1)向反应釜中按照配方比例加入自来水，打开搅拌，控制反应釜中温度在30℃，向其中加入海藻提取物、微生物菌剂，30℃条件下搅拌20min，确保各原料混合均匀。
(2)将温度调至35℃，按比例向其中加入磷酸二氢钾；
(3)待磷酸二氢钾完全溶解后向反应釜中加入尿素，搅拌20min以上；
(4)待反应釜中固体全部溶解后，停止加热，待冷却至室温后过200目筛网即可得到海藻复合微生物肥料；
(5)注意配制过程中反应釜中温度不可超过40℃。
实施例2
按照下述重量份数准备原料：
(1)向反应釜中按照配方比例加入自来水，打开搅拌，控制反应釜中温度在35℃，向其中加入海藻提取物、微生物菌剂，35℃条件下搅拌20min，确保各原料混合均匀。
(2)将温度调至40℃，按比例向其中加入磷酸二氢钾；
(3)待磷酸二氢钾完全溶解后向反应釜中加入尿素，搅拌20min以上；
(4)待反应釜中固体全部溶解后，停止加热，待冷却至室温后过200目筛网即可得到海藻复合微生物肥料；
(5)注意配制过程中反应釜中温度不可超过40℃。
实施例3
按照下述重量份数准备原料：
(1)向反应釜中按照配方比例加入自来水，打开搅拌，控制反应釜中温度在30℃，向其中加入海藻提取物、微生物菌剂，30℃条件下搅拌20min，确保各原料混合均匀。
(2)将温度保持在30℃，按比例向其中加入磷酸二氢钾；
(3)待磷酸二氢钾完全溶解后向反应釜中加入尿素，搅拌20min以上；
(4)待反应釜中固体全部溶解后，停止加热，待冷却至室温后过200目筛网即可得到海藻复合微生物肥料；
(5)注意配制过程中反应釜中温度不可超过40℃。
实施例4
本发明海藻复合微生物肥料的性能测试
本发明实施例1-3制备的海藻复合微生物肥料将海藻提取物和微生物菌剂复合在同一液体中，从而形成了养分含量高、状态均一稳定的复合微生物肥料。
采用中华人民共和国农业行业标准(NY/T 798-2015)测得肥料的含量指标见表1。
表1海藻复合微生物肥料各实施例技术指标及规格
实施例5
本实施例为海藻复合微生物肥料的应用试验1。
实验方法：
(1)实验设计
以实施例1的海藻复合微生物肥料为处理组，将其中海藻替换为未经分子修饰后的普通海藻提取物复合微生物肥料为对照组，每个处理设置5个重复，在温度28℃、湿度40％、遮光的条件下储存各储存2个月后，检测对照组和处理组的有效活菌数。
(2)实验结果
表2复合微生物肥料有效活菌数的检测结果
| 理论(亿/mL) | 未处理前(亿/mL) | 处理后(亿/mL) | |
| 对照组 | 39.6 | 39.6 | 12.5 |
| 处理组 | 39.6 | 39.6 | 25.8 |
(3)试验结论
表2中结果表明，本发明中海藻复合微生物肥料在经2个月处理后有效活菌数显著高于对照组，经分子修饰后的海藻提取物可有效提高微生物菌剂的存活率。
实施例6
本实施例为海藻复合微生物肥料的应用试验2。
实验方法：
(1)实验设计
以适宜青苔生长的土壤为试验对象，以实施例1的海藻复合微生物肥料用清水稀释1500倍后为处理组1，以海藻提取物替换为未经分子修饰后的普通海藻提取物复合微生物肥料为处理组2，以不施加肥料为对照组，每个处理设置3个重复，每个重复在土层表面积为1m×1m的土壤上进行试验，每7天喷施一次，处理30天后进行取样测定土壤中有效活菌数。
(2)试验结果
表3海藻复合微生物肥料处理后土壤中有效活菌数的检测结果
| 理论(亿/mL) | 未处理前(亿/mL) | 处理后(亿/mL) | |
| 对照组 | / | 2.55 | 2.86 |
| 处理组1 | 39.6 | 2.48 | 22.97 |
| 处理组2 | 39.6 | 2.51 | 15.29 |
(3)试验结论
表3结果表明，施用复合微生物肥料后，土壤中的有效活菌数较对照均有所升高，其中经施用本发明中海藻复合微生物肥料后增加效果最为显著，说明经分子修饰后的海藻提取物可有效提高微生物菌在土壤中的定殖。
实施例7
本发明海藻复合微生物肥料的应用试验3
实验方法：
(1)实验设计
以土壤中青苔为试验对象，以海藻复合微生物肥料分别稀释1500倍后为处理组，同时设置未使用海藻复合微生物肥料为对照组，每个处理设置3个重复，每个重复在布满青苔的土层表面(1m×1m)进行试验，每7天喷施一次，处理30天后进行取样测定。
(2)测定指标
性状指标：①土层表面青苔面积：米尺测量；
②青苔含水量、干物质的量：称重法。
生理指标：①丙二醛(MDA)：硫代巴比妥酸法；
②超氧化物歧化酶(SOD)：氮蓝四唑(NBT)光还原法；
③过氧化物酶(POD)：愈创木酚比色法；
④过氧化氢酶(CAT)：紫外吸光法。
(3)实验结论
图1表明，处理30天后青苔的生长面积、干物质的量、含水量较CK均有显著降低，其中干物质受影响最大，青苔体内生物量受抑制最为显著，说明施用海藻复合微生物肥料能有效抑制青苔的生长。
图2和图3表明，海藻复合微生物肥料处理后，青苔体内MDA含量显著增加，活性氧增加，膜脂过氧化严重，细胞生理活性下降。抗氧化酶系统能够降低由于活性氧增加对自身造成的伤害。海藻复合微生物肥料处理后，青苔体内SOD、CAT、POD活性较CK显著下降，说明肥料处理后，青苔清除活性氧的能力降低，体内自由基的动态平衡被打破，从而有效抑制青苔的生长繁殖。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料，其特征在于，其包括以下重量份的组分：
海藻提取物35～45份，微生物菌剂19～25份，尿素9～12份，磷酸二氢钾9～11份，水15～20份。
2.根据权利要求1所述的用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料，其特征在于：所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和黑曲霉的混合发酵液。
3.根据权利要求2所述的用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌的有效活菌数为200亿/g，解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数为700亿/g，黑曲霉的有效活菌数为10亿/g。
4.根据权利要求2所述的用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和黑曲霉三种菌剂的质量比为：2.5:2:0.5。
5.用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：其包括如下的步骤：
S1、制备海藻提取物；
S2、温度T1条件下，向反应釜中按照权利要求1～4所述的任一配方比例加入水、海藻提取物、微生物菌剂，搅拌使各原料混合均匀；
S3、将温度调至T2，按比例向反应釜中加入磷酸二氢钾；
S4、待磷酸二氢钾完全溶解后向反应釜中加入尿素，并搅拌均匀；
S5、待反应釜中固体全部溶解后，停止加热，待冷却至室温后过200目筛网即可得到海藻复合微生物肥料。
6.根据权利要求5所述的用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：步骤S1的具体过程包括：
以绿藻浒苔为原料，利用海藻酸盐裂解酶靶向裂解海藻多糖中的糖苷键，并在产物末端形成新的不饱和衍生物，将海藻中原有的高分子物质降解为特定的小分子物质后得到的液体原料，在酶解过程中对海藻中特定的糖苷键进行降解，对其分子结构进行定向修饰，得到了新的多糖片段；经分子修饰后海藻多糖上的葡萄糖残基，用于微生物有益菌生物膜合成过程中胞外多糖和聚谷氨酸的碳源，促进微生物菌在土壤中定殖的数量和存活时间。
7.根据权利要求5所述的用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：T1为30℃，T2为35℃。
8.根据权利要求5所述的用于防治土壤青苔的海藻复合微生物肥料的制备方法，其特征在于：搅拌时间维持在20min以上。
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