CN116332697A - 一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，涉及微生物复合肥技术领域，包括复合微生物、中微量元素和载体基质；其中，所述复合微生物由枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、胶质类芽孢杆菌和淡紫拟青霉组成，总菌浓度≥5×108cfu/g；且，以所述总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为25‑40％，贝莱斯芽孢杆菌为10‑20％，胶质类芽孢杆菌为20‑40％，淡紫拟青霉为15‑25％。本发明抗连作障碍全营养复合微生物肥料可以抵抗连作病害，有效缓解连作障碍，提高农作物的产量和品质。

Description

一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及微生物复合肥技术领域，更具体的说是涉及一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料及其制备方法。
背景技术
连作定义有广义的连作和狭义的连作。狭义的连作是指同一种作物在同一块地里面多年连续种植的现象；而连续种植同一种(或同一科)作物，且感染同一种病原菌或线虫的现象称之为广义的连作。同一作物或者其近缘的作物在连续种植一定的年限后，虽然对其进行正常的管理，却出现品质下降、产量降低等现象，即为连作障碍。连作障碍对农业危害较大。其原因一种观点认为是由于长期在同一块地里种同一种作物，会造成养分不平衡，或某些养分的供给不足(尤其是人们在只施用化学N、P2O5、K2O而不施有机肥的情况下)，限制了作物生长和产量的保持；二是由于长期在同一地块种同一种作物，会导致与该种作物相适应的病虫害的增加，通过种子尤其是土壤本身的传播，导致作物减产甚至绝收。
解决作物连作障碍问题一直为农业科技界所重视，大多是针对引起连作的两个原因加以解决，如增施有机肥和某些微量元素肥料，调高土壤全效性养分含量和养分的全效性；采用化学的、生物的、或生物化学的方法来抑制土壤的病虫害，尤其是抑制土传病的传播。
近年来的发展表明，人们力图找到一个既能改善土壤肥力状况、能满足作物生长需要、又能抑制土壤病虫害对作物的危害两全其美的方法，这方面的努力也取得了一些效果，但都不理想。在现有技术中大都采用了高效微生物菌株制备而成的微生物制剂，但这些技术的共同特点是组成菌种少、可适用的作物种类少、局限性大。
因此，如何抵抗连作障碍改善土壤肥力以满足作物生长是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，包括复合微生物、中微量元素和载体基质；pH值为6.0-7.5；
其中，所述复合微生物由枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、胶质类芽孢杆菌和淡紫拟青霉组成，总菌浓度≥5×108cfu/g；且，以所述总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为25-40％，贝莱斯芽孢杆菌为10-20％，胶质类芽孢杆菌为20-40％，淡紫拟青霉为15-25％。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis):菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用。菌体自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，在消化道中与动物体(人体)内的消化酶类一同发挥作用。能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素，提高动物体(人体)内干扰素和巨噬细胞的活性。枯草芽孢杆菌在芽孢状态下稳定性好，能耐氧化；耐挤压；耐高温；耐酸碱，可以与多种菌种混配，在农业生产中具有重要作用。
贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus subtilis)能有效抑制多种植物病原菌，如辣椒疫霉、腐皮镰刀菌、立枯丝核菌等。对病原微生物的拮抗作用主要通过其分泌的抑菌活性代谢物来其作用。该菌可分泌产生多种生物活性物质，包括细胞壁降解酶类、脂肽类抗生素以及聚酮类抗生素。能分泌多种植物激素和挥发性化合物，促进多种作物的生长。
胶质类芽孢杆菌(paenibacillus mucilaginosus):具有分解硅酸盐矿物、溶磷、解钾、固氮等作用。它不仅可提高土壤中可溶性磷、钾的含量，还可促进植物生长、提高抗病性。可以有效防治由于长期片面施用氮、磷、钾肥而导致的植物生理性缺素症。它可以特色增加植物的第四大营养元素--硅元素的吸收利用，提高植物根茎韧皮部强度、增加叶片蜡质层的厚度，可预防和减少灰霉病、霜霉病、枯黄萎病、白粉病、炭疽病等土传生物病害和线虫的侵染，增强农作物抗病、和抗倒伏能力；又可减少植株茎叶水分蒸腾、保水抗旱，增强光合作用、增产增收。胶质芽孢杆菌还可以分解活化土壤中的大、中、微量等不溶于水的难吸收的营养元素，提高土壤肥力，改善作物生长发育必需的十七种营养元素的供应效果(如氮、磷、钾、硅、钙、镁、硫、铁、硼、钼、锌、铜等)；还可与氮、磷、钾化肥配合使用，可以减少化肥的固定，提高化肥的利用率。通过自身代谢产物可以产生多种有益物质，如赤霉素、吲哚乙酸、细胞分裂素等，促进作物生长；可在作物根部形成有益菌群，抑制和阻碍了有害病菌的生长，使植株健壮成长。
淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)：能够通过多种作用方式侵染根结线虫等植物寄生线虫，既可以通过物理方式寄生线虫的卵和胞囊，又可以在侵染线虫过程中，通过机械压力和分泌的胞外酶联合作用，或产生毒性代谢物质麻痹毒杀线虫，促进菌物在线虫上定殖和获取营养。由于该菌可适应不同的气候条件，对线虫卵具有较高的寄生率，可以有效控制土壤线虫数量，明显减少为害，已被广泛用于生产实践。目前，世界上近70个国家用它来防治根结线虫、胞囊线虫等植物寄生线虫，并取得了较好的效果。
优选的，所述中微量元素包括N、P5O2、K2O、锌、硼和钙，其中N、P5O2和K2O总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的8％，锌、硼和钙总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的0.2％-3％。
优选的，所述载体基质为纳米腐殖质与硅藻页岩粉。
纳米腐殖质跟其他有机肥相比是一种新型的肥料，就是把有机肥加工到纳米级别，可以让植物更好的吸收，增加肥料的吸收转化率，促进植物根系活性化，提高植物生命力；可以使土壤中有益微生物大量繁殖，促进土地生态循环，逐渐改善土壤状况，长远带动减少肥料施用。
更优选的，处理1以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为25％，贝莱斯芽孢杆菌为30％，胶质类芽孢杆菌为30％，淡紫拟青霉为15％。
更优选的，处理2以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为30％，贝莱斯芽孢杆菌为15％，胶质类芽孢杆菌为35％，淡紫拟青霉为20％。
更优选的，处理3以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为35％，贝莱斯芽孢杆菌为20％，胶质类芽孢杆菌为20％，淡紫拟青霉为25％。
更优选的，所述枯草芽孢杆菌为GT018-JZ18111，所述贝莱斯芽孢杆菌为GT040-JZ22024、所述胶质类芽孢杆菌为GT018-JZ18112和所述淡紫拟青霉为GT067-JZ01940。
本发明的另一目的是，提供上述抗连作障碍全营养复合微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所述枯草芽孢杆菌、所述贝莱斯芽孢杆菌、所述胶质类芽孢杆菌和所述淡紫拟青霉在各自培养基中进行单菌发酵培养；
(2)将培养好的发酵液按比例添加到所述载体基质中进行复配；
(3)再进一步将按比例添加所述中微量元素进行复配。
优选的，所述制备方法还包括将步骤(3)复配所得混合物进行造粒，制备成颗粒剂。
有益效果：
1、把无机营养元素、有机质、微生物菌有机结合于一体，充分发挥无机化学肥料、有机肥料以及微生物肥料的综合效果。
2、复合微生物肥料施入土壤后，有益微生物在土壤中迅速繁殖，会产生多种对作物有益的代谢产物。这些代谢产物可刺激或调控作物生长，使作物健壮，达到增产目的。不仅给作物生长提供所需的NPK和中微量元素外，还能为作物提供有机质和有益微生物活性菌。除此之外，微生物肥料中的一些菌种还可以分泌一些刺激素维生素等以刺激作物生长，使作物健壮，营养状况得到改善。一方面提高作物自身的抗病能力，另一方面，能有效防止真菌性、细菌性病害，对抑制病毒性病害有很好的作用，为作物健康生长提供了保征。
3、该肥料加速了有机质和土壤矿质养分的分解与转化，N、P2O5、K20等有效养分含量提高20％～40％，有效提高了土壤中微量元素和微量元素的有效性，为重茬作物的生长提供了营养保征。
4、复合微生物肥料改善作物的营养供应，特别是增加了有机质、腐殖酸、氨基酸等有机营养，有利于作物糖分的积累，提高产品的含糖量，解决了偏施化肥所造成的“菜不香、果不甜”的难题。施用复合微生物肥料可降低农产品中的硝酸盐含量，增加还原糖和维生素C的含量。有效调节和促进了作物生长。
5、提高农产品品质，药残少，有害物质如N2O根等明显降低。蛋白质、糖分、干物质含量明显提高，促进早熟，货架寿命延长。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中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
本发明菌株：
枯草芽孢杆菌为GT018-JZ18111，贝莱斯芽孢杆菌为GT040-JZ22024、胶质类芽孢杆菌为GT018-JZ18112和淡紫拟青霉为GT067-JZ01940均购买于微生物肥料技术研究推广中心。
一、单菌发酵培养：
1枯草芽孢杆菌的制备：
(1)酪蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，葡萄糖5g，麸皮10克，蒸榴水1000mL，PH值为7.0；
将分离纯化好的枯草芽孢杆菌接种于斜面试管培养基中，培养48小时后，转接到生产斜面培养基中，培养48小时后待用。
(2)在200升种子罐内加入培养基(组分比例为：酪蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，葡萄糖5g，麸皮10克，蒸榴水1000mL，PH值为7.0，121℃灭菌30分钟，冷却至35度后，接入待用生产菌种，在种子罐内进行培养。
培养条件为：30-35℃，偶尔搅拌，搅拌速度为200rpm,风量为第0～4h风量150～200m3/h、第4～8h风量300～400m3/h、第8～12h风量550～650m3/h、第12h～发酵结束风量750～900m3/h，菌体含量≥50×108cfu/ml。
2贝莱斯芽孢杆菌的制备：
(1)牛肉膏10g，蛋白胨10g，NaCl 5g，水1000mL，PH值为7.0～7.2；
将分离纯化好的枯草芽孢杆菌接种于斜面试管培养基中，培养48小时后，转接到生产斜面培养基中，培养48小时后待用。
(2)在200升种子罐内加入培养基(组分比例为：牛肉膏10g，蛋白胨10g，NaCl 5g，水1000mL，PH值为7.0～7.2，121℃灭菌30分钟，冷却至35度后，接入待用生产菌种，在种子罐内进行培养。
培养条件为：30-35℃，偶尔搅拌，搅拌速度为200rpm,风量为第0～4h风量150～200m3/h、第4～8h风量300～400m3/h、第8～12h风量550～650m3/h、第12h～发酵结束风量750～900m3/h，菌体含量≥30×108cfu/ml。
3胶质类芽孢杆菌的制备：
(1)蔗糖5克，磷酸氢二钾2克，硫酸镁0.5克，硫酸锰0.5克，碳酸钙0.1克，蒸馏水1000mL；
将分离纯化好的枯草芽孢杆菌接种于斜面试管培养基中，培养48小时后，转接到生产斜面培养基中，培养48小时后待用。
(2)在200升种子罐内加入培养基(组分比例为：蔗糖5克，磷酸氢二钾2克，硫酸镁0.5克，硫酸锰0.5克，碳酸钙0.1克，蒸馏水1000mL，PH值为7.0，121℃灭菌30分钟，冷却至32度后，接入待用生产菌种，在种子罐内进行培养。
培养条件为：30-35℃，偶尔搅拌，搅拌速度为400rpm,风量为第0～4h风量150～200m3/h、第4～8h风量300～400m3/h、第8～12h风量550～650m3/h、第12h～发酵结束风量750～900m3/h，菌体含量≥5×108cfu/ml。
4淡紫拟青霉制备：
(1)葡萄糖20克，可溶性淀粉20g，(NH4)2SO42g，豆粕4.65g，MgSO4·7H2O 1g，KH2PO48g，水1000mL；PH值为7.2～7.4：
将分离纯化好的枯草芽孢杆菌接种于斜面试管培养基中，培养48小时后，转接到生产斜面培养基中，培养48小时后待用。
②发酵培养
淡紫拟青霉：在200升种子罐内加入培养基(组分比例为：葡萄糖20克，可溶性淀粉20g，(NH4)2SO42g，豆粕4.65g，MgSO4·7H2O 1g，KH2PO48g，，水1000mL；PH值为7.2～7.4，121℃灭菌30分钟，冷却至28度后，接入待用生产菌种，在种子罐内进行培养。
培养条件为：28-30℃，风量为第0～4h风量150～200m3/h、第4～8h风量300～400m3/h、第8～12h风量550～650m3/h、第12h～发酵结束风量750～900m3/h，菌体含量≥10×108cfu/ml。
二、复配
以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，按照枯草芽孢杆菌为25％；贝莱斯芽孢杆菌为30％；胶质类芽孢杆菌为30％；淡紫拟青霉15％分别添加到载体基质(纳米腐殖质与硅藻页岩粉剂)中进行充分混合。
再添加N、P5O2、K2O、锌、硼和钙，其中N、P5O2和K2O总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的8％，锌、硼和钙总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的0.2％-3％，再进行充分混合。
得本实施例抗连作障碍全营养复合微生物肥料：①颜色：粉剂呈黑色或棕色；②气味：发酵型酸味；③pH:6.0-8.0；菌数：≥5.0x108个/g。
实施例2
一、菌株和单菌剂的制备同实施例1。
二、复配
以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，按照枯草芽孢杆菌为30％；贝莱斯芽孢杆菌为15％；胶质类芽孢杆菌为35％；淡紫拟青霉20％分别添加到载体基质(纳米腐殖质与硅藻页岩粉剂)中进行充分混合。
再添加N、P5O2、K2O、锌、硼和钙，其中N、P5O2和K2O总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的8％，锌、硼和钙总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的0.2％-3％，再进行充分混合。
得本实施例抗连作障碍全营养复合微生物肥料：①颜色：粉剂呈黑色或棕色；②气味：发酵型酸味；③pH:6.0-8.0；菌数：≥5.0x108个/g。
实施例3
一、菌株和单菌剂的制备同实施例1。
二、复配
以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，按照枯草芽孢杆菌为35％；贝莱斯芽孢杆菌为20％；胶质类芽孢杆菌为20％；淡紫拟青霉25％分别添加到载体基质(纳米腐殖质与硅藻页岩粉剂)中进行充分混合。
再添加N、P5O2、K2O、锌、硼和钙，其中N、P5O2和K2O总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的8％，锌、硼和钙总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的0.2％-3％，再进行充分混合。
得本实施例抗连作障碍全营养复合微生物肥料：①颜色：粉剂呈黑色或棕色；②气味：发酵型酸味；③pH:6.0-8.0；菌数：≥5.0x108个/g。
实施例4
在辣椒(丰力红冠)生产中开展田间试验，验证本发明全营养复合微生物肥料的施用效果。本试验依据农业部《肥料登记管理办法》、《肥料效应鉴定田间试验技术规程》和《微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南》进行。
试验时间：2020年2月10日至2021年9月20日。
试验地点：河北省保定市竞秀区农业生态园区
试验田：地形为冲积平原，地势平坦，肥力均匀，在当地属中等水平，代表面积150亩。土壤类型：潮土；土壤质地：中壤。前茬作物：辣椒。前茬作物施肥量：复合肥50kg/亩，前茬作物产量680kg/亩。土壤养分状况见表1。
表1供试土壤养分状况
Figure BDA0004164514280000081
试验分组：设4个处理，3次重复，采用完全随机区组设计。小区面积6.00m×4.00m＝24.00m2。
处理1-实施例1产品。
处理2-实施例2产品。
处理3-实施例3产品。
处理4-空白对照。
其它田间管理措施一致：试验田为日光温室保护地，田间管理均按常规方法。试验地辣椒采用育苗移栽方式栽培，2月10日播种，2月23日出苗，4月19日施底肥(常规施肥为基施磷酸二铵25kg、硫酸钾复合肥10kg)，深翻整地，起垄，4月20日移栽，每亩地保苗6000株。中耕3次，全期滴水11次，随水滴肥8次，生育期每亩地滴水310立方米，生育期每亩地共滴施尿素20千克、辣椒滴灌专用肥(农瑞丰掺混肥料辣椒专用肥N-P2O5-K2O18-12-20)20千克、磷酸二氢钾8千克。9月18日，采收完毕。各试验小区除处理不同外，其它管理措施同当地习惯一致。
本发明全营养复合微生物肥料的施用方法和施用时间：施用方法：做基肥使用，用量20公斤/亩。施用时间：2020年4月19日和2021年4月15日。
试验效果：
1、对主要农艺性状的影响：调查表明，辣椒施用供试肥料后，处理2较其他处理在单果长、单果直径、坐果数、单果重方面有显著提高。详见表2和表3。
表2 2020年生物性状调查
处理 单果长/cm 单果直径/cm 坐果数/个 单果重/g
1 16.54 1.33 20.25 6.63
2 17.55 1.45 23.08 7.20
3 16.83 1.38 21.73 6.85
4 14.32 1.09 17.61 5.79
表3 2021年生物性状调查
处理 单果长/cm 单果直径/cm 坐果数/个 单果重/g
1 17.42 1.39 21.18 6.71
2 18.11 1.58 24.45 7.54
3 17.56 1.42 22.38 6.94
4 15.47 1.12 18.53 5.82
2、对辣椒产量的影响见表4和表5：调查表明，处理2在产量方面较其他处理有显著提高。
表42020年产量(Kg)
Figure BDA0004164514280000101
注：表中小写字母a等表示5％显著水平，大写字母A等表示5％极显著水平。
表52021年产量(Kg)
Figure BDA0004164514280000102
3、对辣椒疫病的作用效果见表6和表7：辣椒发生连作障碍的主要因素是土壤中病原菌的积累导致土传病害的发生。土传病害主要是辣椒的根部病害，其中辣椒疫病占80％，所以若能较好的控制辣椒疫病的发生，便对辣椒种植中连作障碍的发生有一定积极意义。从本试验看，处理2对辣椒疫病的防治率最高，较空白对照组有明显提升。由此，表明复合微生物肥料在一定程度上可缓解连作障碍的发生。
表62020年病害调查
Figure BDA0004164514280000103
Figure BDA0004164514280000111
表72021年病害调查
Figure BDA0004164514280000112
综上所述，处理2在生物学性状产量以及抗病性方面较其他处理均有明显优势，故此本发明以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为30％，贝莱斯芽孢杆菌为15％，胶质类芽孢杆菌为35％，淡紫拟青霉为20％为本发明全营养复合微生物肥料的最优配比。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，包括复合微生物、中微量元素和载体基质；pH值为6.0-7.5；
其中，所述复合微生物由枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、胶质类芽孢杆菌和淡紫拟青霉组成，总菌浓度≥5×108cfu/g；且，以所述总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为25-40％，贝莱斯芽孢杆菌为10-20％，胶质类芽孢杆菌为20-40％，淡紫拟青霉为15-25％。
2.根据权利要求1所述的一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，所述中微量元素包括N、P5O2、K2O、锌、硼和钙，其中N、P5O2和K2O总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的8％，锌、硼和钙总的添加量为所述全营养复合微生物肥料的0.2％-3％。
3.根据权利要求1所述的一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，所述载体基质为纳米腐殖质与硅藻页岩粉。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为25％，贝莱斯芽孢杆菌为30％，胶质类芽孢杆菌为30％，淡紫拟青霉为15％。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为30％，贝莱斯芽孢杆菌为15％，胶质类芽孢杆菌为35％，淡紫拟青霉为20％。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，以全营养复合微生物肥料的总菌浓度为基准，枯草芽孢杆菌为35％，贝莱斯芽孢杆菌为20％，胶质类芽孢杆菌为20％，淡紫拟青霉为25％。
7.根据权利要求1-3任一所述的一种抗连作障碍全营养复合微生物肥料，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌为GT018-JZ18111，所述贝莱斯芽孢杆菌为GT040-JZ22024、所述胶质类芽孢杆菌为GT018-JZ18112和所述淡紫拟青霉为GT067-JZ01940。
8.权利要求1-7任一所述抗连作障碍全营养复合微生物肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述枯草芽孢杆菌、所述贝莱斯芽孢杆菌、所述胶质类芽孢杆菌和所述淡紫拟青霉在各自培养基中进行单菌发酵培养；
(2)将培养好的发酵液按比例添加到所述载体基质中进行复配；
(3)再进一步将按比例添加所述中微量元素进行复配。
9.根据权利要求8所述抗连作障碍全营养复合微生物肥料的制备方法，其特征在于，还包括将步骤(3)复配所得混合物进行造粒，制备成颗粒剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117660236A (zh) * 2023-11-30 2024-03-08 湖北茂盛生物有限公司 一种解钾胶冻样类芽孢杆菌mssw02及其应用

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