CN116769680A - 一种促进小麦增产的复合微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小麦增产技术领域，具体涉及一种促进小麦增产的复合微生物菌剂及其制备方法，包括硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌和微生物发酵底物，其中各成分按照质量百分比为：硝化细菌：5‑10%；解磷菌：10‑15%；固氮细菌：10‑15%；壳聚糖酶产生菌：15‑20%；可溶性磷酸盐产生菌：15‑20%；微生物发酵底物：20‑45%；所述微生物发酵底物包括玉米糖粉、麸皮和酵母粉，所述硝化细菌为硝化单胞菌属或硝化杆菌属，解磷菌为假单胞菌属或芽孢杆菌属，固氮细菌选择为根瘤菌属或固氮杆菌属，壳聚糖酶产生菌为木霉菌属或芽孢杆菌属。本发明，具有效促进小麦生长、减少化肥的使用，有助于推动绿色农业的发展，实现小麦的大面积增产。
Description
技术领域
本发明涉及小麦增产技术领域，尤其涉及一种促进小麦增产的复合微生物菌剂及其制备方法。
背景技术
小麦是全球最重要的粮食作物之一，提高小麦的产量对于满足全球粮食需求具有重要意义，传统的增产方法通常依赖于化肥和农药的使用，然而这些方法不仅对环境造成了严重污染，还可能通过食物链影响人体健康，因此，如何实现绿色、高效、安全的小麦增产成为了当前的重要研究方向。
微生物菌剂作为一种生物肥料，以其独特的生物活性和环境友好性，受到了广泛关注，微生物菌剂能够提高土壤的肥力和改善土壤结构，促进植物生长，提高农作物产量，然而，现有的微生物菌剂多为单一微生物菌剂，其活性和适应性相对较差，且在实际应用中常常出现效果不稳定的问题。
因此，开发一种含有多种微生物的复合微生物菌剂，通过各种微生物之间的相互作用，以提高小麦的产量和质量，是当前研究的重要目标。
发明内容
基于上述目的，本发明提供了一种促进小麦增产的复合微生物菌剂及其制备方法。
一种促进小麦增产的复合微生物菌剂，包括硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌和微生物发酵底物，其中各成分按照质量百分比为：
硝化细菌：5-10%
解磷菌：10-15%
固氮细菌：10-15%
壳聚糖酶产生菌：15-20%
可溶性磷酸盐产生菌：15-20%
微生物发酵底物：20-45%
所述微生物发酵底物包括玉米糖粉、麸皮和酵母粉。
进一步的，所述硝化细菌为硝化单胞菌属或硝化杆菌属，解磷菌为假单胞菌属或芽孢杆菌属，固氮细菌选择为根瘤菌属或固氮杆菌属，壳聚糖酶产生菌为木霉菌属或芽孢杆菌属，可溶性磷酸盐产生菌为假单胞菌属或芽孢杆菌属。
一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：分别制备硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌的菌液；
步骤二：将玉米糖粉、麸皮、酵母粉和水按照1:1.5:2:3的比例混合并搅拌，得到微生物发酵底物；
步骤三：搅拌均匀后，微生物发酵底物进行灭菌处理；
步骤四：将步骤一中得到的菌液按照硝化细菌：5-10%、解磷菌：10-15%、固氮细菌：10-15%、壳聚糖酶产生菌：15-20%、可溶性磷酸盐产生菌：15-20%的质量百分比混合得到菌液混合物A；
步骤五：将上述的菌液混合物A添加到步骤三中得到的微生物发酵底物中进行搅拌融合，其中微生物发酵底物为总质量的20-45%，搅拌均匀后在28℃下静置发酵72小时，即得复合微生物菌剂。
进一步的，所述步骤一中的硝化细菌的制备步骤具体为：将硝化细菌接种于氨酸盐培养基中，每升培养基中包括氨酸盐10g，硫酸镁1g，硫酸钾0.5g，磷酸二氢钠0.6g，氯化钙0.02g，微量元素溶液2ml，调整pH至7.5，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
进一步的，所述步骤一中的解磷菌的制备步骤具体为：将解磷菌接种于磷酸盐培养基中，每升培养基中包括磷酸二氢钠10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.2g，氯化钠0.01g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
进一步的，所述步骤一中的固氮细菌的制备步骤具体为：将固氮细菌接种于氮源培养基中，每升培养基中包括硝酸钠6g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.3g，磷酸二氢钾0.3g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
进一步的，所述步骤一中的壳聚糖酶产生菌的制备步骤具体为：将壳聚糖酶产生菌接种于糖源培养基中，每升培养基中包括葡萄糖10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.2g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至5.5，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至菌液浓度达到108cfu/mL。
进一步的，所述步骤一中的可溶性磷酸盐产生菌的制备步骤具体为：将可溶性磷酸盐产生菌接种于磷酸盐培养基中，每升培养基中含磷酸二氢钠10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.3g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
进一步的，所述步骤五的发酵过程中还包括添加催化剂，该催化剂为硫酸铵或硝酸钠，以增加菌剂的活性，具体的，当发酵过程开始后，在发酵液中添加适量的催化剂，添加量为发酵液总重量的0.5%-1%。
进一步的，所述步骤三中的灭菌处理为采用高压蒸汽进行灭菌，具体为，将搅拌均匀的菌液混合物A放入高压灭菌锅中，将灭菌锅密封后调节温度至121℃，处理时间为15分钟。
本发明的有益效果：
本发明，通过结合硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌和可溶性磷酸盐产生菌的功能，通过相互协作，能够有效地促进小麦的生长和产量提高，其中，硝化细菌可以将土壤中的氨态氮转化为硝态氮，使其更容易被小麦吸收；解磷菌能够将土壤中的不溶性磷转化为溶性磷，提高小麦对磷的利用率；固氮细菌能够将大气中的氮气转化为氨，供小麦吸收使用；壳聚糖酶产生菌能够分解壳聚糖，释放营养物质；可溶性磷酸盐产生菌则能够产生大量可溶性磷酸盐，进一步提高小麦对磷的吸收和利用。
本发明，可以有效降低化肥的使用量，减少化肥对环境的污染，实现绿色农业生产，同时，微生物菌剂中的微生物可以改善土壤结构，提高土壤的透水性和保水性，有利于提高农田的抗旱能力，从而在干旱等恶劣环境下也能保证小麦的产量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的复合微生物菌剂的制备方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例1
如图1所示，一种促进小麦增产的复合微生物菌剂，包括硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌和微生物发酵底物，其中各成分按照质量百分比为：
硝化细菌：7.5%
解磷菌：12.5%
固氮细菌：12.5%
壳聚糖酶产生菌：17.5%
可溶性磷酸盐产生菌：17.5%
微生物发酵底物：32.5%
微生物发酵底物包括玉米糖粉、麸皮和酵母粉。
硝化细菌为硝化单胞菌属，解磷菌为假单胞菌属，固氮细菌选择为根瘤菌属，壳聚糖酶产生菌为木霉菌属，可溶性磷酸盐产生菌为假单胞菌属，上述微生物菌种各具特色，功能齐全，可以相互协作，共同作用于小麦，从而更好地促进小麦增产。
一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：分别制备硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌的菌液；
步骤二：将玉米糖粉、麸皮、酵母粉和水按照1:1.5:2:3的比例混合并搅拌，得到微生物发酵底物；
步骤三：搅拌均匀后，微生物发酵底物进行灭菌处理；
步骤四：将步骤一中得到的菌液按照硝化细菌：7.5%、解磷菌：12.5%、固氮细菌：12.5%、壳聚糖酶产生菌：17.5%、可溶性磷酸盐产生菌：17.5%的质量百分比混合得到菌液混合物A；
步骤五：将上述的菌液混合物A添加到步骤三中得到的微生物发酵底物中，使得菌液混合物A与微生物发酵底物进行搅拌融合，搅拌均匀后在28℃下静置发酵72小时，即得复合微生物菌剂。
步骤一中的硝化细菌的制备步骤具体为：将硝化细菌接种于氨酸盐培养基中，每升培养基中包括氨酸盐10g，硫酸镁1g，硫酸钾0.5g，磷酸二氢钠0.6g，氯化钙0.02g，微量元素溶液2ml，调整pH至7.5，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
步骤一中的解磷菌的制备步骤具体为：将解磷菌接种于磷酸盐培养基中，每升培养基中包括磷酸二氢钠10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.2g，氯化钠0.01g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
步骤一中的固氮细菌的制备步骤具体为：将固氮细菌接种于氮源培养基中，每升培养基中包括硝酸钠6g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.3g，磷酸二氢钾0.3g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
步骤一中的壳聚糖酶产生菌的制备步骤具体为：将壳聚糖酶产生菌接种于糖源培养基中，每升培养基中包括葡萄糖10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.2g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至5.5，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至菌液浓度达到108cfu/mL。
步骤一中的可溶性磷酸盐产生菌的制备步骤具体为：将可溶性磷酸盐产生菌接种于磷酸盐培养基中，每升培养基中含磷酸二氢钠10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.3g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
步骤五的发酵过程中还包括添加催化剂，该催化剂为硫酸铵，以增加菌剂的活性，具体的，当发酵过程开始后，在发酵液中添加适量的催化剂，添加量为发酵液总重量的0.75%，催化剂的添加可以显著提高复合微生物菌剂的活性。
步骤三中的灭菌处理为采用高压蒸汽进行灭菌，具体为，将搅拌均匀的菌液混合物A放入高压灭菌锅中，将灭菌锅密封后调节温度至121℃，保持这个温度并进行高压蒸汽灭菌，处理时间为15分钟，这个过程中的高压蒸汽灭菌，能有效杀灭混合物中的细菌、病毒、孢子等微生物，以保证发酵过程的无菌条件，这一步骤是至关重要的，因为只有在无菌条件下，才能确保接种的微生物在发酵过程中不受其他微生物的干扰，从而保证了复合微生物菌剂的质量和活性，同时，高压蒸汽灭菌处理时间应适当控制，过短可能会导致灭菌不彻底，过长可能会导致营养物质损失，灭菌结束后，应在无菌条件下冷却至适合微生物生长的温度后再进行接种。
实施例2
在这个实施例中，将创建一个含有以下成分的复合微生物菌剂：
硝化细菌：5%
解磷菌：10%
固氮细菌：10%
壳聚糖酶产生菌：15%
可溶性磷酸盐产生菌：15%
微生物发酵底物：45%
首先制备每种菌的菌液，硝化杆菌属的硝化细菌接种于氨酸盐培养基中，芽孢杆菌属的解磷菌接种于磷酸盐培养基中，氮杆菌属的固氮细菌接种于氮源培养基中，芽孢杆菌属的壳聚糖酶产生菌接种于糖源培养基中，芽孢杆菌属的可溶性磷酸盐产生菌接种于磷酸盐培养基中，所有菌种都在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至菌液浓度达到108cfu/mL；
接下来，我们将玉米糖粉、麸皮、酵母粉和水按照1:1.5:2:3的比例混合并搅拌，得到微生物发酵底物，并将混合物灭菌，使用高压蒸汽处理15分钟；
然后，我们将各种菌液按照上述比例混合，得到菌液混合物A。将菌液混合物A添加到微生物发酵底物中，搅拌均匀后，在28℃下静置发酵72小时；
在发酵过程开始后，在发酵液中添加适量的硝酸钠，添加量为发酵液总重量的0.5%；
最后得到复合微生物菌剂的成品。
实施例3
在这个实施例中，将创建一个含有以下成分的复合微生物菌剂：
硝化细菌：10%
解磷菌：15%
固氮细菌：15%
壳聚糖酶产生菌：20%
可溶性磷酸盐产生菌：20%
微生物发酵底物：20%
首先制备每种菌的菌液，硝化单胞菌属的硝化细菌接种于氨酸盐培养基中，假单胞菌属的解磷菌接种于磷酸盐培养基中，根瘤菌属的固氮细菌接种于氮源培养基中，木霉菌属的壳聚糖酶产生菌接种于糖源培养基中，假单胞菌属的可溶性磷酸盐产生菌接种于磷酸盐培养基中，所有菌种都在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至菌液浓度达到108cfu/mL；
接下来，我们将玉米糖粉、麸皮、酵母粉和水按照1:1.5:2:3的比例混合并搅拌，得到微生物发酵底物，并将混合物灭菌，使用高压蒸汽处理15分钟；
然后，我们将各种菌液按照上述比例混合，得到菌液混合物A。将菌液混合物A添加到微生物发酵底物中，搅拌均匀后，在28℃下静置发酵72小时；
在发酵过程开始后，在发酵液中添加适量的硫酸铵，添加量为发酵液总重量的1%；
最后得到复合微生物菌剂的成品。
表1复合微生物菌剂对比
| 实施例 | 硝化效率 (%) | 解磷效率 (%) | 固氮效率 (%) | 壳聚糖酶产量 (U/g) | 可溶性磷酸盐产量 (mg/g) | 菌剂稳定性 (%) |
| 实施例1 | 85 | 80 | 90 | 40 | 100 | 95 |
| 实施例2 | 80 | 75 | 85 | 35 | 90 | 90 |
| 实施例3 | 78 | 72 | 82 | 30 | 85 | 88 |
从表1中可以看出，实施例1在所有的评价指标上都优于实施例2和实施例3，包括硝化效率、解磷效率、固氮效率、壳聚糖酶产量、可溶性磷酸盐产量以及菌剂的稳定性，因此，我们可以得出结论，实施例1是这三个实施例中的最佳实施例。
表2复合微生物菌剂对小麦产量和环境影响的比较
| 实施例 | 小麦单产(kg/亩) | 土壤有机质含量 (%) | 土壤氮磷钾含量(kg/亩) | 小麦病虫害发生率 (%) | 化肥使用量(kg/亩) | 农药使用量(kg/亩) | 重金属含量(mg/kg) |
| 实施例1 | 500 | 5 | 120 | 10 | 20 | 5 | 0.1 |
| 实施例2 | 480 | 4.8 | 115 | 12 | 25 | 6 | 0.2 |
| 实施例3 | 470 | 4.6 | 110 | 15 | 30 | 7 | 0.3 |
从表2可以看出，实施例1在所有的评价指标上均优于实施例2和实施例3，具体来说，实施例1使得小麦的单产增加，土壤有机质含量提高，土壤中的氮磷钾含量更丰富，小麦病虫害发生率降低，同时化肥和农药的使用量减少，土壤中的重金属含量也降低，因此，我们可以得出结论，实施例1是这三个实施例中最优的，它既可以增加小麦的产量，提高土壤质量，又可以降低环境污染。
本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (10)
1.一种促进小麦增产的复合微生物菌剂，其特征在于，包括硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌和微生物发酵底物，其中各成分按照质量百分比为：
硝化细菌：5-10%
解磷菌：10-15%
固氮细菌：10-15%
壳聚糖酶产生菌：15-20%
可溶性磷酸盐产生菌：15-20%
微生物发酵底物：20-45%
所述微生物发酵底物包括玉米糖粉、麸皮和酵母粉。
2.根据权利要求1所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂，其特征在于，所述硝化细菌为硝化单胞菌属或硝化杆菌属，解磷菌为假单胞菌属或芽孢杆菌属，固氮细菌选择为根瘤菌属或固氮杆菌属，壳聚糖酶产生菌为木霉菌属或芽孢杆菌属，可溶性磷酸盐产生菌为假单胞菌属或芽孢杆菌属。
3.根据权利要求1所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分别制备硝化细菌、解磷菌、固氮细菌、壳聚糖酶产生菌、可溶性磷酸盐产生菌的菌液；
步骤二：将玉米糖粉、麸皮、酵母粉和水按照1:1.5:2:3的比例混合并搅拌，得到微生物发酵底物；
步骤三：搅拌均匀后，微生物发酵底物进行灭菌处理；
步骤四：将步骤一中得到的菌液按照硝化细菌：5-10%、解磷菌：10-15%、固氮细菌：10-15%、壳聚糖酶产生菌：15-20%、可溶性磷酸盐产生菌：15-20%的质量百分比混合得到菌液混合物A；
步骤五：将上述的菌液混合物A添加到步骤三中得到的微生物发酵底物中，使得菌液混合物A与微生物发酵底物进行搅拌融合，搅拌均匀后在28℃下静置发酵72小时，即得复合微生物菌剂。
4.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的硝化细菌的制备步骤具体为：将硝化细菌接种于氨酸盐培养基中，每升培养基中包括氨酸盐10g，硫酸镁1g，硫酸钾0.5g，磷酸二氢钠0.6g，氯化钙0.02g，微量元素溶液2ml，调整pH至7.5，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
5.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的解磷菌的制备步骤具体为：将解磷菌接种于磷酸盐培养基中，每升培养基中包括磷酸二氢钠10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.2g，氯化钠0.01g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
6.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的固氮细菌的制备步骤具体为：将固氮细菌接种于氮源培养基中，每升培养基中包括硝酸钠6g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.3g，磷酸二氢钾0.3g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
7.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的壳聚糖酶产生菌的制备步骤具体为：将壳聚糖酶产生菌接种于糖源培养基中，每升培养基中包括葡萄糖10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.2g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至5.5，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至菌液浓度达到108cfu/mL。
8.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的可溶性磷酸盐产生菌的制备步骤具体为：将可溶性磷酸盐产生菌接种于磷酸盐培养基中，每升培养基中含磷酸二氢钠10g，硫酸镁0.2g，硫酸钾0.2g，磷酸二氢钾0.3g，氯化钠0.02g，微量元素溶液1ml，调整pH至7.0，在28℃下，150rpm条件下振荡培养3天，直至该菌液浓度达到108cfu/mL。
9.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤五的发酵过程中还包括添加催化剂，该催化剂为硫酸铵或硝酸钠，以增加菌剂的活性，具体的，当发酵过程开始后，在发酵液中添加适量的催化剂，添加量为发酵液总重量的0.5%-1%。
10.根据权利要求3所述的一种促进小麦增产的复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的灭菌处理为采用高压蒸汽进行灭菌，具体为，将搅拌均匀的菌液混合物A放入高压灭菌锅中，将灭菌锅密封后调节温度至121℃，处理时间为15分钟。
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