WO2009070966A1

WO2009070966A1 - Microorganisms, microbial phosphate fertilizers and methods for preparing such microbial phosphate fertilizers

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Publication number: WO2009070966A1
Application number: PCT/CN2008/001850
Authority: WO
Inventors: Biu Ho; En-Hsiung Huang; Ting Kwok Ho; Ting Wing Ho
Original assignee: Foshan Jinkuizi Plant Nutriment Co., Ltd.
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2009-06-11
Also published as: WO2009070966A8; CN101225367A; CN101225367B; US8530220B2; MA31928B1; AU2008331378A1; RU2010126160A; US20110100078A1; MX2010005420A; RU2443776C1; AU2008331378B2

Description

微生物、微生物磷肥及其制造方法

技术领域

本发明涉及微生物肥料领域，特别涉及新的微生物、由包含所述微生物的菌群的发酵物得到的微生物磷肥及其制造方法。背景技术

传统使用的磷肥是采用化学方法制造的，即利用浓硫酸把磷矿分解制成可溶性较高的磷肥。在制造磷肥过程中产生二氧化硫等硫化物排放到大气中而造成空气污染，使用时会因磷肥带来的硫酸根造成土壤酸化，百分之七十以上的磷离子被土壤中的铝、铁、钙、镁等元素固定而使土壤盐化。一般情形下，磷素在土壤中实际被作物（植物）利用的不到 30%。

磷矿石品位是以其含有？₂0₅的百分比多少加以区分，一般来讲，含 P₂0₅ 为 28%以上的磷矿石为中高品位，含 P₂0₅为 8— 28%的磷矿石为中低品位。目前以磷矿石为原料用化学方法生产磷肥者都是选用中高品位的磷矿石，选用中低品位的磷矿石制造化学磷肥的加工成本相当高故不适宜制造化学磷肥。以含 0₅为32%的磷矿石为例，通过利用浓硫酸分解磷矿制成的化学磷肥所含的磷成分约 16%。如果利用低品位的磷矿，所使用的磷矿及浓硫酸等原料成本将大大增加，也会导致提高生产过程中所耗用的电能等其它成本。

磷矿石资源中相当一部分是中低品位，为了充分利用磷矿资源，减少磷矿资源的浪费，以及缓解磷肥供求矛盾，把不适于制造化学磷肥的中低品位磷矿充分利用起来具有十分重要的意义。

传统用磷矿生产化学磷肥存在不少缺陷，主要表现在： ①由于在生产磷肥过程中大量使用强酸进行分解磷矿粉造成二氧化硫及强酸废液污染大气与土壤及水源。 ②磷矿资源的利用率比较低，在目前高品位磷矿产量还很低的大前提下，资源的浪费显得尤为突出。 ③施用传统磷肥在很大程度上造成土 N2008/001850 壤酸化，严重地制约了农业可持续发展。 ④高浓度过磷酸盐型肥料施用会造成农作物硝酸盐含量过高，严重影响了人民身体健康，也给人民群众的生活带来不确定的安全隐患。

随着经济发展和消费水平的提高，人们对食品的要求，已逐渐从数量温饱型向安全质量型转变，食品质量安全问题受到越来越多的关注。食品尤其是农产品的安全问题，是全世界共同关注的焦点。解决食品安全问题必须从源头抓起。人类食用的大部分食品由农产品转化而来，解决土壤污染、修复土壤生态环境，生物磷肥的研制与开发是保证食品安全的重要措施，具有广阔的市场前景。发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物磷肥及其制造方法，该微生物磷肥所含的 WH菌群是解磷的微生物，它以活性有机物料、磷矿粉为微生物丽菌群的生命载体，该微生物磷肥能消除土壤板结，促进土壤团粒结构形成，增强土壤通透性及蓄水保肥能力，自动平衡土壤酸碱度，提高土壤自身肥力、肥效，对沙化地和盐碱地的改造有良好效果；能防止土壤中各种真菌、细菌类病害的发生，减轻重茬障碍，提高作物抗病能力，降解土壤中的残留农药，改善作物品质。

本发明的另一个目的在于利用 WH菌群的作用，能将中低品位的磷矿粉转化为高效能的本活性微生物磷肥，充分利用了矿产资源，缓解磷矿资源的供求压力，同时，本活性微生物磷肥在生产过程中所耗用的电量较少，既节约能源，又达到环保要求。本发明提供了两种新的微生物，一种是纤维素链霉菌 Streptowces cellulosa ) , 名为而 9菌种；另一种为杂色曲霉原变种 {Aspergillus versicolor) , 名为 WH13菌种。

本发明提供的微生物磷肥包含由以下 ⁴种菌种组成的菌群的发酵物：枯草芽孢杆菌，名为 WH2菌种；地衣芽孢杆菌，名为 WH4菌种；纤维素链霉菌，名为 WH9菌种；杂色曲霉原变种，名为 WH13菌种。其中 WH2菌种和 WH4菌种的保藏信息如下：枯草芽孢杆菌 acillus subtilis) 保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称 CGMCC), 保藏日期为 1999 年 4月 23日，保藏编号为 CGMCC NO. 0395. 2，名为 WH2菌种；地衣芽抱杆菌 {Bacillus licheniformis)：保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称 CGMCC)，保藏日期为 1999年 4月 23日，保藏编号为 CGMCC NO. 0395. 4，名为 WH4菌种；纤维素链霉菌 Streptomyces cellulosaeH 藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心 (简称 CGMCC)，保藏日期为 2007年 9月 13日，保藏编号为 CGMCC NO. 2167，名为 WH9菌种；杂色曲霉原变种

versicolor)：保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心 (简称 CGMCC)，保藏日期为 2007年 9月 13日，保藏编号为 CGMCC NO. 2171，名为 WH13菌种。

本发明的微生物磷肥为上述菌群的二级菌种与磷矿粉和活性有机物料的发酵物。活性有机物料选自下述中的一种或多种：制糖滤泥、鸡粪、猪粪、花生麸、麦皮、木薯渣和菜籽饼等。

本发明的微生物磷肥中使用的菌群中的各菌种配比以重量百分比（基于菌群总重）计为：

( 1 ) WH2菌种： 13-50%; (2 ) WH4菌种： 10-45%;

(3 ) WH9菌种： 8-40%； (4) WH13菌种： 8-37%。

本发明还提供了上述微生物磷肥的制造方法，其包括以下步骤：

( 1 )将 WH2菌种、蘭 4菌种、 WH9菌种、 WH13菌种按上述重量百分比混合成 WH菌群；

(2)按以下重量百分比配制所述 WH菌群的二级培养基：

活性有机物料 35— 45% ; 米糠 35— 45% ; 大豆粉 15— 17% ; 奶粉 1. 5—2. 5%；糖 0. 5—1. 5%；其余为水；

( 3 ) 二级菌种的培养：先将 WH菌群二级培养基按所述配方混合拌匀，常温下接种 WH菌群，二级培养基温度范围 30°C— 60°C， PH值 6. 5— 7. 5，培养时间 5-15天，获得 WH菌群的二级菌种； (4)将磷矿粉、活性有机物料和 WH菌群的二级菌种，按以下重量百分比混合（基于三者的总重)，常温发酵 12天以上，得到微生物磷肥：

碟矿粉 20-90%；

活性有机物料 5-40%;

WH菌群的二级菌种 5-40%。

通常，步骤（3)所培养的 WH菌群的二级菌种所含活菌数为 5亿一 30亿个 /克。

上述磷矿粉可以采用 P₂0 ₅含量为 8— 28%的中低品位磷矿粉，通过生物发酵处理转化为高效能的活性微生物磷肥，充分利用了矿产资源。

本发明是利用生物工程技术研制成的一种生物活性磷肥，利用 WH菌群对磷元素的强烈吸收效力。本微生物磷肥是由经过严格筛选的多种有益农业微生物经纯培养后复合而成，施入土壤后可以解磷；消除土壤板结；可以明显改善土壤养分供应状况，主要通过 WH菌群的各种菌剂促进土壤中难溶性养分的溶解和释放。菌剂在代谢过程中同时释放出大量的无机有机酸性物质，促进土壤中微量元素硅、铝、铁、镁、钼等的释放及螯合，改善土壤养分的供应情况。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

( 1 )本活性微生物磷肥，在 WH菌群的作用下，施入土壤中能被作物直接吸收，磷肥利用率可达 70%以上，使用量只是传统磷肥一半以下，大大提高了磷矿资源利用率，节约了宝贵的不可再生资源。

(2) WH菌群能在土壤中对不溶性盐进行分解，改善了土壤的结构，解决了长期以来土壤中有效磷不足的问题，使土壤板结现象得到很大改善。

(3 )本微生物磷肥通过生物发酵处理磷矿粉，在生产过程中大大降低了生产成本、提高了生产效率，传统化学工艺利用浓酸生产磷肥过程中会排放大量的二氧化硫，污染空气，而本微生物磷肥在生产过程中不会产生二氧化硫，彻底解决了化学方法所产生空气污染问题。

(4)本微生物磷肥使用后不会造成土壤酸化、盐化，有效改善土壤生态环境及土壤养分的供应情况，能明显地提高作物的品质和产量，特别适合生产绿色食品、有机食品，进而提高农产品的市场竞争力。

( 5 )施用本活性微生物磷肥对降低农产品的硝酸盐含量效果非常明显 , 能降低对人体健康无害的水平，有益于人体健康。

( 6 )本活性微生物磷肥通过生物发酵处理磷矿粉，其生产工艺耗电量少，与传统化学磷肥的生产工艺相比大大减少了电能的使用量，缓和了供电压力，既节约能源，又环保。

(7)在 WH菌群的作用下，制造生物磷肥并不像传统化学磷肥产业局限于使用中高品位磷矿（P₂0₅含量 28%以上）进行生产，制造本生物磷肥可以利用中低品位（P₂0₅含量约 8%— 28%) 的磷矿，特别是 P₂0₅含量在 26% 以下品位的磷矿资源，这在很大程度上解决了磷矿资源短缺的问题，所以说大规模推广本活性微生物磷肥将能够大大提高磷矿资源的利用率，在目前中高品位磷矿储存量越来越少的情况下其效果显得尤为突出。

(8)采用本生物法制取磷肥，可充分利用中低品位磷矿粉，将其转化为活性高效的生物磷肥，不但为社会节省了资源，而且可实现规模机械化生产，大大降低了生产成本、提高了生产效率、促进了环保资源和工农业的良性循环。通过生物磷技术处理之后，可将磷矿中的磷元素活化，制成的肥料施用于土壤后可有效改良土壤酸性、补充磷素、增强肥效，进一步提高资源的利用率；生产制成的活性磷肥可显著提高农作物的产量和质量，并可取代化学方法制造磷肥。

( 9 )本活性微生物磷肥生产过程中不使用强酸而改用生物发酵的方法 , 从而避免了环境污染的出现；在生物磷肥生产过程中，减少了许多大型机械设备的使用运行，很大程度上间接降低了由于机械设备所造成的能源消耗，生产本生物磷肥可解决大量有害气体排放所引起的温室效应，而这正是现阶段世界各国最关注的社会问题。

本发明涉及的生物材料样品保藏单位名称、地址、保藏日期和编号，以及该生物材料的分类命名如下表：保藏单位地址保藏日期保藏编号分类命名中国微生物菌种保藏管理北京市朝阳区大屯

1999年 4月 CGMCC 枯草芽孢杆菌委员会普通微生物中心，简路，中国科学院微生

23日 NO.0395.2 Bacillus subtilis 称 CGMCC 物研究所

中国微生物菌种保藏管理北京市朝阳区大屯地衣芽孢杆菌

1999年 4月 CGMCC

委员会普通微生物中心，简路，中国科学院微生 Bacillus

23日 NO.0395.4

称 CGMCC 物研究所 licheniformis 中国微生物菌种保藏管理北京市朝阳区大屯纤维素链霉菌

2007年 9月 CGMCC

委员会普通微生物中心，简路，中国科学院微生 Streptomyces

13日 N0.2167

称 CGMCC 物研究所 cellulosae 中国微生物菌种保藏管理北京市朝阳区大屯杂色曲霉原变种

2007年 9月 CGMCC

委员会普通微生物中心，简路，中国科学院微生 Aspergillus

13曰 N0.2171

称 CGMCC 物研究所 versicolor

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例 1

本实施例的菌群配比如下（重量百分比）：

( 1 ) WH2菌种： 13%； (2) WH4菌种： 10%;

(3) WH9菌种： 40%; (4) WH13菌种： 37⁰/₀。

按如下工艺步骤制造本实施例的微生物磷肥：

( 1 )将上述 WH2菌种、 WH4菌种、 WH9菌种、 WH13菌种按上述重量百分比的配比混合均匀组成为 WH菌群；

(2) WH菌群二级培养基配方（重量百分比）为：

活性有机物料 40% (其中滤泥 20%、鸡粪 20%)、米糠 40%、大豆粉 16%、奶粉 2%、糖 1%、其余水；

( 3 ) 二级菌种的培养：先将 WH菌群二级培养基按上述配方混合拌匀，常温下接种 H菌群，培养基温度 60°C， PH值 7. 0，培养时间 5天，培养成熟后获得 WH菌群的二级菌种（或称为活性糠菌)，含活菌可达 30亿个 /克；

(4)将磷矿粉、活性有机物料和二级菌种，按以下配方混合，常温发酵 12夭，得到微生物磷肥，然后进行粉碎、包装：

磷矿粉 20%;

活性有机物料（其中滤泥 20%、鸡粪 20%) 40%；

二级菌种 40%。实施例 2

本实施例的微生物磷肥各成份的配比及参数与例 1不同之处为：

1、本微生物磷肥内含菌种的配比为（重量百分比） - ( 1 ) WH2菌种： 50%; (2) WH4菌种： 26%;

(3) WH9菌种： 8%; (4) WH13菌种： 16%。

2、二级菌种培养基的配比（重量百分比）为：

活性有机物料 35% (其中滤泥 20%、木薯渣 15%)、米糠 45%、大豆粉 15%、奶粉 2. 5%、糖 1. 5%、其余水。

3、二级菌种培养基温度为 45 °C， PH值 6.5，培养时间 10天，含活菌数可达 15亿个 /克。

4、将中低品位的磷矿粉、活性有机物料和二级菌种，按以下配方混合，常温发酵 13天，得到微生物磷肥，然后可进行粉碎、包装：

磷矿粉 55%;

活性有机物料（花生麸 10%、猪粪 10%) 20%；

二级菌种 25%。

其余各成份的配比、各参数及工艺步骤同例 1。实施例 3

本实施例的微生物磷肥各成份的配比及各参数与实施例 1不同之处为： 1、本微生物磷肥内含菌种的配比为（重量百分比）：

( 1 ) WH2菌种： 30%; (2) WH4菌种： 45%;

(3) WH9菌种： 17%; (4) WH13菌种： 8%。

2、二级菌种培养基的配比（重量百分比）为：活性有机物料 45% (其中滤泥 30%、猪粪 15%)、米糠 35%、大豆粉 15%、奶粉 1. 5%、糖 1. 5%、其余水。

3、二级菌种培养基温度为 30°C，？11值7. 5，培养时间 15天，含活菌数可达 5亿个 /克。

4、将中低品位的磷矿粉、活性有机物料和二级菌种，按以下配方混合，常温发酵 14天，得到微生物磷肥，然后可进行粉碎、包装：

磷矿粉 90%;

活性有机物料（菜籽饼 5%) 5%;

二级菌种 5%。

其余各成份的配比、各参数及工艺步骤同例 1。实施例 4: 应用对比实例之一

地点：湖北省赤壁市农科所

试验单位：湖北省农业科学院植保土肥研究所

作物：水稻（中稻）

试验时间： 2007年 6月 30日—— 2007年 10月 27日表 1 : 生物磷肥试验处理及施肥方法

表 2: 施用不同磷肥时，中稻的主要经济性状表有效穗

株高禾惠长每穗实秕谷率千粒重处理 (穗 /

(cm) (cm) (粒） (%) (g) 蔸）蔸）

1 106.3 12.6 23.6 9.2 102.8 23.1 23.9

2 104.0 13.1 23.8 10.0 105.4 22.3 23.86

3 106.9 10.1 23.9 9.4 111.6 19.7 24.03

4 106.9 13.3 23.5 10.2 103.9 26.3 24.02

5 105.1 13.5 23.2 10.4 99.8 23.8 23.71 表 3: 施用不同磷肥时，中稻的产量对照表

表 4: 施用不同磷肥对中稻磷吸收的影响

对中稻秸秆及籽粒进行分析，其结果从以上表中可以看出，施用生物磷肥可以提高水稻秸秆及籽粒的磷的吸收总量，与不施用磷肥的对照处理相比，增加磷的吸收总量在 18. 58-44. 09%,说明施用生物磷肥可以提高土壤中磷的有效性，增加作物的磷吸收量。同时，施用 40kg/亩生物磷肥比施用过磷酸钙处理的磷吸收总量高 4. 85%，说明在长期施用化学磷肥的土壤上施用生物磷肥可以起到增产的效果。施用生物磷肥与不施用磷肥的对照处理相比具有显著的增产效果，特别是施用 20kg/亩的生物磷肥处理比对照每公顷增加产量 525公斤，比施用过磷酸钙的增加产量 125. lkg/hm²。无论是 20kg/亩的生物磷肥处理还是 40kg/亩的生物磷肥处理，稻谷的产量都比磷矿粉显著高一些。说明施用生物磷肥可以释放土壤中缓效的磷素，并将其转变为作物更易利用的形态，从而增加作物的产量。实施例 5: 应用对比实例之二

地点：湖北省农科院作物所玉米试验地

试验单位：湖北省农业科学院植保土肥研究所

作物：玉米

试验时间： 2007年 8月 13日—— 2007年 11月 5日表 1: 生物磷肥试验处理及施肥方法

表 2: 用生物磷肥试验甜玉米的产量结果

表 3: 施用不同磷肥对玉米的磷吸收的影响

表 4: 施用不同磷肥时玉米的产量对照表

从以上表中可以看出，甜玉米施用生物磷肥比对照增产 7%左右，效果好于施用过磷酸钙，特别是在连续施用化学磷肥的土壤上，施用生物磷肥对作物及环境具有双重效益。施用生物磷肥可以提高玉米秸秆及籽粒的磷的吸收 N2008/001850 总量，比不施磷肥的对照处理相比，增加磷的吸收总量在 28. 13- 50. 56%，说明施用生物磷肥可以提高土壤中磷的有效性，增加作物的磷吸收量，同时施用生物磷肥比施用过磷酸钙处理的磷吸收总量高 2. 2-24. 63%,说明在长期施用化学磷肥的土壤上施用生物磷肥可以起到增产的效果。施用生物磷肥可以提高作物的粗蛋白质含量，比对照增加 2. 70-6. 98%，说明生物磷肥不仅可改变土壤磷素的供应，而且可以改善土壤营养环境，提高作物的品质。实施例 6: 应用对比实例之三

地点：广东省佛山市高明区西安镇崇步村

试验户主：陈浩彬

作物: 水稻

产量的比较见表 1，经济性状见表 2

表 1 : 产量对比试验：

表 2: 性状对比试验

水稻施用本微生物磷肥能显著增加分蘖数，促进根系生长，改善各项经济性状，增强抗倒伏能力及减轻紋枯病危害。与施过磷酸钙相比，水稻施用本微生物磷肥平均有效穗数可提高 2%，穗长增加 4%，结实率提高 3.2%，增产达 4%以上，且紋枯病的发生较轻（每季至少可减少用药 1次）。实施例 7: 应用对比实例之四

地点：广东省佛山市高明区杨和镇大楠村基围

户主：张连华

作物：农大一号甜玉米

产量比较见表 1，茎粗、株高等性状比较见表 2 表 1 : 产量对比试验单位： kg

本微生物磷肥能够有效增强玉米的生长态势，提高出苗率和成苗率，防止早衰、空秆、缺粒和倒伏，增加茎粗和叶片数，提高单穗重和产量，减少秃顶穗和病虫害的发生，口感无渣、鲜甜。与施过磷酸钙相比，玉米施用本微生物磷肥茎粗增加 0.1— 0.2cm，增加叶片数 1一 1.5个，单穗重提高 3.6%，空秆率降低 18%，缺粒率降低 20%，秃顶穗减少 13 %，叶斑病发生率减少 30% , 产量增加 3.7%。实施例 8: 应用对比实例之五

地点：广东省佛山市高明区杨和镇大楠村基围

户主：张连华

作物：苦瓜产量比较见表 1，座瓜数、单瓜重等性状比较见表 2 表 1 : 各处理产量结果单位： kg

表 2: 座瓜数、单瓜重等性状对比试验

本微生物磷肥能够有效促进苦瓜的生长，增加茎粗，根系发达，提高叶片光合作用及座瓜率，增加瓜肉厚度和重量，减少畸形瓜，增加入级瓜，延长采收期，并减少枯萎病的发生。与施过磷酸钙相比，苦瓜施用本微生物磷肥座瓜率提高 11 % , 瓜肉厚度增加 0.05cm，单瓜重增加 8克，畸形瓜减少 14% , 叶片增厚约 0.03mm，枯萎病减少 20— 30%，采收期延长 7— 10天，产量增加 4 %。

Claims

权利要求

1、微生物，其特征在于：所述微生物为纤维素链霉菌，保藏编号为 CGMCC NO. 2167；或杂色曲霉原变种，保藏编号为 CGMCC NO. 2171。

2、微生物磷肥，其特征在于：该微生物磷肥包含由以下 4种菌种组成的菌群的发酵物：枯草芽孢杆菌，保藏编号为 CGMCC NO. 0395. 2，名为観 2菌种；地衣芽孢杆菌，保藏编号为 CGMCC NO. 0395. 4，名为 WH4菌种；纤维素链霉菌，保藏编号为 CGMCC N0. 2167，名为 WH9菌种；杂色曲霉原变种，保藏编号为 CGMCC NO. 2171 , 名为 WH13菌种。

3、根据权利要求 2所述的微生物磷肥，其特征在于：所述磷肥为上述菌群的二级菌种与憐矿粉和活性有机物料的发酵物。

4、根据权利要求 2所述的微生物磷肥，其特征在于：以菌群总重为基准，各菌种的重量百分比为-

( 1 ) WH2菌种： 13-50%； (2) WH4菌种： 10-45%;

(3 ) WH9菌种： 8-40%; (4) WH13菌种： 8-37%。

5、根据权利要求 3所述的微生物磷肥，其特征在于：以下各成分的重量百分比为：

WH菌群的二级菌种 5-40%;

磷矿粉 20-90%;

活性有机物料 5-40%;

6、权利要求 2- 5任意一项所述的微生物磷肥的制造方法，其包括以下步骤-

( 1 )将 WH2菌种、 WH4菌种、 WH9菌种、 WH13菌种按权利要求 3所述的重量百分比混合成 WH菌群；

(2)按以下重量百分比配制所述 WH菌群的二级培养基：

(3 ) 二级菌种的培养：先将 WH菌群二级培养基按所述配方混合拌匀，常温下接种 WH菌群，二级培养基温度范围 30°C— 60°C， PH值.6. 5— 7. 5，培养时间 5- 15天，获得 WH菌群的二级菌种；

(4)将磷矿粉、活性有机物料和 WH菌群的二级菌种，按以下重量百分比混合，常温发酵 12天以上，得到微生物磷肥：

磷矿粉 20-90%;

活性有机物料 5-40%;

WH菌群的二级菌种 5-40%。

7、根据权利要求 6所述微生物磷肥的制造方法，其特征在于：所述磯矿粉为 P₂0₅含量为 8%— 28%的磷矿粉。