CN105037045A - 一种大豆营养液及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大豆营养液及其制备方法和使用方法。所述大豆营养液的制备方法包括如下步骤：(1)以重量份计，取分别经粉碎后的农作物秸秆40-60份、畜禽粪便20-30份、蘑菇渣20-30份混合并搅拌均匀，得混合物料；(2)向所述混合物料加入相当于其质量10-20%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为50%~65%，控制温度在不高于50℃下发酵3~7天；(3)按5-25L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并过滤，即得。本发明所述大豆营养液，原料取自于农业废弃物，成本低廉，制备费用低，操作方便，可以有效促进大豆生长，并提高抗病性。

Description

一种大豆营养液及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种大豆营养液及其制备方法和使用方法。

背景技术

农作物秸秆中含有一定量的碳、氮、磷、钾、钙、硅等多种元素，同时含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素和蛋白质等有机物质。秸秆中含有可供动植物利用的大量的营养成分，秸秆中含碳量约为40～60%，含氮量约0.6~1.1%，是具有综合利用价值的可再生生物资源。其中玉米秸秆是我国农业生产中的一种重要的剩余生物质资源，年产量约为2.1亿吨，且具有不断增长的趋势。随着农业生产的发展和农民生活方式的转变，以及城镇化进程，玉米秸秆的剩余量逐年增多，有超过一半的玉米秸秆未能得到有效利用。玉米秸秆的不合适处置（比如露天焚烧），不仅造成资源的浪费，而且容易导致环境问题。部分监测数据显示，农村秸秆焚烧是导致空气污染特别是严重雾霾的主因之一，中国多地相继禁止露天焚烧秸秆。

同时，蘑菇生产是世界上最大的固相发酵产业，而蘑菇渣是指栽培蘑菇以后剩下的固体废物。由于蘑菇渣中含有大量的残余营养物如糖类、有机酸类、生物活性物质和酶类等，可以为微生物的生长提供各种营养物质。

目前，饲料化、堆肥、厌氧产沼、发电/热解、以及制作复合材料等是秸秆资源化利用的主要途径。秸秆好氧堆肥是目前颇为经济有效的方法，但由于秸秆主要含有纤维素、半纤维素、木质素等难降解物质，堆肥周期较长，目前大量的研究集中于加速秸秆腐熟的微生物菌剂。

中国专利文献《一种降解秸秆的微生物菌剂》（公开号CN102174424A，公开日期2011年9月7日），公开了一种高效降解作物秸秆的微生物菌剂，其由地衣芽孢杆菌JLC38（Bacilluslicheniformis）、魏登施泰滕芽孢杆菌JLC43（Bacillusweihenstephanensis）等2种菌株组成。

中国专利文献《复合微生物制剂及其在作物秸秆的微生物降解中的应》（公开号CN101898907A，公开日期2010年12月01日），公开了一种复合微生物制剂及其应用，其中复合微生物制剂是纤维素分解菌和表面活性剂配制而成，纤维素分解菌属于木霉属，可增加秸秆的降解效率。

中国专利文献《利用秸秆原料食用菌的废料菌渣生产微生物有机菌肥的方法》（公开号CN103570383A，公开日期2014年02月12日），公开了一种利用秸秆原料生产食用菌后的废料菌渣生产微生物有机菌肥的方法，以秸秆生产食用菌后的废料菌渣为原料，采用菌渣预处理、制备活化发酵液及微生物二次发酵的工艺步骤生产微生物有机菌肥，其产品作为微生物菌肥使用。

尽管传统的秸秆堆肥技术，可为秸秆的资源利用提供了可行的技术方案。但是，由于秸秆堆肥存在诸多不足：（1）秸秆的堆肥时间仍然长，腐熟所需的周期长达数月；（2）相较于化肥没有优势，由于秸秆堆肥肥效较低、施加量较大，增加用肥成本等。因此，开发适用于特定农作物，制备周期较短、且具有特定功能（如抗病性等）的营养液，具有显著的实用意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于促进生长、提高抗病性的大豆营养液，用以解决现有堆肥技术的所需周期长、肥效低和施用量大的不足。

为实现上述目的，本发明提供一种大豆营养液的制备方法。具体地，该方法包括如下步骤：

(1)以重量份计，取分别经粉碎后的农作物秸秆40-60份、畜禽粪便20-30份、蘑菇渣20-30份混合并搅拌均匀，得混合物料；

(2)向所述混合物料加入相当于其质量10-20%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为50%~65%，控制温度不高于50℃下发酵3~7天；

(3)按5-25L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并过滤，即得。

优选地，所述大豆营养液的制备方法包括如下步骤：

(1)以重量份计，取分别经粉碎后的农作物秸秆45-55份、畜禽粪便23-27份、蘑菇渣23-27份混合并搅拌均匀，得混合物料；

(2)以重量份计，向所述混合物料加入15份功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为55%~60%，并控制温度不高于50℃下发酵4~6天；

(3)按10-20L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并过滤，即得。

由本发明上述方法制得的大豆营养液具有促进生长、提高抗病性的功能，尤其是提高大豆的生物量、根瘤数量和产量，增强大豆的生物固氮能力，以及提高抗大豆细菌斑疹病的效果显著。

其中，所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆中的一种或几种，优选为玉米秸秆，且粉碎后的粒径≤5cm，优选为≤2cm；所述畜禽粪便为猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种，优选为猪粪，且粉碎后的粒径≤2cm，优选为≤1cm；所述蘑菇渣粉碎后的粒径≤2cm，优选为≤1cm。

其中，蘑菇渣为栽培蘑菇后采摘掉蘑菇所剩下的固体废弃物。

本发明所使用的农作物秸秆、畜禽粪便和蘑菇渣来源广泛，且为农业废弃物的资源化再利用，因此制得的大豆营养液价格低廉。

其中，所述功能菌剂由以下方法制得：

在100份固体培养基中加入90-110份水和0.5-2份硫酸铵进行灭菌，灭菌后，加入8-12份混合菌液，然后放入27-29℃培养箱中静置培养6-8天，即得。

优选地，所述功能菌剂由以下方法制得：

在100份固体培养基中加入100份水和1份硫酸铵进行灭菌，灭菌后，加入10份混合菌液，然后放入28℃培养箱中静置培养7天，即得。

其中，所述固体培养基以重量份计，由包括如下组分的原料制备而成：5-7份麸皮、2-4份糠、0.5-2份稻壳。优选由6份麸皮、3份糠和1份稻壳构成。该固体培养基原料来源广泛，价格低廉。

其中，所述混合菌液中含有选自绿色木霉(Trichodermaviride)、黑曲霉(Aspergillusniger)、拟茎点霉(Phompsisliquidambari)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)的两种或者多种微生物，其中混合菌液中总活菌数为0.1~10×10¹⁰CFU/mL。该混合菌液有利于腐殖酸和富里酸物质的形成和可生物利用磷和钾的转化，而且可在发酵过程中与蘑菇渣中的土著微生物共同作用，衍生出大量功能性真菌、细菌和放线菌，具有优化土壤微生物群落结构、增强大豆固氮能力的优点。

优选地，所述混合菌中含有活菌数比例为0.5:1~4:1的拟茎点霉(Phompsisliquidambari)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，混合菌液中总活菌数为0.5~6×10¹⁰CFU/mL。

本发明同时提供了上述方法所制备得到的大豆营养液。该大豆营养液相较于固体基质更方便施用和利于根部吸收。

此外，本发明还提供了上述的大豆营养液在大豆培养中的应用；优选所述应用的使用方法为：以20-100mL/株(优选40-80mL/株)的量分1-5次(优选3次)向大豆幼苗根部土壤施加所述大豆营养液。

本发明方法具有如下优点：

1、本发明的大豆营养液使用的原料为农作物秸秆、畜禽粪便和蘑菇渣，来源广泛，且为农业废弃物的资源化再利用，因此，大豆营养液价格低廉；

2、本发明大豆营养液的制备方法中，农作物秸秆、畜禽粪便和蘑菇渣混合物，仅需在室温环境发酵3~7天，时间短、效率高，而且营养液相较于固体基质更方便施用；

3、本发明的大豆营养液，具有促进大豆生长、提高大豆抗病性的功能。且由于本发明的营养液中含有丰富的腐殖酸和富里酸物质，以及磷、钾等元素，而且富含发酵过程中衍生的大量功能性真菌、细菌和放线菌，可以改变土壤微生物群落结构，提高大豆在苗期和花荚期的土壤微生物数量、酶活性，以及大豆的生物固氮能力，促进大豆的根部结瘤、提高产量，而且可同时提高大豆抵抗细菌斑疹病的性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明所用原料均可购得。拟茎点霉可购自中国普通微生物菌种保藏管理中心；绿色木霉、黑曲霉菌和枯草芽孢杆菌可购自广东省微生物菌种保藏中心；其中上述菌种可使用PDA培养基培养，保存于4℃环境。

实施例1

本实施例提供一种大豆营养液，其中，所述大豆营养液由如下方法制备得到，具体包括如下步骤：

(1)取粉碎后粒径≤2cm的玉米秸秆、粉碎后粒径≤1cm的猪粪、粉碎后粒径≤1cm的蘑菇渣按6:2:2的质量比混合并搅拌均匀，得到混合物料；

(2)向所述混合物料加入相当于混合物料质量15%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为60%，控制温度不超过50℃下发酵培养6天；

其中，所述功能菌剂由如下方法制备得到：以重量份计，取100份固体培养基（麸皮：糠：稻壳为6:3:1），加入100份水，然后加入1份硫酸铵进行灭菌后，加入10份混合菌液，然后放入28℃培养箱中静置培养7天，即得。

其中，所述混合菌液中含有活菌数比例为3：1的拟茎点霉(Phompsisliquidambari)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，混合菌液中总活菌数为4.6×10¹⁰CFU/mL。

(3)按15L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并用5微米孔滤膜过滤，即得。

实施例2

本实施例提供一种大豆营养液，其中，所述大豆营养液由如下方法制备得到，具体包括如下步骤：

(1)取粉碎后粒径≤5cm的玉米秸秆、粉碎后粒径≤2cm的猪粪、粉碎后粒径≤2cm的蘑菇渣按质量比4:3:3混合并搅拌均匀，得到混合物料；

(2)向所述混合物料加入相当于混合物料质量15%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为65%，控制温度不高于50℃下发酵培养5天；

其中，所述功能菌剂由如下方法制备得到：以重量份计，取100份固体培养基（麸皮：糠：稻壳为6:3:1），加入100份水，然后加入2份硫酸铵进行灭菌后，加入10份混合菌液，然后放入29℃培养箱中静置培养8天，即得。

其中，上述混合菌液中含有活菌数比例为2.5：1：1的拟茎点霉、黑曲霉和绿色木霉，混合菌液中总活菌数为6.4×10¹⁰CFU/mL。

(3)按25L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并用5微米孔滤膜过滤，即得。

实施例3

本实施例提供一种大豆营养液，其中，所述大豆营养液由如下方法制备得到，具体包括如下步骤：

(1)取粉碎后粒径≤4cm的玉米秸秆、粉碎后粒径≤1cm的猪粪、粉碎后粒径≤1cm的蘑菇渣按5:2.5:2.5的质量比混合并搅拌均匀，得到混合物料；

(2)向所述混合物料加入相当于混合物料质量15%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为50%，控制温度不高于50℃下发酵4天；

其中，所述功能菌剂由如下方法制备得到：以重量份计，取100份固体培养基（麸皮：糠：稻壳为6:3:1），加入100份水，然后加入1份硫酸铵进行灭菌后，加入10份混合菌液，然后放入28℃培养箱中静置培养7天，即得。

其中，上述混合菌液中含有活菌数比例为0.5：1：2：2的绿色木霉、黑曲霉、拟茎点霉和枯草芽孢杆菌，混合菌液中总活菌数为7.2×10¹⁰CFU/mL。

(3)按5L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并用5微米孔滤膜过滤，即得。

实施例4

与实施例1相比，区别点仅在于：本实施例中，所述功能菌剂由如下方法制备得到：以重量份计，取90份固体培养基，加入90份水，然后加入0.5份硫酸铵进行灭菌后，加入8份混合菌液，然后放入27℃培养箱中静置培养6天，即得。

实施例5

与实施例1相比，区别点仅在于:本实施例中，所述功能菌剂由如下方法制备得到：以重量份计，取110份固体培养基，加入110份水，然后加入2份硫酸铵进行灭菌后，加入12份混合菌液，然后放入29℃培养箱中静置培养8天，即得。

实验例1

本实验例的大豆品种为早生白鸟，取400株大豆幼苗栽种于花盆中。土壤采集自无污染农田，pH约为6.0。分为空白组和五组对照组，每组100株，其中空白组不添加大豆营养液，对照组1-5分别施用由实施例1-5制得的大豆营养液，对照组向单株大豆幼苗根部土壤分3次施加60mL大豆营养液，每次20mL。空白组和对照组均施加化肥，单株施加量为氮肥1.0g/株，磷肥2.0g/株，KCl2.0g/株，K₂SO₄1.0g/株。

抗病性调查：采用叶背喷雾和上部叶片摩擦接种的方法鉴定空白组和对照组对大豆细菌性斑疹病菌株的抗感反应，病原为油菜黄单胞杆菌大豆致病变种（Xanthomonascampestrispvglycines）。病情指数=100×∑（病斑叶数×病级代表值）/(调查总叶数×最高病级值)。其中大豆病叶病情指数，分级标准如下：

0级：无病斑;

1级：病斑面积占整个叶面积5%以下；

2级：病斑叶面积占整个叶面积的6%~10%；

3级：病斑叶面积占整个叶面积11%~25%；

4级：病斑叶面积占整个叶面积26%~50%；

5级：病斑叶面积占整个叶面积50%以上。

大豆幼苗生长60天后，测定空白组和对照组中大豆的生物量、大豆产量、根瘤数量和大豆病情指数，测试结果为计算平均值，结果如表1-表5所示。

表1

	发病率	病情指数	植株鲜重（克）	根瘤数量（个）	总豆荚鲜重（克）
						空白组	86	57	6.5	50	63
对照组2	47	21	13.5	129	91

表1是本发明实施例1对促进大豆生长、提高大豆抗病性的效果。由表1可以看出，添加大豆营养液后，大豆的植株鲜重和根瘤数量分别增加108%和158%，总豆荚鲜重从63g/株增加至91g/株。此外，大豆细菌性斑疹病发病率从86%降至47%。

表2

	发病率	病情指数	植株鲜重（克）	根瘤数量（个）	总豆荚鲜重（克）
						空白组	86	57	6.5	50	63
对照组1	56	29	11	143	86

表2是本发明实施例2对促进大豆生长、提高大豆抗病性的效果。由表2可以看出，添加大豆营养液后，大豆的植株鲜重和根瘤数量分别增加69%和186%，总豆荚鲜重从63g/株增至86g/株。此外，大豆细菌性斑疹病发病率从86%降至56%。

表3

	发病率	病情指数	植株鲜重（克）	根瘤数量（个）	总豆荚鲜重（克）
						空白组	86	57	6.5	50	63
对照组3	64	34	9.7	87	79

表3是本发明实施例3对促进大豆生长、提高大豆抗病性的效果。由表3可以看出，添加大豆营养液后，大豆的植株鲜重和根瘤数量分别增加49%和74%，总豆荚鲜重从63g/株增至79g/株。此外，大豆细菌性斑疹病发病率从86%降至64%。

表4

	发病率	病情指数	植株鲜重（克）	根瘤数量（个）	总豆荚鲜重（克）
						空白组	86	57	6.5	50	63
对照组2	51	24	13.7	116	87

表4是本发明实施例4对促进大豆生长、提高大豆抗病性的效果。由表4可以看出，添加大豆营养液后，大豆的植株鲜重和根瘤数量分别增加111%和132%，总豆荚鲜重从63g/株增加至87g/株。此外，大豆细菌性斑疹病发病率从86%降至51%。

表5

	发病率	病情指数	植株鲜重（克）	根瘤数量（个）	总豆荚鲜重（克）
						空白组	86	57	6.5	50	63
对照组2	49	27	12.8	123	89

表5是本发明实施例5对促进大豆生长、提高大豆抗病性的效果。由表5可以看出，添加大豆营养液后，大豆的植株鲜重和根瘤数量分别增加97%和146%，总豆荚鲜重从63g/株增加至89g/株。此外，大豆细菌性斑疹病发病率从86%降至49%。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种大豆营养液的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)以重量份计，取分别经粉碎后的农作物秸秆40-60份、畜禽粪便20-30份、蘑菇渣20-30份混合并搅拌均匀，得混合物料；

(2)向所述混合物料加入相当于其质量10-20%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为50%~65%，控制温度不高于50℃下发酵3~7天；

(3)按5-25L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并过滤，即得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)以重量份计，取分别经粉碎后的农作物秸秆45-55份、畜禽粪便23-27份、蘑菇渣23-27份混合并搅拌均匀，得混合物料；

(2)向所述混合物料加入相当于其质量15%的功能菌剂，然后加水至所述混合物料含水率为55%~60%，并控制温度在不高于50℃下发酵4~6天；

(3)按10-20L/kg的比例向发酵后的混合物料中喷洒水，收集淋出液并过滤，即得。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆中的一种或几种，且粉碎后的粒径≤5cm；所述畜禽粪便为猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种，且粉碎后的粒径≤2cm；所述蘑菇渣粉碎后的粒径≤2cm。

4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述过滤为采用5微米微孔过滤膜进行过滤。

5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述功能菌剂由以下方法制得：

在100份固体培养基中加入90-110份水和0.5-2份硫酸铵进行灭菌，灭菌后，加入8-12份混合菌液，然后放入27-29℃培养箱中静置培养6-8天，即得。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述固体培养基以重量份计，由包括如下组分的原料制备而成：5-7份麸皮、2-4份糠和0.5-2份稻壳；优选由6份麸皮、3份糠和1份稻壳构成。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述混合菌液中含有绿色木霉(Trichodermaviride)、黑曲霉(Aspergillusniger)、拟茎点霉(Phompsisliquidambari)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)的两种或者多种，所述混合菌液中总活菌数为0.1~10×10¹⁰CFU/mL。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述混合菌液中含有活菌数比例为0.5:1~4:1的拟茎点霉(Phompsisliquidambari)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，混合菌液中总活菌数为0.5~6×10¹⁰CFU/mL。

9.权利要求1-8中任一项所述的方法制得的大豆营养液。

10.权利要求9所述的大豆营养液在大豆培养中的应用：优选所述应用的使用方法为：以20-100mL/株(优选40-80mL/株)的量分1-5次(优选3次)向大豆幼苗根部土壤施加所述大豆营养液。