CN107176873A

CN107176873A - 生物有机肥及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN107176873A
Application number: CN201710322522.7A
Authority: CN
Inventors: 谭石勇; 谭武贵; 邱尧; 文亚雄; 杨梅玉; 刘备
Original assignee: HUNAN TAIGU BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: HUNAN TAIGU BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2017-09-19

Abstract

本发明公开了一种生物有机肥及其制备方法和应用，生物有机肥采用芽孢杆菌IBFCBF‑1发酵液接种到混合有机肥中，经固体发酵制备得到；混合有机肥包括牛粪有机肥和氨基酸有机肥。其制备方法为：将羊粪有机肥和氨基酸有机肥混合得到混合有机肥；将芽孢杆菌IBFCBF‑1发酵液接种到混合有机肥进行固体发酵得到生物有机肥。本发明的生物有机肥能有效控制辣椒疫病的发生、提高辣椒产量，可应用于辣椒疫病防治和辣椒增产。

Description

生物有机肥及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及生物肥料技术领域，尤其涉及一种生物有机肥及其制备方法和应用。

背景技术

辣椒，别名：牛角椒、长辣椒、菜椒、灯笼椒，拉丁文名：Capsicum annuum L.，茄科、辣椒属一年或有限多年生草本植物。辣椒是世界上主要的果蔬之一，在人类饮食习惯中占有非常重要的地位，世界各国都有普遍种植，在我国四川，贵州，湖南，云南，陕西、河南（淅川县）、河北省和内蒙古等省份都有大面积种植。辣椒疫病是由辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici Leon）引起的全生育期均可发病的世界毁灭性病害。该病以土壤和雨水传播为主，除了引起大面积死秧外，还可造成叶片枯萎、果实腐烂、茎杆出现坏死斑等多种症状，造成辣椒生产上大量减产，甚至绝收，严重制约着辣椒产业的发展和经济效益的提高。目前，国内外对辣椒疫病的防控方法多种多样，主要包括使用化学药剂、选育抗病品种、生物防治等。但由于辣椒疫霉菌寄主广泛，在土壤中普遍存在，且对杀菌剂易产生抗药性，大量使用农药会造成环境污染及果实的农药残留。同时辣椒抗疫病种质的抗性是由多基因控制的数量性状，其转育难度极大，且多为中抗或耐病品种，很少有高抗品种，更谈不上有免疫品种。因此，对辣椒疫病的防控暂未有一种比较好的防治方法。

另外一方面，农业生产上的农作物秸秆一般就地焚烧、规模化养殖后的畜禽粪便随地弃置等，使大量的养分资源流失于耕地土壤***之外，不仅严重污染了环境，也极大地浪费了能作为有机肥和生物有机肥生产原料的有机物资源，不利于我国农业的可持续发展。将这些农业有机废弃物制备成生物有机肥再施入土壤中，将有效解决农业有机废弃物的问题，不仅能够变废为宝，实现资源在利用，而且还能够净化和完善农业生态环境。因此，将这些农业有机废弃物经过高温发酵成高品质的有机肥，再用作土壤有益微生物的载体，制备成为具有明确功能的生物有机肥将具有广阔的应用前景。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以有效控制辣椒疫病的发生、提高辣椒产量的生物有机肥，还提供了该生物有机肥的制备方法以及在辣椒疫病防治和辣椒增产中的应用，不仅具有有机肥的功能，而且其中所含的生防菌通过多种促生及生防机制起作用，从而达到促生或防治辣椒疫病的效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物有机肥，所述生物有机肥采用将芽孢杆菌IBFCBF-1发酵液接种到混合有机肥中，经固体发酵制备得到；所述混合有机肥包括牛粪有机肥和氨基酸有机肥。

上述的生物有机肥，优选的，所述生物有机肥中，芽孢杆菌IBFCBF-1的活菌数为3.0×10⁸cfu/g以上，氮的含量为20mg/kg～28mg/kg；磷的含量为12mg/kg～18mg/kg；钾的含量为28mg/kg～32mg/kg，有机质≥40%。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

S1、将羊粪有机肥和氨基酸有机肥混合得到混合有机肥；

S2、将芽孢杆菌IBFCBF-1发酵液按体积百分含量为15～20%接种到混合有机肥进行固体发酵得到生物有机肥。

上述的制备方法，优选的，所述S1步骤中，所述羊粪有机肥和氨基酸有机肥的体积比为5∶5；

和/或，所述S2步骤中，所述固体发酵过程中在温度≤55℃的环境下发酵7～8d，发酵过程中每天翻堆1～2次得到含芽孢杆菌IBFCBF-1的生物有机肥，其含水量在30%以下。

上述的制备方法，优选的，所述羊粪有机肥的制备方法为：

S1-1、将80wt%～85wt%的新鲜羊粪，10wt%～12wt%的统糠，2wt%～5wt%的锯末，3wt%～5wt%的菜粕，0.3wt%的发酵菌剂混匀得到堆肥原料；

S1-2、将所述堆肥原料调节含水量为50%～60%后，打堆得到堆体；

S1-3、将所述堆体进行堆肥发酵12d～18d。

进一步优选的，夏天堆肥发酵时间为12d～15d；冬天的堆肥发酵时间为15d～18d。

上述的制备方法，优选的，所述S1-2步骤中，所述堆体的高度为1.5m～2m，宽度为2.0m～2.5m；和/或，所述S1-3步骤中，待所述堆体升温至60℃～65℃时，进行翻堆，每天翻堆1～2次；待温度下降至40℃～45℃时，每两天翻堆一次。

上述的制备方法，优选的，所述氨基酸有机肥中10%≥N+P₂O₅+K₂O≥6%，有机质≥40%，8%≥氨基酸≥5%。

上述的制备方法，优选的，所述S2步骤中，所述芽孢杆菌IBFCBF-1发酵液采用以下方法制备得到：将芽孢杆菌IBFCBF-1菌株接种到发酵培养基中进行液体发酵，形成芽孢；所述液体发酵培养基包括10.1g·L^-1～10.5g·L^-1麸皮、11.0g·L^-1～12.0g·L^-1玉米粉、19.0g·L^-1～21.0g·L^-1豆粕、1.3g·L^-1～1.7g·L^-1CaCO₃、2.1g·L^-1～2.4g·L^-1MgSO₄·7H₂O和3.2g·L^-1～3.5g·L^-1NaCl，pH值7.0～7.2。

上述的制备方法，优选的，所述芽孢杆菌IBFCBF-1菌株的接种量为0.5%～1%；所述液体发酵过程中，温度为30℃～35℃，通气量范围30%～100%，转速180转/分钟～190转/分钟。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的生物有机肥或上述制备方法制备得到的生物有机肥在防治辣椒疫病和植物增产中的应用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明提供了一种生物有机肥，含有防治辣椒疫病的芽孢杆菌菌株IBFCBF-1、丰富的有机质（质量百分含量40%以上）、氨基酸、小分子多肽和有机养分。防治辣椒疫病的芽孢杆菌菌株IBFCBF-1是抑制辣椒疫病病原菌生长的优质高效菌株，其拮抗效果非常显著。盆栽试验结果表明，辣椒疫病的防治率达到75%以上。有机质、氨基酸、小分子多肽和有机养分等丰富的营养物质不仅能够促进作物的生长，也为其中的生防菌（IBFCBF-1）提供了生长繁殖的条件，使其在土壤中存活下来并形成优势种群，从而发挥防病作用。因此，生物有机肥的作用机制在于本肥料产品中的有益微生物能够与有机载体良好结合，能够使得该有益微生物菌株迅速大量繁殖，在辣椒根际形成优势菌群；另外一方面，本肥料产品中含有较高含量的有机氮和有机磷，这些营养物质对连作障碍土壤中作物的生长十分有利，大大提高了作物的立苗率和抗逆能力。

（2）本发明提供了一种生物有机肥，是生物菌株制剂，完全没有因化学农药的使用所带来的一系列问题，因而有利于蔬菜的无公害生产，农民可以不用或减少化学农药的用量，这不仅可为农民节省开支，而且减少了农产品中的农药残留，有利于农产品的出口。同时，该生物肥料还有增产功能，可为农民增加收入。

（3）本发明的生物有机肥可以在营养钵施用，也可以在大田施用，不仅具有有机肥的功能，而且其中所含的生防菌通过多种促生及生防机制起作用，从而达到促生或防治辣椒疫病的效果。

（4）本发明提供了一种生物有机肥的制备方法，制备工艺简单、环保、适合大规模工业化生产。

（5）本发明提供了一种生物有机肥的应用，在辣椒疫病连作障碍严重的田间试验中连续施用生物有机肥，可以有效控制辣椒疫病的发生，同时还能提高辣椒的产量。

芽孢杆菌IBFCBF-1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年8月11日，保藏号为CGMCC NO. 11230。芽孢杆菌IBFCBF-1已于2015年12月02日申请发明专利，申请号为201510867702.4，公布日2016年03月02日。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的一些实施例，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1中芽孢杆菌IBFCBF-1对辣椒疫病病原菌的抑制效果照片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。其中用于防治辣椒疫病的菌株为芽孢杆菌IBFCBF-1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年8月11日，保藏号为CGMCC NO. 11230。

实施例1

一种本发明的用于防治辣椒疫病的芽孢杆菌IBFCBF-1，从辣椒疫病发病田块中的健康辣椒植株根际土壤中分离拮抗菌，再通过盆栽试验最终筛选出高效拮抗菌株IBFCBF-1。菌种于体积百分含量30%甘油中-70℃保存。将拮抗菌IBFCBF-1送交中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏日期为2015年8月11日，保藏号为CGMCC NO. 11230。

考察IBFCBF-1对辣椒疫病病原菌的抑制效果，图1左图为对照，单一的辣椒疫病病原菌生长图；右图为IBFCBF-1对辣椒疫病病原菌的抑制效果，右图中间的菌落为病原菌，四周的菌落为生防菌，从图1的对照可知：IBFCBF-1对辣椒疫病病原菌的有明显的抑制效果。

芽孢杆菌菌株IBFCBF-1的菌落呈乳白色，半透明，圆形，边缘不整齐，表面湿润光滑，主要生物学特性为：革兰氏染色阳性G+，细胞为杆状，芽孢端生或近端生，过氧化氢酶阳性，淀粉水解阳性，甲基红试验阳性，V-P反应阳性，明胶水解阳性，纤维素分解阳性，硝酸盐还原阳性，吲哚试验阴性，不能利用柠檬酸盐，能产氨，发酵葡萄糖产酸产气，能利用木糖、L-***糖、甘露糖、D-果糖、D-木糖，最适生长温度为35℃，pH值为7.0。

实施例2

一种本发明的生物有机肥，采用以下方法制备得到：

1）制备芽孢杆菌发酵液：

1.1、配制发酵培养基：称取10.35 g麸皮、11.5 g的玉米粉、20 g的豆粕、1.5 g的CaCO₃、2.3 g的MgSO₄·7H₂O、3.41 g的NaCl放入容器中，加水至1000 mL，pH值调至7.0～7.2，在115℃灭菌30 min；

1.2、液体发酵：取2 mL实施例1的芽孢杆菌IBFCBF-1（CGMCC NO. 11230）菌株接种到200mL步骤1.1的发酵培养基中进行液体发酵生产，其发酵条件为：初始pH值范围为7.0～7.2，培养温度为30℃，溶氧：通气量范围30%～100%，转速190转/分钟，发酵中后期（36 h）形成芽孢，发酵得到的发酵液中IBFCBF-1的含菌或芽孢量≥10.0×10⁹个/ml。

2）制备混合有机肥：

2.1、制备羊粪有机肥：

将82wt%的新鲜羊粪，11wt%的统糠，3wt%的锯末，4wt%的菜粕，0.3wt%的发酵菌剂混匀得到堆肥原料；将所述堆肥原料调节含水量为55%后，打堆得到堆体；堆体的高度为1.7m，宽度为2.2m，长度不限；将所述堆体进行堆肥发酵15d（室温下）。堆肥发酵过程中，所述堆体升温至60℃～65℃时，进行翻堆，每天翻堆1～2次；待温度下降至40℃～45℃时，每两天翻堆一次，直至温度降至常温，保存待用；制备的羊粪有机肥，发芽指数为98%以上，有机质质量比含量≥40%，有机氮质量比含量为1.7～2.5%，含水量为25～30%；

2.2、制备氨基酸有机肥：选择湖南泰谷生物肥料有限公司的氨基酸有机肥，登记证号：湘农肥（2016）准字1991号，肥料规格：N+P₂O₅+K₂O≥6%，有机质≥40%，氨基酸≥5%；

2.3、混合：将羊粪堆肥和氨基酸有机肥按体积比为5∶5混合得到混合有机肥。

3）固体发酵：将步骤1）的芽孢杆菌发酵液按照体积质量比为20%接种到步骤2）的混合有机肥中，在温度≤55℃的环境下发酵7d，发酵过程中每天翻堆1～2次，获得含有芽孢杆菌IBFCBF-1有效活菌数含量为3.0×10⁸cfu/g的生物有机肥，水分含量蒸发至30%以下。

本实施例1的生物有机肥料，含有不低于3.0×10⁸个/g的上述的生防菌株IBFCBF-1的菌落形成单位，氮（全氮）的含量为25.6 mg/kg，磷（全磷）的含量为15.2 mg/kg，钾（全钾）的含量为32.7 mg/kg，有机质42.5 %。

实施例3

一种实施例2的生物有机肥在防治辣椒盆栽中辣椒疫病的应用，具体应用方法为：

供试样品的准备：供试土壤为辣椒连作土壤，疫病发病严重。供试辣椒品种“金椒红龙”。将辣椒种子表面消毒后，播种到营养钵中进行育苗，长至4叶期即得辣椒苗；

辣椒盆栽的准备：准备90个5公斤的大盆钵，每个盆钵加入5kg辣椒连作土壤，并移栽3棵辣椒苗；

施肥：将辣椒盆栽平均分为三份，每组30盆，按照以下方法进行处理CK对照：每盆施用N、P、K化学肥料，采用移苗前穴施。

T1：每盆施用1%（W/W）实施例2中步骤2）的混合有机肥，采用移苗前穴施。

T2：每盆施用1%（W/W）实施例2的生物有机肥，采用移苗前穴施。

CK对照、T1、T2组中N、P、K等养分含量保持一致。

将三组辣椒盆栽，在相同环境下进行培养，移栽30 d取样计算生物量，考察促生效果。生长至开花期，每周记录发病情况，统计病情指数，统计结果参见表1。

表1：辣椒盆栽的发病率、生防效果及生物量

处理	发病率	防治效果	株高（cm）	地上部干重（g）
					CK	86.3 %	-	22.95 ± 0.42	0.52 ± 0.03
T1	37.4%	56.6%	24.35 ± 0.31	0.58 ± 0.01
					T2	17.4%	80.1%	27.59 ± 0.29	0.71 ± 0.03

移栽60 d后采集各处理的植株及土壤样品迅速带回实验室分析测定根际土壤中微生物数量，考察结果参见表2。

表2：辣椒根际土壤中微生物数量

试验结果如下：

（1）施用本发明的生物有机肥能促进辣椒的生长，显著增加植株的生物量（表1）。CK处理中辣椒的株高和地上部干重依次为42.5 cm和3.3 g，而使用含菌IBFCBF-1的生物有机肥（T2处理）中的辣椒株高和地上部干重依次为62.7 cm和5.1 g，T2处理中的辣椒生物量相比CK处理和T1处理均要高；

（2）移栽60 d后，对照处理中植株的发病率达到了86.3 %，而添加混合有机肥及本发明中生物有机肥均能显著降低辣椒疫病的发病率，其中T2施用生物有机肥处理表现出最好的防治效果，其发病率为17.4%，防病率达80.1%；

（3）施用本发明的生物有机肥不仅可以起到防治辣椒疫病的作用，而且具有减少土壤中辣椒疫霉菌的数量，增加有益微生物数量，改善根际微生物群落结构的功能。

实施例4

一种实施例2的生物有机肥在防治田间辣椒疫病的应用，具体应用方法为：

在长沙冯家冲地区连作8年的辣椒疫病发病大棚进行了田间试验，以100 kg生物有机肥/亩的使用量，设置二个处理，每个处理三个重复，每个重复的小区面积为30 m²。

CK对照：施用化肥（用氮磷钾化肥补齐养分，使氮磷钾化的含量与生物有机肥处理组一致）。

生物有机肥处理组：施用生物生物有机肥。

将辣椒苗移栽后，定期到田间采集数据，统计发病率，最后采收后计算不同处理的生物量差异。考察结果参见表3。

表3：田间试验效果

处理	发病率（%）	产量（Kg/亩）
			CK处理	72.4	1845
生物有机肥	16.7	2461

从表3的结果可知：施用本发明的生物有机肥在田间能够显著降低辣椒疫病的发病率，辣椒产量增加33.4%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种生物有机肥，其特征在于，所述生物有机肥采用芽孢杆菌IBFCBF-1发酵液接种到混合有机肥中，经固体发酵制备得到；所述混合有机肥包括牛粪有机肥和氨基酸有机肥。

2.根据权利要求1所述的生物有机肥，其特征在于，所述生物有机肥中，芽孢杆菌IBFCBF-1的活菌数为3.0×10⁸cfu/g以上，氮的含量为20mg/kg～28mg/kg；磷的含量为12mg/kg～18mg/kg；钾的含量为28mg/kg～32mg/kg，有机质≥40%。

3.一种权利要求1或2所述生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将羊粪有机肥和氨基酸有机肥混合得到混合有机肥；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述羊粪有机肥和氨基酸有机肥的体积比为5∶5；和/或，所述S2步骤中，所述固体发酵过程中：在温度≤55℃的环境下发酵7～8d，发酵过程中每天翻堆1～2次得到含芽孢杆菌IBFCBF-1的生物有机肥，其含水量在30%以下。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述羊粪有机肥的制备方法为：

S1-3、将所述堆体进行堆肥发酵12d～18d。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S1-2步骤中，所述堆体的高度为1.5m～2m，宽度为2.0m～2.5m；和/或，所述S1-3步骤中，待所述堆体升温至60℃～65℃时，进行翻堆，每天翻堆1～2次；待温度下降至40℃～45℃时，每两天翻堆一次，直至温度降至常温，保存待用。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氨基酸有机肥中10%≥N+P₂O₅+K₂O≥6%，有机质≥40%，8%≥氨基酸≥5%。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述芽孢杆菌IBFCBF-1发酵液采用以下方法制备得到：将芽孢杆菌IBFCBF-1菌株接种到发酵培养基中进行液体发酵，形成芽孢；所述液体发酵培养基包括10.1g·L^-1～10.5g·L^-1麸皮、11.0g·L^-1～12.0g·L^-1玉米粉、19.0g·L^-1～21.0g·L^-1豆粕、1.3g·L^-1～1.7g·L^-1CaCO₃、2.1g·L^-1～2.4g·L^-1MgSO₄·7H₂O和3.2g·L^-1～3.5g·L^-1NaCl，pH值7.0～7.2。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述芽孢杆菌IBFCBF-1菌株的接种量为0.5%～1%；所述液体发酵过程中，温度为30℃～35℃，通气量范围30%～100%，转速180转/分钟～190转/分钟。

10.一种权利要求1至2中任一项所述的生物有机肥或权利要求3至9中任一项所述制备方法制备得到的生物有机肥在防治辣椒疫病和植物增产中的应用。