CN108841767B - 一种复合微生物菌剂和微生物菌肥 - Google Patents

一种复合微生物菌剂和微生物菌肥 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种复合微生物菌剂和微生物菌肥，涉及微生物菌肥领域。所述复合微生物菌剂，含有枯草芽孢杆菌XF‑1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌和EM菌。所述微生物菌肥采用如下方法制备：在发酵床基质中加入发酵床基质重量0.5‑5%的权利要求1或2所述复合微生物菌剂，得到发酵床载体；将所述发酵床载体平铺在猪圈或牛圈中，进猪或牛饲养50‑70天，得到发酵床；调节所述发酵床pH至6.8‑7.8，再调节水含量为55‑65%，堆肥、干燥，得到所述微生物菌肥。本发明复合微生物菌剂中微生物种类搭配合理，在发酵床基质中发酵后，制备得到微生物菌肥能够显著提高作物的产量和品质。

Description

一种复合微生物菌剂和微生物菌肥
技术领域
本发明涉及微生物菌肥领域，更具体地说是涉及一种复合微生物菌剂和微生物菌肥。
背景技术
由于农业的现代化水平越来越高，绿色无污染食品越来越受到人们的重视。随之重视的便是生态农业。因为只有生态的农业才能生产出生态的食品。在这一方面，无论是从国家政策支持的力度上，还是在实际的行动中，国家都对此投入大量的支持。现在我们所了解的含有活性微生物的肥料的广泛应用就是一个最好的说明。可以说，含微生物的肥料以后将逐渐成为农作物生长中的一个必备的肥料。
微生物菌肥不仅含有机质，而且含有特定功能的微生物活体及其代谢物，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动和代谢产物，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境；作用机理主要是通过活菌强大的繁殖能力和竞争能力抑制病菌、活化土壤，另一方面是通过活菌的代谢产物抑菌、杀虫、促进作物生长，归还土壤健康。
现有技术中的微生物菌肥在防病和增产方面还不能令人满意。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种复合微生物菌剂，该菌剂含有枯草芽孢杆菌XF-1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌和EM菌，由于微生物种类搭配合理，在发酵床基质中发酵后，可以制备得到优良的微生物菌肥。
本发明的另一个目的是提供采用上述复合微生物菌剂制备的微生物菌肥，该微生物菌肥兼有有机肥、微生物活菌制剂的优点，能提高肥料利用率，增加土壤有机质，促进作物根际微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，为作物的生长提供全面、均衡的营养，并能预防和降低土传病害的发生，使作物的产量和品质得到显著提升。
本发明的目的采用如下技术方案实现。
一种复合微生物菌剂，含有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)XF-1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌和EM菌。
优选的技术方案中，所述复合微生物菌剂由如下重量份的组分组成：含量不低于10×108cfu/g的枯草芽孢杆菌XF-1菌剂10-30重量份、含量不低于1×108cfu/g的绿色木霉菌菌剂5-20重量份、含量不低于10×108cfu/g的双歧杆菌菌剂2-10重量份、含量不低于2×108cfu/g的酵母菌菌剂5-10重量份、含量不低于2×108cfu/g的乳酸菌菌剂5-10重量份、含量不低于1×108cfu/g的硝化细菌菌剂2-10重量份、含量不低于1×108cfu/g的固氮菌菌剂2-10重量份、含量不低于5×108cfu/g的EM菌菌剂5-20重量份。其中，酒糟是酿酒剩余后的固形物，糖渣是提取糖后的废弃固形物，醋渣是制醋后的废弃固形物，甘蔗渣是甘蔗在糖厂经过榨糖以后剩余的物质，豆油渣是在压榨工艺生产豆油时冷滤工艺过程中的固形剩余物，水果渣是榨果汁后剩余的固形残渣，木薯渣是木薯提取淀粉后剩下的固体残渣，食用菌渣是各种蘑菇培养后剩余的废弃固形物，杂草切成不超过10cm的小段，玉米秸秆切成不超过10cm的小段。发酵床基质中原料选择本着易得、就地取材的原则。
本发明还要求保护采用所述复合微生物菌剂制备的微生物菌肥。
在本发明中，所述微生物菌肥采用如下方法制备：在发酵床基质中加入发酵床基质重量0.5-5％的权利要求1或2所述复合微生物菌剂，得到发酵床载体；将所述发酵床载体平铺在猪圈或牛圈中，进猪或牛饲养50-70天，得到发酵床；调节所述发酵床pH至6.8-7.8，再调节水含量为55-65％，堆肥、干燥，得到所述微生物菌肥。传统的猪和牛的养殖粪尿污染非常严重，对地面、空气、水源产生了严重的影响。发酵床载体和牲畜粪便协同发酵，能够快速转化生粪、尿等养殖废弃物，消除恶臭，抑制害虫、病菌，同时，复合微生物菌剂中的有益微生物菌群能将发酵床基质、粪便合成可供牲畜食用的糖类、蛋白质、有机酸、维生素等营养物质，增强牲畜抗病能力，促进牲畜健康生长。由于该微生物菌肥含大量有益菌(枯草芽孢杆菌XF-1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌、EM菌等)及活性物质(活性酶、蛋白酶、植物激酶、有机酸、氨基酸、多种中微量元素)，因此能活化土壤、增进土壤肥力、促进土壤团粒结构的形成，抗碱解盐，改良土壤，促进作物对养分的吸收，刺激作物根系生长。增强植物抗病(虫)和抗旱能力。多种有益微生物在作物根际大量繁殖，形成优势菌群，并分泌植物促生物质和抗生素，抑制病原微生物的生长，提高抗青枯病、根肿病、根腐病、立枯病、疫病、枯萎病、根结线虫病等多种病害的能力。发酵床载体厚度至少30cm。
在本发明中，所述发酵床基质是选择稻壳、花生壳、棉籽壳、酒糟、糖渣、醋渣、甘蔗渣、锯末、油渣、水果渣、树叶、杂草、秸秆、食用菌渣、木薯渣中的一种或两种以上物质的混合物。
优选的技术方案中，采用石灰或过磷酸钙调节发酵床pH。
优选的技术方案中，堆肥过程中，当发酵床内温度超过50℃时，对所述发酵床进行翻动。在本申请中，所述堆肥时间为7-10天。
优选的技术方案中，所述微生物菌肥的含水量不高于30％，活菌含量不低于5×107cfu/g，pH为6.5-8.5。
本发明复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌XF-1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌和EM菌，该复合微生物菌剂中微生物种类搭配合理，在发酵床基质中发酵后，可以制备得到优良的微生物菌肥。本发明微生物菌肥兼有有机肥、微生物活菌制剂的优点，能提高肥料利用率，增加土壤有机质，促进作物根际微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，为作物的生长提供全面、均衡的营养，并能预防和降低土传病害的发生，使作物的产量和品质得到显著提升。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1复合微生物菌剂的制备
本实施例描述了微生物菌肥制备过程中需要使用的复合微生物菌剂的制备方法。
(1)枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)XF-1菌剂的制备
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)XF-1(以下缩写为枯草芽孢杆菌XF-1)的活化：从枯草芽孢杆菌XF-1的斜面中，用无菌接种针挑取部分菌苔至LB摇瓶中(250mL摇瓶中LB液体培养基装液量50ml)，在30℃、150r/min下培养24h后，LB培养基变浑浊。取菌液至LB固体培养基中划线培养24h-36h，枯草芽孢杆菌XF-1在LB固体培养基上生长良好，菌落白色或灰白色，边缘圆滑，表面不规则，不透明。
种子液的制备：500mL种子摇瓶中LB液态培养基的装液量为150ml。挑取LB固体培养基上的单菌落接种于种子摇瓶中，将种子摇瓶在30℃、150r/min下培养24h，得到种子液。
发酵培养基配方(g/L)为：花生饼粉15g/L，玉米淀粉20g/L，葡萄糖10g/L，CaCO32g/L，(NH4)2SO4 0.5g/L，MgSO4·7H2O 0.2g/L，泡敌0.1g/L，pH 7.0-7.5。
将发酵培养基置于发酵罐中，灭菌。
将枯草芽孢杆菌XF-1的种子液，接入发酵罐中，培养条件如下：通气比为1：1、搅拌转速为100-150r/min、罐压0.01MPa、培养温度30℃、培养时间为48h，得到活菌含量为10×108cfu/mL的发酵液，其中芽孢含量为95％。该发酵液可以直接作为液态菌剂。
在发酵罐培养结束时，保证液态菌剂中活菌含量为5-1000×108cfu/mL且其中的芽孢率不低于95％的前提下，可以对发酵培养基和发酵培养条件进行调整。
在得到上述枯草芽孢杆菌XF-1液态菌剂的情况下，制备枯草芽孢杆菌XF-1的固体制剂。
向制得的液态菌剂(活菌含量为10×108cfu/mL且其中芽孢率为95％)中加入1000目的硅藻土熟料粉，液态菌剂与硅藻土熟料粉的重量比为100:20。将该液固混合物搅拌30分钟后，利用输料泵将料液输入离心式喷雾塔中干燥，得到水含量为5.6％(W/W)、活菌含量为48×108cfu/g的枯草芽孢杆菌XF-1固态菌剂Ⅰ。其中离心式喷雾塔中的干燥条件为：进风口温度为180-200℃，出风口温度为75-85℃。
液态菌剂也可以先用陶瓷膜浓缩过滤，在得到的浓缩液中加入浓缩液重量3％的1000目的硅藻土熟料粉，混合均匀后，在80℃条件下进行真空干燥，得到水含量为6％(W/W)、活菌含量为115×108cfu/g的固体菌剂Ⅱ。
为了制备枯草芽孢杆菌XF-1含量为20×108cfu/g的固态菌剂，可以在固体菌剂Ⅰ或Ⅱ中，添加其质量5％(W/W)的十二烷基苯磺酸钠和适量1000目的硅藻土熟料粉，混合均匀后气流粉碎即可。
(2)复合菌剂的制备：
取上述已制备好的枯草芽孢杆菌XF-1的液态菌剂或固态菌剂，与其他微生物菌剂按照如下比例混合均匀：枯草芽孢杆菌XF-1菌剂(自制，含量20×108cfu/g)10-30重量份、绿色木霉菌菌剂(云南星耀生物制品有限公司，含量为1×108cfu/g)5-20重量份、双歧杆菌菌剂(陕西森弗天然制品有限公司，含量为10×108cfu/g)2-10重量份、酵母菌菌剂(上海碧莱清生物科技有限公司，含量为2×108cfu/g)5-10重量份、乳酸菌菌剂(陕西森弗天然制品有限公司，含量为2×108cfu/g)5-10重量份、硝化细菌菌剂(福建活水生物技术有限公司出品，含量为1×108cfu/g)2-10重量份、固氮菌菌剂(黑龙江省华龙生物科技有限公司，含量为1×108cfu/g)2-10重量份、EM菌菌剂(沧州市益宏生物科技有限公司，含量为5×108cfu/g)5-20重量份，得到复合微生物菌剂。
制备含有如下组分的复合微生物菌剂A：枯草芽孢杆菌XF-1菌剂(含量为20×108cfu/g)20重量份、绿色木霉菌菌剂(含量为1×108cfu/g)10重量份、双歧杆菌菌剂(含量为10×108cfu/g)8重量份、酵母菌菌剂(含量为2×108cfu/g)8重量份、乳酸菌菌剂(含量为2×108cfu/g)6重量份、硝化细菌菌剂(含量为1×108cfu/g)6重量份、固氮菌菌剂(含量为1×108cfu/g)8重量份、EM菌菌剂(含量为5×108cfu/g)15重量份。
制备含有如下组分的对照菌剂1：枯草芽孢杆菌XF-1菌剂(含量为20×108cfu/g)20重量份、绿色木霉菌菌剂(含量为1×108cfu/g)10重量份、EM菌菌剂(含量为5×108cfu/g)15重量份。
制备含有如下组分的对照菌剂2：双歧杆菌菌剂(含量为10×108cfu/g)8重量份、酵母菌菌剂(含量为2×108cfu/g)8重量份、EM菌菌剂(含量为5×108cfu/g)15重量份。
制备含有如下组分的对照菌剂3：乳酸菌菌剂(含量为2×108cfu/g)6重量份、硝化细菌菌剂(含量为1×108cfu/g)6重量份、固氮菌菌剂(含量为1×108cfu/g)8重量份、EM菌菌剂(含量为5×108cfu/g)15重量份。
实施例2微生物菌肥的制备
采用复合微生物菌剂A制备微生物菌肥，包括如下步骤：
第一步：猪圈中发酵，得到富含有益微生物、有机质和大量活性物质的发酵床。
取稻壳500重量份、啤酒糟200重量份、锯末100重量份、豆油渣100重量份、树叶50重量份、食用菌渣50重量份、杂草50重量份、玉米秸秆200重量份混合均匀，得到发酵床基质。其中啤酒糟是啤酒酿造后剩余的固形物，豆油渣是在压榨工艺生产豆油时冷滤工艺过程中的固形剩余物，食用菌渣是各种蘑菇培养后剩余的废弃固形物。
在发酵床基质中接入其重量1％的复合微生物菌剂A(实施例1制备)，混合均匀，喷水调节发酵床基质的水含量达到20％，得到发酵床载体。
将发酵床载体平铺在猪圈或牛舍中，发酵床载体厚度为50cm，进猪饲养2个月，得到发酵床。单个猪圈面积在20-50平米之间，按照每头猪占地1.5平方米的密度养殖。当含有复合微生物菌剂A的发酵床载体吸附了猪的粪便和尿液后，再经猪反复、长期地践踏、翻动、混合而进行自然发酵和部分腐熟，每半个月人工或机械彻底翻动一次，确保上下混合均匀。如发酵床载体上粪便分布不均匀，则每2-3天进行一次疏粪管理，确保粪便均匀分布在发酵床载体上。发酵床载体在吸收、消化、分解粪便的同时，会有所损耗，当损耗达到10％以上时，要及时补充新的发酵床载体，新发酵床载体要与旧的发酵床载体混合均匀。
进猪饲养2个月后，得到吸附充分、混合均匀、营养丰富、有益微生物含量高的发酵床。该发酵床不仅含有枯草芽孢杆菌XF-1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌、EM菌等有益微生物，而且含有活性酶、植物激酶、糖类、蛋白质、有机酸、氨基酸、维生素、微量元素、N、P、K等农作物生长必须的物质。
也可以进牛饲养，根据牛的大小一般按照如下密度养殖：100kg左右的牛占地2平方米/头，成年400kg左右的小牛占地4-5平方米/头，成年(大于500kg)大牛占地6-7平方米/头。
第二步：由于第一步得到的发酵床中还有部分未完全腐熟的有机质以及一些病菌、虫卵和杂草种子，因此通过堆肥来杀灭病菌、虫卵和杂草种子。
堆肥的具体方法如下：在发酵床中通过喷洒水使发酵床含水量为60％，这样能够促进微生物活动和堆肥发酵。加入适量石灰或过磷酸钙，调节pH至6.8-7.8。将物料堆成横截面为梯形的条状进行堆肥，底部宽1.5～2.0米左右，高80～100cm左右，长度不限，堆肥时间为8天。当肥料堆内温度超过50℃时翻动一次。堆肥过程中，保持堆肥中有适当的空气，有利好气微生物的繁殖和活动，促进有机物分解。
第三步：经第二步处理后的发酵床，干燥、过筛，得到微生物菌肥A。
经第二步处理后的发酵床，采用晾干法、滚筒干燥法、沸腾床干燥法或双锥回转干燥法干燥(干燥温度不高于85℃)至含水量为25％，混合均匀后过孔径为2mm的振动筛，得到微生物菌肥A。
取微生物菌肥A，按照中华人民共和国农业部《复合微生物肥料执行标准(NY/T798—2015)》中的方法测定各项数据，并与执行标准中的各指标对比。结果分别见表1和表2。
表1微生物菌肥测定数据
项目 NY/T798中指标要求 检测数据
有效活菌含量 ≥0.2×10<sup>8</sup>cfu/g 9.6×10<sup>8</sup>cfu/g
总养分(N+P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>+K<sub>2</sub>O)，％ 8.0～25.0 15.7
有机质(以烘干基计)，％ ≥20 25.8
水含量，％ ≤30 25.0
pH 5.5～8.5 7.23
表2微生物菌肥有害物质含量测定
项目 NY/T798中限量指标 检测数据
粪大肠菌群数，个/g ≤100 57
蛔虫卵死亡率，％ ≥95 98.7
砷(As)(以烘干基计)，mg/kg ≤15 7.8
镉(Cd)(以烘干基计)，mg/kg ≤3 1.3
铅(Pb)(以烘干基计)，mg/kg ≤50 13.7
铬(Cr)(以烘干基计)，mg/kg ≤150 25.9
汞(Hg)(以烘干基计)，mg/kg ≤2 0.54
由表1和表2的数据可知，本实施例得到的微生物菌肥A，其各项指标都能达到农业部《复合微生物肥料执行标准(NY/T798—2015)》中的要求。
分别采用对照菌剂1、2、3替代复合微生物菌剂A制备微生物菌肥，得到对照微生物菌肥1、2、3。各对照微生物菌肥均符合中华人民共和国农业部《复合微生物肥料执行标准(NY/T798—2015)》中的各项指标。
实施例3微生物菌肥的田间效果
采用实施例2中制备的微生物菌肥，在云南省开展了大量的试验。
施用作物及预防/防治病害：番茄青枯病、白菜根肿病、小麦根腐病、黄瓜立枯病、辣椒疫病、西瓜枯萎病、花生根结线虫病。
用肥方案：
选取六个用肥方案进行比较：CK(不施加肥料)、市售一般有机肥(GeneralOrganic Fertilizer，为标记方便，简写为：GOF)、微生物菌肥A、对照微生物菌肥1(简写为D1)、对照微生物菌肥2(简写为D2)、对照微生物菌肥3(简写为D3)。微生物菌肥A、D1、D2、D3均由实施例2中方法制备。
用法及用量：每种植物培育过程中施肥3次，第一次作为基肥，第二、第三次为追肥，每次施肥按照150kg/亩的标准施用。
试验小区设置：单个小区面积在20-30平方米左右，设置18个小区，每个实验3个小区，在田块面积大的地方可以设隔离带。
仅施肥不一样，其他管理及育苗等完全一样。分别统计生长情况、发病指数等，每个处理3次重复取平均值后，计算各肥料施肥的使用效果。其试验数据分别见表3—表9。
表3微生物菌肥在番茄上的施用效果
表4微生物菌肥在白菜上的施用效果
表5微生物菌肥在小麦上的施用效果
表6微生物菌肥在黄瓜上的施用效果
表7微生物菌肥在辣椒上的施用效果
表8微生物菌肥在西瓜上的施用效果
表9微生物菌肥在花生上的施用效果
由上述表3—表9(其中A表示施用微生物菌肥A的处理)的数据可知，微生物菌肥A不仅对番茄、白菜、小麦、黄瓜、辣椒、西瓜、花生等具有明显的促生长作用，而且对青枯病、根肿病、根腐病、立枯病、疫病、枯萎病、根结线虫病等病害也具有明显的防治或预防效果。因此，本发微生物菌肥，不仅能提高作物对养分的吸收、促进作物生长。而且能增强植物的抗病能力。通过位点竞争、分泌植物促生物质和抗生素，抑制病原微生物的生长，提高抗青枯病、根肿病、根腐病、立枯病、疫病、枯萎病、根结线虫病等多种病害的能力。

Claims (7)

1.采用复合微生物菌剂制备的微生物菌肥，其特征在于所述复合微生物菌剂含有枯草芽孢杆菌XF-1、绿色木霉菌、双歧杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、固氮菌和EM菌；所述微生物菌肥采用如下方法制备：在发酵床基质中加入发酵床基质重量0.5-5%的所述复合微生物菌剂，得到发酵床载体；将所述发酵床载体平铺在猪圈或牛圈中，进猪或牛饲养50-70天，得到发酵床；调节所述发酵床pH至6.8-7.8，再调节水含量为55-65%，堆肥、干燥，得到所述微生物菌肥。
2.根据权利要求1所述微生物菌肥，其特征在于所述复合微生物菌剂由如下重量份的组分组成：含量不低于10×108cfu/g的枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)XF-1菌剂10-30重量份、含量不低于1×108cfu/g的绿色木霉菌菌剂5-20重量份、含量不低于10×108cfu/g的双歧杆菌菌剂2-10重量份、含量不低于2×108cfu/g的酵母菌菌剂5-10重量份、含量不低于2×108cfu/g的乳酸菌菌剂5-10重量份、含量不低于1×108cfu/g的硝化细菌菌剂2-10重量份、含量不低于1×108cfu/g的固氮菌菌剂2-10重量份、含量不低于5×108cfu/g的EM菌菌剂5-20重量份。
3.根据权利要求1或2所述微生物菌肥，其特征在于所述发酵床基质是选择稻壳、花生壳、棉籽壳、酒糟、糖渣、醋渣、甘蔗渣、锯末、油渣、水果渣、树叶、杂草、秸秆、食用菌渣、木薯渣中的一种或两种以上物质的混合物。
4.根据权利要求3所述微生物菌肥，其特征在于采用石灰或过磷酸钙调节发酵床pH。
5.根据权利要求4所述微生物菌肥，其特征在于堆肥过程中，当发酵床内温度超过50℃时，对所述发酵床进行翻动。
6.根据权利要求5所述微生物菌肥，其特征在于所述堆肥时间为7-10天。
7.根据权利要求6所述微生物菌肥，其特征在于所述微生物菌肥的含水量不高于30%，活菌含量不低于5×107cfu/g，pH为6.5-8.5。
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