CN110872518B

CN110872518B - 酸性土壤改良剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN110872518B
Application number: CN201911142509.9A
Authority: CN
Inventors: 马金霞; 谭寿湖; 张琦敏; 林振业; 梁春吉
Original assignee: Guangxi Jinsui Ecological Technology Group Co ltd
Current assignee: Guangxi Jinsui Ecological Technology Group Co ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2039-11-20
Also published as: CN110872518A

Abstract

本发明公开了一种酸性土壤改良剂，每1毫升酸性土壤改良剂中粪产碱菌的总菌量大于等于50亿个。本发明还公开了酸性土壤改良剂的制备方法和应用。本发明的土壤改良剂以粪产碱菌活菌作为功能菌，通过菌种的生命活动，不仅能够有效的提升酸性土壤的pH值，降低土壤的EC值，抑制病原菌的生长繁殖，改善土壤中微生物群落的结构，使土壤能够释放固定的营养元素，从根本上对土壤进行改良，并且不会对生态环境造成破坏。

Description

酸性土壤改良剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种酸性土壤改良剂及其制备方法和应用。

背景技术

酸性土壤是pH值小于6.5的土壤总称，包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和燥红土等土类，在我国主要分布于热带和亚热带地区。主要是由降水量大而且集中，淋溶作用强烈，钙、镁、钾等碱性盐基大量流失，导致土壤酸化。传统农业中施石灰、烧火粪以及大量施用化肥等也是引起土壤酸化的重要原因。土壤酸化的危害主要有以下几点：一是土壤酸化后会使土壤有益微生物数量减少，抑制有益微生物的生长和活动，甚至会使土壤中的微生物种群发生变化，而影响作物的生长；二是，土壤酸化会造成营养元素(P)的固定，加重土壤板结，影响根系的伸展；三是，土壤酸化会促进某些有毒元素的释放、活化、溶出，从而影响作物产量及品质。

目前，改良酸性土壤的主要方法有：使用生石灰中和酸性、种植绿肥，增加有机质、增施有机肥，农家肥、增加灌溉次数、施用碱性肥料等。然而这些方法都存在很大的缺陷，如使用生石灰中和酸性，会破坏土壤微生物种群结构，增施有机肥需要很大的量才可以发挥效果，施用碱性肥料数量有限，改良效果不明显。

粪产碱菌是一种广泛存在于泥土和水中的革兰氏阴性细菌，可以抑制金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、变形杆菌等微生物的生长，且对人体无害，此菌中的许多种类可产生一些非天然的氨基酸，在现今的制药工业上应用很广。另外，此菌还可以应用于废水处理以分解废水中有机物，实现水质的净化。但是，目前还没有人应用粪产碱菌制成酸性土壤改良剂的先例。

发明内容

本发明的目的是解决至少上述的缺陷，并提供以后将说明的优点。

为了实现本发明的这些目的和其他优点，现提供一种酸性土壤改良剂，通过酸性土壤改良剂来提升酸性土壤的pH值。

本发明的另外一个目的是，提供一种酸性土壤改良剂，通过酸性土壤改良剂来降低土壤的EC值。

本发明的再一个目的是，提供一种酸性土壤改良剂，通过酸性土壤改良剂来抑制土壤中病原菌的生长。

换言之，本发明公开了一种酸性土壤改良剂，每1毫升酸性土壤改良剂中粪产碱菌的总菌量大于等于50亿个。

本发明的土壤改良剂以粪产碱菌活菌作为功能菌，通过粪产碱菌菌种的生命活动，不仅能够有效的提升酸性土壤的pH值，进而抑制病原菌的生长繁殖，改善土壤中微生物群落的结构，使土壤能够释放固定的营养元素，并降低土壤EC值，从根本上对土壤进行改良，并且不会对生态环境造成破坏。

本发明还公开了一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、获取粪产碱菌原种，解冻后，在NA培养基平板上划线分离后，在32～37℃培养18～36小时，得到粪产碱菌的单菌落；步骤二、挑取粪产碱菌的单菌落接种于NB液体培养基中，在32～37℃、180～250rpm摇床培养16～24小时，得到活化种子液；步骤三、按0.5～4％的体积比取活化种子液转接于液体发酵培养基中，在32～37℃、180～250rpm摇床扩大培养16～24小时，得到大量种子液；步骤四、按0.5～4％体积比将步骤三所得的大量种子液转接至液体发酵培养基中，于发酵罐内进行高密度发酵培养，至总菌量大于等于50亿/毫升时即可停止发酵，得到高密度液体微生物菌剂；步骤五、将所得的高密度液体微生物菌剂直接作为所述酸性土壤改良剂；或与载体配合后得到所述酸性土壤改良剂。

本发明的酸性土壤改良剂以粪产碱菌作为菌种原种，经过活化后再逐级扩大培养，获得高密度的粪产碱菌菌液，即为所述酸性土壤改良剂。本发明的制备工艺简单，并且原料用量少，成本低廉，非常适合大规模的生产。

优选的是，所述NA培养基通过以下方式获得：分别取牛肉浸膏3～5份、蛋白胨8～10份、氯化钠3～5份、琼脂16～20份，水1000份，混合并调节pH值至6.5～7.5，即得到所述NA培养基。

优选的是，所述NB液体培养基通过以下方式获得：分别取牛肉浸膏3～5份、蛋白胨8～10份、氯化钠3～5份，水1000份，混合并调节pH值至6.5～7.5，即得到所述NB液体培养基。

优选的是，所述液体发酵培养基通过以下方式获得：分别取葡萄糖10～30份、玉米浆10～30份，水1000份，混合并调节pH值至6.5～7.5，即得到所述液体发酵培养基。

优选的是，以泥炭土作为载体，吸附高密度液体微生物菌剂后，干燥至水分≤35％，即得到所述酸性土壤改良剂。

优选的是，以有机物料作为载体和高密度液体微生物菌剂混合得到所述酸性土壤改良剂。

优选的是，将液态或固态营养物质和高密度液体微生物菌剂混合得到所述酸性土壤改良剂。

本发明以泥炭土或有机物料或液体、固体营养物质为载体，吸附粪产碱菌，维持粪产碱菌的基础代谢，将酸性土壤改良剂施用于大田后，粪碱杆菌能够更好的利用其中的营养物质继续维持生命活动，并进一步适应外界环境。

本发明还公开了一种粪产碱菌作为酸性土壤改良剂的应用。

本发明的优点：

1、本发明的酸性土壤改良剂以粪产碱菌活菌作为功能菌，通过菌种的生命活动，不仅能够有效的提升酸性土壤的pH值，进而抑制病原菌的生长繁殖，改善土壤中微生物群落的结构，使土壤能够释放固定的营养元素，并降低土壤EC值，从根本上对土壤进行改良，并且不会对生态环境造成破坏。

2、本发明的酸性土壤改良剂以粪产碱菌作为菌种原种，经过活化后再逐级扩大培养，获得高密度的粪产碱菌菌液，即为所述酸性土壤改良剂。本发明的制备工艺简单，并且原料用量少，成本低廉，非常适合大规模的生产。

3、本发明以泥炭土或有机物料或液体、固体营养物质为载体，吸附粪产碱菌，维持粪产碱菌的基础代谢，将酸性土壤改良剂施用于大田后，粪碱杆菌能够更好的利用其中的营养物质继续维持生命活动，并进一步适应外界环境。

4、本发明的酸性土壤改良剂以粪产碱菌活菌为原料，原料来源广泛、且成本低廉，经过逐级扩大培养后有效活菌数含量高，可进行大规模生产。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

一种酸性土壤改良剂，每1毫升酸性土壤改良剂中粪产碱菌的总菌量大于等于50亿个。

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、获取粪产碱菌原种，解冻后，在NA培养基平板上划线分离，在35℃培养24小时，得到粪产碱菌的单菌落。

步骤二、挑取粪产碱菌的单菌落接种于NB液体培养基中，在35℃、200rpm摇床培养20小时，得到活化种子液。

步骤三、按2％的体积比取活化种子液转接于液体发酵培养基中，在35℃、200rpm摇床扩大培养20小时，得到大量种子液。

步骤四、按2％体积比将步骤三所得的大量种子液转接至液体发酵培养基中，于发酵罐内进行高密度发酵培养，至总菌量大于等于50亿/毫升时即可停止发酵，得到所述酸性土壤改良剂。

实施例2

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、获取粪产碱菌原种，解冻后，在NA培养基平板上划线分离，在37℃培养24小时，得到粪产碱菌的单菌落。

步骤二、挑取粪产碱菌的单菌落接种于NB液体培养基中，在37℃、200rpm摇床培养18小时，得到活化种子液。

步骤三、按1％的体积比取活化种子液转接于液体发酵培养基中，在37℃、200rpm摇床扩大培养18小时，得到大量种子液。

步骤四、按0.5％体积比将步骤三所得的大量种子液转接至液体发酵培养基中，于发酵罐内进行高密度发酵培养，至总菌量大于等于50亿/毫升时即可停止发酵，得到所述酸性土壤改良剂。

实施例3

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤二、挑取粪产碱菌的单菌落接种于NB液体培养基中，在32℃、200rpm摇床培养36小时，得到活化种子液。

步骤三、按4％的体积比取活化种子液转接于液体发酵培养基中，在32℃、200rpm摇床扩大培养24小时，得到大量种子液。

步骤四、按4％体积比将步骤三所得的大量种子液转接至液体发酵培养基中，于发酵罐内进行高密度发酵培养，至总菌量大于等于50亿/毫升时即可停止发酵，得到所述酸性土壤改良剂。

实施例4

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤四、按2％体积比将步骤三所得的大量种子液转接至液体发酵培养基中，于发酵罐内进行高密度发酵培养，至总菌量大于等于50亿/毫升时即可停止发酵，得到高密度液体微生物菌剂。

步骤五、将高密度液体微生物菌剂以泥炭土为载体，吸附高密度液体微生物菌剂后，干燥至水分≤35％，得到酸性土壤改良剂。

实施例5

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤五、将高密度液体微生物菌剂以有机物料为载体，混合后，干燥至水分≤35％，得到酸性土壤改良剂。

实施例6

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：获取粪产碱菌原种，解冻后，在NA培养基平板上划线分离，在35℃培养24小时，得到粪产碱菌的单菌落。

步骤五、将高密度液体微生物菌剂以液态营养物质为载体，混合后得到酸性土壤改良剂。

实施例7

一种酸性土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤五、将高密度液体微生物菌剂以固态营养物质为载体，混合后得到酸性土壤改良剂。

实施例8

室内土壤改良效果试验：

步骤一、选取pH值为4.5的酸性土壤为试验土，经过筛除去大颗粒，得到种植土。

步骤二、采用微波灭菌的方法对实施例1所制备得到的酸性土壤改良剂进行灭菌处理，作为基质。经过灭菌处理后的酸性土壤改良剂进行无菌检验为无菌生长。

步骤三、将步骤二所得的基质加水稀释50倍，得到第一稀释液；将实施例1制备得到的酸性土壤改良剂加水稀释50倍，得到第二稀释液。

步骤四、分别取3份1千克的种植土进行分组处理。其中，往第一份种植土中添加等量的清水作为第一组；往第二份种植土中添加等量第一稀释液作为第二组；第三份种植土中添加等量第二稀释液作为第三组。

步骤五、在相同环境下，将三组经过不同处理的种植土放置25天。

步骤六、每组试验做3次重复，检测各组土壤的pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、细菌、真菌、放线菌、EC的指标，计算并记录平均值，结果如表1：

表1：室内土壤改良指标

从表1的数据可以看出，本发明制备的酸性土壤改良剂对酸性土壤具有很好的改良效果，其中最为显著的指标是土壤pH，可以将土壤的pH值从4.5提升至6.7；其次是可以明显降低土壤EC值，试验前后土壤中的有机质含量明显降低。土壤中的N、P、K指标有均有提升，表明发明制备的酸性土壤改良剂可以活化土壤中的营养。土壤微生物指标变化趋势与理论相符，即酸性土壤有利于土壤中真菌的生长繁殖，而对细菌、放线菌不利，通过施用土壤改良剂土壤的pH值上升，进而影响到土壤细菌、真菌、放线菌的种群结构。

实施例9

土壤抑菌效果试验：

步骤一、选取pH值为5.5的酸性土壤为试验土，经过筛除去大颗粒，得到试验土。

步骤二、用马铃薯土豆培养基(PDA)培养病原镰刀菌，得到含有大量孢子的病原菌菌液。

步骤三、采用微波灭菌的方法对实施例1所制备得到的酸性土壤改良剂进行灭菌处理，作为基质。经过灭菌处理后的酸性土壤改良剂进行无菌检验为无菌生长。

步骤四、将步骤三所得的基质加水稀释50倍，得到第一稀释液；将实施例1制备得到的酸性土壤改良剂加水稀释50倍，得到第二稀释液。

步骤五、将镰刀菌菌液添加到备用土壤中搅拌混匀，然后将土壤平均分为A、B、C三等分进行处理；其中A组添加泥土等量第二稀释液；B组添加泥土等量的第一稀释液；C组添加泥土等量的清水。

步骤六、采用稀释涂布法，定期跟踪检测土壤中病原镰刀菌的菌量。做3次重复试验并取平均值，结果如表2：

表2：土壤病原镰刀菌数量变化情况表(cfu/g)

项目

0天

10天

20天

30天

40天

50天

A组

5.5E+5

1.1E+5

3.3E+4

7.5E+3

3.6E+3

1.0E+3

B组

5.1E+5

3.8E+5

8.1E+5

9.7E+5

2.5E+6

2.4+E6

C组

5.7E+5

6.6E+5

7.2E+5

8.6E+5

2.0E+6

1.8+E6

从表2的数据可以看出，试验组A土壤中的病原镰刀菌含量呈明显的下降趋势；而试验组B土壤中的病原镰刀菌含量在前10天稍有下降，之后呈上升趋势；试验组C为空白组，土壤中的病原镰刀菌含量呈上升趋势，反映了病原菌的在土壤中的自然生长情况。说明本发明制备的酸性土壤改良剂可以有效抑制酸性土壤中的病原镰刀菌的生长。

实施例10

大田土壤改良效果试验：

步骤一、在某某有限公司总场基地选择地势平坦、种植品种为威廉斯B6香蕉且香蕉正在抽蕾的地块作为试验区，随机分成3组。

步骤三、对第一组香蕉进行常规施肥；第二组香蕉在常规施肥的基础上以4升/亩的量添加步骤二所得的基质；第三组香蕉在常规施肥的基础上以4升/亩的量添加实施例1所制备得到的酸性土壤改良剂。其中，基质以及酸性土壤改良剂的施用方法为：按每亩用量4升计算，稀释100倍，灌根施用。

步骤四、试验开始后各组统一按照常规香蕉种植方法进行管理，仅在试验开始时按照试验设计分别进行处理至90天结束试验。

步骤五、每组试验做3次重复，检测各组土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、细菌、真菌、放线菌、EC的指标，计算并记录平均值，结果如表3：

表3：大田土壤改良指标

从表3的数据可以看出，本发明制备的酸性土壤改良剂对酸性土壤具有很好的改良效果，其中最为显著的指标是土壤pH。可以将土壤的pH值从5.8提升至6.9；其次是可以明显降低土壤EC值，试验前后土壤中的有机质含量明显降低。土壤中的N、K指标有下降趋势，而P指标呈上升趋势，表明土壤的pH提升可以释放土壤固定的P元素，但由于香蕉对P需求少，而造成土壤P含量提高。土壤微生物指标变化趋势与理论相符，即酸性土壤有利于土壤中真菌的生长繁殖，而对细菌、放线菌不利，通过施用土壤改良剂土壤的pH值上升，进而影响到土壤细菌、真菌、放线菌的种群结构。

实施例11

蔬菜增产效果试验：

步骤一、选取一块菜地，分成4个规格为3.2m×10m的试验区。

步骤二、采用微波灭菌的方法对实施例3所制备得到的酸性土壤改良剂进行灭菌处理，作为基质。经过灭菌处理后的酸性土壤改良剂进行无菌检验为无菌生长。

步骤三、菜地起好畦后，对第一试验区按600千克/亩的量撒施有机肥做为底肥；第二试验区在第一试验区的基础上以5升/亩的量喷施实施例3所制备得到的酸性土壤改良剂；第三试验区在第一试验区的基础上以5升/亩的量喷施步骤二所得的基质；第四试验区不施肥。

步骤四、同期在四个试验区播种等量尖叶油青菜心；并在播种15天间苗后，除了第四试验区以外均以25千克/亩的量追施一次尿素；各个试验区的田间管理都一样至尖叶油青菜心收获。

步骤五、分别将尖叶油青菜心收下后清除老叶败叶，称重。其中，对四个试验区同一天进行采收。

其中，蔬菜增产效果试验设置3次重复试验，结果如表4：

表4：蔬菜增产效果(千克)

项目	第一试验区	第二试验区	第三试验区	第四试验区
					重复试验1	79.2	88.5	81.5	59.8
重复试验2	82.1	86.9	79.9	63.0
					重复试验3	77.9	89.5	82.5	62.3
平均产量	79.7	88.3	81.3	62.3

从表4的数据可以看出，本发明制备的酸性土壤改良剂对尖叶油青菜心产量增产效果极为显著。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此，在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims

1.一种酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取粪产碱菌原种，解冻后，在NA培养基平板上划线分离后，在32~37 ℃培养18~36小时，得到粪产碱菌的单菌落；

步骤二、挑取粪产碱菌的单菌落接种于NB液体培养基中，在32~37 ℃、180~250 rpm摇床培养16~24小时，得到活化种子液；

步骤三、按0.5~4%的体积比取活化种子液转接于液体发酵培养基中，在32~37℃、180~250 rpm摇床扩大培养16~24小时，得到大量种子液；

步骤四、按0.5~4%体积比将步骤三所得的大量种子液转接至液体发酵培养基中，于发酵罐内进行高密度发酵培养，至总菌量大于等于50亿/毫升时即可停止发酵，得到高密度液体微生物菌剂；

步骤五、将所得的高密度液体微生物菌剂直接作为所述酸性土壤改良剂；或与载体配合后得到酸性土壤改良剂；

其中，每1毫升酸性土壤改良剂中粪产碱菌的总菌量大于等于50亿个。

2.如权利要求1所述的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述NA培养基通过以下方式获得：

分别取牛肉浸膏3~5份、蛋白胨8~10份、氯化钠3~5份、琼脂16~20 份，水1000份，混合并调节pH值至6.5~7.5，即得到所述NA培养基。

3.如权利要求1所述的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述NB液体培养基通过以下方式获得：

分别取牛肉浸膏3~5份、蛋白胨8~10份、氯化钠3~5份，水1000份，混合并调节pH值至6.5~7.5，即得到所述NB液体培养基。

4.如权利要求1所述的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述液体发酵培养基通过以下方式获得：

分别取葡萄糖10~30份、玉米浆10~30份，水1000份，混合并调节pH值至6.5~7.5，即得到所述液体发酵培养基。

5.如权利要求1所述的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，以泥炭土作为载体，吸附高密度液体微生物菌剂后，干燥至水分≤35%，即得到所述酸性土壤改良剂。

6.如权利要求1所述的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，以有机物料作为载体和高密度液体微生物菌剂混合得到所述酸性土壤改良剂。

7.如权利要求1所述的酸性土壤改良剂的制备方法，其特征在于，将液态或固态营养物质和高密度液体微生物菌剂混合得到所述酸性土壤改良剂。