CN111018612A - 一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒及制备方法 - Google Patents

一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒及制备方法 Download PDF

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杜绍国
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Abstract

本发明公开了一种全水溶可滴灌的农用微生物菌剂颗粒及其制备方法，所述全水溶的微生物菌剂颗粒，包括组分如下，枯草芽孢杆菌发酵液5～10份、磷酸一铵20～30份、尿素25～35份、硫酸钾20～30份、黄腐酸钾15‑30份；将制备的枯草芽孢杆菌发酵液与各组分混合造粒制得上述微生物菌剂颗粒；本发明涉及的全水溶微生物菌剂颗粒具备良好的水溶性，浸泡在水中，能够快速溶解，不会堵塞滴灌头，迅速释放有效菌，具有更好的调整土壤菌群平衡、补充养分、抑制有害菌的作用。

Description

一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒及制备方法
技术领域
本发明涉及一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒及制备方法，属于微生物菌剂技术领域。
背景技术
中国是传统的农业大国，农业是我国的基础产业，在国民经济中占有举足轻重的地位。改革开放以来，我国粮食产量取得了显著的增长，现代农业技术推动了农业产业的快速发展，其中化学肥料的大量使用是支撑我国粮食增产的重要因素。长期过量的使用化学肥料带来了环境污染、土壤板结、地力衰退、生态恶化和农产品品质下降等日益严重的问题。中国以占世界8％的耕地消耗了世界32％的化肥，目前我国的化肥利用率仅为30％，而欧美发达国家可达到60％以上。化肥利用率低下，使农业成本增加，生产效益降低。积极寻找解决方案，实现农业的可持续发展是我们在农业生产中急需解决的问题。
中国专利文献CN109928849A(申请号201811566951.X)公开了一种土壤改良肥料及其制备方法与应用，该肥料按重量份计包括如下组分：骨粉15-20份，草炭10-15份，EM菌1-2份，腐殖酸4-7份，氨基酸1-2份，黄腐酸钾2-5份，蛋白胨1-3份，油菜饼粕3-6份，骨制磷酸氢钙4-6份，磷酸二氢钾4-10份，硫酸钾8-15份，水溶性磷酸一铵4-8份，硫酸铵5-10份，尿素10-20份，枯草芽孢杆菌1-2份，微量元素1-5份；该发明通过对柴达木枸杞种植地区土壤实地采样、分析研究，选取养分最佳配比，并加入土壤改良成分和微量元素，满足枸杞不同生长阶段对养分的基本需求，促进枸杞种植区土壤的良性发展。
近年来，随着国家对环境安全和食品安全的不断重视，微生物菌剂因其具有环境友好、改良土壤、增加产量、提高品质且绿色安全等特点在生态环境保护和安全优质农产品生产中备受关注。微生物菌剂中的特定功能微生物能够通过自身的生命活动促进土壤中物质的转化，提高肥料的利用率，提高作物营养水平，促进和/或协助营养吸收、刺激调控作物生长，防治有害微生物等，从而达到高产、优质、高效、生态、安全的目的。然而一些传统配方造粒工艺诸如轻质碳酸钙、草木灰、草炭等载体造粒而成的菌剂颗粒存在溶解慢，冲施或滴灌施用时不溶物较多、堵塞滴灌头，有效菌释放不足，不能满足冲施或滴灌施肥等施肥方法，并且，微生物存在环境适应问题，如何使微生物能够快速实现将土壤中的现有物质进行转化，提高肥料的利用率，成为目前微生物菌剂的研究热点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒及制备方法。
本发明所述全水溶的微生物菌剂，其中微生物菌剂由有效菌和载体经复配造粒而成，具备良好的水溶性，浸泡在水中，能够快速全部溶解，不会堵塞滴灌头，迅速释放有效菌，便于有效菌快速在土壤中定植，具有更好的调整土壤菌群平衡、补充养分、抑制有害菌的作用。
本发明技术方案如下:
一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，组分如下，均为重量份：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)发酵液5～10份、磷酸一铵20～30份、尿素25～35份、硫酸钾20～30份、黄腐酸钾15-30份；
所述全水溶微生物菌剂颗粒，有效活菌数≥15亿/g。
根据本发明优选的，所述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，包括组份如下，均为重量份：枯草芽孢杆菌发酵液8份、磷酸一铵25份、尿素30份、硫酸钾25份、黄腐酸钾25份；
所述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，有效活菌数为20亿/g。
根据本发明优选的所述枯草芽孢杆菌发酵液中的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号ACCC 10242；
上述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒的制备方法，包括步骤如下：
(1)将枯草芽孢杆菌经斜面培养基活化后转接于液体种子培养基中，经摇瓶培养，制得液体种子A，将制得的液体种子A接种于液体发酵培养基中，调控pH值至7.0～8.0、通气比为1:(0.5～1)、转速100～200转/分，在30～37℃培养36～48h，制得发酵液，所述发酵液中枯草芽孢杆菌的有效活菌数≥250亿/ml；
所述步骤(1)中斜面培养条件为：在30～37℃的温度下，在斜面培养基中培养24～48h；所述斜面培养基每升组分如下：
蛋白胨6～9g，酵母粉3～5g，牛肉膏2～4g，氯化钠3～5g，琼脂15～25g，磷酸二氢钾0.5～1g，磷酸氢二钾0.5～1g，余量水；
所述步骤(1)中摇瓶培养条件为：在30～37℃条件下，培养36～48h；所述液体种子培养基每升组分如下：
蛋白胨6～9g，葡萄糖5～8g，酵母粉3～5g，牛肉膏2～4g，氯化钠3～5g，磷酸二氢钾0.5～1g，磷酸氢二钾0.5～1g，余量水；
所述步骤(1)中液体发酵培养基每升组分如下：
玉米粉10～15g，豆饼粉10～15g，葡萄糖5～10g，硫酸铵5～10g，酵母粉3～5g，磷酸二氢钾0.5～0.8g，硫酸镁0.1～0.25g，硫酸锰0.1～0.25g，氯化亚铁0.1～0.2g，余量水，调整pH值7～8；
(2)按上述重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液、磷酸一铵、尿素、硫酸钾、黄腐酸钾混合搅拌均匀制得混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料进行造粒，粒径范围在3-4.5mm，制得全水溶微生物菌剂颗粒，有效活菌数≥15亿/g。
根据本发明优选的，所述步骤(1)制得的发酵液有效活菌数为300亿/ml；步骤(2)按以下重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液8份、磷酸一铵25份、尿素30份、硫酸钾25份、黄腐酸钾25份，混合均匀，制得混合料；步骤(3)制得全水溶微生物菌剂颗粒，有效活菌数为20亿个/g。
本发明技术方案的有益效果
1、本发明涉及的全水溶可滴管的微生物菌剂颗粒，具有极佳的水溶性，25倍水浸泡颗粒5分钟内全部溶解，可满足冲施或者滴灌施肥，积极响应国家水肥一体化的政策引导，节约用水，迅速释放营养物质，利于有效菌快速在土壤中定植，
2、本发明涉及的全水溶可滴管的微生物菌剂颗粒具有调整土壤菌群平衡、补充养分、抑制有害菌、改良土壤，稳产增产的作用。
附图说明
图1：为实施例1和对比例9制得相同重量颗粒在水中溶解1分钟时的照片；
图2：为实施例1和对比例9制得相同重量颗粒在水中溶解5分钟时的照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
微生物来源
枯草芽孢杆菌(ACCC 10242)购自于中国农业微生物菌种保藏管理中心。
枯草芽孢杆菌(LZH-H1)购自于自德州学院生物物理重点实验室。
地衣芽孢杆菌(LZH-13)购自于自德州学院生物物理重点实验室。
实施例1
一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，包括组份如下，均为重量份：
枯草芽孢杆菌发酵液5份、磷酸一铵20份、尿素25份、硫酸钾20份、黄腐酸钾15份；
所述枯草芽孢杆菌来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号ACCC10242；
所述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，有效活菌数为15亿/g。
上述微生物菌剂颗粒的制备方法，包括如下步骤
(1)将枯草芽孢杆菌(ACCC 10242)经斜面培养基活化后转接于液体种子培养基中，经摇瓶培养，制得液体种子A，将制得的液体种子A接种于液体发酵培养基中，调控pH值至7.0、通气比为1:0.5、转速为100转/分，培养温度为30℃，培养时间为46h，制得发酵液，所述发酵液中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为270亿/ml；
所述步骤(1)中斜面培养条件为：在35℃的温度下，在斜面培养基中培养36h；所述斜面培养基每升组分如下：
蛋白胨8g,酵母粉3g,牛肉膏2g,氯化钠5g,琼脂17g,磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾0.5g，余量水；
所述步骤(1)中摇瓶培养条件为：在35℃条件下，培养42h；所述液体种子培养基每升组分如下：
蛋白胨6g,葡萄糖5g，酵母粉3g,牛肉膏2g,氯化钠3g,磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾1g，余量水；
所述步骤(1)中液体发酵培养基每升组分如下：
玉米粉10g,豆饼粉10g,葡萄糖5g,硫酸铵5g,酵母粉3g,磷酸二氢钾0.5g，硫酸镁0.2g，硫酸锰0.1g,氯化亚铁0.1g，余量水，调整pH值7.0。
(2)按上述重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液、磷酸一铵、尿素、硫酸钾、黄腐酸钾投入槽型混合机内混合均匀，制得混合料。
(3)将步骤(2)制得的混合料输入挤压造粒机进行造粒，将所造颗粒通过4.5mm和3.0mm滚筒筛进行筛分，使得筛分后的颗粒粒度在3.0-4.5mm内，制得全水溶可滴灌微生物菌剂颗粒。
最终制得的全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为15亿/g。
实施例2
一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，包括组份如下，均为重量份：
枯草芽孢杆菌发酵液8份、磷酸一铵25份、尿素30份、硫酸钾25份、黄腐酸钾25份；
所述枯草芽孢杆菌来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号ACCC10242；
所述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，有效活菌数为20亿/g。
上述微生物菌剂颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将枯草芽孢杆菌(ACCC 10242)经斜面培养基活化后转接于液体种子培养基中，经摇瓶培养，制得液体种子A，将制得的液体种子A接种于液体发酵培养基中，调控pH值至7.5、通气比为1:0.75、转速为150转/分，培养温度为37℃，培养时间为36h，制得发酵液，所述发酵液中枯草芽孢杆菌有效活菌数为300亿/ml；
所述步骤(1)中斜面培养条件为：在37℃的温度下，在斜面培养基中培养40h；所述斜面培养基每升组分如下：
蛋白胨8g,酵母粉4g,牛肉膏3g,氯化钠4g,琼脂17g,磷酸二氢钾0.8g，磷酸氢二钾0.8g，余量水；
所述步骤(1)中摇瓶培养条件为：在35℃条件下，培养42h；所述液体种子培养基每升组分如下：
蛋白胨9g,葡萄糖5g酵母粉5g,牛肉膏2g,氯化钠5g,磷酸二氢钾0.5g，磷酸氢二钾1g，余量水；
所述步骤(1)中液体发酵培养基每升组分如下：
玉米粉12g,豆饼粉13g,葡萄糖8g,硫酸铵6g,酵母粉4g,磷酸二氢钾0.7g，硫酸镁0.2g，硫酸锰0.15g,氯化亚铁0.15g，余量水，调整pH值7.4。
(2)按上述重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液、磷酸一铵、尿素、硫酸钾、黄腐酸钾投入槽型混合机内混合均匀，制得混合料。
(3)将步骤(2)制得的混合料输入挤压造粒机进行造粒，将所造颗粒通过4.5mm和3.0mm滚筒筛进行筛分，使得筛分后的颗粒粒度在3.0-4.5mm内，制得全水溶可滴灌微生物菌剂颗粒。
最终制得的全水溶可滴灌微生物菌剂颗粒中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为20亿/g。
实施例3
一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，包括组份如下，均为重量份：
枯草芽孢杆菌发酵液10份、磷酸一铵30份、尿素35份、硫酸钾30份、黄腐酸钾30份。
所述枯草芽孢杆菌来源于中国农业微生物菌种保藏管理中心，菌种编号ACCC10242。
所述全水溶的微生物菌剂颗粒，有效活菌数为25亿/g。
上述微生物菌剂颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)将枯草芽孢杆菌(ACCC 10242)经斜面培养基活化后转接于液体种子培养基中，经摇瓶培养，制得液体种子A，将制得的液体种子A接种于液体发酵培养基中，调控pH值至7.5、通气比为1:1、转速为200转/分，培养温度为37℃，培养时间为38h，制得发酵液，所述发酵液中枯草芽孢杆菌有效活菌数为350亿/ml；
所述步骤(1)中斜面培养条件为：在37℃的温度下，在斜面培养基中培养48h；所述斜面培养基每升组分如下：
蛋白胨9g,酵母粉5g,牛肉膏4g,氯化钠5g,琼脂20g,磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，余量水；
所述步骤(1)中摇瓶培养条件为：在37℃条件下，培养48h；所述液体种子培养基每升组分如下：
蛋白胨9g,葡萄糖8g酵母粉5g,牛肉膏4g,氯化钠5g,磷酸二氢钾1g，磷酸氢二钾1g，余量水；
所述步骤(1)中液体发酵培养基每升组分如下：
玉米粉15g,豆饼粉15g,葡萄糖10g,硫酸铵8g,酵母粉5g,磷酸二氢钾0.8g，硫酸镁0.25g，硫酸锰0.25g,氯化亚铁0.2g，余量水，调整pH值7.8。
(2)按上述重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液、磷酸一铵、尿素、硫酸钾、黄腐酸钾投入槽型混合机内混合均匀，制得混合料。
(3)将步骤(2)制得的混合料输入挤压造粒机进行造粒，将所造颗粒通过4.5mm和3.0mm滚筒筛进行筛分，使得筛分后的颗粒粒度在3.0-4.5mm内，制得全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒。
最终制得的全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒中枯草芽孢杆菌的有效活菌数为25亿/g。
对比例1
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加枯草芽孢杆菌(ACCC10242)，添加同样方法制备的活菌数相同的枯草芽孢杆菌(LZH-H1)。
对比例2
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加枯草芽孢杆菌(ACCC10242)，添加同样方法制备的活菌数相同的地衣芽孢杆菌(LZH-13)。
对比例3
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加枯草芽孢杆菌(ACCC10242)发酵液。
对比例4
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加黄腐酸钾。
对比例5
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加尿素。
对比例6
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加硫酸钾。
对比例7
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒不添加磷酸一铵。
对比例8
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒中添加的黄腐酸钾由25份改为15份，同时添加了草炭10份。
对比例9
与实施例2不同之处，在于所述微生物菌剂颗粒中添加的黄腐酸钾由25份改为15份，同时添加了草木灰10份。
效果例
将实施例1-3与对比例1-9制备的微生物菌剂颗粒在济南市莱芜区方下镇西五龙口村蔬菜基地黄瓜作物上做肥效实验。
黄瓜品种为津杂2号，供试土壤：褐土，地势平坦，排灌较好，肥力中等。
按照NY/T1121.4-2006土壤容重的测定分别测定各小区的土壤容重以及按照NY/T2321-2013微生物肥料产品检验规程中5.1有效活菌数的测定方法分别测定各小区土壤样品中细菌总数(使用营养肉汤琼脂培养基)和真菌总数(使用PDA培养基)。
施肥方式如下：
常规施肥：移栽前按照每亩基施有机肥料300kg，15-15-15三元复合肥50kg，硫酸钾30kg；黄瓜第二次采摘后，每12天按照每亩冲施18-4-18三元复合肥一次，每次20kg，连冲3次。
实验处理：将实施例1-3与对比例1-9对应于的微生物菌剂颗粒在定植缓苗后按照每亩冲施40kg，冲施方式为兑水1000倍冲施+常规施肥，作为一个处理，每个处理三个重复，每个重复为一个小区，小区面积35m2，每亩按照666㎡计算，每小区按照面积折算施肥量，种植密度相同；以只常规施肥，不施用该微生物菌剂颗粒的处理作为空白对照；其它栽培田间管理一致。
上述黄瓜产量及根腐病发病率情况统计结果见表1：
上述黄瓜种植区土壤容重及微生物菌群的变化情况见表2：
分别称取实施例1和对比例9制得颗粒2g,置于100ml烧杯内，分别加入50ml水，加入后开始计时，在1分钟见图1和5分钟见图2拍照记录其溶解情况，验证本发明制得颗粒极佳的水溶性。
表1
Figure BDA0002328221880000081
表2
Figure BDA0002328221880000082
Figure BDA0002328221880000091
由表1中的数据结果显示出本发明涉及的微生物菌剂颗粒能够明显降低黄瓜根腐病的发病率，增产效果提高7％以上，对作物吸收提高肥料利用有显著效果。从表2可看出，施用本发明涉及的微生物菌剂颗粒对土壤容重改善情况明显，土壤容重越低说明土壤团粒结构改善效果越好，透气性越好，对土壤菌群总量有较明显的增加作用，利于有机质降解和各营养素的释放吸收。
从图1和图2可看出入水后实施例1即刻开始融化水变浑浊，1分钟后可模糊见到杯底颗粒形状，而对比例9则基本可见完整颗粒；5分钟后实施例1全部溶解，对比例9有部分颗粒溶解，还有部分扔保持基本颗粒外形，溶解性较差。

Claims (6)

1.一种全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，其特征在于，包括组分如下，均为重量份：
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)发酵液5～10份、磷酸一铵20～30份、尿素25～35份、硫酸钾20～30份、黄腐酸钾15-30份；
所述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒，有效活菌数≥15亿/g。
2.如权利要求1所述微生物菌剂颗粒，其特征在于，包括组份如下，均为重量份：
枯草芽孢杆菌发酵液8份、磷酸一铵25份、尿素30份、硫酸钾25份、黄腐酸钾25份。
3.如权利要求2所述微生物菌剂颗粒，其特征在于，所述全水溶微生物菌剂颗粒，有效活菌数为20亿/g。
4.如权利要求1-3任一所述微生物菌剂颗粒，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌发酵液中的枯草芽孢杆菌菌种编号为ACCC 10242。
5.权利要求1所述全水溶可滴灌的微生物菌剂颗粒的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)将枯草芽孢杆菌经斜面培养基活化后转接于液体种子培养基中，经摇瓶培养，制得液体种子A，将制得的液体种子A接种于液体发酵培养基中，调控pH值至7.0～8.0、通气比为1:(0.5～1)、转速100～200转/分，在30～37℃培养36～48h，制得发酵液，所述发酵液中枯草芽孢杆菌的有效活菌数≥250亿/ml；
所述步骤(1)中斜面培养条件为：在30～37℃的温度下，在斜面培养基中培养24～48h；所述斜面培养基每升组分如下：
蛋白胨6～9g，酵母粉3～5g，牛肉膏2～4g，氯化钠3～5g，琼脂15～25g，磷酸二氢钾0.5～1g，磷酸氢二钾0.5～1g，余量水；
所述步骤(1)中摇瓶培养条件为：在30～37℃条件下，培养36～48h；所述液体种子培养基每升组分如下：
蛋白胨6～9g，葡萄糖5～8g，酵母粉3～5g，牛肉膏2～4g，氯化钠3～5g，磷酸二氢钾0.5～1g，磷酸氢二钾0.5～1g，余量水；
所述步骤(1)中液体发酵培养基每升组分如下：
玉米粉10～15g，豆饼粉10～15g，葡萄糖5～10g，硫酸铵5～10g，酵母粉3～5g，磷酸二氢钾0.5～0.8g，硫酸镁0.1～0.25g，硫酸锰0.1～0.25g，氯化亚铁0.1～0.2g，余量水，调整pH值7～8；
(2)按上述重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液、磷酸一铵、尿素、硫酸钾、黄腐酸钾混合搅拌均匀制得混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料进行造粒，粒径范围在3-4.5mm，制得全水溶微生物菌剂颗粒，有效活菌数≥15亿/g。
6.如权利要求5所述全水溶微生物菌剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)制得的发酵液有效活菌数为300亿/ml；步骤(2)按以下重量份取步骤(1)制备的枯草芽孢杆菌发酵液8份、磷酸一铵25份、尿素30份、硫酸钾25份、黄腐酸钾25份，混合均匀，制得混合料；步骤(3)制得全水溶微生物菌剂颗粒，有效活菌数为20亿/g。
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