CN113956105B - 一种复合型水溶性微生物菌肥及其制备和施用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型水溶性微生物菌肥及其制备和施用方法，属于肥料技术领域，复合型水溶性微生物菌肥包括混合微生物菌剂1‑5份和生物活性稳定剂20‑59份；混合微生物菌剂由5种相互作用的菌株混合而成；以上几种菌株混合后既能生产生物活性稳定剂，维持菌肥中微生物的活性，延长货架期；又具有促进作物生长的双重功能；本发明复合型水溶性微生物菌肥以混合微生物菌剂、化肥、腐殖酸、氨基酸粉及生物活性稳定剂为主要成分，各成分相互作用，提高作物产量；且菌种活性保持时间较长，便于销售与应用。

Description

一种复合型水溶性微生物菌肥及其制备和施用方法
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，特别是涉及一种复合型水溶性微生物菌肥及其制备和施用方法。
背景技术
传统的化学肥料肥效单一，长期过量的施用化肥已使农田生态环境、土壤的理化性状以及土壤有益菌群受到了不同程度的破坏，对农作物的品质影响较大。尤其是过多施用单质化肥如氮素肥料，使土壤板结加剧，土壤肥力下降，农作物产品品质下降，更达不到绿色食品的要求，过多的养分流失也会造成严重的环境污染。
土壤主要由矿物质、有机质和微生物三大部分组成。土壤中有益微生物是土壤肥力的重要组成部分，参与土壤中物质和能量转化、有机物形成和分解、养分释放和固持、生物固氮等，因此，土壤微生物区系组成和活性对植物生长至关重要。微生物菌肥是根据土壤微生态学原理、植物营养学原理以及现代“有机农业”的基本概念而研制出来，以微生物特定功能为基础，使得作物获得特定的肥料效应，是现代农业生产中的一种常用肥料。从根瘤菌剂-细菌肥料-微生物肥料，从名称上的演变已说明微生物肥料逐步发展的过程。
近年来，微生物肥料产品发展迅速。但存在几个问题：1)肥料产品中的菌种失活，或者保存时间有限，导致其在实际应用时效果不佳；2)当前微生物肥料产品主要为单一菌种，对微生物区系的功能挖掘不够，导致功能单一，在复杂土壤环境中效果不稳定；3)水溶性微生物菌剂与氮磷钾化肥的复配研究较少，例如pH等肥料特性不适宜作物生产。上述问题是微生物肥料急需解决的关键瓶颈。
发明内容
本发明目的是提供一种固体复合型水溶性微生物菌肥及其制备和施用方法。本发明包含的混合微生物菌剂既能生产生物活性稳定剂，维持菌肥中微生物的活性，增加菌株活性保持时间，延长货架期；又具有促进作物生长的双重功能，与化肥、腐殖质、氨基酸复配后，pH接近中性，促进作物生长效果更佳。本发明复合型水溶性微生物菌肥中富含克雷伯氏菌、柠檬酸杆菌、不动杆菌、肠杆菌和泛菌，其中克雷伯氏菌和柠檬酸杆菌对于生物活性稳定剂的生产至关重要，而不动杆菌、肠杆菌和泛菌起到促进作用。同时，克雷伯氏菌和柠檬酸杆菌是高效固氮菌，不动杆菌可以促进固氮作用；5种菌株相互作用，促进植物生长。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种复合型水溶性微生物菌肥，混合微生物菌剂1-5份和生物活性稳定剂20-59份；
所述混合微生物菌剂包括克雷伯氏菌MNAZ1050、柠檬酸杆菌MNAZ1397、不动杆菌ACZLY512、肠杆菌和泛菌；
所述克雷伯氏菌MNAZ1050，保藏编号为CGMCC No.22270，已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为克雷伯氏菌Klebsiellasp.；
所述柠檬酸杆菌MNAZ1397，保藏编号为CGMCC No.22267，已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为柠檬酸杆菌Citrobactersp.；
所述不动杆菌ACZLY512，保藏编号为CGMCC No.22268，已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为不动杆菌Acinetobactersp.。
本发明所述混合微生物菌剂由上述5株单菌菌剂混合而成，克雷伯氏菌菌剂、柠檬酸杆菌菌剂、不动杆菌菌剂、肠杆菌菌剂、泛菌菌剂质量比为1-3：1-3：1-3：1-3：1-3，其优选的混合质量比为克雷伯氏菌MNAZ1050：柠檬酸杆菌MNAZ1397：不动杆菌ACZLY512：肠杆菌995：泛菌310＝3：1：3：2：1。
进一步地，所述复合型水溶性微生物菌肥还包括水溶性氮肥1-24份、水溶性磷肥1-32份、水溶性钾肥1-15份、腐殖酸1-15份以及水溶性氨基酸1-15份。
进一步地，所述水溶性氮肥为尿素。
进一步地，所述水溶性磷肥包括磷酸二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢钙和过磷酸钙中的一种或多种。
进一步地，所述水溶性钾肥包括硫酸钾和硝酸钾中的一种或多种。
进一步地，所述腐殖酸为腐殖酸钾或腐殖酸钠的一种或多种。
进一步地，所述水溶性氨基酸包括动物源氨基酸或植物源氨基酸中的一种或多种。
进一步地，所述生物活性稳定剂成分如下：
Figure BDA0003409015370000041
本发明复合型水溶性微生物菌肥中腐殖酸类物质加入土壤可优化土壤质量，增强土壤持水力，增加土壤有机质含量，有效改善土壤环境；氨基酸类物质可提供土壤微生物营养，提高微生物含量和活性；生物活性稳定剂具有缓冲和增效作用，维持菌剂活性，减少养分流失，促进作物生长。
生物活性稳定剂是利用本发明中5种菌株的相互促进功能，以玉米芯粉、糖蜜、玉米浆、小米面、葡萄糖为原料通过充分发酵，过滤干燥后获得，其富含游离氨基酸、腐殖酸、大中微量元素等有益物质。
本发明复合型水溶性微生物菌肥中克雷伯氏菌和柠檬酸杆菌能够生产生物活性稳定剂，而不动杆菌、肠杆菌和泛菌对上述过程具有明显的促进作用。生物活性稳定剂对本发明中的菌种具有保护作用，有助于增加功能菌株的活性和环境适应性。同时，本发明复合型水溶性微生物菌肥中克雷伯氏菌和柠檬酸杆菌具有固氮功能，不动杆菌具有促进固氮作用，上述5种菌株互利共生，促进植物叶片生长，提高植株体氮含量和生物量。
混合微生物菌剂与化肥、腐殖质、氨基酸复配后，有效菌落总数不低于7.0×109cfu/g，pH接近7，为中性，对大多数农作物和蔬菜具有普遍适应性，促进作物生长效果明显。
本发明还提供所述复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)以玉米芯粉、糖蜜、玉米浆、小米面为主要原料进行发酵，发酵混合物自然沉淀后过滤，喷雾干燥处理后获得生物活性稳定剂；
(2)以胰蛋白胨、豆粕粉、淀粉为主要原料，经过三级培养得到细菌发酵液，采用喷雾干燥工艺，以生物活性稳定剂和脱脂奶粉为载体制备成混合微生物菌剂；
(3)将水溶性氮肥、水溶性磷肥、水溶性钾肥、腐殖酸以及水溶性氨基酸粉碎混合后过20目筛，其中腐殖酸钾原料中腐殖酸含量≥55％，氨基酸类原料氨基酸含量≥45％，生物活性稳定剂中有机质含量≥50％，钾含量≥9％，游离氨基酸含量≥1％，腐殖酸含量≥2％。
(4)在上述混合物中加入混合微生物菌剂，过20目筛混合均匀，30-45℃无光环境下干燥，得到所述复合型水溶性微生物菌肥，有效菌落总数不低于7.0×109cfu/g。
进一步地，步骤(1)的具体方法如下：
1)获得菌株种子液：分别取克雷伯氏菌MNAZ1050、柠檬酸杆菌MNAZ1397、不动杆菌ACZLY512、肠杆菌995、泛菌310在4℃保藏的斜面培养基上的菌种各一环，划线接种在LB固体培养基上(胰蛋白胨1wt％、酵母粉0.5wt％、NaCl 1wt％，琼脂1.5wt％，余量为水，pH7.0)，37℃过夜培养后取单菌落接种于LB液体培养基中，37℃，180r/min，培养24h后在4℃条件下离心10min，5000rpm，去除上清液。用等量0.9％生理盐水重悬洗涤菌体2次，在相同条件下离心10min，以去除残留的培养基、抗生素以及菌体代谢产物，将洗涤之后的菌液OD600调至1.0，分别用LB液体培养基稀释10倍，制成5株菌的种子液。
2)制备生物活性稳定剂：将上述5株菌种子液混合，按质量比将克雷伯氏菌菌剂、柠檬酸杆菌菌剂、不动杆菌菌剂、肠杆菌菌剂、泛菌菌剂＝1-3：1-3：1-3：1-3：1-3混合，优选质量比组合为3：1：3：2：1，种子液按体积比4％的量接种至工业发酵培养基中。工业发酵培养基组分(质量分数)为：玉米芯粉4％、糖蜜4％、玉米浆2％、小米面2％、葡萄糖1％、酵母粉0.5％、(NH4)2SO4 0.8％、KCl 0.3％、MgSO4 0.01％、硫胺素0.01％、半胱氨酸0.02％，余量为水，pH自然，115℃灭菌15分钟。发酵培养条件为37℃厌氧发酵64h，厌氧发酵混合物自然沉淀后，经120目过滤网过滤，喷雾干燥处理后获得生物活性稳定剂。
3)菌种扩繁过程：将上述5株菌种子液分别接种于一级培养基，一级培养基包括：胰蛋白胨5g/L、酵母粉3g/L、葡萄糖4g/L、蔗糖2g/L、碳酸钙4.5g/L、磷酸氢二钾0.8g/L、硫酸镁0.5g/L、氯化钠0.8g/L，pH为7.0，28±2℃条件下，培养24h。
将5种一级发酵液按体积比20％分别接种至二级培养基中发酵培养，二级培养基包括：豆粕粉7.5g/L、酵母粉2g/L、葡萄糖2g/L、淀粉8g/L、碳酸钙4.5g/L、磷酸氢二钾0.8g/L、硫酸镁0.5g/L、氯化钠0.8g/L，pH为7.0，28±2℃条件下，培养48h。
将5种二级发酵液按体积比20％分别接种至三级培养基中发酵培养，三级培养基组分与二级培养基组成相同。发酵罐通气量为18m3/h，每小时搅拌2次，每次15分钟，30±2℃条件下，培养84h，活菌数大于1.0×109cfu/mL，分别得到5种菌株扩繁后的菌体。
4)混合微生物菌剂制备：将上述5种细菌的扩繁菌液分别浓缩，采用喷雾干燥工艺，以生物活性稳定剂和脱脂奶粉质量比1:1混合为载体，载体用量为浓缩发酵液的20％，制备成5种细菌的单菌菌剂。5种单菌菌剂混合后得到混合微生物菌剂，本发明优选的5种单菌菌剂质量比组合为：克雷伯氏菌菌剂、柠檬酸杆菌菌剂、不动杆菌菌剂、肠杆菌菌剂、泛菌菌剂＝3：1：3：2：1。
本发明还提供所述复合型水溶性微生物菌肥的施用方法：本发明复合型水溶性微生物菌肥可完全溶于水，取所述复合型水溶性微生物菌肥稀释400-600倍施用或直接点施到作物根部。
本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明复合型水溶性微生物菌肥为固体可溶性菌肥，每克微生物菌剂中有效菌落总数不低于7.0×109cfu，菌株活性保持时间较长，延长货架期，便于销售与应用；
(2)本发明复合型水溶性微生物菌肥中添加了5种不同的菌株，这5种菌株相互作用，互利共生，既能生产保护其活性的生物活性稳定剂，又能直接促进作物生长，多重功能使得本发明复合型水溶性微生物菌肥在复杂农业生态***中施用时具有很好的适应性和稳定性。
(3)本发明复合型水溶性微生物菌肥原料之间互补，生物活性稳定剂本身就含有大量的大中微量营养元素，以及其它有利于植物生长的有机物质，再与微生物菌剂、可溶性氮肥、水溶性磷肥、水溶性钾肥、腐殖酸类和水溶性氨基酸物质复配后，形成一种综合性有机-无机全要素生物肥料，保持养分平衡；
(4)本发明复合型水溶性微生物菌肥中的部分原料为农业、工业或食品行业的废弃物，成本低廉，再利用后变废为宝，环境友好；
(5)本发明复合型水溶性微生物菌肥可溶于水后进行水肥一体化施用，也可直接固体施用，适应多样化的现代农业生产方式。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为实施例4中最优组合4制备成的复合型水溶性微生物菌肥(肥料Ⅰ)产品照片；
图2为实施例4中最优组合4制备的肥料(肥料Ⅰ)与市售三种有机生物菌肥Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及对照组灌施生菜18天生长情况图；
图3为实施例4中最优组合4制备的肥料(肥料Ⅰ)与市售三种有机生物菌肥Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及对照组灌施番茄31天生长情况图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其它陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其它实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明实施例中肠杆菌为肠杆菌995，购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为ACCC19439，分类命名为肠杆菌Enterobacter sp.；泛菌为泛菌310购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为ACCC05127，分类命名为泛菌Pantoea sp.。
实施例1五株菌不同比例(质量比)组合制备生物活性稳定剂
(1)配制5株菌的种子液。克雷伯氏菌MNAZ1050，保藏编号为CGMCC No.22270；柠檬酸杆菌MNAZ1397，保藏编号为CGMCC No.22267；不动杆菌ACZLY512，保藏编号为CGMCCNo.22268，上述3株已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。肠杆菌995和泛菌310购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心。
分别取克雷伯氏菌MNAZ1050、柠檬酸杆菌MNAZ1397、不动杆菌ACZLY512、肠杆菌995、泛菌310在4℃保藏的斜面培养基上的菌种各一环，划线接种在LB固体培养基上(胰蛋白胨1wt％、酵母粉0.5wt％、NaCl 1wt％，琼脂1.5wt％，余量为水，pH 7.0)，37℃过夜培养后取单菌落接种于LB液体培养基中，37℃，180r/min，培养24h后在4℃条件下离心10min，5000rpm，去除上清液。用等量0.9％生理盐水重悬洗涤菌体2次，在相同条件下离心10min，以去除残留的培养基、抗生素以及菌体代谢产物，将洗涤之后的菌液OD600调至1.0，分别用LB液体培养基稀释10倍，制成5株菌的种子液。
(2)制备生物活性稳定剂。将上述5株菌种子液以质量比按照表1中的比例混合，混合后的种子液按体积比4％的量接种至工业发酵培养基中。工业发酵培养基组分(质量分数)为：玉米芯粉4％、糖蜜4％、玉米浆2％、小米面2％、葡萄糖1％、酵母粉0.5％、(NH4)2SO40.8％、KCl 0.3％、MgSO4 0.01％、硫胺素0.01％、半胱氨酸0.02％，余量为水，pH自然，115℃灭菌15分钟。发酵培养条件为37℃厌氧发酵64h，厌氧发酵混合物自然沉淀后，经120目过滤网过滤，喷雾干燥处理后获得生物活性稳定剂。
表1 菌株不同比例组合对生物活性稳定剂生产效率和生菜产量的影响
Figure BDA0003409015370000111
Figure BDA0003409015370000121
(3)五株菌不同比例组合对生物活性稳定剂生产效率的影响(表1)，其中生产效率的定义为生物活性稳定剂与发酵固体原材料的质量比。
当五株菌组合中缺少克雷伯氏菌MNAZ1050或柠檬酸杆菌MNAZ1397时，生物活性稳定剂生产效率均≤1.9％；当克雷伯氏菌MNAZ1050和柠檬酸杆菌MNAZ1397同时存在，缺少不动杆菌ACZLY512、肠杆菌995、泛菌310其中的任意一种时，生物活性稳定剂生产效率均≤8.9％，但≥5.1％；当五株菌同时存在时，生物活性稳定剂生产效率均≥10.1％，其中以克雷伯氏菌MNAZ1050：柠檬酸杆菌MNAZ1397：不动杆菌ACZLY512：肠杆菌995：泛菌310＝3：1：3：2：1生产效率最大，为16.1％；上述结果表明，克雷伯氏菌MNAZ1050和柠檬酸杆菌MNAZ1397对生物活性稳定剂的生产至关重要，而不动杆菌ACZLY512、肠杆菌995和泛菌310能够促进克雷伯氏菌MNAZ1050和柠檬酸杆菌MNAZ1397生产生物活性稳定剂。五株菌的不同组合对生物活性稳定剂的生产效率影响较大，见表1。
实施例2五株菌不同比例组合对生菜生长的影响。
于2021年3月在温室中进行，将实施例1中5株菌种的种子液以质量比按照表1比例混合后，将500mL混合种子液接种于装在3升塑料花盆的混合基质中，混合基质包括：SUBSTRATE进口泥炭：蛭石：珍珠岩为质量比7：2：1。每个塑料花盆定植1颗生菜(意大利生菜，购买于天津市蓟宏农业科技有限公司)，每个组合重复5次，每3天浇300mL无菌霍格兰营养液，营养液组成包括四水硝酸钙：945mg/L，硝酸铵：142.12mg/L，硝酸钾：506mg/L，七水硫酸亚铁：5.56mg/L，碘化钾：0.83mg/L，钼酸钠：0.25mg/L，硼酸：6.2mg/L，硫酸锰：22.3mg/L，硫酸锌：8.6mg/L，硫酸铜：0.025mg/L，氯化钴：0.025mg/L，种植30天后收获，其生菜产量如表1所示。
如表1所示，当不接种5株菌时，生菜单株产量最低，仅为121.1g；当缺少其中的任意一种菌时，生菜单株产量均≤179.3g；当均包含上述5种菌时，生菜单株产量均≥185.4g，尤其是当克雷伯氏菌MNAZ1050：柠檬酸杆菌MNAZ1397：不动杆菌ACZLY512：肠杆菌995：泛菌310＝3：1：3：2：1时，生菜单株产量最高，为230.2g。
实施例3生物活性稳定剂不同生产批次间的组成成分含量变化
同实施例1，不同之处在于只选择实施例1中最优组合：克雷伯氏菌MNAZ1050：柠檬酸杆菌MNAZ1397：不动杆菌ACZLY512：肠杆菌995：泛菌310＝3：1：3：2：1。分别进行三个批次的生物活性稳定剂生产，测定产物中的相关成分及含量变化(表2)。按照《土壤农化分析》(中国农业出版社，第三版)对生物活性稳定剂中的水分、无机氮、磷、钾、钙、镁、锌、铁、铜、锰、硒、游离氨基酸、pH、腐殖酸、有机质进行测定，上述指标在三个生产批次中含量基本保持稳定，其中无机氮含量(％)在1.09-2.59之间，磷(％)在0.17-0.39之间，钾(％)在9.8-16.76之间，游离氨基酸(％)在1.16-7.05之间，腐殖酸(％)在2.03-5.42之间，有机质(％)在55.1-72.8之间，其它测试指标见表2。
表2 生物活性稳定剂不同生产批次间的组成成分含量变化
Figure BDA0003409015370000141
实施例4复合型水溶性微生物菌肥配方、制备与效果
(1)菌株来源。五株菌来源和菌株种子液的制备同实施例1。
(2)菌种扩繁。一级发酵培养条件：将5株菌种子液分别接种于一级培养基，一级培养基包括：胰蛋白胨5g/L、酵母粉3g/L、葡萄糖4g/L、蔗糖2g/L、碳酸钙4.5g/L、磷酸氢二钾0.8g/L、硫酸镁0.5g/L、氯化钠0.8g/L，pH为7.0，28±2℃条件下，培养24h。
将5种一级发酵液按20％分别接种至二级培养基中发酵培养，二级培养基包括：淀粉8g/L、豆粕粉7.5g/L、酵母粉2g/L、葡萄糖2g/L、碳酸钙4.5g/L、磷酸氢二钾0.8g/L、硫酸镁0.5g/L、氯化钠0.8g/L，pH为7.0，28±2℃条件下，培养48h。
将5种二级发酵液按20％分别接种至三级培养基中发酵培养，三级培养基组分与二级培养基组成相同。发酵罐通气量为18m3/h，每小时搅拌2次，每次15分钟，30±2℃条件下，培养84h，活菌数大于1.0×109cfu/mL，得到5种菌株扩繁后的菌体。
(3)制备混合微生物菌剂。将上述5种细菌的扩繁发酵液分别浓缩，采用喷雾干燥工艺，以生物活性稳定剂和脱脂奶粉1:1混合为载体制备成5种细菌的单菌菌剂。生物活性稳定剂载体用量为浓缩发酵液的20％。
将制备好的克雷伯氏菌菌剂、柠檬酸杆菌菌剂、不动杆菌菌剂、肠杆菌菌剂、泛菌菌剂按照实施例1和实施例2中最优比例3：1：3：2：1组合，得到混合微生物菌剂。
将混合微生物菌剂、尿素、磷酸二铵、硫酸钾、腐殖酸钾、动物源氨基酸以及生物活性稳定剂按表3比例(质量比)混合，在30-45℃的干燥无光的环境下进行干燥，然后通过机械制造成粉末，过20目筛均匀，得到复合型水溶性微生物菌肥。其中腐殖酸钾原料中腐殖酸含量≥55％，氨基酸类原料氨基酸含量≥45％，生物活性稳定剂中有机质含量≥50％，钾含量≥9％，游离氨基酸含量≥1％，腐殖酸含量≥2％。当混合微生物菌剂加入量≥5％时，最终获得的复合型水溶性微生物菌肥中有效菌落总数不低于7.0×109cfu/g。
(4)不同原料配比对复合型水溶性微生物菌肥中菌种的保护效果。按照表3获得不同原材料比例的复合型水溶性微生物菌肥，用铝箔袋装袋1千克，封口，每个比例肥料3袋，常温常压干燥黑暗条件储放。6个月后按照《微生物肥料产品检测规程》(NY/T2321-2013)标准进行有效活菌数和pH检测。
结果表明，当不加入混合微生物菌剂时，6个月后复合型水溶性微生物菌肥中有效活菌数为0；当生物活性稳定剂含量≤20％时，6个月后复合型水溶性微生物菌肥中有效活菌数均≤6.3×107cfu/g，pH≤6.64；当生物活性稳定剂含量在28-59之间时，6个月后复合型水溶性微生物菌肥中有效活菌数均≥7.3×107cfu/g，pH在5.8-7.85之间(表3)。
表3 不同原料配比对复合型水溶性微生物菌肥pH和有效菌落数的影响
Figure BDA0003409015370000161
Figure BDA0003409015370000171
不同比例混合微生物菌剂、尿素、磷酸二铵、硫酸钾、腐殖酸钾、动物源氨基酸、生物活性稳定剂对6个月后复合型水溶性微生物菌肥的有效活菌数和pH有明显影响。当以1-5：1-24：1-32：1-15：1-15：1-15：20-59组合时，即表3中的组合2-17和组合20，6个月后有效活菌数均≥6.3×107cfu/g，均符合《复合微生物肥料》(NY/T798-2015)要求的有效活菌数≥0.2亿/g范围，其中以混合微生物菌剂：尿素：磷酸二铵：硫酸钾：腐殖酸钾：动物源氨基酸：生物活性稳定剂＝5：12：18：3：10：10：42组合最佳，上述组合下菌肥中的氮磷钾含量分别为N＝9.5％，P2O5＝8.4％，K2O＝9.3％，其pH＝6.85，最接近中性pH，有效活菌数最高＝6.8×109cfu/g。
实施例5复合型水溶性微生物菌肥中原材料种类的影响
同实施例4，不同之处在于仅将实施例4中最优组合(混合微生物菌剂：尿素：磷酸二铵：硫酸钾：腐殖酸钾：动物源氨基酸：生物活性稳定剂＝5：12：18：3：10：10：42)中的磷肥替换为磷酸二氢钾、磷酸氢钙、过磷酸钙中的一种；将钾肥替换为硝酸钾；将腐殖酸钾替换为腐殖酸钠；将动物源氨基酸粉替换为植物源氨基酸粉(表4)。替换后的复合型水溶性微生物菌肥的氮磷钾含量仍为N＝9.5％，P2O5＝8.4％，K2O＝9.3％。
从表4中可知，组合24中磷肥用过磷酸钙替代时，需要用到41.9份，混合微生物菌剂5份，尿素20.4份，硫酸钾13.1份，腐殖酸钾10份，动物源氨基酸5份，而生物活性稳定剂只能用4.6份，此组合下复合型水溶性微生物菌肥6个月后有效活菌数＝2.9×106cfu/g，pH＝5.82，效果较差；而其它组合有效活菌数均≥2.1×107cfu/g，均符合《复合微生物肥料》(NY/T798-2015)要求的有效活菌数≥0.2亿/g范围。
表4 原材料种类复合型水溶性微生物菌肥pH和有效菌落数的影响
Figure BDA0003409015370000191
应用例1复合型水溶性微生物菌肥在生菜种植的效果
本应用例中有机生物菌肥Ⅱ购自北京蔬卉有限公司，Ⅲ购自郑州中科化工产品有限公司，Ⅳ购自陕西广仁生物科技有限公司。
将本发明实施例4中的组合3、组合4(肥料Ⅰ)、组合4不添加混合微生物菌剂、组合4不添加生物活性稳定剂、组合6、组合9、组合12、组合15，以及实施例5中的组合22-27制备的复合型水溶性微生物菌肥，以及市面上够买的有机生物菌肥Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ施用于生菜(意大利生菜，购买于天津市蓟宏农业科技有限公司)(表5)。
于2021年5月-7月在实验室中，在SUBSTRATE进口泥炭：蛭石：珍珠岩为质量比7：2：1的混合基质上进行生菜栽培。生菜在72孔(40ML)穴盘中进行育苗肥效试验，在温度为23℃、湿度为70％的培养箱进行育苗培养试验，设置仅施用生物活性稳定剂作为空白对照处理，每组重复5次，每穴浇稀释500倍的肥料5毫升，每7天浇一次，共施2次，育苗18天的生菜苗长势见图2。
由图2可以看出，本发明实施例4中的最优组合4制备成的复合型水溶性微生物菌肥(肥料Ⅰ)相比对照组和市面上其它的有机生物菌肥有明显的壮根的作用，且叶片颜色更绿，生长速度也相对较快。
将室内育好苗的生菜移植在温室中进行种植，在体积为3升的塑料花盆中进行肥效试验，每盆定植1株，每组重复5次，各类肥料稀释500倍后每隔7天每盆灌施500毫升。种植35天后收获，其产量和经济效益分析如表1所示。
表5 不同肥料处理生菜产量和经济效益分析
Figure BDA0003409015370000211
注：经济效益按每亩10000株生菜计算，按北京市场价4元/公斤计算。
由表5可以看出，与空白对照和市面上的其它几种肥料相比，本发明实施例4组合4(肥料I)生菜产量有明显的优势，亩产的经济效益是对照组的2.0倍，是肥料IV的4.9倍；当实施例4组合4中不添加微生物菌剂，其生菜经济效益仅为实施例4组合4的68％；当实施例4组合4中不添加生物活性稳定剂，其生菜经济效益仅为实施例4组合4的62％。
应用例2复合型水溶性微生物菌肥在番茄种植的效果
本应用例中有机生物菌肥Ⅱ购自北京蔬卉有限公司，Ⅲ购自郑州中科化工产品有限公司，Ⅳ购自陕西广仁生物科技有限公司。
将本发明实施例4中的组合3、组合4(肥料Ⅰ)、组合4不添加混合微生物菌剂、组合4不添加生物活性稳定剂、组合6、组合9、组合12、组合15，以及实施例5中的组合22-27制备的复合型水溶性微生物菌肥，以及市面上购买的有机生物菌肥Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ施用于番茄(秦蔬毛粉802杂交一代，购买于西安秦蔬农业有限公司)(表6)。
于2021年5月-7月在温室中进行，在基质(SUBSTRATE进口泥炭)：蛭石：珍珠岩为质量比7：2：1的混合基质上进行番茄栽培，在体积为3升的塑料花盆中进行肥效试验，每盆定植1株，每组重复5次，设置仅施用生物活性稳定剂作为空白对照处理。前35天各类肥料稀释500倍后每隔7天每盆灌施300毫升，后60天各类肥料稀释500倍后每隔4天每盆灌施500毫升，共分5次采摘，其产量和经济效益分析如表6所示。
种植31天的番茄如图3所示。实施例4中的最优组合4制备成的复合型水溶性微生物菌肥(肥料Ⅰ)相比对照组和市面上其它的有机生物菌肥有明显的促生的作用，生长速度相对较快。
表6 不同肥料处理番茄产量和经济效益分析
Figure BDA0003409015370000221
Figure BDA0003409015370000231
注：经济效益按每亩3500株西红柿计算，按北京市场价2元/公斤计算。
由表6可以看出，与空白对照和市面上的其它几种肥料相比，本发明实施例4组合4(肥料I)番茄产量有明显的优势，亩产的经济效益是对照组的2.9倍左右，是肥料IV的1.9倍左右。当实施例4组合4中不添加微生物菌剂，其番茄经济效益仅为实施例4组合4的81％；当实施例4组合4中不添加生物活性稳定剂，其番茄经济效益仅为实施例4组合4的84％。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）以玉米芯粉、糖蜜、玉米浆、小米面为主要原料，利用克雷伯氏菌MNAZ1050菌剂、柠檬酸杆菌MNAZ1397菌剂、不动杆菌ACZLY512菌剂、肠杆菌菌剂、泛菌菌剂混合发酵，发酵产物自然沉淀后过滤，喷雾干燥处理后获得生物活性稳定剂；
（2）以胰蛋白胨、豆粕粉、淀粉、菌种子液为主要原料，经过三级培养后得到细菌发酵液，采用喷雾干燥工艺，以生物活性稳定剂和脱脂奶粉混合为载体制备成混合微生物菌剂；
（3）将水溶性氮肥、水溶性磷肥、水溶性钾肥、腐殖酸钾、水溶性氨基酸、生物活性稳定剂和混合微生物菌剂混合均匀，30-45℃无光环境下干燥，得到复合型水溶性微生物菌肥；
所述复合型水溶性微生物菌肥包括混合微生物菌剂1-5份和生物活性稳定剂20-59份，所述份数为质量份数；
所述菌种子液为克雷伯氏菌MNAZ1050、柠檬酸杆菌MNAZ1397、不动杆菌ACZLY512、肠杆菌和泛菌，质量比为1-3：1-3：1-3：1-3：1-3；
所述克雷伯氏菌MNAZ1050，保藏编号为CGMCC No.22270，已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为克雷伯氏菌Klebsiella sp.；
所述柠檬酸杆菌MNAZ1397，保藏编号为CGMCC No. 22267，已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为柠檬酸杆菌Citrobacter sp.；
所述不动杆菌ACZLY512，保藏编号为CGMCC No.22268，已于2021年5月6日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，分类命名为不动杆菌Acinetobacter sp.；
所述生物活性稳定剂成分如下：水分0.83-2.34%、无机氮1.09-2.59%、磷0.17-0.39%、钾9.8-16.76%、钙1.32-3.31%、镁1.01-2.53%、锌142-241 mg/kg、铁308-514 mg/kg、铜8.1-11.2 mg/kg、锰135.7-157.8 mg/kg、硒15.46-38.52 mg/kg、游离氨基酸1.16-7.05%、腐殖酸2.03-5.42%、有机质50.1-72.8%，pH为4.83-6.19。
2.根据权利要求1所述一种复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，其特征在于，步骤（3）中水溶性氮肥1-24份、水溶性磷肥1-32份、水溶性钾肥1-15份、腐殖酸钾1-15份以及水溶性氨基酸1-15份，所述份数为质量份数。
3.根据权利要求2所述一种复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，其特征在于，所述水溶性氮肥为尿素。
4.根据权利要求2所述一种复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，其特征在于，所述水溶性磷肥包括磷酸二铵、磷酸二氢钾、磷酸氢钙和过磷酸钙中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述一种复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，其特征在于，所述水溶性钾肥包括硫酸钾和硝酸钾中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述一种复合型水溶性微生物菌肥的制备方法，其特征在于，所述水溶性氨基酸包括动物源氨基酸和植物源氨基酸中的一种或多种。
7.一种权利要求1-6任一项所述制备方法制备得到的复合型水溶性微生物菌肥的施用方法，其特征在于，取所述复合型水溶性微生物菌肥按照400-600倍稀释后施用或直接点施到作物根部。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013098856A2 (en) * 2011-12-25 2013-07-04 Manibrata Paul A synergistic biofertilizer formulation involving earthworm cocoon
CN104892308A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 德州市元和农业科技开发有限责任公司 一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法
CN109721425A (zh) * 2019-02-26 2019-05-07 山东京青农业科技有限公司 一种水稻专用叶面微生物菌肥及其制备方法
CN112225595A (zh) * 2020-10-21 2021-01-15 福建三炬生物科技股份有限公司 一种水溶性复合微生物肥料及其制备方法
CN113278553A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 一种添加非固氮菌的增强型高效固氮复合菌系及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013098856A2 (en) * 2011-12-25 2013-07-04 Manibrata Paul A synergistic biofertilizer formulation involving earthworm cocoon
CN104892308A (zh) * 2015-05-19 2015-09-09 德州市元和农业科技开发有限责任公司 一种土壤改良型微生物菌剂及其制备方法
CN109721425A (zh) * 2019-02-26 2019-05-07 山东京青农业科技有限公司 一种水稻专用叶面微生物菌肥及其制备方法
CN112225595A (zh) * 2020-10-21 2021-01-15 福建三炬生物科技股份有限公司 一种水溶性复合微生物肥料及其制备方法
CN113278553A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 一种添加非固氮菌的增强型高效固氮复合菌系及其应用

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