一种微生物液体肥及其制备方法与流程

文档序号:17917685发布日期:2019-06-14 23:53
一种微生物液体肥及其制备方法与流程
本发明属于菌肥制备
技术领域
,具体涉及一种微生物液体肥及其制备方法。
背景技术
:胶冻样芽孢杆菌(BacillusMucilaginosus)又称硅酸盐细菌,是芽孢杆菌属,其菌落圆形、无色、透明、隆起,菌落光滑、湿润有光泽,边缘整齐,胶冻样芽孢杆菌能够通过其菌体自身代谢产生有机酸、氨基酸、多糖、激素等物质促进植物的生长,并且能够分解含钾矿物,释放出钾及其他应用元素,还具备溶磷和固氮,是广泛应用于我国微生物肥料的生产菌种,在农业微生物制剂领域发挥了重要的作用。目前,国家提倡废弃资源综合利用,做到“零污染”、“零排放”。而作为胶冻样芽孢杆菌浓缩后有效活菌数较低的菌液是一种废弃资源,一般当作废水排放到环境中,既浪费了资源,又对环境产生了危害。但是现在并没有一种针对菌液的具体利用方案。技术实现要素:有鉴于此,本发明的目的在于提供一种含微生物的液体肥,不仅实现了废物资源化利用,还可改良土壤板结,增加土壤团粒结构,提高土壤的保水性,改善根际微生物系统,提高作物对养分的吸收,利于作物的生长,从而提高作物的品质和产量。为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:本发明提供了胶冻样芽孢杆菌(BacillusMucilaginosus)三炬01号菌株,保藏编号为CGMCCNo.3995。本发明提供了一种含微生物的液体肥,所述液体肥以胶冻样芽孢杆菌的菌液为溶剂,还包括氮、磷和钾,将所述氮、磷和钾分别以N、P2O5和K2O计,所述N、P2O5和K2O计的总浓度不低于150g/L;所述菌液中三炬01号菌株的活菌量不低于10×108个/mL。优选的,所述胶冻样芽孢杆菌包括胶冻样芽孢杆菌(BacillusMucilaginosus)三炬01号菌株,保藏编号为CGMCCNo.3995。优选的,还包括保护剂,所述保护剂占所述液体肥体积的1~25%。优选的,所述保护剂包括甘油、甘露醇、山梨醇、吐温20、黄原胶、海藻糖和维生素C中的一种或多种。优选的,所述氮的来源包括:尿素、硝酸钾和磷酸一铵;所述磷的来源包括:磷酸二氢钾和磷酸一铵;所述钾的来源包括:硝酸钾、氯化钾和磷酸二氢钾。本发明还提供了上述含微生物的液体肥的制备方法,包括以下步骤:(1)将所述三炬01号菌株活化后,接种到种子培养基中进行第一种子发酵,得到一级种子发酵液;所述种子培养基中包括以下浓度的成分:蔗糖5~12g/L、磷酸氢二钾0.3~0.8g/L、硫酸镁0.1~0.4g/L、氯化钠0.15~0.35g/L和碳酸钙0.5~1.2g/L,pH值为7.0~7.5;(2)将所述一级种子发酵液接种至所述种子培养基进行第二种子发酵,得二级种子发酵液;(3)将所述二级种子发酵液接种到发酵培养基中进行发酵,得三炬01号菌株的发酵液;所述发酵培养基中包括以下浓度的成分:淀粉5.0~7.5g/L、酵母粉1.0~1.8g/L、豆粕粉5.0~7.0g/L、硫酸镁0.8~1.6g/L、磷酸氢二钾1.6~2.4g/L、碳酸钙5.0~10.0g/L和氯化钠0.1~0.4g/L,pH值为7.0~7.5;(4)将所述三炬01号菌株的发酵液经膜过滤后,得浓缩菌和三炬01号菌株的菌液;(5)将所述三炬01号菌株的菌液、氮、磷、钾和所述保护剂混合后,得所述含微生物的液体肥。优选的,步骤(1)所述活化的培养基成分包括:蔗糖5~12g/L、磷酸二氢钾0.3~0.8g/L、硫酸镁0.1~0.4g/L、氯化钠0.15~0.35g/L、碳酸钙0.5~1.2g/L和琼脂20g/L,pH值为7.0~7.5。优选的,步骤(1)所述第一种子发酵的温度为30~35℃,发酵时间为24~36h。优选的,步骤(1)~(3)所述接种的接种量独立为8~15%。优选的,步骤(3)所述发酵为有氧发酵,溶氧体积为发酵体系的15~25%;所述发酵的温度为28~32℃,压力为0.05~0.06MPa,发酵时间36~48h。本发明提供了一种含微生物的液体肥,所述含微生物的液体肥结合了胶冻样芽孢杆菌和大量元素水溶肥料二者优势,一方面胶冻样芽孢杆菌可以有效改良土壤板结,增加土壤团粒结构,提高土壤的保水性,改善根际微生物系统,另一方面迅速补充土壤的养分,两者的结合更好促进了作物对养分的吸收,增进肥效,促进作物生长、改善作物品质。本发明还提供了所述含微生物的液体肥的制备方法中,将胶冻样芽孢杆菌浓缩后剩余的膜过滤液进行资源利用,以胶冻样芽孢杆菌膜过滤液为微生物菌剂,添加大量元素肥料,最终制成复合微生物肥料,不仅解决了胶冻样芽孢杆菌膜过滤液处置问题,进行资源再利用,且降低生产成本。附图说明图1为本发明所述含微生物的液体肥的制备流程图。生物保藏信息胶冻样芽孢杆菌(BacillusMucilaginosus),菌株编号为三炬01号菌株,保藏时间为2010年7月2日,保藏地点为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,具体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,保藏编号为CGMCCNo.3995。具体实施方式本发明提供了一种含微生物的液体肥,所述液体肥以胶冻样芽孢杆菌的菌液为溶剂,还包括氮、磷和钾,将所述氮、磷和钾分别以N、P2O5和K2O计,所述N、P2O5和K2O计的总浓度不低于150g/L;所述菌液中三炬01号菌株的活菌量不低于10×108个/mL。本发明所述液体肥以胶冻样芽孢杆菌的菌液为溶剂,本发明所述胶冻样芽孢杆菌优选包括胶冻样芽孢杆菌(BacillusMucilaginosus)三炬01号菌株,保藏编号为CGMCCNo.3995。本发明所述菌液优选为所述胶冻样芽孢杆菌三炬01号菌株浓缩后剩余的膜过滤液。本发明所述氮的来源优选包括:尿素、硝酸钾和磷酸一铵;所述磷的来源优选包括:磷酸二氢钾和磷酸一铵;所述钾的来源优选包括:硝酸钾、氯化钾和磷酸二氢钾,所述氮、磷和钾分别以N、P2O5和K2O计,所述N、P2O5和K2O计的总浓度不低于150g/L;更优选的,所述N、P2O5和K2O的量均不低于N、P2O5和K2O总量的15%。本发明对所述氮、磷和钾的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规肥料即可。本发明所述液体肥中优选还包括保护剂,所述保护剂优选占所述液体肥体积的1~25%。本发明所述保护剂优选包括甘油、甘露醇、山梨醇、吐温20、黄原胶、海藻糖和维生素C中的一种或多种。本发明对所述保护剂的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规市售产品即可。本发明还提供了上述含微生物的液体肥的制备方法,包括以下步骤:(1)将所述三炬01号菌株活化后,接种到种子培养基中进行第一种子发酵,得到一级种子发酵液;所述种子培养基中包括以下浓度的成分:蔗糖5~12g/L、磷酸氢二钾0.3~0.8g/L、硫酸镁0.1~0.4g/L、氯化钠0.15~0.35g/L和碳酸钙0.5~1.2g/L,pH值为7.0~7.5;(2)将所述一级种子发酵液接种至所述种子培养基进行第二种子发酵,得二级种子发酵液;(3)将所述二级种子发酵液接种到发酵培养基中进行发酵,得三炬01号菌株的发酵液;所述发酵培养基中包括以下浓度的成分:淀粉5.0~7.5g/L、酵母粉1.0~1.8g/L、豆粕粉5.0~7.0g/L、硫酸镁0.8~1.6g/L、磷酸氢二钾1.6~2.4g/L、碳酸钙5.0~10.0g/L和氯化钠0.1~0.4g/L,pH值为7.0~7.5;(4)将所述三炬01号菌株的发酵液经膜过滤后,得浓缩菌和三炬01号菌株的菌液;(5)将所述三炬01号菌株的菌液、氮、磷、钾和所述保护剂混合后,得所述含微生物的液体肥。本发明在制备所述含微生物的液体肥时,将所述三炬01号菌株活化后,接种到种子培养基中进行第一种子发酵,得到一级种子发酵液;所述种子培养基中包括以下浓度的成分:蔗糖5~12g/L、磷酸氢二钾0.3~0.8g/L、硫酸镁0.1~0.4g/L、氯化钠0.15~0.35g/L和碳酸钙0.5~1.2g/L,pH值为7.0~7.5。本发明将所述三炬01号菌株活化,所述活化优选将所述三炬01号菌株接种于固体无氮培养基中进行活化,所述固体无氮培养基的成分优选包括:蔗糖5~12g/L、磷酸二氢钾0.3~0.8g/L、硫酸镁0.1~0.4g/L、氯化钠0.15~0.35g/L、碳酸钙0.5~1.2g/L和琼脂20g/L;更优选包括:蔗糖8~11g/L、磷酸二氢钾0.4~0.6g/L、硫酸镁0.15~0.3g/L、氯化钠0.18~0.25g/L、碳酸钙0.8~1.1g/L和琼脂20g/L;最优选包括:蔗糖10g/L,磷酸二氢钾0.5g/L,硫酸镁0.2g/L,氯化钠0.2g/L,碳酸钙1g/L和琼脂20g/L。本发明所述固体无氮培养基的pH值优选为7.0~7.5,更优选为7.5。本发明对所述固体无氮培养基的制备方法并没有特殊限定,优选将各原料混合后于121℃高压灭菌30min。本发明所述活化培养的温度优选28~32℃,所述活化培养的时间优选为48~72h。本发明将所述活化后的三炬01号菌株活化,接种到种子培养基中进行第一种子发酵,得到一级种子发酵液。本发明所述接种的接种量优选为8~15%,更优选为9~12%,最优选为10%。本发明所述种子培养基优选包括以下浓度的成分:蔗糖5~12g/L、磷酸氢二钾0.3~0.8g/L、硫酸镁0.1~0.4g/L、氯化钠0.15~0.35g/L和碳酸钙0.5~1.2g/L,更优选包括:蔗糖8~11g/L、磷酸氢二钾0.4~0.6g/L、硫酸镁0.15~0.3g/L、氯化钠0.18~0.25g/L和碳酸钙0.8~1.1g/L。本发明对所述种子培养基的各原料的来源并没有特殊限定,利用本领域的常规试剂即可。本发明所述第一种子发酵的温度优选为30~35℃,所述第一种子发酵过程中伴随搅拌,所述搅拌的速率优选为150~200rpm,所述第一种子发酵的时间优选为24~36h。本发明将所述一级种子发酵液接种至所述种子培养基进行第二种子发酵,得二级种子发酵液。本发明所述接种的接种量优选为8~15%,更优选为9~12%,最优选为10%。本发明所述第二种子发酵优选在发酵罐中进行,优选设置发酵罐温度为30~35℃。本发明在所述第二种子发酵时伴随搅拌,所述搅拌的速率优选为125~200r/min,所述第二发酵的时间优选24~48h。本发明将所述二级种子发酵液接种到发酵培养基中进行发酵,得三炬01号菌株的发酵液;所述发酵培养基中包括以下浓度的成分:淀粉5.0~7.5g/L、酵母粉1.0~1.8g/L、豆粕粉5.0~7.0g/L、硫酸镁0.8~1.6g/L、磷酸氢二钾1.6~2.4g/L、碳酸钙5.0~10.0g/L和氯化钠0.1~0.4g/L,pH值为7.0~7.5。本发明所述接种的接种量优选为8~15%,更优选为9~12%,最优选为10%。本发明所述所述发酵培养基中优选包括以下浓度的成分:淀粉5.1~6.5g/L、酵母粉1.2~1.7g/L、豆粕粉5.2~6.8g/L、硫酸镁0.9~1.55g/L、磷酸氢二钾1.7~2.3g/L、碳酸钙6~9.5g/L和氯化钠0.12~0.35g/L;更优选包括:淀粉5.3~6g/L、酵母粉1.4~1.6g/L、豆粕粉5.5~6g/L、硫酸镁1.2~1.5g/L、磷酸氢二钾1.8~2.1g/L、碳酸钙8~9g/L和氯化钠0.16~0.28g/L;最优选包括:淀粉5.5g/L,酵母粉1.58g/L,豆粕5.76g/L,硫酸镁1.4g/L,磷酸氢二钾2.0g/L,碳酸钙8.5g/L和氯化钠0.2g/L。本发明对所述发酵培养基的制备方法并没有特殊限定。本发明对所述发酵培养基的各原料来源并没有特殊限定,利用本领域的常规试剂即可。本发明所述发酵优选为有氧发酵,设置发酵罐内溶氧体积优选为发酵体系的15~25%,更优选为18~22%,最优选为20%。本发明所述发酵的温度优选为28~32℃,发酵罐内压力优选为0.05~0.06MPa,发酵时间优选为36~48h。本发明在所述发酵过程中,优选利用质量浓度为10%的氢氧化钠和10%的盐酸控制pH值为7.2。本发明将所述三炬01号菌株的发酵液经膜过滤后,得浓缩菌和三炬01号菌株的菌液。本发明对所述膜过滤的方法并没有特殊限定,利用本领域的常规浓缩胶冻样芽孢杆菌的膜过滤方法即可。本发明所述浓缩菌可用于制备有效活菌数较高的微生物菌剂。另一方面将膜过滤后有效活菌数较低菌液作为溶剂本发明将所述三炬01号菌株的菌液、氮、磷、钾和所述保护剂混合后,得所述含微生物的液体肥。本发明对所述混合的方法并没有特殊限定。下面结合实施例对本发明提供的胶冻样芽孢杆菌三炬01号菌株及其应用进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1按照如图1所示流程制备高磷型的含微生物的液体肥:其中活化用无氮培养基配方为:蔗糖10g/L,磷酸二氢钾0.5g/L,硫酸镁0.2g/L,氯化钠0.2g/L,碳酸钙1g/L,琼脂粉20g/L,pH7.5,121℃高压灭菌30min;于28~32℃条件下培养48~72h;一级发酵和二级发酵的培养基配方分别为:蔗糖10g/L,磷酸二氢钾0.5g/L,硫酸镁0.2g/L,氯化钠0.2g/L,碳酸钙1g/L;淀粉5.5g/L,酵母粉1.58g/L,豆粕5.76g/L,硫酸镁1.4g/L,磷酸氢二钾2.0g/L,碳酸钙8.5g/L和氯化钠0.2g/L。一级培养的培养条件为在30~35℃,150~200r/min条件下培养24~36h,二级培养的条件为在种子发酵罐中,30~35℃,125~200r/min条件下培养24~48h;胶冻样芽孢杆菌发酵培养基配方为:淀粉5.5g/L,酵母粉1.58g/L,豆粕5.76g/L,硫酸镁1.4g/L,磷酸氢二钾2.0g/L,碳酸钙8.5g/L,氯化钠0.2g/L。发酵参数:温度30℃,pH7.0~7.5,接种量10%,转速200~250r/min,在发酵罐控制为溶解氧控制20%(V/V),罐压0.05~0.06MPa条件下发酵36~48h;添加的无机养分为尿素、硝酸钾和磷酸一铵,其中按质量百分比计,尿素占无机养分的17.4%,硝酸钾占无机养分的21.7%,磷酸一铵占无机养分的60.9%,且N+P2O5+K2O=150g/L。实施例2制备高氮型的含微生物的液体肥,除无机养分不同外,其余条件均与实施例1相同,其中无机养分分别为磷酸二氢钾、尿素和硝酸钾,其中按质量百分比计,磷酸二氢钾占无机养分的19.3%,尿素占无机养分的50.2%,硝酸钾占无机养分的30.5%,且N+P2O5+K2O=150g/L。实施例3制备平衡型的含微生物的液体肥,除无机养分不同外,其余条件均与实施例1相同,其中无机养分分别为磷酸二氢钾、尿素、硝酸钾和磷酸一铵,其中按质量百分比计,磷酸二氢钾占无机养分的23.6%,尿素占无机养分的33.8%,硝酸钾占无机养分的27.8%,磷酸一铵占无机养分的14.8%,且N+P2O5+K2O=150g/L。对实施例1~3制备得到的含微生物的液体肥进行实验:试验例:菠菜田间试验效果试验处理:处理1:含微生物的液体肥+80%常规施肥;处理2:经灭菌处理的含微生物的液体肥+80%常规施肥;处理3:常规施肥;处理4:空白对照。试验釆用随机区组排列,设3次重复,小区面积为30平方米。生物有机肥、不含活菌基质在菠菜上的施用方法:播种前做基肥施用,于每666.7m2施120L,折算成每个小区(30平方米)施生物有机肥或不含活菌基质5.4L。表1不同处理菠菜田间生长情况调查表由表1可以看出,田间调查表明,处理1施用含微生物的液体肥后,菠菜的根系生长较快、叶片长势旺盛;处理1菠菜比处理2、3、4菠菜叶片较厚,叶色浓绿;处理1平均株高48.7cm,比处理2株高增加3.6cm,比处理3株高增加3.4cm,比处理4株高增加14.8cm;处理1平均单株重48.9g,比处理2单株重增加4.4g,比处理3单株重增加4.1g,比处理4单株重增加14.8g。表2不同处理对菠菜产量的影响处理处理1处理2处理3处理4亩产量(kg)1573.41435.61442.31064.5菠菜施用含微生物的液体肥+80%常规施肥处理比施用经灭菌处理的含微生物的液体肥+80%常规施肥处理增产效果极显著,增产9.60%;比常规施肥处理增产9.09%。由表1和表2可以看出,在含有微生物的液体肥不仅可为作物提供无机养分,作物的株高、根长、叶色、单株重均得到了改善,显著高于不含活菌基质的处理,表明施入含微生物的液体肥后,微生物在土壤中得到了活化,促进了作物对养分的吸收,有利于作物的生长,具有明显提高作物的品质和产量的效果。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 
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