一种能改良盐碱地的解磷微生物制剂及其制备方法与流程

文档序号:24688412发布日期:2021-04-16 21:36阅读:231来源:国知局

本发明属于盐碱地改良技术领域,具体涉及一种能改良盐碱地的解磷微生物制剂及其制备方法。



背景技术:

盐碱土是各类盐化土、碱化土的统称。土壤的盐碱化使得农田无法耕种、土壤经济效益低下,浪费了土地资源。然而,盐碱地经过改良可以转化为耕地,这对于农业的可持续发展具有重要意义。

盐碱地的生物改良不破坏生态环境,其主要是通过引种、筛选和种植耐盐植物来改善土壤物理、化学性质和土壤小气候。

土壤中的解磷微生物在代谢过程中会产生多种酸类,可持续有效降低盐碱土土壤环境的酸碱度,并溶解石膏提高土壤中Ca2+浓度降低交换性Na+浓度从而降低土壤碱化程度。同时,解磷微生物能把非溶性磷转化为可溶性磷,供植物体吸收利用,从而促进植物的生长。

因此,开发一种含有益微生物的解磷微生物制剂,并将其应用于盐碱地种植的作物,对于改良盐碱地意义重大。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种能改良盐碱地的解磷微生物制剂及其制备方法,降低盐碱地土壤中的含盐量和pH值,提高土壤中速效磷含量。

一方面,本发明提供一种能改良盐碱地的解磷微生物制剂,其主要由复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉和谷糠组成的原料制备而成。

优选地,所述原料各组分按照重量计为所述复合微生物5-10份、所述植酸酶1-5份、所述尿素1-5份、所述麸皮15-25份、所述玉米粉5-10份和所述谷糠20-30份。

优选地,所述原料各组分按照重量计为所述复合微生物5份、所述植酸酶3份、所述尿素1份、所述麸皮20份、所述玉米粉10份和所述谷糠26份。

优选地,所述原料各组分按照重量计为所述复合微生物7份、所述植酸酶1份、所述尿素5份、所述麸皮25份、所述玉米粉8份和所述谷糠20份。

优选地,所述原料各组分按照重量计为所述复合微生物10份、所述植酸酶5份、所述尿素3份、所述麸皮15份、所述玉米粉5份和所述谷糠30份。

优选地,所述复合微生物包括黑曲霉、灰绿曲霉、植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。

优选地,所述复合微生物包括按照重量计的所述黑曲霉10-20份、所述灰绿曲霉5-15份、所述植物乳杆菌5-10份、所述巨大芽孢杆菌15-25份和所述枯草芽孢杆菌10-20份。

另一方面,本发明还提供上述解磷微生物制剂的制备方法,其包括以下步骤:

步骤1,将原料各组分按照预定的重量比例混合,得到混合物料;

步骤2,向所述混合物料中添加清水,调整所述混合物料中的水分含量;

步骤3,在18-28℃温度下,将步骤2处理后的物料发酵,得到所述解磷微生物制剂。

优选地,在步骤2中,调整所述混合物料中的水分含量为40-65%。

优选地,发酵时间为3-15天。

将本发明的解磷微生物制剂施入盐碱地土壤,能促进种植于盐碱地的作物生长,降低盐碱地土壤中的含盐量和pH值,改善盐碱地的土壤理化性质和生态环境。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解,实施例仅是示例性的,不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在下文的描述中,所涉及的方法如无特别说明,则均为本领域的常规方法。所涉及的原料如无特别说明,则均是能从公开商业途径获得的原料。

本发明将复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉、谷糠和清水按照一定比例配比,然后经过发酵得到一种能改良盐碱地的解磷微生物制剂。本发明的解磷微生物制剂施入盐碱地土壤,可促进种植于盐碱地的作物的生长,降低盐碱地土壤中的含盐量和pH值,改善盐碱地的土壤理化性质和生态环境。

在本发明的一个具体实施方式中,能改良盐碱地的解磷微生物制剂采用复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉、谷糠和清水组成的原料制备而成。其具体制备过程包括:步骤1,制备复合微生物;步骤2,制备混合物料,步骤3,将混合物料发酵。

在制备复合微生物的步骤1,选取黑曲霉(Aspergillus niger)菌粉、灰绿曲霉(Aspergillusglaucus)菌粉、植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)菌粉、巨大芽孢杆菌(Bacillus megatherium)菌粉和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)菌粉,然后将五种菌粉按照重量计的配比关系进行复配获得复合微生物,优选黑曲霉10-20份、灰绿曲霉5-15份、植物乳杆菌5-10份、巨大芽孢杆菌15-25份和枯草芽孢杆菌10-20份。五种菌粉可以自行制备,一方面,分别将植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在相应的液体培养基中发酵培养获得菌液,然后从发酵培养物中分离菌体并干燥浓缩制成单菌株固态菌粉。三种单菌株菌粉中的含菌量分别为:植物乳杆菌的含菌量≥4.0×1011cfu/g、巨大芽孢杆菌的含菌量≥2.0×1010cfu/g和枯草芽孢杆菌的含菌量≥2.5×1010cfu/g。另一方面,分别将黑曲霉和灰绿曲霉在相应的固体培养基中发酵获得固态培养物,然后将固态培养物干燥、粉碎制成单菌株固态菌粉。两单菌株菌粉中的含菌量分别为:黑曲霉的含菌量≥3.5×1010cfu/g和灰绿曲霉的含菌量≥3.0×1010cfu/g。

在制备混合物料的步骤2,按照预定的重量比例称取复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉和谷糠,然后将各原料添加在一起,搅拌,混合均匀后添加清水调整混合物料的水分含量为40-65%。各主要原料的重量配比分别优选:复合微生物5-10份、植酸酶1-5份、尿素1-5份、麸皮15-25份、玉米粉5-10份和谷糠20-30份。

在将混合物料发酵的步骤3,混合物料的初始pH自然,控制发酵温度在18-28℃范围内,发酵3-15天,发酵产物作为解磷微生物制剂。

在应用本发明的解磷微生物制剂改良盐碱地时,按照60-120kg/hm2的施用量,将解磷微生物制剂以基肥的方式施入土壤,然后翻耕,播种。

为了帮助更好地理解本发明的技术方案,以下提供实施例,用于说明本发明的解磷微生物制剂的制备过程和应用方法。

实施例一

本实施例的解磷微生物制剂的原料包括按重量计的复合微生物5份、植酸酶3份、尿素1份、麸皮20份、玉米粉10份和谷糠26份。其中的复合微生物由黑曲霉菌粉、灰绿曲霉菌粉、植物乳杆菌菌粉、巨大芽孢杆菌菌粉和枯草芽孢杆菌菌粉,按照重量计的五种菌粉的份数分别是黑曲霉10份、灰绿曲霉11份、植物乳杆菌10份、巨大芽孢杆菌25份和枯草芽孢杆菌10份。五种菌粉由发明人自行制备,其中植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别通过在相应的液体培养基中发酵培养获得菌液,然后从发酵培养物中分离菌体并干燥浓缩制成单菌株固态菌粉,植物乳杆菌的含菌量≥4.0×1011cfu/g,巨大芽孢杆菌的含菌量≥2.0×1010cfu/g,枯草芽孢杆菌的含菌量≥2.5×1010cfu/g。黑曲霉和灰绿曲霉分别通过在相应的固体培养基中发酵获得固态培养物,然后将固态培养物干燥、粉碎制成单菌株固态菌粉黑曲霉的含菌量≥3.5×1010cfu/g,灰绿曲霉的含菌量≥3.0×1010cfu/g。

该解磷微生物制剂通过以下步骤制备而成。

步骤1,制备复合微生物,将黑曲霉菌粉、灰绿曲霉菌粉、植物乳杆菌菌粉、巨大芽孢杆菌菌粉和枯草芽孢杆菌菌粉混合均匀得到复合微生物。

步骤2,制备混合原料,将复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉和谷糠添加在一起,搅拌,混合均匀后添加清水调整混合物料的水分含量为40%。

步骤3,发酵,混合物料的初始pH自然,控制发酵温度在18-28℃的范围内,发酵3天,发酵结束的产物作为解磷微生物制剂1。

解磷微生物制剂1的应用方法为:在改良盐碱地时,按照60kg/hm2的施用量,将解磷微生物制剂1作为基肥施入土壤,然后翻耕,播种。

实施例二

本实施例的解磷微生物制剂的原料包括按重量计的复合微生物7份、植酸酶1份、尿素5份、麸皮25份、玉米粉8份和谷糠20份。其中的复合微生物由黑曲霉菌粉、灰绿曲霉菌粉、植物乳杆菌菌粉、巨大芽孢杆菌菌粉和枯草芽孢杆菌菌粉,按照重量计的五种菌粉的份数分别是黑曲霉16份、灰绿曲霉15份、植物乳杆菌5份、巨大芽孢杆菌20份和枯草芽孢杆菌14份。五种菌粉由发明人自行制备,其中植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别通过在相应的液体培养基中发酵培养获得菌液,然后从发酵培养物中分离菌体并干燥浓缩制成单菌株固态菌粉,植物乳杆菌的含菌量≥4.0×1011cfu/g,巨大芽孢杆菌的含菌量≥2.0×1010cfu/g,枯草芽孢杆菌的含菌量≥2.5×1010cfu/g。黑曲霉和灰绿曲霉分别通过在相应的固体培养基中发酵获得固态培养物,然后将固态培养物干燥、粉碎制成单菌株固态菌粉黑曲霉的含菌量≥3.5×1010cfu/g,灰绿曲霉的含菌量≥3.0×1010cfu/g。

该解磷微生物制剂通过以下步骤制备而成。

步骤1,制备复合微生物,将黑曲霉菌粉、灰绿曲霉菌粉、植物乳杆菌菌粉、巨大芽孢杆菌菌粉和枯草芽孢杆菌菌粉混合均匀得到复合微生物。

步骤2,制备混合原料,将复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉和谷糠添加在一起,搅拌,混合均匀后添加清水调整混合物料的水分含量为55%。

步骤3,发酵,混合物料的初始pH自然,控制发酵温度在18-28℃的范围内,发酵10天,发酵结束的产物作为解磷微生物制剂2。

解磷微生物制剂2的应用方法为:在改良盐碱地时,按照90kg/hm2的施用量,将解磷微生物制剂2作为基肥施入土壤,然后翻耕,播种。

实施例三

本实施例的解磷微生物制剂的原料包括按重量计的复合微生物10份、植酸酶5份、尿素3份、麸皮15份、玉米粉5份和谷糠30份。其中的复合微生物由黑曲霉菌粉、灰绿曲霉菌粉、植物乳杆菌菌粉、巨大芽孢杆菌菌粉和枯草芽孢杆菌菌粉,按照重量计的五种菌粉的份数分别是黑曲霉20份、灰绿曲霉5份、植物乳杆菌7份、巨大芽孢杆菌15份和枯草芽孢杆菌20份。五种菌粉由发明人自行制备,其中植物乳杆菌、巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别通过在相应的液体培养基中发酵培养获得菌液,然后从发酵培养物中分离菌体并干燥浓缩制成单菌株固态菌粉,植物乳杆菌的含菌量≥4.0×1011cfu/g,巨大芽孢杆菌的含菌量≥2.0×1010cfu/g,枯草芽孢杆菌的含菌量≥2.5×1010cfu/g。黑曲霉和灰绿曲霉分别通过在相应的固体培养基中发酵获得固态培养物,然后将固态培养物干燥、粉碎制成单菌株固态菌粉黑曲霉的含菌量≥3.5×1010cfu/g,灰绿曲霉的含菌量≥3.0×1010cfu/g。

该解磷微生物制剂通过以下步骤制备而成。

步骤1,制备复合微生物,将黑曲霉菌粉、灰绿曲霉菌粉、植物乳杆菌菌粉、巨大芽孢杆菌菌粉和枯草芽孢杆菌菌粉混合均匀得到复合微生物。

步骤2,制备混合原料,将复合微生物、植酸酶、尿素、麸皮、玉米粉和谷糠添加在一起,搅拌,混合均匀后添加清水调整混合物料的水分含量为65%。

步骤3,发酵,混合物料的初始pH自然,控制发酵温度在18-28℃的范围内,发酵15天,发酵结束的产物作为解磷微生物制剂3。

解磷微生物制剂3的应用方法为:在改良盐碱地时,按照120kg/hm2的施用量,将解磷微生物制剂3作为基肥施入土壤,然后翻耕,播种。

为了帮助更好的理解本发明的技术方案,以下提供花生种植的试验例,用于说明本发明的应用效果。

试验例:解磷微生物制剂在盐碱地改良上的应用效果及对花生生长的影响

试验的盐碱地田块位于山东省东营市,田间耕层土壤的基本理化性状为pH值8.43,全盐量1.60g/kg,有机质含量0.41%,速效磷量6.5mg/kg,速效钾量130mg/kg,碱解氮量23.2mg/kg。试验设计4组,包括3个试验组和1个对照组,每组试验设计3个试验小区,每个试验小区面积为30m2,所有试验小区均随机分布。

试验组施用化肥和本发明制备的解磷微生物制剂。具体的施用方式是将尿素、过磷酸钙、硫酸钾和解磷微生物制剂在花生种植前作为基肥施入土壤,然后翻耕,播种。三种化肥的施肥量分别是尿素125kg/hm2、过磷酸钙310kg/hm2、硫酸钾110kg/hm2。三个试验组分别施用解磷微生物制剂1-解磷微生物制剂3,其中解磷微生物制剂1的施用量是60kg/hm2,解磷微生物制剂2的施用量是90kg/hm2,解磷微生物制剂3的施用量是120kg/hm2。对照组不施用解磷微生物制剂,其余操作与试验组相同。

选用花育44号为试验品种,在4月下旬采用平作覆膜方式,双粒播种,穴距16cm,行距45cm。各小区采用同样的常规管理,10月中旬收获。花生收获后,每个小区选取10株花生进行室内考种,测量每株的主茎高、侧枝长、总分枝数、单株结果数,同时统计每个小区的花生产量,计算每组的平均主茎高、平均侧枝长、平均总分枝数、平均单株结果数和平均小区花生产量。结果见表1。

表1

由表1数据可以看出,施用解磷微生物制剂的3组花生的主茎高、侧枝长、总分枝数、单株结果数和小区花生产量均明显高于对照。由此说明,上述制备的解磷微生物制剂1-解磷微生物制剂3施入盐碱地后,均能促进花生的生长,提高花生的产量。

另外,从每个小区取土壤样品,测定土壤的pH、全盐量、有机质含量、碱解氮量、速效磷量和速效钾量,计算每组土壤的平均pH、平均全盐量、平均有机质含量、平均碱解氮量、平均速效磷量和平均速效钾量。结果见表2。

表2

由表2数据可以看出,施用解磷微生物制剂的3组花生种植土壤的pH和全盐量均明显低于对照,有机质含量、碱解氮量、速效磷量和速效钾量均明显高于对照。由此说明,上述制备的解磷微生物制剂1-解磷微生物制剂3施入盐碱地后,均能降低土壤pH和盐分含量,改善土壤的理化性质。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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