一种根际促生型水溶性微生物菌肥的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根际促生型水溶性微生物菌肥，属于微生物复合菌肥技术领域。
【背景技术】
[0002] 土壤中的动植物残体、腐烂物以及在微生物参与下与土壤胶体颗粒复合形成的腐 殖质，这些物质在分解和风化过程中释放出各种营养成分，直接影响着土壤养分的含量和 多样性。土壤中的养分流失主要是通过作物吸收、地下渗水流失以及地表气体挥发三种途 径，土壤天然养分的释放远远达不到作物正常发育的需求，需要外源施肥。这不但造成了 大量不可再生资源的浪费，而且土壤的肥力降低、土质变坏，农作物的产量和品质也大幅降 低。目前我国土壤中大多面临缺乏氮、磷元素。据统计，我国74%的耕地处于缺磷状态，且其 中95%以上的为无效磷，不能被植物利用，施入土壤中的磷肥大多与土壤中Ca 2+、Fe2+、Fe3+、 Al3+结合形成难溶性的磷酸盐，加速土壤板结。此外，偏施氮肥，不但会影响作物的质量和 产量，减弱作物的抗胁迫能力，还能导致土壤酸化加剧，诱发根腐病和蚧、螨等吸汁类害虫 的病害，造成水体和土壤环境的污染。在合理利用生物资源的前提下，土壤可以更新农业自 然资源、净化环境、自动调节生态平衡，因此，微生物菌肥应运而生，微生物菌肥是一种在有 机物中加入合理配比的有益微生物，如各类有益的霉菌、固氮菌、磷细菌和钾细菌等制备而 成的新型绿色肥料，是目前国内外肥料发展方向之一。
[0003] 90年代初，我国投入对生物菌肥的研宄和工厂化规模生产，并向商品化和标准化 方向发展。目前市场上出现的一些生物菌肥对作物的增产和提高产品质量上起到了明显的 效果。
[0004] 目前我国微生物菌肥的研宄尚且存在很多不足之处，如有些产品的有效成分含量 相对还比较低，微生物种群不稳定，品种容易退化、繁衍系数不高，颗粒强度较低等，在长期 的保存和运输过程中容易出现破碎和变质等问题。目前有关微生物菌肥的研宄资料大多是 关于肥效验证的，而作为提高微生物菌肥质量和产量化生产的关键步骤，即微生物菌肥的 研制工艺流程方面的报道非常少，而且很笼统，没有生产价值，难以实现工厂化规模生产和 产业化应用。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种根际促生型水溶性微 生物菌肥，利用外源添加植物促生菌和伴生菌来改善根系土壤的微环境，并且制成微生物 菌肥施入土壤中，能有效改善土壤环境、促进植株生长、增加植株抗性。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0007] 一种根际促生型水溶性微生物菌肥，是由蜡样芽孢杆菌GF-1、嗜热链球菌BLST、 胶冻样芽胞杆菌G3、枯草芽孢杆菌B7348、枯草芽孢杆菌N9-1-35、植物乳杆菌LP和产朊假 丝酵母CUM，在通用培养基上经有氧混合发酵得到的培养物制成；微生物菌肥中生物活菌 总数大于或等于2X 101(lCFU/g。
[0008] 所述赌样芽孢杆菌（Bacillus cereus)GF_l，为解磷功能菌株，已于2011年10月 16日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为：CCTCC M 2011352;记载在申请人的 另一项专利"一株产酸蜡样芽孢杆菌及其应用"（CN 102517238B)中。
[0009] 所述嗜热链球菌 BLST (Streptococcus thermophilus BLST)，为氨化功能菌株， 已于2012年07月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为：CCTCC NO :M 2012282;记载在申请人的另一项专利"一株具有降胆固醇能力的嗜热链球菌及其应用"(CN 102899276B)中。
[0010] 所述胶冻样芽胞杆菌G3 (Bacillus mucilaginosus G3)，为解娃酸盐功能菌株，保 藏编号为：CICC 21699,购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心。
[0011] 所述枯草芽孢杆菌B7348 (Bacillus subtilis B7348)，为光合功能菌株，已于 2010年10月12日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC M 2010260; 记载在申请人的另一项专利"一株具有较强抑菌作用的枯草芽孢杆菌及其应用"（CN 102120975B)中。
[0012] 所述枯草芽孢杆菌N9-1-35 (Bacillus subtilis N9-1-35)，为联合固氮性能 菌株，已于2011年08月31日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC M 2011301 ;记载在申请人的另一项专利"一株经航天育种技术选育的枯草芽孢杆菌及其应 用 "（CN 102329749B)中。
[0013]所述植物乳杆菌LP (Lactobacillus plantarum)，为根际促生菌，能够产3-H引噪 乙酸（IAA)和嗜铁素，已于2010年06月21日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编 号为：CCTCC M 2010150;记载在申请人的另一项专利"一株可用于生物防腐保鲜的乳酸菌 及其应用"（CN 101914475B)中。
[0014] 所述产肮假丝酵母（Candida utilis)CUM，为根际促生菌，能够产3-吲噪乙酸 (IAA)、赤霉素（GA)和嗜铁素，已于2010年04月19日保藏于中国典型培养物保藏中心，其 保藏编号为CCTCC M 2010090;记载在申请人的另一项专利"一株具有较强有机硒耐受、富 集和转化能力的酵母菌及其应用"（CN 101864369B)中。
[0015] 所述通用培养基的组成为：按质量百分数计，马铃薯粉10%、硫酸铵0.4%、葡萄 糖1%、磷酸二氢钾0. 2%、硫酸镁0. 05%、蛋白胨0. 1%、酵母粉0. 3%、硫酸亚铁0. 003%。
[0016] 该根际促生型水溶性微生物菌肥的制备方法，步骤如下：
[0017] (1)种子液的制备：
[0018] 将蜡样芽孢杆菌GF-1、嗜热链球菌BLST、胶冻样芽胞杆菌G3、枯草芽孢杆菌 B7348、枯草芽孢杆菌N9-1-35、植物乳杆菌LP和产朊假丝酵母CUM的斜面菌株，利用接种环 在无菌操作下挑取一环，分别接入到灭菌后的通用培养基中，恒温摇床培养，分别制备得到 上述7株菌的种子液；
[0019] (2)二级扩大培养液的制备：
[0020] 将步骤（1)制备的7株菌的种子液分别按体积比为1%的接种量共同接入到灭菌 后的通用培养基中，恒温摇床培养，制备得到二级扩大培养液；
[0021] (3)发酵培养：
[0022] 将步骤⑵制备的二级扩大培养液按体积比为2%的接种量接入到装有通用培养 基的发酵罐中，发酵培养，发酵完全后按质量比为10%加入脱脂奶粉作为保护剂，制备成冻 干粉，即得。
[0023] 步骤（1)、⑵和⑶中，所述的通用培养基，其组成为：马铃薯粉10%、硫酸铵 0. 4%、葡萄糖1 %、磷酸二氢钾0. 2%、硫酸镁0. 05%、蛋白胨0. 1 %、酵母粉0. 3%、硫酸亚 铁0.003%，均为质量比；
[0024] 步骤⑴和⑵中，通用培养基的灭菌方法为：121°C灭菌20分钟；
[0025] 步骤（1)和⑵中，恒温摇床培养的条件为：30°C恒温摇床120转/分钟培养24h。
[0026] 步骤⑶中，发酵培养的条件为：37°C，120转/分钟，恒温培养24小时。
[0027] 本发明采用如下原理实现：本发明运用了微生物生态学、土壤学以及土壤养分与 植物互作原理，以培养基为介质，通过菌种活化、上罐发酵、冷冻干燥的过程制备的，是物理 和化学手段的经典组合。土壤肥料学的经典理论表明：土壤微生物菌肥不仅仅是高级的肥 料，又是土壤的改良剂，一旦施入土壤中，微生物就利用土壤中的有机质、腐殖质等物质进 行吸附、定殖，使这些物质转化为可被植物利用的氨基酸和蛋白质等养分，不仅可以减少化 肥的使用量，还能大大提高土壤已施化肥的利用率。
[0028] 本发明是申请人从菌种库保存的大量菌株中，利用菌株的特异性和产酶特性，筛 选出具有特殊功能的菌株：解磷功能菌株、氨化功能菌株、解硅酸盐功能菌株、光合功能菌 株、联合固氮性能菌株、辅助解有机质功能的酵母菌株、调节pH功能的乳酸菌菌株，以及 产根际促生素3-吲哚乙酸（IAA)、赤霉素（GA)、嗜铁素性能的根际促生菌菌株和伴生菌 菌株共7株。将这7株菌进行复配，以通用培养基为介质进行扩大培养，并以2%的接种 量进行发酵罐的通氧混合发酵，后制备成菌粉，灌根施入土壤中，能改善土壤环境、促进植 株生长、增加植株抗性，使作物增产增收。这种菌粉型的微生物复合菌肥的生物活菌总数 彡2 X 101(lCFU/g，可以在密封的环境中，±20°C环境温度中保持12个月不变质，是一种极好 的作物水溶性的微生物菌肥，具有廉价环保的特性。
[0029] 本发明研宄得到植物生长的根际环境中的微生物菌群，对植物的生长发育、致病、 抗逆和有效成分的生成均起着重要的作用，从而利用外源添加植物促生菌和伴生菌来改善 根系土壤的微环境，并且制成微生物菌肥施入土壤中，检测各类菌群对土壤肥力的影响，以 及对作物生长发育和有效成分的影响。本发明通过从实验室内保藏的菌种中筛选得到促进 植物生长和伴植物生长的有益菌株及其他的优势菌株，并将筛选出的菌株进行复合，成功 分析出复合之后的发酵菌株对土壤肥力的改良和对植物生长各个阶段以及有效成分积累 的影响。从而将获得的具有特异性能的菌株进行复配，研制出具有改善土壤环境、促进植株 生长、增加植株抗性的微生物菌肥。需要说明的是，制备本发明的微生物菌肥所选用的各株 菌，并非是简单的选择和组合，因为不同的菌株分别具有各自的特异性和产酶特性，将不同 的菌株进行复配，菌株之间是否会存在拮抗作用，不同菌株的特性在复配之后能否得到保 持，等等，这些都属于不可预知的，也远非能通过有限次的实验所能得到的。
[0030] 本发明的有益效果：
[0031] (1)本发明的根际促生型水溶性微生物菌肥能够改良土壤的理化性质，提高土壤 中有效菌的含量、提尚土壤有机质的分解、提尚土壤有效养分的释放，最终实现逐年减少化 肥、农药的使用量。
[0032] (2)本发明的根际促生型水溶性微生物菌肥能够提高植物的代谢能力，促进植物 的根系生长，使其发达，提高植株可溶性糖和叶绿素的含量，增强植物的抗逆性能，提高植 物的光