本发明属于土壤改良领域，具体涉及一种微生物土壤改良剂及其制备方法。
背景技术：
：我国是农业种植大国，种植土壤是人类食物链中至关重要的组成部分，是农业生产系统的基础，它不仅是作物生长的重要介质，而且维持着作物生产力，影响着环境的质量和动、植物甚至人类的健康。随着社会经济的发展和工业生产力的提高，土壤面临的问题日益突出：土壤沙化、土壤盐渍化、土壤侵蚀、土壤污染及土壤退化等。这些问题导致农业耕地土壤质量极度下降，农业综合生产力严重下降，直接威胁和影响我国粮食的安全生产，严重制约了农业的可持续发展。常用的土壤改良方法有物理改良措施、化学改良措施、工程改良措施和生物改良措施。物理措施是通过改变土壤物理结构来调控土壤水分与养分运动，从而达到抑制土壤蒸发、提高入渗淋溶效果的目的；施肥尤其是化肥是最快最有效的增产措施，适当的施肥同时也能改善土壤的理化性状；我国自20世纪70年代末以来，大力推进化肥，尤其是氮肥的施用，产生了比较明显的增产效果。但是，过量施用氮肥会造成土壤氮素过量，抑制作物对磷、钾和微量元素的吸收，加剧土壤的次生盐渍化，导致土壤养分失衡、土壤肥力和有机质下降，而且还使土壤里面最有活性的微生物的种群、结构及其功能失衡，土壤的抗病性变弱，发病的几率变大。工程改良措施主要包括水利灌溉措施、改变耕作方式和水洗盐分等方式。生物改良是指在人为的作用下，利用微生物、植物和小型动物等促进环境中有毒有害物质的降解或固定，减少其对环境危害或达到改良土壤结构效果的技术，是较为理想的一种治理途径，具有处理费用低，对环境影响小和效率高等优点。生物改良可分为植物改良、动物改良和微生物改良3种常用类型。现有的研究表明，微生物改良剂是通过活性的微生物生命代谢活动来获得特定土壤效果，依靠增加土壤中有益微生物总数，由于各有益微生物菌在生长代谢过程中具备不同的作用(如固氮、杀虫、杀菌等)，从而对土壤养分、团粒结构及作物抗虫、抗病产生一定作用。目前市场上的微生物土壤改良剂大多数是利用微生物培养基扩培特定微生物菌种，或根据土壤条件添加不同化学组分，导致产品本身缺乏可直接利用的养分，或由于添加的化学组分对土壤造成二次污染。中国专利cn105754607a公开了一种微生物土壤改良剂，其由趋磁石头菌、短链脂肪酸、淡紫拟青霉、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、绿色木霉菌、绿僵菌和白僵菌组成，成分复杂，成品为粉状，使用时需兑水预处理，且缺乏养分支持，起效慢。中国专利cn102391876b公开了一种无公害绿色高效土壤改良剂，其原料组成为：拟康氏木霉发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、水溶性甲壳素、黄腐酸钾和腐熟有机质，其添加了化学组分，易对土壤造成二次污染。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种微生物土壤改良剂及其制备方法，能够调节土壤微生态环境，快速分解土壤中的有机物料(如动、植物残体)，提高土壤养分，并且能够增强种植作物的防虫防病能力，成本低。一种微生物土壤改良剂，其微生物组分按重量份含有：进一步，所述微生物土壤改良剂中还包括混合基材，该混合基材的含水量为20-40wt％，ph为5.6-7.0。进一步，所述微生物组分和混合基材的重量配比为：微生物组分10-15份、混合基材85-90份。进一步，所述混合基材中，按重量份含有：玉米蛋白粉5-15份，米糠50-70份和油枯25-35份。本发明微生物土壤改良剂中，枯草芽孢杆菌能够增加作物抗逆性、固氮；地衣芽孢杆菌具有抗病、杀灭有害菌作用；苏云金芽孢杆菌可以杀虫(包括根结线虫)，对鳞翅目等节肢动物有特异性的毒杀活性；地衣芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌代谢过程中产生抗菌、杀虫活性物质，杀灭致病菌和土壤害虫；胶冻样芽孢杆菌的作用是解钾，其在繁殖生长中，产生有机酸、荚膜多糖等代谢产物，破坏土壤硅铝酸盐的晶格结构、难溶性磷化合物等，分解释放出可溶的磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素，既增进了土壤肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素；米曲霉能够强烈分解蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素等，使土壤中的有机物料分解成为植物生长所需的营养，提高土壤有机质，改善土壤结构。本发明的混合基材，含水量为20-40wt％，能够提高代谢速度，利于菌类增殖，其中的玉米蛋白粉、米糠和油枯富含有机质和植物蛋白，为微生物组分和作物生长提供养分，见效快，使土壤结构疏松，枯草芽孢杆菌和米曲霉在发酵过程中产生纤维素酶和蛋白酶，与玉米蛋白粉、米糠、油枯相互作用，使原本不易被植物直接吸收的纤维素、蛋白质、淀粉等大分子物质水解转化为容易吸收的小分子物质糖分，能快速被土壤利用。本发明所述微生物土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：1)制备种子培养液分别将枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌接种于种子培养基a中，于30-35℃，单菌种培养48-56小时，得到各种子培养液，各菌种的种子培养液中活菌数均大于4.0×108cfu/ml；将米曲霉接种于种子培养基b中，温度为29-33℃条件下，培养52-72小时，得到米曲霉种子培养液，其活菌数大于1.0×108cfu/ml；其中，所述的种子培养基a中含有：糖蜜1-1.2wt％、蛋白胨0.4-0.6wt％、酵母膏1-1.2wt％、氯化钙0.1-0.15wt％、氯化钠0.2-0.25wt％、硫酸铁30-35wt％、硫酸镁0.02-0.03wt％、生长因子溶液1-1.2wt％，余量为水，ph值为6.5-6.8；种子培养基b中含有：糖蜜1-1.2wt％、尿素0.4-0.45wt％，蛋白胨0.3-0.35wt％，磷酸氢二钾0.16-0.18wt％，硫酸镁0.07-0.08wt％，氯化钠0.05-0.10wt％，硫酸铁0.05-0.06wt％、生长因子溶液1-1.2wt％、余量为水，培养基的ph值为6.5-6.8；2)接种发酵将步骤1)获得的种子培养液按体积比依次接种至发酵培养基中，在35-40℃、搅拌转速为200r/min-280r/min、通气量为1：1-1.1的条件下，发酵30-50小时，获得发酵液，离心，得到浓缩菌液；接种量为发酵培养基体积的2-5％；其中，所述的发酵培养基含有：糖蜜1-1.2wt％、玉米浆0.8-1.0wt％，蛋白胨0.4-0.6wt％、酵母膏1-1.2wt％、氯化钙0.1-0.15wt％、磷酸二氢钾0.3-0.5wt％、磷酸氢二钠0.2-0.3wt％、硫酸镁0.01-0.05wt％、生长因子溶液1-1.2wt％、余量为水，ph值为6.5-6.8；3)混合、粉碎将浓缩菌液移入混合基材中进行混合，将混合后的流体进行制粒，再干燥、粉碎，得到所述微生物土壤改良剂，其水份≤30％、有效活菌总数≥1.5×109个/g。优选地，步骤1)中，米曲霉的培养时间为55-72小时。进一步，步骤2)中，所述种子培养基b和/或发酵培养基中，所述生长因子溶液中包括维生素h2-2.3wt％、维生素b12-15wt％的水溶液。优选地，所述步骤2)中，发酵时间为33-46小时，优选36-42小时优选地，步骤3)中，干燥后物料中的水分质量百分比为10-30％，进行粉碎时，温度在10～45℃。又优选地，粉碎后还包括筛选步骤，采用10-100目筛进行筛选，优选20-80目筛，更优选30-70目筛，最优选40-60目筛。本发明的制备所述微生物制剂的方法，能够得到高活菌含量的微生物制剂，其水份≤30％、有效活菌总数≥1.5×109个/g。本发明提供的用于土壤改良的微生物制剂，能够调节土微生态环境，快速分解土壤中的有机物料(如动、植物残体)，提高土壤养分，并且能够增强种植作物的防虫防病能力。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1)通过使用本发明的微生物土壤改良剂，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌及米曲霉能够增加土壤中有益微生物活菌含量，改善好的微生物种群的活性和结构，快速分解土壤中的有机物料(如动、植物残体)，增强土壤的抗病性能。2)本发明的微生物土壤改良剂有利于在植物根系周围形成有益微生物群的结构，抑制土壤里的病原微生物，降低植物的发病率，从而减少农药的使用，农产品的质量安全，实现土壤改良和作物防病防虫的效果。3)本发明的微生物土壤改良剂中，由于玉米蛋白粉、米糠、油枯富含有机质、植物蛋白和淀粉等，枯草芽孢杆菌和米曲霉在发酵过程中产生大量纤维素酶和蛋白酶，使玉米蛋白粉、米糠、油枯中原本不易被植物直接吸收的纤维素、蛋白质、淀粉等大分子物质水解转化为容易吸收的小分子物质糖分，能被作物直接利用，快速提高土壤养分。4)利用本发明的制备方法，能够得到高活菌含量的微生物制剂，操作简单，原料易得、成本较低。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种微生物土壤改良剂，其中微生物组分和混合基材的重量配比为10：90，具体组成如下：1.微生物组分及其重量配比：以从中国农业微生物菌种保藏管理中心、普通微生物菌种保藏管理中心及其他购买的以下菌种组分和配比：2.混合基材的含水量为23wt％，ph为5.6-7.0，其组分及其重量配比包括：玉米蛋白粉10份；米糠60份；油枯30份。所述微生物土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：分别将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金和胶冻样芽孢杆菌在无菌条件下接种于种子培养基a中，于30-35℃，单菌种培养48-56小时，分别得到地衣芽孢杆菌种子培养液、枯草芽孢杆菌种子培养液、苏云金芽孢杆菌种子培养液和胶冻样芽孢杆菌种子培养液，每种种子培养液中活菌数均大于4.0×108cfu/ml。其中，种子培养基a由糖蜜1-1.2wt％、蛋白胨0.4-0.6wt％、酵母膏1-1.2wt％、氯化钙0.1-0.15wt％、氯化钠0.2-0.25wt％、硫酸铁30-35wt％、硫酸镁0.02-0.03wt％、生长因子溶液1-1.2wt％(包括维生素h2-2.3wt％、维生素b12-15wt％的水溶液)以及余量的水组成，ph值为6.5-6.8。将米曲霉在无菌条件下接种于种子培养基b中，温度为29-33℃条件下，培养72小时，得到米曲霉种子培养液，其活菌数大于1.0×108cfu/ml。其中，种子培养基b中含有：糖蜜1-1.2wt％、尿素0.4-0.45wt％，蛋白胨0.3-0.35wt％，磷酸氢二钾0.16-0.18wt％，硫酸镁0.07-0.08wt％，氯化钠0.05-0.10wt％，硫酸铁0.05-0.06wt％、生长因子溶液1-1.2wt％、余量为水，培养基的ph值为6.5-6.8。步骤2，将步骤1中得到的地衣芽孢杆菌种子培养液、枯草芽孢杆菌种子培养液、苏云金芽孢杆菌种子培养液和胶冻样芽孢杆菌种子培养液、米曲霉种子培养液在无菌条件下按体积比依次接种到发酵培养基中，接种量为发酵培养基总量的2-5％。在35-40℃、搅拌转速为200r/min-280r/min、通气量为1：1的条件下，发酵36-42小时，得到地衣芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、枯草芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、苏云金芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、胶冻样芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、米曲霉的活菌数大于1.0×108cfu/ml的发酵液。将发酵液在3000-5000r/min的转速下高速离心，得到高浓度的浓缩菌液作为母液。其中，发酵培养基中含有：糖蜜1-1.2wt％、玉米浆0.8-1.0wt％，蛋白胨0.4-0.6wt％、酵母膏1-1.2wt％、氯化钙0.1-0.15wt％、磷酸二氢钾0.3-0.5wt％、磷酸氢二钠0.2-0.3wt％、硫酸镁0.01-0.05wt％、生长因子溶液1-1.2wt％(包括维生素h2-2.3wt％、复合维生素b12-15wt％的水溶液)、余量为水，ph值为6.5-6.8。步骤3：将浓缩菌液移入玉米蛋白粉、米糠和油枯组成的基材中混合，混合后的流体在摇摆机上制粒，再进行干燥，干燥后的水分质量百分比为10-30％。其中，以混合基材总重量为基准，基材由玉米蛋白粉10份、米糠60份、油枯30份组成。将得到的物料在温度不高于45℃且不低于10℃的条件下，转入粉碎间进行粉碎，再过50目筛网，筛后粗料重新粉碎，得到水份≤30％、活菌数为15亿/g的用于土壤改良的微生物制剂。实施例2一种微生物土壤改良剂，其中微生物组分和混合基材的重量配比为15：85，所述微生物土壤改良剂为灰褐色粉剂颗粒，并伴有发酵香味，具体组成如下：1.微生物组分及其重量配比：以从中国农业微生物菌种保藏管理中心、普通微生物菌种保藏管理中心及其他购买的以下菌种组分和配比：2.混合基材的含水量为28wt％，ph为5.6-7.0，其组分及其重量配比包括：玉米蛋白粉8份；米糠65份；油枯27份。所述微生物土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：分别将地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、苏云金和胶冻样芽孢杆菌在无菌条件下接种于种子培养基a中，33℃，单菌种培养48小时，分别得到地衣芽孢杆菌种子培养液、枯草芽孢杆菌种子培养液、苏云金芽孢杆菌种子培养液和胶冻样芽孢杆菌种子培养液，每种种子培养液的活菌数均大于4.0×108cfu/ml。其中，种子培养基a中含有：糖蜜1-1.2wt％、蛋白胨0.4-0.6wt％、酵母膏1-1.2wt％、氯化钙0.1-0.15wt％、氯化钠0.2-0.25wt％、硫酸铁30-35wt％、硫酸镁0.02-0.03wt％、生长因子溶液1-1.2wt％(包括维生素h2-2.3wt％、维生素b12-15wt％的水溶液)，余量为水，ph值为6.5-6.8。将米曲霉在无菌条件下接种于第二培养基中，温度为31℃条件下，培养60小时，得到米曲霉种子培养液，其活菌数大于1.3×108cfu/ml。其中，种子培养基b中含有：糖蜜1-1.2wt％、尿素0.4％，蛋白胨0.3％，磷酸氢二钾0.16％，硫酸镁0.07％，氯化钠0.05％，硫酸铁0.05％、生长因子溶液1-1.2wt％、余量为水，ph为6.5-6.8。步骤2：将步骤1中得到的地衣芽孢杆菌种子培养液、枯草芽孢杆菌种子培养液、苏云金芽孢杆菌种子培养液和胶冻样芽孢杆菌种子培养液、米曲霉种子培养液在无菌条件下按比例依次接种到发酵培养基中，接种量为发酵培养基总量的2-5％。在35-40℃、搅拌转速为200-280r/min、通气量为1：1的条件下，发酵36-42小时，得到地衣芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、枯草芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、苏云金芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、胶冻样芽孢杆菌的活菌数大于4.0×108cfu/ml、米曲霉的活菌数大于1.0×108cfu/ml的发酵液；将发酵液在3000-5000r/min的转速下高速离心，得到高浓度的浓缩菌液，作为母液。其中，发酵培养基由糖蜜1-1.2wt％、玉米浆0.8-1.0wt％，蛋白胨0.4-0.6wt％、酵母膏1-1.2wt％、氯化钙0.1-0.15wt％、磷酸二氢钾0.3-0.5wt％、磷酸氢二钠0.2-0.3wt％、硫酸镁0.01-0.05wt％、生长因子溶液1-1.2wt％(包括维生素h2-2.3wt％、复合维生素b12-15wt％的水溶液)、余量为水，ph值为6.5-6.8。步骤3：将浓缩菌液移入玉米蛋白粉、米糠和油枯组成的基材中混合，混合后的流体在摇摆机上制粒，再进行干燥，干燥后的水分质量百分比为24％。将得到的物料在温度不高于45℃且不低于10℃的条件下，转入粉碎间进行粉碎，再过50目筛网，筛后粗料重新粉碎，得到水份≤30％、活菌数为16亿/g的用于土壤改良的微生物制剂。实施例3将微生物土壤改良剂用于土壤改良将本发明实施例1中制备的微生物土壤改良剂用于种植有黄瓜连作障碍的土壤地块上，种植密度2200株/亩，其中，设置试验地块a1和a2按6kg/亩施用实施例1制备的微生物土壤改良剂；并以使用现有微生物土壤改良剂(产品中微生物菌种包含枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、绿色木霉菌、绿僵菌，剂型为粉状，兑水稀释200倍)6kg/亩的地块a3和a4作为对比例组，在种植前后，测试土壤中的相关物质含量，结果见表1-表3。表1土壤理化及生物指标变化情况由表1可以看出，在种植前后，在本发明组a1和a2微生物活菌总数和土壤有机质含量增加，微生物活菌总数分别增加0.55×107cfu/g和0.5×107cfu/g，而对比例(a3、a4)微生物活菌含量分别增加0.11×107cfu/g和0.2×107cfu/g，远远低于施用微生物土壤改良剂的地块；本发明组(a1和a2)土壤有机质含量分别增加0.53和0.57，对比例组(a3、a4)分别增加0.12和-0.03；在n、p、k等养分的含量上，施用微生物土壤改良剂的田块(a1、a2)含量也高于对比例田块(a3、a4)。表2黄瓜生长情况调查表单位：cm表2中可以看出，在施用土壤改良剂处理后一个月的生长初期，本发明组(a1、a2)的生长速度及发育程度都比对比例组(a3、a4)要快一些。其中，叶片数、株高、叶面积等都达到了显著水平；到采摘期，仍然保持着生长的优势。可见，本发明微生物土壤改良剂能促进黄瓜苗早期的生长发育，使黄瓜及早奠定基础优势，并在中后期中得以保持。表3黄瓜病株小区死亡情况统计表处理死苗数死苗率％a1283.5a2425.2a311314a410212.8从表3统计结果来看，使用所述微生物土壤改良剂可以大大降低黄瓜因土壤病害等导致的死亡，本发明组(a1、a2)的平均死苗率为4.35％，对比例组(a3、a4)的平均死苗率为13.4％。试验表明，施用本发明的微生物改良剂可以减少黄瓜苗的死亡，起到防治黄瓜病害的效果。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。当前第1页12