专利名称：一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂及制备方法，该复 合微生物制剂可在土壤中植物根系施用，可以促进植物根系发育、减少根系病害 发生并改良土壤环境，属于土壤改良技术领域。
技术背景土壤是自然界微生物的大本营，它具备了各种微生物生长发育所需要的营养 水分空气酸碱度渗透压和温度等条件，所以土壤赋予微生物生活的良好环境，现 存微生物中大多数都可以从土壤中通过不同的选择培养基获得，但是，土壤微生 物受到环境条件如降雨、土质、温度、渗透率的影响，往往无法提供作物生长 所需的微生物，进行氮磷钾等物质和能量的转化，根系是植物进行营养分解、利 用和运输到各个营养器官的主要结构，其发育和周围微生物生长环境直接影响到 营养物质的吸收和生长发育，根际是一个很特别的微区域，它由于植物根系的影 响，使其周围的微域在物理化学和生物方面与土壤主体不同，根际土壤中来自根 系的有机物质可占植物光合产物的30%左右；其成分可从简单的碳水化合物氨 基酸到复杂的生长物质等，因此根际微生物在正常条件下比非根际明显增多。近年来，为提供产量，耕地大量施用化肥，为减少虫害，作物大量喷洒农药， 化肥使土壤溶液中酸碱度剧烈变化，农药中有害物质在杀伤害虫的同时直接也杀 害了大多数有益微生物，这些复杂的工业化合物可以在土壤中保存上百年，而无 法被微生物分解，所以土壤根系的微生物环境遭到毁灭性的破坏，表现在肥力 逐年下降，板结日益严重，作物无法进行连茬，同时农药的施用使作物中有害残 留逐年增加，严重的造成了一些威胁人类健康的疾病。如何恢复土壤正常的微生 物环境，保证根系进行氮磷钾等物质和能量的转化，是当前土壤环境改良技术的 主要问题。当施用农药或除草剂的同时，土壤中的微生物均被杀灭，导致土壤有机物的 分解被中断，其后在自然界中占绝大多数的腐败菌也容易在土壤中占据优势。同时具有一定抗性的病原菌或害虫就在这种重复的环境中不断进化，残留毒性越 强，就越可能促进病原菌或害虫的抗性基因重组。目前，已公开的一个国际PCT专利，名为"植物生长促进剂和植物生长促 进方法"，公告号为CN 144925 1 A，它是将包含葡萄球菌属的微生物和短杆菌 属的微生物的植物生长促进剂和葡萄球菌属的微生物及短杆菌属的微生物添加 到土壤中而促进植物生长的方法。可以令植物在即使是不适于植物生长发育的不 良生育床土壤上，也能够长期稳定的生长发育，它是由两类细菌属的菌种简单混 合而成，没有其他载体，无法在不同的土壤环境中正常存活，同时也无法产生抗 菌素抵御病害对植物根系的侵蚀，所以是一种初级的生长促进剂，难以起到促进 生长和防御病害的综合效果。 发明内容本发明的目的是提供一种可以有效改善作物根系的微生态环境，促进有益微 生物的生长繁殖，同时抑制和杀伤有害腐殖细菌或病虫害，促进根系的正常发育， 从而促进作物生长减少或停止施用农药，达到一种安全、绿色的种植效果的复合 微生物制剂及制备方法。为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种促进根系发育减少病害的复 合微生物制剂，其特征在于，由以下重量份原料组成菌种培养物40份一60份、 有益微生物载体60份_40份。所述的菌种培养物的菌种由以下重量份原料组成地衣芽孢杆菌10份一15 份、啤酒酵母菌6份一8份、根霉菌3份一5份、链霉菌2份一3份。所述的有益微生物载体为沸石、膨润土的一种或其混合物。一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，本 发明的制作过程为-第一步.称取菌种按照以下重量份称取各菌种地衣芽孢杆菌10份一15份，啤酒酵母菌6份一8份，根霉菌3份一5份、链霉菌2份一3份； 第二步.地衣芽孢杆菌、啤酒酵母菌的液体培养a. 混合菌种将步骤一中称取的地衣芽孢杆菌和啤酒酵母菌混合均匀；b. 液体培养液体培养基在120°C —13(TC、经过30分钟一45分钟高温灭菌，在培养基中添加0. 3%_0. 5%的吐温，将混合后的菌种按1: 25 — 30 的比例接种于液体培养基中，在发酵罐中搅拌20分钟，其转速为220— 240转/分，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置5_7天，静置过程中 每天测定Ph值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检 测菌体生长情况和测定Ph值，当活菌总数达到10亿/ml浓度和Ph值达 到3. 0-4. 0时停止发酵； 第三步.菌种的固体扩大培养a. 将步骤2复合培养的菌液按1: 25 — 30的比例接入经12(TC — 13(TC、 30 分钟一45分钟高温灭菌的固体扩大培养基中，同时添加步骤1中根霉菌、 链霉菌，搅拌20分钟_30分钟至均匀，倒入消毒双层词料袋中密封发 酵，温度为30°C_35°C，时间7天一9天；b. 发酵过程中取样三次，测定水分和Ph值，发酵结束后取样，测定水分为 35% -40% 、 Ph值为4. 5 — 6. 0;活菌总数10亿/g后发酵结束；第四步.干燥添加载体a .干燥:将步骤3发酵完全的产品按时间先后放入培养箱干燥，温度控制 在42'C—45°C，时间10小时一12小时，干燥完成的物料水份控制在《25%;b.添加载体将干燥后的菌种培养物添加载体，其重量份为菌种培养物40_60%、载体60 — 40%，倒入搅拌机中搅拌均匀，然后转入粉碎机进 行粉碎，物料温度控制在45'C以下，粉碎后的物料过50目筛网，筛后粗 料重新粉碎； 第五步.包装将过筛后的产品装入有单项放气阀的包装袋中，在干燥、避光处保存。 所述的步骤2中的液体培养基为无菌水再加豆粕粉、大豆粉、玉米淀粉、碳 酸氢铵、糖蜜、磷酸二氢钾、硫酸镁中至少三种混合物，其重量百分比为豆粕 粉3%_5%、大豆粉2°/。一4%、玉米淀粉1%—2%、碳酸氢铵0_0.3%、糖蜜8%_14%、 磷酸二氢钾1.2%—3%、硫酸镁0-0. 8%、无菌水71%—84%。所述的步骤3中的固体扩大培养基为无菌水再加米糠、大豆粉、糖蜜、玉米粉、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、硫酸镁、大蒜汁中的至少四种混合物组成，其重 量百分配比为米糠30%—35%、大豆粉20%—23%、糖蜜8%—10%、玉米粉7%— 9%、磷酸二氢钾0.5%—1%、磷酸二氢钠1%—2%、硫酸镁0. 3%—1%、大蒜汁 0. 5°/。-0. 8%、无菌水18. 2%—32. 6°/0。本发明由多种有益微生物(包括细菌和真菌)组成，利用他们解磷、钾、降 解有毒物质、提高作物抗逆性、促进腐殖质形成等多种功效。同时还有特殊吸附 功能的载体，能在土壤中长期存活，可以有效改善作物根系的微生态环境，促进 有益微生物的生长繁殖，同时抑制和杀伤有害腐殖细菌或病虫害，促进根系的正 常发育，从而促进作物生长减少或停止施用农药，达到一种安全、绿色的种植效 果，产品中采用在土壤中正常生长的有益菌种，数量高达10亿/g、并含有多种活 性代谢物质的种植土壤微生物生态修复改良剂。在使用后，可形成作物土壤中良 性生态环境，促进作物对养分的吸收转化，改善土壤结构，抑制有害病原菌的生 长和繁殖，分解土壤和作物中的残存农药。土壤中含有很多钾细菌和磷细菌它们能够将土壤矿物无效态的钾和磷释放 出来供植物生长发育使用，解磷的微生物种类很多目前报道的解磷细菌主要有芽 孢杆菌属CBa"7/w》假单胞菌属CPwwtfowowoy)埃希氏菌属(Eyd^n'c/w'")等，而真 菌的解磷能力一般是细菌的10倍。一般认为微生物解磷的机制是由于微生物分泌 出有机酸这些酸既能够降低pH值又可与铁铝等离子结合从而使难溶性磷酸盐溶 解，本发明产品中采用具有解磷作用的地衣芽孢杆菌和链霉菌。在本发明中地衣 芽孢杆菌、啤酒酵母菌还进行发酵，其数量可以高达109个/g.一些真菌的菌丝与高等植物的根系形成一种联合体，俗称"菌根"，它是植 物在长期的生存过程中,与菌根真菌一起共同进化的结果。它的存在不仅有利于 菌根真菌的生存，也有利于提高植物在不良环境下的抗御能力，促进植物生长， 改善植物根际环境增强植物的抗病力，分泌生长素等。自然界中除十字花科等少 数几个科外几乎所有的植物都能形成菌根。菌根主要分为外生菌根和内生菌根两 种，内生菌根主要由内囊霉科中多数属种形成的泡囊，从枝状菌根(r^/w/w fl^^o^m^o/r/^a)简称VA菌根。本发明产品在使用过程中可以利用链霉 菌、根霉菌等真菌和土壤中的腐殖质及假单胞菌联合作用，在根系土壤中形成直径10—15cm作用的菌丝体，在植物根系的周围建立一个真菌菌丝形成的辐射状的 网络，这些由真菌菌丝形成的网络与土壤中的土壤粒子结合在一起，形成围绕在 植物周围稳定的土壤微环境，进而改善土壤中空气的流动，其作用和功效和菌根 相类似。同时，本发明产品中添加了一定量的天然大蒜汁，其特殊的气味可有效 驱赶虫害，同时大蒜汁中含有大量的大蒜素，是抑制虫卵生长的重要天然物质。 由于长期使用化学肥料和农药以及一些工厂废气废水废渣的不规范排放，土 壤中的有机无机污染物日益增多，降低了土壤的肥力同时抑制植物的生长甚至毒 害植物使之死亡。有机农药大多是一些卣代芳烃，最难降解的是一些氯化烃杀虫 齐(J;如艾氏剂六六六DDT狄氏剂及苯氧基除草剂如2 4-D等，土壤中的一些微 生物则具有降解这些有机农药的功能，一些微生物可以把非芳环碳上的氯原子以氢原于取代，具有这种还原脱氯功能的微生物有酵母普通变形菌粘质沙雷氏菌 (5"erra""附arcesce"s)、 红平诺卡氏菌(iVooj;-cfo7 erj^/w^c;po/zX)、链霉菌禾口产气气 杆菌04^o6a"femerag^M)等，本发明产品中采用的是啤酒酵母菌和链霉素。土壤微生物能促使根系周围的有机物形成腐殖酸，土壤中的有机质由正在分 解的残留物、担负分解残留物的生物所形成的副产品、微生物本身和抗性更强的 土壤腐殖酸盐所组成，这就是腐殖质，土壤腐殖质多少是土壤肥力大小最重要的 一个标志。本发明产品中的细菌和真菌都能在正常土壤中相互作用促进腐殖质的 形成。一般认为腐殖质化合物中的氮素和碳水化合物部分是微生物原生质的主要 组成部分。它是在微生物死亡之后从细胞中释放出来的腐殖酸盐。含有大量功能 团既能改良土壤又能刺激作物生长土壤中腐殖酸的增多直接促进着植物的生长 发育。虽然上述不同细菌和真菌可以在种植土壤中扮演"解磷、钾、降解有毒物质、 提高作物抗逆性、促进腐殖质"等多个功效，但是微生物毕竟是一种简单的原核 生物，它的生长、繁殖收到土壤环境中pH值、水分、温度、空气含量、等适宜生 长条件的影响，同时有害病原菌如腐败细菌的生长速度比它们更快，所以提供一 个安全的生长环境或载体，是发挥这些有益微生物作用的前提，其实一些简单的 无机物既可以作为土壤改良剂在土壤中使用，又可以作为有益微生物的良好载 体，本发明中的载体由沸石、膨润土组成。这类物质具有较强的吸附能力，能将分散的土粒吸附在一起，形成土壤团聚体，起到保水、保湿的功效。 本发明的优点是1. 采用可以促进作物根系发育和改善土壤环境多种有益细菌和真菌，合理配伍， 将促进作物根系发育，解磷、钾、降解有毒物质、提高作物抗逆性、促进腐 殖质形成等功效有机的结合起来；2. 采用液体单独培养和固体复合发酵两级生产工艺，使有效微生物数量达到IO 亿/g，同时将其活性代谢产物完全保留；3. 在液体培养中添加促进剂吐温，在发酵培养基中添加天然的抗虫害物质，可 以有效达到防治虫害的效果；4. 在产品中添加载体，既有吸附土壤团粒的功效，又可以让有益微生物和代谢 产物保留长期的活性，使其在土壤中发挥长久的功效；5. 采用常用的粮食作物及副产品为主要培养基，成本低、产品安全可靠。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。 实施例l第一步.称取菌种按照以下重量份称取各菌种地衣芽孢杆菌10份，啤酒酵母 菌6份，根霉菌3份，链霉菌2份，以上菌种均可在中国农业微生物菌种保 藏管理中心购买；第二步.地衣芽孢杆菌、啤酒酵母菌的液体培养a. 混合菌种将步骤一中称取的地衣芽孢杆菌和啤酒酵母菌混合均匀；b. 液体培养将混合后的菌种按1: 25的比例接种于经125°C、 40分钟高 温灭菌的液体培养基中，培养基中添加0.3%的吐温(Tween)作产物促 进剂，在发酵罐中搅拌20分钟，其转速为220转/分钟，搅拌均匀后放 入消毒后塑料桶中静置5天，静置过程中每天测定Ph值并释放产出的气 体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况和测定Ph值， 当活菌总数达到10亿/ml浓度和Ph值达到3. 0-4. 0时停止发酵； 液体培养基的重量百分比(％)比例豆粕粉3、大豆粉2、玉米淀粉l、 糖蜜IO、磷酸二氢钾1.2、无菌水82.8。第三步.菌种的固体扩大培养a、 将步骤2复合培养的菌液混合后按1: 25的比例接入经125°C、 4分钟高 温灭菌的固体扩大培养基中，同时添加根霉菌和链霉菌，搅拌20分钟至 均匀，倒入消毒双层饲料袋中密封发酵，温度35。C，时间8天； 固体扩大培养基重量百分比(％)比例米糠30、大豆粉20、糖蜜8、 玉米粉7、磷酸二氢钾0. 5、磷酸二氢钠1、硫酸镁0. 4、大蒜汁0. 5、 无菌水32. 6。b、 发酵过程中取样三次，测定水分和Ph值，发酵结束后取样，测定水分为 35% 、 Ph值为5;活菌总数10亿/g后发酵结束；第四步.干燥添加载体a. 干燥:将步骤3发酵完全的产品按时间先后放入培养箱干燥，温度控制在42—45'C，时间10小时，干燥完成的物料水份控制在《25%;b. 添加载体将干燥后的产品加入载体，载体为沸石、膨润土组成，其重 量配比为40%: 60%，倒入搅拌机中搅拌均匀，然后转入粉碎机进行粉 碎，物料温度控制在45'C以下，粉碎后的物料过50目筛网，筛后粗料重新 粉碎；第五步.包装将过筛后的产品装入有单项放气阀的包装袋中，在干燥、避光处保存。实施例2第一步.称取菌种按照以下重量份称取各菌种地衣芽孢杆菌15份、啤酒酵母菌8份、根霉菌5份、链霉菌3份。 第二步.地衣芽孢杆菌、啤酒酵母菌的液体培养a. 混合菌种同实施例l。b. 液体培养将混合后的菌种按l: 30的比例接种于经13(TC、 45分钟 高温灭菌的液体培养基中，培养基中添加0.5%的吐温(Tween)作产物 促进剂，在发酵罐中搅拌20分钟，其转速为220转/分钟，搅拌均匀后 放入消毒后塑料桶中静置7天，静置过程中每天测定Ph值并释放产出 的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生长情况和测定Ph 值，当活菌总数达到10亿/ml浓度和Ph值达到3. 0-4. 0时停止发酵；液体培养基重量百分比(％)比例豆粕粉5、大豆粉4、玉米淀粉2、 碳酸氢铵0.3、糖蜜14、磷酸二氢钾2、硫酸镁0.8 、无菌水71.9. 第三步.菌种的固体扩大培养a. 将步骤2复合培养的菌液混合后按1: 30的比例接入经13(TC、 45分钟 高温灭菌的固体扩大培养基中，其余同实施例lb. 同实施例l。固体扩大培养基重量百分比(％)比例米糠35、大豆粉23、糖蜜10、玉 米粉9、磷酸二氢钾l、磷酸二氢钠2、硫酸镁l、大蒜汁0.8、无菌水18.2。 第四步.干燥添加载体 a .干燥同实施例1;b.添加载体将干燥后的产品加入载体，载体为沸石、膨润土组成，其重量 百分配比为60%: 40%，倒入搅拌机中搅拌均匀，然后转入粉碎机进行 粉碎，物料温度控制在45。C以下，粉碎后的物料过50目筛网，筛后粗料重 新粉碎； 第五步.包装同实施例l。在使用时，根据不同土壤条件，产品可按不同比例单独使用，或与有机肥混 合均匀后使用，播种或移栽前，按每株植物约五克的数量将本品均匀置 于条沟或坑穴底部，上覆松土约五公分，即可播种或移栽，前茬病虫 害比较严重地块酌情加量使用。施用基肥时，亦可将本品按每亩2公 升的比例均匀混入有机肥料施用。注意本品需存放于密封干燥处，避免与 农药、强刺激物品等混合堆放，开封后尽快使用，本产品在研发完成后在上海松 江前进农业园区进行黄瓜、番茄等作物对比试验发现，本生物土壤肥料使用后作 物产量提高12 — 17%，根系长度平均增加3 — 8cm，作物病虫害减少40 — 45%，基 本不再使用农药。
权利要求
1.一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂，其特征在于，由以下重量份原料组成菌种培养物40份-60份、有益微生物载体60份-40份。
2. 根据权利要求1所述的一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂，其特征在于，所述的菌种培养物的菌种由以下重量份原料组成地衣芽孢杆菌10份一15份、啤酒酵母菌6份一8份、根霉菌3份一5份、链霉菌2份一3 份。
3. 根据权利要求1所述的一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂，其特 征在于，所述的有益微生物载体为沸石、膨润土的一种或其混合物。
4. 一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂的制备方法，其特征在于，本 发明的制作过程为第一步.称取菌种按照以下重量份称取各菌种地衣芽孢杆菌10份一15份，啤酒酵母菌6份一8份，根霉菌3份一5份、链霉菌2份一3份； 第二步.地衣芽孢杆菌、啤酒酵母菌的液体培养a. 混合菌种将步骤一中称取的地衣芽孢杆菌和啤酒酵母菌混合均匀；b. 液体培养液体培养基在12(TC — 13(TC、经过30分钟一45分钟高温灭 菌，在培养基中添加0. 3%-0. 5%的吐温，将混合后的菌种按l: 25 — 30的 比例接种于液体培养基中，在发酵罐中搅拌20分钟，其转速为220 — 240 转/分，搅拌均匀后放入消毒后塑料桶中静置5 — 7天，静置过程中每天测 定Ph值并释放产出的气体；发酵过程中抽样3次，显微镜下检测菌体生 长情况和测定Ph值，当活菌总数达到10亿/ml浓度和Ph值达到3. 0-4. 0 时停止发酵；第三步.菌种的固体扩大培养a.将步骤2复合培养的菌液按1: 25_30的比例接入经12(TC — 130。C、 30 分钟_45分钟高温灭菌的固体扩大培养基中，同时添加步骤1中根霉菌、 链霉菌，搅拌20分钟一30分钟至均匀，倒入消毒双层饲料袋中密封发 酵，温度为3(TC—35。C，时间7天一9天；b.发酵过程中取样三次，测定水分和Ph值，发酵结束后取样，测定水分为 35% -40% 、 Ph值为4. 5 — 6. 0;活菌总数10亿/g后发酵结束； 第四步.干燥添加载体a .干燥:将步骤3发酵完全的产品按时间先后放入培养箱干燥，温度控制 在42t:—45'C，时间10小时一12小时，干燥完成的物料水份控制在《25%;b.添加载体将干燥后的菌种培养物添加载体，其重量份为菌种培养物40—60%、载体60_40%，倒入搅拌机中搅拌均匀，然后转入粉碎机进 行粉碎，物料温度控制在45。C以下，粉碎后的物料过50目筛网，筛后粗 料重新粉碎； 第五步.包装将过筛后的产品装入有单项放气阀的包装袋中，在干燥、避光处保存。
5. 根据权利要求4所述的一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂的制备 方法，其特征在于，所述的步骤2中的液体培养基为无菌水再加豆粕粉、大豆 粉、玉米淀粉、碳酸氢铵、糖蜜、磷酸二氢钾、硫酸镁中至少三种混合物， 其重量百分比为豆粕粉3%—5%、大豆粉2%—4%、玉米淀粉1%—2%、碳酸氢 铵O — O. 3%、糖蜜8%—14%、磷酸二氢钾1.2%—3%、硫酸镁0-0.8%、无菌水71% _84%。
6. 根据权利要求4所述的一种促进根系发育减少病害的复合微生物制剂的制备 方法，其特征在于，所述的步骤3中的固体扩大培养基为无菌水再加米糠、 大豆粉、糖蜜、玉米粉、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、硫酸镁、大蒜汁中的至 少四种混合物组成，其重量百分配比为米糠30%—35%、大豆粉20%—23%、 糖蜜8%_10%、玉米粉7%—9%、磷酸二氢钾O. 5%—1%、磷酸二氢钠1%—2%、 硫酸镁0. 3%—1%、大蒜汁0. 5%—0. 8%、无菌水18. 2°/。_32. 6%。
全文摘要
本发明涉及一种促进作物根系发育和植物生长的复合制剂，其特征在于，由地衣芽孢杆菌、啤酒酵母菌、根霉菌、链霉菌通过液体单独培养和固体扩大培养的发酵工艺，采用产物促进物和活菌载体，可以使有益活菌总数达到10亿/g，同时保留全部的活性代谢产物，在土壤中施用后可以促进作物根系发育，提高作物对磷、钾的吸收、降解土壤中有毒物质、提高作物抗逆性、促进腐殖质形成，是一种安全、高效无残留的绿色土壤改良产品。
文档编号A01N63/00GK101235293SQ20081003416
公开日2008年8月6日 申请日期2008年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者瀚 江 申请人:上海创博生态工程有限公司