本发明涉及微生物肥料领域，具体地，涉及一种提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料及其制备方法与应用。
背景技术：
：近年来随着人口的增长，粮食需求量越来越大，而化肥的输入也与日俱增，大量施用化肥导致了一系列严重的生态环境问题，阻碍了农业经济的可持续发展。其中氮肥的过量使用尤为严重。过量施用氮肥所产生的氮氧化物每公斤对增温的影响大约是二氧化碳的298倍，而每年因我国生产氮肥耗能达1亿吨标准煤，生产和使用过程中共排放了5亿吨二氧化碳当量，扣除氮肥施用作物增产所固定的0.7亿吨二氧化碳，温室气体净排放量达4.3亿吨二氧化碳，约占全国总排放量的8％。大部分氮肥通过渗漏、挥发及硝化与反硝化等途径损失，一部分氮肥随雨水进入江河湖泊，造成水体的富营养化。而土壤中的有益微生物可以通过固氮、产IAA等直接促进农作物生长和改善根际微生态系统，从而降低农业生产成本，实现农业的可持续发展。自生固氮菌是指在土壤中独立生活，不与植物共生，利用它们自己具有的固氮酶将大气中的分子态氮固定为氨，供作物吸收。自身固氮菌适应性强，分布广，有些还能够分泌小分子有机酸和产生抗菌物质，自身固氮菌有着很广的应用前景，对我国可持续农业有着重大的意义。固氮类芽孢杆菌(Paenibacillus)是国际上公认的抗逆力强、贮存期长的一类细菌，对宿主没有专一性要求，很多菌株同时还兼有促生、抗病等优点，因此是制备固氮菌剂或菌肥的最佳材料，其应用在设施农业中具有重要意义。我国作为世界三大粮食产出国之一，干旱、半干旱地区占国土面积的一半，严重影响了作物的产量，甚至造成了绝收。现有的大部分复合微生物肥料，其接种剂在土壤中的繁殖在干旱胁迫下被抑制，导致肥效降低。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料及其制备方法与应用。本发明利用麸皮、豆饼粉和稻壳粉作为载体吸附固氮类芽孢杆菌发酵液制成复合固氮微生物肥料，其载体均可以维持微生物的活力，从而延长复合固氮微生物肥料的保存期(12个月以上)；钙镁磷肥和氯化钾的添加可以保障植物氮、磷、钾平衡供应；保水剂的添加能够提高土壤的持水能力，从而提高作物的抗旱能力和改善土壤理化性质；另外，腐殖酸的加入可以刺激复合固氮微生物肥料中微生物的生长和繁殖，提高肥效。本发明技术方案如下：一种提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮15-25份、豆饼粉15-25份、稻壳粉50-70份、钙镁磷肥0.5-1份，氯化钾1-5份，保水剂5-10份、腐殖酸4-6份，所述复合固氮微生物肥料中还含有固氮类复合菌群；所述固氮类复合菌群为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，二者有效活菌数为1:1；所述复合固氮微生物肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。进一步地，所述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮15-25份、豆饼粉15-20份、稻壳粉50-70份、钙镁磷肥0.5-1份，氯化钾3-5份，保水剂5-10份、腐殖酸4-6份，所述复合固氮微生物肥料中还含有所述固氮类复合菌群；所述固氮类复合菌群为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，二者有效活菌数为1:1；所述复合固氮微生物肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。进一步地，所述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮15份、豆饼粉15份、稻壳粉50份、钙镁磷肥0.5份，氯化钾3份、保水剂5份、腐殖酸4份，所述复合固氮微生物肥料中还含有所述固氮类复合菌群。进一步地，所述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮20份、豆饼粉20份、稻壳粉60份、钙镁磷肥0.8份，氯化钾4份、保水剂7.5份、腐殖酸5份，所述复合固氮微生物肥料中还含有所述固氮类复合菌群。进一步地，所述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮25份、豆饼粉20份、稻壳粉70份、钙镁磷肥1份，氯化钾5份、保水剂10份、腐殖酸6份，所述复合固氮微生物肥料中还含有所述固氮类复合菌群。进一步地，所述固氮类芽孢杆菌为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)18WLY，该菌保藏与中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：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，邮编100101)，保藏日期：2013年6月19日，保藏编号为CGMCCNo.7724，分类命名类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)。该菌分离自禾本科植物根部，具有固氮、抗病、促进植物生长的功能。该固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)18WLY已在中国专利CN103451130A中公开，公开日2013年12月18日。进一步地，所述枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)为ATCC6051；可市售购得。进一步地，所述保水剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、淀粉-聚丙烯酰胺等中的一种或多种混合而成。进一步地，所述保水剂为聚丙烯酰胺和淀粉-聚丙烯酰胺按质量比1:1的混合物。进一步地，所述钙镁磷肥中有效磷(以P2O5计)质量分数≥15.0％。若无特殊指明，本发明所用麸皮、豆饼粉和稻壳粉中水分含量均≤5％。本发明所用各原料均可市售购得。本发明还提供上述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：1)按配比将麸皮、豆饼粉和稻壳粉混匀，粉碎后过80-100目筛，灭菌，冷却，备用；2)按配比将步骤1)所得物料与钙镁磷肥、氯化钾、保水剂、腐殖酸混合均匀，备用；3)将含所述固氮类芽孢杆菌的菌剂、含所述枯草芽孢杆菌的菌剂，或将同时含所述固氮类芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌的菌剂按所需有效活菌数加入到步骤2)所得物料中，混合均匀，烘干(65-80℃以下)，即可。本发明所述含所述固氮类芽孢杆菌的菌剂、含所述枯草芽孢杆菌的菌剂、同时含所述固氮类芽孢杆菌和所述枯草芽孢杆菌的菌剂均可由本领域常规方法制备。本发明还包括上述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料在作物种植等方面的应用，所述作物包括玉米、小麦、大豆、黄瓜、番茄、辣椒。借由上述技术方案，本发明至少具有以下优点：本发明复合固氮微生物肥料中的固氮类芽孢杆菌具有固氮功能，可以有效的减少化学氮肥的使用。本发明复合固氮微生物肥料，可以提高土壤的含水量，从而提高植物的抗旱性。本发明复合固氮微生物肥料，原料较为容易取得，且制作方法简单。具体实施方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。以下所用固氮类芽孢杆菌为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)18WLY，保藏编号为CGMCCNo.7724；所用枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)为ATCC6051。以下所用保水剂为聚丙烯酰胺和淀粉-聚丙烯酰胺以质量比例1:1混合而成。以下所用钙镁磷肥中有效磷(P2O5)质量分数≥15％。实施例1一种提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮15份、豆饼粉15份、稻壳粉50份、钙镁磷肥0.5份，氯化钾3份、保水剂5份、腐殖酸4份，所述复合固氮微生物肥料中还含有固氮类复合菌群；所述固氮类复合菌群为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，二者有效活菌数为1:1；所述复合固氮微生物肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。本实施例还提供上述提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：1)按配比将麸皮、豆饼粉和稻壳粉混匀，粉碎后过100目筛，灭菌，冷却，备用；2)按配比将步骤1)所得物料与钙镁磷肥、氯化钾、保水剂、腐殖酸混合均匀，备用；3)将含所述固氮类芽孢杆菌的菌剂、含所述枯草芽孢杆菌的菌剂，按所需有效活菌数加入到步骤2)所得物料中，混合均匀，65℃以下烘干，即可。实施例2一种提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮20份、豆饼粉20份、稻壳粉60份、钙镁磷肥0.8份，氯化钾4份、保水剂7.5份、腐殖酸5份，所述复合固氮微生物肥料中还含有固氮类复合菌群；所述固氮类复合菌群为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，二者有效活菌数为1:1；所述复合固氮微生物肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。制备方法同实施例1。实施例3一种提高作物抗旱性的复合固氮微生物肥料，包括如下重量份计的组分：麸皮25份、豆饼粉20份、稻壳粉70份、钙镁磷肥1份，氯化钾5份、保水剂10份、腐殖酸6份，所述复合固氮微生物肥料中还含有固氮类复合菌群；所述固氮类复合菌群为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，二者有效活菌数为1:1；所述复合固氮微生物肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。制备方法同实施例1。对比例1一种肥料，由如下重量份计的组分组成：麸皮15份、豆饼粉15份、稻壳粉50份、钙镁磷肥0.5份，氯化钾3份、腐殖酸4份，所述肥料中还含有固氮类复合菌群；所述固氮类复合菌群为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，二者有效活菌数为1:1；所述肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。制备方法同实施例1。对比例2一种肥料，由如下重量份计的组分组成：麸皮20份、豆饼粉20份、稻壳粉60份、钙镁磷肥0.8份，氯化钾4份、保水剂7.5份、腐殖酸5份，所述肥料中还含有固氮菌群；所述固氮菌群仅为固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)；所述肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。制备方法同实施例1。对比例3一种肥料，由如下重量份计的组分组成：麸皮25份、豆饼粉20份、稻壳粉70份、钙镁磷肥1份，氯化钾5份、保水剂10份、腐殖酸6份，所述肥料中还含有固氮菌群；所述固氮菌群仅为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)；所述肥料中总有效活菌总数≥5亿/克。制备方法同实施例1。实验例分别以实施例1-3及对比例1-3所制得的肥料进行温室盆栽实验。塑料花盆(高：35cm,宽25cm)用0.5N的硝酸浸泡灭菌24小时。每盆装蛭石700g,浇水至40％的土壤含水量，每盆种3颗灭菌的玉米种子，每隔7天浇不含氮元素的玉米营养液(0.65mMMgSO4,2mMCaCl2,0.75mMK2SO4,0.1mMKCl,0.25mMKH2PO4,0.2mMFe-EDTA,1×10-3mMMnSO4,1×10-3mMZnSO4,1×10-4mMCuSO4,5×10-6mM(NH4)6Mo7O24,1×10-3mMH3BO3，0.25mMKH2PO4)100ml。每盆分别以底肥的形式施用实施例1-3及对比例1-3所制得的肥料肥料0.4g。一个月后采用破土法收样，统计株高、根长和叶绿素含量值(SPAD值)值。实验结果如下表1：表1玉米幼苗的生理统计株高(cm)根长(cm)SPAD值实施例157.13c56.34b45.1c实施例261.47b58.76a46.6b实施例364.05a62.18a48.3a对比例143.18de43.15d38.4e对比例245.64e46.57c43.7d对比例345.91d47.92c36.8f表1中数据经统计软件SPSS进行数据分析，同一列中的不同字母表示在p＝0.05水平下差异显著。盆栽实验结果表明，施用实施例1-3的肥料显著促进了玉米幼苗的生长和SAPD值。对比例1中没有添加保水剂，相对于实施例1其株高减少24.4％，根长减少30.6％，SPAD值减少17.4％；对比例2中没有添加枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，相对于实施例2，其株高减少25.8％，根长减少26.2％，SPAD值减少6.2％；对比例3中没有添加固氮类芽孢杆菌(Paenibacillussp.)，相对于实施例3，其株高减少28.3％，根长减少22.9％，SPAD值减少23.8％。因此，保水剂的添加可以提高作物的抗旱性及微生物肥料的效率，而固氮类芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的复配可以显著提高微生物肥料的效率。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。当前第1页1 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