本发明涉及一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，尤其是一种利用多种益生菌协同发酵海藻等原料制备具有显著提高盐碱地水稻生产能力的海藻微生物肥料的方法，属于海藻生物肥料领域。
背景技术：
水稻是我国主要的粮食作物，在农业生产中占有重要的地位，目前已成为我国种植面积最广的粮食作物。目前土壤盐渍化很严重,给农业带来了很大的影响,不利于植物的种植，给农业资源带来了不利影响。在我国1亿平方公里的耕地中，约有10％的土地属于盐渍化土壤，此外，还有2000多公顷的盐荒地，其中大部分没有被开垦利用。如何开垦和利用这些盐渍化土壤，扩大种植面积，增加国民收入，是当前农业生产中的重要问题之一。在此背景下，发展盐碱地种植水稻成为本领域的重要发展趋势之一。2018年5月2,“杂交水稻之父”袁隆平团队在城阳区滨海盐碱地稻作改良示范基地启动“中华拓荒人计划”，实现亩产261.39公斤，标志着海水水稻种植初步成功，并计划2020年大面积推广。好的生产模式需要好的肥料配套，因此研究盐碱地水稻专用海藻微生物肥料极为必要。
现有技术中报道了用于盐碱地水稻种植的肥料，如专利技术201710915181.4公开了寒地盐碱土水稻专用肥，原料包括包括尿素、p2o5、k2o和含耐盐碱盐单胞菌的固体发酵物；专利201711015196.1公开了一种盐碱地水稻专用肥，其组分类别和相应的重量份数为：绿肥32～52份、泥肥28～40份、粪肥22～30份、腐植酸20～26份、尿素28～34份、过磷酸钙15～20份、硫酸钾10～16份、硅肥8～16份和硫酸锌6～8份；专利201811061489.8公开了一种提高盐碱地水稻产量的复合缓释肥，其原料按重量份包括：大量元素肥料135-145，猪下水20-30，花生壳粉15-25，池塘淤泥10-20，木屑10-20，牛粪30-40，葵花籽粕10-20，膨化花生粕20-30，缓释剂5-10，玄武岩粉2-4，石灰石粉2-4，钼酸铵2-4。可以发现，目前盐碱地水稻种植肥料原料仍以有机、无机原料为主，未发现盐碱地水稻专用海藻肥料。
海藻肥是一类纯天然、无毒副作用的新型肥料,它含有丰富的非含n有机物和一定数量的氨基酸、蛋白质和微量营养元素外，还含有海洋生物特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不饱和脂肪酸和陆生植物稀有的锌、溴、碘等矿物元素以及丰富的维生素c、b1、b2、b12、d、e、k等多种营养物质，具有提高作物产量、改善品质和增强作物的抗旱、耐寒、抗病性等作用。目前海藻肥料、微生物肥料是比较新型的改良产品,在改良土壤环境、利用盐渍化土地领域具有较好的应用前景，不仅成本低,而且无二次污染等优点。目前海藻肥料已被广泛用于盐碱地改良，如专利201610763150.7公开了一种盐碱土壤改良修复剂，原料包括脱硫石膏120～180份、柠檬酸渣250～400份、硅藻土160～200份、龙虾壳120～160份、竹叶提取物80～120份、海藻渣30～60份、粉煤灰8～20份、醋糟800～1200份、微量元素肥10～14份；专利201610067957.7公开了一种种酶解发酵法制备抗盐碱专用海藻生物水溶肥料的方法，产品具有良好的改良盐碱地功效。比较上述现有技术可以发现目前并未盐碱地水稻种植专用海藻微生物肥料，尤其是海水种植水稻专用海藻肥料。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，满足盐碱地海水水稻种植营养调控要求，提高盐碱地水稻产量，本发明提供一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，充分利用海藻、微生物菌剂等的功能活性，促进土壤中有机质的释放，改善盐渍化土壤的理化结构，增加土壤团聚体和渗透性，改善土壤肥沃度，提高盐碱地水稻在高盐胁迫下的抗逆能力，提升盐碱地的粮食增产能力。
本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：
一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，其特征在于制备工艺主要包括以下步骤：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过40目筛；
(2)超声波辅助酶解：加入海藻质量10倍水，调整ph6.8～7.2；按海藻质量比加入3％糖化酶、2％非淀粉多糖酶，40～60℃下超声波辅助酶解2h；
(3)发酵液调配：向酶解液中加入海藻质量比的5.0％葡萄糖、2.0％酵母膏、0.5％磷酸二氢钾、0.02％mgso4.7h2o、0.01％cacl2,ph调至7.0～7.2；
(4)一步好氧发酵：选用液体发酵罐，装液量为60～70％，接种冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌，接种量分别为2～3％、1～2％、1～2％，控制发酵温度28～37℃，转速150～300rpm，通气量10～20l/min；在此发酵条件下发酵24～36h；
(5)二步厌氧发酵：好氧发酵结束后，向发酵液中接种em菌和产朊假丝酵母，接种量分别为3～5％、1～2％，控温28～40℃发酵36～48h；
(6)复配：厌氧发酵结束后，按发酵液100份、豆粕5份、腐殖酸10份、硅肥2份、硫酸锌1份的比例进行复配，混合均匀；
(7)喷雾干燥：将复配后的发酵液浓缩至固形物35％以上，然后将浓缩液直接喷雾干燥，制得固体海藻微生物肥料。
上述步骤(1)中的海藻可以是海带、浒苔、鼠尾藻、马尾藻、石莼中的一种或几种的混合物。
优选的，海藻的组成为海带和浒苔的混合物，其质量比为7:3。
上述海藻可以直接选择粉碎好的海藻粉，以替代步骤(1)中的海藻预处理。
上述超声波辅助酶解的条件为：超声功率400w，频率25khz。
上述冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用lb培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥109cfu/ml。
上述em菌和产朊假丝酵母为市售菌粉。
本发明提供了一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，产品中富含海藻多糖、朊酸、高度不饱和脂肪酸、益生菌、水溶性有机氮等营养成分，有效活菌数≥200.0亿/g；产品标准符合国家相关标准要求。试验结果表明，本发明产品具有显著的促进海水种植水稻的产量，防治水稻病害的功效，是一种优良的新型海藻微生物肥料。
本发明提供一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，与现有技术相比，具有以下显著优势：
(1)本发明通过微生物二步发酵海藻原料制备新型海藻微生物肥料，利用海藻中陆生植物所没有的藻元酸、海藻多糖、高度不饱和脂肪酸等功能活性成分及益生菌的协同作用，显著提升了盐碱地水稻的粮食增产和抗病能力，对促进盐碱地水稻种植具有重要作用，尤为重要的是本发明产品可以显著提升海水种植水稻的抗逆性，从而提高产量，是现有技术没有公开的，如公司申请的201610067957.7专利对海水种植水稻无明显作用效果；
(2)本申请通过微生物二步发酵，产品富含冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、耐盐性甲基营养型芽孢杆菌、em菌和产朊假丝酵母，通过菌种间的协同作用使海藻中的功能活性成分最大程度的浸出，可显著提升盐碱地作物在高盐胁迫下的抗逆能力，提高生产能力；而且试验结果表明上述微生物在盐碱地水稻栽培过程中可以促进微生物的繁殖，说明微生物菌种在盐碱环境下能够相互促进生长；此外，试验结果还表明改变微生物的组成会显著降低产品中的功效；
(3)本发明以海藻为主要原料，其功能活用成分带有天然的海洋特性，对提升海水水稻的抗逆性具有无可比拟的优势，本发明充分利用海藻的功能性，在促进水稻增产的同时，而且能够促进形成水稳性团粒结构不可缺少的皎洁物质—土壤胶体，促进、改良土壤团粒结构，改善土壤内部空隙，协调土壤中固、液、气三者的比例，增强土壤生物活力，促进速效养分的释放，提高土壤对酸碱的缓冲性和保肥、蓄水能力，盐碱地改良效果同样显著；
(4)采用分段发酵，发酵菌株对温度、ph、通氧等要求不同，不同的反应控制条件，充分利用菌种的生长特性，提高了菌体的生长速率，缩短了发酵时间，提升了生产效率。
具体实施方式
以下实施例中的发酵菌种的种子液均采用如下工艺：
解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用lb培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥109cfu/ml。
实施例1
一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，通过以下步骤制备：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过40目筛；所述海藻的组成为海带和浒苔的混合物，其质量比为7:3；
(2)超声波辅助酶解：加入海藻质量10倍水，调整ph6.8～7.2；按海藻质量比加入3％糖化酶、2％非淀粉多糖酶，40～60℃下超声波辅助酶解2h；
(3)发酵液调配：向酶解液中加入海藻质量比的5.0％葡萄糖、2.0％酵母膏、0.5％磷酸二氢钾、0.02％mgso4.7h2o、0.01％cacl2,ph调至7.0～7.2；其中超声功率400w，频率25khz；
(4)一步好氧发酵：选用液体发酵罐，装液量为60～70％，接种冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌，接种量分别为3％、2％、2％，控制发酵温度28～37℃，转速150～300rpm，通气量10～20l/min；在此发酵条件下发酵36h；
(5)二步厌氧发酵：好氧发酵结束后，向发酵液中接种em菌和产朊假丝酵母，接种量分别为4％、1.5％，控温28～40℃发酵48h；
(6)复配：厌氧发酵结束后，按发酵液100份、豆粕5份、腐殖酸10份、硅肥2份、硫酸锌1份的比例进行复配，混合均匀；
(7)喷雾干燥：将复配后的发酵液浓缩至固形物35％以上，然后将浓缩液直接喷雾干燥，制得固体海藻微生物肥料。
实施例2
一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，通过以下步骤制备：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过40目筛；海藻的组成为海带和浒苔的混合物，其质量比为7:3；所述海藻为海带；
(2)超声波辅助酶解：加入海藻质量10倍水，调整ph6.8～7.2；按海藻质量比加入3％糖化酶、2％非淀粉多糖酶，40～60℃下超声波辅助酶解2h；
(3)发酵液调配：向酶解液中加入海藻质量比的5.0％葡萄糖、2.0％酵母膏、0.5％磷酸二氢钾、0.02％mgso4.7h2o、0.01％cacl2,ph调至7.0～7.2；其中超声功率400w，频率25khz；
(4)一步好氧发酵：选用液体发酵罐，装液量为60～70％，接种冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌，接种量分别为3％、2％、2％，控制发酵温度28～37℃，转速150～300rpm，通气量10～20l/min；在此发酵条件下发酵36h；
(5)二步厌氧发酵：好氧发酵结束后，向发酵液中接种em菌和产朊假丝酵母，接种量分别为4％、1.5％，控温28～40℃发酵48h；
(6)复配：厌氧发酵结束后，按发酵液100份、豆粕5份、腐殖酸10份、硅肥2份、硫酸锌1份的比例进行复配，混合均匀；
(7)喷雾干燥：将复配后的发酵液浓缩至固形物35％以上，然后将浓缩液直接喷雾干燥，制得固体海藻微生物肥料。
实施例3
一种盐碱地水稻专用海藻微生物肥料，通过以下步骤制备：
(1)海藻预处理：用清水冲洗海藻,去除杂质,沥干；85℃条件下烘干，最后磨粉，过40目筛；海藻的组成为海带和浒苔的混合物，其质量比为7:3；所述海藻为浒苔；
(2)超声波辅助酶解：加入海藻质量10倍水，调整ph6.8～7.2；按海藻质量比加入3％糖化酶、2％非淀粉多糖酶，40～60℃下超声波辅助酶解2h；
(3)发酵液调配：向酶解液中加入海藻质量比的5.0％葡萄糖、2.0％酵母膏、0.5％磷酸二氢钾、0.02％mgso4.7h2o、0.01％cacl2,ph调至7.0～7.2；其中超声功率400w，频率25khz；
(4)一步好氧发酵：选用液体发酵罐，装液量为60～70％，接种冷解糖芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和耐盐性甲基营养型芽孢杆菌，接种量分别为3％、2％、2％，控制发酵温度28～37℃，转速150～300rpm，通气量10～20l/min；在此发酵条件下发酵36h；
(5)二步厌氧发酵：好氧发酵结束后，向发酵液中接种em菌和产朊假丝酵母，接种量分别为4％、1.5％，控温28～40℃发酵48h；
(6)复配：厌氧发酵结束后，按发酵液100份、豆粕5份、腐殖酸10份、硅肥2份、硫酸锌1份的比例进行复配，混合均匀；
(7)喷雾干燥：将复配后的发酵液浓缩至固形物35％以上，然后将浓缩液直接喷雾干燥，制得固体海藻微生物肥料。
实施例4比较不同海藻微生物肥料对海水水稻种植的影响
1、试验方法
参照青岛市城阳区滨海盐碱地稻作改良示范基地种植方法，采用盆栽试验研究不同海藻微物肥料对海水水稻种植的影响。共分为3个试验组，分别施用实施例1-3所述的海藻微生物肥料，对照1组不施用海藻微生物肥料；对照2组施用不含海藻的微生物菌肥，制备工艺同实施例1；在相同的栽培工艺条件下测定海水种植水稻的产量；
2、试验结果
表1不同海藻微生物肥料对海水水稻种植的影响
如表1所示，试验结果表明，与对照组相比，实施例1-3对海水水稻的增产效果显著，其中尤以实施例1为最佳。综上，实施例1为本发明最佳实施例。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。