一种生物菌肥及其在调整含微塑料的土壤中微生物群落结构中的应用

本发明涉及农业生态，具体而言，涉及一种生物菌肥及其在调整含微塑料的土壤中微生物群落结构中的应用。

背景技术：

1、微塑料(mps)通常指直径或长度小于5mm的塑料碎片、颗粒或纤维，其作为一种对土壤生态系统构成严重威胁的新型难降解的环境污染物，最近几年来开始受到重视。由于土壤介质比较复杂不易于分离检测等原因，当前关于微塑料对土壤生态系统所造成影响的相关研究不多，对该研究的讨论目前主要几种在海洋、湖泊等水域系统。但由于当今废弃垃圾填埋、各种人类活动及农业工业技术的逐步发展，微塑料的进入不可避免地影响了陆地生态系统的各种功能，同时对土壤动物、植物和微生物等也造成了影响。

2、其中，土壤微生物是土壤生物区系中最重要的功能组分和土壤生物群落的重要类群，微生物生物量及群落结构对农业管理措施极为敏感，土壤微生物数量和多样性的大小是土壤肥力状况的重要生物学指标。根际微生物是指紧密附着于根际土壤颗粒中的微生物，数量一般高于非根际土壤，不同植物的根际微生物组成和数量不同微生物群落结构是指在生物和非生物因素的综合调控作用下，一定面积或体积的土壤中的真菌、细菌、放线菌和病毒等构成的生物群体，其区系组成、种群数量、生物活性等与土壤类型、植物类型和代谢、气候等密切相关。

3、土壤中有益微生物是土壤肥力的重要组成部分，参与土壤中物质和能量转化、有机物形成和分解、养分释放和固持、生物固氮等，因此，土壤微生物区系组成和活性对植物生长至关重要。有机生物菌肥是近几年出现的一种新型的生物“肥料”，其因能够起到提高土壤肥力，增加土壤有益微生物数量、活性，促进农作物生长，提高农作物产量的作用，近年来生产量和使用量大幅增加。施有机生物菌肥可以促进真菌、细菌生长，但是关于有机生物菌肥和微塑料共暴露对植物根际微生物群落结构的影响并未见报道。

4、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种生物菌肥及其在调整含微塑料的土壤中微生物群落结构中的应用，利用该生物菌肥可以调整含微塑料的土壤中根际微生物群落，使土壤中微生物群落结构更加合理。

2、本发明是这样实现的：

3、一方面，本发明提供了一种生物菌肥，其原料包括微生物菌剂；

4、微生物菌剂中的菌株包括解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和热带芽孢杆菌；其中解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和热带芽孢杆菌的活菌数比值为：5-10：5-10：2-5。

5、在一些实施例中，上述生物菌肥中的总活菌数≥2.0×108cfu/g。

6、在一些实施例中，上述解淀粉芽孢杆菌的菌株编号为accc 10225；上述贝莱斯芽孢杆菌的保藏编号为cgmcc no.20317；上述热带芽孢杆菌保藏编号为cgmcc no.24737。

7、在一些实施例中，上述生物菌肥的原料还包括腐殖酸原粉、氮肥、磷肥、钾肥、黑钻粉和填料干粉。

8、在一些实施例中，以重量份数计，生物菌肥的原料包括：微生物菌剂1～10份；腐殖酸原粉20～30份；氮肥1～15份；磷肥1～10份；钾肥1～15份；黑钻粉1～10份；填料干粉20～30份。

9、在一些实施例中，上述生物菌肥的制备方法包括：将腐殖酸原粉、氮肥、磷肥、钾肥、黑钻粉和填料干粉按比例粉碎、混匀后造粒、烘干，然后按比例添加微生物菌剂，混匀后即得生物菌肥。

10、在一些实施例中，上述微生物菌剂的制备方法包括将解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和热带芽孢杆菌在25～35℃，ph＝6.5～7.5条件下进行好氧培养24～96h，在活化、扩培后，将其与海藻酸钠和氯化钙制备的包埋材料耦合，耦合后通过喷雾干燥制备成复合菌剂微胶囊，即为微生物菌剂，其中包埋材料包括海藻酸钠和氯化钙。

11、另一方面，本发明提供了上述生物菌肥在调整含微塑料的土壤中微生物群落结构中的应用。

12、在一些实施例中，在含微塑料的土壤中，微塑料占土壤的比例为：0％w/w～0.5％w/w(w/w为微塑料和土壤的干重比)。

13、在一些实施例中，上述微生物包括细菌和真菌。

14、在一些实施例中，上述细菌包括kaistobacter菌属、假单胞菌属pseudomonadaceae_pseudomonas、luteolibacter菌属、硝化螺旋菌属nitrospira、flavisolibacter菌属、伯克氏菌属burkholderia、芽孢杆菌属bacillus、红游动菌属rhodoplanes、黄杆菌属flavobacterium和candidatus_koribacter菌属。

15、在一些实施例中，上述真菌包括被孢霉菌属mortierella、小坎宁安霉属cunninghamella、毛壳菌属chaetomium、淀粉霉属amylomyces、尾滴虫属cercomonas、壶菌属spizellomyces和附钟藻属epipyxis。

16、在一些实施例中，上述微塑料包括可生物降解微塑料。

17、在一些实施例中，上述可生物降解微塑料的材质包括聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)、聚己内酯(pcl)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚丁二酸丁二-已二酸酯(pbsa)、二氧化碳共聚物(ppc)、聚乳酸(pla)、聚羟基烷酸酯(pha)和淀粉塑料中的至少一种。

18、本发明具有以下有益效果：

19、(1)本发明的生物菌肥通过筛选特定的微生物菌制得一种新的有机生物菌肥，该菌肥不仅能够提供作物生长所需的养分，还能重塑土壤根际微生物群落；相比传统的有机肥料，本发明菌肥的养分全、成本低，制得的有机生物菌肥质量稳定、肥效高、功能全，且所含的各成分均为环保型产品，符合可持续发展的理念；

20、(2)本发明的生物菌肥能够提供调整土壤微生物群落，提高土壤中的有益菌比例，特别是本发明的菌肥能够应用到含微塑料的土壤中，能够抵抗低浓度的微塑料干扰，该方法具有环保、可持续、高效的特点。

技术特征：

1.一种生物菌肥，其特征在于，其原料包括微生物菌剂；

2.根据权利要求1所述的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥中的总活菌数≥2.0×108cfu/g。

3.根据权利要求2所述的生物菌肥，其特征在于，所述微生物菌剂中的解淀粉芽孢杆菌的菌株编号为accc 10225；所述贝莱斯芽孢杆菌的保藏编号为cgmcc no.20317；所述热带芽孢杆菌的保藏编号为cgmcc no.24737。

4.根据权利要求3所述的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥的原料还包括腐殖酸原粉、氮肥、磷肥、钾肥、黑钻粉和填料干粉。

5.根据权利要求4所述的生物菌肥，其特征在于，以重量份数计，所述生物菌肥的原料包括：微生物菌剂1～10份；腐殖酸原粉20～30份；氮肥1～15份；磷肥1～10份；钾肥1～15份；黑钻粉1～10份；填料干粉20～30份。

6.根据权利要求5所述的生物菌肥，其特征在于，所述生物菌肥的制备方法包括：将所述腐殖酸原粉、氮肥、磷肥、钾肥、黑钻粉和填料干粉按比例粉碎、混匀后造粒、烘干，然后按比例添加所述微生物菌剂，混匀后即得所述生物菌肥；

7.如权利要求1-6任一项所述的生物菌肥在调整含微塑料的土壤中微生物群落结构中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，在所述含微塑料的土壤中，所述微塑料占土壤的比例为：0％w/w～0.5％w/w(w/w为微塑料和土壤的干重比)。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述微生物包括细菌和真菌；

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述微塑料为可生物降解微塑料；

技术总结
本发明公开了一种生物菌肥及其在调整含微塑料的土壤中微生物群落结构中的应用。该生物菌肥的原料包括微生物菌剂；微生物菌剂中的菌株包括解淀粉芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和热带芽孢杆菌。本发明通过向土壤中添加有机生物菌肥，以提供一种调整微塑料污染土壤中微生物群落结构的方法，该方法具有环保、可持续、高效的特点。

技术研发人员：周进,李欣阳,吴佳玲,王宗抗,曾薇
受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15