一種固氮菌微生物肥料及其製備方法
2023-04-28 14:03:51
專利名稱：一種固氮菌微生物肥料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種固氮微生物肥料，具體地說是提供一種含莖瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans，以下簡稱Ac菌)的微生物肥料及其製備方法。
目前我國生產的固氮菌肥料，多採用園褐固氮菌(CN 1106366A)、棕色固氮菌(CN 1092397A)、陰溝腸桿菌和肺炎克氏桿菌等菌種[吳薇，葛誠微生物學通報，1995,22(2):104-107]，其固氮量較低，應用效果不穩定。根瘤菌肥料在低產田或新種植區應用，效果比較顯著；但應用範圍狹窄，一種根瘤菌肥料往往只適用於一種特定的作物，且不適於在禾本科糧食作物和非豆科蔬菜作物上應用。
在微生物肥料的生產工藝和成分構成方面，多直接應用發酵液或用載體簡單吸附後貯存使用。此類液體菌劑有效期短，固體菌劑含有效菌數低，且因純培養的微生物在施入土壤時會因環境條件驟變而大量死亡，應用效果受到嚴重影響。為解決後一個問題，發明專利CN 86103258A運用了有機增補培養基，收到良好效果；但細菌培養物濃縮脫水較難，工藝、設備較複雜，廢液尚需處理。
本發明的目的是提供一種含Ac菌為特徵菌種的固氮菌微生物肥料。這種Ac菌可作聯合固氮菌應用於範圍廣泛的非豆科作物。同時本發明又提供了該微生物肥料的製備方法。由於該方法工藝簡便，適於工業化生產。
本發明的固氮菌微生物肥料是一種含莖瘤固氮根瘤菌，即Ac菌的微生物肥料，其菌種Ac菌是從熱帶豆科植物毛萼田菁(Sesbania rostrata)的莖瘤中分離得到的共生固氮菌，它的固氮活力比一般豆科植物根瘤菌高2～3倍，比大豆根瘤菌高5倍。在離體培養條件下，Ac菌能自生固氮，因此可作聯合固氮菌應用於非豆科作物。而一般豆科植物根瘤菌則不能，所以不適用於禾本科糧食作和非豆科作物。
上述本發明的固氮菌微生物肥料中所含的Ac菌是以固體發酵後的產物形式存在。為穩定或提高Ac菌的數量和生理活性，將固體發酵產物與增補培養基和一定量滅菌水充分混合而製成的一種Ac菌固體發酵產物與增補培養基混合微生物肥料，其中含水重量為10～35％。在本發明中增補培養基的運用，不同於一般的微生物肥料與有機或無機肥料的複合，其著眼點不在於肥料成分與作物間的關係，而在於肥料成分與肥料中的微生物之間的關係。在前述固體發酵產物中加入增補培養基，其直接作用是穩定或提高所培養的微生物的數量和生理活性；繼則在施入土壤後，在所培養的微生物與土壤環境之間形成緩衝。因此，當增補培養基的加入量過少時，上述增補培養基的緩衝作物不明顯。而當加入量過多時，Ac菌的含量降低，微生物肥料的施用量將增加，不利於應用。在本發明中較適宜的增補培養基的加入重量份比為固體發酵產物的5～50倍，使最終微生物肥料中含有適量的Ac菌量。
此外，在固體發酵產物與增補培養基混合時，也可同時添加一定量的輔助菌種，如鉀細菌、磷細菌等發酵液，配製成含有一種或多種輔助菌種的固氮菌肥料。
本發明的固氮菌微生物肥料中也可添加鐵或鉬等微量元素，製成含有一定量微量元素的固氮菌肥料。微量元素可以與輔助菌種一起加入，也可以在配製Ac菌培養基中加入含有微量元素的鹽，如FeCl3和/或鉬酸銨，微量元素的含量可依肥料中所需添加的量而定，一般其含量為肥料重量的1％以下。
上述本發明的固氮菌微生物肥料的製備方法與常規微生物肥料的製法相似包括採集Ac菌種，斜面菌種培養，搖瓶擴大培養，種子罐擴大培養，發酵罐液體發酵，其特徵在于于液體發酵工序後進行固體發酵，所謂Ac菌固體發酵是用草炭、菇渣或風化煤等作吸附劑，先經乾燥、粉碎、過80目篩，滅菌後製成吸附劑，取10～15％蔗糖無菌水溶液50～150ml/kg(吸附劑)與吸附劑混合，調pH至6.5～7.0；按100～150ml/kg(吸附劑)加入Ac菌發酵液，充分混勻，置25～30℃下發酵2～7天，製得微生物肥料。
對於含增補培養基的混合微生物肥料的製備方法可參照常規技術按下步驟1．製備增補培養基，即將有機肥，經發醇、乾燥、粉碎、滅菌後製得；2．將上述固體發酵產物，滅菌水與增補培養基按比例混合均勻製得產品。
如果需添加輔助菌種，製備成含有一種或多種輔助菌種的微生物肥料時，只要按常規技術將製得的輔助菌種製劑，如鉀細菌和/或磷細菌的發酵液一起與增補培養基，固體發酵和滅菌水共同混合，即可配成產品。如同時將含微量元素的鹽，如FeCl3和/或鉬酸銨加入共混，即可配製成含有一定量微量元素的微生物肥料。含微量元素的微生物肥料也可將微量元素添加到Ac菌培養基中製得，這時可按下述重量配比配製培養基乳酸鈉，蔗糖或甘露醇 1～2％；K2HPO40.05～0.2％；
MgSO4·7H2O 0.01～0.02％；NaCl 0.005～0.01％；CaCl20.004～0.02％；FeCl3＜0.05％；鉬酸銨＜0.05％；酵母膏約0.1％；pH6.5～7.0；其它無菌水。
Ac菌的發酵條件25～30℃通氣培養24～36小時。其中pH值用稀HCl或NaOH進行調整。
下面通過實例對本發明的技術給予進一步地說明。
實施例1 本發明固氮菌微生物肥料的製備1本實施例均按下列組成配製Ac菌液體發酵培養基，並用2N HCl或NaOH溶液調整pH值，除所述操作條件外，均按常規技術操作。培養基乳酸鈉1％,CaCl20.004％,K2HPO40.167％, KH2PO40.087％,酵母膏0.1％, MgSO4·7H2O0.01％,pH6.7,NaCl 0.005％,其它無菌水。培養基分裝滅菌後，接Ac菌斜面菌種，在28℃、200rpm/分下搖瓶發酵24小時，發酵液有效菌效達61億/ml。
50L種子罐加培養基30L，滅菌後加搖瓶發酵液1L,28℃通氣(1∶1)培養24小時後，將發酵液轉入發酵罐。500L發酵罐加培養基320L，發酵24小時後放罐，發酵液有效菌數達101億/ml。
固體發酵以草炭為基質，經乾燥、粉碎、過80目篩，126℃滅菌24小時。按下列組成配製培養基(重量份比)草炭80，蔗糖1，無菌水10。
先將蔗糖溶於無菌水中，再與草炭混勻，調pH至6.7；按10％接種量加Ac菌發酵液(有效菌數為61億/ml)，充分混勻，26℃發酵6天，有效菌數達142億/g。
參照處理草炭的方法處理雞糞有機乾燥肥，然後按1∶4的重量比將無菌水加入有機乾燥肥，混勻，製成增補培養基。取上述固體發酵產物(有效菌數為142億/g)，按1∶9的重量比與增補培養基混勻，即得初始有效菌數為14億/g的本發明產品Ⅰ。
實施例2 含微量元素的本發明固氮菌微生物肥料的製備2按照實施例1所述的方法，但在配製Ac菌液體培養基時加入0.0004％的FeCl3，用風化煤代替草炭，在固體發酵配製的培養基中加入0.05份鉬酸銨和0.2份K2HPO4，並先將蔗糖、K2HPO4、鉬酸銨溶於無菌水中，再與風化煤混勻，按同樣方法即可製得含微量元素的產品Ⅱ。
實施例3本發明微生物肥料的應用1為比較Ac菌和聯合固氮菌在非豆科作物上的應用效果，本試驗以應用效果較好的肺炎克氏桿菌(Klebsiella pneumoniae)作為對比，用與實施例2同樣的方法製備這兩種菌劑，並在相同條件下對不同作物進行施肥試驗，結果如下表Ac菌劑與Kp菌劑應用效果比較
實施例4本發明微生物肥料的應用2以大棚西紅柿為例。西紅柿品種為L-402。試驗棚總面積為0.93畝，底肥施雞糞10M3。每試驗小區面積為6.93M2，植株密度為42株/小區。秧苗定植時用本發明產品Ⅰ蘸根，對照不用。試驗結果如下1．對性狀、品質及抗性的影響與對照區比較試驗區秧苗墩實，莖粗狀，葉片大而厚，根系發達(表1)。果實大，著色好，無畸形果，無空心果，口味甜。較抗旱，抗早衰，抗晚疫病能力較強，晚發病3天，病情較輕。
表1 Ac菌劑處理與對照間生育性狀比較
2．對產量的影響在採收期，按小區分別累計西紅柿產量，結果如表2。
表2 Ac菌劑處理與對照間果實產量比較
3．對土壤的影響果實全部採收後，分別從處理區和對照區的植株根際採土，測其速較氮、磷、鉀含量，結果如表3。
表3 Ac菌劑處理區與對照區土壤速效氮、磷、鉀比較
由上述實施例可知，本發明的固氮菌微生物肥料對莖類和蔬菜等作物均具有良好的肥效。且由於製備這種微生物肥料的過程簡單，固體發酵工藝不需將發酵液濃縮脫水，沒有廢液排出，適於工業化生產。
權利要求
1．一種固氮菌微生物肥料，其特徵是含莖瘤固氮根瘤菌，即Ac菌的微生物肥料，且所含的Ac菌是以固體發酵後的產物形式存在。
2．按照權利要求1所述的固氮菌微生物肥料，其特徵是固體發酵產物與增補培養基和一定量滅菌水充分混合而製成的一種Ac菌固體發酵產物與增補培養基混合微生物肥料，其中含水重量為10～35％。
3．按照權利要求1所述的固氮菌微生物肥料，其特徵是增補培養基的加入重量份比為固體發酵產物的5～50倍。
4．按照權利要求1、2或3所述的固氮菌微生物肥料，其特徵是固氮菌微生物肥料中添加鐵或鉬等微量元素，製成含有一定量微量元素的固氮菌肥料，微量元素的含量為肥料重量的1％以下。
5．一種用於權利要求1所述固氮菌微生物肥料的製備方法，包括採集Ac菌種，斜面菌種培養，搖瓶擴大培養，種子罐擴大培養，發酵罐液體發酵，其特徵在于于液體發酵工序後進行固體發酵，所謂Ac菌固體發酵是用草炭、菇渣或風化煤作吸附劑，先經乾燥、粉碎、過80目篩，滅菌後製成吸附劑，取10～15％蔗糖無菌水溶液50～150ml/kg(吸附劑)與吸附劑混合，調pH至6.5～7.0；按100～150ml/kg(吸附劑)加入Ac菌發酵液，充分混勻，置25～30℃下發酵2～7天，製得微生物肥料。
6．按照權利要求5所述的製備方法，其特徵在於按下步驟1)製備增補培養基，即將有機肥，經發酵、乾燥、粉碎、滅菌後製得；2)將上述固體發酵產物，滅菌水與增補培養基按比例混合均勻製得產品。
7．按照權利要求5所述的製備方法，其特徵在於Ac菌培養基按下比例配製成乳酸鈉，蔗糖或甘露醇 1～2％；K2HPO40.05～0.2％；MgSO4·7H2O0.01～0.02％；NaCl 0.005～0.01％；CaCl20.004～0.02％；FeCl3＜0.05％；鉬酸銨＜0.05％；酵母膏約0.1％；pH6.5～7.0；其它無菌水。
全文摘要
一種固氮菌微生物肥料是含莖瘤固氮根瘤菌,即Ac菌的微生物肥料,且所含的Ac菌是以固體發酵後的產物形式存在或者固體發酵產物與增補培養基和一定量滅菌水充分混合而製成的一種Ac菌固體發酵產物與增補培養基混合微生物肥料,其中含水重量為10～35%。其製備過程包括採集Ac菌、斜面菌種培養、搖瓶擴大培養、種子罐擴大培養、發酵罐液體發酵和固體發酸。這種Ac菌可作聯合固氮菌應用於範圍廣泛的非豆科作物。由於該方法工藝簡便,適於工業化生產。
文檔編號C05F11/00GK1210841SQ9711725
公開日1999年3月17日 申請日期1997年9月5日 優先權日1997年9月5日
發明者卜宗式, 周鴻濱, 潘佩平, 郝家琪, 杜昱光, 白雪芳, 馬小軍 申請人:中國科學院大連化學物理研究所, 山西省生物研究所