生物有機肥及其製備方法和應用與流程

2023-10-21 02:24:42 1

本發明涉及生物肥料
技術領域：
，尤其涉及一種生物有機肥及其製備方法和應用。
背景技術：
：辣椒，別名：牛角椒、長辣椒、菜椒、燈籠椒，拉丁文名：capsicumannuuml.，茄科、辣椒屬一年或有限多年生草本植物。辣椒是世界上主要的果蔬之一，在人類飲食習慣中佔有非常重要的地位，世界各國都有普遍種植，在我國四川，貴州，湖南，雲南，陝西、河南（淅川縣）、河北省和內蒙古等省份都有大面積種植。辣椒疫病是由辣椒疫黴菌（phytophthoracapsicileon）引起的全生育期均可發病的世界毀滅性病害。該病以土壤和雨水傳播為主，除了引起大面積死秧外，還可造成葉片枯萎、果實腐爛、莖杆出現壞死斑等多種症狀，造成辣椒生產上大量減產，甚至絕收，嚴重製約著辣椒產業的發展和經濟效益的提高。目前，國內外對辣椒疫病的防控方法多種多樣，主要包括使用化學藥劑、選育抗病品種、生物防治等。但由於辣椒疫黴菌寄主廣泛，在土壤中普遍存在，且對殺菌劑易產生抗藥性，大量使用農藥會造成環境汙染及果實的農藥殘留。同時辣椒抗疫病種質的抗性是由多基因控制的數量性狀，其轉育難度極大，且多為中抗或耐病品種，很少有高抗品種，更談不上有免疫品種。因此，對辣椒疫病的防控暫未有一種比較好的防治方法。另外一方面，農業生產上的農作物秸稈一般就地焚燒、規模化養殖後的畜禽糞便隨地棄置等，使大量的養分資源流失於耕地土壤系統之外，不僅嚴重汙染了環境，也極大地浪費了能作為有機肥和生物有機肥生產原料的有機物資源，不利於我國農業的可持續發展。將這些農業有機廢棄物製備成生物有機肥再施入土壤中，將有效解決農業有機廢棄物的問題，不僅能夠變廢為寶，實現資源在利用，而且還能夠淨化和完善農業生態環境。因此，將這些農業有機廢棄物經過高溫發酵成高品質的有機肥，再用作土壤有益微生物的載體，製備成為具有明確功能的生物有機肥將具有廣闊的應用前景。針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可以有效控制辣椒疫病的發生、提高辣椒產量的生物有機肥，還提供了該生物有機肥的製備方法以及在辣椒疫病防治和辣椒增產中的應用，不僅具有有機肥的功能，而且其中所含的生防菌通過多種促生及生防機制起作用，從而達到促生或防治辣椒疫病的效果。為解決上述技術問題，本發明提供一種生物有機肥，所述生物有機肥採用將芽孢桿菌ibfcbf-1發酵液接種到混合有機肥中，經固體發酵製備得到；所述混合有機肥包括牛糞有機肥和胺基酸有機肥。上述的生物有機肥，優選的，所述生物有機肥中，芽孢桿菌ibfcbf-1的活菌數為3.0×108cfu/g以上，氮的含量為20mg/kg～28mg/kg；磷的含量為12mg/kg～18mg/kg；鉀的含量為28mg/kg～32mg/kg，有機質≥40%。作為一個總的技術構思，本發明還提供了一種上述生物有機肥的製備方法，包括以下步驟：s1、將羊糞有機肥和胺基酸有機肥混合得到混合有機肥；s2、將芽孢桿菌ibfcbf-1發酵液按體積百分含量為15～20%接種到混合有機肥進行固體發酵得到生物有機肥。上述的製備方法，優選的，所述s1步驟中，所述羊糞有機肥和胺基酸有機肥的體積比為5∶5；和/或，所述s2步驟中，所述固體發酵過程中在溫度≤55℃的環境下發酵7～8d，發酵過程中每天翻堆1～2次得到含芽孢桿菌ibfcbf-1的生物有機肥，其含水量在30%以下。上述的製備方法，優選的，所述羊糞有機肥的製備方法為：s1-1、將80wt%～85wt%的新鮮羊糞，10wt%～12wt%的統糠，2wt%～5wt%的鋸末，3wt%～5wt%的菜粕，0.3wt%的發酵菌劑混勻得到堆肥原料；s1-2、將所述堆肥原料調節含水量為50%～60%後，打堆得到堆體；s1-3、將所述堆體進行堆肥發酵12d～18d。進一步優選的，夏天堆肥發酵時間為12d～15d；冬天的堆肥發酵時間為15d～18d。上述的製備方法，優選的，所述s1-2步驟中，所述堆體的高度為1.5m～2m，寬度為2.0m～2.5m；和/或，所述s1-3步驟中，待所述堆體升溫至60℃～65℃時，進行翻堆，每天翻堆1～2次；待溫度下降至40℃～45℃時，每兩天翻堆一次。上述的製備方法，優選的，所述胺基酸有機肥中10%≥n+p2o5+k2o≥6%，有機質≥40%，8%≥胺基酸≥5%。上述的製備方法，優選的，所述s2步驟中，所述芽孢桿菌ibfcbf-1發酵液採用以下方法製備得到：將芽孢桿菌ibfcbf-1菌株接種到發酵培養基中進行液體發酵，形成芽孢；所述液體發酵培養基包括10.1g·l-1～10.5g·l-1麩皮、11.0g·l-1～12.0g·l-1玉米粉、19.0g·l-1～21.0g·l-1豆粕、1.3g·l-1～1.7g·l-1caco3、2.1g·l-1～2.4g·l-1mgso4·7h2o和3.2g·l-1～3.5g·l-1nacl，ph值7.0～7.2。上述的製備方法，優選的，所述芽孢桿菌ibfcbf-1菌株的接種量為0.5%～1%；所述液體發酵過程中，溫度為30℃～35℃，通氣量範圍30%～100%，轉速180轉/分鐘～190轉/分鐘。作為一個總的技術構思，本發明還提供了一種上述的生物有機肥或上述製備方法製備得到的生物有機肥在防治辣椒疫病和植物增產中的應用。與現有技術相比，本發明的優點在於：（1）本發明提供了一種生物有機肥，含有防治辣椒疫病的芽孢桿菌菌株ibfcbf-1、豐富的有機質（質量百分含量40%以上）、胺基酸、小分子多肽和有機養分。防治辣椒疫病的芽孢桿菌菌株ibfcbf-1是抑制辣椒疫病病原菌生長的優質高效菌株，其拮抗效果非常顯著。盆栽試驗結果表明，辣椒疫病的防治率達到75%以上。有機質、胺基酸、小分子多肽和有機養分等豐富的營養物質不僅能夠促進作物的生長，也為其中的生防菌（ibfcbf-1）提供了生長繁殖的條件，使其在土壤中存活下來並形成優勢種群，從而發揮防病作用。因此，生物有機肥的作用機制在於本肥料產品中的有益微生物能夠與有機載體良好結合，能夠使得該有益微生物菌株迅速大量繁殖，在辣椒根際形成優勢菌群；另外一方面，本肥料產品中含有較高含量的有機氮和有機磷，這些營養物質對連作障礙土壤中作物的生長十分有利，大大提高了作物的立苗率和抗逆能力。（2）本發明提供了一種生物有機肥，是生物菌株製劑，完全沒有因化學農藥的使用所帶來的一系列問題，因而有利於蔬菜的無公害生產，農民可以不用或減少化學農藥的用量，這不僅可為農民節省開支，而且減少了農產品中的農藥殘留，有利於農產品的出口。同時，該生物肥料還有增產功能，可為農民增加收入。（3）本發明的生物有機肥可以在營養缽施用，也可以在大田施用，不僅具有有機肥的功能，而且其中所含的生防菌通過多種促生及生防機制起作用，從而達到促生或防治辣椒疫病的效果。（4）本發明提供了一種生物有機肥的製備方法，製備工藝簡單、環保、適合大規模工業化生產。（5）本發明提供了一種生物有機肥的應用，在辣椒疫病連作障礙嚴重的田間試驗中連續施用生物有機肥，可以有效控制辣椒疫病的發生，同時還能提高辣椒的產量。芽孢桿菌ibfcbf-1，保藏於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏日期為2015年8月11日，保藏號為cgmccno.11230。芽孢桿菌ibfcbf-1已於2015年12月02日申請發明專利，申請號為201510867702.4，公布日2016年03月02日。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例1中芽孢桿菌ibfcbf-1對辣椒疫病病原菌的抑制效果照片。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。以下實施例中所採用的材料和儀器均為市售。其中用於防治辣椒疫病的菌株為芽孢桿菌ibfcbf-1，保藏於中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，保藏日期為2015年8月11日，保藏號為cgmccno.11230。實施例1一種本發明的用於防治辣椒疫病的芽孢桿菌ibfcbf-1，從辣椒疫病發病田塊中的健康辣椒植株根際土壤中分離拮抗菌，再通過盆栽試驗最終篩選出高效拮抗菌株ibfcbf-1。菌種於體積百分含量30%甘油中-70℃保存。將拮抗菌ibfcbf-1送交中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏日期為2015年8月11日，保藏號為cgmccno.11230。考察ibfcbf-1對辣椒疫病病原菌的抑制效果，圖1左圖為對照，單一的辣椒疫病病原菌生長圖；右圖為ibfcbf-1對辣椒疫病病原菌的抑制效果，右圖中間的菌落為病原菌，四周的菌落為生防菌，從圖1的對照可知：ibfcbf-1對辣椒疫病病原菌的有明顯的抑制效果。芽孢桿菌菌株ibfcbf-1的菌落呈乳白色，半透明，圓形，邊緣不整齊，表面溼潤光滑，主要生物學特性為：革蘭氏染色陽性g+，細胞為杆狀，芽孢端生或近端生，過氧化氫酶陽性，澱粉水解陽性，甲基紅試驗陽性，v-p反應陽性，明膠水解陽性，纖維素分解陽性，硝酸鹽還原陽性，吲哚試驗陰性，不能利用檸檬酸鹽，能產氨，發酵葡萄糖產酸產氣，能利用木糖、l-阿拉伯糖、甘露糖、d-果糖、d-木糖，最適生長溫度為35℃，ph值為7.0。實施例2一種本發明的生物有機肥，採用以下方法製備得到：1）製備芽孢桿菌發酵液：1.1、配製發酵培養基：稱取10.35g麩皮、11.5g的玉米粉、20g的豆粕、1.5g的caco3、2.3g的mgso4·7h2o、3.41g的nacl放入容器中，加水至1000ml，ph值調至7.0～7.2，在115℃滅菌30min；1.2、液體發酵：取2ml實施例1的芽孢桿菌ibfcbf-1（cgmccno.11230）菌株接種到200ml步驟1.1的發酵培養基中進行液體發酵生產，其發酵條件為：初始ph值範圍為7.0～7.2，培養溫度為30℃，溶氧：通氣量範圍30%～100%，轉速190轉/分鐘，發酵中後期（36h）形成芽孢，發酵得到的發酵液中ibfcbf-1的含菌或芽孢量≥10.0×109個/ml。2）製備混合有機肥：2.1、製備羊糞有機肥：將82wt%的新鮮羊糞，11wt%的統糠，3wt%的鋸末，4wt%的菜粕，0.3wt%的發酵菌劑混勻得到堆肥原料；將所述堆肥原料調節含水量為55%後，打堆得到堆體；堆體的高度為1.7m，寬度為2.2m，長度不限；將所述堆體進行堆肥發酵15d（室溫下）。堆肥發酵過程中，所述堆體升溫至60℃～65℃時，進行翻堆，每天翻堆1～2次；待溫度下降至40℃～45℃時，每兩天翻堆一次，直至溫度降至常溫，保存待用；製備的羊糞有機肥，發芽指數為98%以上，有機質質量比含量≥40%，有機氮質量比含量為1.7～2.5%，含水量為25～30%；2.2、製備胺基酸有機肥：選擇湖南泰谷生物肥料有限公司的胺基酸有機肥，登記證號：湘農肥（2016）準字1991號，肥料規格：n+p2o5+k2o≥6%，有機質≥40%，胺基酸≥5%；2.3、混合：將羊糞堆肥和胺基酸有機肥按體積比為5∶5混合得到混合有機肥。3）固體發酵：將步驟1）的芽孢桿菌發酵液按照體積質量比為20%接種到步驟2）的混合有機肥中，在溫度≤55℃的環境下發酵7d，發酵過程中每天翻堆1～2次，獲得含有芽孢桿菌ibfcbf-1有效活菌數含量為3.0×108cfu/g的生物有機肥，水分含量蒸發至30%以下。本實施例1的生物有機肥料，含有不低於3.0×108個/g的上述的生防菌株ibfcbf-1的菌落形成單位，氮（全氮）的含量為25.6mg/kg，磷（全磷）的含量為15.2mg/kg，鉀（全鉀）的含量為32.7mg/kg，有機質42.5%。實施例3一種實施例2的生物有機肥在防治辣椒盆栽中辣椒疫病的應用，具體應用方法為：供試樣品的準備：供試土壤為辣椒連作土壤，疫病發病嚴重。供試辣椒品種「金椒紅龍」。將辣椒種子表面消毒後，播種到營養缽中進行育苗，長至4葉期即得辣椒苗；辣椒盆栽的準備：準備90個5公斤的大盆缽，每個盆缽加入5kg辣椒連作土壤，並移栽3棵辣椒苗；施肥：將辣椒盆栽平均分為三份，每組30盆，按照以下方法進行處理ck對照：每盆施用n、p、k化學肥料，採用移苗前穴施。t1：每盆施用1%（w/w）實施例2中步驟2）的混合有機肥，採用移苗前穴施。t2：每盆施用1%（w/w）實施例2的生物有機肥，採用移苗前穴施。ck對照、t1、t2組中n、p、k等養分含量保持一致。將三組辣椒盆栽，在相同環境下進行培養，移栽30d取樣計算生物量，考察促生效果。生長至開花期，每周記錄發病情況，統計病情指數，統計結果參見表1。表1：辣椒盆栽的發病率、生防效果及生物量處理髮病率防治效果株高（cm）地上部乾重（g）ck86.3%-22.95±0.420.52±0.03t137.4%56.6%24.35±0.310.58±0.01t217.4%80.1%27.59±0.290.71±0.03移栽60d後採集各處理的植株及土壤樣品迅速帶回實驗室分析測定根際土壤中微生物數量，考察結果參見表2。表2：辣椒根際土壤中微生物數量試驗結果如下：（1）施用本發明的生物有機肥能促進辣椒的生長，顯著增加植株的生物量（表1）。ck處理中辣椒的株高和地上部乾重依次為42.5cm和3.3g，而使用含菌ibfcbf-1的生物有機肥（t2處理）中的辣椒株高和地上部乾重依次為62.7cm和5.1g，t2處理中的辣椒生物量相比ck處理和t1處理均要高；（2）移栽60d後，對照處理中植株的發病率達到了86.3%，而添加混合有機肥及本發明中生物有機肥均能顯著降低辣椒疫病的發病率，其中t2施用生物有機肥處理表現出最好的防治效果，其發病率為17.4%，防病率達80.1%；（3）施用本發明的生物有機肥不僅可以起到防治辣椒疫病的作用，而且具有減少土壤中辣椒疫黴菌的數量，增加有益微生物數量，改善根際微生物群落結構的功能。實施例4一種實施例2的生物有機肥在防治田間辣椒疫病的應用，具體應用方法為：在長沙馮家衝地區連作8年的辣椒疫病發病大棚進行了田間試驗，以100kg生物有機肥/畝的使用量，設置二個處理，每個處理三個重複，每個重複的小區面積為30m2。ck對照：施用化肥（用氮磷鉀化肥補齊養分，使氮磷鉀化的含量與生物有機肥處理組一致）。生物有機肥處理組：施用生物生物有機肥。將辣椒苗移栽後，定期到田間採集數據，統計發病率，最後採收後計算不同處理的生物量差異。考察結果參見表3。表3：田間試驗效果處理髮病率（%）產量（kg/畝）ck處理72.41845生物有機肥16.72461從表3的結果可知：施用本發明的生物有機肥在田間能夠顯著降低辣椒疫病的發病率，辣椒產量增加33.4%。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁12