專利名稱：一種通用微生物肥料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明所述的技術方案屬于農業(yè)肥料領域，具體的講，是屬于生物肥料領域中的微生物肥料領域，依據(jù)國際專利分類法，屬于CO5F 11/08領域。
背景技術：
我國人口多、耕地少，且隨著人口增長、工業(yè)和城市的發(fā)展耕地逐年遞減。據(jù)有關部門統(tǒng)計，我國人口平均每年增加1600萬，而耕地每年減少400萬畝。1950年人口5.5億，耕地16.5億畝，人均耕地2.99畝，1980年人均耕地1.51畝，1990年人均耕地降到1.1畝，大大低于世界人均耕地4.03畝的水平，也低于亞洲人均耕地2.1畝的水平。為此，我國增加農產(chǎn)品產(chǎn)量的唯一可行途徑是提高單位面積產(chǎn)量。才能滿足工業(yè)發(fā)展和人口增加對農產(chǎn)品的需求，化肥也就順理成章的得到了廣泛應用。
長期以來不合理使用化學肥料帶來的土壤板結、地力下降、生態(tài)破壞、環(huán)境污染以及農副產(chǎn)品品質下降問題，已經(jīng)受到國家有關部門和農業(yè)科技界的高度重視。化肥的大量施用，造成了土壤肥力下降，土壤板結和農業(yè)生產(chǎn)成本不斷提高的弊病。近幾十年來，我國一直努力探索合理施肥、克服化肥的弊端及提高化肥利用率的有效途徑。
農業(yè)肥料包括化學肥料和生物肥料，是我國農業(yè)生產(chǎn)不可替代的重要生產(chǎn)資料。其中，生物肥料作為農業(yè)生物工程學科的重要分支和土壤肥料學的重要組成部分，近十年無論在基礎研究和應用研究方面都得到了迅速發(fā)展。而農業(yè)肥料中的微生物肥料(屬于生物肥料的一種)作為一種重要的農業(yè)技術措施在發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質、高效農業(yè)中的作用越來越被人們所認識，這給它的開發(fā)、推廣、應用提供了相當大的發(fā)展空間，特別是在發(fā)展有機農業(yè)、生產(chǎn)A級、AA級綠色食品中的不可替代性，充分體現(xiàn)了它潛在的魅力。
近幾年來我國微生物肥料發(fā)展很快，有多家企業(yè)從事生產(chǎn)經(jīng)營，品種不斷增加，同時也有一些國外產(chǎn)品打入國內市場。但由于種種原因，目前市場的產(chǎn)品質量參差不齊，生產(chǎn)應用上出現(xiàn)了一些問題。據(jù)最近幾年農業(yè)部監(jiān)督抽查、跟蹤抽查，國家統(tǒng)檢的情況看，抽查合格率不到60％，產(chǎn)品質量問題主要是有效菌數(shù)不達標，保質期過短。微生物肥料中有效活菌數(shù)是產(chǎn)品質量的重要指標，有效活菌數(shù)不達標，產(chǎn)品質量就得不到保證，反映出來的是應用效果不穩(wěn)定。但是，菌種原因并不是影響肥料效果的唯一原因，事實上，肥料中的成分配比也在極大的影響著肥料的效果，如果能在解決菌種問題同時，通過肥料成分配比的創(chuàng)新，協(xié)調菌種與成分配比之間的關系而取得更好的效果，有效提高產(chǎn)量，會對微生物肥料領域的發(fā)展起到極大的創(chuàng)新作用。在這樣的情況下，本發(fā)明提供的技術方案通過使用新的菌種和對肥料中的成分配比進行創(chuàng)新，可以非常明顯的提高微生物肥料的效力，這使得本發(fā)明顯得十分重要和有意義。
發(fā)明內容
微生物肥料是以微生物生命活動的作用導致得到特定肥料效應的一種制品，是農業(yè)生產(chǎn)中所使用肥料的一種，與傳統(tǒng)化肥和有機肥在要領和內涵上有所不同。微生物肥料由微生物菌種劑和微生物肥料配方混合而制成。微生物肥料生產(chǎn)成本低，使用方便，應用效果好，不污染環(huán)境，施用后不僅增產(chǎn)，而且能提高農產(chǎn)品質量和減少化肥用量。微生物肥料是生產(chǎn)綠色食品的肥料，是保護綠色環(huán)境的肥料，是很有發(fā)展前途的肥料。目前該項目再我國正處于新的發(fā)展階段。
要解決的技術問題在國家有關部門充分重視使用化學肥料帶來的土壤板結、地力下降、生態(tài)破壞、環(huán)境污染以及農副產(chǎn)品品質下降問題后，生物肥料中的微生物肥料得到了迅猛的發(fā)展。但是，由于菌種、成分配比等原因，目前市場的產(chǎn)品質量參差不齊，在生產(chǎn)應用上出現(xiàn)了一些問題。據(jù)最近幾年農業(yè)部監(jiān)督抽查、跟蹤抽查，國家統(tǒng)檢的情況看，抽查合格率不到60％，產(chǎn)品質量問題主要是有效菌數(shù)不達標，保質期過短。微生物肥料中有效活菌數(shù)是產(chǎn)品質量的重要指標，有效活菌數(shù)不達標，產(chǎn)品質量就得不到保證，反映出來的是應用效果不穩(wěn)定，其中原因主要是菌種問題。但是，菌種原因并不是影響肥料效果的唯一原因，事實上，肥料中微生物菌種以外的其他成分和相互配比關系也在極大的影響著肥料的效果，因為各個成分之間存在相互協(xié)作、拮抗的關系，合適的成分、配比對于微生物肥料中的微生物繁殖、活性以及作物的生長都有密切的影響。如果能在解決菌種問題同時，通過肥料成分和配比(也叫配方)的創(chuàng)新，而取得更好的效果，有效提高產(chǎn)量，也會對微生物肥料領域的發(fā)展起到極大的創(chuàng)新作用。在這樣的情況下，本發(fā)明提供的技術方案不僅通過使用新菌種來解決菌種問題，而且對肥料中的成分配比進行創(chuàng)新，生產(chǎn)的微生物肥料具有非常顯著的增產(chǎn)效果，這使得本發(fā)明顯得十分重要和有意義。
技術方案首先，需要明確的是本發(fā)明中提到的百分比和比例均是指重量百分比和重量比例。
本發(fā)明提供了一種微生物(膠凍樣芽孢桿菌，Bacillus mucilaginosus)，具體的，菌種被命名為“新鉀1號”(已于2004年4月15日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏號為CGMCC1131)，該微生物分離自高產(chǎn)農田，并經(jīng)馴化，長期以來性狀穩(wěn)定。該菌種的生物學特性為菌體桿狀，大小1-1.2*2-5微米，革蘭氏陽性，細胞有異染色粒和β-羥基丁酸鹽，芽孢中生或次端生，橢圓形，不使菌體膨大，桿狀菌體有成鏈趨勢，鏈的穩(wěn)定性決定菌落形態(tài)，在牛肉蛋白胨培養(yǎng)基上菌落為乳白色，多數(shù)為圓形，表面略粗糙，邊緣不規(guī)則，無光澤，無色素，直徑2-6毫米。能利用多種氮源、碳源，生長溫度20-55℃最佳生長溫度37℃最適PH7.1。在不良條件下，菌體轉化為芽孢，芽孢對不良環(huán)境抗逆性強，可耐受100℃高溫和干燥等惡劣條件。
本發(fā)明還提供了一種微生物(蠟狀芽孢桿菌，Bacillus cereus)，具體的，菌種被命名為“新磷1號”(已于2004年4月15日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏號為CGMCC1132)，該微生物分離自高產(chǎn)農田，并經(jīng)馴化，長期以來性狀穩(wěn)定。該菌種的生物學特性為菌體桿狀，大小0.6-0.8*2-3微米，革蘭氏陽性，細胞原生質染色均勻，鞭毛側生，芽孢中生或偏中生，形狀柱形或橢圓形，不使菌體膨大，在牛肉蛋白胨培養(yǎng)基上菌落為乳白色，圓形，邊緣不規(guī)則毛狀突出，直徑1-2毫米。能利用多種氮源、碳源，生長溫度20-55℃最佳生長溫度37℃最適PH7.1。在不良條件下，菌體轉化為芽孢，芽孢對不良環(huán)境抗逆性強，可耐受100℃高溫和干燥等惡劣條件。
本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)微生物肥料時使用的配方，命名為“通用微生物肥配方”。
具體的，這種微生物肥料的生產(chǎn)方式如下先分別對新鉀1號和新磷1號菌種進行發(fā)酵并進一步(混合或分別)加工為微生物菌種劑，將該菌種劑按照本發(fā)明提供的“通用微生物肥配方”制成微生物肥料。
申請人認為，該通用微生物肥料的菌種、其他成分的組成與配比關系在總體上形成了本發(fā)明所述的技術方案。因為該肥料使用的菌種和其他成分的組成和配比與所有現(xiàn)有的肥料不一樣，所以，該技術方案具有新穎性，如果該微生物肥料相對常見的市售微生物肥料而言，能夠大幅度提高產(chǎn)量，就具有突出的進步和顯著的特點，就具有了創(chuàng)造性和實用性，具有了被授予專利權的基本條件。
新鉀1號菌種以劃線培養(yǎng)的方式在新1培養(yǎng)基(新1培養(yǎng)基蔗糖5g/L，硫酸鎂0.5g/L，碳酸鈣0.1g/L，氯化鈉1.0g/L，三氯化鐵0.005g/L，磷酸氫二鈉2g/L，瓊脂1.5％-2.0％，PH調至6.5-7.8。)上保藏，短期保藏條件為4℃，每2月活化1次；長期保藏條件為-20℃，每6個月活化1次。培養(yǎng)方式為自保存斜面取種后，劃線接入斜面培養(yǎng)基(新1培養(yǎng)基)，30-38℃培養(yǎng)箱靜置黑暗條件下培養(yǎng)36小時；用無菌水沖洗斜面，形成菌懸液；將1體積菌懸液接入約20體積的新1液體培養(yǎng)基(新1液體培養(yǎng)基該培養(yǎng)基不含瓊脂，其他成分和含量與新1培養(yǎng)基相同，PH調至6.5-7.8)中，30-38℃有氧培養(yǎng)至菌體濃度為108個/ml數(shù)量級；將得到的菌懸液加入到約5-10倍體積的新2培養(yǎng)基中(新2培養(yǎng)基淀粉10g/L，蔗糖10g/L，硫酸鎂1g/L，硫酸氨2g/L，酵母浸出汁0.2g/L，碳酸鈣3g/L，氯化鈉1g/L，磷酸二氫鉀1g/L，PH調至6.5-7.8)，30-38℃有氧培養(yǎng)至菌體濃度為108個/ml數(shù)量級；將得到的菌懸液加入到約50-100倍體積的新3培養(yǎng)基中(新3培養(yǎng)基淀粉10g/L，蔗糖1g/L，玉米粉1g/L，硫酸鎂0.5g/L，酵母浸出汁0.2g/L，硫酸氨1g/L，磷酸二氫鉀1.5g/L，碳酸鈣1g/L，PH調至6.5-7.8)，35-38℃有氧培養(yǎng)至菌體濃度為108個/ml數(shù)量級；將得到的菌懸液加入到約5-10倍體積的新4培養(yǎng)基中(新4培養(yǎng)基淀粉7g/L，蔗糖1g/L，玉米粉1g/L，硫酸鎂0.5g/L，酵母浸出汁0.1g/L，硫酸氨1g/L，磷酸二氫鉀1g/L，碳酸鈣1g/L，PH調至6.5-7.8)，35-38℃培養(yǎng)有氧培養(yǎng)至菌體濃度為109個/ml數(shù)量級。
新磷1號菌種以劃線培養(yǎng)的方式在新磷1號培養(yǎng)基(新磷1號培養(yǎng)基蛋白胨5g/L，氯化鈉5g/L，牛肉膏5g/L，瓊脂1.5％-2.0％，PH調至6.5-7.8)上保藏，短期保藏條件為4℃，每2月活化1次；長期保藏條件為-20℃，每6個月活化1次。培養(yǎng)方式為自保存斜面取種后，劃線接入斜面培養(yǎng)基(新磷1號培養(yǎng)基)，30-38℃培養(yǎng)箱靜置黑暗條件下培養(yǎng)36小時；用無菌水沖洗斜面，形成菌懸液；將1體積菌懸液接入約20體積的新磷1號液體培養(yǎng)基(新磷1號液體培養(yǎng)基該培養(yǎng)基不含瓊脂，其他成分和含量與新1培養(yǎng)基相同，PH調至6.5-7.8)中，30-38℃有氧培養(yǎng)至菌體濃度為108個/ml數(shù)量級；將得到的菌懸液加入到約5-10倍體積的新磷2號培養(yǎng)基(新磷2號培養(yǎng)基淀粉5g/L，蔗糖1g/L，酵母浸出汁0.2g/L，蛋白胨5g/L，牛肉膏5g/L，硫酸氨1g/L，磷酸二氫鉀0.5g/L，硫酸鎂0.2g/L，氯化鈉5g/L，PH調至6.5-7.8)中，30-38℃有氧培養(yǎng)至菌體濃度為108個/ml數(shù)量級；將得到的菌懸液加入到約100-200倍體積的新磷3號培養(yǎng)基(新磷3號培養(yǎng)基淀粉10g/L，蔗糖5g/L，酵母浸出汁0.1g/L，蛋白胨0.5g/L，豆餅粉10g/L，硫酸氨1g/L，磷酸二氫鉀0.5g/L，氯化鈉5g/L，PH調至6.5-7.8)中，35-38℃有氧培養(yǎng)至菌體濃度為108個/ml數(shù)量級；將得到的菌懸液加入到約20-40倍體積的新磷4號培養(yǎng)基(新磷4號培養(yǎng)基淀粉10g/L，蔗糖2.5g/L，酵母浸出汁0.1g/L，蛋白胨0.5g/L，豆餅粉5g/L，硫酸氨1g/L，磷酸二氫鉀0.5g/L，氯化鈉5g/L，PH調至6.5-7.8)中，35-38℃培養(yǎng)有氧培養(yǎng)至菌體濃度為109個/ml數(shù)量級。
將新鉀1號的最終發(fā)酵液與新磷1號的最終發(fā)酵液等量混合，再用優(yōu)質草炭粉(市售，進行干熱滅菌后冷卻)根據(jù)想要得到微生物菌種劑中微生物的含量加入到混合的發(fā)酵液中，進行充分攪拌，用造粒機造粒，低溫烘干，成為微生物菌種劑產(chǎn)品[也可將新鉀1號的最終發(fā)酵液與新磷1號的最終發(fā)酵液分別用優(yōu)質草炭粉(市售，進行干熱滅菌后冷卻)根據(jù)想要得到微生物菌種劑中微生物的含量加入到混合的發(fā)酵液中，進行充分攪拌，用造粒機造粒，低溫烘干，成為兩種微生物菌種劑產(chǎn)品，再將兩種不同的微生物菌種劑混合使用。將該菌種劑與本發(fā)明提供的配方混合均勻，得到通用微生物肥料。本發(fā)明提供的微生物肥料配方(均為其成分和配比在最終的肥料中占到的百分比)具體如下硫酸銨20-30％、鈣鎂磷肥1-3％、普鈣15-20％、氯化鉀7-13％、硫酸鋅0.3-1％、硫酸亞鐵0.2-0.6％、硼砂0.1-0.3％、鉬酸銨0-0.3％、硫酸銅0.3-0.7％、硫酸錳0.1-0.4％，草炭30-50％，微生物菌種劑占3-15％。
有益的效果根據(jù)本發(fā)明提供的技術方案生產(chǎn)的微生物肥料具有較高肥效和較長的保質期，解決了保質期短和肥效不好的問題。
具體實施例方式
實施例1新鉀1號發(fā)酵生產(chǎn)先對新鉀1號菌種進行活化，再用5ml無菌水沖洗斜面，形成菌懸液，菌懸液接入500ml三角瓶，該三角瓶含100ml新1液體培養(yǎng)基，使用搖床培養(yǎng)18小時，培養(yǎng)條件為37℃，180-200rpm，檢測菌體濃度，在濃度達到108數(shù)量級；將500ml三角瓶中的100ml菌液轉接入2000ml三角瓶中，該三角瓶含700ml新2培養(yǎng)基，使用搖床培養(yǎng)20小時，培養(yǎng)條件為37℃，180-200rpm；檢測菌體濃度，在濃度達到108數(shù)量級；將2000ml三角瓶中的菌液接入1m3發(fā)酵罐中，接入量為6升，該發(fā)酵罐中含有500L新3培養(yǎng)基，發(fā)酵條件為溫度36-38℃，罐壓0.5kg/cm，通氣量20m3/h，培養(yǎng)8小時；檢測菌體濃度，在濃度達到108數(shù)量級；將1m3發(fā)酵罐中的菌液接入5m3發(fā)酵罐，接入量為500升，該發(fā)酵罐含有3m3新4培養(yǎng)基，發(fā)酵條件為溫度36-38℃，罐壓0.5kg/cm，通氣量120m3/h，培養(yǎng)15小時。檢測菌體濃度，在濃度達到109數(shù)量級，停止發(fā)酵。
實施例2新磷1號的發(fā)酵生產(chǎn)先對新磷1號菌種進行活化，再用5ml無菌水沖洗斜面，形成菌懸液，菌懸液接入500ml三角瓶，該三角瓶含100ml新磷1號液體培養(yǎng)基，使用搖床培養(yǎng)18小時，培養(yǎng)條件為37℃，180-200rpm，檢測菌體濃度，在濃度達到108數(shù)量級，進行下一步；將500ml三角瓶中的100ml菌液轉接入2000ml三角瓶中，該三角瓶含700ml新磷2號培養(yǎng)基，使用搖床培養(yǎng)20小時，培養(yǎng)條件為37℃，180-200rpm；檢測菌體濃度，在濃度達到108數(shù)量級，進行下一步；將2000ml三角瓶中取出菌液接入1m3發(fā)酵罐中，接入量為3.5升，該發(fā)酵罐中含有500L新磷3號培養(yǎng)基，發(fā)酵條件為溫度36-38℃，罐壓0.5kg/cm，通氣量20m3/h，培養(yǎng)8小時；檢測菌體濃度，在濃度達到108數(shù)量級，進行下涉；將1m3發(fā)酵罐中的菌液取出接入5m3發(fā)酵罐，接入量為130升，該發(fā)酵罐含有3m3新4培養(yǎng)基，發(fā)酵條件為溫度36-38℃，罐壓0.5kg/cm，通氣量120m3/h，培養(yǎng)15小時。檢測菌體濃度，在濃度達到109數(shù)量級，停止發(fā)酵。
實施例3菌種劑的生產(chǎn)將實施例1制得的新鉀1號發(fā)酵液與實施例2制成的新磷1號發(fā)酵液等量混合，然后按1∶4的比例與進行干熱滅菌后冷卻的優(yōu)質草炭粉(市售)混合，再進行造粒，低溫烘干成為微生物菌種劑。
實施例4微生物肥料的制備將實施例3制得的微生物菌種劑按照本發(fā)明提供的配方進一步加工為微生物肥料。具體的，最終制成的微生物肥料中，硫酸銨28％、鈣鎂磷肥2％、普鈣16％、氯化鉀10％、硫酸鋅0.5％、硫酸亞鐵0.4％、硼砂0.2％、鉬酸銨0.2％、硫酸銅0.5％、硫酸錳0.2％，草炭30％，微生物菌種劑12％。
實施例5微生物肥料的肥效對比微生物肥料的肥效對比使用了本發(fā)明制成的微生物肥料和市售微生物肥料。由實施例1、2、3、4方法生產(chǎn)的肥料與市售微生物肥料分別在以下田間實驗條件下進行效果對比，其中實施例1、2、3、4方法生產(chǎn)的肥料已在倉庫保存兩年。
在不同作物上進行本發(fā)明提供的微生物肥料和市售微生物肥料的肥效實驗(設置空白對照)，每個實驗小區(qū)面積0.16畝，土壤為壤質潮土，地勢平坦，肥力均勻，0-20cm土層化驗結果為土壤有機質1.21％、全氮0.071％、堿解氮54ppm、速效磷13ppm、速效鉀113ppm，實驗設3個重復，實驗時每畝施微生物肥料25公斤，均作為基肥，一次施完，不追加。空白對照不施肥。
實驗結果如下(數(shù)據(jù)均為各肥料相對于空白對照的增產(chǎn)百分比)
實施例6對利用本發(fā)明提供的方法制備的微生物肥料在長時間庫存的條件下進行菌數(shù)檢測按照常規(guī)的稀釋平板記數(shù)法檢測微生物肥料中的活菌含量。稱取微生物肥料1克(庫存兩年)，用無菌水溶解，用無菌水稀釋至菌體數(shù)為20-100個/ml，然后移取1ml稀釋液到無菌培養(yǎng)皿中，加入適量LB培養(yǎng)基(斜面培養(yǎng)基)，充分混合后凝固，在37℃保溫箱中倒置培養(yǎng)48小時，統(tǒng)計平板上的菌落，重復三次以上，以平均值乘以該一克微生物肥料稀釋為菌體濃度為20-100個/ml時的毫升數(shù)即為每克微生物肥料的菌種數(shù)。我們對利用本發(fā)明提供的方法制備的微生物肥料在長時間庫存(兩年)的條件下進行菌數(shù)檢測，檢測結果為0.62*108個/克，為國家標準的3.1倍(國家標準為0.2*108個/克)。解決了微生物肥料種微生物數(shù)目不達標的問題和保藏期太短的問題。
結果表明，該微生物肥料能夠很好發(fā)揮作用，長期保存后菌數(shù)達標，肥力效果很好，具有良好的增產(chǎn)效果，本發(fā)明提供的微生物肥料與市售微生物肥料相比，有更大的增產(chǎn)能力，具有顯著的效果，是顯著的進步，解決了本發(fā)明想解決的問題。
權利要求
1.一種微生物肥料，其特征在于其同時含有本發(fā)明提供的新鉀1號微生物和新磷1號微生物，新鉀1號微生物在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏號為CGMCC1131，新磷1號在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏號為CGMCC1132。
2.權利要求1所述的微生物肥料，其特征在于它的成分和配比具體如下(重量百分比)硫酸銨20-30％、鈣鎂磷肥1-3％、普鈣15-20％、氯化鉀7-13％、硫酸鋅0.3-1％、硫酸亞鐵0.2-0.6％、硼砂0.1-0.3％、鉬酸銨0-0.3％、硫酸銅0.3-0.7％、硫酸錳0.1-0.4％，草炭30-50％，微生物菌種劑占3-15％。
3.權利要求2所述的微生物肥料，其特征在于它的成分和配比具體如下(重量百分比)硫酸銨28％、鈣鎂磷肥2％、普鈣16％、氯化鉀10％、硫酸鋅0.5％、硫酸亞鐵0.4％、硼砂0.2％、鉬酸銨0.2％、硫酸銅0.5％、硫酸錳0.2％，草炭30％，微生物菌種劑12％。
全文摘要
本發(fā)明所述的技術方案屬于農業(yè)肥料領域，具體的講，是屬于生物肥料領域中的微生物肥料領域。要解決的技術問題是，據(jù)最近幾年農業(yè)部對生物肥料抽查合格率不到60％，其主要問題是有效菌數(shù)不達標，保質期過短。造成肥料質量得不到保證，應用效果不穩(wěn)定，但是菌種原因并不是影響肥料效果的唯一原因，即肥料中除菌種以外的其他成分和相互配比關系也極大的影響肥料的效果。如果能在解決菌種問題同時，通過肥料成分配比的創(chuàng)新，而能確保更好的效果。本發(fā)明提供的技術方案不僅通過使用新菌種來解決菌種問題，而且對肥料中的成分配比進行創(chuàng)新，生產(chǎn)的微生物肥料具有非常顯著的增產(chǎn)效果，這使得本發(fā)明顯得十分重要和有意義。
文檔編號C05G1/00GK1623960SQ20041008885
公開日2005年6月8日 申請日期2004年11月8日 優(yōu)先權日2004年11月8日
發(fā)明者麻林濤, 王莉 申請人:麻林濤, 王莉