本發(fā)明屬于微生物材料,具體涉及一種促進棉田鉀素轉(zhuǎn)化的微生物菌劑及其制備方法。
背景技術(shù):
1、鉀素是影響棉花生長發(fā)育和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵因子之一。提升土壤鉀素水平可有效提高棉花葉片光合特性,促進棉花增產(chǎn)。而目前鉀素資源面臨虧缺,在國內(nèi)進行資源性調(diào)控難度較大,棉花為喜鉀作物,缺鉀會顯著影響棉花功能葉的光合速率和根系基因表達,造成減產(chǎn)。
2、自20世紀80年代以來,鉀肥得到了廣泛使用,而長期持續(xù)施用鉀肥,導(dǎo)致鉀肥過剩及利用效率降低,陸續(xù)出現(xiàn)土壤缺鉀減產(chǎn)的現(xiàn)象。當(dāng)前棉花生產(chǎn)中,一方面土壤速效鉀含量呈逐年下降的趨勢,另一方面土壤中有豐富的鉀儲備,大約90%-98%的土壤鉀存在于硅酸鹽礦物中,因此,在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的大趨勢下,將固定緩釋鉀轉(zhuǎn)化為可被植物吸收的速效鉀可能更經(jīng)濟可行。
3、現(xiàn)有技術(shù)中,為了改善土壤鉀素水平,基本上是使用一些土壤調(diào)理劑或者活化劑,以促進鉀素的轉(zhuǎn)化。例如,申請?zhí)枮閏n200510016620.5的專利申請,其公開土壤生物活化劑,屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。由尿囊素(allantoin)0.1-0.3重量份和生化黃腐酸(hunic?acid)0.7-0.9重量份混合組成。與菌肥配合施用時,可增強菌肥對土壤中難溶性磷鉀的活化能力和固氮能力,提高土壤肥力,改善植株的營養(yǎng)條件,進而提高作物產(chǎn)量,改進品質(zhì)。
4、申請?zhí)枮閏n202111384548.7的中國專利申請,公開了一種土壤調(diào)理劑及其制備方法,土壤調(diào)理劑包括以下重量份:鈣鎂磷肥67-78份,黃腐酸鉀20-30份,微量元素2-3份,微量元素為鋅和硼。其通過活化后的腐殖酸鉀或黃腐酸鉀的使用,增加土壤中鉀陽離子交換量,并調(diào)節(jié)土壤酸堿度,促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成,防治農(nóng)作物缺素癥,增強農(nóng)作抗病性,提高農(nóng)作產(chǎn)量,改善農(nóng)作物品質(zhì)。
5、然而目前的這些現(xiàn)有技術(shù),成分復(fù)雜,功能單一,且針對性差,在施加化學(xué)肥料的同時,還需要大量施用此類土壤調(diào)理劑,反而加大的土壤的負擔(dān),雖然作物當(dāng)季可以提升產(chǎn)量和品質(zhì),但是很難得到持續(xù)穩(wěn)定的作用效果,因此并沒有任何實際應(yīng)用的價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,篩選功能微生物菌株,制備得到一種復(fù)合微生物菌劑組合,一方面通過促進礦物鉀的釋放和非交換性鉀向交換性鉀轉(zhuǎn)化,促進土壤鉀素的釋放,提高土壤鉀素的有效性,另一方面,可以促進作物生長,提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)。
2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
3、一種促進棉田鉀素轉(zhuǎn)化的微生物菌劑,包含環(huán)狀芽孢桿菌(bacilluscirculans)、奇異酵母菌(saccharomyces?paradoxus)、昆明假單胞菌(pseudomonaskunmingensis)、微生物活化劑以及輔料。
4、所述環(huán)狀芽孢桿菌的的保藏編號為cgmcc?no.1.8826,原始保藏日期為2008年10月21日;所述奇異酵母菌的的保藏編號為cgmcc?no.2.5692,原始保藏日期為2016年12月5日;所述昆明假單胞菌的保藏編號為cgmcc?no.1.16086,原始保藏日期為2017年1月15日;三種菌株均購自中國普通微生物保藏管理中心,可以通過公開目錄查詢購買,無需進行重復(fù)生物保藏。
5、進一步的,所述微生物活化劑包含葡萄糖、褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒、海藻酸鈉,三者質(zhì)量比為10:1:0.5。
6、更進一步的,所述褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒的制備方法為:將50g玉米醇溶蛋白與10g褐藻寡糖共溶于500ml體積分數(shù)70%乙醇溶液,再加入5g槐糖脂,攪拌1h得到混合液;再在磁力攪拌下,將混合液緩慢注入等體積的去離子水中,以1000r/min的轉(zhuǎn)速進行磁力攪拌30min,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除溶液中的乙醇,5000r/min離心10min,冷凍干燥后得到褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒。
7、進一步的,所述輔料為硅藻土、生物炭、腐殖酸、菌菇渣、磷酸二氫鉀、碳酸鈣,質(zhì)量比為10:10:10:5:0.5:0.1。
8、一種促進棉田鉀素轉(zhuǎn)化的微生物菌劑的制備方法,包括以下制備步驟:
9、(1)制備微生物發(fā)酵液:將冷凍保存的發(fā)酵菌株環(huán)狀芽孢桿菌、奇異酵母菌、昆明假單胞菌取出分別接種到lb培養(yǎng)基上,在溫度28-30℃條件下進行菌株活化培養(yǎng);待到24h后,將活化菌株接種至lb培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),在溫度28-33℃,180rpm條件下培養(yǎng)24-36h,再以2%的接種量接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中,培養(yǎng)至有效活菌數(shù)達到1.0×108cfu/ml,得到三種菌株的一級種子液;再分別將一級種子液接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中,接種量5%,攪拌速度180-220rpm,溫度28-30℃培養(yǎng)至有效活菌數(shù)達到5.0×1010cfu/ml,得到三種發(fā)酵菌液,再將三種發(fā)酵菌液按照體積比1:1:1混合后,得到微生物發(fā)酵液;
10、(2)制備微生物活化劑:將50g玉米醇溶蛋白與10g褐藻寡糖共溶于500ml體積分數(shù)70%乙醇溶液,再加入5g槐糖脂,攪拌1h得到混合液;再在磁力攪拌下,將混合液緩慢注入等體積的去離子水中,以1000r/min的轉(zhuǎn)速進行磁力攪拌30min,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除溶液中的乙醇,5000r/min離心10min,冷凍干燥后得到褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒;將得到的褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒與葡萄糖、海藻酸鈉按比例混合均勻得到微生物活化劑;
11、(3)將硅藻土、生物炭、腐殖酸、菌菇渣、磷酸二氫鉀、碳酸鈣混合均勻后滅菌處理,加入微生物活化劑再次攪拌均勻得到混合料;
12、(4)將步驟(1)得到的微生物發(fā)酵液和步驟(3)得到的混合料按照50ml:30g的固液比進行混合吸附,后干燥至含水量≤5%,得到終產(chǎn)品。
13、更進一步的,步驟(1)發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為:甘油1.0%-2%、蛋白胨1.0%-1.5%、酵母浸粉1%-1.1%、碳酸鈣0.3%-0.5%,磷酸二氫鉀0.1%-0.3%,其余為水,按質(zhì)量百分比計,總量為100%,ph自然。
14、本發(fā)明各原料均市售科可得。每畝棉田溝施2公斤,可起到提高土壤中速效鉀的含量,促進棉花植株的生長發(fā)育。
15、有益效果:
16、1)本發(fā)明篩選三株高效解鉀促生型微生物菌株,其中環(huán)狀芽孢桿菌可以高效產(chǎn)生酒石酸、檸檬酸等有機酸類物質(zhì),可以通過降低土壤環(huán)境ph值,促進棉田中含鉀礦物風(fēng)化,使礦物鉀釋放鉀離子被植物利用;而篩選的奇異酵母菌,其釋放的有機酸容易與礦物表面的金屬原子發(fā)生反應(yīng)形成可溶性的絡(luò)合物,破壞礦物的結(jié)構(gòu),促進鉀的釋放;篩選的昆明假單胞菌與礦物質(zhì)接觸的過程中會產(chǎn)生大量的胞外多糖,這些胞外多糖的部分官能團具有絡(luò)合作用,能夠與礦物質(zhì)能形成細菌-礦物復(fù)合體,通過對礦物質(zhì)表面顆粒si4+、al3+和k+產(chǎn)生溶蝕作用,從而促進含鉀礦物的分解;同時三種菌株還具有優(yōu)良的促生特性,具備產(chǎn)iaa能力、產(chǎn)鐵載體能力,三者混合后,具備顯著的協(xié)同作用,有效優(yōu)化棉田鉀素比例,促進棉株對鉀素的吸收;
17、2)本發(fā)明使用葡萄糖、褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒、海藻酸鈉組成微生物活化劑,一方面在為微生物菌株提供能量的同時,制備添加槐糖脂的褐藻寡糖-納米蛋白復(fù)合顆粒,還可以提升功能菌株的活性,刺激其更高效的發(fā)揮解鉀促生的作用,提升作物對于鉀元素的利用效率;
18、3)使用硅藻土、生物炭、腐殖酸、菌菇渣、磷酸二氫鉀、碳酸鈣等作為輔助營養(yǎng)物質(zhì),一方面硅藻土生物炭等物質(zhì)可以吸附微生物,其到微生物載體的作用,另一方面,生物炭、腐殖酸、菌菇渣等成分可以為土壤補充有機營養(yǎng)物質(zhì),特別是硅藻土、生物炭等成分,施入土壤后可以維持土壤結(jié)構(gòu),改善水肥氣熱狀況,保持和提升土壤肥力。同時兩者的多孔結(jié)構(gòu)以及種類繁多的官能團能夠吸引土壤中的鉀離子,并且生物炭可以減小水分滲漏,降低速效鉀的流失量;
19、4)綜上,本發(fā)明所得菌劑,可以調(diào)節(jié)土壤鉀素結(jié)構(gòu),減少鉀肥使用,提升棉花產(chǎn)量的品質(zhì),在棉花種植區(qū)域,將有潛在的應(yīng)用前景,值得推廣和應(yīng)用。