改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥及其制备方法与流程

1.本发明涉及盐碱地土壤改良技术领域，具体涉及一种改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥及其制备方法。


背景技术：

2.盐碱地土壤中的盐分离子含量过多，在盐分离子胁迫下，气孔保卫细胞内的淀粉形成受阻，导致气孔不能关闭，容易使植物出现生理性干旱，出现萎焉现象，导致植物因缺水而不能及时对营养物质进行吸收、合成和转运，从而影响农作物的产量，出现减产或绝收现象。当植物处于浓度过高的盐分环境中时，植物体内通常还会累积过多的盐分离子，过高的盐浓度所产生的高渗透势会对植物体内的一系列膜系统产生渗透胁迫，其中的某些单价离子还会对植物体内的酶、膜结构的稳定性等产生影响，进而影响植物的代谢活动，例如，一定浓度的钾离子会抑制有机物干重和根质膜atp酶的活性；过高浓度的钠离子会抑制大多数酶的活性，过多的氯离子会阻带植物体内蛋白质的合成；盐胁迫还会导致活性氧的产生，使植物体内的生物功能分子失去功能作用。因此，需要对盐碱地进行有效改良和治理，提高土壤的微生物活性，方能进行农业生产。
3.为了改善盐碱地的土壤耕层结构，通常会选择在盐碱地施用某种微生物肥料，利用微生物肥料中含有的大量有益微生物，通过这些微生物的生活活动产生的有机酸，能够降低盐碱地土壤的盐碱性，起到改良土壤的作用；还能为土壤提供迟效态氮磷钾，显著改善土壤的理化性能。因此，研究开发出一种适用于盐碱地使用的微生物肥料用以对盐碱地土壤进行改良极具研究意义。
4.有研究表明，利用em菌剂对盐碱地土壤进行修复，能够改善土壤的理化性质，使土壤ph值降低，土壤有机质、npk含量得到相应的提升。em菌剂的施用还能改善土壤中潜在水分的蒸发，避免土壤表面盐分的聚集，有助于改善盐碱地土壤，稳定作物在盐碱地土壤的生长。但是，以em菌剂配置的em菌肥进行盐碱地土壤作物栽培时，虽然能够改善土壤的理化性质，但对于以上盐分胁迫环境的改善效果仍然有待提高。因此，需要提供一种改良盐碱地土壤耕层结构及其盐碱环境的微生物有机肥。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥及其制备方法。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
7.一种改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
8.步骤一，将枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌分别接种到培养液中进行培养，得到相应菌株的发酵液；
9.步骤二，将步骤一的两种菌株的发酵液混合均匀，得到微生物发酵液；
10.步骤三，将活性炭研磨成粉末，加入蜜糖-水溶液中，超声分散均匀，然后接种步骤
二的微生物发酵液，搅拌混合，使微生物负载于活性炭的表面，得到生物活性炭；
11.步骤四，将腐熟有机肥与步骤三的生物活性炭搅拌混合均匀，得到微生物有机肥。
12.进一步，步骤一中，所述培养液是由lb培养基、蜜糖、磷酸氢二钾、硫酸镁、豆粕粉混合而成；其中，每1l lb培养基中加入蜜糖25～45g、磷酸氢二钾1～3g、硫酸镁0.1～0.5g、豆粕粉1～5g。
13.进一步，步骤一中，枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌的接种量均为3～8％体积比。
14.进一步，步骤一中，培养的条件为：培养温度28～35℃；培养时间6～12h。
15.进一步，步骤一中，两种菌株的发酵液的活菌浓度均为≥108cfu/g。
16.进一步，步骤二中，枯草芽孢杆菌的发酵液与哈茨木霉菌的发酵液的质量比为1：0.5～0.6。
17.进一步，步骤三中，糖蜜的质量占糖蜜的糖蜜-水溶液的总质量的5～8％。
18.进一步，步骤三中，活性炭粉末与蜜糖-水溶液的质量比为1：10～15。
19.进一步，步骤三中，活性炭粉末与混合微生物发酵液的质量比为1：100～200。
20.本发明还提供采用上述方法制备得到的改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥。
21.本发明的有益效果：
22.1、本发明通过枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌组合形成的复合菌剂，通过附着于活性炭的表面，形成生物活性炭，利用生物活性炭与腐熟有机肥形成的液态微生物有机肥，不仅能够促进有机物的分解，有效改善盐碱地土壤的理化性质，改良盐碱地土壤耕层结构，还有助于促进盐碱地作物生长。
23.2、本发明利用蜜糖水溶液与活性炭粉末的混合，能够使活性炭粉末的表面形成一层蜜糖层，有助于促进微生物的附着，并利用蜜糖作为微生物的养分，提高微生物的活力。在盐碱地土壤中施用本发明的微生物有机肥后，能够在植物的根系建立并形成耐受盐分胁迫环境的微生物菌群，提高盐碱地土壤微生物的多样性，从而能够有效改善土壤理化性质，达到提高土壤肥力和促进作物生长的目的。
24.3、培养液中的lb培养基能够提供氯化钠盐，磷酸氢二钾能够提供一定的碱性，通过配置的培养液能够进一步提高微生物的耐盐碱性，进一步筛选培育出耐盐碱的微生物菌株。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.哈茨木霉菌株，来源于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏号为cctcc m 2018520。
28.枯草芽孢杆菌，来源于武汉荣灿生物科技有限公司。
29.哈茨木霉菌株和枯草芽孢杆菌均为耐盐碱的菌株。
30.em菌液，来源于山东绿保生物科技有限公司。
31.lb培养基：胰蛋白胨10g/l、酵母提取物5g/l、氯化钠10g/l，ph 7.4。
32.下述各实施例中所述方法如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
33.实施例1
34.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖40g、磷酸氢二钾2g、硫酸镁0.3g、豆粕粉2g，混合均匀，得到培养液。
36.将枯草芽孢杆菌以7％体积比的接种量接种到培养液中，于30℃下培养8h，得到枯草芽孢杆菌的发酵液。
37.将哈茨木霉菌以7％体积比的接种量接种到培养液中，于30℃下培养8h，得到哈茨木霉菌的发酵液。
38.(2)将枯草芽孢杆菌的发酵液、哈茨木霉菌的发酵液以质量比为1：0.52混合均匀，得到微生物发酵液。
39.(3)将活性炭研磨成粉末，以质量比1：12加入质量百分含量为7％的蜜糖-无菌水溶液中，超声分散均匀，121℃高温灭菌15s，然后接种步骤(2)的微生物发酵液，活性炭粉末与混合微生物发酵液的质量比为1：180，搅拌混合，使微生物负载于活性炭的表面，得到生物活性炭混悬液。
40.(4)将玉米秸秆和麦秸秆浸泡于水中24h，沥干表面水份后，粉碎成1～3cm的小段，将粉碎后的秸秆混合后，加入蘑菇渣、禽畜粪便，搅拌混合，保持发酵原料的湿度在65％，然后接种相当于发酵原料总质量的10％的em菌液，混合搅拌均匀，覆盖带孔的薄膜，腐熟发酵，得到腐熟有机肥。
41.(5)将腐熟有机肥与步骤三的生物活性炭混悬液以质量比1：8搅拌混合均匀，得到微生物有机肥。
42.实施例2
43.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
44.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖45g、磷酸氢二钾3g、硫酸镁0.5g、豆粕粉5g，混合均匀，得到培养液。
45.将枯草芽孢杆菌以8％体积比的接种量接种到培养液中，于35℃下培养12h，得到枯草芽孢杆菌的发酵液。
46.将哈茨木霉菌以8％体积比的接种量接种到培养液中，于35℃下培养12h，得到哈茨木霉菌的发酵液。
47.(2)将枯草芽孢杆菌的发酵液、哈茨木霉菌的发酵液以质量比为1：0.5～0.6混合均匀，得到微生物发酵液。
48.(3)将活性炭研磨成粉末，以质量比1：15加入质量百分含量为8％的蜜糖-无菌水溶液中，超声分散均匀，121℃高温灭菌15s，然后接种步骤(2)的微生物发酵液，活性炭粉末与混合微生物发酵液的质量比为1：200，搅拌混合，使微生物负载于活性炭的表面，得到生物活性炭混悬液。
49.(4)将玉米秸秆和麦秸秆浸泡于水中24h，沥干表面水份后，粉碎成1～3cm的小段，
将粉碎后的秸秆混合后，加入蘑菇渣、禽畜粪便，搅拌混合，保持发酵原料的湿度在65％，然后接种相当于发酵原料总质量的15％的em菌液，混合搅拌均匀，覆盖带孔的薄膜，腐熟发酵，得到腐熟有机肥。
50.(5)将腐熟有机肥与步骤三的生物活性炭混悬液以质量比1：10搅拌混合均匀，得到微生物有机肥。
51.实施例3
52.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
53.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖25g、磷酸氢二钾1g、硫酸镁0.1g、豆粕粉1g，混合均匀，得到培养液。
54.将枯草芽孢杆菌以3％体积比的接种量接种到培养液中，于28℃下培养6h，得到枯草芽孢杆菌的发酵液。
55.将哈茨木霉菌以3％体积比的接种量接种到培养液中，于28℃下培养6h，得到哈茨木霉菌的发酵液。
56.(2)将枯草芽孢杆菌的发酵液、哈茨木霉菌的发酵液以质量比为1：0.5～0.6混合均匀，得到微生物发酵液。
57.(3)将活性炭研磨成粉末，以质量比1：10加入质量百分含量为5％的蜜糖-无菌水溶液中，超声分散均匀，121℃高温灭菌15s，然后接种步骤(2)的微生物发酵液，活性炭粉末与混合微生物发酵液的质量比为1：100，搅拌混合，使微生物负载于活性炭的表面，得到生物活性炭混悬液。
58.(4)将玉米秸秆和麦秸秆浸泡于水中24h，沥干表面水份后，粉碎成1～3cm的小段，将粉碎后的秸秆混合后，加入蘑菇渣、禽畜粪便，搅拌混合，保持发酵原料的湿度在65％，然后接种相当于发酵原料总质量的5％的em菌液，混合搅拌均匀，覆盖带孔的薄膜，腐熟发酵，得到腐熟有机肥。
59.(5)将腐熟有机肥与步骤三的生物活性炭混悬液以质量比1：5搅拌混合均匀，得到微生物有机肥。
60.对比例1
61.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，与实施例1的方法基本相同，其不同之处在于，培养液中未添加磷酸氢二钾；具体如下：
62.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖40g、硫酸镁0.3g、豆粕粉2g，混合均匀，得到培养液。
63.对比例2
64.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，与实施例1的方法基本相同，其不同之处在于，培养液中的添加了过量的磷酸氢二钾；具体如下：
65.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖40g、磷酸氢二钾20g、硫酸镁0.3g、豆粕粉2g，混合均匀，得到培养液。
66.对比例3
67.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，与实施例1的方法基本相同，其不同之处在于，仅以等量的无菌水替换步骤(2)的哈茨木霉菌的发酵液；具体如下：
68.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖40g、磷酸氢二钾2g、硫酸镁0.3g、豆粕粉2g，混合
均匀，得到培养液。
69.将枯草芽孢杆菌以7％体积比的接种量接种到培养液中，于30℃下培养8h，得到枯草芽孢杆菌的发酵液。
70.(2)将枯草芽孢杆菌的发酵液、无菌水以质量比为1：0.52混合均匀，得到微生物发酵液。
71.对比例4
72.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，与实施例1的方法基本相同，其不同之处在于，仅以等量的无菌水替换步骤(2)的枯草芽孢杆菌的发酵液；具体如下：
73.(1)将每1l lb培养基中加入蜜糖40g、磷酸氢二钾2g、硫酸镁0.3g、豆粕粉2g，混合均匀，得到培养液。
74.将哈茨木霉菌以7％体积比的接种量接种到培养液中，于30℃下培养8h，得到哈茨木霉菌的发酵液。
75.(2)将哈茨木霉菌的发酵液以质量比为1：0.52混合均匀，得到微生物发酵液。
76.对比例5
77.改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥的制备方法，与实施例1的方法基本相同，其不同之处在于，步骤(3)中未添加蜜糖；具体如下：
78.(3)将活性炭研磨成粉末，以质量比1：12加入无菌水溶液中，超声分散均匀，121℃高温灭菌15s，然后接种步骤(2)的微生物发酵液，活性炭粉末与混合微生物发酵液的质量比为1：180，搅拌混合，使微生物负载于活性炭的表面，得到生物活性炭混悬液。
79.实施例1～3的方法获得的微生物有机肥的效果基本相同，因此，下面仅以实施例1的方法获得的微生物有机肥的效果进行具体说明。
80.将实施例1和对比例1～5的微生物有机肥进行玉米种植，试验土壤的ph为7.8～8.1，含盐量在0.15～0.2％。试验土壤的理化性质如下表1所示。将试验土壤平均分为7份，以常规市面购买的em菌肥作为对照组，采用常规方法进行玉米种植。试验土壤在种植前后的玉米产量的对比结果如表2所示。
81.表1试验土壤在种植前后的理化性质对比结果
82.[0083][0084]
表2试验土壤在种植前后的玉米产量的对比结果
[0085][0086]
由表1和表2结果可见，与对比例1～5和对照组相比，本发明实施例1制备的微生物有机肥能够明显提高盐碱地土壤的有机质含量和npk含量，由此说明本发明实施例1的微生物有机肥能够促进有机物的分解和转化，促进作物的生长。
[0087]
其中，对比例1在未添加磷酸氢二钾的情况下，无法对培养微生物的培养液形成所需的碱性环境，故无法筛选培育出耐受盐分胁迫环境的微生物菌株。对比例2在添加过量磷酸氢二钾的情况下，反而会对微生物菌株的生长起到一定的抑制作用，由此说明，适量的磷酸氢二钾的用量能够有助于筛选培育出耐受盐分胁迫环境的微生物菌株，且促进菌株的生长，进而达到改善盐碱地土壤理化性质的作用。
[0088]
将实施例1与对比例3-4相比，说明由哈茨木霉菌和枯草芽孢杆菌混合而成的微生物发酵液制得的微生物有机肥，能够明显促进有机物的分解，有效改善盐碱地土壤的理化性质，并促进盐碱地作物生长。
[0089]
将实施例1与对比例5相比，说明蜜糖也能够明显促进有机物的分解和npk含量的增加，这主要是由于蜜糖水溶液与活性炭粉末的混合，能够使活性炭粉末的表面形成一层
蜜糖层，有助于促进微生物的附着，并利用蜜糖作为微生物的养分，提高微生物的活力。将制成的微生物有机肥施入土壤中后，能够改善作物根系微生物菌群，提高盐碱地微生物的多样性，进而达到提高土壤肥力和促进作物生长的目的。
[0090]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。