CN103409351A - 用于促进香蕉生长的促生菌株及其微生物有机肥料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能促进香蕉生长的促生菌株及其微生物有机肥料，属于农业集约化生产技术。本发明分离到了一株促生菌株NJAUYL-25，接种到腐熟的猪粪堆肥和菜粕的微生物分解混合物中进行固体发酵制成微生物有机肥料，即为具有促进香蕉生长功能的微生物有机肥。该肥料中含有1×10⁸cfu/g以上的促生菌，全氮含量为4-5％(90％以上为有机氮)，总氮磷钾养分为6-10％、有机质含量不低于45％。试验结果表明：在香蕉连作土壤中施用该微生物有机肥料，香蕉苗种植30-50天后，与单施化肥比较，香蕉苗鲜重与株高分别增加1.89-5.77倍和45.6-122.0％。连年施用该生物有机肥可有效促进香蕉生长。

Description

用于促进香蕉生长的促生菌株及其微生物有机肥料

一、技术领域

本发明涉及用于促进香蕉生长的促生菌株及其微生物有机肥料，属于农业集约化生产技术领域。

二、背景技术

香蕉是世界重要水果之一，具在极高的经济价值，在我国的国民经济建设中占有重要地位。近年来，在香蕉种植过程中，长期大量的化肥投入破坏了香蕉生长的土壤环境，使土壤有效养分含量下降，土壤生物活性严重下降，土壤有益微生物种类、数量降低，导致香蕉连年减产。因此，开发促进香蕉生长的新型肥料，对于经济作物的生产具有重要意义。

另一方面，我国作物秸秆(水稻、小麦、玉米等)就地焚烧，规模化养殖后的畜禽粪便随地弃置等不仅严重污染了环境，也极大地浪费了能作为有机肥和生物有机肥产品的原料。大量的养分资源(C、N、P、K、S及微量元素)流失于土壤-植物系统之外，明显地削弱了我国农业可持续发展的能力。将这些固体有机废弃物制成商品有机肥料再施入土壤，是将从土壤中因作物收获而带走的营养元素最大限度地归还到土壤中的有效途径。将这些固体有机废弃物高温发酵制备成腐熟堆肥，再将其用作制备生物(含特定有益微生物)有机肥料的载体将会有很好的应用前景。

生物有机肥是指将具有特定功能的微生物(促生、生防等)与主要以动植物残体(如农作物秸秆、畜禽粪便等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。其本质特征是含有特定功能的、表现出一定肥料效应的有益微生物，这些特定有益微生物的生命活动是生物有机肥优于其它肥料的关键因素。大量研究表明：农业生产中生物有机肥在增强作物抗逆性、提供作物养分、增加肥效、改善作物对养分的吸收、调节土壤酸碱度等方面发挥着积极的作用。

本研究拟从香蕉长期生长的田块中生长健康的香蕉植株根系及根际土壤中筛选促生菌株，再与腐熟堆肥和其他合适载体采用合适的工艺生产促进香蕉生长的微生物有机肥料，为香蕉规模化生产提供技术产品。

三、发明内容

1.技术问题

本发明的目的在于提供用于促进香蕉生长的促生菌株及其微生物有机肥料，促生功能明显，能确保集约化农业的顺利发展。

2.技术方案

用于促进香蕉生长的促生菌株NJAUYL-25，为解淀粉芽孢杆菌属(Bacillusamyloliquefaciens)。2013年5月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，NJAUYL-25的菌种保藏号为：CGMCC NO.7626。

NJAUYL-25菌株的主要生物学特性为：菌体革兰氏染色阳性G+，细胞为杆状，产芽孢，严格好氧，过氧化氢酶测定阳性，V.P.反应阳性，甲基红试验阴性，发酵葡萄糖、蔗糖、糊精、甘露醇、木糖、阿拉伯糖产酸产气，发酵果糖、麦芽糖、鼠李糖、肌醇产气不产酸，不发酵乳糖，硝酸还原酶阳性，淀粉水解阳性，明胶水解阳性。

用上述促进香蕉生长的促生菌所生产的微生物有机肥料，该微生物有机肥料中含有1×10⁸cfu/g以上的NJAUYL-25、全氮含量质量比为4-5％，全氮中质量比90％以上为有机氮，总氮磷钾养分质量比为6-10％、有机质含量质量比≥45％。

所述微生物有机肥料的生产方法，其特征为：

(1)将促生菌株NJAUYL-25进行液体发酵生产，其发酵生产的条件为：培养液为NA培养基，pH6.0-7.0，发酵温度范围30-35℃，搅拌速度为180-300转/分钟，发酵时间为48hr.，发酵液的含菌量或芽孢量≥1×10¹⁰cfu/ml；所用NA培养液配制方法为(以配制1L培养基为例)：葡萄糖10g，蛋白胨5g，牛肉膏3g，酵母粉0.5g，定容至1000ml，pH值调至7.2-7.4，115℃灭菌30min。

(2)将腐熟的猪粪堆肥和菜粕的微生物酶解混合物按质量比6∶4的比例混合均匀。再将上述NJAUYL-25的发酵液按50L/吨的量接种到该混合物中进行固体发酵，发酵过程中每天翻堆1次，温度不超过50℃，发酵7天，发酵结束后促生菌株NJAUYL-25的数量均达到1×10⁸cfu/g以上。获得促生菌株NJAUYL-25的猪粪堆肥和菜粕微生物酶解混合物的固体混合菌剂。最后在温度不超过60℃的条件下将微生物有机肥的含水量蒸发至30％以下，包装出厂即为能促进香蕉植株生长的微生物有机肥；其中

所用腐熟的猪粪堆肥发芽指数为98％以上，有机质质量比含量≥45％，有机氮质量比含量为1.2-2.0％，含水量质量比25-30％；

菜粕的微生物酶解混合物制备方法为，将保藏号为CGMCC NO.1543的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)菌株37-1发酵液加入到菜粕原料中，调节含水量55-65％和pH6.0-7.5，进行开放式固体发酵，待发酵温度上升至50℃时立即开始翻堆，以后每天翻堆，使堆温始终维持在35-50℃共5天，固体发酵开始后，堆物的pH会不断上升，每次翻堆时用含酸物质(液体)调节含水量和pH，使它们分别维持在55-65％和6.0-7.0，发酵终止时再用含酸液体进行喷洒，直至堆物pH调整为5.0，再进行低温干燥或自然凉干，即为菜粕的微生物酶解混合物；所用腐熟后的鸡粪堆肥其发芽指数为98％以上，有机质质量比含量≥45％，有机氮质量比含量为2-3％，含水量为25-30％。

3.有益效果

本发明与目前市场上的有机肥料产品相比具有如下优点：

1)该肥料产品中含有促进香蕉生长的专一性高效菌株NJAUYL-25，其促生效果非常显著。试验结果表明：在香蕉非连作土壤中施用该微生物有机肥料，能增加或显著增加不同品种香蕉苗的鲜重，与单施化肥比较，香蕉苗鲜重增加86.1-125.2％(农科1号及粉焦，巴西香牙蕉略有下降但无显著差异)；与单施有机肥处理比较，香蕉苗鲜重增加44.5-134.5％。在香蕉连作土壤中施用该微生物有机肥料，香蕉苗种植30-50天后，能显著增加香蕉苗的鲜重与株高，与单施化肥比较，香蕉苗鲜重与株高分别增加1.89-5.77倍和45.6-122.0％；与单施有机肥比较，香蕉苗鲜重与株高分别增加0.78-1.99倍和33.1-59.5％。连年施用该生物有机肥可有效促进香蕉生长。

2)该肥料为有机肥，含有丰富的有机质(30-35％)，有机氮含量为4％，而且大部分为氨基酸和小分子多肽。本产品总磷含量为4.0％，而且生物有效性特别高，使用本产品后能帮助作物顺利度过苗期磷素敏感期。

3)本肥料是生物菌株制剂，没有因化学农药的使用所带来的一系列问题，因而有利于蔬菜的无公害生产，农民可以不用或减少其他化学肥料的用量，这不仅可为农民节省开支，而且有利于农产品的出口。同时，该微生物肥料还有增产功能，可为农民增加收入。

4)该微生物有机肥可以在营养钵使用，也可以在大田使用，不仅具有有机肥的功能，而且其中所含的促生菌通过多种促生机制起作用，从而达到促进香蕉生长的效果。

四、附图说明

图1促生菌株NJAUYL-25的形态特征

生物保藏

菌株NJAUYL-25，为解淀粉芽孢杆菌属(Bacillus amyloliquefaciens)，2013年5月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中国科学院微生物研究所，菌种保藏号为：CGMCC NO.7626。

五、具体实施方式

(一)促生拮抗菌株的分离

促生菌株NJAUYL-25分离自海南省乐东县香蕉种植园的发病园区中。

(二)促生菌株的鉴定

促生菌株NJAUYL-25鉴定为解淀粉芽孢杆菌属(Bacillus amyloliquefaciens)。

NJAUYL-25菌株的主要生物学特性为：菌体革兰氏染色阳性G+，细胞为杆状，产芽孢，严格好氧，过氧化氢酶测定阳性，V.P.反应阳性，甲基红试验阴性，发酵葡萄糖、蔗糖、糊精、甘露醇、木糖、阿拉伯糖产酸产气，发酵果糖、麦芽糖、鼠李糖、肌醇产气不产酸，不发酵乳糖，硝酸还原酶阳性，淀粉水解阳性，明胶水解阳性。

(三)菌剂生产

1、将促生菌株NJAUYL-25接种到NA培养液中进行液体发酵生产，其发酵生产的条件为：pH6.0-7.0，发酵温度范围30-35℃，搅拌速度为180-300转/分钟，发酵时间为48小时.，发酵液的含菌或芽孢量≥1×10¹⁰cfu/ml。

2、将腐熟的猪粪堆肥和菜粕的微生物酶解混合物按质量比6∶4的比例混合均匀。再将上述NJAUYL-25的发酵液按50L/吨的量接种到该混合物中进行固体发酵，发酵过程中每天翻堆1次，温度不超过50℃，发酵7天，发酵结束后促生菌NJAUYL-25的数量达到1×10⁸cfu/g以上。最后在温度不超过60℃的条件下将微生物有机肥的含水量蒸发至30％以下，包装出厂即为能促进香蕉植株生长的微生物有机肥。所用腐熟的猪粪堆肥发芽指数为98％以上，有机质含量≥45％，有机氮含量为1.2-2.0％，含水量25-30％。

该微生物有机肥料(促进香蕉生长的专用微生物有机肥)中含有1×10⁸个/g以上的NJAUYL-25、全氮含量质量比为4-5％，全氮中质量比90％以上为有机氮，总氮磷钾养分质量比为6-10％、有机质含量质量比不低于45％。

其中菜粕的微生物酶解混合物的制备方法为(公知公用，见发明专利ZL200610086126.0，一种农用氨基酸的生物制取方法及其肥料产品)：将保藏号为CGMCC NO.1543的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)菌株37-1发酵液加入到菜粕原料中，调节含水量55-65％和pH6.0-7.5，进行开放式固体发酵，待发酵温度上升至50℃时立即开始翻堆，以后每天翻堆，使堆温始终维持在35-50℃(共5天)，固体发酵开始后，堆物的pH会不断上升，每次翻堆时用含酸物质(液体)调节含水量和pH，使它们分别维持在55-65％和6.0-7.0，发酵终止时再用含酸液体进行喷洒，直至堆物pH调整为5.0左右，再进行低温干燥或自然凉干，即为菜粕的微生物酶解混合物(含氨基酸的混合材料)-菜粕堆肥。

(四)盆栽试验

1、试验设计

采用营养钵育苗试验和盆栽试验研究含促生菌株NJAUYL-25的微生物有机肥料对香蕉苗生长的影响。

试验均设3个处理：CK：化肥(对照，未施用有机肥或微生物有机肥)；OF：为BIO3中的有机肥-猪粪堆肥与菜粕堆肥按一定比例混合的混合物；BIO3：含促生菌株NJAUYL-25的微生物有机肥。

营养钵试验土为红壤(香蕉非连作土壤)，装土量为每钵300克，有机肥和微生物有机肥施肥量按土重的2％施用，化肥处理的氮磷钾用量按有机肥的施用量计算所得。“巴西香牙蕉”每处理80钵(其中65钵是为盆栽试验准备用苗)，“农科1号”和“粉蕉”每处理25钵。组培苗移栽后第30天采集营养钵的香蕉苗，测定其总鲜重。

盆栽试验土壤为红壤(土传枯萎病发病严重的香蕉连作土壤，其中香蕉枯萎病病原菌尖孢镰刀菌的孢子悬液浓度达到10⁵CFU/g)，每盆装土10kg，每处理设3个区组，各区组重复10次。有机肥和微生物有机肥料施肥量按土重的0.5％施用，化肥处理的氮磷钾用量按施用的有机肥中所带入氮磷钾的量计算所得。营养钵育苗第30天，选取长势一致的“巴西香牙蕉”幼苗连同营养钵一起移栽到盆栽试验的盆钵中，每盆定植1棵，常规水肥管理。分别在盆栽试验的第30天、第40天和第50天采集香蕉苗测定植株的总鲜重和株高。

2、试验结果

(1)营养钵育苗试验

营养钵育苗试验结果(表1)表明：在营养钵育苗期间，与施用化肥比较，施用含促生菌株NJAUYL-25的微生物有机肥能显著促进“农科1号”和飞“粉蕉”香蕉幼苗的生长(鲜重分别增加86.1％和125.2％)，对于“巴西香牙蕉”则幼苗的生长状况与化肥处理基本持平。与单施有机肥料比较，微生物有机肥的促生效果更加显著，“巴西香牙蕉”、“农抗1号”和“粉蕉”幼苗的鲜重分别增加44.5％、134.5％和96.3％。

表l施用含促生菌株NJAUYL-25的微生物有机肥对不同品种香蕉苗鲜重的影响

(营养钵育苗移栽第30天)

注：CK：单施化肥；OF：为BIO3中的有机肥-猪粪堆肥与菜粕堆肥按一定比例混合的混合物；

BIO3：为含有NJAUYL-25的生物有机肥。以上数据均表示均值±标准偏差(n＝3)，数字后的字母表示差异显著性达p＜0.05(Duncan)，下同。

(2)盆栽试验

盆栽试验结果(表2)表明：与单施化肥和单施有机肥比较，施用含促生菌株NJAUYL-25的微生物有机肥能有效缓解植株发病并显著促进其生长。在盆栽试验的第30、40和50天分别测定“巴西香牙蕉“植株的鲜重和株高，与单施化肥比较，施用生物有机肥处理的植株鲜重与株高分别增加1.89-5.77倍和45.6-122.0％；与单施有机肥比较，施用生物有机肥处理的供试植株鲜重与株高分别增加0.78-1.99倍和33.1-59.5％。

表2施用含促生菌株NJAUYL-25的微生物有机肥对枯萎病连做土壤中巴西香牙蕉幼苗生长的影响

3、本发明专利从促进香蕉幼苗生长这一关键问题着手(表1、表2)，研制出一种能显著促进香蕉生长的微生物有机肥料产品，试验结果表明：在香蕉非连作土壤中施用该微生物有机肥料，能增加或显著增加不同品种香蕉苗的鲜重，与单施化肥比较，香蕉苗鲜重增加86.1-125.2％(农科1号及粉焦，巴西香牙蕉略有下降但无显著差异)；与单施有机肥处理比较，香蕉苗鲜重增加44.5-134.5％。在香蕉连作土壤中施用该微生物有机肥料，香蕉苗种植30-50天后，能显著增加香蕉苗的鲜重与株高，与单施化肥比较，香蕉苗鲜重与株高分别增加1.89-5.77倍和45.6-122.0％；与单施有机肥比较，香蕉苗鲜重与株高分别增加0.78-1.99倍和33.1-59.5％。本肥料产品的作用机制在于本肥料产品中的有效碳源和有效氮源给产品中的功能菌株的区系培育提供了很好的条件，使之迅速建立外源有益功能菌株的生态及其食物链；另一方面，本肥料产品中含有较高含量的有机氮和有机磷，这些营养物质对香蕉的生长十分有利，大大提高了香蕉作物的立苗率和抗逆能力。

Claims (4)

1.用于促进香蕉生长的促生菌株，该菌株NJAUYL-25，为解淀粉芽孢杆菌属(Bacillus amyloliquefaciens)，2013年5月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为：CGMCC NO.7626。

NJAUYL-25菌株的主要生物学特性为：菌体革兰氏染色阳性G+，细胞为杆状，产芽孢，严格好氧，过氧化氢酶测定阳性，V.P.反应阳性，甲基红试验阴性，发酵葡萄糖、蔗糖、糊精、甘露醇、木糖、阿拉伯糖产酸产气，发酵果糖、麦芽糖、鼠李糖、肌醇产气不产酸，不发酵乳糖，硝酸还原酶阳性，淀粉水解阳性，明胶水解阳性。

2.用权利要求1所述促生菌株生产的微生物有机肥料，该微生物有机肥料中分别含有1.0×10⁸cfu/g以上的NJAUYL-25，全氮含量质量比为4-5％，全氮中质量比90％以上为有机氮，总氮磷钾养分质量比为6-10％、有机质含量质量比≥45％。

3.权利要求2所述微生物有机肥料的生产方法，其特征为：

(1)将权利要求1所述的促生菌株NJAUYL-25接种到NA培养液进行液体发酵生产，其发酵生产的条件为：pH6.0-7.0，发酵温度范围30-35℃，搅拌速度为180-300转/分钟，发酵时间为48小时，发酵液的含菌或芽孢量≥1×10¹⁰cfu/ml；所用NA培养液配制方法为，葡萄糖10g，蛋白胨5g，牛肉膏3g，酵母粉0.5g，定容至1000ml，pH值调至7.2-7.4，115℃灭菌30min；

(2)将腐熟的猪粪堆肥和菜粕的微生物酶解混合物按质量比6∶4的比例混合均匀，再将上述NJAUYL-25的发酵液按50L/吨的量接种到该混合物中进行固体发酵，发酵过程中每天翻堆1次，温度不超过50℃，发酵7天，发酵结束后促生菌株NJAUYL-25的数量达到1×10⁸cfu/g以上；获得促生菌株NJAUYL-25的猪粪堆肥和菜粕微生物酶解混合物的固体混合菌剂，最后在温度不超过60℃的条件下将微生物有机肥的含水量蒸发至30％以下，包装出厂即为能促进香蕉植株生长的微生物有机肥；其中：

所用腐熟的猪粪堆肥发芽指数为98％以上，有机质质量比含量≥45％，有机氮质量比含量为1.2-2.0％，含水量质量比25-30％；

菜粕的微生物酶解混合物制备方法为，将保藏号为CGMCC NO.1543的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)菌株37-1发酵液加入到菜粕原料中，调节含水量55-65％和pH6.0-7.5，进行开放式固体发酵，待发酵温度上升至50℃时立即开始翻堆，以后每天翻堆，使堆温始终维持在35-50℃共5天，固体发酵开始后，堆物的pH会不断上升，每次翻堆时用含酸液体调节含水量和pH，使它们分别维持在55-65％和6.0-7.0，发酵终止时再用含酸液体进行喷洒，直至堆物pH调整为5.0，再进行低温干燥或自然凉干，即为菜粕的微生物酶解混合物。

4.权利要求2或3所述微生物有机肥料在促进香蕉生长中的应用。

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