專利名稱：以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，尤其涉及一種以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
植物促生菌劑是指一種或以上益生菌株或菌種，附著在一種廉價(jià)易使用由有機(jī)或無機(jī)質(zhì)，或某種已知分子構(gòu)成的載體材料的孔隙中。菌劑的意義在于將菌體由工廠轉(zhuǎn)送至生活的植物根際。對植物生長施用菌劑的效果包括對豆科作物的固氮，土傳病害的生物防治，促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收，土壤礦物的風(fēng)化，營養(yǎng)或激素效應(yīng)。由于接種的菌株必須與已適宜當(dāng)?shù)氐耐林⑸锶郝涓偁?，還要承受原生動(dòng)物的捕食。因此菌劑另一重要的作用就是提供一個(gè)適宜目的菌株的生存環(huán)境，以避免菌種在儲存過程或介入土壤后快速死亡或退化。 目前國際最通用的固體菌劑載體為泥炭，盡管最為常用，但仍有一些缺陷。在生產(chǎn)方面，缺陷主要來自泥炭品質(zhì)的差異性，這取決于具體的泥炭來源，由于泥炭是未明確具體成份的復(fù)雜的有機(jī)材料。產(chǎn)地、質(zhì)地甚至批次的差異都將嚴(yán)重影響最終的菌劑產(chǎn)品，并可能導(dǎo)致菌劑在用量，儲存條件上的困難。導(dǎo)致不同的廠家以及同一生產(chǎn)廠家不同批次的產(chǎn)品都可能產(chǎn)生差異。理化方面、某些泥炭經(jīng)過滅菌熱處理后可能釋放某些對菌體有毒性的物質(zhì)，導(dǎo)致菌含量降低。偏低的PH值和某些不期望的腐植酸也使泥炭菌劑在儲存過程中酸堿度發(fā)生變化，造成菌體遭受生理脅迫，尤其耐受溫度變化的能力降低，同時(shí)泥炭菌劑易被污染并可能縮短菌劑的保存期。在原料的采集上，由于泥炭為不可再生的半化石資源，僅存在于曾為沼澤、森林或濕地的地域，目前這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境都比較脆弱，泥炭的采集會對當(dāng)?shù)亓踊沫h(huán)境造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。目前許多替代材料、如蛭石、珍珠巖和聚合物材料等已應(yīng)用于菌劑的生產(chǎn)，并在某些方面的性能上超出了泥炭菌劑，獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。這一類人工合成的菌劑載體也不可避免的存在一些缺點(diǎn)，或者原料的生產(chǎn)過程需要耗費(fèi)大量能源，造成污染，或者原料成本過高。更重要的是人工合成的材料有可能對農(nóng)田造成二次污染。因此，尋求廉價(jià)，優(yōu)質(zhì)而環(huán)保的載體基質(zhì)材料成為菌劑工業(yè)的必然需求。作物秸稈由于含有大量的纖維素、木質(zhì)素和半纖維素，并存在大量天然的孔隙。粉碎至一定粒徑后具有很好的吸附性，有著與泥炭相似的結(jié)構(gòu)和理化穩(wěn)定性。高粱、玉米等作物的青秸稈更含有能供給微生物生長的糖類、蛋白、大量及微量礦質(zhì)元素，但作為理想的菌肥基質(zhì)載體還有差距，因?yàn)榫鷦┹d體基質(zhì)材料除必須要有適度比例的纖維素、木質(zhì)素和半纖維素，使載體材料具有一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和吸附性，能提供菌種存活和生長所必須的穩(wěn)定環(huán)境外，還需要含有適度的營養(yǎng)。過多的糖類和氮源會導(dǎo)致菌種繁殖過度和菌種代謝物的過度積累，使菌劑PH值發(fā)生變化，引發(fā)大量菌體的死亡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種廉價(jià)，環(huán)保的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案 以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理將作物的帶葉青秸稈陰干或在60-80°C下烘干，陰干或烘干后帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7.四％以下，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. 02mm-0. 2mm 篩；
(b)原料浸提將過篩后的秸稈粉用60-100°C的水浸提12-lh，或者將過篩后的秸稈粉用35-100°C的水配合250-2000 W功率的微波輻照輔助浸提50-5min ；
(c)過濾中和浸提后過濾，調(diào)節(jié)濾出物的PH為6.7-7. 3 ；
(d)干燥將濾出物干燥，干燥后濾出物水分質(zhì)量含量為7.2%以下，滅菌后即得到菌劑載體基質(zhì)。進(jìn)一步地，步驟(a)中所述作物為玉米。進(jìn)一步地，步驟(b)中所述用80°C的水浸提的時(shí)間為2h，或者用80°C的水配合 IOOOff功率的微波輻照輔助浸提的時(shí)間為25min。進(jìn)一步地，步驟(b)中所述兩種浸提方法中秸稈粉與水的重量比均為1:25-100。進(jìn)一步地，步驟(c)中用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物PH值為7。進(jìn)一步地，步驟(d)中所述干燥方法為陰干、在60-80°C烘干或先陰干再在85°C烘干中的一種。進(jìn)一步地，步驟(d)中所述滅菌方式為110-121°c蒸汽滅菌40-120min。本發(fā)明的有益效果
1.原料充足、價(jià)格低廉。由于該方法基質(zhì)載體制備過程中，使用的是玉米、高粱等作物的秸稈為可再生資源，原料充足且容易獲得、價(jià)格低廉，得到的基質(zhì)產(chǎn)品有很好的經(jīng)濟(jì)效益。在生產(chǎn)菌劑的過程中，可節(jié)省部分泥炭菌劑所需要添加的碳源和氮源物質(zhì)。2.采用熱水浸提或微波輻照浸提的方法脫去青秸稈中過多的可溶性糖類和蛋白， 使青秸桿粉內(nèi)僅存在少量可溶性碳、氮源，更多難溶性的營養(yǎng)物質(zhì)由接入的菌種分解利用。3.制備工藝簡單。由于作物青秸稈本身所含的糖類、蛋白、氨基酸和無機(jī)鹽等的比例和成份符合微生物自然生長的需要，因此在浸提去除過多養(yǎng)分后，除調(diào)節(jié)PH值外在菌劑生產(chǎn)制備時(shí)無需其他技術(shù)要求較高的人工操作，對儀器和生產(chǎn)設(shè)備要求不高，便于中小型企業(yè)的推廣應(yīng)用。4.載菌效果好，活菌量高。以根瘤菌菌劑為例，使用秸稈粉載體基質(zhì)生產(chǎn)的菌劑可獲得較泥炭菌劑更高的活菌量，而菌劑的PH值變化和污染率都較小。本方法制備的菌劑載體基質(zhì)產(chǎn)品最大載菌量為泥炭基質(zhì)的5. 74倍，為蛭石基質(zhì)的5倍，而單位體積重量僅為泥炭基質(zhì)的40%。制備成菌劑后，每克菌劑含活菌量較泥炭菌劑高出0.8倍。本發(fā)明有效解決了目前所使用的菌劑載體存在的缺陷，具有很好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。5.原料的生產(chǎn)和采集環(huán)保無公害。由于本方法僅需作物青秸稈，不需要額外的無機(jī)鹽試劑和生物產(chǎn)品作為原料，相對于目前普遍使用的泥炭基質(zhì)而言，不存在對原料產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境的破壞，和由于過度開采可能產(chǎn)生的原料緊缺問題，也無需像蛭石基質(zhì)一樣耗費(fèi)大量的能源和排放污染物。處理秸稈后的浸提液含有大量可溶性糖類和蛋白，可用于再加工和利用。因此，以本方法加工青秸稈制備菌劑載體基質(zhì)材料作為一種新的秸稈利用方式， 符合目前綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。
6.制備的菌劑產(chǎn)品使用方便，載體基質(zhì)施入土壤后可降解，不會對土壤環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。7.該載體基質(zhì)制備的根瘤菌、固氮菌溶磷菌劑在制備時(shí)無需添加額外碳源物質(zhì)， 而在120d內(nèi)活菌量為泥炭菌劑(添加碳源物質(zhì))的180. 04%，菌劑的pH值無顯著變化。說明本方法制備的基質(zhì)產(chǎn)品能夠?yàn)橹参锎偕峁┹^好的養(yǎng)份和生存空間。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理采集收獲果穗后48h內(nèi)的玉米帶葉青秸稈，此時(shí)玉米帶葉青秸稈約含全氮0. 89%，含磷0. 41%, Mg 0. 22%、Kl. 59%、CaO. 64%，將玉米帶葉青秸稈陰干，陰干后玉米帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7.四％，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為0. 02mm 的篩；
(b)原料浸提將過篩后的玉米秸稈粉用60°C的水浸提12h，其中秸稈粉與水的重量比為 125 ；
(c)過濾中和浸提后過濾，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物的PH為6.7 ；
(d)烘干將濾出物陰干，陰干后濾出物中水分質(zhì)量含量為7.2%，然后用110°C蒸汽滅菌40min滅菌，即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。 實(shí)施例2
以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理采集收獲果穗后48h內(nèi)的玉米帶葉青秸稈，此時(shí)玉米帶葉青秸稈約含全氮0. 89%，含磷0. 41%, Mg 0. 22%、Kl. 59%、CaO. 64%，將玉米帶葉青秸稈在60°C烘干，烘干后玉米帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7%，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. Imm的篩；
(b)原料浸提將過篩后的玉米秸稈粉用80°C的水浸提池，其中秸稈粉與水的重量比為 150 ；
(c)過濾中和浸提后過濾，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物的PH為7.0 ；
(d)烘干將濾出物陰干，陰干后濾出物中水分質(zhì)量含量為6.8%，然后用115°C蒸汽滅菌80min，即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。 實(shí)施例3
以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理采集收獲果穗后48h內(nèi)的玉米帶葉青秸稈，此時(shí)玉米帶葉青秸稈約含全氮0. 89%，含磷0. 41%, Mg 0. 22%、Kl. 59%、CaO. 64%，將玉米帶葉青秸稈在70°C烘干，烘干后玉米帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7%，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. 15mm 的篩；
(b)原料浸提將過篩后的玉米秸稈粉用100°C的水浸提lh，其中秸稈粉與水的重量比為 1:100 ；(c)過濾中和浸提后過濾，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物的PH為7.3 ；
(d)烘干將濾出物在60°C下烘干，烘干至濾出物中水分質(zhì)量含量為6.5%，然后用 120°C蒸汽滅菌40min，即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。實(shí)施例4
以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理采集收獲果穗后48h內(nèi)的玉米帶葉青秸稈，此時(shí)玉米帶葉青秸稈約含全氮0. 89%，含磷0. 41%, Mg 0. 22%、Kl. 59%、CaO. 64%，將玉米帶葉青秸稈室溫陰干，陰干后玉米帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7.四％，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. 15mm 的篩；
(b)原料浸提將過篩后的青玉米秸稈粉用35°C的溫水配合250W功率的微波輻照輔助浸提50min，其中秸稈粉與水的重量比為1:25 ；
(c)過濾中和浸提后過濾，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物的PH為6.7 ；
(d)烘干將濾出物在70°C烘干，烘干至濾出物中水分質(zhì)量含量為7.2%，然后在120°C 蒸汽滅菌80min，即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。實(shí)施例5
以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理采集收獲果穗后48h內(nèi)的玉米帶葉青秸稈，此時(shí)玉米帶葉青秸稈約含全氮0. 89%，含磷0. 41%, Mg 0. 22%、Kl. 59%、CaO. 64%，將玉米帶葉青秸稈在80°C烘干，烘干后玉米帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7%，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. 2mm的篩；
(b)原料浸提將過篩后的玉米秸稈粉用80°C的水配合1000W功率的微波輻照輔助浸提25min，其中秸稈粉與水的重量比為1:50 ；
(c)過濾中和浸提后過濾，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物的PH為7；
(d)烘干將濾出物在80°C烘干，烘干至濾出物中水分質(zhì)量含量為6.8%，然后用110°C 蒸汽滅菌40min，即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。實(shí)施例6
以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟
(a)原料處理采集收獲果穗后48h內(nèi)的玉米帶葉青秸稈，此時(shí)玉米帶葉青秸稈約含全氮0. 89%，含磷0. 41%, Mg 0. 22%、Kl. 59%、CaO. 64%，將玉米帶葉青秸稈室溫陰干，陰干后玉米帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7.四％，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. 15mm 的篩；
(b)原料浸提將過篩后的玉米秸稈粉用100°C的水配合2000W功率的微波輻照輔助浸提5min;其中秸稈粉與水的重量比為1:100;
(c)過濾中和浸提后過濾，用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物的PH為7.3 ；
(d)烘干將濾出物在無菌條件下陰干至濾出物中水分質(zhì)量含量為9%，再在85°C烘干至濾出物中水分質(zhì)量含量為6. 8%，然后用121°C蒸汽滅菌120min，即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于，所述以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法包括如下步驟(a)原料處理將作物的帶葉青秸稈陰干或在60-80°C烘干，陰干或烘干后帶葉青秸稈中水分質(zhì)量含量為7. 29%以下，將帶葉青秸稈切段后用粉碎機(jī)粉碎，過孔徑為 0. 02mm-0. 2mm 篩；(b)原料浸提將過篩后的秸稈粉用60-100°C的水浸提12-lh，或者將過篩后的秸稈粉用35-100°C的水配合250-2000 W功率的微波輻照輔助浸提50-5min ；(c)過濾中和浸提后過濾，調(diào)節(jié)濾出物的PH為6.7-7. 3 ；(d)干燥將濾出物干燥，干燥后濾出物水分質(zhì)量含量為7.2%以下，滅菌后即得到植物促生菌劑載體基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于 步驟(a)中所述作物為玉米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于 步驟(b)中所述用80°C的水浸提的時(shí)間為2h，或者用80°C的水配合1000W功率的微波輻照輔助浸提的時(shí)間為25min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于 步驟(b)中所述兩種浸提方法中秸稈粉與水的重量比均為1:25-100。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于 步驟(c)中用磷酸緩沖液調(diào)節(jié)濾出物pH值為7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于 步驟(d)中所述干燥方法為陰干、在60-80°C烘干或先陰干再在85°C烘干中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，其特征在于 步驟(d)中所述滅菌方式為110-121°C蒸汽滅菌40-120min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以青秸桿制備植物促生菌劑載體基質(zhì)的方法，包括如下步驟(a)原料處理；(b)原料浸提；(c)過濾中和；(d)烘干。本發(fā)明原料充足、價(jià)格低廉。采用熱水浸提或微波輻照浸提的方法脫去青秸稈中過多的可溶性糖類和蛋白，使青秸桿粉內(nèi)僅存在少量可溶性碳、氮源，更多難溶性的營養(yǎng)物質(zhì)由接入的菌種分解利用。制備工藝簡單。載菌效果好，活菌量高。本發(fā)明有效解決了目前所使用的菌劑載體存在的缺陷，具有很好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。原料的生產(chǎn)和采集環(huán)保無公害。制備的菌劑產(chǎn)品使用方便，載體基質(zhì)施入土壤后可降解，不會對土壤環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。
文檔編號A01N25/08GK102428914SQ20111012393
公開日2012年5月2日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者師尚禮, 張淑卿, 曹文俠, 李劍峰, 陳力玉, 霍平慧 申請人:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)