本發(fā)明屬于土壤改良，尤其涉及一種微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、葡萄霜霉病是由真菌引起的一種重要病害，近年來在葡萄生產(chǎn)中危害嚴重，發(fā)生面積大，流行速度快，已成為葡萄生產(chǎn)的主要病害之一。葡萄霜霉病主要危害葉片，但也可危害新梢和果實。銅制劑殺菌劑是對霜霉病持效期最長的殺菌劑之一，例如波爾多液是最傳統(tǒng)的防治葡萄霜霉病的藥劑，其是由硫酸銅和熟石灰混合后發(fā)生化學反應(yīng)生成氫氧化銅，氫氧化銅能牢牢沾附在葡萄葉片和樹體表面，通過緩慢釋放銅離子來殺死各種病菌，又如喹啉銅，該藥劑中銅離子釋放緩慢、穩(wěn)定，釋放速度不受環(huán)境影響，對果園各類弱性寄生病菌有較好的殺滅效果，可在葡萄開花前、謝花后，采用噴霧重點針對花序和果穗用藥。

2、由于反復(fù)、長期使用銅基殺菌劑控制葡萄霜霉病，導(dǎo)致銅在葡萄園土壤中長期積累，適合葡萄生長的銅含量范圍較小，當土壤中的有效銅含量低于5mg/kg時，植株就會出現(xiàn)缺素癥，而高于30mg/kg時植株則表現(xiàn)中毒癥狀。銅的積累可能對葡萄園土壤生物多樣性產(chǎn)生生態(tài)毒性，過量的銅會導(dǎo)致葡萄植株的生長發(fā)育受到抑制，特別是根部首先受到毒害。在高濃度銅脅迫下，葡萄的須根可能會腐爛，根干質(zhì)量顯著下降，根中的銅含量顯著升高，銅脅迫還會對葡萄葉片的生長發(fā)育產(chǎn)生負面影響，導(dǎo)致葉片從下部到上部開始脫落，從而對葡萄產(chǎn)生毒害，影響葡萄的正常生長。

3、因此如何降低葡萄園土壤中長期積累的銅元素含量是實現(xiàn)葡萄穩(wěn)定豐收的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：

4、一種微生物制劑，所述微生物制劑包括以下重量份數(shù)的組分：氧化亞鐵硫桿菌菌液1-4份、藤黃微球菌菌液2-3份、奇異變形桿菌菌液1-4份和大腸埃希氏菌菌液1-2份。

5、進一步地，所述微生物制劑包括以下重量份數(shù)的組分：氧化亞鐵硫桿菌菌液1份、藤黃微球菌菌液2份、奇異變形桿菌菌液1份和大腸埃希氏菌菌液2份。

6、進一步地，所述微生物制劑的制備方法包括以下步驟：

7、分別將氧化亞鐵硫桿菌、藤黃微球菌、奇異變形桿菌和大腸埃希氏菌擴培后，分別接種到發(fā)酵罐中進行發(fā)酵，之后按重量份數(shù)稱取各發(fā)酵液混合均勻得到所述微生物制劑。

8、更進一步地，所述發(fā)酵罐中裝有發(fā)酵基質(zhì)，發(fā)酵基質(zhì)由水、脫脂奶粉、糖、賴氨酸和大麥粉按照1000∶1∶4∶5∶1的質(zhì)量比混合而成。

9、更進一步地，各個菌種在發(fā)酵過程的接種量均為0.05-0.1％。

10、更進一步地，發(fā)酵過程中，所述氧化亞鐵硫桿菌和藤黃微球菌的發(fā)酵溫度為30℃，ph為2.0，當發(fā)酵液中菌數(shù)達到3.0×106-3.6×106個/ml時，停止發(fā)酵；

11、所述奇異變形桿菌和大腸埃希氏菌的發(fā)酵溫度為36℃，ph為7.0，當發(fā)酵液中菌數(shù)達到3.0×106-3.6×106個/ml時，停止發(fā)酵。

12、更進一步地，所述微生物制劑在制備過程中，所用到的氧化亞鐵硫桿菌(thiobacillus?ferrooxidans)的保藏編號為cctcc?no:m2018630，保藏于武漢菌種保藏中心，所用到的藤黃微球菌(micrococcus?luteus)的保藏編號為cicc?24814，保藏于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心；所用到的奇異變形桿菌(proteus?mirabilis)的保藏編號為cicc?22928，保藏于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心，所用到的大腸埃希氏菌菌株(escherichia?coli)的保藏編號為cicc?10389，保藏于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心。

13、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：

14、所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用。

15、進一步地，將所述微生物制劑與磷酸氫鉀、硫酸銨、磁性納米粒子、聚乙二醇辛基苯基醚和聚乳酸溶液混合制備得到土壤改良劑，將所述土壤改良劑施加到葡萄園土壤中，實現(xiàn)葡萄園土壤中銅含量的有效降低。

16、進一步地，所述土壤改良劑的施加量為5-10kg/畝。

17、進一步地，所述微生物制劑、磷酸氫鉀、硫酸銨、磁性納米粒子、聚乙二醇辛基苯基醚和聚乳酸溶液的用量比為(3-10)ml∶(2-5)g∶(2-3)g∶(0.1-0.5)g∶(0.1-0.3)g∶(5-10)ml。

18、進一步地，所述土壤改良劑的制備方法包括以下步驟：

19、將所述微生物制劑、磷酸氫鉀和硫酸銨加水混合，之后加入磁性納米粒子和聚乙二醇辛基苯基醚分散均勻，并加入到聚乳酸溶液中，乳化攪拌得到混合乳液，將所述混合乳液注入聚乙二醇溶液中，攪拌，然后用磁鐵沉降，將得到的微球洗滌、干燥，得到所述土壤改良劑。

20、更進一步地，所述混合乳液與聚乙二醇溶液的體積比為1∶(5-10)，所述聚乙二醇溶液的濃度為2-3wt％。

21、更進一步地，所述乳化攪拌的轉(zhuǎn)速為500-1000r/min，時間為2-5min。

22、更進一步地，所述干燥的溫度為40-60℃。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：

24、(1)本發(fā)明的微生物制劑通過細胞外部沉淀、細胞表面吸附以及細胞內(nèi)部解毒機制實現(xiàn)葡萄園土壤中銅的去除(即銅的降解)，細菌表面在吸附固定重金屬的同時，有一部分重金屬通過離子轉(zhuǎn)運通道進入到細胞內(nèi)，為了使自身不受重金屬離子的毒害，細菌需要能量和新陳代謝系統(tǒng)的調(diào)控。具體而言：

25、氧化亞鐵硫桿菌分泌硫化氫，使葡萄園土壤中銅形成沉淀銅，實現(xiàn)銅元素的胞外沉淀，藤黃微球菌可以使土壤中cu2+形成氫氧化物微沉淀沉積在細胞表面，而奇異變形桿菌則是通過編碼谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶的基因gstpm-4在cu2+存在的情況下表達水平上升，通過減少運輸、阻滲作用或外排機制來抵抗銅離子對葡萄根部的毒害，大腸埃希氏菌則是利用細胞基質(zhì)中大分子蛋白與cu形成復(fù)合物cuscba，實現(xiàn)對重金屬的區(qū)域化作用。

26、(2)本發(fā)明將微生物制劑進一步制備成土壤改良劑，通過將微生物制劑富集在微球孔道內(nèi)，加入土壤后微球逐漸降解，磷酸氫鉀、硫酸銨緩慢釋放，不僅能夠提高土壤肥力，而且還可以為微生物生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，從而達到有效降低葡萄園土壤中銅元素含量的作用效果。

27、(3)本發(fā)明將微生物制劑應(yīng)用于降低葡萄園土壤中可被葡萄吸收的銅含量，減少銅元素過量對葡萄種植過程中的危害，從而提高葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)，具有很好的使用價值。

技術(shù)特征：

1.一種微生物制劑，其特征在于，所述微生物制劑包括以下重量份數(shù)的組分：氧化亞鐵硫桿菌菌液1-4份、藤黃微球菌菌液2-3份、奇異變形桿菌菌液1-4份和大腸埃希氏菌菌液1-2份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微生物制劑，其特征在于，所述微生物制劑包括以下重量份數(shù)的組分：氧化亞鐵硫桿菌菌液1份、藤黃微球菌菌液2份、奇異變形桿菌菌液1份和大腸埃希氏菌菌液2份。

3.如權(quán)利要求1-2任一項所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，將所述微生物制劑與磷酸氫鉀、硫酸銨、磁性納米粒子、聚乙二醇辛基苯基醚和聚乳酸溶液混合制備得到土壤改良劑，將所述土壤改良劑施加到葡萄園土壤中，實現(xiàn)葡萄園土壤中銅的降解。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，所述土壤改良劑的施加量為5-10kg/畝。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，所述微生物制劑、磷酸氫鉀、硫酸銨、磁性納米粒子、聚乙二醇辛基苯基醚和聚乳酸溶液的用量比為(3-10)ml∶(2-5)g∶(2-3)g∶(0.1-0.5)g∶(0.1-0.3)g∶(5-10)ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，所述土壤改良劑的制備方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，所述混合乳液與聚乙二醇溶液的體積比為1∶(5-10)，所述聚乙二醇溶液的濃度為2-3wt％。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，所述乳化攪拌的轉(zhuǎn)速為5000-100r/min，時間為2-5min。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，其特征在于，所述干燥的溫度為40-60℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種微生物制劑在降解葡萄園土壤銅中的應(yīng)用，屬于土壤改良技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的微生物制劑包括以下重量份數(shù)的組分：氧化亞鐵硫桿菌菌液1?4份、藤黃微球菌菌液2?3份、奇異變形桿菌菌液1?4份和大腸埃希氏菌菌液1?2份，本發(fā)明的微生物制劑通過細胞外部沉淀、細胞表面吸附以及細胞內(nèi)部解毒機制實現(xiàn)葡萄園土壤中銅的有效去除，將微生物制劑進一步制備成土壤改良劑，不僅能夠提高土壤肥力，而且還可以為微生物生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，減少銅元素過量對葡萄種植過程中的危害，從而提高葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)，具有很高的使用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：王亞麒,李昱龍,劉曉君,王銳,張軍翔,孫權(quán)
受保護的技術(shù)使用者：寧夏大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19