一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物质炭基菌肥技术领域，具体涉及一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用。本发明专利技术是以生物质炭为基础，构建适合土壤生防细菌扩繁的载体。以人参栽培生防益生菌——死谷芽孢杆菌为探针，构建适宜的炭基

【技术实现步骤摘要】
一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物质炭基菌肥
，具体涉及一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]人参为五加科人参属多年生草本植物，适宜生长在弱酸性的森林腐殖土中，主产于长白山区，为我国传统名贵中药材。我国人参药材的供给主要依赖于集约化的人工种植，但人参栽培存在严重的连作障碍问题，其忌连作周期达到10～30年。随着目前道地产区宜参土地资源的不断减少，如何进行老参地土壤的修复、改良一直是人参栽培研究的热点。
[0003]修复手段大致可分为如下几类：农业修复(合理施肥、改土、轮作)、化学修复(土壤消毒、添加各种农药防病治病)、生物修复(引入生防细菌、真菌、放线菌拮抗病原菌的生长繁殖)等。
[0004]但上述修复手段都存在一定的缺陷，只能缓解无法根治。(1)农业修复：改土轮作没有操作标准和规程，效果因人而异，不可重复且不稳定；施肥标准不清，易导致化肥超施、滥施。(2)化学法：它是目前主要的防治手段，但大量农药反复施用容易使病菌产生抗药性，导致环境污染，与绿色农业、生态农业产业的发展要求相冲突。(3)生物修复：主要是指植物和微生物修复，是利用植物、微生物及其环境共存体系对污染物进行去除、转移、固定和降解，以恢复土壤体系正常生态功能。与其他方法相比，植物或微生物修复在经济、实用和生态效应等方面具有不可比拟的优势，且可以大面积应用，但植物修复治理周期长，效果不稳定，环境要求高，且不易筛选超积累植物；而微生物修复影响因素比较复杂，主要包括微生物种群、底物性质、土壤环境条件等，使得游离微生物存在抗菌性差、难存活、有效浓度低等问题，严重影响了微生物修复的实际效果。因此，老参地土壤的修复、改良还需不断探索新的解决方案，走综合治理的路子。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种生物质炭基菌肥及其制备方法与应用。本专利技术中，作为探针的死谷芽孢杆菌(B.vallismortis(Bacillus amyloliquefaciens))是一株对引起人参根腐病、疫病、菌核病和灰霉病的主要病原菌具有显著拮抗作用的生防菌，记为SZ
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4。
[0006]具体地，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种用于提高微生物定殖率的生物质炭基载体，所述生物质炭基载体是通过如下方法制备得到的：
[0008](1)将生物质原材料置于密闭的石英管内，抽真空后通入氮气，在无氧和氮气气氛保护下，炭化，制备得到生物质炭；
[0009](2)对所述生物质炭在超声条件下进行溶剂化处理，制备得到生物质炭基载体。
[0010]根据本专利技术，步骤(1)中，所述炭化是在真空管式炉中进行的。
[0011]根据本专利技术，步骤(1)中，所述生物质原材料选自玉米芯、玉米秸秆、大豆秸秆、杨
树枝条(例如来源于园林修剪残枝)、瓜子壳、食用菌栽培废料(如菇渣)。
[0012]根据本专利技术，步骤(1)中，所述生物质原材料的粒径为大于60目，例如为碎屑(尺寸小于1cm)、14目、20目、40目、60目。
[0013]根据本专利技术，步骤(1)中，所述炭化的温度为200～600℃，例如为200℃、300℃、400℃、500℃、600℃。
[0014]根据本专利技术，步骤(1)中，所述炭化的时间为20～100min，例如为20min、40min、60min、80min、100min。
[0015]根据本专利技术，步骤(1)中，所述炭化的升温速率为5～20℃/min，例如为5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min。
[0016]根据本专利技术，步骤(1)中，所述生物质炭的孔径为2.941～29.22μm，所述生物质炭为中孔结构的生物质炭。
[0017]根据本专利技术，步骤(2)中，所述超声条件包括高频超声处理和低频超声处理，其中，所述高频超声处理的频率为50～80KHz，例如为61KHz，所述低频超声处理的频率为30～45KHz，例如为35KHz。
[0018]根据本专利技术，步骤(2)中，所述高频超声处理的时间和所述低频超声处理的时间相同，为10～30min，例如为15min。
[0019]根据本专利技术，步骤(2)中，所述溶剂化处理是将所述生物质炭浸没在溶剂中，在超声条件下进行溶剂化处理。
[0020]其中，所述的溶剂为酸、碱、水和醇中的至少一种。示例性地，为5％的稀HCl、5％的NaOH、75％的乙醇水溶液和蒸馏水中的至少一种。
[0021]其中，所述生物质炭与溶剂的质量比为1:2～10，例如为1:5。
[0022]根据本专利技术，所述方法还包括后处理步骤，所述后处理步骤包括将溶剂化处理后的物料减压过滤，蒸馏水洗涤至中性，蒸气灭菌(121℃，15min)后低温烘干备用。
[0023]本专利技术还提供一种提高微生物定殖率的方法，所述方法包括如下步骤：
[0024](a)将菌种发酵液与生物质炭基载体混合，得到混合体系；
[0025](b)将步骤(a)的混合体系与营养配方粉混合，进行定殖培养。
[0026]本专利技术中，采用上述的定殖培养方法可以实现提高微生物定殖率。
[0027]根据本专利技术，步骤(a)中，所述菌种选自芽孢杆菌类微生物，如生防菌SZ
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4。
[0028]根据本专利技术，步骤(a)中，所述菌种发酵液是通过如下方法制备得到的：
[0029]将菌种接入牛肉膏蛋白胨液体培养基(即基础培养基)中，30℃，180r/min摇床培养24h，得到细菌种子液；按1～10％接种量转入基础培养基中，30℃，180r/min摇床培养36h，得到菌种发酵液。
[0030]其中，所述的菌种发酵液中含菌量为106～108CFU/mL。
[0031]根据本专利技术，步骤(a)中，所述菌种发酵液与生物质炭基载体的质量比为5～10:40～60，例如为5:40、7:50、8:55、10:60。
[0032]根据本专利技术，步骤(a)中，所述生物质炭基载体使用前可以先用蒸馏水湿润。
[0033]根据本专利技术，步骤(b)中，所述生物质炭基载体与营养配方粉的质量比为60～40:40～60，例如为50:50。
[0034]根据本专利技术，步骤(b)中，所述营养配方粉选自基础培养基和天然物的混合物，其
中，所述天然物选自玉米粉、大米粉和黄豆粉中的至少一种；所述基础培养基和天然物的质量比为60～40:40～60，例如为50:50。
[0035]示例性地，所述营养配方粉选自基础培养基+玉米粉(配方1)；基础培养基+大米粉(配方2)；基础培养基+黄豆粉(配方3)中的至少一种，其中，基础培养基是指的牛肉膏蛋白胨液体培养基。
[0036]根据本专利技术，步骤(b)中，所述定殖培养的温度为28～32℃，例如为30℃。
[0037]根据本专利技术，步骤(b)中，所述定殖培养的时间为1～5天，例如为2～4天。
[0038]根据本专利技术，步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提高微生物定殖率的生物质炭基载体，所述生物质炭基载体是通过如下方法制备得到的：(1)将生物质原材料置于密闭的石英管内，抽真空后通入氮气，在无氧和氮气气氛保护下，炭化，制备得到生物质炭；(2)对所述生物质炭在超声条件下进行溶剂化处理，制备得到生物质炭基载体。2.根据权利要求1所述的生物质炭基载体，其中，步骤(1)中，所述生物质原材料选自玉米芯、玉米秸秆、大豆秸秆、杨树枝条、瓜子壳、食用菌栽培废料。优选地，步骤(1)中，所述炭化的温度为200～600℃，所述炭化的时间为20～100min。优选地，步骤(2)中，所述超声条件包括高频超声处理和低频超声处理，其中，所述高频超声处理的频率为50～80KHz，所述低频超声处理的频率为30～45KHz。优选地，步骤(2)中，所述溶剂化处理是将所述生物质炭浸没在溶剂中，在超声条件下进行溶剂化处理；其中，所述的溶剂为酸、碱、水和醇中的至少一种。3.一种提高微生物定殖率的方法，所述方法包括如下步骤：(a)将菌种发酵液与权利要求1或2所述的生物质炭基载体混合，得到混合体系；(b)将步骤(a)的混合体系与营养配方粉混合，进行定殖培养。4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(a)中，所述菌种选自芽孢杆菌类微生物，如生防菌SZ
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4。优选地，步骤(a)中，所述菌种发酵液与生物质炭基载体的质量比为5～10:40～60。其中，所述的菌种发酵液中含菌量为106～108CFU/mL。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，步骤(b)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨莉，勾颖，文子伟，韩忠明，孙卓，杨利民，王春雨，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：