一種茶樹專用防病促生復(fù)合微生物菌肥及其制備方法

李春維 蘇秋芹 鄭作蕓 江 巍 羅 昊

（龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 福建龍巖364000）

我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)茶國(guó)， 茶葉也是我國(guó)主要的出口農(nóng)產(chǎn)品之一， 對(duì)農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)具有重要現(xiàn)實(shí)意義[1]。 茶樹是典型的葉用植物，對(duì)養(yǎng)分元素需求較大。 現(xiàn)在茶農(nóng)大都通過化肥、農(nóng)藥增加茶樹營(yíng)養(yǎng)供給量、防治茶樹病蟲害，達(dá)到增產(chǎn)、增收目的。化學(xué)藥劑的長(zhǎng)期大量使用， 病原菌的抗藥性日漸突顯，給環(huán)境安全和人類健康帶來嚴(yán)重危害，不但破壞了土壤結(jié)構(gòu)， 引起茶園土壤板結(jié)， 而且加劇土壤酸化，污染農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和環(huán)境[2]。

為了大力推進(jìn)化肥減量提效和農(nóng)藥減量控害，需要積極探索出一條高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路， 而利用微生物及其代謝產(chǎn)物控制病原菌來防治植物病蟲害日益受到人們的重視。 因此采用菌肥替代化肥、農(nóng)藥，保護(hù)自然環(huán)境和生態(tài)平衡非常有必要，因?yàn)樗黔h(huán)境友好、安全有效的病蟲害防治方法，還能有效解決土壤板結(jié)、酸化的問題。 目前茶園使用的微生物肥料主要是廣譜肥料，營(yíng)養(yǎng)成分不夠，全面專用肥料很少，且由于茶園土壤酸度大，一般菌株難以適應(yīng)茶園的土壤條件，復(fù)合微生物相互對(duì)抗，所以需要通過對(duì)菌種、添加物進(jìn)行篩選， 為開發(fā)適宜茶園的復(fù)合微生物肥料提供依據(jù)[3-4]。 需要針對(duì)現(xiàn)有的茶樹肥進(jìn)行改進(jìn)，生產(chǎn)一種能有效給茶樹提供肥力，且不會(huì)導(dǎo)致土壤地力下降、板結(jié)等現(xiàn)象的肥料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

畜禽糞 、花生粕、玉米粉、鈣鎂磷肥、菜籽、黃豆粉 、麩皮、腐熟劑、復(fù)合微生物菌劑、硫酸錳、紅糖。

所述的復(fù)合微生物菌劑由枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌分別接種、經(jīng)液體培養(yǎng)基活化、干燥后按質(zhì)量比1∶1 混合制得。畜禽糞為羊糞、雞糞混合物，羊糞的含水量3%～6%，雞糞的含水量為4%～8%，羊糞和雞糞的質(zhì)量比為3∶1。 黃豆粉、玉米粉均為采用納米研磨技術(shù)研磨的破細(xì)胞壁的微細(xì)粉，平均粒徑12～23 nm。 花生粕、 菜籽餅、 麩皮均為粉碎至細(xì)度18～22 目的粉末。

1.2 試驗(yàn)器材

電子秤、粉碎機(jī)、震蕩器、噴霧干燥塔、造粒機(jī)、烘干機(jī)、篩分機(jī)。

1.3 枯草芽孢桿菌菌劑的制備

1.3.1 枯草芽孢桿菌的活化 將枯草芽孢桿菌接種至無菌的BHI 液體培養(yǎng)基中，37℃，150 r/min 振蕩培養(yǎng)24 h。

1.3.2 種子液的制備 向種子液培養(yǎng)基中接入“1.3.1”制備的接種液，37℃，200 r/min 振蕩培養(yǎng) 20 h。種子液培養(yǎng)基為2%豆粕、0.6%玉米淀粉、0.3%葡萄糖、0.3%酵母粉、0.06%硫酸鎂、0.02%硫酸錳、0.2%硫酸氫二鉀、0.1%磷酸二氫鉀、水200 mL、pH 7.2。

1.3.3 枯草芽孢桿菌菌劑 將枯草芽孢桿菌種子液接種到已滅菌的發(fā)酵罐中，發(fā)酵培養(yǎng)基為1%黃豆餅粉、0.4%玉米粉、0.2%葡萄糖、0.3%酵母浸膏、0.1%硫酸鎂、0.02%硫酸錳、0.2%磷酸氫二鉀、0.1%磷酸二氫鉀、0.01%碳酸鈣、pH 調(diào)為 7.0。 發(fā)酵條件：培養(yǎng)溫度37℃，溶氧不低于 40%，攪拌轉(zhuǎn)速 100～500 r/min，通氣量為 1∶（0.5～1.6）、罐壓維持 0.06～0.08 MPa，適時(shí)添加適量消泡劑，pH 不低于 6.5，30 h 結(jié)束發(fā)酵， 使活菌含量達(dá)到3.0×1010CFU/mL。 將發(fā)酵液經(jīng)真空濃縮為原體積的25%， 濃縮后的發(fā)酵液用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧干燥得到枯草芽孢桿菌菌粉。

1.4 解淀粉芽孢桿菌菌劑的制備

1.4.1 解淀粉芽孢桿菌的活化 將解淀粉芽孢桿菌接種至 PDA 培養(yǎng)基中，30℃，150 r/min 振蕩培養(yǎng) 24 h。

1.4.2 種子液的制備 向種子液培養(yǎng)基中接入“1.4.1”制備的接種液，30℃，180 r/min 振蕩培養(yǎng) 24 h。種子液培養(yǎng)基為2%酵母浸粉、2%葡萄糖、1%玉米粉、0.05%磷酸二氫鉀、0.05%硫酸鎂、0.3%碳酸鈣、0.03%氯化鈉、pH 6.5。

1.4.3 解淀粉芽孢桿菌菌劑 將枯草芽孢桿菌種子液接種到已滅菌的發(fā)酵罐中，發(fā)酵培養(yǎng)基為2%酵母浸粉、2%蔗糖、1%玉米粉、0.05%磷酸二氫鉀、0.05%硫酸鎂、 0.3%碳酸鈣、 0.03%氯化鈉、 1%酵母粉、4%大豆蛋白粉，pH 7.0。 發(fā)酵條件： 培養(yǎng)溫度31℃，溶氧不低于40%，攪拌轉(zhuǎn)速200～400 r/min，通氣量為1∶（0.9～1.6）、罐壓維持 0.04～0.06 MPa，適時(shí)添加適量消泡劑，pH 不低于 7.0，48 h 結(jié)束發(fā)酵， 使活菌含量達(dá)到4×1011CFU/mL。 將發(fā)酵液經(jīng)真空濃縮為原體積的25%， 濃縮后的發(fā)酵液用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧干燥得到解淀粉芽孢桿菌菌粉。

1.5 試驗(yàn)步驟

配比稱?。河秒娮映影凑张浞竭M(jìn)行配比稱取。

粉碎： 用破壁機(jī)對(duì)各肥料原材料分組進(jìn)行破壁粉碎。

步驟一：按質(zhì)量份取畜禽糞（45）、花生粕（12）、玉米粉（10）、鈣鎂磷肥（7）、菜籽餅（5）、黃豆粉（5）、麩皮（10）、腐熟劑（1）、硫酸錳（0.5）、紅糖（2.5）。

步驟二： 在步驟一所得物中分別加入0.5∶1.5、1∶1、1.5∶0.5 的復(fù)合微生物菌劑 （枯草芽孢桿菌∶解淀粉芽孢桿菌），混合均勻，疏松物料，增大氧氣量，自然條件發(fā)酵5 個(gè)月，溫度控制在48～52℃。 不同試驗(yàn)處理設(shè)置見表1。

表1 不同試驗(yàn)處理設(shè)置

步驟三：發(fā)酵好的物料，經(jīng)烘干機(jī)烘干脫水并粉碎過篩，達(dá)到細(xì)度68～80 目，得到茶樹專用復(fù)合微生物菌肥。

2 結(jié)果與分析

各處理茶樣對(duì)比APK 茶樣分析結(jié)果見表2。

表2 各處理茶樣對(duì)比APK 茶樣分析結(jié)果

本發(fā)明的菌肥熟化土壤， 使土壤形成一個(gè)松軟肥厚的耕作層，增加有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀養(yǎng)分，改善土壤水分和空氣狀況， 克服了長(zhǎng)期施用化肥帶來的土壤酸化、板結(jié)的弊端，促進(jìn)茶樹的增產(chǎn)，同時(shí)有效地提高茶樹的抗病蟲害能力。 具體有益效果如下。

（1）有效抗病，試驗(yàn)中采用本菌肥種植的茶樹均未發(fā)生赤霉病、茶餅病、茶炭疽病。 本試驗(yàn)制備的復(fù)合微生物菌劑為枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌，2 個(gè)菌種同源性高，有協(xié)同作用，具有抗病的針對(duì)性，枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌產(chǎn)生了抗菌物質(zhì)，對(duì)病原菌有殺滅功效， 調(diào)整了茶樹根系周圍微生物群落環(huán)境，平衡了土壤的營(yíng)養(yǎng)元素。

（2）提高茶園單位面積茶芽密度、百芽重和茶葉產(chǎn)量，改善茶葉品質(zhì)，促進(jìn)茶梢生長(zhǎng)，提早開采期。 本發(fā)明的原料為菌類提供了最佳碳源、氮源、無機(jī)質(zhì)，2 次發(fā)酵產(chǎn)生的產(chǎn)物包含了多種微量元素、 有機(jī)質(zhì)、無機(jī)質(zhì)等均衡營(yíng)養(yǎng)， 為茶樹持續(xù)提供長(zhǎng)期吸收利用的養(yǎng)分，滿足茶樹不同時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)需求，鈣鎂磷肥提高了酸化土壤的pH，為茶樹提供了一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。 本發(fā)明的菌肥施用后茶園開采期能提早4～6 d，采摘期可延長(zhǎng)8 d 左右。 百芽重增加24%～30%，茶鮮葉產(chǎn)量提高25%～30%。

（3）本試驗(yàn)菌肥經(jīng)過田間試驗(yàn)，明顯提升了土壤生態(tài)環(huán)境， 施用后根系生長(zhǎng)旺盛， 產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，顯著降低茶樹病蟲害發(fā)病率。 本試驗(yàn)的菌肥養(yǎng)分配比科學(xué)全面， 枯草芽孢桿菌、 解淀粉芽孢桿菌協(xié)同作用， 不但產(chǎn)生了抗菌物質(zhì)， 還產(chǎn)生了氨基酸和脂類等物質(zhì)， 促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)、 發(fā)育等多種生命活動(dòng)和平衡土壤的礦質(zhì)養(yǎng)分， 有利于茶樹根系發(fā)育和養(yǎng)分吸收。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)以上試驗(yàn)研究出一種茶樹專用防病促生復(fù)合微生物菌肥，此種菌肥含量以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括以下組分：畜禽糞（45）、花生粕（12）、玉米粉（10）、鈣鎂磷肥（7）、菜籽餅（5）、黃豆粉（5）、麩皮（10）、腐熟劑（1）、硫酸錳（0.5）、紅糖（2.5）、枯草芽孢桿菌（1）、解淀粉芽孢桿菌（1）。

依據(jù)該試驗(yàn)研制的茶樹專用防病促生復(fù)合微生物菌肥，有效地解決了茶園土壤板結(jié)、茶園土壤酸度大的問題，為茶樹提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)，使用方便且環(huán)保，提高了茶樹的抗病、抗逆性[5]。 農(nóng)家使用可以直接購買枯草芽孢桿菌、 解淀粉芽孢桿菌菌劑進(jìn)行配制， 菌肥的利用對(duì)我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。