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CN108558484A - 一种富硒微生物肥料及其制备方法 - Google Patents

一种富硒微生物肥料及其制备方法 Download PDF

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CN108558484A
CN108558484A CN201711002769.7A CN201711002769A CN108558484A CN 108558484 A CN108558484 A CN 108558484A CN 201711002769 A CN201711002769 A CN 201711002769A CN 108558484 A CN108558484 A CN 108558484A
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selenium
bacillus amyloliquefaciens
preparation
microbe fertilizer
solid
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CN201711002769.7A
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白志辉
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崔丙健
张换彩
赵品胜
张邦杰
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Hebei Fenghe Greenlight Agricultural Technology Co ltd
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Yueyang Green Light Agriculture Technology Co ltd
Hebei Fenghe Greenlight Agricultural Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种富硒微生物肥料及其制备方法，包括调节红枣加工废水的COD浓度为30～60g/L，加入硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠，加热后调节pH到7.2～8.0，得到植物促生菌液体培养基；向液体培养基中接种解淀粉芽孢杆菌，培养后得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；向液体培养基中接种解淀粉芽孢杆菌液体种子，通无菌空气培养，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆作为固体培养基原料，将解淀粉芽孢杆菌的菌液加入到固体培养基原料中，静态堆置，通空气培养，得到固态发酵产物；固态发酵产物干燥，得富硒微生物肥料。本发明从生产原料和生产过程两方面降低生产成本，同时增强富硒微生物肥料促进植物生长、防治植物病害的功能。

Description

一种富硒微生物肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及微生物肥料技术领域，具体涉及一种具有促进植物生长、防治植物病害、提高农产品硒含量的微生物肥料及其制备方法。
背景技术
硒是人和动物必需的微量元素之一，也是植物生长发育的有益元素。硒的不足或过量都会导致机体产生多种疾病。目前，中国营养学会推荐的成人摄入量为每日50-250微克，而中国2/3地区硒摄入量低于最低推荐值。据统计，全世界42个国家和地区缺硒，中国有72％的地区处于缺硒和低硒生态环境之中。硒是动物和人体中一些抗氧化酶(谷胱甘肽过氧化物酶)和硒-P蛋白的重要组成部分，在体内起着平衡氧化还原氛围的作用。临床医学证明，威胁人类健康和生命的几十种疾病都与人体缺硒有关，如克山病、癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等。人体所需的硒只能从食物中摄取，而植物是自然界硒生态循环中的关键环节和人体硒的直接来源。天然食物中硒含量普遍偏低，通过富硒技术进行生物强化是目前常见的补硒方式。
植物具有通过根和叶片吸收微量元素的特点，利用富硒肥增加植物体硒的含量已被证明是一种安全、低成本、高效方便的富硒手段。在低硒地区，植物硒含量调节可以采取根施、叶面喷施、浸种或拌种等方法，提高植物的根、茎、叶、果实等部位的硒含量，以满足人和动物对硒的摄入量。
人体补硒也不能过量，因为过量的摄入硒可导致中毒，出现脱发、脱甲等。中国大多数地区膳食中硒的含量是足够而安全的。临床所见的硒过量而致的硒中毒的主要原因就是机体直接或间接地摄人、接触大量的硒，包括职业性、地域性原因，饮食习惯及滥用药物等。
微生物肥料中含有大量的有益微生物和有机质，可以改善作物营养条件、固定氮素和活化土壤中一些无效态的营养元素，创造良好的土壤微生态环境来促进作物的生长。微生物肥料的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活动代谢来完成，可以促进植物对营养元素的吸收利用，同时还有拮抗植物病原菌的左右。
中国发明专利(申请号201010600981.5)公开了一种有机富硒生物肥及其制备方法，其组成成分包括：畜禽粪便、秸秆粉或腐殖土、硒矿粉、微生物土壤修复剂、发酵菌；将这些原料充分搅拌均匀堆积发酵，充分腐熟制得。中国发明专利(申请号201210285729.9)公开了一种生物富硒肥的制作：将猪粪、鸡粪、菜籽饼、豆粕饼、亚硒酸钠、尿素、硝酸钾按一定比例混合，放入发酵池中厌氧发酵30天；发酵结束后，将发酵池中的发酵液过滤，得到含硒发酵肥料母液和富硒发酵肥料残渣。中国发明专利申请(201410489812.7)公开了一种富硒生物肥的制备方法，是以富硒金针菇菌渣、鸡粪、酒糟为原料，粉碎混匀，添加发酵剂堆置发酵而成。中国发明专利申请(201510911336.8)公开了一种富硒微生物肥料及其制备方法，是以菌康、稻谷壳、鸡骨粉、磷酸一铵、麦饭石、亚硒酸钠、凹凸棒土、磷酸盐缓冲液、海藻酸钠、氯化钙、壳聚糖为原料，接种圆褐固氮菌培养，并用海藻酸钠包埋、壳聚糖包膜、造粒而得。中国发明专利申请(201610618755.7)公开了一种富硒生物肥料及其制备方法，其生产原料包括：尿素、钙镁磷肥、白云石粉、硫酸镁、氯化镁、钾镁肥、硼酸、畜禽类粪便和辅料，并添加益生菌和亚硒酸钠条垛式堆放发酵，造粒、干燥制成。中国发明专利申请(201610768023.6)公开了一种富硒生物肥及其制备方法，其生产原料包括：鸡粪、牛粪、塘泥、蛤蚧粪、穿山甲粪、棉籽粕、鱼骨粉、鸡蛋壳粉、花生壳、腐殖酸钾、活化硒矿粉等，菌种包括乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌中的至少两种。
综上所述，目前的富硒微生物肥料的生产成本较高，使用功能比较单一。本发明将从生产原料和生产过程两方面降低生产成本，同时增强富硒微生物肥料促进植物生长、防治植物病害的功能。
中国是红枣原产国，目前种植面积和产量占世界总量的98％以上，国际贸易的红枣几乎全部来自中国。枣树在中国已有几千年的栽培历史，近20年来，枣树种植面积和产量的增长速度每年都在10％以上。随着红枣产量的大幅度持续增长，对红枣深加工的需求也越来越高。在红枣加工过程中会产生大量废水，尤其是蜜栈(亦称蜜枣)的加工，对红枣蒸煮和清洗，以及对蜜枣表面糖蜜的清洗产生的废水中有机物(主要是糖分)浓度非常高，COD浓度可达50g/L以上。这些高浓度废水处理达标非常困难，处理成本高昂，生产企业难以承受。这种高浓度废水中主要含有糖分、粗蛋白、纤维素等，可作为微生物菌剂生产的廉价原料。我国目前畜禽养殖业每年排放的粪便及高浓度废水已达数十亿吨，环境污染严重；我国食用菌产量每年3千多万吨，大量菌渣也已经成为亟待解决的环境问题，将这些废弃物作为微生物肥料的生产原料，是资源化利用的有效途径。
解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)在自然界中分布广泛，是一种重要的生防菌，它通过产生抗生素、抗菌蛋白或多肽等活性物质来抑制植物病原细菌、真菌、病毒、线虫，从而起到生物防治的作用；同时它也是一类重要的植物根际促生细菌，表现出对多种植物促进生长的作用。例如，Idriss等报道解淀粉芽孢杆菌FZB45菌株具有肌醇六磷酸酶(phytase)活性，可以在缺磷的条件下刺激植物生长(Microbiology,2002,148:2097-2109)。申莉莉等报道解淀粉芽孢杆菌Ba33菌株可以促进烟草生产并且抑制烟草花叶病毒的增殖(吉林农业大学学报，2010，32：383～386)。李超等还报道了一株具有溶藻作用的解淀粉芽孢杆菌菌株DC1(环境科学学报，31:1602-1608)。
中国发明专利(申请号：201010518034.1)中公开了一株解淀粉芽孢杆菌Lx-11菌株，保藏编号为CGMCC No.3789，对水稻细菌性条斑病有良好的防治效果，培养该菌株采用的培养基为：大豆粉1％，豆饼粉2％，淀粉0.5％，酵母膏0.2％，玉米浆0.22％，氯化钠0.1％，碳酸氢钙0.18％。中国发明专利(申请号：200810231406.5)中公开了一株解淀粉芽孢杆菌YN-1菌株，保藏编号为CGMCC No.2328，能有效防治苹果褐斑病、小麦纹枯病等真菌病害，并筛选出了成本低廉的工业用培养基，组成包括：葡萄糖8～12g/L，玉米粉10～16g/L，黄豆饼粉10～16g/L。中国发明专利(申请号：201010264520.5)中公开了一株植物内生解淀粉芽孢杆菌TF28菌株，保藏编号为CGMCC No.4038，它能在植物体内定殖、繁殖和传导，可产生抗菌蛋白和脂肽类抗生素两种抗菌物质，具有防病促生作用，其液体培养基每1000mL由10g胰蛋白胨、5g酵母浸粉、10g NaCl配制而成。中国发明专利(申请号：200910273498.8)中公开了一株解淀粉芽孢杆菌EA19菌株，保藏编号为CCTCC M209316，对小麦根腐病菌、小麦根腐叶枯病菌、小麦全蚀病菌、小麦白绢病菌和小麦纹枯病菌均具有明显的抑菌活性，其发酵培养基组成：葡萄糖20克，牛肉膏8克，L-谷氨酸钠5克，MgSO4 0.5克，KCl 0.5克，KH2PO41克，FeSO4·6H2O 0.15毫克，MnSO4·H2O 5毫克，CuSO4·5H2O 0.16毫克，水1000毫升。中国发明专利(申请号：201110095116.4)中公开了一株解淀粉芽孢杆菌B-004菌株，保藏编号为CGMCC No.4557，它对番茄采后早疫病菌具有明显拮抗效果，其培养基中，碳源可为可溶性淀粉、藕粉、葡萄糖、乳糖、海藻糖、蔗糖等，氮源可为蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、NH4NO3、NH4Cl、(NH4)2SO4等，其他营养源可为含钾、铁、锌、钠、锰、镁及钙之类的金属盐等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种富硒微生物肥料及其制备方法，该富硒微生物肥料的制备方法能够降低生产成本，而且制备得到的富硒微生物肥料具有促进植物生长、防治植物病害、提高农产品硒含量的功能。
基于上述目的，本发明提供的一种富硒微生物肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)红枣加工废水预处理及植物促生菌液体培养基的制备
调节红枣加工废水的COD浓度为30～60g/L，然后加入硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠，加热溶解后调节pH到7.2～8.0，得到植物促生菌液体培养基；
(2)解淀粉芽孢杆菌液体种子的制备
向植物促生菌液体培养基中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌，培养后得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；
(3)液态发酵
向植物促生菌液体培养基中接种解淀粉芽孢杆菌液体种子，通无菌空气培养，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；
(4)固态发酵
以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的混合物作为固体培养基原料，将解淀粉芽孢杆菌的菌液加入到固体培养基原料中，静态堆置，通空气培养，得到固态发酵产物；
(5)富硒微生物肥料的制备
将固态发酵产物干燥，即得富硒微生物肥料。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述硫酸铵按照重量比为0.2％～0.5％加入到红枣加工废水中，所述磷酸氢二钾按照重量比为0.1％～0.2％加入到红枣加工废水中，亚砷酸钠按照重量比0.2％～0.5％加入到红枣加工废水中。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述加热为90～100℃加热5～10min，采用石灰水调节pH到7.2～8.0。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述培养为在35～40℃，120～200转/分振荡培养24～36小时。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，向植物促生菌液体培养基中接种体积比为2％～10％的解淀粉芽孢杆菌液体种子，在35～40℃，通无菌空气培养15～30小时；发酵液经平板细菌计数，活菌数都达到2×109CFU/毫升以上，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的重量比为1:1:(0.2～0.5)，将解淀粉芽孢杆菌的菌液按照重量比为5％～15％加入到固体培养基原料中，搅拌均匀，控制物料含水量为60％～70％，静态堆置，通空气培养6～9天。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，培养过程中每隔1～2天翻堆一次，并在60℃以上保持3～5天，解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，得到固态发酵产物。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，固态发酵产物经自然通风干燥，使解淀粉芽孢杆菌的芽孢比例达到80％以上，物料含水量降低到30％以下，孢子含量达到3×108个孢子/克以上。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，固态发酵产物中硒元素含量为100～500毫克/公斤，且80％以上为有机硒形态存在。
本发明从生产原料和生产过程两方面降低生产成本，同时增强富硒微生物肥料促进植物生长、防治植物病害的功能。
红枣加工废水中含有糖分、粗蛋白、纤维素等，可作为微生物菌剂生产的廉价原料。畜禽粪便中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素，是一种优质的微生物肥料的原料，畜禽粪便肥料化利用，不仅可以转害为利，而且可以降低农业生产成本。蘑菇渣是蘑菇生产后所余下的废料，由于其主要使用的是农作物秸杆等植物性原料合成，其粗蛋白、纤维素含量丰富，再经过发酵处理后，大部分粗蛋白及纤维已经分解，故是很好的微生物肥料的原料。秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦(TriticumaestivumL.)、水稻(OryzasativaL.)、玉米(ZeamayL.)和其他农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆还富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源。
由此可知，红枣加工废水、畜禽粪便、蘑菇渣和粉碎的秸秆等均含有丰富的营养物质，将其作为培养基原料，能够为解淀粉芽孢杆菌的生长提供丰富的营养物质，并在培养基原料中添加亚硒酸钠，由于解淀粉芽孢杆菌具有转化性富硒能力，经过液态发酵和固态发酵，可将无机硒转化为有机硒，从而制备得到富硒微生物肥料。
进一步的，本发明还提供了一种富硒微生物肥料，所述富硒微生物肥料根据所述的富硒微生物肥料的制备方法制备得到。
将制备得到的富硒微生物肥料应用于富硒小麦和富硒茶叶的生产，试验结果表明，处理组小麦籽粒(施加富硒微生物肥料)中的硒含量为56-110微克/公斤，达到了富硒小麦的标准，是对照组小麦籽粒(施用普通有机肥)中的硒含量的4.57倍～7.3倍。处理组茶叶(施加富硒微生物肥料)中的硒含量为281-533微克/公斤，达到了富硒茶叶的标准，是对照组茶叶(施用普通有机肥)中的硒含量的2.36倍～6.92倍。
与现有技术相比，本发明的富硒微生物肥料的制备方法具有以下有益效果：
本发明利用红枣加工废水、畜禽粪便、蘑菇渣、秸秆等作为培养基原料，添加亚硒酸钠，通过快速液态和固态培养解淀粉芽孢杆菌A3菌株，使无机态硒元素转化为有机态，制备具有促生长、抗病害、高效补硒作用的微生物肥料，该工艺生产成本低廉，操作简单，还可以使高浓度有机废水和生物质废弃物得到资源化利用。本发明生产的富硒微生物肥料用于粮食作物和经济作物的生产，可以显著提高农产品中硒的含量，显示出广阔的应用前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，下面实施例中所使用的菌株是由发明人从植物根际土壤中分离筛选出来的一株高效促进植物生长、拮抗植物病原菌的解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)A3菌株，该菌株于2012年10月15日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.6676，保藏单位地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编：100101；但不限于此，也可以是市售的。
实施例1
在本实施例中，富硒微生物肥料的制备方法包括以下步骤：
(1)红枣加工废水预处理及植物促生菌液体培养基的制备
将COD浓度为60g/L的高浓度红枣加工废水的COD浓度调节为50g/L，再按照重量比加入0.3％的硫酸铵、0.2％的磷酸氢二钾和0.3％的亚硒酸钠，于100℃加热5min，再用石灰水调节pH到7.5，得到植物促生菌液体培养基；其中，硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠均是根据红枣加工废水中的有机物质质量的百分比加入的，例如COD浓度为50g/L的红枣加工废水的体积为10L，即10L的红枣加工废水中的有机物质质量为500g，那么在10L红枣加工废水中加入的硫酸铵的质量为1.5g，加入的磷酸氢二钾的质量为1.0g，加入的亚硒酸钠的质量为1.5g；
(2)解淀粉芽孢杆菌液体种子的制备
向装有植物促生菌液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌，于35℃，150转/分振荡培养30小时，得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；
(3)液态发酵
向装有植物促生菌液体培养基的发酵罐中接种体积比为5％的解淀粉芽孢杆菌液体种子，于35℃，通无菌空气培养30小时；发酵液经平板细菌计数，活菌数都达到2×109CFU/毫升以上，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；
(4)固态发酵
以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的混合物作为固体培养基原料，三者重量比为1:1:0.3，混合均匀；将解淀粉芽孢杆菌的菌液按照重量比为10％加到固体培养基原料中，搅拌均匀，控制物料含水量为60％，静态堆置，通空气培养9天，培养过程中每隔1～2天翻堆一次，并在65℃以上保持3天，解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，得到固态发酵产物；由于在堆置发酵过程中需要保证提供充足氧气，以便料堆内的好氧微生物解淀粉芽孢杆菌的正常活动，随着料堆堆置时间的延长，料堆内的温度会逐渐升高，需进行翻堆，将堆料上下里面翻拌均匀，每隔1～2天翻堆一次，待解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，可结束发酵；
(5)富硒微生物肥料的制备
将固态发酵产物经自然通风干燥，使解淀粉芽孢杆菌的芽孢比例达到80％以上，物料含水量降低到30％以下，孢子含量达到3×108个孢子/克以上；固态发酵产物中硒元素含量约为300毫克/公斤，且80％以上为有机硒形态存在，即得富硒微生物肥料；富硒微生物肥料还可以进一步造粒，包装，保藏在阴凉干燥处。
实施例2
在本实施例中，富硒微生物肥料的制备方法包括以下步骤：
(1)红枣加工废水预处理及植物促生菌液体培养基的制备
将COD浓度为70g/L的高浓度红枣加工废水的COD浓度调节为40g/L，再按照重量比加入0.2％的硫酸铵、0.1％的磷酸氢二钾和0.2％的亚硒酸钠，于90℃加热10min，再用石灰水调节pH到7.2，得到植物促生菌液体培养基；其中，硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠均是根据红枣加工废水中的有机物质质量的百分比加入的，例如COD浓度为40g/L的红枣加工废水的体积为10L，即10L的红枣加工废水中的有机物质质量为400g，那么在10L红枣加工废水中加入的硫酸铵的质量为0.8g，加入的磷酸氢二钾的质量为0.4g，加入的亚硒酸钠的质量为0.8g；
(2)解淀粉芽孢杆菌液体种子的制备
向装有植物促生菌液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌，于35℃，120转/分振荡培养36小时，得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；
(3)液态发酵
向装有植物促生菌液体培养基的发酵罐中接种体积比为2％的解淀粉芽孢杆菌液体种子，于38℃，通无菌空气培养28小时；发酵液经平板细菌计数，活菌数都达到2×109CFU/毫升以上，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；
(4)固态发酵
以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的混合物作为固体培养基原料，三者重量比为1:1:0.2，混合均匀；将解淀粉芽孢杆菌的菌液按照重量比为5％加到固体培养基原料中，搅拌均匀，控制物料含水量为70％，静态堆置，通空气培养6天，培养过程中每隔1～2天翻堆一次，并在60℃以上保持4天，解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，得到固态发酵产物；由于在堆置发酵过程中需要保证提供充足氧气，以便料堆内的好氧微生物解淀粉芽孢杆菌的正常活动，随着料堆堆置时间的延长，料堆内的温度会逐渐升高，需进行翻堆，将堆料上下里面翻拌均匀，每隔1～2天翻堆一次，待解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，可结束发酵；
(5)富硒微生物肥料的制备
将固态发酵产物经自然通风干燥，使解淀粉芽孢杆菌的芽孢比例达到80％以上，物料含水量降低到30％以下，孢子含量达到3×108个孢子/克以上；固态发酵产物中硒元素含量约为100毫克/公斤，且80％以上为有机硒形态存在，即得富硒微生物肥料；富硒微生物肥料还可以进一步造粒，包装，保藏在阴凉干燥处。
实施例3
在本实施例中，富硒微生物肥料的制备方法包括以下步骤：
(1)红枣加工废水预处理及植物促生菌液体培养基的制备
将COD浓度为60g/L的高浓度红枣加工废水的COD浓度调节为30g/L，再按照重量比加入0.5％的硫酸铵、0.2％的磷酸氢二钾和0.5％的亚硒酸钠，于95℃加热6min，再用石灰水调节pH到8.0，得到植物促生菌液体培养基；其中，硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠均是根据红枣加工废水中的有机物质质量的百分比加入的，例如COD浓度为30g/L的红枣加工废水的体积为10L，即10L的红枣加工废水中的有机物质质量为300g，那么在10L红枣加工废水中加入的硫酸铵的质量为1.5g，加入的磷酸氢二钾的质量为0.6g，加入的亚硒酸钠的质量为1.5g；
(2)解淀粉芽孢杆菌液体种子的制备
向装有植物促生菌液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌，于35℃，150转/分振荡培养30小时，得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；
(3)液态发酵
向装有植物促生菌液体培养基的发酵罐中接种体积比为8％的解淀粉芽孢杆菌液体种子，于40℃，通无菌空气培养36小时；发酵液经平板细菌计数，活菌数都达到2×109CFU/毫升以上，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；
(4)固态发酵
以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的混合物作为固体培养基原料，三者重量比为1:1:0.5，混合均匀；将解淀粉芽孢杆菌的菌液按照重量比为15％加到固体培养基原料中，搅拌均匀，控制物料含水量为65％，静态堆置，通空气培养8天，培养过程中每隔1～2天翻堆一次，并在67℃以上保持3天，解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，得到固态发酵产物；由于在堆置发酵过程中需要保证提供充足氧气，以便料堆内的好氧微生物解淀粉芽孢杆菌的正常活动，随着料堆堆置时间的延长，料堆内的温度会逐渐升高，需进行翻堆，将堆料上下里面翻拌均匀，每隔1～2天翻堆一次，待解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，可结束发酵；
(5)富硒微生物肥料的制备
将固态发酵产物经自然通风干燥，使解淀粉芽孢杆菌的芽孢比例达到80％以上，物料含水量降低到30％以下，孢子含量达到3×108个孢子/克以上；固态发酵产物中硒元素含量约为500毫克/公斤，且80％以上为有机硒形态存在，即得富硒微生物肥料；富硒微生物肥料还可以进一步造粒，包装，保藏在阴凉干燥处。
实施例4
在本实施例中，富硒微生物肥料的制备方法包括以下步骤：
(1)红枣加工废水预处理及植物促生菌液体培养基的制备
将COD浓度为70g/L的高浓度红枣加工废水的COD浓度调节为60g/L，再按照重量比加入0.4％的硫酸铵、0.1％的磷酸氢二钾和0.4％的亚硒酸钠，于92℃加热8min，再用石灰水调节pH到7.8，得到植物促生菌液体培养基；其中，硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠均是根据红枣加工废水中的有机物质质量的百分比加入的，例如COD浓度为60g/L的红枣加工废水的体积为10L，即10L的红枣加工废水中的有机物质质量为600g，那么在10L红枣加工废水中加入的硫酸铵的质量为2.4g，加入的磷酸氢二钾的质量为0.6g，加入的亚硒酸钠的质量为2.4g；
(2)解淀粉芽孢杆菌液体种子的制备
向装有植物促生菌液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌，于35℃，150转/分振荡培养30小时，得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；
(3)液态发酵
向装有植物促生菌液体培养基的发酵罐中接种体积比为10％的解淀粉芽孢杆菌液体种子，于40℃，通无菌空气培养36小时；发酵液经平板细菌计数，活菌数都达到2×109CFU/毫升以上，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；
(4)固态发酵
以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的混合物作为固体培养基原料，三者重量比为1:1:0.4，混合均匀；将解淀粉芽孢杆菌的菌液按照重量比为12％加到固体培养基原料中，搅拌均匀，控制物料含水量为68％，静态堆置，通空气培养7天，培养过程中每隔1～2天翻堆一次，并在62℃以上保持5天，解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，得到固态发酵产物；由于在堆置发酵过程中需要保证提供充足氧气，以便料堆内的好氧微生物解淀粉芽孢杆菌的正常活动，随着料堆堆置时间的延长，料堆内的温度会逐渐升高，需进行翻堆，将堆料上下里面翻拌均匀，每隔1～2天翻堆一次，待解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，可结束发酵；
(5)富硒微生物肥料的制备
将固态发酵产物经自然通风干燥，使解淀粉芽孢杆菌的芽孢比例达到80％以上，物料含水量降低到30％以下，孢子含量达到3×108个孢子/克以上；固态发酵产物中硒元素含量约为400毫克/公斤，且80％以上为有机硒形态存在，即得富硒微生物肥料；富硒微生物肥料还可以进一步造粒，包装，保藏在阴凉干燥处。
本发明提供的富硒微生物肥料的施用方法为：在播种前，按照每亩100公斤的用量施入缺硒农田的土壤中，作为基肥使用；或者在入冬前，按照每亩100公斤的用量通过沟施方法施入农作物或经济作物根部附近的土壤中。
试验例1富硒微生物肥料应用于富硒小麦的生产
在华北平原的典型缺硒农田中，选择土质均匀的试验地6亩左右，富硒小麦与基地其他小麦管理方式保持一致，只是施肥有所不同。试验地划分为6块，分别对应6个处理，每个处理之间都有设有2米左右的隔离行。6个处理分别在常规施肥的基础上，补充施用普通有机肥(100公斤/亩)，3组平行实验作为对照组；补充施用富硒微生物肥料组(100公斤/亩)，3组平行实验作为处理组。作为基肥，在播种前一次性施入土壤。待小麦成熟后，检测籽粒中硒的含量。结果表明：对照组小麦籽粒中的硒含量为15-21微克/公斤；处理组小麦籽粒中的硒含量为56-110微克/公斤，达到了富硒小麦的标准，是对照组小麦籽粒(施用普通有机肥)中的硒含量的4.57倍～7.3倍。
试验例2富硒微生物肥料应用于富硒茶叶的生产
在华中地区的有机茶园选择茶树长势均匀的试验地6亩左右，实验茶树与基地其他茶树管理保持一致，只是施肥有所不同。试验地划分为6块，分别对应6个处理，每个处理之间都有设有2米左右的隔离行，6个处理分别在常规施肥的基础上，补充施用普通有机肥(100公斤/亩)，3组平行实验作为对照组；补充施用富硒微生物肥料组(100公斤/亩)，3组平行实验作为处理组。通过沟施方法，在入冬前将补充的肥料施入茶树根部附近的土壤中。春季按照统一标准采收、加工茶叶，检测茶叶中硒的含量。结果表明：对照组茶叶中的硒含量为77-119微克/公斤；处理组茶叶中的硒含量为281-533微克/公斤，达到了富硒茶叶的标准，是对照组茶叶(施用普通有机肥)中的硒含量的2.36倍～6.92倍。
本发明制备得到的富硒微生物肥料还可以用于富硒水稻、富硒玉米、富硒蔬菜、富硒水果等农产品的生产，可以显著提高农产品中的硒水平，使其达到相关国家标准。
由上述内容可知，本发明提供的富硒微生物肥料能够促进作物生长，提高农产品中硒的含量，并且具有一定的防治植物病害作用；还可以显著提高作物对养分的吸收利用率，从而减少化肥和农药的使用量，从而改善农田环境质量，提高农产品的品质。
综上所述，本发明利用红枣加工废水、畜禽粪便、蘑菇渣、秸秆等作为培养基原料，添加亚硒酸钠，通过快速液态和固态培养解淀粉芽孢杆菌A3菌株，使无机态硒元素转化为有机态，制备具有促生长、抗病害、高效补硒作用的微生物肥料，该工艺生产成本低廉，操作简单，还可以使高浓度有机废水和生物质废弃物得到资源化利用。本发明生产的富硒微生物肥料用于粮食作物和经济作物的生产，可以显著提高农产品中硒的含量，显示出广阔的应用前景。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)红枣加工废水预处理及植物促生菌液体培养基的制备
调节红枣加工废水的COD浓度为30～60g/L，然后加入硫酸铵、磷酸氢二钾和亚砷酸钠，加热溶解后调节pH到7.2～8.0，得到植物促生菌液体培养基；
(2)解淀粉芽孢杆菌液体种子的制备
向植物促生菌液体培养基中接种斜面保藏的解淀粉芽孢杆菌，培养后得到解淀粉芽孢杆菌液体种子；
(3)液态发酵
向植物促生菌液体培养基中接种解淀粉芽孢杆菌液体种子，通无菌空气培养，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液；
(4)固态发酵
以畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的混合物作为固体培养基原料，将解淀粉芽孢杆菌的菌液加入到固体培养基原料中，静态堆置，通空气培养，得到固态发酵产物；
(5)富硒微生物肥料的制备
将固态发酵产物干燥，即得富硒微生物肥料。
2.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述硫酸铵按照重量比为0.2％～0.5％加入到红枣加工废水中，所述磷酸氢二钾按照重量比为0.1％～0.2％加入到红枣加工废水中，亚砷酸钠按照重量比0.2％～0.5％加入到红枣加工废水中。
3.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述加热为90～100℃加热5～10min，采用石灰水调节pH到7.2～8.0。
4.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述培养为在35～40℃，120～200转/分振荡培养24～36小时。
5.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，向植物促生菌液体培养基中接种体积比为2％～10％的解淀粉芽孢杆菌液体种子，在35～40℃，通无菌空气培养15～30小时；发酵液经平板细菌计数，活菌数都达到2×109CFU/毫升以上，得到解淀粉芽孢杆菌的菌液。
6.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，畜禽粪便、蘑菇渣、粉碎的秸秆的重量比为1:1:(0.2～0.5)，将解淀粉芽孢杆菌的菌液按照重量比为5％～15％加入到固体培养基原料中，搅拌均匀，控制物料含水量为60％～70％，静态堆置，通空气培养6～9天。
7.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，培养过程中每隔1～2天翻堆一次，并在60℃以上保持3～5天，解淀粉芽孢杆菌活菌数达到3×108CFU/克以上，得到固态发酵产物。
8.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，固态发酵产物经自然通风干燥，使解淀粉芽孢杆菌的芽孢比例达到80％以上，物料含水量降低到30％以下，孢子含量达到3×108个孢子/克以上。
9.根据权利要求1所述的富硒微生物肥料的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，固态发酵产物中硒元素含量为100～500毫克/公斤，且80％以上为有机硒形态存在。
10.一种富硒微生物肥料，其特征在于，所述富硒微生物肥料根据权利要求1～9任一项所述的富硒微生物肥料的制备方法制备得到。
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