一种茶树专用防病促生复合微生物菌肥及其制备方法

2021-11-30李春维苏秋芹郑作芸

农业科技通讯 2021年11期

李春维苏秋芹郑作芸江巍罗昊

（龙岩市农业科学研究所福建龙岩364000）

我国是世界上最大的产茶国，茶叶也是我国主要的出口农产品之一，对农民增收和农业增长具有重要现实意义[1]。茶树是典型的叶用植物，对养分元素需求较大。现在茶农大都通过化肥、农药增加茶树营养供给量、防治茶树病虫害，达到增产、增收目的。化学药剂的长期大量使用，病原菌的抗药性日渐突显，给环境安全和人类健康带来严重危害，不但破坏了土壤结构，引起茶园土壤板结，而且加剧土壤酸化，污染农产品品质和环境[2]。

为了大力推进化肥减量提效和农药减量控害，需要积极探索出一条高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路，而利用微生物及其代谢产物控制病原菌来防治植物病虫害日益受到人们的重视。因此采用菌肥替代化肥、农药，保护自然环境和生态平衡非常有必要，因为它是环境友好、安全有效的病虫害防治方法，还能有效解决土壤板结、酸化的问题。目前茶园使用的微生物肥料主要是广谱肥料，营养成分不够，全面专用肥料很少，且由于茶园土壤酸度大，一般菌株难以适应茶园的土壤条件，复合微生物相互对抗，所以需要通过对菌种、添加物进行筛选，为开发适宜茶园的复合微生物肥料提供依据[3-4]。需要针对现有的茶树肥进行改进，生产一种能有效给茶树提供肥力，且不会导致土壤地力下降、板结等现象的肥料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

畜禽粪、花生粕、玉米粉、钙镁磷肥、菜籽、黄豆粉、麸皮、腐熟剂、复合微生物菌剂、硫酸锰、红糖。

所述的复合微生物菌剂由枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌分别接种、经液体培养基活化、干燥后按质量比1∶1 混合制得。畜禽粪为羊粪、鸡粪混合物，羊粪的含水量3%～6%，鸡粪的含水量为4%～8%，羊粪和鸡粪的质量比为3∶1。黄豆粉、玉米粉均为采用纳米研磨技术研磨的破细胞壁的微细粉，平均粒径12～23 nm。花生粕、菜籽饼、麸皮均为粉碎至细度18～22 目的粉末。

1.2 试验器材

电子秤、粉碎机、震荡器、喷雾干燥塔、造粒机、烘干机、筛分机。

1.3 枯草芽孢杆菌菌剂的制备

1.3.1 枯草芽孢杆菌的活化将枯草芽孢杆菌接种至无菌的BHI 液体培养基中，37℃，150 r/min 振荡培养24 h。

1.3.2 种子液的制备向种子液培养基中接入“1.3.1”制备的接种液，37℃，200 r/min 振荡培养 20 h。种子液培养基为2%豆粕、0.6%玉米淀粉、0.3%葡萄糖、0.3%酵母粉、0.06%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.2%硫酸氢二钾、0.1%磷酸二氢钾、水200 mL、pH 7.2。

1.3.3 枯草芽孢杆菌菌剂将枯草芽孢杆菌种子液接种到已灭菌的发酵罐中，发酵培养基为1%黄豆饼粉、0.4%玉米粉、0.2%葡萄糖、0.3%酵母浸膏、0.1%硫酸镁、0.02%硫酸锰、0.2%磷酸氢二钾、0.1%磷酸二氢钾、0.01%碳酸钙、pH 调为 7.0。发酵条件：培养温度37℃，溶氧不低于 40%，搅拌转速 100～500 r/min，通气量为 1∶（0.5～1.6）、罐压维持 0.06～0.08 MPa，适时添加适量消泡剂，pH 不低于 6.5，30 h 结束发酵，使活菌含量达到3.0×1010CFU/mL。将发酵液经真空浓缩为原体积的25%，浓缩后的发酵液用喷雾干燥塔进行喷雾干燥得到枯草芽孢杆菌菌粉。

1.4 解淀粉芽孢杆菌菌剂的制备

1.4.1 解淀粉芽孢杆菌的活化将解淀粉芽孢杆菌接种至 PDA 培养基中，30℃，150 r/min 振荡培养 24 h。

1.4.2 种子液的制备向种子液培养基中接入“1.4.1”制备的接种液，30℃，180 r/min 振荡培养 24 h。种子液培养基为2%酵母浸粉、2%葡萄糖、1%玉米粉、0.05%磷酸二氢钾、0.05%硫酸镁、0.3%碳酸钙、0.03%氯化钠、pH 6.5。

1.4.3 解淀粉芽孢杆菌菌剂将枯草芽孢杆菌种子液接种到已灭菌的发酵罐中，发酵培养基为2%酵母浸粉、2%蔗糖、1%玉米粉、0.05%磷酸二氢钾、0.05%硫酸镁、 0.3%碳酸钙、 0.03%氯化钠、 1%酵母粉、4%大豆蛋白粉，pH 7.0。发酵条件：培养温度31℃，溶氧不低于40%，搅拌转速200～400 r/min，通气量为1∶（0.9～1.6）、罐压维持 0.04～0.06 MPa，适时添加适量消泡剂，pH 不低于 7.0，48 h 结束发酵，使活菌含量达到4×1011CFU/mL。将发酵液经真空浓缩为原体积的25%，浓缩后的发酵液用喷雾干燥塔进行喷雾干燥得到解淀粉芽孢杆菌菌粉。

1.5 试验步骤

配比称取：用电子秤按照配方进行配比称取。

粉碎：用破壁机对各肥料原材料分组进行破壁粉碎。

步骤一：按质量份取畜禽粪（45）、花生粕（12）、玉米粉（10）、钙镁磷肥（7）、菜籽饼（5）、黄豆粉（5）、麸皮（10）、腐熟剂（1）、硫酸锰（0.5）、红糖（2.5）。

步骤二：在步骤一所得物中分别加入0.5∶1.5、1∶1、1.5∶0.5 的复合微生物菌剂（枯草芽孢杆菌∶解淀粉芽孢杆菌），混合均匀，疏松物料，增大氧气量，自然条件发酵5 个月，温度控制在48～52℃。不同试验处理设置见表1。

表1 不同试验处理设置

步骤三：发酵好的物料，经烘干机烘干脱水并粉碎过筛，达到细度68～80 目，得到茶树专用复合微生物菌肥。

2 结果与分析

各处理茶样对比APK 茶样分析结果见表2。

表2 各处理茶样对比APK 茶样分析结果

本发明的菌肥熟化土壤，使土壤形成一个松软肥厚的耕作层，增加有机质和氮、磷、钾养分，改善土壤水分和空气状况，克服了长期施用化肥带来的土壤酸化、板结的弊端，促进茶树的增产，同时有效地提高茶树的抗病虫害能力。具体有益效果如下。

（1）有效抗病，试验中采用本菌肥种植的茶树均未发生赤霉病、茶饼病、茶炭疽病。本试验制备的复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，2 个菌种同源性高，有协同作用，具有抗病的针对性，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌产生了抗菌物质，对病原菌有杀灭功效，调整了茶树根系周围微生物群落环境，平衡了土壤的营养元素。

（2）提高茶园单位面积茶芽密度、百芽重和茶叶产量，改善茶叶品质，促进茶梢生长，提早开采期。本发明的原料为菌类提供了最佳碳源、氮源、无机质，2 次发酵产生的产物包含了多种微量元素、有机质、无机质等均衡营养，为茶树持续提供长期吸收利用的养分，满足茶树不同时期的营养需求，钙镁磷肥提高了酸化土壤的pH，为茶树提供了一个适宜的生长环境。本发明的菌肥施用后茶园开采期能提早4～6 d，采摘期可延长8 d 左右。百芽重增加24%～30%，茶鲜叶产量提高25%～30%。

（3）本试验菌肥经过田间试验，明显提升了土壤生态环境，施用后根系生长旺盛，产品品质优良，显著降低茶树病虫害发病率。本试验的菌肥养分配比科学全面，枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌协同作用，不但产生了抗菌物质，还产生了氨基酸和脂类等物质，促进了植物的生长、发育等多种生命活动和平衡土壤的矿质养分，有利于茶树根系发育和养分吸收。