專利名稱：：植酸酶菌劑肥料及其生產方法與應用的制作方法
技術領域：
：本發明屬于生態農業
技術領域：
，涉及微生物制劑，特別是一種植酸酶菌劑肥料和生產方法以及采用植酸酶菌劑作為生物肥料來應用。
背景技術：
：-我國農業生產廣泛使用化肥。我國是世界上使用化肥、農藥數量最大的國家。廣施化肥不僅造成了土壤污染，還通過農田徑流加重了水體有機污染和富營養化污染，甚至影響到地下水和空氣。超高量施用化肥也破壞耕地的土壤結構。降低農產品的品質，病蟲害發生率提高。同時，化肥生產的超常發展，加速了礦質資源的耗竭。曰漸成為威脅農業生產可持續發展的一大問題。正確引導農民合理調整施肥結構、研制推廣肥效明顯無污染的新型肥料，以實現農業生產增產增收、改善農產品品質、恢復和提高土壤可持續生產能力，是當前農業生產發展方向。植酸酶(歷jo-Inositol-hex即hosphate-phosphohyolrolase)可使植酸降解成肌醇和磷酸。劉麗麗等報道了植酸酶分泌菌株的篩選研究{天津師范大學學報，2006，26(2)19-22}。中國專利CN1552872A公開了一種耐熱植酸酶及其基因的克隆和表達。劉麗麗，楊文博等報道了植酸酶基因工程菌菌株可制成微生物菌劑。{細菌耐熱植酸酶基因的克隆及表達，微生物學通報，2004，36(4):71-76}。但關于植酸酶菌劑肥料和生產方法以及采用植酸酶菌劑來提高土壤肥力，促進植物生長的應用，尚未見文獻報道。
發明內容本發明的一個目的是提供一種植酸酶菌劑肥料。本發明的另一個目的是提供一種植酸酶菌劑肥料的生產方法。本發明的再一個目的是提供植酸酶菌劑應用于增加土壤肥力、促進植物生長和提高作物產量的方法。本發明的技術內容如下一種植酸酶菌劑肥料，其特征在于它是由植酸酶菌株和發酵培養基組成，菌劑中活菌數^l億個/mL。本發明所述的植酸酶菌劑肥料，其中的植酸酶菌株(芽孢桿菌Aa"W"ssp.)是植酸酶基因工程菌株(植酸酶基因工程菌株SDLTP02來源于博士論文數據庫劉麗麗，2000級，微生物學專業，資源細菌及工程研究方向，論文題目磷細菌溶磷動力學的研究及酶解植酸基因工程菌的構建，2004年4月)。本發明所述植酸酶菌劑肥料的發酵培養基各成分配比為麩麩皮20-40%、葡萄糖5-20%、(NH4)2HP045-20%、K2HP040.1-1%、MgS047H200.1-1%、NaCl2—10%，其余為水。優選的發酵培養基的各成分配比為麩皮35g、葡萄糖2g、(NH4)2HP0410g、K2HP040.2g、MgS047H200.lg、NaCl2g，水100mL。本發明所述植酸酶菌劑肥料的生產方法，其特征在于包括的步驟-(1)取植酸酶基因工程菌株SDLTP02斜面菌種2-4環接入肉湯培養基中，在35-45C震蕩培養24-36h，獲得種子液；(2)以5-20%種子液的接種量轉接于發酵培養基中，35-45"C，培養24-48h，制成菌劑，低溫保存，備用。本發明所述的肉湯培養基的制備為稱取蛋白胨5g、牛肉膏3g、NaCl5g和MnS04H205mg，用蒸餾水溶解，定容至1L，pH7.0-7.2。本發明所述發酵培養基的制備方法為稱取麩皮20-40%、葡萄糖5-20%、(NH4)2HP045-20%、K2HP040.1-1%、MgS04-7H200.1-1%、NaCl2-10%，其余為水，pH7.0-7.2。優選的制備方法為稱取麩皮35g、葡萄糖2g、(NH4)2HP0410g、K2HP040.2g、MgS047H200.lg、NaCl2g，水lOOmL。pH7.0-7.2。本發明進一步提供了植酸酶菌劑肥料在提高植物光合速率方面的應用。本發明更進一步提供了植酸酶菌劑肥料在促進植物生長方面的應用。本發明同時也提供了植酸酶菌劑肥料在增加植物對氮、磷、鉀吸收方面的應用。本發明同時也詳細描述了植酸酶菌劑肥料在提高植物產量方面的應用。本發明所述的植物為蔬菜、果樹、小麥或玉米。本發明所述的應用方法為在容器內裝入過篩的干燥摻混土壤，播種植物株，定期定量澆水，然后將植酸酶菌劑施于種子正下方23cm處，植酸酶液體菌劑的施用量:50200mL/kg，3個月后收獲，分別測定試驗結果。實驗結果證實施用一定劑量的植酸酶菌劑可將土壤中的大部分不能被植物吸收的植酸磷，轉化為可被植物吸收的無機磷。特別是植酸酶菌劑可應用于小麥、玉米、苜蓿等經濟植物。當施用菌劑后，小麥苗和玉米的光合作用速率明顯加強；提高了小麥苗和玉米苗的干重；提升了玉米的根活力；促進了植物對氮、磷、鉀的吸收，小麥苗和玉米苗的氮、磷、鉀含量明顯增加；提高了苜蓿的產量。本發明采用天津師范大學微生物實驗室保藏的植酸酶基因工程菌菌株SDLTP02(植酸酶基因工程菌株SDLTP02來源于博士論文數據庫劉麗麗，2000級，微生物學專業，資源細菌及工程研究方向，論文題目磷細菌溶磷動力學的研究及酶解植酸基因工程菌的構建，2004年4月)，相關的發明專利(耐熱植酸酶基因的克隆及表達，專利號CN1552872A)公開了一種耐熱植酸酶及其基因的克隆和表達。本發明的植酸酶菌劑與現有技術公開的各種菌劑相比所具有的積極效果在于本發明的植酸酶菌劑，可將土壤中的大部分不能被植物吸收的植酸磷，轉化為可被植物吸收的無機磷。同時還可以促進植物對氮、磷、鉀的吸收。微生物的生長代謝活動可改善土壤的活性。通過微調土壤的酸堿度，進一步改善了土壤的性能，延長了肥效。特別是植酸酶菌劑可應用于小麥、玉米等經濟植物。本發明的植酸酶基菌劑本身不含對環境有害的物質，制作成本低，是一種具有肥效好，可改善土壤活性的微生物肥料，能夠創造出非常大的經濟效益。圖1植酸酶菌劑對小麥苗光合速率的影響。圖2植酸酶菌劑對小麥苗地上部分干重的影響。圖3植酸酶菌劑對小麥苗地上部分全氮、磷、鉀含量的影響。圖4植酸酶菌劑對玉米苗光合速率的影響。圖5植酸酶菌劑對玉米苗地上部分干重的影響。圖6植酸酶菌劑對玉米苗地上部分全氮、磷、鉀含量的影響。具體實施方式-下面結合實施例對本發明做進一步的描述。這些實施例僅是對本發明的典型描述，但本發明并不限于此。需加以說明的是本發明所采用的植酸酶基因工程菌株SDLTP02(植酸酶基因工程菌株SDLTP02來源于博士論文數據庫劉麗麗，2000級，微生物學專業，資源細菌及工程研究方向，論文題目磷細菌溶磷動力學的研究及酶解植酸基因工程菌的構建，2004年4月)由天津師范大學微生物實驗室保藏。公眾參考上述文獻可以自制。實施例l:取斜面菌種3環接入100ml的種子(肉湯)培養基中，37'C，震蕩培養24h。將20ml的種子液(20%，體積)的接種量轉接于100ml的發酵培養基中，37"，培養48h，制成菌劑。菌劑中活菌數》l億個/mL，4'C下保存備用。其中種子(肉湯)培養基的制備稱取稱取蛋白胨5g、牛肉膏3g、NaCl5g和MnS04H205mg，用蒸餾水溶解，定容至1L，pH7.0-7.2。發酵培養基的制備稱取麩皮35g、葡萄糖2g、(NH4)2HP0410g、K2HP040.2g、MgS04*7H200.lg、NaCl2g，水100mL,pH7.0-7.2。菌劑的活菌數測量方法采用沈萍等提供的方法(沈萍，范秀容，李廣武.微生物學實驗(第三版).北京高等教育出版社，2003)。測定結果菌劑中活菌數1.5億個/mL。實施例2:取斜面菌種4環接入100ml的種子(肉湯)培養基中，4(T€,震蕩培養36h。將15ml的種子液(15%，體積)的接種量轉接于100ml的發酵培養基中，40°C,培養24h，制成菌劑。菌劑中活菌數^l億個/mL,4'C下保存備用。其中種子(肉湯)培養基的制備稱取稱取蛋白胨5g、牛肉膏3g、NaCl5g和MgS047H205mg，用蒸餾水溶解，定容至1L，pH7.0-7.2。發酵培養基的制備稱取麩皮40g、葡萄糖5g、(NH4)2HP0415g、K2HP040.4g、MgS047H200.3g和NaCl8g，水100mL，pH7.0-7.2。菌劑的活菌數測量方法采用沈萍等提供的方法(沈萍，范秀容，李廣武.微生物學實驗(第三版).北京高等教育出版社，2003)。菌劑中活菌數1.5億個/mL。實施例3用實施例1得到的植酸酶菌劑進行盆載小麥試驗，于2006年3月1日6月1日在天津師范大學進行。試驗于3月1日播種，6月1日收獲。試驗用盆規格為28.2x30咖。每盆裝過3.0mm篩干燥摻混土壤12.5kg，播種20粒，定植15株。定期定量澆水，各實驗組實施水平嚴格一致。植酸酶菌劑施于種子正下方23cm處。試驗設5個實驗組，每個實驗組設置3次重復。各實驗組分別為空白對照組(CK)植酸酶菌劑(液體)施用量50mL，100mL,150mL，200mL(1)植酸酶菌劑對小麥光合速率的影響分別于2006年4月1日10:00a.m.和6月1日10:00a.m.測定小麥苗光合速率。測定條件為光強700nmoHn、—1,室溫25'C。測定結果(測定方法參照Li-6400光合儀儀器使用說明書)見圖1所示。圖l植酸酶菌劑對小麥苗光合速率的影響。從圖l可以看出，施用菌劑后，小麥苗光合作用速率在2個月內明顯加強。并隨菌劑施用量增加，小麥苗光合速率相應提高，并顯著高于對照組。(2)植酸酶菌劑對小麥苗地上部分干重的影響小麥苗干重于2006年6月1日測量(測定方法見張志良，翟偉菁.植物生理學實驗指導(第3版)，高等教育出版社，北京2004-3第3次印刷.)。植酸酶菌劑對小麥苗地上部分干重的影響見圖2和表1，圖2植酸酶菌劑對小麥苗地上部分干重的影響。表1植酸酶菌劑對小麥苗地上部分干重的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</table>從圖2與表1分析，施用菌劑150mL時，小麥苗地上部分干重于對照組有極顯著(0.01水平)差異。(3)植酸酶菌劑對小麥苗全氮、全磷、全鉀含量的影響(測定方法見彭建偉，宋海星.植物科學實驗中心，植物營養學實驗技術植物營養學實驗指導)。表2植酸酶菌劑對小麥苗地上部分全氮含量的影響<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage8</formula>表3植酸酶菌劑對小麥苗地上部分全磷含量的影響<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage8</formula>表4植酸酶菌劑對小麥苗地上部分全鉀含量的影響<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage8</formula>圖3，表2，表明施用菌劑提高了小麥苗全氮含量，且隨處理水平的增加，全氮含量增加。根據圖3表3分析，分別施用菌劑100mL、150mL,小麥苗全磷含量高于對照，且有極顯著差異。上述小麥苗磷素含量增加，這與小麥苗吸收磷素量的增加有一定的關系。由圖3表4可以看出，施用菌劑200mL,小麥苗全鉀含量高于對照，且有極顯著差異。實施例4用實施例1得到的植酸酶菌劑進行盆載玉米試驗，于2006年5月1日8月1日在天津師范大學進行。試驗于5月1日播種，8月1日收獲。試驗用盆規格為28.2x30cm。每盆裝過3.0mm篩干燥土壤12.5kg，播種10粒，定植5株。定期定量澆水，各實驗組實施水平嚴格一致。菌劑施于種子正下方23cm處。試驗設5個實驗組，每個實驗組設置3次重復。各實驗組分別為空白對照(CK)植酸酶菌劑(液體)施用量(mL):50，100，150，200(1)植酸酶菌劑對玉米苗光合速率的影響分別于2006年6月2日10:00a.m.和8月1日10:00a.m.測定玉米苗光合速率。測定條件為光強700jimoHn、—1，室溫26'C。測定結果(測定方法參照Li-6400光合儀儀器使用說明書)見圖4所示。由圖4分析，各實驗組內均有差異。其中8月1日測定值中，菌劑各水平，光合作用速率顯著高于對照。但各實驗組間光合速率平均表現相差不大。(2)植酸酶菌劑對玉米苗地上部分干重的影響表5植酸酶菌劑對玉米苗地上部分干重的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>玉米苗干重測量于2006年8月1日進行。由圖5，表5分析，菌劑不同水平處理實驗，玉米苗地上部分干重均顯著高于對照組。(3)植酸酶菌劑對玉米苗根活力的影響根系活力是指根系與呼吸強度、吸收能力、催化能力有關的能力指標，它能夠很好地反映出根系的生長發育旺盛程度。根活力的測定方法采用TTC還原法(萊陽農學院植物生理學教研室主編.植物生理學實驗指導，2005.張志良，瞿偉箐.植物生理學實驗指導(第三版).北京高等教育出版社，2003.)。在本試驗條件下，各實驗組玉米苗根系活力測定結果見表6。各實驗組與對照組相比，有極顯著差異。表6植酸酶菌劑對玉米苗根活力(四氮唑還原強度)的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(4)植酸酶菌劑對玉米苗全氮、全磷、全鉀的影響(測定方法見彭建偉，宋海星.植物科學實驗中心，植物營養學實驗技術植物營養學實驗指導。表7植酸酶菌劑對玉米苗地上部分全氮含量的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表8植酸酶菌劑對玉米苗地上部分全磷含量的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由圖6，表7、8、9可以看出，施用菌劑100mL時，玉米苗全氮含量與對照組相比，有顯著差異，差異顯著(0.05水平)。施用菌劑后各實驗組的玉米苗全磷含量均顯著高于對照組。且差異極顯著(O.Ol水平)。施用菌劑各處理，玉米苗全鉀含量與對照組相比均有提高，各處理組的全鉀含量，隨處理量不同，玉米苗吸收鉀元素增加。實施例5用實施例1得到的植酸酶菌劑進行盆載阿爾岡金紫花苜蓿試驗，于2006年5月1日7月1日在天津師范大學進行。試驗于5月1日播種，7月1日收獲。試驗用盆規格為28.2x30cm。每盆裝過3.0mm篩干燥土壤12.5kg。播種。定期定量澆水，各實驗組實施水平嚴格一致。菌劑施于種子正下方23cm處。試驗設5個實驗組，每個實驗組設置3次重復。各實驗組分別為空白對照(CK)植酸酶菌劑(液體)施用量(mL):50，100，150，200表10植酸酶菌劑對苜蓿地上部分鮮重的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>苜蓿干重測定結果(g)8.0CB9.2BB11.7AA8.8BCD9.3BD實驗結果表明，在植酸酶菌劑進行盆載阿爾岡金紫花苜蓿試驗中植酸酶菌劑可以提高苜蓿的鮮重和干重，即可以提高苜蓿的產量。在詳細說明的較佳實施例之后，熟悉該項技術人士可清楚地了解，在不脫離上述申請專利范圍與精神下可進行各種變化與修改，凡依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍。且本發明亦不受限于說明書中所舉實例的實施方式。權利要求1、一種植酸酶菌劑肥料，其特征在于它是由植酸酶菌株和發酵培養基組成，菌劑中活菌數≥1億個/mL。2、如權利要求1所述的植酸酶菌劑肥料，其中發酵培養基的各成分配比為麩皮20-40%、葡萄糖5-20%、(NH4)2HP045-20%、K2HP040.1-1%、MgS047H200.1-1%、NaCl2-10%,其余為水。3、如權利要求2所述的植酸酶菌劑肥料，其中發酵培養基的各成分配比為麩皮35g、葡萄糖2g、(NH4)2HP0410g、K2HP040.2g、MgS047H200.lg、NaCl2g，水lOOrnL。4、一種植酸酶菌劑肥料的生產方法，其特征在于包括的步驟(1)取植酸酶菌株斜面菌種2-4環接入肉湯培養基中，在35-45°C，震蕩培養24-36h，獲得種子液；(2)以5-20%種子液的接種量轉接于發酵培養基中，35-45'C，培養24-48h，制成菌劑，低溫保存，備用。5、如權利要求4所述的植酸酶菌劑肥料的生產方法，其中的發酵培養基的制備為麩皮20-鄉、葡萄糖5-20%、(NH4)2HP045-20%、K2HP040.1-1%、MgS047H200.1-1%、和NaCl2-10%，其余為水，pH7.0-7.2。6、權利要求1所述植酸酶菌劑肥料在提髙植物光合速率方面的應用。7、權利要求l所述植酸酶菌劑肥料在促進植物生長方面的應用。8、權利要求1所述植酸酶菌劑肥料在增加植物對氮、磷、鉀吸收方面的應用。9、權利要求l所述植酸酶菌劑肥料在提高植物產量方面的應用。10、如權利要求6、7、8或9所述的應用，其中的植物為蔬菜、果樹、小麥或玉米。全文摘要本發明涉及一種植酸酶菌劑肥料及其生產方法與應用。它是由植酸酶菌株和發酵培養基組成，菌劑中活菌數≥1億個/mL。本發明的植酸酶菌劑，可將土壤和畜禽糞便中的不能被植物吸收利用的植酸磷，轉化為可被植物吸收的無機磷營養。植酸酶菌劑肥料可以促進植物對氮、磷、鉀的吸收，促進植物的生長和發育。通過微生物的代謝活動，可改善土壤結構，調節土壤的活性，進一步改善土壤的性能，增加土壤的肥力。本發明的菌劑具有活菌數高、保存期長、生產工藝簡單和易于實現自動化生產等優點，特別適用于蔬菜、果樹、小麥、玉米等經濟植物的施肥。文檔編號C05F11/08GK101195543SQ20071006030公開日2008年6月11日申請日期2007年12月18日優先權日2007年12月18日發明者劉麗麗,陳立新申請人:天津師范大學