[01529048]胶冻样类芽孢杆菌肥料制剂生产工艺及其应用

胶冻样类芽孢杆菌具有分解土壤中钾、硅等多种矿物质、产生作物生长物质、提高产量和改进品质的作用，该制剂可广泛应用于缺钾土壤和喜钾作物。中国现有18.3亿亩耕地，其中一半缺磷缺钾，再加上中国喜钾作物种类繁多，因此胶冻样类芽孢杆菌肥料制剂应用前景广阔。市场常用的胶冻样类芽孢杆菌肥料制剂菌株解钾活性低，发酵水平低，通常在4.0×10^8cfu/g左右，产品制备多采用发酵液直接分装或发酵液与载体直接混合吸附，无后处理工艺；因而微生物菌剂粉剂产品含水量多在35%左右，含菌量在2.0×10^8cfu/g左右；颗粒剂产品含水量20%左右，含菌量1.0×10^8cfu/g左右；保质期3个月至1年。致使同类产品在实际应用中接种量低，应用效果不稳定，极大的限制了微生物肥料的推广应用和产业的发展。针对胶冻样类芽孢杆菌肥料制剂工业化生产及其应用存在的问题，经5年试验研究，从高阳县马铃薯地等8份土样分离到的68个菌株中筛选出高解钾功效且对土壤病原微生物具有拮抗活性的胶冻样类芽孢杆菌HB-02菌株，经135次平板和摇瓶探索，100余批次发酵罐工艺试验，3万多个数据综合分析，实现了菌株高活性、多功效化和发酵液后处理工艺两方面创新，形成胶冻样类芽孢杆菌肥料制剂工业化生产工艺，开发出高活菌量芽孢粉剂，突破了活菌数、含水量、保质期三个技术关键，通过新型工艺研制出微生物菌剂产品，已获得农业部肥料登记，登记证号为微生物肥(2009)临字(0883)号。两个技术创新：①筛选到了高活性、多功效菌株：筛选的胶冻样类芽孢杆菌HB-02菌株，能从钾铝酸盐中解离出多种中微量元素，显著优于商品化常用菌株；还对小麦根腐病、棉花黄枯萎病、小麦赤霉病等土传病原微生物具有明显的拮抗活性；且该菌株在低氧环境下也具有高的解钾活性。②后处理工艺与制剂形式上实现创新：以摇瓶发酵工艺为基础，建立了20吨发酵罐产芽孢工艺，发酵周期36h左右，生物量达到8.9×10^8cfu/mL，芽孢形成率95%以上。该研究开创性的确立了发酵液“离心浓缩+闪蒸干燥”后处理工艺，研制出胶冻样类芽孢杆菌菌粉，属国内首创。该制剂细度达200目以上，悬浮性好，可以采用浸种、穴施等多种方法使用。三个技术关键：①芽孢含量高：胶冻样类芽孢杆菌菌粉生物量高达2.13×10^10cfu/g，收率95%。②含水量低：含水量≤5%。③保质期长：保质期超过2年。项目研究成果已在除河北众邦生物技术有限公司外3家企业进行了推广应用，取得了国家农业部产品临时和正式登记，企业实现经济效益3047.5万元。经河北省土壤肥料总站、保定市土壤肥料工作站和河南省南阳市土壤肥料站等单位在河北、河南50多个县市应用推广242万亩，创造经济效益1.6亿元。应用实践证实，该制剂在多种作物上增产增收效果明显，不仅可降低钾肥用量，保护生态环境，且亩投入成本降低。发表学术论文5篇；培养博士2名，硕士2名。经河北省科技情报研究院查新，该研究国内外文献中未见相同报道；由河北省科技厅组织国内同行专家鉴定为“国际先进水平”。经省内外应用，该研究成果经济、社会和生态效益显著。