青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法技术

本发明专利技术涉及一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法，其具体步骤为：(1)大量高效菌株的制备，(2)无机有机混合钾肥的制备，(3)混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥的制备：接种于含钾矿物与工农业有机废物的混合料，在环境温度下活化后干燥造粒，用作混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥，浸出液体浓缩后作为液体钾肥。本发明专利技术提供利用青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备生物钾肥的方法及产品。真菌对矿物的溶解风化作用同样很强，利用真菌作为微生物菌剂，或用作活化非水溶性含钾矿物后制备微生物钾肥，可以拓宽我国解钾微生物的范围、丰富解钾菌种库，为研究解钾机理提供更多的基体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钾肥制备
，具体地说，是一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法。
技术介绍
钾是植物生长不可或缺的元素。植物体内钾含量一般为干物质重的0.3％至8％，约占灰分重量的50％左右，是大多植物活细胞中含量最高的无机离子。钾离子可以显著提高活细胞中多种酶及其它功能蛋白质的活性，促进钾糖类的合成，是调节植物细胞渗透势的最重要组分。我国可溶性钾资源极为匮乏，且地域分布不均。根据国家地质调查报告，96.4％的钾资源分布在青海察尔汗和新疆罗布泊盐湖的卤水中。我国年消费钾肥约1000万吨，受资源供给量的限制，我国约有500万吨钾肥完全依赖进口，钾肥市场价格经常受到国际垄断。由于价格偏高，相比磷肥、氮肥，我国农业钾肥施用量比例较低，70％-80％的耕地钾元素施用严重不足，严重制约农业健康发展，威胁国家粮食安全。同时由于化肥的大量使用，造成耕地板结，养分流失等问题。利用不溶性含钾岩石制备水溶性钾肥是大多数可溶性钾资源匮乏国家非常关注的议题。目前国内外的研究主要集中于细菌尤其是芽孢杆菌属的解钾能力以及菌剂的有效性方面，连宾等人申请的“两步转化法生产生物钾肥的方法及产品(CN101100400)”利用了胶质芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌复合菌剂进行生物浸出，而殷永娴等人申请的“硅酸盐细菌及含有硅酸盐细菌的肥料(CN1379083)”则是将一株土壤芽孢杆菌用作生物钾肥制剂。此外，假单胞<br>菌属、伯克霍尔德氏菌属的一些种以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌等菌种均具有一定的解钾效果，而对于真菌的解钾性能鲜有研究报道。硅酸盐细菌，即胶质芽孢杆菌等细菌具有解钾以及促进矿物溶解的能力，目前主要认为是因为在代谢过程中，硅酸盐细菌会产生有机酸等酸性代谢物，这些有机酸代谢物均具有促进钾元素释放同时促进矿物溶解的效果，同时硅酸盐细菌产生的胞外聚合物，可以帮助其粘附于矿物的表面，以在接触表面加强作用。而对于一些真菌，例如青霉属真菌的很多种均能产生大量的有机酸，例如草酸、柠檬酸等，且有机酸产生量相比细菌更大；同时青霉属真菌在代谢过程中还会排出大量的胞外聚合物。此外，真菌一般依附于固体生长，且真菌菌丝体大，不仅可以粘附在矿物表面，同时还可对小颗粒矿物进行包裹、甚至吸入菌体，这均会增强真菌对矿物的作用，促进解钾过程。国内外学者已经证明青霉属真菌可以很大程度的溶出非水溶性含磷矿物中的磷，唐文华等人申请的“一种草酸青霉菌、其菌剂及其制备方法、以及其制剂在解磷防病提高土壤肥力方面的应用”(CN1524949)等专利证明了青霉属真菌具有溶磷效果，同时能适用于多种土壤，有些菌株还具有显著的抑制植物病原菌的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法。本专利技术提供利用青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备生物钾肥的方法及产品。真菌对矿物的溶解风化作用同样很强，利用真菌作为微生物菌剂，或用作活化非水溶性含钾矿物后制备微生物钾肥，可以拓宽我国解钾微生物的范围、丰富解钾菌种库，为研究解钾机理提供更多的基体，同时在已有报道中，真菌青霉菌在农田实验上表现出了农业增产的效果，部分青霉菌还具有抑制植物病原菌、溶磷和促进作物生长的作用。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法，其具体步骤为：(1)大量高效菌株的制备选取具有解钾效果的青霉菌菌株，通过多步培养驯化，获得高效解钾真菌菌株，通过微生物反应器或发酵罐生产大量高效菌株；(2)无机有机混合钾肥的制备将活化菌株负载于通用吸附剂，混合无机钾肥后作为无机有机混合钾肥；(3)混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥的制备接种于含钾矿物与工农业有机废物的混合料，在环境温度下活化后干燥造粒，用作混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥，浸出液体浓缩后作为液体钾肥。解钾菌群的培养驯化方法：草酸青霉、赭绿青霉采用查氏培养基斜面培养，小刺青霉，简青霉采用麦芽汁琼脂斜面培养，放入隔水式恒温培养箱中活化5天，活化温度为30℃。之后用无菌超纯水冲洗斜面，得到孢子菌悬液，分别将不同种真菌的菌悬液接入乘装灭菌的液相培养液(培养基组成为30g/L蔗糖，3g/L硫酸铵，2g/L磷酸一氢钠，0.5g/L七水合硫酸镁，0.01g/L四水合硫酸亚铁，50g/L非水溶性含钾矿物)的三角烧瓶中，于全温摇床上驯化培养，培养条件为30℃。培养完成后，移取5mL培养液接入新鲜的灭菌液体培养液，继续驯化培养15天。由于培养液中不含有可溶性的钾，因此真菌菌体必须通过对非水溶性含钾矿物的溶解获得生长代谢所必须的钾。随着在无可溶性钾的环境中的培养，真菌在此条件下会不断被驯化，直到获得优良解钾菌株。在得到高效解钾菌株后，按照一定比例配比，即得到解钾菌群。培养驯化的解钾效果是由以下方法分析表征的：对于每次驯化培养的培养液，采用等离子体发射光谱(ICP)测试培养液中的元素含量(包括钾、铝、硅等元素)。当检测到的真菌释放元素浓度有显著提高后，表明经过驯化真菌的解钾效果得到了提高。扩大培养种子液的制备：将PDA无琼脂液体培养液100mL置于250mL烧瓶中，接入解钾菌群，于30℃的全温摇床中培养3天，作为扩大培养的种子液。混合解钾菌群的液态扩大培养：将高效解钾菌群在微生物反应器或发酵罐中进行扩大培养，培养液组成为30g/L蔗糖，3g/L硫酸铵，2g/L磷酸一氢钾，0.5g/L七水合硫酸镁，0.01g/L四水合硫酸亚铁，培养液pH保持在4.0以上，通风流量0.5到1.5vvm、搅拌旋转速率100到200rpm。无机有机混合钾肥的制备：利用通用的微生物肥料吸附剂，如草炭等，吸附扩大培养后的液态发酵物，将固态发酵物进行干燥造粒，为了使微生物钾肥在农田施用前期就能够为作物提供足够的可溶性钾，可以按比例混合可溶性钾肥，即得到无机有机混合钾肥。混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥：将液态扩大培养的解钾菌群接入含钾矿物与工农业有机废物的混合料(例如可利用淀粉、蔗糖、甘露或工农业有机废物作为碳源，肉膏、铵盐、硝酸盐、尿素等作为氮源)中，在环境温度下发酵15天以上，发酵过程应保持适当的湿度，每日对矿堆进行1～2次的喷淋，同时夏季温度较高时应避免矿堆的暴晒。发酵活化完成后，固体在小于40℃的条件下干燥并造粒，即得到混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥，根据需求选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法，其特征在于，其具体步骤为：(1)大量高效菌株的制备选取具有解钾效果的青霉菌菌株，通过多步培养驯化，获得高效解钾真菌菌株，通过微生物反应器或发酵罐生产大量高效菌株；(2)无机有机混合钾肥的制备将活化菌株负载于通用吸附剂，混合无机钾肥后作为无机有机混合钾肥；(3)混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥的制备接种于含钾矿物与工农业有机废物的混合料，在环境温度下活化后干燥造粒，用作混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥，浸出液体浓缩后作为液体钾肥。

【技术特征摘要】
1.一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥的方法，其特征在于，
其具体步骤为：
(1)大量高效菌株的制备
选取具有解钾效果的青霉菌菌株，通过多步培养驯化，获得高效解钾真
菌菌株，通过微生物反应器或发酵罐生产大量高效菌株；
(2)无机有机混合钾肥的制备
将活化菌株负载于通用吸附剂，混合无机钾肥后作为无机有机混合钾肥；
(3)混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥的制备
接种于含钾矿物与工农业有机废物的混合料，在环境温度下活化后干燥造
粒，用作混合非水溶性含钾矿物的微生物钾肥，浸出液体浓缩后作为液体钾
肥。
2.如权利要求1所述的一种青霉属真菌分解非水溶性含钾矿物制备钾肥
的方法，其特征在于，解钾菌群的培养驯化方法：草酸青霉、赭绿青霉采用
查氏培养基斜面培养，小刺青霉，简青霉采用麦芽汁琼脂斜面培养，放入隔
水式恒温培养箱中活化5天，活化温度为30℃；之后用无菌超纯水冲洗斜面，
得到孢子菌悬液，分别将不同种真菌的菌悬液接入乘装灭菌的液相培养液的
三角烧瓶中；培养基组成为30g/L蔗糖，3g/L硫酸铵，2g/L磷酸一氢钠，
0.5g/L七水合硫酸镁，0.01g/L四水合硫酸亚铁，50g/L非水溶性含钾矿物；
于全温摇床上驯化培养，培养条件为30℃；培养完成后，移取5mL培养液接
入新鲜的灭菌液体培养液，继续驯化培养15天。
3.如权利要求1所述的一种青霉属真菌分解非水...

【专利技术属性】
技术研发人员：于建国，帕德瑞兹以色列，宋淼，李平，刘金峰，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31