一种利用水果垃圾制备水稻育秧调酸菌剂的方法

技术领域

本发明涉及水稻育秧调酸剂技术领域，具体涉及一种利用水果垃圾制备水稻育秧调酸菌剂的方法。

背景技术

水稻立枯病是由镰刀菌、丝核菌引起的，是水稻秧苗极易发生的病害，严重时可导致水稻秧苗大片死亡。在水稻育秧土pH＞6时，水稻立枯病极易发生。此外，水稻本身就是喜弱酸的农作物，其根系正常生长的适宜pH值为4.5-5.5，偏酸性的苗床环境有利于提高矿物质等营养元素的有效性，有利于消化作用、氧化作用与益生菌的活动。因此，水稻种植户通常采用育秧土调酸的方式来防治立枯病、促进水稻秧苗生长。

硫酸是最常用的水稻育秧调酸剂，水稻种植户通常将浓硫酸稀释后来调节育秧土pH。硫酸作为无机强酸使用不当、掺混不匀极易对水稻根系造成损伤。以硫酸作为调酸剂还存在持效性差的问题，育秧土本身存在酸碱缓冲能力，加上育秧过程中浇水、喷药、喷肥等操作，均会不断提高育秧土pH。

因此，需要一种对水稻无害、可以持续产生酸性的水稻育秧调酸剂可以在整个水稻育秧期使用，持续调节水稻育秧土pH。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种利用水果垃圾制备水稻育秧调酸菌剂的方法。本发明利用水果垃圾来制备水稻育秧调酸剂，属于废弃物再利用；并且制备得到的水稻育秧调酸剂为发酵产品，对水稻无害；利用发酵液酸性及微生物的泌酸能力，达到持续维持水稻育秧土pH的功能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种利用水果垃圾制备水稻育秧调酸菌剂的方法，包括以下步骤：

将曲霉菌种子液接种到含有水果垃圾的发酵培养基中进行发酵，发酵完成得到发酵液，发酵液离心提取上清液，得到酸性液体。

本发明中的水果垃圾是指废弃果皮、果核、果肉，以及腐烂的水果。在垃圾分类中属于湿垃圾。

优选的，水果垃圾在发酵前依次进行清洗和消毒；所述消毒为：将清洗后的水果垃圾加入NaCl溶液中，加热至50-70℃，保温24-48个小时。

优选的，所述水果垃圾与NaCl溶液的质量比为1：(2～5)；所述NaCl溶液的浓度为0.1％-0.5wt％。

优选的，所述曲霉种子液包括黄曲霉种子液和黑曲霉种子液，黄曲霉种子液和黑曲霉种子液的质量比为1：1；所述黄曲霉种子液由黄曲霉菌接种到液体培养基中，培养得到；所述黑曲霉种子液由黑曲霉菌接种到液体培养基中，培养得到；所述黄曲霉菌和黑曲霉菌的接种量分别为7-10wt％；

优选的，所述培养为20-30℃下培养48h。

所述黄曲霉菌的菌种保藏号：CICC 2091；保藏于中国工业微生物菌种保藏管理中心。

所述黑曲霉菌的菌种保藏号为：ATCC9142；保藏于美国典型培养物保藏中心。

本发明所用黄曲霉菌和黑曲霉菌均可通过商业途径购买。

优选的，所述培养为20-30℃下培养48h。

优选的，步骤(2)中，所述液体培养基由蛋白胨2-3g/L，葡萄糖1-2g/L，K

优选的，步骤(3)中，所述发酵培养基由以下重量份数的原料组成：

水果垃圾50-70份、葡萄糖10-20份、玉米浆5-10份、FeSO

优选的，步骤(3)中，所述曲霉种子液的接种量为发酵培养基的5-7wt％；

优选的，所述灭菌处理为100℃下保持10-15min。

优选的，步骤(3)中，所述发酵为25-30℃下通气搅拌48个小时；

优选的，通气量为0.3-0.5L/(min·L)；

优选的，所述搅拌的速度为300-400r/min；

优选的，所述离心的速度为8000-10000r/min。

本发明的第二方面，提供酸性液体在制备水稻育秧调酸菌剂中的应用。

本发明的第三方面，提供一种水稻育秧调酸菌剂，所述水稻育秧调酸菌剂以酸性液体为有效成分；所述水稻育秧调酸菌剂在水稻育秧前拌土使用或育秧过程中采用冲施、喷淋或喷雾使用。

优选的，拌土使用的用量为拌土量的1％-20％；冲施、喷淋或喷雾的用量为1-20mL/m

本发明的有益效果：

1、本发明利用水果垃圾来制备水稻育秧调酸剂，属于废弃物再利用，提高垃圾的利用率，绿色环保。

2、本发明所制备的水稻育秧调酸剂为发酵产品，对水稻无害；利用发酵得到的发酵液的酸性及微生物的泌酸能力，达到持续维持水稻育秧土pH的功能；并且还能预防水稻疾病的发生。

3、本发明的制备方法简单、原料易得，制备的水稻育秧调酸剂成本低、使用便捷。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术部分介绍的，水稻育秧调酸所使用的酸使用不当会损伤水稻根系，并且调酸的持效性差。基于此，本发明的目的是提供一种利用水果垃圾制备水稻育秧调酸菌剂的方法。本发明利用水果垃圾作为发酵培养基的主要原料，通过接种曲霉菌进行发酵，得到的发酵液离心得上清液，即为水稻育秧调酸菌剂。该水稻育秧调酸菌剂为发酵产品，对水稻无害；利用发酵液的酸性及微生物的泌酸能力达到持续维持水稻育秧土pH的功能。菌种发酵后得到的发酵液中的酸性物质必须能够既不对水稻根系产生损伤，还能有效调并持续节育秧土的pH值。发明人经过研究发现，当黑曲霉菌和黄曲霉菌按照1：1的质量比接种后，发酵液的调酸效果最优。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。

说明：对比例所用德氏乳酸杆菌的菌种保藏号：CICC 6045；巴氏醋杆菌的菌种保藏号：CICC 20001；德氏乳酸杆菌和巴氏醋杆菌均可通过商业途径购买得到。

实施例

一种利用水果垃圾制备水稻育秧调酸剂的方法，生产方法为：

步骤(1)：将10kg水果垃圾洗去泥沙放入不锈钢罐中，加入35kg 0.3wt％的NaCl溶液，保持60℃，静置24个小时，得到消毒后的水果垃圾。

步骤(2)：将黑曲霉接种到7L液体培养基中，黑曲霉接种量为液体培养基质量的8wt％，液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

将黄曲霉接种到7L液体培养基中，黄曲霉接种量为液体培养基质量的8wt％，液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

步骤(3)：向100L发酵罐中加入消毒后的水果垃圾10kg、葡萄糖4kg、玉米浆1.5kg、FeSO4 0.02kg、K2HPO4 0.08kg、NaCl 0.006kg、MgSO4 0.06kg、CaCO3 10kg得到发酵培养基。

步骤(4)：发酵罐升温至100℃，保持20分钟灭菌。

步骤(5)：向步骤(4)中灭菌后发酵罐中加入步骤(2)制得的黄曲霉种子液和黑曲霉种子液，黄曲霉种子液和黑曲霉种子液的加入量均占发酵培养基总质量的3.5wt％。保持30℃，通气0.5L/(min·L)，以350r/min的速度搅拌48个小时，制得发酵液。

步骤(6)：将步骤(5)制得的发酵液以9000r/min离心提取上清液，灌装既得水稻育秧调酸剂。

对比例1

步骤(1)：将10kg水果垃圾洗去泥沙放入不锈钢罐中，加入35kg0.3％的NaCl溶液，保持60℃，静置24个小时，得到消毒后的水果垃圾。

步骤(2)：将德氏乳酸杆菌接种到7L液体培养基中，德氏乳酸杆菌接种量为液体培养基质量的8wt％。液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

步骤(3)：向100L发酵罐中加入消毒后的水果垃圾10kg、葡萄糖4kg、玉米浆1.5kg、FeSO4 0.02kg、K2HPO4 0.08kg、NaCl 0.006kg、MgSO4 0.06kg、CaCO3 10kg得到发酵培养基。

步骤(4)：发酵罐升温至100℃，保持15分钟灭菌。

步骤(5)：向步骤(4)中灭菌后发酵罐中加入步骤(2)制得的德氏乳酸杆菌种子液，其加入量占发酵培养基总质量的7wt％。保持30℃，通气0.5L/(min·L)，以350r/min的速度搅拌48个小时，制得发酵液。

步骤(6)：将步骤(5)制得的发酵液以9000r/min离心提取上清液，灌装既得水稻育秧调酸剂。

对比例2

步骤(1)：将10kg水果垃圾洗去泥沙放入不锈钢罐中，加入35kg0.3％的NaCl溶液，保持60℃，静置24个小时，得到消毒后的水果垃圾。

步骤(2)：将巴氏醋杆菌接种到7L液体培养基中，巴氏醋杆菌接种量为液体培养基质量的8wt％。液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

步骤(3)：向100L发酵罐中加入消毒后的水果垃圾10kg、葡萄糖4kg、玉米浆1.5kg、FeSO4 0.02kg、K2HPO4 0.08kg、NaCl 0.006kg、MgSO4 0.06kg、CaCO3 10kg得到发酵培养基。

步骤(4)：发酵罐升温至100℃，保持15分钟灭菌。

步骤(5)：向步骤(4)中灭菌后发酵罐中加入步骤(2)制得的巴氏醋杆菌种子液，其加入量占发酵培养基总质量的7wt％。保持30℃，通气0.5L/(min·L)，以350r/min的速度搅拌48个小时，制得发酵液。

步骤(6)：将步骤(5)制得的发酵液以9000r/min离心提取上清液，灌装既得水稻育秧调酸剂。

对比例3

步骤(1)：将10kg水果垃圾洗去泥沙放入不锈钢罐中，加入35kg0.3％的NaCl溶液，保持60℃，静置24个小时，得到消毒后的水果垃圾。

步骤(2)：将德氏乳酸杆菌接种到7L液体培养基中，接种量为液体培养基质量的8wt％。液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

将与德氏乳酸杆菌等质量的巴氏醋杆菌接种到7L液体培养基中，接种量为液体培养基质量的8wt％。液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

步骤(3)：向100L发酵罐中加入消毒后的水果垃圾10kg、葡萄糖4kg、玉米浆1.5kg、FeSO4 0.02kg、K2HPO4 0.08kg、NaCl 0.006kg、MgSO4 0.06kg、CaCO3 10kg得到发酵培养基。

步骤(4)：发酵罐升温至100℃，保持15分钟灭菌。

步骤(5)：向步骤(4)中灭菌后发酵罐中加入步骤(2)制得的德氏乳酸杆菌种子液和巴氏醋杆菌种子液，德氏乳酸杆菌种子液和巴氏醋杆菌种子液的加入量均占发酵培养基总质量的3.5wt％，保持30℃，通气0.5L/(min·L)，以350r/min的速度搅拌48个小时，制得发酵液。

步骤(6)：将步骤(5)制得的发酵液以9000r/min离心提取上清液，灌装既得水稻育秧调酸剂。

对比例4

步骤(1)：将10kg水果垃圾洗去泥沙放入不锈钢罐中，加入35kg0.3％的NaCl溶液，保持60℃，静置24个小时，得到消毒后的水果垃圾。

步骤(2)：将黄曲霉接种到7L液体培养基中，接种量为液体培养基质量的8wt％。液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

步骤(3)：向100L发酵罐中加入消毒后的水果垃圾10kg、葡萄糖4kg、玉米浆1.5kg、FeSO4 0.02kg、K2HPO4 0.08kg、NaCl 0.006kg、MgSO4 0.06kg、CaCO3 10kg得到发酵培养基。

步骤(4)：发酵罐升温至100℃，保持15分钟灭菌。

步骤(5)：向步骤(4)中灭菌后发酵罐中加入步骤(2)制得的黄曲霉种子液，其加入量占发酵培养基总质量的7wt％。保持30℃，通气0.5L/(min·L)，以350r/min的速度搅拌48个小时，制得发酵液。

步骤(6)：将步骤(5)制得的发酵液以9000r/min离心提取上清液，灌装既得水稻育秧调酸剂。

对比例5

步骤(1)：将10kg水果垃圾洗去泥沙放入不锈钢罐中，加入35kg0.3％的NaCl溶液，保持60℃，静置24个小时，得到消毒后的水果垃圾。

步骤(2)：将黑曲霉接种到7L液体培养基中，接种量为液体培养基质量的8wt％。液体培养基组分为：蛋白胨2.5g/L，葡萄糖1.5g/L，K

步骤(3)：向100L发酵罐中加入消毒后的水果垃圾10kg、葡萄糖4kg、玉米浆1.5kg、FeSO4 0.02kg、K2HPO4 0.08kg、NaCl 0.006kg、MgSO4 0.06kg、CaCO3 10kg得到发酵培养基。

步骤(4)：发酵罐升温至100℃，保持20分钟灭菌。

步骤(5)：向步骤(4)中灭菌后发酵罐中加入步骤(2)制得的黑曲霉种子液，其加入量占发酵培养基总质量的7wt％。保持30℃，通气0.5L/(min·L)，以350r/min的速度搅拌48个小时，制得发酵液。

步骤(6)：将步骤(5)制得的发酵液以9000r/min离心提取上清液，灌装既得水稻育秧调酸剂。

效用试验：

为验证本发明的水稻育秧调酸剂的调酸防病效果，进行田间试验，供试水稻品种为龙粳46，采用育秧盘育秧，育秧土为稻田土与育秧基质1:1掺混，pH为6.76，有机质为4.83％，全氮1.2mg/kg，速效磷为14.63mg/kg，有效钾为113mg/kg。

1.试验方法：

试验共设10个处理，空白对照(CK)、硫酸(CK0)、实施例制备的调酸剂(T1)，对比例1制备的调酸剂(CK1)，对比例2制备的调酸剂(CK2)，对比例3制备的调酸剂(CK3)，对比例1制备的调酸剂与对比例2制备的调酸剂按1：1的质量比混合(CK4)。对比例4制备的调酸剂(CK5)，对比例5制备的调酸剂(CK6)，对比例4制备的调酸剂与对比例5制备的调酸剂按1：1的质量比混合(CK7)。每个处理调节10个育秧盘，拌土使用，每个处理的用量相同。在育秧前CK处理喷施等量自来水，其他处理分别将育秧土pH调节成5.5。各处理的其他日常管理一致。

各处理育秧土pH变化数据如表1所示。

表1不同处理育秧土pH

由表1数据可以看出，采用黄曲霉配合黑曲霉复配发酵制备的的液体调酸剂在使用后28天内育秧土pH变化最少。相较于其他处理，持效性更长，可以满足整个水稻育秧期的调酸需求。

水稻秧苗立枯病发病率如表2所示。

表2不同处理水稻秧苗立枯病发病率(％)

由表2数据可以看出，育秧土调酸后可以有效抑制立枯病的发生。其中采用黄曲霉配合黑曲霉复配发酵制备的的液体调酸剂在使用后28天依然很好的控制了水稻立枯病的发生。本发明制备的液体调酸剂通过持续调节pH，大幅降低了立枯病的发病率。

综上，本发明提供的水稻育秧调酸防病的液体微生物菌剂可以有效且持续的调节育秧土pH，显著抑制了立枯病的发生，对于水稻育秧生产具有重要实用意义。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。