一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料及其制备方法
技术领域
本发明属于微生物肥料技术领域，尤其涉及一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料及其制备方法。
背景技术
磷是植物生长所必需的矿质元素之一，是植物体内核酸及多种酶、辅酶、三磷酸腺苷(ATP) 等的重要组成部分，并以多种方式参与植物体内的光合作用和生理生化过程，对促进植物的生长发育和新陈代谢具有重要作用。植物缺磷会影响核酸、蛋白质合成，使细胞形成和增殖受到抑制，导致生长发育停滞，根系发育不良，植物矮小，各类作物分蘖将减少或延迟，抽穗推迟，开花晚，成熟迟，穗粒数减少，籽粒不饱满，玉米果穗秃顶，马铃薯块茎变小等。因此，磷对农业生产来说是非常重要的。
自然界的磷库主要存在于土壤中，其循环主要在土壤、植物和微生物之间进行。土壤作为植物磷素的供给源，其供磷水平的高低影响着植物的生长发育。土壤中的磷含有机磷和无机磷两种，大部分为不溶性磷酸盐(磷酸钙、磷酸铁、铝磷酸盐等)，这些形态的无机磷化物很难被植物吸收利用，土壤中能被植物直接吸收利用的有效态磷仅占全磷的2％～3％。大部分磷由于土壤的固定作用，与土壤中的Ca2+、Fe3+、Fe2+、Al3+结合，形成难溶性磷酸盐，因此，大部分磷肥作为无效态(难溶态)在土壤中积累。由于长期施用磷肥，事实上大多数农田土壤潜在的磷库含量很大，而且磷肥过多使用会造成土壤重金属含量的增加，土壤理化性质改变，且有机磷农药的大量施用，造成环境污染，影响农产品质量，对人类的健康带来很大的危害。
磷是许多发展中国家农业生产上的重要限制因素，提高土壤中磷的利用效率将具有重大意义。大量研究结果表明，某些微生物具有很强的解磷功能，通过其分泌物或吸收作用可把土壤中无效态磷转化成有效态磷，还分泌生长素等物质刺激植物生长。解磷微生物最直接的作用就是溶解土壤中的难溶性或不溶性磷素。因此，筛选解磷微生物，生产含有解磷功能的微生物有机肥料对解决植物磷素供应问题是一条很好的途径。
解磷微生物分为解磷细菌、解磷真菌及解磷放线菌。目前，多数是关于解磷细菌生物肥料研究，而关于解磷真菌生物肥料相对较少；磷细菌生物肥料的缺点：(1)用于培养磷细菌培养基及培养过程中必需进行严格的无菌操作，即使如此也容易被其它真菌污染；(2)磷细菌易受环境影响发生突变而失去解磷效果；(3)在培养过程中C/N比必须适宜，否则影响生长。(4)二级培养和三级培养只能液体培养基培养,生产工艺复杂，增加了生产成本。而解磷真菌，根据微生物的特点知道，细菌体积比较小，易受环境影响发生突变，而真菌具有遗传稳定性，且解磷能力强的特点。目前，分离得到的解磷真菌主要包括青霉、曲霉、根霉、镰刀霉、小丝核菌等，其中报道较多的是黑曲霉和青霉。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明提供了一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的上述缺陷。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
1.一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料的制备方法：以吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1、家畜粪便和磷酸钙为原料，分别经过菌丝培养、家畜粪便腐熟无害化处理、添加磷矿粉三者混拌烘干；其中，
菌丝培养：
所述吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1菌丝由以下制备方法制备得到：
(1)斜面菌种：用PDA固体培养基制成试管斜面，用接种环从吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1CGMCC No.17668原种中取少量菌丝体在斜面上划线，然后28℃下培养，长满斜面即可；所述PDA固体培养基由以质量分数计的以下成分组成：马铃薯20g、葡萄糖 2g、琼脂1.5-2g、水100mL、pH自然；
(2)二级液体培养：转接到二级液体培养基，在28℃、转速160r·min-1条件下摇床培养；所述二级液体培养基由以质量分数计的以下成分组成：豆饼粉3％、蔗糖2％、蛋白胨0.2％、磷酸二氢钾0.02％、硫酸镁0.02％、水100％、pH自然；
(3)三级液体扩大发酵或三级扩大固体培养：转接到三级液体培养基或者三级扩大固体培养基，其中三级液体培养时，在28℃、转速160r·min-1条件下摇床培养；三级扩大固体培养时，在28℃下培养；所述三级液体培养基由以质量分数计的以下成分组成：豆饼粉3％、蔗糖2％、蛋白胨0.2％、磷酸二氢钾0.02％、硫酸镁0.02％、水100％、pH自然；所述三级扩大固体培养基由以质量分数计的以下成分组成：麸皮70％、稻壳30％、加水量为料重的60％、 pH自然；
(4)过滤，取沉淀物；
(5)40～45℃迅速烘干，制成吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1菌丝物料；
家畜粪便腐熟无害化处理：
(1)前处理：因为家畜粪便含水量高，同时为了使其C/N调节到30:1，要添加25～35％的秸秆粉和(或)稻壳粉、和或木屑等，降低水分，增加透气性。
(2)一次发酵：通过翻堆或强制通风向堆体内或发酵装置内的物料提供氧气，以便于物料在微生物的作用下好氧发酵，同时防止温度过高，经过一段时间，大部分有机物被降解，各种有害生物被杀灭，堆体温度下降。
(3)二次发酵：经过一次发酵后，堆肥物料中的大部分易降解的有机物质已经被微生物降解，但还有一部分易降解和大量难降解的有机物存在，需将其进一步发酵，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物达到腐熟；经过二次发酵的物料除臭后自然干燥得到腐熟无害化处理后家畜粪便物料。
添加磷矿粉三者混拌烘干制成成品：
腐熟无害化处理后家畜粪便物料，按2/1000的比例添加磷矿粉或者磷酸钙混合均匀；烘干的吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1菌丝种按5/10000的比例添加混拌吸附，然后烘干粉碎，制成所述复合生物有机磷肥料。
2.一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料，它的活性成分为吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1CGMCC No.17668的菌丝。
3.一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料，所述复合生物有机磷肥料通过技术方案1所述的一种青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料的制备方法制备得到。
4.技术方案1或者2或者3所述的吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1降解难溶无机磷中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明以吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1CGMCC No.17668、家畜粪便和磷酸钙为原料，分别经过菌丝培养、家畜粪便腐熟无害化处理、添加磷矿粉三者混拌烘干制成，能提高土壤中难溶性磷的生物有效性和土壤磷的利用率，节肥增产，改善土壤环境，能有效促进植物包括农作物对土壤磷元素的吸收，分解作物根系周围的难溶磷元素，提高粮食品质；可部分或者大部分替换化学磷肥直接应用于农作物生产；改善土壤环境，降低环境污染。
此外，根据微生物的生物学特点，在培养之前需对培养基进行灭菌及培养过程中进行无菌操作，而青霉菌被其它菌污染的概率比细菌低；由于青霉属真菌适应能力强，在贫瘠营养上就能迅速生长，所以三级扩大固体培养时，可用麸皮，谷壳等农业废弃物作为原料配制培养基进行培养就能获得大量的菌体，从而降低了生产成本，且生产工艺流程简单，适合大范围推广。
附图说明
图1为本发明示意图。
具体实施方式
为使对本发明的特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，各实施例无特殊说明为常规方法，说明如下：
实施例1本发明青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料中的青霉菌描述：
青霉(Penicillium sp.)TYPS-1
简称：CGMCC
保藏号：CGMCC No. 17668
保藏日期：2019年5月15日
保藏单位的名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
保藏地址：中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号
邮编：100101
所述吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1用含有难溶磷培养基，在pH9.0条件下从吉林省通榆县玉米地土壤中分离获得。
形态分析：具有分生孢子头，产生分生孢子，分生孢子梗发生于气生菌丝，分生孢子梗、梗基和分生孢子的壁显著粗糙，扫帚状分枝大多数为双轮生，有少部分三轮生并且非对称分布，梗基彼此紧贴。菌落在PDA和CYA固体培养基质地絮状兼绒状，分生孢子结构通常稀少，边缘的菌丝体白色或淡黄绿色，中部呈灰绿色。
实施例2本发明青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料的制备
本发明青霉菌、家畜粪便、磷酸钙复合生物有机磷肥料的制备方法：以吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1、家畜粪便和磷酸钙为原料，分别经过菌丝培养、家畜粪便腐熟无害化处理、添加磷矿粉三者混拌烘干；其中，
菌丝培养：
所述吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1菌丝由以下制备方法制备得到：
(1)斜面菌种：用PDA固体培养基制成试管斜面，用接种环从吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1CGMCC No.17668原种中取少量菌丝体在斜面上划线，然后28℃下培养，长满斜面即可；所述PDA固体培养基由以质量分数计的以下成分组成：马铃薯20g、葡萄糖 2g、琼脂1.5-2g、水100mL、pH自然；
(2)二级液体培养：转接到二级液体培养基，在28℃、转速160r·min-1条件下摇床培养；所述二级液体培养基由以质量分数计的以下成分组成：豆饼粉3％、蔗糖2％、蛋白胨0.2％、磷酸二氢钾0.02％、硫酸镁0.02％、水100％、pH自然；
(3)三级液体扩大发酵或三级扩大固体培养：转接到三级液体培养基或者三级扩大固体培养基，其中三级液体培养时，在28℃、转速160r·min-1条件下摇床培养；三级扩大固体培养时，在28℃下培养；所述三级液体培养基由以质量分数计的以下成分组成：豆饼粉3％、蔗糖2％、蛋白胨0.2％、磷酸二氢钾0.02％、硫酸镁0.02％、水100％、pH自然；所述三级扩大固体培养基由以质量分数计的以下成分组成：麸皮70％、稻壳30％、加水量为料重的60％、 pH自然；
(4)过滤，取沉淀物；
(5)40～45℃迅速烘干，制成吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1菌丝物料；
家畜粪便腐熟无害化处理：
(1)前处理：因为家畜粪便含水量高，同时为了使其C/N调节到30:1，要添加25～35％的秸秆粉和(或)稻壳粉、和或木屑等，降低水分，增加透气性。
(2)一次发酵：通过翻堆或强制通风向堆体内或发酵装置内的物料提供氧气，以便于物料在微生物的作用下好氧发酵，同时防止温度过高，经过一段时间，大部分有机物被降解，各种有害生物被杀灭，堆体温度下降。
(3)二次发酵：经过一次发酵后，堆肥物料中的大部分易降解的有机物质已经被微生物降解，但还有一部分易降解和大量难降解的有机物存在，需将其进一步发酵，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物达到腐熟；经过二次发酵的物料除臭后自然干燥得到腐熟无害化处理后家畜粪便物料。
添加磷矿粉三者混拌烘干制成成品：
腐熟无害化处理后家畜粪便物料，按2/1000的比例添加磷矿粉或者磷酸钙混合均匀；烘干的吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1菌丝种按5/10000的比例添加混拌吸附，然后烘干粉碎，制成所述复合生物有机磷肥料。
实施例3本发明吉农青霉菌(Penicillium chinensis)TYPS-1解磷能力测试
首先将少量菌种接种在100mLPDA液体培养基中培养一定浓度后，按2％的接种量接种到含有难溶磷Ca3(PO4)2的液体培养基培养1d后，用钼锑抗比色法测菌种的解磷量；结果，与不接菌的对照组比较，原培养液pH7.0时，测得可溶性磷含量为280.261±1.11μg/mL；当原培养液pH9.0时，测得可溶性磷含量为331.843±3.41μg/mL。据资料报道，同等条件下，磷细菌3-4d的解磷量最高到600μg/mL左右，由此看出此青霉菌的解磷能力强。
需要说明的是，在本文中诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
