CN102701869A

CN102701869A - 提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液及其制备方法

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Publication number: CN102701869A
Application number: CN2012102157696A
Authority: CN
Inventors: 梁林洲; 沈仁芳; 田凤娇; 徐萍; 徐静; 董晓英
Original assignee: Institute of Soil Science of CAS
Current assignee: Institute of Soil Science of CAS
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: CN102701869B

Abstract

本发明公开了属于生物肥料施用领域的一种提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液及其制备方法。本发明的制备方法包含材料选择、制作过程和质量指标选取三部分；农作物秸秆浸提液的施用方法包括施用条件、施用时间和施用量的参数选取。本发明选取的原材料极易获得，且成本较低，制作过程简单，施用方法简便；并且制得的农作物秸秆浸提液促进作物幼苗生长的效率高，时间短，农作物秸秆浸提液浇灌约40天后作物幼苗生物量提高30%以上；本发明所采用的原料不添加化学合成物质，制作出的农作物秸秆浸提液对环境无污染，符合农业可持续发展需要。

Description

提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液及其制备方法

技术领域

本发明属于生物肥料施用技术领域，特别涉及一种提高菌根真菌肥效的农作物秸秆浸提液及其制备方法。

背景技术

（1）农作物秸秆资源化利用备受关注

农作物秸秆是农业生产中的主要废弃物之一，含有丰富的氮、磷、钾和微量元素成分，是一种重要的可再生资源，具有很大的综合利用价值。目前全世界每年农业生产中产生的秸秆为1000-2000亿吨，中国每年有近6亿吨秸秆，而被利用的不足2000万吨，约97％的秸秆被焚烧、堆积和遗弃，既造成资源浪费，又造成环境污染。焚烧秸秆还会造成土壤水分的蒸发及土壤结构的破坏，造成土壤板结，肥力下降，土壤生态***恶化，作物产量下降。这已经成为政府关心、社会关注、舆论关切的热点和难点问题。因此，如何做好农作物秸秆的资源化利用已成为亟待解决的农业问题。秸秆还田技术是保护环境、促进农业可持续发展的战略抉择。目前秸秆还田已经取得了一定的成效，但仍然存在一些问题。其中秸秆还田后腐解难是影响秸秆还田技术大面积推广的一个重要限制因子。

（2）菌根真菌肥料市场前景广阔，但菌根真菌肥料的施用技术尚需改进

近百年来，化肥的施用对农业生产作出了巨大贡献。由于化肥具有使用方便、肥效快等优点，致使其用量越来越多。但近年来在发达地区大量、过量使用化肥，导致土壤中单一养分如磷或氮含量过高，造成土壤养分平衡失调、化肥利用率较低、农田附近水体富营养化加重、损失的硝态氮对土壤和地下水污染加重、根际微生物区系平衡状况遭到破坏、作物生长不良及各种病害日趋严重等现象。生物肥料的研究、开发和利用是解决这一难题的重要途径。丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，简称AMF）是广泛分布于各种类型土壤中的一类特殊微生物，它可以和地球上约90%的维管植物的根系形成“菌根”（arbuscular mycorrhiza，简称AM）。菌根是土壤居群一种活跃的、有生命力的互惠共生体，它同时具有植物根系和微生物的特性。国内外关于AMF在促进宿主植物生长发育、增加宿主植物P营养、调节水分代谢和增强植物抗逆性等方面的作用已有大量报道，作为生物肥料AMF正日益受到世界各国的普遍关注。

生物肥料在对提高农作物品质、保护环境生态和农业的可持续发展具有不可替代的作用。尤其是在人类面临能源危机、资源紧缺、环境污染等压力下，生物肥料的研究和应用比以往任何时期都更加受到世界各国的重视。我国微生物肥料的生产应用已有几十年的历史，生物肥料在农牧业生产中应用效果已得到肯定，但它在生产中的效果还很不稳定，这限制了它的进一步推广和普及。如何提高和稳定生物肥料肥效是生物肥料发展的重要命题之一。

（3）农作物秸秆与菌根真菌肥料混施是提高生物肥料肥效和促进秸秆资源化的新途径

丛枝菌根真菌在提高植物的抗逆性和抗病性、维护植物健康方面发挥着关键作用。前人的研究表明，菇渣、秸秆、泥炭等有机物料及堆肥能够有效提高AMF的侵染率，但不同有机物料添加及其处理方式对AMF施用效果差异较大。

鉴于丛枝菌根真菌在农业应用的诸多优点和农作物秸秆资源化的强大市场需求，采用农作物秸秆及其处理产物提高菌根真菌肥料肥效和促进农作物秸秆资源化，将为农业可持续发展提供新的途径。由于不同种类的农作物秸秆在改善作物生长状况和提高菌根真菌肥效中扮演的角色不同，通过调节农作物秸秆的处理和施用方式以达到提高菌根真菌肥料肥效的方法，这不仅为菌根真菌的广泛应用提供保障，而且有利于农作物秸秆的资源化。

发明内容

本发明针对以上技术问题，设计提供了一种特别适用于提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液及其制备和施用方法。该方法操作简单方便，成本低，促进作物生长和提高菌根真菌侵染率效果明显。该方法适用于番茄、黄瓜、西瓜、哈密瓜等经济作物施用菌根真菌肥料育苗时使用，以及果树等多年生作物的种植过程中菌根真菌的复壮及土壤改良。

本发明所述的适合于提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的制备含材料选择、制作过程和质量指标选取三部分；农作物秸秆浸提液的施用方法包括施用条件、施用时间和施用量的参数选取。

本发明所述的提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的制备方法为：

步骤1：将农作物秸秆洗干净，晒干或烘干后剪成1-5cm长短，装入网孔直径为0.1-0.3mm的网袋中；

步骤2：容器中加水，将通气管置于容器底部，1m³水的曝气量为0.1-0.5L/h，通气20-60min，除去氯气，然后将步骤1中装好农作物秸秆的网袋放入水中，农作物秸秆与水的质量比为1:（1-20）；

步骤3：浸提发酵过程中避免强光直射，保持通气，外界气温控制在20-35℃，优选25-30℃，经过5-10天，制得提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液。

所述的农作物秸秆选择满足指标为：纤维素≤2.0%、半纤维素≥2.2%、木质素≥1.0%、碳元素和氮元素的比例在20-50之间。

上述制得的提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的施用方法：将制作好的农作物秸秆浸提液6小时内使用完毕，每亩的施用量为10-20L，加入2-50倍质量的水稀释后施用。

上述稀释后的农作物秸秆浸提液直接浇灌到作物根部，或者采用滴灌***。

本发明制得的提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液符合《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005），还有其他指标为：pH5.5-6.5，生化需氧量（BOD₅）≤50mg/L，化学需氧量（COD_cr）≤100mg/L,硼（B）≤1.0mg/L，类大肠杆菌群数≤8000和EC≤0.4ms/cm。

有益效果：1）本发明中的农作物秸秆浸提液制作的材料极易获得，且成本较低，制作过程简单，施用方法简便；2）本发明提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液促进作物幼苗生长的效率高，促进作物生长的效果明显，时间短，秸秆浸提液浇灌约40天后植株生物量显著增加，作物幼苗生物量提高30%以上；3）本发明所采用的原料不添加化学合成物质，制作出的秸秆浸提液对环境无污染，符合农业可持续发展需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1：实施例1制得的小麦秸秆浸提液和菌根真菌施用对番茄地上部生物量的影响，图中是传统施肥、菌根真菌、秸秆浸提液、秸秆浸提液+菌根真菌处理种植番茄经过40天后番茄地上部干重数值。

图:2：实施例2制得的玉米秸秆浸提液和菌根真菌施用对番茄地上部生物量的影响，图中是传统施肥、菌根真菌、秸秆浸提液、秸秆浸提液+菌根真菌处理种植番茄经过40天后番茄地上部干重数值。

具体实施方式

实施例1：

步骤1：将小麦秸秆洗干净，晒干后剪成1-2cm长短，装入网孔直径为0.15mm的网袋中；

步骤2：容器中加水，将通气管置于容器底部，1m³水的曝气量为0.2L/h，通气30min，除去氯气，然后将步骤1中装好小麦秸秆的网袋放入水中，农作物秸秆与水的质量比为1:1；

步骤3：浸提发酵过程中避免强光直射，保持通气，外界气温控制在25-30℃，经过7天，制得提高菌根真菌肥料肥效的小麦秸秆浸提液。

所述的小麦秸秆选择满足指标为：纤维素≤2.0%、半纤维素≥2.2%、木质素≥1.0％和C/N在20-50之间。

上述制得的提高菌根真菌肥料肥效的小麦秸秆浸提液符合《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005），还有其他指标为：pH5.5-6.5，生化需氧量（BOD₅）≤50mg/L，化学需氧量（COD_cr）≤100mg/L，硼（B）≤1.0mg/L，类大肠杆菌群数≤8000和EC≤0.4ms/cm。

在泥炭：蛭石=2:1的基质上种植番茄，结合传统肥料（化肥N 0.2g/kg，P₂O₅ 0.05g/kg，K₂O 0.25g/kg基质+10g鸡粪有机肥）的施用下，将制作好的小麦秸秆浸提液6小时内使用完毕，每亩的施用量为10L，加入5倍质量的水稀释后直接浇灌到番茄根部。经过40天，小麦秸秆浸提液+菌根真菌处理的番茄地上部生物量显著高于其他处理方法，具体比较结果是分别比传统施肥、菌根添加和单独小麦秸秆浸提液处理高出123%、37.0%和52.8%，小麦秸秆浸提液+菌根真菌处理的番茄产量均高于对照施肥处理，但他们之间没有统计上的差异。实验表明，采用本发明制作的小麦秸秆浸提液及使用方法在育苗基质上种植蔬菜，能够显著提高菌根真菌的肥效，从而提高番茄幼苗的生物量。

实施例2：

步骤1：将玉米秸秆洗干净，晒干后剪成2-4cm长短，装入网孔直径为0.20mm的网袋中；

步骤2：容器中加水，将通气管置于容器底部，1m³水的曝气量为0.3L/h，通气30min，除去氯气，然后将步骤1中装好玉米秸秆的网袋放入水中，玉米秸秆与水的质量比为1:4；

步骤3：浸提发酵过程中避免强光直射，保持通气，外界气温控制在25-30℃，经过7天，制得提高菌根真菌肥料肥效的玉米秸秆浸提液。

所述的玉米秸秆选择满足指标为：纤维素≤2.0%、半纤维素≥2.2%、木质素≥1.0％和C/N在20-50之间。

上述制得的提高菌根真菌肥料肥效的玉米秸秆浸提液符合《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005），还有其他指标为：pH5.5-6.5，生化需氧量（BOD₅）≤50mg/L，化学需氧量（COD_cr）≤100mg/L，硼（B）≤1.0mg/L，类大肠杆菌群数≤10000和EC≤0.4ms/cm。

在泥炭：蛭石=2:1的基质上种植番茄，结合传统肥料（化肥N 0.2g/kg，P₂O₅ 0.05g/kg，K₂O 0.25g/kg基质+10g鸡粪有机肥）的施用下，将制作好的玉米秸秆浸提液6小时内使用完毕，每亩的施用量为15L，加入2倍质量的水稀释后直接浇灌到番茄根部，经过40天，玉米秸秆浸提液+菌根真菌处理的番茄地上部生物量分别是传统施肥、菌根添加和玉米秸秆浸提液处理的2.46、1.51和2.55倍，秸秆浸提液+菌根真菌处理番茄产量均高于对照施肥处理，但他们之间没有统计上的差异。实验表明，采用本发明制作的玉米秸秆浸提液及使用方法在育苗基质上种植蔬菜，能够显著提高菌根真菌的肥效，从而提高番茄幼苗的生物量。

Claims

1.一种提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的制备方法，其特征在于，所述的农作物秸秆选择满足指标为：纤维素≤2.0%、半纤维素≥2.2%、木质素≥1.0%、碳元素和氮元素的比例在20-50之间。

3.根据权利要求1所述的一种提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的制备方法，其特征在于，制得的提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的施用方法为：将制作好的农作物秸秆浸提液6小时内使用完毕，每亩的施用量为10-20L，加入2-50倍质量的水稀释后施用。

4.根据权利要求3所述的一种提高菌根真菌肥料肥效的农作物秸秆浸提液的制备方法，其特征在于，稀释后的农作物秸秆浸提液直接浇灌到作物根部，或者采用滴灌***。