CN110981606A

CN110981606A - 一种生物熏蒸增效剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN110981606A
Application number: CN201911061573.4A
Authority: CN
Inventors: 张博; 张悦丽; 祁凯; 马立国; 齐军山; 李长松
Original assignee: Institute of Plant Protection Shandong Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Plant Protection Shandong Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本公开涉及一种生物熏蒸增效剂及其制备方法和应用，所述生物熏蒸增效剂，其活性成分包括粪便沼渣发酵物。本公开采用粪便沼渣发酵物作为生物熏蒸增效剂，不仅可以促进植物材料的快速腐熟分解，而且能提高土传病害的防治效果，还能提高作物的产量和品质。

Description

一种生物熏蒸增效剂及其制备方法和应用

技术领域

本公开涉及一种生物熏蒸增效剂及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

土壤是一个非常复杂的生态环境，它含有丰富的微生物资源，包括病原微生物和有益微生物，而这些微生物通过拮抗、竞争、寄生等关系相互依存、相互竞争、相互制约。在特定环境条件下，有益微生物能有效抑制病原微生物生长，从而降低病害发生风险。目前常见防治土传病害的方法包括物理消毒、化学熏蒸和生物熏蒸等。而生物熏蒸由于具有无污染、环境友好、危害低、效果较明显等优点，越来越被人们所重视。但是目前针对生物熏蒸研究较多的是寻找和选育高硫代葡糖酸酯(GSLs)含量的植物材料，而本发明人研究团队认为具有高含量的GSLs的植物材料并不意味着一定具有较理想的生物熏蒸效果。

发明内容

针对以上背景技术，本公开提供了一种生物熏蒸增效剂及其制备方法和应用，该生物熏蒸增效剂能够促进植物材料的腐烂分解，而且还能显著地促进植物材料的熏蒸效果，增效明显。

具体的，本公开采用以下技术方案：

在本公开的第一个方面，提供一种粪便沼渣发酵物在制备生物熏蒸增效剂中的应用。

在本公开的第二个方面，提供一种生物熏蒸增效剂，其活性成分包括粪便沼渣发酵物。

在本公开的第三个方面，提供一种生物熏蒸增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

向粪便沼渣中加入接种剂，室温进行自然发酵6～24h，自然发酵结束后，制备得到粪便沼渣发酵物，即为生物熏蒸增效剂。

在本公开的第四个方面，提供一种生物熏蒸剂，其活性成分包括所述生物熏蒸增效剂和植物材料。

与本发明人知晓的相关技术相比，本公开其中的一个技术方案具有如下有益效果：

(1)本公开采用粪便沼渣发酵物作为生物熏蒸增效剂，不仅可以促进植物材料的快速腐熟分解，而且能提高土传病害的防治效果，还能提高作物的产量和品质。

(2)本公开采用粪便沼渣发酵物作为生物熏蒸增效剂，与植物材料复合使用，植物材料的使用量能减少至单独使用的三分之一至二分之一。

(3)本公开的生物熏蒸增效剂成本低廉，来源广泛，适合大规模生产和应用。

具体实施方式

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

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

本发明人团队长期研究生物熏蒸对植物土传病害的防治技术，基于前人的研究结论，土壤消毒会把有害和有益的微生物一并杀灭或抑制，因而富含有益微生物的肥料的施用一般在土壤消毒之后。而本发明人团队打破这种常规认知，经过大量的探索和试验研究，将富含有益微生物的粪便沼渣发酵物与植物材料混合在一起形成生物熏蒸剂对土壤进行消毒，熏蒸效果明显，并能显著降低植物材料的使用量；旋耕后沼渣发酵物与土壤、熏蒸的植物材料和水混合在一起，形成的土壤弱酸的环境条件，更有利于黑芥子酶的发挥作用，提高水解硫代葡糖酸酯能力，进而提高生物熏蒸效果。而且经过大量的对比试验发现，采用本公开制备的生物熏蒸剂的植物长势比经过传统生物熏蒸土壤的要好很多，抵抗力也大为增强，提高了作物产量和品质。

因此，在本公开的第一个典型的实施方式中，提供一种粪便沼渣发酵物在制备生物熏蒸增效剂中的应用。经过试验验证，在植物材料中加入粪便沼渣发酵物，生物熏蒸的防治效果明显提升。

在本公开的第二个典型的实施方式中，提供一种生物熏蒸增效剂，其活性成分包括粪便沼渣发酵物。

在本公开的第三个典型的实施方式中，提供一种生物熏蒸增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

在本公开中所述粪便沼渣为粪便经厌氧发酵后制备沼气后得到的沼渣，可由生产沼气的公司进行提供。在本公开的一个或多个实施方式中，提供一种粪便沼渣的制备方法，该方法包括以下步骤：将粪便与粉碎的秸秆混合，接种阴沟污泥和/或废水污泥和/或粪坑底部的沉渣，室温进行厌氧发酵24h以上。其中，粪便与秸秆的质量比例为(4～6)：1。该比例的粪便和秸秆组成的混合物发酵之后，厌氧发酵效率高。

在本公开的一个或多个实施方式中，所述接种剂为枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis、泾阳链霉菌Streptomycesjingyangensis Tao et al.和米曲霉Aspergillus oryzae(Ahlburg)Cohn的混合物，所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、泾阳链霉菌、米曲霉均可通过商业途径获得。在本公开的一个具体的实施方式中，所述枯草芽孢杆菌的编号为ACCC 10719，所述地衣芽孢杆菌的编号为ACCC 10236，所述泾阳链霉菌的编号为ACCC 40126，所述米曲霉的编号为ATCC 56747。

在本公开的一个或多个实施方式中，接种剂的接种量为2～5％(每100g粪便沼渣接种2～5mL菌液)，1mL菌液含有的菌种如下：枯草芽孢杆菌、地衣芽胞杆菌、泾阳链霉菌、米曲霉的数量分别为(2～4)×10¹⁰cfu、(2～4)×10¹⁰cfu、(1～2)×10¹⁰cfu、(1～2)×10¹⁰cfu。

本发明人根据发酵性能及生物熏蒸效果，筛选和优化了自然发酵接种剂的种类和数量，最终选择了枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、泾阳链霉菌、米曲霉。四种菌种之间无拮抗性，具有良好的相容性，在粪便沼渣中适应性好，能够快速分解沼渣中比较难以分解的有机残余物，木质素、纤维素和半纤维素，木质素、蛋白质、多糖类物质经微生物的分解转化而成腐殖酸类物质。

在本公开的第四个典型的实施方式中，提供一种生物熏蒸剂，其活性成分包括所述生物熏蒸增效剂和植物材料。

在本公开的一个或多个实施方式中，所述生物熏蒸增效剂与植物材料的质量比例为(1～2)：(2～4)。

进一步的，所述植物材料为两种或两种以上的十字花科和/或伞形科植物，所述十字花科植物包括但不限于芸薹属、萝卜属、芝麻菜属等；所述芸薹属植物包括但不限于白菜、甘蓝、芥菜、芜菁等植物；所述萝卜属包括但不限于萝卜等植物；芝麻菜包括但不限于芝麻菜等植物；伞形科植物包括但不限于芹菜、胡萝卜等植物。之所以选择十字花科植物和伞形科植物作为生物熏蒸材料，是因为发明人在长期实践和研究中发现，他们防治土传病害的效果比其他种类的更加优异，而且成本低廉，适合大规模推广应用。而且，经过试验验证，上述植物材料与生物熏蒸增效剂复合在一起，生物熏蒸效果更加明显。

不同植物组织分解后防治土传病害的效果不同，所述十字花科植物为萝卜，例如白萝卜，所述伞形科植物为芹菜，例如西芹，采用这两种植物联合熏蒸，对土壤病传害的控制效果非常好，显著优于其他单一植物或其他符复合植物材料。

更进一步的，所述十字花科植物：所述伞形科植物的质量比例为(1～2)：(1～2)。

在本公开的一个或多个实施方式中，所述生物熏蒸剂的施用量为2～4kg/m²。

本公开的能够生物熏蒸剂能够防治多种土传病害，所述土传病害微生物包括但不限于F.graminearum(禾谷镰刀菌)、B.sorokiniana(离蠕孢菌)、Pythium spinosum(刺腐霉)、Pythium myriotylum(群结腐霉)、Pythium ultimum(终极腐霉)等。

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

实施例1

一种生物熏蒸增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将小麦秸秆晾干，粉碎至5mm以下；按照6:1的质量比例将猪粪与粉碎后的小麦秸秆混合均匀，形成发酵原料；

(2)接种物的制备：取质量比例1：1的阴沟污泥和猪粪粪坑底部的沉渣，混合均匀，在室温下自行驯化，大约经过2个月的堆沤，制备得到接种物；

(3)接种发酵原料，接种量为25％(即接种物的质量是发酵原料质量的25％)，密封，室温下厌氧发酵20d；发酵过程中制取沼气，厌氧发酵结束后，得到固液混合物，将固液分离，分别得到沼渣和沼液；

(4)向沼渣中加入接种剂，混合均匀，进行自然发酵，在发酵时可对物料进行适当搅拌，使物料透气，混合接种剂的接种量为2％(每100g沼渣接种2mL菌液)，1mL菌液含有的菌种如下：枯草芽孢杆菌ACCC 10719、地衣芽胞杆菌ACCC 10236、泾阳链霉菌ACCC 40126、米曲霉ATCC 56747的数量分别为2×10¹⁰cfu、2×10¹⁰cfu、1×10¹⁰cfu、1×10¹⁰cfu；室温下进行自然发酵12h，自然发酵结束后，制备得到粪便沼渣发酵物，即为生物熏蒸增效剂。

实施例2

一种生物熏蒸增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将玉米秸秆晾干，粉碎至5mm以下；按照5:1的质量比例将猪粪与粉碎后的小麦秸秆混合均匀，形成发酵原料；

(2)接种物的制备：取质量比例1:1的阴沟污泥和猪粪粪坑底部的沉渣，混合均匀，在室温下自行驯化，大约经过2个月的堆沤，制备得到接种物；

(3)接种发酵原料，接种量为20％(即接种物的质量是发酵原料质量的20％)，密封，室温下厌氧发酵25d；发酵过程中制取沼气，厌氧发酵结束后，得到固液混合物，将固液分离，分别得到沼渣和沼液；

(4)向沼渣中加入接种剂，混合均匀，进行自然发酵，在发酵时可对物料进行适当搅拌，使物料透气，混合接种剂的接种量为3％(每100g沼渣接种3mL菌液)，1mL菌液含有的菌种如下：枯草芽孢杆菌ACCC 10719、地衣芽胞杆菌ACCC 10236、泾阳链霉菌ACCC 40126、米曲霉ATCC 56747的数量分别为2×10¹⁰cfu、2×10¹⁰cfu、1×10¹⁰cfu、1×10¹⁰cfu；室温下进行自然发酵16h，自然发酵结束后，制备得到粪便沼渣发酵物，即为生物熏蒸增效剂。

实施例3

一种生物熏蒸增效剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将小麦秸秆晾干，粉碎至5mm以下；按照4:1的质量比例将猪粪与粉碎后的小麦秸秆混合均匀，形成发酵原料；

(2)接种物的制备：取质量比例2：1的阴沟污泥和猪粪粪坑底部的沉渣，混合均匀，在室温下自行驯化，大约经过2个月的堆沤，制备得到接种物；

(4)向沼渣中加入接种剂，混合均匀，进行自然发酵，在发酵时可对物料进行适当搅拌，使物料透气，混合接种剂的接种量为4％(每100g沼渣接种4mL菌液)，1mL菌液含有的菌种如下：枯草芽孢杆菌ACCC 10719、地衣芽胞杆菌ACCC 10236、泾阳链霉菌ACCC 40126、米曲霉ATCC 56747的数量分别为2×10¹⁰cfu、2×10¹⁰cfu、1×10¹⁰cfu、1×10¹⁰cfu；室温下进行自然发酵6h，自然发酵结束后，制备得到粪便沼渣发酵物，即为生物熏蒸增效剂。

实施例4

一种生物熏蒸剂，是由实施例1中制备的生物熏蒸增效剂和植物材料组成，所述生物熏蒸增效剂与植物材料的质量比例为1:2，所述植物材料按照质量比例1:1的新鲜西芹和新鲜白萝卜混合制成。

实施例5

一种生物熏蒸剂，是由实施例2中制备的生物熏蒸增效剂和植物材料组成，所述生物熏蒸增效剂与植物材料的质量比例为1:3，所述植物材料按照质量比例1:2的新鲜西芹和新鲜白萝卜混合制成。

实施例6

一种生物熏蒸剂，是由实施例3中制备的生物熏蒸增效剂和植物材料组成，所述生物熏蒸增效剂与植物材料的质量比例为1:4，所述植物材料按照质量比例2:1的新鲜西芹和新鲜白萝卜混合制成。

田间防治试验：

在山东省临沂莒南草莓种植区，选择连作5年地块，枯萎病、黄萎病和根腐病发生的比较严重。

选择三个病害情况类似的大棚作为试验基地，在三个大棚分别设置处理区和空白对照区，大棚内设置畦的尺寸为2×6m。

试验方法：

处理一：

将按照质量比例为1:1的新鲜白萝卜和西芹粉碎成块，混合均匀，消毒；

将实施例4的生物熏蒸剂混入至耕层土壤中，该生物熏蒸剂的施用量2.5kg/m²，浇足水分后覆盖地膜，膜内温度为30℃左右；

15d后进行揭膜，对土壤进行旋耕，充分透气散湿；然后种植草莓。

处理二：

将按照质量比例为1:1的白萝卜和西芹粉碎成块，混合均匀，消毒；

将植物材料混入至耕层土壤中，该混合物的施用量3kg/m²，浇足水分后覆盖地膜，膜内温度为30℃左右；

空白对照：

空白对照田直接进行旋耕，浇足水分后覆盖地膜，膜内温度为30℃左右；

2014年12月份移栽草莓苗，采用窄畦宽垄双行种植，种植密度14株/m²，按照常规的培育方法进行草莓苗培育，分别在试验田、对照田和空白对照田的开花期(2015年3月)和座果期(2015年4月)调查枯萎病和黄萎病的草莓植株，并随机调查50株草莓植株的根腐病病情，计算病株率。试验结果见表1。

分次采收草莓并称重，统计前期产量(2015年5月份内)和总产量(2015年5月初至结果末期产量)。结果如表2。

以上所使用的器具等仪器均进行消毒处理，避免感染外入病原微生物。

表1不同处理土壤对草莓病害的防治效果

从表1可以得出对照田草莓病害均有不同程度发生，其中根腐病发生较为严重，处理一使用的是本公开的生物熏蒸材料进行熏蒸，效果显著，处理二使用高剂量的复合植物材料进行生物熏蒸，具有较好的熏蒸效果，但与处理一相比，防效较低且持效期短，结果表明本公开的生物熏蒸材料进行熏蒸起到了有效抑制病害发生和蔓延的效果。

表2不同处理对草莓产量的影响

处理	前期产量(g/m<sup>2</sup>)	后期产量(g/m<sup>2</sup>)	总产量(g/m<sup>2</sup>)
				处理一	2100.2	1127.6	3227.8
处理二	1904.1	996.5	2900.6
				空白对照	1847.8	965.3	2813.1

由表2可得，处理一的草莓前期产量、后期产量和总产量均显著高于处理二和空白对照，说明沼渣发酵物的存在能够显著提高草莓的产量，这一是基于沼渣发酵物能够促进植物材料的生物效果，二是其本身营养物质丰富，促进草莓的生长发育。

上述实施例为本公开较佳的实施方式，但本公开的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本公开的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本公开的保护范围之内。

Claims

1.一种粪便沼渣发酵物在制备生物熏蒸增效剂中的应用。

2.一种生物熏蒸增效剂，其特征是，其活性成分包括粪便沼渣发酵物。

3.一种生物熏蒸增效剂的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：将粪便与粉碎的秸秆混合，接种阴沟污泥或废水污泥或粪坑底部的沉渣，室温进行厌氧发酵24h以上；

其中，粪便与秸秆的质量比例为(4～6)：1。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述接种剂为枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis、泾阳链霉菌Streptomycesjingyangensis Tao et al.和米曲霉Aspergillus oryzae(Ahlburg)Cohn的混合物。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，所述接种剂的接种量为2～5％，1mL接种剂含有的菌种如下：枯草芽孢杆菌、地衣芽胞杆菌、泾阳链霉菌、米曲霉的数量分别为(2～4)×10¹⁰cfu、(2～4)×10¹⁰cfu、(1～2)×10¹⁰cfu、(1～2)×10¹⁰cfu。

7.一种生物熏蒸剂，其特征是，其活性成分包括所述生物熏蒸增效剂和植物材料。

8.如权利要求7所述的生物熏蒸剂，其特征是，所述生物熏蒸增效剂与植物材料的质量比例为(1～2)：(2～4)。

9.如权利要求7所述的生物熏蒸剂，其特征是，十字花科植物包括芸薹属、萝卜属、芝麻菜属；所述芸薹属植物包括白菜、甘蓝、芥菜、芜菁；所述萝卜属包括萝卜；芝麻菜包括芝麻菜；伞形科植物包括芹菜、胡萝卜；

进一步的，所述十字花科植物：所述伞形科植物的质量比例为(1～2)：(1～2)。

10.如权利要求9所述的生物熏蒸剂，其特征是，所述十字花科植物为萝卜，所述伞形科植物为芹菜。