CN111436349A - 一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用 - Google Patents

一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用，利用菇渣、畜禽粪便、醋糟渣、石膏渣、蛭石、功能微生物和植物营养物质制成培育抗盐植物苗的育苗基质，通过菇渣、畜禽粪便、醋糟渣堆放发酵制成腐熟菇渣；脲醛树脂包埋硝酸钾、硫酸镁制成植物营养元素包膜体，多聚谷氨酸包埋功能微生物哈茨木霉Trichoderma harzinum T83和解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE制成微生物包膜体，通过固体发酵和原料复配，制成的基质具有稳定高阳离子环境，持续锻炼幼苗对高渗透压抗性，开发适用于重度盐土区育苗基质产品。该产品培育的植物苗耐受移栽土壤含盐量提升50%~2倍。

Description

一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国城市化、工业化进程的加速，有效耕地面积和优质土地逐渐减少，同时居民对亲海空间需求越发增加。我国东部沿海地区近几十年形成大量的土地，但是该类土地含盐量较高，严重限制农业使用和沿海地区的生态植被的建设。在沿海滩涂重盐土地区种植田菁、碱蓬、护花米草、柽柳等耐盐植物，水稻、小麦、玉米、高粱、藜麦、油葵等农业植物对于当地生态构建和经济发展具有十分重要的意义。因此，提升植物对抗高盐胁迫的能力，加速植物在海涂重盐土上的定植对提升滩涂生产力、构建其生态功能和区域可持续发展意义深远。
传统的育苗基质对于植物出苗和生长有着较好的效果，但不利于其移栽至贫瘠土壤中，尤其是海涂重盐土，这类土壤的含盐量高，极易造成植物脱水死亡。根据植物耐盐机理，创造一个可以持续释放高浓度阳离子的环境，植物根际细胞在高盐环境中快速吸收并积累阳离子溶质以平衡外部介质渗透压，通过持续锻炼幼苗对抗高渗透压的性能，可以有效提升植物在高盐土壤环境下的耐受能力。
微生物是土壤中氮、磷、钾等元素循环的主要推动者。部分微生物具有活化土壤化学物质供植物快速吸收的能力，加速植物对阳离子的吸收，进而提高植物体内渗透压，可有效应对土壤高钠盐胁迫，适应海涂重盐土环境。
因此，利用生物技术开发出能够显著改善植物幼苗对抗高渗透压环境能力、提升植物幼苗对抗高盐胁迫能力的育苗基质对于重盐环境植被建设具有重要意义。
发明内容
目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用，通过持续释放阳离子，形成高离子浓度的根际环境，持续锻炼幼苗对高渗透压抗性，提升植物苗耐受移栽土壤的含盐量，加速植物在滨海滩涂重盐土土壤中的定植和生长。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
第一方面，提供一种培育抗盐植物苗的育苗基质，所述育苗基质的原材料由菇渣、畜禽粪便、醋糟渣、石膏渣、蛭石、植物营养元素包膜体和微生物包膜体组成；
所述菇渣、畜禽粪便、醋糟渣堆放发酵制成腐熟菇渣；
所述植物营养元素包膜体中，植物营养元素为硝酸钾和硫酸镁，脲醛树脂为包膜剂；
所述微生物包膜体中，功能微生物菌株为哈茨木霉Trichoderma harzinum T83和解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE，包埋于多聚谷氨酸中。
在一些实施例中，所述育苗基质的组成为：15~20质量份腐熟菇渣、1~2质量份石膏渣、2~4质量份蛭石、0.1~0.2质量份植物营养元素包膜体和0.1~0.2质量份微生物包膜体。
在一些实施例中，所述植物营养元素包膜体中包括：0.6~1质量份脲醛树脂，5~6质量份硝酸钾，5~6质量份硫酸镁。
进一步的，在一些实施例中，所述脲醛树脂中，甲醛和尿素摩尔比为1.7~2.6:1。
在一些实施例中，所述微生物包膜体中包括：1~2质量份多聚谷氨酸，6~10质量份哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂，6~10质量份解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE菌剂，3~4质量份腐殖酸。
所述哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂，菌种保藏号为CGMCC NO.9185，于2014年5月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
所述解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE，菌种保藏号为CCTCCNO：M2013086，于2013年3月15日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为武汉市武昌珞珈山。
第二方面，提供所述的培育抗盐植物苗的育苗基质的制备方法，包括：
（1）菇渣固体发酵
将20质量份菇渣、2~3质量份畜禽粪便、1~3质量份醋糟渣混合，进行堆放发酵处理，堆体前期湿度在60%~80%，每隔7~15天翻堆一次，堆体温度在40℃以下不再升温，即得腐熟菇渣；
（2） 植物营养元素包膜体和微生物包膜体的制备
2a）将5~6质量份硝酸钾和5~6质量份硫酸镁加入到0.6~1质量份脲醛树脂粘稠液体中，加入0.5~1.5%质量份氯化铵和1~2.5质量份自来水，搅拌均匀，喷浆造粒，固化后即得植物营养元素包膜体；
2b） 1~2质量份多聚谷氨酸和3~4质量份的腐殖酸复合，混合均匀；加8~10倍质量份水，搅拌均匀，室温震荡30min，得多聚谷氨酸包膜溶液；
在制得的多聚谷氨酸包膜溶液加入6~10质量份哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂和6~10质量份解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE菌剂中，30℃下减压喷雾干燥，即得微生物包膜体；
（3） 培育抗盐植物苗育苗基质的制备
将15~20质量份腐熟菇渣、1~2质量份石膏渣、2~4质量份蛭石、0.1~0.2质量份植物营养元素包膜体和0.1~0.2质量份微生物包膜体混合均匀，即得培育抗盐植物苗的育苗基质。
在一些实施例中，所述培育抗盐植物苗的育苗基质含水量为15%~20%，容重为0.35~0.50g·cm-3，总孔隙度55%~65%，通气孔隙度10~20%。
第三方面，提供所述的培育抗盐植物苗的育苗基质在培育高抗盐幼苗中的应用。
有益效果：本发明提供的一种培育抗盐植物苗的育苗基质及其制备方法和应用，利用菇渣、畜禽粪便、醋糟渣、石膏渣、蛭石、功能微生物和植物营养元素制造的培育抗盐植物苗的育苗基质，其制品具有如下优点：
1）微生物进行包埋，有效减少基质中休眠微生物萌发过程受到高浓度离子的抑制，防止微生物数量在存储和运输过程的数量过快降低，避免削减育苗基质的微生物促生效果。
2）所选菌株耐盐耐旱性好，具有活化植物营养元素和矿化石膏渣能力、加速根际细胞吸收并累积有机和无机溶质的功能，进而提高植物体内渗透压。
3）本发明的包埋植物营养物质能够缓慢释放元素离子，石膏渣在微生物矿化作用下持续活化出游离的离子，能够在幼苗根际维持稳定高渗透压环境。
4）本发明的育苗基质根据沿海滩涂土壤性质进行植物苗生长诱导，试验结果表明，该产品培育的植物幼苗耐受移栽土壤含盐量提升50%~2倍，适用于土壤含盐量3~20‰的重度盐土区域。
5）本发明育苗基质的主要材料为农业固体废弃物，包埋剂脲醛树脂和多聚谷氨酸是可生物降解材料，而且分解后是植物营养物质，不会带来因产品的使用造成对土壤、水和大气环境危害。
附图说明
图1为本发明实施例中培育抗盐植物苗的育苗基质的对水稻株高的效果图；
图2为本发明实施例中培育抗盐植物苗的育苗基质的对水稻生物量的效果图；
图3为本发明实施例中培育抗盐植物苗的育苗基质的对柽柳株高的效果图；
图4为本发明实施例中培育抗盐植物苗的育苗基质的对柽柳生物量的效果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例只是用于更加清楚地说明本发明的性能，而不能仅局限于下面的实施例。
实施例一
① 菇渣固体发酵
将20质量份菇渣、3质量份畜禽粪便、3质量份醋糟渣等混合，进行堆放发酵处理，堆体前期湿度在65%，每隔10天翻堆一次，堆体温度在40℃以下不再升温，即得腐熟菇渣。
② 植物营养元素包膜体和微生物包膜体的制备
a 将6质量份硝酸钾和6质量份硫酸镁加入到1质量份脲醛树脂粘稠液体中，加入1.0%质量份氯化铵和1.5质量份自来水，搅拌均匀，喷浆造粒，固化后即得植物营养元素包膜体；
b 1质量份多聚谷氨酸和3质量份的腐殖酸复合，混合均匀；加8倍质量份水，搅拌均匀，室温震荡30min，即得多聚谷氨酸包膜溶液；
在多聚谷氨酸包膜溶液中加入6质量份哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂和6质量份解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE菌剂，30℃下减压喷雾干燥，即得微生物包膜体。
③ 培育抗盐植物苗育苗基质的制备
将15质量份腐熟菇渣、2质量份石膏渣、3质量份蛭石混合均匀，加入0.2质量份植物营养元素包膜体和0.1质量份微生物包膜体混合均匀，即得培育抗盐植物苗的育苗基质。
④ 育苗基质的应用
本发明的培育抗盐植物苗的育苗基质含水量为20%，容重为0.43g·cm-3，总孔隙度61.7%，通气孔隙度12.8%。实验选用江苏盐城沿海滩涂土壤，土壤1含盐量4‰、pH值8.07；土壤2含盐量5‰、pH值8.21。
实验设置三个处理，分别为：1、对照处理（种子湿润发芽），2、常规基质处理(市售符合国家标准的育苗基质)，3、本发明的育苗基质处理。
实验选择颗粒饱满的水稻种子，按“一穴一粒”的方式将种子播种到各处理中已50孔穴盘内，用自来水浇透，覆盖塑料薄膜。出苗前控制基质温度在28℃~32℃间，出苗后控制白天室内温度20℃~25℃，夜间室内温度15℃~20℃，每天喷洒清水保证基质湿润，20天后移栽。
通过底部不透水盆钵栽种水稻，每钵放置土壤5kg，泡水，表层水深度30mm，泡水时间6天，将三种处理下的水稻苗分别移栽至土壤1和土壤2中，每钵移栽水稻苗5株。30天后，测定两种土壤中每个处理水稻的生长情况。
土壤1中，对照处理水稻成活率为20%，常规基质处理的成活率为25%，本发明的育苗基质处理的成活率达到100%；土壤2中，对照处理水稻成活率为0，常规基质处理的成活率为0%，本发明的育苗基质处理的成活率达到60%。不同处理的水稻株高和生物量如图1、图2所示，相较于对照处理，土壤1本发明的育苗基质处理中水稻株高和生物量分别增加了1.17倍和1.5倍。
实验结果表明，本发明的育苗基质处理下，水稻的土壤含盐量耐受能力较对照处理和常规基质处理显著增强，本产品培育的植物幼苗耐受移栽土壤含盐量提升了40%。
实施例二
① 菇渣固体发酵
将20质量份菇渣、3质量份畜禽粪便、3质量份醋糟渣等混合，进行堆放发酵处理，堆体前期湿度在65%，每隔10天翻堆一次，堆体温度在40℃以下不再升温，即得腐熟菇渣。
② 植物营养元素包膜体和微生物包膜体的制备
a 将6质量份硝酸钾和6质量份硫酸镁加入到1质量份脲醛树脂粘稠液体中，加入1.0%质量份氯化铵和1.5质量份自来水，搅拌均匀，喷浆造粒，固化后即得植物营养元素包膜体；
b 1质量份多聚谷氨酸和3质量份的腐殖酸复合，混合均匀；加8倍质量份水，搅拌均匀，室温震荡30min，即得多聚谷氨酸包膜溶液；
在多聚谷氨酸包膜溶液中加入10质量份哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂和10质量份解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE菌剂中，30℃下减压喷雾干燥，即得微生物包膜体。
③ 培育抗盐植物苗育苗基质的制备
将15质量份腐熟菇渣、2质量份石膏渣、3质量份蛭石混合均匀，加入0.2质量份植物营养元素包膜体和0.1质量份微生物包膜体混合均匀，即得培育抗盐植物苗的育苗基质。
④ 育苗基质的应用
本发明的培育抗盐植物苗的育苗基质含水量为20%，容重为0.43g·cm-3，总孔隙度61.7%，通气孔隙度12.8%。在江苏盐城沿海滩涂垦区内种植柽柳，岸滩1土壤平均含盐量11‰、pH值8.87；岸滩2土壤平均含盐量16‰、pH值9.03。
设置三个处理，分别为：1、对照处理，2、有机营养土处理(市售符合国家标准的营养土)，3、本发明的育苗基质处理。
选用1年生直径1cm左右的柽柳枝条作为插条，剪成长25cm左右的插条进行扦插，扦插前使用市售普通生根粉（溶于水后浓度100mg/kg），浸泡2h。采用平床扦插，床面根据各处理均匀铺满10cm厚育苗材料，插条按行距15cm、株距10cm、株深5cm布置。扦插后立即灌水，以后每隔8d灌水1次，60天后选取各处理中生长状况相近的柽柳进行移栽。将各处理下的柽柳分别交叉间隔种植于岸滩1和岸滩2上。其中，对照处理为直接扦插，无育苗过程。180天后，测定两种岸滩上各处理柽柳的生长状况。
岸滩1中，对照处理柽柳成活率为43.1%，有机营养土处理的成活率为75.6%，本发明的育苗基质处理的成活率达到100%；岸滩2中，对照处理柽柳成活率为29.2%，有机营养土处理的成活率为52.5%，本发明的育苗基质处理的成活率达到88.7%。不同处理的柽柳株高和生物量如图3、图4所示，相较于对照处理，岸滩1中有机营养土处理和本发明的育苗基质处理柽柳株高分别增加了19.96%和45.99%，岸滩2中分别增加了37.22%和66.49%；岸滩1中柽柳生物量分别增加了32.64%和59.58%，岸滩2中分别增加了75.31%和1.20倍。
结果表明，本发明的育苗基质培育出的植物幼苗耐受移栽土壤含盐量提升了45.5%。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述育苗基质的原材料由菇渣、畜禽粪便、醋糟渣、石膏渣、蛭石、植物营养元素包膜体和微生物包膜体组成；
所述菇渣、畜禽粪便、醋糟渣堆放发酵制成腐熟菇渣；
所述植物营养元素包膜体中，植物营养元素为硝酸钾和硫酸镁，脲醛树脂为包膜剂；
所述微生物包膜体中，功能微生物菌株为哈茨木霉Trichoderma harzinum T83和解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE，包埋于多聚谷氨酸中。
2.根据权利要求1所述的培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述育苗基质的组成为：15~20质量份腐熟菇渣、1~2质量份石膏渣、2~4质量份蛭石、0.1~0.2质量份植物营养元素包膜体和0.1~0.2质量份微生物包膜体。
3.根据权利要求1所述的培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述植物营养元素包膜体中包括：0.6~1质量份脲醛树脂，5~6质量份硝酸钾，5~6质量份硫酸镁。
4.根据权利要求1或3所述的培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述脲醛树脂中，甲醛和尿素摩尔比为1.7~2.6:1。
5.根据权利要求1所述的培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述微生物包膜体中包括：1~2质量份多聚谷氨酸，6~10质量份哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂，6~10质量份解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE菌剂，3~4质量份腐殖酸。
6.根据权利要求1所述的培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂，菌种保藏号为CGMCC NO.9185，于2014年5月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
7.根据权利要求1所述的培育抗盐植物苗的育苗基质，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE，菌种保藏号为CCTCC NO：M2013086，于2013年3月15日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为武汉市武昌珞珈山。
8.权利要求1-7任一项所述的培育抗盐植物苗的育苗基质的制备方法，其特征在于，包括：
（1）菇渣固体发酵
将20质量份菇渣、2~3质量份畜禽粪便、1~3质量份醋糟渣混合，进行堆放发酵处理，堆体前期湿度在60%~80%，每隔7~15天翻堆一次，堆体温度在40℃以下不再升温，即得腐熟菇渣；
（2） 植物营养元素包膜体和微生物包膜体的制备
2a）将5~6质量份硝酸钾和5~6质量份硫酸镁加入到0.6~1质量份脲醛树脂粘稠液体中，加入0.5~1.5%质量份氯化铵和1~2.5质量份自来水，搅拌均匀，喷浆造粒，固化后即得植物营养元素包膜体；
2b） 1~2质量份多聚谷氨酸和3~4质量份的腐殖酸复合，混合均匀；加8~10倍质量份水，搅拌均匀，室温震荡30min，得多聚谷氨酸包膜溶液；
在制得的多聚谷氨酸包膜溶液加入6~10质量份哈茨木霉Trichoderma harzinum T83菌剂和6~10质量份解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens IAE菌剂中，30℃下减压喷雾干燥，即得微生物包膜体；
（3） 培育抗盐植物苗育苗基质的制备
将15~20质量份腐熟菇渣、1~2质量份石膏渣、2~4质量份蛭石、0.1~0.2质量份植物营养元素包膜体和0.1~0.2质量份微生物包膜体混合均匀，即得培育抗盐植物苗的育苗基质。
9.根据权利要求8所述的培育抗盐植物苗的育苗基质的制备方法，其特征在于，所述培育抗盐植物苗的育苗基质含水量为15%~20%，容重为0.35~0.50g·cm-3，总孔隙度55%~65%，通气孔隙度10~20%。
10.权利要求1-7任一项所述的培育抗盐植物苗的育苗基质在培育高抗盐幼苗中的应用。
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