CN112194532B - 有机碳肥及其应用以及防治烟草根茎类病害的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及作物病害生物防治技术领域，公开了有机碳肥及其应用以及防治烟草根茎类病害的方法。本发明提供的有机碳肥具有原料易得，成本低廉，对烟草根茎类病害防治效果好，绿色环保等特点。利用本发明提供的有机碳肥能够实现对烟草根茎类病害的持续有效防治，同时还提高了菌菇养殖业和制药业废弃物的利用率，实现了产业间互利共赢，使得生产经济性得以提升，促进各产业可持续发展。

Description

有机碳肥及其应用以及防治烟草根茎类病害的方法
技术领域
本发明涉及作物病害生物防治技术领域，具体涉及有机碳肥及其应用以及防治烟草根茎类病害的方法。
背景技术
烟草根茎类病害是烟草产业可持续发展面临的重大威胁之一，其除造成烟叶产量和质量下降，导致烟农经济受损外，还会导致生态环境破坏等次生问题，是世界各国烟草产业发展过程中亟需解决的重大难题。烟草根茎类病害的特点是发生后传播速度快、感染后植株死亡率高而且较难防治。造成烟草根茎类病害的原因多种多样，其中，目前公认的最主要原因是现代农业种植体系中的单一作物连作和对化肥、农药等化学品的过度依赖，这使得土壤微生物群落结构和功能失调甚至崩溃，有益菌种数量急剧下降的同时，有害菌和病原菌激增，导致土传病害爆发。然而，现有技术中对于土传病害的防治方法却十分局限，尤其是在对烟草根茎类病害的长期有效防治以及对绿色环保方面的要求难以满足。例如，施用相关药物杀灭病原菌是目前常用的防治烟草根茎类病害的方法之一，虽然该方法针对性强，能够快速有效地杀死病原微生物以使烟草根茎类病害发展和蔓延得到抑制，但是药物的施用一方面可能对环境以及作物造成伤害，另一方面，由于防治药物一般都具有针对性，这就要求对病害的类别和病原菌种类能够准确判断，否则错误用药不仅对病害防治无效，还有可能造成进一步损失。然而，我国农民的文化水平普遍较低，很难具有相关知识和能力准确鉴别造成病害的病原菌种类，聘请专业人员提供帮助又需要额外的花费，而且，施用和购买药物也会加重农民负担，增加烟草生产成本。土壤深翻消毒、作物轮作等也是目前常用的烟草根茎类病害防治方法，然而，这两种方法也不同程度地存在对病害防治效果不足、额外成本较高、无法实现长期持续有效等问题。因此，亟待研究和开发一种经济、环保、持续有效的烟草根茎类病害防治产品和方法，实现农业可持续发展。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有防控烟草根茎类病害的方法中存在的无法持续有效防治、成本高、对人员要求高等问题，提供一种具有防治烟草根茎类病害功能的有机碳肥，该有机碳肥具有制备方法简单易行，原料经济且易于获得，对于烟草根茎类病害防治效果良好并且能够实现持续防治的优点。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种具有防治烟草根茎类病害功能的有机碳肥，所述有机碳肥含有菌渣、中药渣和草炭；
其中，以干物质计，所述菌渣、中药渣和草炭的重量比为1：0.1-5：0.1-5。
本发明第二方面提供上述有机碳肥在防治烟草根茎类病害中的应用。
本发明第三方面提供一种防治烟草根茎类病害的方法，所述方法包括将有机碳肥施用于土壤中，所述有机碳肥为如上所述的有机碳肥。
通过上述技术方案，本发明取得了如下有益效果：
(1)本发明提供的有机碳肥原料采用菌菇养殖废弃菌渣和药厂废弃中药渣作为原料，具有原料来源广、成本低、绿色环保并且制备方法简单的特点；
(2)本发明提供的有机碳肥和方法对于烟草根茎类病害的防治效果好，能够有效解决目前的方法对于烟草根茎类病害防治效果不佳、无法实现持续防治以及可能造成次生环境破坏等问题，能够促进烟草产业经济且可持续发展；
(3)本发明提供的防治烟草根茎类病害的方法简单易行，不会对环境安全产生不利影响，能够应对多种病害类型，而且对作业人员没有特殊专业技能的要求(例如准确分辨烟草根茎类病害病原体等)，更利于推广使用；
(4)本发明提供的有机碳肥采用农业废弃物和药厂废弃物等废弃材料为主要原料来源，实现了废弃物资源化和产业间互利共赢，对于烟草产业总产值提高和烟农增收以及促进各产业间循环经济和可持续发展具有积极意义。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细说明和阐述，应当能够理解的是，以下具体实施方式仅用于详细解释和说明本发明的内容，而不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
菌菇养殖过程中废弃的菌渣中含有大量菌丝体蛋白、多糖、维生素和微量元素。药厂生产过程中产生的药渣(尤其是中药和中成药生产过程中产生的中药渣)中含有丰富的有机质和微量元素，还具有一定的防菌抑菌功能。而草炭含有丰富的氮、钾、磷、钙、锰等多样元素和腐殖酸，有机质含量在30％以上，是纯天然的有机物质，它是一种无菌、无毒、无公害、无污染、无残留的绿色物质。本发明的发明人在研究的过程中巧妙地发现，将上述三者按照一定比例混合后制成有机碳肥，能够有效改善土壤微生物群落结构，提高土壤中有益菌种比例，减少和消除有害菌种数量和比例，从而对防治作物土传病害，尤其是烟草根茎类病害具有积极作用。
本发明一方面提供一种具有防治作物土传病害功能的有机碳肥，所述有机碳肥含有菌渣、中药渣和草炭；
其中，以干物质计，所述菌渣、中药渣和草炭的重量比为1：0.1-5：0.1-5。
本发明提供的有机碳肥可以适用于任意本领域现有能够检测和鉴别的作物土传病害病原体的防治。例如，导致作物土传病害的真菌(如瓜果霉腐菌、立枯丝核菌等)、细菌(如青枯病菌等)和线虫(如根结线虫等)。
根据本发明的优选实施方式，其中，造成所述土传病害的病原体包括烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)和/或烟草黑胫病菌(Phytophthora parasitica varnicotianae)。
本发明提供的有机碳肥可适用于任意本领域现有作物土传病害的防治。例如，茄黄萎病、黄瓜疫病、茄子绵疫病、根腐病、枯萎病、灰霉病、猝倒病和立枯病(死苗)等。其中，本发明提供的有机碳肥对于烟草根茎类病害的防治效果尤其明显。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述作物土传病害为烟草根茎类病害。优选选自烟草青枯病和/或烟草黑胫病。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述有机碳肥含有菌渣、中药渣和草炭，以干物质计，所述菌渣、中药渣和草炭的重量比为1：0.1-1：0.1-1。
优选地，以干物质计，所述中药渣和草炭的重量比为1：1-5。优选为1：1-1.5。
任意本领域内现有能够用于制备有机碳肥的菌渣、中药渣和草炭均可适用于本发明提供的有机碳肥。
出于生态循环和农业发展需求、农业废弃物综合利用以及有机碳肥制备过程便利度和对病害的防治效果等方面的考虑，根据本发明的优选实施方式，其中，所述菌渣选自杏鲍菇养殖过程中产生的废弃菌渣。
优选地，所述菌渣中水分含量为15-20重量％。
优选地，以干物质计，所述菌渣中有机碳含量为20-25重量％，腐殖酸含量为30-40％，全氮含量为2-3重量％。
出于原料收集的难易度、对作物土传病害防治情况、成本以及有机碳肥制备过程便利度等方面的考虑，根据本发明的优选实施方式，其中，所述中药渣选自中药制剂和/或中成药制剂生产过程中产生的中药渣。例如，熬制中药汤剂、制备中成药滴丸、药丸、药膏、药粉等过程中产生的中药渣。
优选地，所述中药渣中的水分含量在20-30重量％，优选为20-25重量％。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述中药渣中，以干物质计，有机碳的含量为50-55重量％，腐殖酸含量为15-20％，全氮的含量为2-3重量％。
本发明提供的有机碳肥中，所述草炭为植物遗体堆积后经生物化学泥炭化作用等方式制备获得的碳化产物。出于原料成本、防治烟草根茎类病害的需要以及有机碳肥成分等方面的考虑，根据本发明的优选实施方式，其中，所述草炭为以泥炭土和/或腐殖土为原料，通过堆捂腐熟发酵制备获得的碳化产物。
优选地，所述草炭中水分含量不超过15重量％。优选为10-15重量％。
根据本发明的优选实施方式，其中，以干物质计，所述草炭中有机碳的含量为40-45重量％，腐殖酸含量为20-30％，全氮的含量为1-2重量％。
为了进一步提高有机碳肥对于土传病害的防治效果，根据本发明的优选实施方式，其中，所述有机碳肥中还可以包括辅料。
优选地，以所述有机碳肥的总重量为基准，其中辅料的含量在1-5重量％，优选1.5-3重量％。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述辅料选自辅料A和/或辅料B。
辅料A的作用在于提高所述有机碳肥的肥效和/或促进土壤中有益微生物生长，任意具有上述功能的本领域内现有辅料均可适用于本发明。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述辅料A选自氨肥、钾肥和磷肥中的至少一种。所述氨肥、钾肥和磷肥可以为本领域现有的任意上述肥料，例如，可以是有机肥也可以是无机肥。又例如，可以为根据现有技术自行调配制备的氨肥、钾肥和磷肥，也可以为商购获得的相关产品。
优选地，以所述有机碳肥的总重量为基准，其中，辅料A的含量为1-3重量％，优选为1-2重量％。
辅料B的作用在于提高对于作物土传病害的防治能力，尤其是对于已经发生作物土传病害的土壤而言，辅料B的加入能够进一步提升所述有机碳肥对土壤中作物土传病害病原体的抑制能力。任意具有上述功能的本领域内现有辅料均可适用于本发明。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述辅料B选自多粘芽孢杆菌和/或海洋芽孢杆菌。
优选地，以所述有机碳肥的总重量为基准，其中，辅料B的含量为0.1-2重量％，优选为0.5-1重量％。
本发明第二方面提供如上所述的有机碳肥在防治烟草根茎类病害中的应用。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述应用包括防止烟草根茎类病害病原体生长和传播从而预防病害发生，以及对于已经受到病原体污染的土壤进行修复，遏制烟草根茎类病害病原体传播和蔓延，以减少烟草生产损失等。
本发明第三方面提供一种防治烟草根茎类病害的方法，所述方法包括将有机碳肥施用于土壤中，所述有机碳肥为如上所述的有机碳肥。
本发明提供的方法可以适用于任意本领域现有能够检测和鉴别的烟草根茎类病害病原体的防治。根据本发明的优选实施方式，其中，造成所述烟草根茎类病害的病原体包括烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、烟草黑胫病菌(Phytophthora parasiticavar nicotianae)中的至少一种。
本发明提供的方法可适用于任意本领域现有烟草根茎类病害的防治。根据本发明的优选实施方式，其中，所述烟草根茎类病害选自烟草青枯病和/或烟草黑胫病。
本发明提供的方法中，有机碳肥的用量以实现作物土传病害的防治为准，可以根据实际情况进行调整。为了在达到防治作物土传病害的效果的同时确保农业生产的经济效益，根据本发明提供的方法，其中，所述有机碳肥的用量为15000-30000kg·hm-2。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述有机碳肥的使用频率为每茬作物施用1次。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还包括：施用前对所述有机碳肥进行堆肥，所述堆肥的条件包括：湿度40-45％，温度60-75℃，时间30-50天。
优选地，在堆肥过程中每隔10-15天对堆肥物料进行翻堆1次。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。应当能够理解的是，以下实施例仅用于进一步解释和说明本发明，而不用于限制本发明。
以下实施例中，以下实施例中，菌渣采集自昆明杏鲍菇生产过程中产生的废弃菌包(杏鲍菇生产采用的菌包配方：木锯末50重量％、玉米混合粉18重量％、麸皮27重量％、豆饼粉3重量％、石灰1重量％、碳酸钙1重量％)，中药渣采集自昆明中药制剂和/或中成药制剂生产过程中产生的废弃中药渣(成分：三七35重量％、党参30重量％、重楼25重量％、葛根10重量％)，草炭以泥炭土和腐殖土为原料(重量比为6:4)，通过堆捂腐熟发酵制备获得。尿素、过磷酸钙、硫酸钾等均为正规化学试剂公司购买的市售品。其中，尿素中N质量分数为46％，过磷酸钙中P2O5质量分数为16％，硫酸钾中K2O质量分数为50％。多粘芽孢杆菌和海洋芽孢杆菌购自浙江省桐庐汇丰生物科技有限公司。其中，多粘芽孢杆菌为1.0×108CFU/克，海洋芽孢杆菌为1.0×109CFU/克CFU/克。菌渣、中药渣和草炭中的有机碳含量采用重铬酸钾外加热法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，磷采用磷钼酸喹啉重量法测定，钾用四苯硼酸钾重量法测定，腐殖酸采用焦磷酸钠碱液提取法测定，pH采用电位法测定，其中主要成分如表1所示(其中，水含量为以物料总重量为基准计算，其余成分为以物料中干物质为基准计算)。
表1有机碳肥物料成分
Figure GDA0003494993110000081
Figure GDA0003494993110000091
实施例1
取菌渣500kg，中药渣300kg，草炭200kg，而后将上述物料进行混合、堆制，堆好后用泥封严。堆肥期间控制堆肥物料中水分含量45±5％，温度65±5℃。堆肥第15天、第30天分别翻堆1次。堆肥持续40天，获得有机碳肥A1。
实施例2
取菌渣500kg，中药渣200kg，草炭300kg，而后将上述物料进行混合、堆制，堆好后用塑料布覆盖。堆肥期间控制堆肥物料中水分含量42±5％，温度70±5℃，堆肥第15天、第30天分别翻堆1次。堆肥持续35天，获得有机碳肥A2。
实施例3
取菌渣500kg，中药渣100kg，草炭400kg，而后将上述物料进行混合、堆制，堆好后用泥封严。堆肥期间控制堆肥物料中水分含量50±5％，温度65±5℃，堆肥第15天翻堆1次，堆肥持续30天。获得有机碳肥A3。
实施例4
将实施例1中的有机碳肥A1与以有机碳肥总重量为基准，含量为1重量％的辅料A混合，获得有机碳肥B1。所述辅料A为采用尿素、过磷酸钙和硫酸钾自行配制的肥料添加剂，其中N、P、K的重量比为8:16:26。
实施例5
将实施例1中的有机碳肥A1与以有机碳肥总重量为基准，含量为0.5重量％的辅料B混合，获得有机碳肥B2。所述辅料B为多粘芽孢杆菌和海洋芽孢杆菌的混合菌剂，其中二者的重量比为1：1。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，将其中的菌渣替换为等重量(以干物质计)的平菇生产过程中产生的废弃菌渣。获得有机碳肥A4。菌渣中的有机碳含量采用重铬酸钾外加热法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，磷采用磷钼酸喹啉重量法测定，钾用四苯硼酸钾重量法测定，腐殖酸采用焦磷酸钠碱液提取法测定，pH采用电位法测定，本对比例中采用的菌渣中主要成分如表2所示。
表2替换菌渣成分
Figure GDA0003494993110000101
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，将其中的菌渣和草炭替换为等重量的中药渣。获得有机碳肥D1。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，将其中的中药渣和草炭替换为等重量的菌渣。获得有机碳肥D2。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，将其中的菌渣和中药渣替换为等重量的草炭。获得有机碳肥D3。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是，将其中的中药渣替换为等重量的菌渣。获得有机碳肥D4。
对比例5
按照实施例1的方法，不同的是，将其中的草炭按照实施例1中的比例替换为等重量的菌渣和中药渣。获得有机碳肥D5。
对比例6
按照实施例1的方法，不同的是，用腐殖土200kg替换其中的草炭。获得有机碳肥D6。
对比例7
按照实施例4的方法，不同的是，采用有机碳肥D1替换有机碳肥A1，获得有机碳肥B3。
对比例8
按照实施例4的方法，不同的是，采用有机碳肥D2替换有机碳肥A1，获得有机碳肥B4。
对比例9
按照实施例5的方法，不同的是，采用有机碳肥D3替换有机碳肥A1，获得有机碳肥B5。
测试例1
将上述实施例和对比例中的有机碳肥按照表5中的用量于作物种植前施用于土壤表面，然后翻耕，使用频率为每茬作物1次。同时在施用本发明提供的有机碳肥(处理组)和未施用该有机碳肥(对照组)的农田中种植作物(烟草1000株)，于收获期调查发病情况，计算防治效果。结果详见表3。
烟草青枯病调查分级标准：
0级：全株(叶)无病；
1级：开始出现萎蔫症状，病叶显症面积占叶面积的10％以下；
3级：明显出现萎蔫症状，病叶显症面积占叶面积的11％～25％；
5级：病叶颜色变成浅绿，病叶显症面积占叶面积的26％～50％；
7级：病叶叶肉变黄、叶脉变黑，病斑面积占叶面积的51％～75％；
9级：病叶萎蔫枯黄，病株表皮腐烂，病叶显症面积占叶面积的76％以上。
烟草黑胫病调查分级标准：
0级：全株无病；
1级：茎部病斑不超过茎围的三分之一，个别叶片萎焉；
3级：茎部病斑不超过茎围的二分之一，或半数以下叶片轻度凋萎，或下部少数叶片出现病斑；
5级：茎部病斑超过茎围的二分之一，或半数以上叶片轻度凋萎；
7级：茎部病斑环绕茎围，或三分之二以上叶片凋萎；
9级：病株全部叶片凋萎或枯死。
防治效果的计算采用下列两公式：
病情指数＝[〔Σ(病级株数×代表级数)〕/(总株数×最高代表级值)]×100
防治效果(％)＝[(对照组病情指数-处理组病情指数)/对照组病情指数]×100％
表3有机碳肥对烟草根茎类病害防治效果试验测试条件及结果
Figure GDA0003494993110000131
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有防治烟草根茎类病害功能的有机碳肥，其特征在于，所述有机碳肥由菌渣、中药渣、草炭和辅料组成；
其中，以干物质计，所述菌渣、中药渣和草炭的重量比为1：0.1-1：0.1-1；
所述菌渣中，水分含量为15-20重量％，以干物质计，有机碳含量为20-25重量％，腐殖酸含量为30-40％，全氮含量为2-3重量％；
所述辅料选自辅料A和/或辅料B；
以所述有机碳肥的总重量为基准，其中辅料的总含量在1-5重量％；
辅料A选自氮肥、钾肥和磷肥中的至少一种；
辅料B选自多粘芽孢杆菌和/或海洋芽孢杆菌。
2.根据权利要求1所述的有机碳肥，其中，以干物质计，所述中药渣和草炭的重量比为1：1-5。
3.根据权利要求1所述的有机碳肥，其中，所述中药渣中水分含量为20-30重量％；
和/或，所述草炭中水分含量不超过15重量％；
和/或，所述中药渣中，以干物质计，有机碳含量为50-55重量％，腐殖酸含量为15-20％，全氮含量为2-3重量％；
和/或，所述草炭中，以干物质计，有机碳含量为40-45重量％，腐殖酸含量为20-30％，全氮含量为1-2重量％。
4.根据权利要求1所述的有机碳肥，其中，以所述有机碳肥的总重量为基准，其中，辅料A的含量为1-3重量％，辅料B的含量为0.1-2重量％。
5.权利要求1-4中任意一项所述的有机碳肥在防治烟草根茎类病害中的应用，所述烟草根茎类病害为烟草青枯病和/或烟草黑胫病。
6.一种防治烟草根茎类病害的方法，其特征在于，所述方法包括将有机碳肥施用于土壤中，所述有机碳肥为权利要求1-4中任意一项所述的有机碳肥，所述烟草根茎类病害为烟草青枯病和/或烟草黑胫病。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述有机碳肥的用量为15000-30000kg·hm-2；
和/或，所述有机碳肥的使用频率为每茬作物施用1次。
8.根据权利要求6或7中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：施用前对所述有机碳肥进行堆肥，所述堆肥的条件包括：湿度40-45％，温度60-75℃，时间30-50天。
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