CN112602561A - 一种促生型栽培基质及其制备方法和应用 - Google Patents

一种促生型栽培基质及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种促生型栽培基质及其制备方法和应用。将家禽羽毛和食用菌渣按照C/N比为25～30：1的量混合均匀得到原料混合物，然后调节原料混合物的含水量至60～70％，堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时进行翻堆，以后适时翻堆，待其温度下降进入陈化阶段，得到菌渣‑羽毛联合发酵物。广谱抗病促生功能微生物菌粉其包括巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉。按体积份取25～50份菌渣‑羽毛联合发酵物、50～75份泥炭土、20～30份椰糠、10～20份蛭石、5～10份珍珠岩，将菌渣‑羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后再加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.15～0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到促生型栽培基质。

Description

一种促生型栽培基质及其制备方法和应用
技术领域：
本发明属于种植营养土领域，具体涉及一种促生型栽培基质及其制备方法和应用。
背景技术：
随着无土栽培的蓬勃兴起，栽培基质的需求迅速增加。泥炭土因结构稳定，有机质高，通气性好，持水性强且无病菌、虫卵等，被认为是栽培中最理想的基质原料。但由于泥炭是一种不可再生资源且分布不均匀、价格昂贵等被限制其发展。所以，急需寻找新的可再生且价格低廉的泥炭基质替代材料。
目前，国内主要用秸秆、炭化稻壳、木屑、炉渣、畜禽粪便等一种或几种复配来替代泥炭土。虽然取得一定成效，但栽培效果与泥炭土相比，依然存在效果差、安全等级低、叶片发黄、病虫害发生严重等问题，不仅影响了种苗的商品性，而且可能造成巨大的经济损失。CN107188716A公开的一种用于茄子育苗的营养土及其制作方法中，运用发酵牛粪、稻壳、发酵鸡粪、平菇菌渣等原料，经过多次配方筛选试验，配制适合茄子育苗专用的营养土。虽然该基质用畜禽粪便替代了草炭，也使畜禽粪便等农业废弃物得到循环利用，但上述营养土因EC值偏高，极易造成烧苗，安全性极低。CN107371724A公开的一种菠菜栽培基质及栽培方法，用发酵菌肥与珍珠岩、无机肥料等混合制备菠菜栽培基质。该基质虽然能满足菠菜不同生长期对养分的需求，但菌肥发酵过程中需多次加入不同菌剂，发酵工艺复杂。所以，在寻找低廉的草炭替代材料时还需考虑栽培效果、基质的安全性及工艺的简便性。CN108812113A公开的平菇菌渣用盆栽基质的方法及在蔬菜栽培中的应用中，阐明利用平菇菌渣能提升栽培基质中氨基酸和粗蛋白等元素含量，减少化肥和农药的投入，降低生产管理成本，是一种理想的有机栽培基质。但该发明平菇菌渣发酵工艺复杂、周期长，后期蔬菜增产效果不明显。
发明内容：
本发明的目的是利用农林废弃物食用菌渣和家禽羽毛发酵物替代部分泥炭土，并通过外源添加广谱抗病促生微生物，获得了既能促进植物生长，又能减少农林废弃物污染的促生型栽培基质。
本发明的促生型栽培基质，其制备方法如下：
(1)菌渣和羽毛联合发酵
将家禽羽毛和食用菌渣按照C/N比为25～30：1的量混合均匀得到原料混合物，然后调节原料混合物的含水量至60～70％，堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时进行翻堆，以后适时翻堆，待其温度下降进入陈化阶段，得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(2)广谱抗病促生功能微生物菌粉制备
广谱抗病促生功能微生物菌粉其包括巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉；
(3)栽培基质配制
按体积份取25～50份菌渣-羽毛联合发酵物、50～75份泥炭土、20～30份椰糠、10～20份蛭石、5～10份珍珠岩，将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后再加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.15～0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到促生型栽培基质。
优选，所述的步骤(1)中的菌渣为栽培食用菌后剩余的菌棒，例如秀珍菇菌渣和/或金针菇菌渣。
优选，所述的步骤(1)中的羽毛为鸭毛、鹅毛。
优选，所述的步骤(2)中的广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
优选，所述的步骤(2)中巨大芽孢杆菌保藏编号为GIMCC1.270；枯草芽孢杆菌保藏编号为GIMCC1.755；地衣芽孢杆菌为GIMCC1.182。其中，巨大芽孢杆菌菌粉的有效活菌数为100亿/克，枯草芽孢杆菌菌粉的有效活菌数为1000亿/克，地衣芽孢杆菌菌粉的有效活菌数为1000亿/克。
优选，所述的步骤(1)中菌渣-羽毛联合发酵物为过3mm筛的筛下物。
优选，所述的泥炭土为0-20纤维度的草炭；椰糠为水洗脱盐后粒径为6-10mm的散椰糠；蛭石为粒径2-6mm黄金蛭石；珍珠岩为粒径2-4mm的园艺珍珠岩。
本发明的第二个目的在于提供利用上述方法制备的促生型栽培基质。
本发明的第三个目的在于提供上述促生型栽培基质在促进植物快速生长中的应用。
优选，所述的植物是辣椒或上海青。
本发明的促生型栽培基质，其材料来源广、配制简单；内含高活性氨基酸，能刺激植株快速生长；透气性好、保水、保肥能力强，可减少浇水、浇肥次数；栽培基质中外源添加广谱抗病促生菌粉能提高植株的抗性，降低植株病虫害的发生而减少农药的投入，降低栽培成本。
本发明提供的促生型栽培基质是利用发酵后的菌渣和羽毛来替代泥炭，不仅让菌渣和羽毛变废为宝，而且经微生物发酵的菌渣和羽毛会释放出17种氨基酸，能刺激植物快速生长。此外，该促生型栽培基质中外源添加的广谱抗病促生功能微生物菌粉能提高植株的抗性，降低植株病虫害的发生而减少农药的投入，降低栽培成本。本发明以农业废弃物菌渣、羽毛为栽培的主要原料，不仅栽培效果好、成本低，而且能避免农业废弃物对环境造成的二次污染。
附图说明：
图1是不同菌渣-羽毛联合发酵物替代量下的上海青发芽情况；
图2是不同菌渣-羽毛联合发酵物替代量下的上海青发芽率；
图3是不同栽培基质的辣椒叶绿素含量；
图4是不同栽培基质的辣椒植株鲜干重。
具体实施方式：
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，菌种编号为GIMCC1.270。该菌的液体发酵培养液配方为：每升含有葡萄糖1～1.5g、玉米粉1～2g、豆粕2～4g、氯化钠0.3～0.5g和余量的蒸馏水，将各成分混合均匀，灭菌制得液体发酵培养基。发酵条件为37℃下培养24～48小时，液体发酵后进行喷雾干燥，制成巨大芽孢杆菌菌粉，该菌粉的有效活菌数可达到100亿/克以上。
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，菌种编号为GIMCC1.755。该菌的液体发酵培养液配方为：每升含有葡萄糖0.5～1g、玉米粉2～3g、豆粕4～6g、氯化钠0.4～0.5g和余量的蒸馏水，将各成分混合均匀，灭菌制得液体发酵培养基。发酵条件为37℃下培养24～48小时，液体发酵后进行喷雾干燥，制成枯草芽孢杆菌菌粉，该菌粉的有效活菌数可达到1000亿/克以上。
地衣芽孢杆菌，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，菌种编号为GIMCC1.182。该菌的液体发酵培养液配方为：每升含有葡萄糖0.5～1g、玉米粉2～3g、豆粕4～6g、氯化钠0.4～0.5g和余量的蒸馏水，将各成分混合均匀，灭菌制得液体发酵培养基。发酵条件为37℃下培养24～48小时，液体发酵后进行喷雾干燥，制成枯草芽孢杆菌菌粉，该菌粉的有效活菌数可达到1000亿/克以上。
实施例1
(1)原料的预处理：将家禽羽毛(鸡毛)、秀珍菇菌渣按照C/N比为25：1的量混合均匀制成原料混合物，调节含水量至70％，进行条垛式堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时立即进行翻堆，以后每隔一天翻堆一次，促进固体发酵水分的蒸发和供氧；
(2)陈化阶段：随着堆肥温度的下降，进入陈化阶段，陈化完成得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(3)广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
(4)按表1的比例将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠、蛭石、珍珠岩进行配置。首先将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后向混合料中加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到促生型栽培基质。
不同菌渣-羽毛联合发酵物替代泥炭土的量对上海青发芽率的影响
为保证栽培基质的安全性和探索其菌渣-羽毛联合发酵物的最适替代量，以上海青为研究对象，设置菌渣-羽毛联合发酵物替代量为：0、25份、50份、75份、100份，分别标记为：CK、T1、T2、T3、T4，研究其对上海青发芽率的影响(先用水将各处理基质拌潮，然后按相同体积将基质放入培养皿中，每皿播种40粒上海青种子，用喷壶将基质表面喷湿，放入温度26℃，湿度80％的光照培养箱中培养。以后每天用喷壶喷一次水，培养3天后统计上海青的发芽率)。具体试验处理见表1。
表1试验处理
Figure BDA0002830894100000061
如图1、2所示，随着菌渣-羽毛联合发酵物替代量的增加，上海青发芽率先增加后降低。当替代量达50份时(T2)，发芽率有下降的趋势，但与CK间无差异显著水平。说明菌渣-羽毛联合发酵物替代泥炭的量不宜超过50份。后续在栽培基质配制中，菌渣-羽毛联合发酵物的用量控制在50份以内。
实施例2
一种促生型栽培基质的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：将家禽羽毛(鸡毛)、秀珍菇菌渣按照C/N比为30：1的量混合均匀制成原料混合物，调节含水量至60％，进行条垛式堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时立即进行翻堆，以后每隔一天翻堆一次，促进固体发酵水分的蒸发和供氧；
(2)陈化阶段：随着堆肥温度的下降，进入陈化阶段，陈化完成得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(3)广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
(4)按体积份取25份菌渣-羽毛联合发酵物、75份泥炭土、30份椰糠、15份蛭石、10份珍珠岩。首先将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后向混合料中加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到该促生型栽培基质。
实施例3
(1)原料的预处理：将家禽羽毛(鸡毛)、秀珍菇菌渣按照C/N比为25：1的量混合均匀制成原料混合物，调节含水量至70％，进行条垛式堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时立即进行翻堆，以后每隔一天翻堆一次，促进固体发酵水分的蒸发和供氧；
(2)陈化阶段：随着堆肥温度的下降，进入陈化阶段，陈化完成得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(3)广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
(4)按体积份取50份菌渣-羽毛联合发酵物、50份泥炭土、30份椰糠、15份蛭石、10份珍珠岩。首先将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后向混合料中加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到该促生型栽培基质。
效果试验1：不同栽培基质对辣椒生长发育及产量的影响
试验设计：
试验共设3个基质栽培处理，分别为实施例2配制的促生型栽培基质(T1)、实施例3配制的促生型栽培基质(T2)和泥炭栽培基质(CK，其是按体积份取100份泥炭土、30份椰糠、15份蛭石、10份珍珠岩。首先将泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后向混合料中加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到泥炭栽培基质)。每个基质设置15盆，试验共45盆。
栽培方法：
1、辣椒种子催芽后播种于装有育苗基质的32孔穴盘中，待辣椒苗长至3叶1心时移栽。
2、移栽前，先用清水将基质拌潮，湿润程度以手握成团，放开手后轻轻一动散开为宜。将各基质(T1、T2和CK)分别装入上口直径5cm，下口直径3.5cm，高4.7cm的花盆中，并定植1株辣椒苗。
3、定植后每5天浇一次霍格兰营养液，其他管理按辣椒优质栽培技术管理进行。定植后30天调查辣椒农艺性状、叶绿素含量及干物质积累情况。定值后80天开始统计辣椒的结果数、单果重、单株产量。
结果统计：
(一)不同栽培基质对辣椒农艺性状的影响
由表2可知，与泥炭栽培基质(CK)相比，用不同比例的菌渣-羽毛联合发酵物替代部分泥炭配制的栽培基质，辣椒株高增加13.14％(T1)和12.66％(T2)，茎粗增加22.85％和18.35％，叶长增加11.65％和16.89％，叶面积增加20.23％和24.65％，且均与CK存在显著差异，但T1和T2间无显著差异，说明菌渣-羽毛联合发酵物替代量不超50份时不影响辣椒植株的生长。
表2不同栽培基质的辣椒农艺性状
Figure BDA0002830894100000091
(二)不同栽培基质对辣椒叶绿素含量的影响
由图3可知，与泥炭栽培基质(CK)相比，用不同比例的菌渣-羽毛联合发酵物替代部分泥炭配制的栽培基质，辣椒叶绿素含量增加明显，分别较CK增加19.86％(T1)和22.70％(T2)，且与CK存在差异显著水平，但T1和T2间无显著差异，说明菌渣-羽毛联合发酵物替代量不超50份时不影响辣椒叶片的光合作用。
(三)不同栽培基质对辣椒鲜干重的影响
由图4可知，与泥炭栽培基质(CK)相比，用不同比例的菌渣-羽毛联合发酵物替代部分泥炭配制的栽培基质，辣椒植株鲜重分别增加73.76％(T1)和95.60％(T2)，且均与CK存在显著差异，但T1和T2间无显著差异，说明菌渣-羽毛联合发酵物替代量不超50份时能显著促进辣椒植株的生长。
(四)不同栽培基质对辣椒单株产量的影响
由表3可知，与泥炭栽培基质(CK)相比，用不同比例的菌渣-羽毛联合发酵物替代部分泥炭配制的栽培基质，辣椒单株果重增加25.23％(T1)和28.79％(T2)，单株结果数增加23.40％和27.66％，单株产量增加57.89％和64.71％，且均与CK存在显著差异，但T1和T2间无显著差异，说明菌渣-羽毛联合发酵物替代量不超50份时能显著增加辣椒的单株产量。
表3不同栽培基质的辣椒单株产量
Figure BDA0002830894100000101
实施例4
(1)原料的预处理：将家禽羽毛(鸡毛)、秀珍菇菌渣按照C/N比为25：1的量混合均匀制成原料混合物，调节含水量至70％，进行条垛式堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时立即进行翻堆，以后每隔一天翻堆一次，促进固体发酵水分的蒸发和供氧；
(2)陈化阶段：随着堆肥温度的下降，进入陈化阶段，陈化完成得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(3)广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
(4)按体积份取50份菌渣-羽毛联合发酵物、50份泥炭土、20份椰糠、20份蛭石、5份珍珠岩。首先将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后向混合料中加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.15％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到该促生型栽培基质。
实施例5
(1)原料的预处理：将家禽羽毛(鸡毛)、秀珍菇菌渣按照C/N比为25：1的量混合均匀制成原料混合物，调节含水量至70％，进行条垛式堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时立即进行翻堆，以后每隔一天翻堆一次，促进固体发酵水分的蒸发和供氧；
(2)陈化阶段：随着堆肥温度的下降，进入陈化阶段，陈化完成得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(3)广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
(4)按体积份取50份菌渣-羽毛联合发酵物、50份泥炭土、30份椰糠、10份蛭石、5份珍珠岩。首先将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后向混合料中加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.2％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到该促生型栽培基质。

Claims (10)

1.一种促生型栽培基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)菌渣和羽毛联合发酵
将家禽羽毛和食用菌渣按照C/N比为25～30：1的量混合均匀得到原料混合物，然后调节原料混合物的含水量至60～70％，堆肥发酵，发酵温度上升至55℃时进行翻堆，以后适时翻堆，待其温度下降进入陈化阶段，得到菌渣-羽毛联合发酵物；
(2)广谱抗病促生功能微生物菌粉制备
广谱抗病促生功能微生物菌粉其包括巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉；
(3)栽培基质配制
按体积份取25～50份菌渣-羽毛联合发酵物、50～75份泥炭土、20～30份椰糠、10～20份蛭石、5～10份珍珠岩，将菌渣-羽毛联合发酵物、泥炭土、椰糠混合均匀后灭菌，完成后再加入蛭石、珍珠岩和总的混合物料质量的0.15～0.3％的广谱抗病促生功能微生物菌粉，充分混合均匀后得到促生型栽培基质。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的菌渣为栽培食用菌后剩余的菌棒，例如秀珍菇菌渣和/或金针菇菌渣。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的羽毛为鸭毛、鹅毛。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的广谱抗病促生功能微生物菌粉由巨大芽孢杆菌菌粉、枯草芽孢杆菌菌粉和地衣芽孢杆菌菌粉按质量比1:1:1的比例混合获得。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中巨大芽孢杆菌保藏编号为GIMCC1.270；枯草芽孢杆菌保藏编号为GIMCC1.755；地衣芽孢杆菌为GIMCC1.182，其中，巨大芽孢杆菌菌粉的有效活菌数为100亿/克，枯草芽孢杆菌菌粉的有效活菌数为1000亿/克，地衣芽孢杆菌菌粉的有效活菌数为1000亿/克。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中菌渣-羽毛联合发酵物为过3mm筛的筛下物。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的泥炭土为0-20纤维度的草炭；椰糠为水洗脱盐后粒径为6-10mm的散椰糠；蛭石为粒径2-6mm黄金蛭石；珍珠岩为粒径2-4mm的园艺珍珠岩。
8.一种按照权利要求1-7任一制备方法制备得到的促生型栽培基质。
9.权利要求8所述的促生型栽培基质在促进植物快速生长中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的植物是辣椒或上海青。
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