CN115160077A - 一种连作障碍的土壤修复菌剂制作及其应用 - Google Patents

一种连作障碍的土壤修复菌剂制作及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种连作障碍土壤修复菌剂的制作及其应用，所述连作障碍土壤修复菌剂包括下述质量份数原料：30‑50份的腐殖酸、0‑20份的菌菇渣、10‑20份的草炭、0‑20份的蛭石、15‑25份的功能菌剂。所述菌菇渣优选为香菇菇渣。所述功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、绿僵菌五种发酵菌剂。本发明选用的功能菌能够在土壤特别是作物根际迅速成为优势菌群，发挥抑菌防虫、提高植物***抗性、固氮和溶磷等作用，载体安全环保，能够避免土壤板结，增强土壤透气性、保水性。本发明应用于因连作导致作物生长状况变差、产量降低、品质变劣及病虫害发生加剧等情况，可以有效的对连作障碍土壤进行修复和改良，使作物提质增产。

Description

一种连作障碍的土壤修复菌剂制作及其应用
技术领域
本发明属于农用微生物菌剂领域，尤其涉及一种连作障碍的土壤修复菌剂制作及其应用。
背景技术
连作障碍，是指连续在同一块土壤上栽培同种作物或近缘作物引起的作物生长发育异常，例如作物生长状况变差、产量降低、品质变劣及病虫害发生加剧等现象的发生。因我国农耕具有地域性和连作性的特点，全国80％以上的土壤存在连作障碍问题，连作障碍现象普遍存在于粮食、蔬菜、果树、药材、花卉等作物，轻者导致减产减收，重者甚至绝收。连作障碍发生原因主要包括1、土壤微生物结构失衡，致病微生物增多，有益微生物减少，导致土传病虫害逐渐加重，如十字花科的软腐病、菌梗病；茄果类的枯萎病、根腐病、立枯病；瓜类的猝倒病、疫病、枯萎病，并且叶螨、白粉虱、蚜虫、蓟马、线虫等虫害的茬口密度也会逐年增高。2、土壤理化性质变差，养分失调，含盐量及pH失衡随栽培年限的延长而加重，造成表土层板结。3、由于化感作用，作物根系或残体中分泌自毒物质逐渐积累，阻碍作物生长。
相较于农业措施和化学防治，利用土壤修复菌剂解决连作障碍问题具有节约能源、高效经济、持久性强、改良效果稳定等优点，集经济、环境和生态效益于一身。在现有的针对连作障碍土壤修复菌剂专利中，主要方向是围绕添加营养元素和防治土传病害，没有涉及虫害问题，叶螨、白粉虱、蚜虫、蓟马、蛴螬、金龟子、线虫等虫害虫卵会在土壤中越冬，虫害也会随着连作逐渐升高。而一些营养元素的添加使其具有一定的限制性，并不适合普遍的作物，反而会增加土壤的容重、盐碱度等。
本发明针对引起连作障碍的主要原因病虫害加重、养分不均衡、自毒物质积累这三大问题，以植物微生态学理论为基础研制土壤修复菌剂，从连作障碍严重的土壤健康植株根系或根际土壤中，筛选出促生的有益微生物，建立微生态系微生物资源库，再从中筛选出高效促生防病抗逆有益微生物，作为土壤修复菌剂的有效成分，通过对菌株发酵工艺和制剂加工工艺的研发，确定菌株发酵条件和载体，转化成土壤修复菌剂产品。使其既能抗病虫害、促进作物生长，又能增加土壤养分，有效的缓解土壤连作障碍问题。
发明内容
本发明目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种既能抗病虫害、促进作物生长，又能增加土壤养分的连作障碍土壤修复菌剂。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种连作障碍土壤修复菌剂，所述连作障碍土壤修复菌剂包括下述质量份数原料：30-50份的腐殖酸、0-20份的菌菇渣、10-20份的草炭、0-20份的蛭石、15-25份的功能菌剂。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，所述菌菇渣优选为香菇菇渣。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，所述功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、绿僵菌五种发酵菌剂。其中枯草芽孢杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号是CGMCC NO.7850；哈茨木霉保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别是CGMCC NO.7861；绿僵菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别是CGMCCNO.7848。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，功能菌剂按重量份数计：所述枯草芽孢杆菌40-60份、哈茨木霉2-5份、巨大芽孢杆菌20-30份、胶冻样芽孢杆菌10-20份、绿僵菌2-5份。
一种连作障碍土壤修复菌剂的制备方法包括以下步骤：
1.菌菇渣发酵：将菌菇渣用链条粉碎机进行粉碎，用50目筛分机进行筛分，然后进行堆制发酵，根据具体情况每隔一段时间翻动一次。一般发酵一周左右即可。
2.菌种发酵：将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌分别进行液体发酵，哈茨木霉、绿僵菌分别进行固体发酵。
3.按照比例，用草炭对发酵液进行吸附，然后添加腐殖酸、菌菇渣、蛭石，置于搅拌机中进行搅拌混匀，制成粉剂或颗粒后进行干燥，即得土壤修复菌剂。
综上所述，本发明具有以下优点和积极效果：
本发明选用的五种功能菌具有不同的作用效果，枯草芽孢杆菌可以通过成功定殖于植物根际、体表或体内，同病原微生物竞争植物体周围的养分，并且其可以分泌一些抑菌物质来抑制周围病原菌的生长。同时，枯草芽孢杆菌可以诱导植物***抗性，使植物体的抗性得到提高，从而达到抵御病原微生物入侵的目的。哈茨木霉主要利用重寄生作用、抗生作用、竞争作用防治病原菌；巨大芽孢杆菌通过固氮和溶磷作用为宿主植物提供营养成分，降解土壤中有机磷；胶冻样芽孢杆菌能分解钾长石、云母等硅铝酸盐类的原生态矿物质，使土壤中的不溶性K、P、Si等转变为可溶性元素供植物利用，释放可溶性钙、硫、镁、铁、钼、锰等中微量元素，不但可以增进土壤肥力，还可以有效提高化肥利用率。绿僵菌能够很好的在植物根系和体内定殖，防治虫害范围广，对防治叶螨、白粉虱、蚜虫、蓟马、蛴螬、金龟子、线虫等均具有良好的效果。以上五种功能菌能够在土壤特别是作物根际共生繁殖、作用优势互补，在土壤中迅速繁殖成为优势菌群，达到修复土壤微生态环境和作物提质增产的效果。
本发明土壤修复菌剂载体安全环保，有效解决农业废弃物的减量化、无害化、资源化的综合处理，够避有效避免土壤板结，增强土壤透气性、保水性。本发明制备工艺简单，适宜工业化生产，适用于水果、蔬菜、中药材等种植大面积使用。
所述土壤修复菌剂应用包括以下方法，
（1）基施：每亩使用土壤修复菌剂40kg，并且可与有机肥混施，施后覆土；
（2）穴施：每亩施土壤修复菌剂20kg～40kg；
（3）条施或撒施：每亩使用土壤修复菌剂40kg；
（4）拌种、蘸根：将适量土壤修复菌剂加清水调至糊状，与种子拌匀，稍晾干后播种、覆土。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下：
实施例1
一种连作障碍土壤修复菌剂包括下述质量份数原料：
40份的腐殖酸、20份的草炭、20份的蛭石、20份的功能菌剂。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，所述功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、绿僵菌五种发酵菌剂。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，功能菌剂按重量份数计：所述枯草芽孢杆菌50份、哈茨木霉5份、巨大芽孢杆菌25份、胶冻样芽孢杆菌15份、绿僵菌5份。
一种连作障碍土壤修复菌剂的制备方法包括以下步骤：
将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌分别进行液体发酵，哈茨木霉、绿僵菌分别进行固体发酵，具体培养基如下。
枯草芽孢杆菌活化培养基：牛肉膏0.3％，蛋白胨0.5％，NaCl0.5％，琼脂2％，pH值7.0-7.5。摇瓶培养基：牛肉膏0.3％，蛋白胨0.7％，氯化钠0.5％，pH值7.0。发酵罐培养基：豆粕粉2％，鱼粉0.5％，玉米粉1.8％，淀粉0.4％，硫酸镁0.06％，磷酸氢二钾0.5％，泡敌0.025％，pH值7.0-7.5。
巨大芽孢杆菌的发酵工艺同枯草芽孢杆菌。
胶冻样芽孢杆菌活化培养基：淀粉0.5％，蔗糖0.5％，酵母粉0.05％，碳酸钙0.01％， 硫酸钙0.05％，七水合硫酸镁0.05％，琼脂2％，pH值7.0-7.5。摇瓶培养基：糖蜜2％，豆粕粉0.5％，碳酸钙0.1％，硫酸镁0.1％，磷酸氢二钾0.5％，泡敌0.025％，pH值7.0-7.5。发酵罐培养基：糖蜜2％，豆粕粉0.5％，碳酸钙0.1％，硫酸镁0.1％，磷酸氢二钾0.5％，泡敌0.025％，pH值7.0-7.5。
哈茨木霉活化使用PDA培养基：马铃薯20％，葡萄糖2％，琼脂2％，pH值7.0-7.5。固体培养基：麦麸90%，玉米粉10%。
绿僵菌的发酵工艺同哈茨木霉。
按照比例，用草炭对菌液进行吸附，然后添加腐殖酸、蛭石，置于搅拌机中进行搅拌混匀，检测，合格后成品包装，得到土壤修复菌剂。
表1 土壤修复菌剂粉剂产品技术指标
外观 粉状、松散
有效活菌数/(CFU)/[亿/g(mL)]≥ 10.0
霉菌杂菌数/[个/g(mL)] ≤ 3.0×10<sup>6</sup>
杂菌率/(%) ≤ 10.0
有机质/(%) ≥ 20
pH值 5.5-8.5
实施例2
一种连作障碍的土壤修复菌剂包括下述质量份数原料：
40份的腐殖酸、20份的菌菇渣、20份的草炭、20份的功能菌剂。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，所述菌菇渣优选为香菇菇渣。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，所述功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、绿僵菌五种发酵菌剂。
在上述的连作障碍土壤修复菌剂中，进一步的，功能菌剂按重量份数计：所述枯草芽孢杆菌50份、哈茨木霉5份、巨大芽孢杆菌25份、胶冻样芽孢杆菌15份、绿僵菌5份。
一种连作障碍土壤修复菌剂的制备方法包括以下步骤：
菌菇渣发酵：将菇渣用链条粉碎机进行粉碎，用50目筛分机进行筛分，然后进行堆制发酵，根据具体情况每隔一段时间翻动一次。一般发酵一周左右即可。
将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌分别进行液体发酵，哈茨木霉、绿僵菌分别进行发酵，具体培养基如下。
枯草芽孢杆菌活化培养基：牛肉膏0.3％，蛋白胨0.5％，NaCl0.5％，琼脂2％，pH值7.0-7.5。摇瓶培养基：牛肉膏0.3％，蛋白胨0.7％，氯化钠0.5％，pH值7.0。发酵罐培养基：豆粕粉2％，鱼粉0.5％，玉米粉1.8％，淀粉0.4％，硫酸镁0.06％，磷酸氢二钾0.5％，泡敌0.025％，pH值7.0-7.5。
巨大芽孢杆菌的发酵工艺同枯草芽孢杆菌。
胶冻样芽孢杆菌活化培养基：淀粉0.5％，蔗糖0.5％，酵母粉0.05％，碳酸钙0.01％， 硫酸钙0.05％，七水合硫酸镁0.05％，琼脂2％，pH值7.0-7.5。摇瓶培养基：糖蜜2％，豆粕粉0.5％，碳酸钙0.1％，硫酸镁0.1％，磷酸氢二钾0.5％，泡敌0.025％，pH值7.0-7.5。发酵罐培养基：糖蜜2％，豆粕粉0.5％，碳酸钙0.1％，硫酸镁0.1％，磷酸氢二钾0.5％，泡敌0.025％，pH值7.0-7.5。
哈茨木霉活化使用PDA培养基：马铃薯20％，葡萄糖2％，琼脂2％，pH值7.0-7.5。固体培养基：麦麸90%，玉米粉10%。
绿僵菌的发酵工艺同哈茨木霉。
按照比例，用草炭对菌液进行吸附，然后添加腐殖酸、菌菇渣，置于搅拌机中进行搅拌混匀，通过造粒机造粒，检测合格后成品包装，得到土壤修复菌剂。
表2 土壤修复菌剂颗粒产品技术指标
外观 颗粒、无明显杂质
有效活菌数/(CFU)/[亿/g(mL)] ≥ 10.0
霉菌杂菌数/[个/g(mL)] ≤ 3.0×10<sup>6</sup>
杂菌率/(%) ≤ 10.0
有机质/(%) ≥ 20
pH值 5.5-8.5
本发明所述的连作障碍土壤修复菌剂，在多种作物的连作障碍取得很好的效果。
实验1：土壤修复菌剂对马铃薯疮痂病的防治实验
实验于2020年5月-10月在内蒙古自治区包头市固阳县金山镇连续8年种植马铃薯的地块上进行，共设置两个处理：常规施肥和土壤修复菌剂+常规施肥。每个处理设置3个小区，每小区面积为30m2。土壤修复菌剂对马铃薯疮痂病防治效果、产量及对马铃薯根际土壤养分的影响如下表表3、表4所示。
表3 土壤修复菌剂对马铃薯疮痂病防治效果
实验处理 病情指数（%） 防治效果（%） 产量（kg/亩） 增产率（%）
常规施肥 60.11 - 2603.87 -
土壤修复菌剂+常规施肥 25.61 57.39 3221.77 23.73
表4土壤修复菌剂对马铃薯根际土壤养分的影响
处理 pH值 有机质（g/kg） 全氮（g/kg） 有效磷（mg/kg） 速效钾（mg/kg）
常规施肥 7.65 20.036 25.63 65.32 358.71
土壤修复菌剂+常规施肥 7.32 24.669 38.95 79.36 563.21
实验2：土壤修复菌剂对甜菜根腐病的防治实验
实验于2021年4月-10月在内蒙古自治区兴安盟突泉县的连续种植6年甜菜的地块上进行，共设置两个处理：常规施肥和土壤修复菌剂+常规施肥。每个处理设置3个小区，每小区面积为30m2。土壤修复菌剂对甜菜根腐病防治效果、产量及对甜菜根际土壤养分的影响如下表表5、表6所示。
表5 土壤修复菌剂对甜菜根腐病防治效果
Figure 828594DEST_PATH_IMAGE001
表6 土壤修复菌剂对甜菜根际土壤养分的影响
试验处理 pH值 有机质（g/kg） 全氮（g/kg） 有效磷（mg/kg） 速效钾（mg/kg）
常规施肥 7.36 25.30 1.93 120.85 231.62
土壤修复菌剂+常规施肥 7.19 28.22 2.03 153.64 365.16
实验3：土壤修复菌剂对草莓朱砂叶螨的防治实验
实验于2021年4月-10月在山西省阳高县的连续种植4年温室进行，作物品种是草莓隋珠，共设置两个处理：常规施肥和土壤修复菌剂+常规施肥。每个处理设置3个小区，每小区面积为60m2。土壤修复菌剂对草莓朱砂叶螨的防治如下表表7。
表7土壤修复菌剂对草莓朱砂叶螨的防治效果
Figure 705284DEST_PATH_IMAGE002

Claims (9)

1.一种连作障碍的土壤修复菌剂，其特征在于，包括下述质量份数原料：30-50份的腐殖酸、0-20份的菌菇渣、10-20份的草炭、0-20份的蛭石、15-25份的功能菌剂。
2.根据权利要求1所述连作障碍土壤修复菌剂，进一步的，所述菌菇渣优选为香菇菇渣。
3.根据权利要求1所述连作障碍土壤修复菌剂，进一步的，功能菌剂包括枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、绿僵菌五种发酵菌剂。
4.根据权利要求3所述的功能菌剂，进一步的，功能菌剂按重量份数计：所述枯草芽孢杆菌40-60份、哈茨木霉2-5份、巨大芽孢杆菌20-30份、胶冻样芽孢杆菌10-20份、绿僵菌2-5份。
5.根据权利要求1所述连作障碍土壤修复菌剂，制备方法包括以下步骤：
（1）菌菇渣发酵：将菇渣用链条粉碎机进行粉碎，用50目筛分机进行筛分，然后进行堆制发酵，根据具体情况每隔一段时间翻动一次。
6.（2）菌种发酵：菌种发酵：将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌分别进行液体发酵，哈茨木霉、绿僵菌分别进行固体发酵。
7.（3）按照比例，用草炭对发酵液进行吸附，然后添加腐殖酸、菌菇渣、蛭石，置于搅拌机中进行搅拌混匀，制成粉剂或颗粒后进行干燥，即得土壤修复菌剂。
8.根据权利要求1所述连作障碍土壤修复菌剂的应用，其特征在于：所述土壤修复菌剂应用于因连作导致作物生长状况变差、产量降低、品质变劣及病虫害发生加剧等情况。
9.根据权利要求6所述连作障碍土壤修复菌剂的应用，包括以下使用方法，
（1）基施：每亩使用土壤修复菌剂40kg，并且可与有机肥混施，施后覆土；
（2）穴施：每亩施土壤修复菌剂20kg～40kg；
（3）条施或撒施：每亩使用土壤修复菌剂40kg；
（4）拌种、蘸根：将适量土壤修复菌剂加清水调至糊状，与种子拌匀，稍晾干后播种、覆土。
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