專利名稱：一種土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種的土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用，屬于土壤改良劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)業(yè)不斷進(jìn)步，保護(hù)地生產(chǎn)已成為當(dāng)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。由于片面的追求產(chǎn)量，盲目加大水、肥、農(nóng)藥的投入，使保護(hù)地出現(xiàn)了一系列制約可持續(xù)生產(chǎn)的嚴(yán)重問(wèn)題，如不適當(dāng)?shù)乃使芾硪鹜寥览砘再|(zhì)惡化、土壤中營(yíng)養(yǎng)成分失衡，加上長(zhǎng)期的連作導(dǎo)致的土傳病害蔓延，已成為保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)的主要障礙因素之一，很多蔬菜保護(hù)地因土傳病害嚴(yán)重而不得不改作露地栽培，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重地制約了保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展。有關(guān)連作障礙原因的調(diào)查結(jié)果表明主要有以下幾個(gè)因素(I) 土壤理化性質(zhì)的惡化。連作時(shí)由于某些作物對(duì)肥料的選擇性吸收，容易導(dǎo)致一些元素特別是微量元素的缺乏，引起蔬菜的發(fā)育障礙。(2) 土傳病蟲害。隨著保護(hù)地蔬菜的連年栽培，土傳病害越來(lái)越突出，其發(fā)病率高，危害性大，連作使得土壤中的病原菌數(shù)量不斷增加，特別是近年來(lái)由于過(guò)多的使用化肥所帶來(lái)土壤中病原拮抗菌的減少，更加重了土傳病蟲害的發(fā)生。如青枯病、早疫病、炭疽病、枯萎病、軟腐病、根結(jié)線蟲病以及土壤害蟲種群繁衍增加,如螻蛄、韭蛆等。(3)植物的自毒作用。目前對(duì)土傳病害的控制主要采用化學(xué)防治方法，不僅防治效果逐年減弱，而且會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留，降低農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，嚴(yán)重威脅著人們的健康。土壤改良劑能夠改良土壤的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)，使其更適宜于植物生長(zhǎng)，目前已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)土壤改良劑的性質(zhì)可分為酸性、堿性、營(yíng)養(yǎng)型、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、防治土傳病害的、微生物、豆科綠肥、生物制劑等土壤改良劑。雖然土壤改良劑品種繁多，但存在效果單一、不穩(wěn)定、長(zhǎng)期使用副作用大等問(wèn)題。因此，進(jìn)一步研究能夠改善土壤環(huán)境，有效抑制土壤病害的土壤改良劑，成為改善蔬菜保護(hù)地環(huán)境和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要方法與措施。土壤是農(nóng)作物生長(zhǎng)的基質(zhì)，只有健康的土壤才能生產(chǎn)出健康的農(nóng)產(chǎn)品。長(zhǎng)期施用化肥和連茬耕作，導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系發(fā)生改變，病原微生物增加，土傳病害發(fā)病嚴(yán)重，甚至絕收。各種植物都受到土傳病害的危害，尤以棉花黃、枯萎病，瓜類作物枯萎病，小麥青枯病、立枯病等危害嚴(yán)重，往往帶來(lái)毀滅性后果，因此又被稱為植物癌癥。目前，對(duì)土傳病害的防治措施包括施用有機(jī)物、清除病殘?bào)w、生物防治、調(diào)節(jié)土壤理化化性質(zhì)、化學(xué)防治、換土、土壤消毒等措施來(lái)控制土傳病病害的發(fā)生，但都不能有效防治毀滅性土傳病害的發(fā)生，反而產(chǎn)生新的問(wèn)題?；瘜W(xué)防治效果不理想，病原抗藥性增加，還污染土壤和水體；生物防治效果不穩(wěn)定；換土和土壤消毒，工程量大，破壞土壤環(huán)境。土傳病害雖然被稱為植物的癌癥，但其發(fā)病機(jī)制和人類的癌癥有本質(zhì)的差別，防治的根本在于改善土壤結(jié)構(gòu)的前提下，土壤中植入大量的(20L/660m2)有益微生物,可以競(jìng)爭(zhēng)、抑制病原物,減輕病原壓力，輔以種子消毒，完全可以將土傳病害控制在不減少種植收益之下。有效穩(wěn)定的有益微生物(生防菌)的獲得，是防治土傳病害的關(guān)鍵因素之一
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種土壤改良劑，組分如下,均為重量份數(shù)生化黃腐酸(BFA) 10 15份，聚丙烯酰胺10 20份，牛蒡低聚果糖5 10份，殼聚糖5 10份,硫酸鋅I 5份,硼酸I 2份,擬康氏木霉發(fā)酵液50 70份。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述殼聚糖脫乙酰度> 90. 0%。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述生化黃腐酸含量彡50wt%，有機(jī)質(zhì)彡80wt%，pH值彡8. O。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述聚丙烯酰胺分子量為1000萬(wàn) 1200萬(wàn),含量彡90. 0wt%,pH值6 7。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述牛蒡低聚果糖分子量為2000 3000，均一度> 85. 0%。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述硫酸鋅含量> 98. 0wt%。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述硼酸含量> 99. 0wt%。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述擬康氏木霉發(fā)酵液中菌絲含量> O. 2g/ml ;進(jìn)一步優(yōu)選的，所述擬康氏木霉的菌種保藏號(hào)為CGMCC No. 3. 3002。上述土壤改良劑的制備方法，步驟如下(I)取牛蒡根干粉，用8 12倍體積的70 80°C水水提3 4次，合并提取液，60 65°C真空濃縮為原體積的三分之一到四分之一后，再加3 4倍體積95 97%的乙醇沉淀，取沉淀溶于水后，凍干，制得牛蒡低聚果糖；(2)取菌株保藏編號(hào)為CGMCC No. 3. 3002的擬康氏木霉，接入PDA液體培養(yǎng)基后，在28 30°C、120 130rpm的條件下，振蕩培養(yǎng)10 12天，制得擬康氏木霉發(fā)酵液；(3)取菌株保藏編號(hào)為CGMCC No. 3. 3002的擬康氏木霉，接種于PDA液體培養(yǎng)基后,在28 30°C、100 IlOrpm的條件下,振蕩培養(yǎng)8 9天后,過(guò)濾得到菌絲體。加入菌絲體重量8 10倍體積的10 12%Na0H (W/V)攪拌后浸泡24 32h，離心洗滌直至濾液為中性，加入40 50%Na0H (W/V)溶液120 126°C處理2 3h，離心洗滌后，用10 12%乙酸(V/V)，100°C孵育2 3h，抽提合并濾液，用O. 8 I. 2mol/LNa0H調(diào)pH值7. O 9. 0，靜置過(guò)夜，離心洗滌至中性，再用70 75%乙醇洗滌，烘干，獲得殼聚糖。(4)取生化黃腐酸、聚丙烯酰胺、步驟(I)制得的牛蒡低聚果糖、步驟(3)制備的殼聚糖、硫酸鋅、硼酸及步驟(2)制得的擬康氏木霉發(fā)酵液按比例混合均勻即得。所述步驟(2 )和(3 )中的PDA液體培養(yǎng)基每升組分如下 馬鈴薯200g,葡萄糖20g,蒸懼水定容至IOOOml。上述土壤改良劑在改良土壤中的應(yīng)用。有益效果I、本發(fā)明選取了擬康氏木霉(菌種保藏號(hào)為CGMCC No. 3. 3002)作為拮抗植物病原菌的菌株，研究發(fā)現(xiàn)擬康氏木霉孢子能夠有效改善土壤環(huán)境，抑制包括枯萎病、軟腐病在內(nèi)的多種土傳病害病的發(fā)生，同時(shí)該菌具有纖維素酶活性能夠有效增加秸桿的降解速率。2、本發(fā)明選取聚丙烯酰胺作為改善土壤構(gòu)造的有效成分，它可以增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，降低土壤容重，使土壤總孔隙率和毛管孔隙度增加，明顯增加滲透率，促進(jìn)土壤的保水能力。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，聚丙烯酰胺的吸水與保水能力均非常適合土壤改良劑的要求。3、牛蒡低聚果糖能夠有效地誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性，從而增強(qiáng)植物對(duì)病原的抗性，降
4低病害的發(fā)生。從植物中提取到一種廉價(jià)的誘導(dǎo)子，能夠有效地誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性，從而提高植物對(duì)病原的抗性，并能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)。4、本發(fā)明以堿法利用擬康氏木霉菌絲(菌種保藏號(hào)為CGMCC No. 3. 3002)制備了高均一度和高脫乙酰度的殼聚糖，有效抑制土壤病原菌的繁殖，增強(qiáng)植物抗性，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改善作物品質(zhì)。5、本發(fā)明以生化黃腐酸為基質(zhì)，載入植物必須且土壤缺乏的微量元素、抗病誘導(dǎo)子和生防微生物，制備為一種具有改善土壤理化性質(zhì)、抑制土傳病害、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性的綠色土壤改良劑。6、本發(fā)明結(jié)合生化黃腐酸和聚丙烯酰胺，載入植物必須且土壤缺乏的微量元素鋅和硼、抗病誘導(dǎo)子牛蒡低聚果糖、殼聚糖和生防真菌擬康氏木霉，制備的具有改善土壤理化性質(zhì)、抑制土傳病害、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性的環(huán)境友好的土壤改良劑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但發(fā)明所保護(hù)范圍不限于此。材料說(shuō)明生化黃腐酸購(gòu)自鄭州神農(nóng)化工有限公司，含量彡40wt%，有機(jī)質(zhì)彡50wt%, pH值
8.O。聚丙烯酰胺購(gòu)自成都科龍化工試劑廠，聚丙烯酰胺分子量為1000萬(wàn) 1200萬(wàn)，含量彡 90. 0wt%, pH 值 6 7。擬康氏木霉購(gòu)自中國(guó)菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)CGMCCNo. 3. 3002。硫酸鋅和硼酸購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，含量> 98. 0wt%o培養(yǎng)基PDA液體培養(yǎng)基每升組分如下馬鈴薯200g,葡萄糖20g,蒸懼水定容至IOOOml。實(shí)施例I一種土壤改良劑，組分如下,均為重量份數(shù)生化黃腐酸(BFA) 15份，聚丙烯酰胺10份，牛蒡低聚果糖10份，殼聚糖10份，硫酸鋅5份，硼酸2份，擬康氏木霉發(fā)酵液70份。上述土壤改良劑通過(guò)如下方法制備，步驟如下(I)取牛蒡根干粉，用10倍體積的70°C水水提3次，合并提取液，60°C真空濃縮為原體積的四分之一后，再加3倍體積95%的乙醇沉淀，取沉淀溶于水后，凍干，制得牛蒡低聚果糖；經(jīng)檢測(cè)，分子量為2310，均一度85. 0%。(2)取菌株保藏編號(hào)為CGMCC No. 3. 3002的擬康氏木霉，接入PDA液體培養(yǎng)基后，在28°C、130rpm的條件下，振蕩培養(yǎng)10天，制得擬康氏木霉發(fā)酵液；經(jīng)檢測(cè)，擬康氏木霉發(fā)酵液中菌絲含量O. 3g/ml。(3)取菌株保藏編號(hào)為CGMCC No. 3. 3002的擬康氏木霉，接種于PDA液體培養(yǎng)基后，在28°C、100rpm的條件下，振蕩培養(yǎng)8天后，過(guò)濾得到菌絲體。加入菌絲體重量10倍體積的10%Na0H (W/V)攪拌后浸泡24h，離心洗滌直至濾液為中性，加入45%Na0H (W/V)溶液126°C處理2h，離心洗滌后，用10%乙酸(V/V)，100。。孵育2h，抽提合并濾液，用I. Omol/L NaOH調(diào)pH值8. 0，靜置過(guò)夜，離心洗滌至中性，再用75%乙醇洗滌，烘干，獲得均一度80%，脫乙酰度90%的殼聚糖。(4)取生化黃腐酸、聚丙烯酰胺、步驟(I)制得的牛蒡低聚果糖、步驟(3)制的殼聚糖、硫酸鋅、硼酸及步驟(2)制得的擬康氏木霉發(fā)酵液按比例混合均勻即得。實(shí)施例2一種土壤改良劑，組分如下,均為重量份數(shù)生化黃腐酸(BFA) 10份，聚丙烯酰胺15份，牛蒡低聚果糖8份，殼聚糖8份，硫酸鋅3份，硼酸I份，擬康氏木霉發(fā)酵液50份。上述土壤改良劑通過(guò)如下方法制備，步驟如下(I)取牛蒡根干粉，用10倍體積的70°C水水提3次，合并提取液，60°C真空濃縮為原體積的四分之一后，再加3倍體積95%的乙醇沉淀，取沉淀溶于水后，凍干，制得牛蒡低聚果糖；經(jīng)檢測(cè)，分子量為2310，均一度85. 0%。(2)取菌株保藏編號(hào)為CGMCC No. 3. 3002的擬康氏木霉，接入PDA液體培養(yǎng)基后，在28°C、130rpm的條件下，振蕩培養(yǎng)10天，制得擬康氏木霉發(fā)酵液；經(jīng)檢測(cè)，擬康氏木霉發(fā)酵液中菌絲含量O. 3g/ml。(3)取菌株保藏編號(hào)為CGMCC No. 3. 3002的擬康氏木霉，接種于PDA液體培養(yǎng)基后，在28°C UlOrpm的條件下，振蕩培養(yǎng)9天后，過(guò)濾得到菌絲體。加入10倍體積的10%Na0H(W/V)攪拌后浸泡24h，離心，洗滌直至濾液為中性，加入45%Na0H溶液126°C處理2h，離心洗滌后，用10%乙酸(V/V)，100°C處理2h，抽提合并濾液，用Imol/LNaOH調(diào)pH值為8.0，靜置過(guò)夜，離心洗滌至中性，再用75%乙醇洗滌，烘干，獲得殼聚糖。經(jīng)檢測(cè)，純度大于80. 0%，脫乙酰度大于90. 0%。(4)取殼聚糖、生化黃腐酸、聚丙烯酰胺、步驟(I)制得的牛蒡低聚果糖、步驟(3)制得的殼聚糖、硫酸鋅、硼酸及步驟(2)制得的擬康氏木霉發(fā)酵液按比例混合均勻即得。應(yīng)用例I土壤改良劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響試驗(yàn)于平度市南村無(wú)公害蔬菜示范園番茄棚內(nèi)進(jìn)行。番茄品種為好韋斯特(美國(guó)產(chǎn))，試驗(yàn)小區(qū)土質(zhì)的基本情況為棚齡6年，棚面積480m2，番茄于9月I日定植，種植方式為畦栽。該試驗(yàn)分為4個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)小區(qū)隨機(jī)排列。4個(gè)處理分別為空白對(duì)照組定植前施用底肥，后期不追肥，處理時(shí)噴施500L/hm2的清水；正常對(duì)照組定植前施用底肥，生長(zhǎng)中期追肥一次；改良劑處理組I :定植前施用底肥的同時(shí)用實(shí)施例I所述土壤改良劑處理(表面噴施，噴施前加水稀釋600倍，處理量為15L/hm2)后，生長(zhǎng)中期進(jìn)行追肥一次；改良劑處理組2 :定植前施用底肥的同時(shí)用實(shí)施例2所述土壤改良劑處理(表面均勻噴施，噴施前加水稀釋500倍，處理量為15L/hm2)，后期不追肥。田間日常管理按照習(xí)慣進(jìn)行。收獲期結(jié)束后，收集各個(gè)處理土壤，測(cè)定其基礎(chǔ)理化性質(zhì)。土壤容重應(yīng)用環(huán)刀法、PH值應(yīng)用電位法、有機(jī)質(zhì)應(yīng)用重鉻酸鉀容量法、速效磷應(yīng)用鑰藍(lán)比色法、速效鉀應(yīng)用四苯硼鈉比濁法。其結(jié)果如表I所示，土壤改良劑的施用使土壤容重顯著下降，土壤孔隙度明顯增加，有效改良了土壤的酸度，增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，提高了有效磷鉀的量。
權(quán)利要求
1.一種土壤改良劑，其特征在于，組分如下，均為重量份數(shù)生化黃腐酸10 15份，聚丙烯酰胺10 20份，牛蒡低聚果糖5 10份，殼聚糖5 10份，硫酸鋅I 5份，硼酸I 2份，擬康氏木霉發(fā)酵液50 70份。
2.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述殼聚糖脫乙酰度>90. 0%。
3.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述生化黃腐酸含量>50wt%，有機(jī)質(zhì)彡80wt%, pH值彡8. O。
4.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺分子量為1000萬(wàn) 1200萬(wàn)，含量彡90. 0wt%, pH值6 7。
5.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述牛蒡低聚果糖分子量為2000 3000，均一度彡 85. 0%。
6.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述硫酸鋅含量>98. 0wt%。
7.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述硼酸含量>99. 0wt%。
8.如權(quán)利要求I所述的土壤改良劑，其特征在于，所述擬康氏木霉發(fā)酵液中菌絲含量^ O. 2g/mlο
9.如權(quán)利要求8所述的土壤改良劑，其特征在于，所述擬康氏木霉的菌種保藏號(hào)為CGMCC No. 3. 3002。
10.權(quán)利要求I所述土壤改良劑的制備方法，其特征在于，步驟如下(1)取牛蒡根干粉，用8 12倍體積的70 80°C水水提3 4次，合并提取液，60 65°C真空濃縮為原體積的三分之一到四分之一后，再加3 4倍體積95 97%的乙醇沉淀，取沉淀溶于水后，凍干，制得牛蒡低聚果糖；(2)取菌株保藏編號(hào)為CGMCCNo. 3. 3002的擬康氏木霉，接入PDA液體培養(yǎng)基后，在28 30°C、120 130rpm的條件下，振蕩培養(yǎng)10 12天，制得擬康氏木霉發(fā)酵液；(3)取菌株保藏編號(hào)為CGMCCNo. 3. 3002的擬康氏木霉，接種于PDA液體培養(yǎng)基后，在28 30°C、100 IlOrpm的條件下,振蕩培養(yǎng)8 9天后,過(guò)濾得到菌絲體；加入菌絲體重量8 10倍體積的10 12%Na0H (W/V)溶液攪拌后浸泡24 32h，離心洗滌直至濾液為中性，加入40 50%Na0H (W/V)溶液120 126°C處理2 3h，離心洗滌后，用10 12%乙酸(V/V)，100°C孵育2 3h，抽提合并濾液，用O. 8 I. 2mol/LNa0H調(diào)pH值7. O 9. 0，靜置過(guò)夜，離心洗滌至中性，再用70 75%乙醇洗滌，烘干，獲得殼聚糖。(4)取生化黃腐酸、聚丙烯酰胺、步驟(I)制得的牛蒡低聚果糖、步驟(3)制備的殼聚糖、硫酸鋅、硼酸及步驟(2)制得的擬康氏木霉發(fā)酵液按比例混合均勻即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種的土壤改良劑及其制備方法與應(yīng)用。土壤改良劑的組分如下，均為重量份數(shù)生化黃腐酸10～15份，聚丙烯酰胺10～20份，牛蒡低聚果糖5～10份，殼聚糖5～10份，硫酸鋅1～5份，硼酸1～2份，擬康氏木霉發(fā)酵液50～70份。本發(fā)明還提供上述土壤改良劑的其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明結(jié)合生化黃腐酸和聚丙烯酰胺，載入植物必須且土壤缺乏的微量元素鋅和硼、抗病誘導(dǎo)子牛蒡低聚果糖、殼聚糖和生防真菌擬康氏木霉，制備的具有改善土壤理化性質(zhì)、抑制土傳病害、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性的環(huán)境友好的土壤改良劑。
文檔編號(hào)C12R1/885GK102911670SQ201210451799
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者張鵬英, 陳靠山, 郭默然, 樊恒達(dá) 申請(qǐng)人:山東大學(xué)