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酸解羽毛粉在生物有机肥中的运用

发布时间:2020年1月13日 来源:www.sdyumaofen.com 返回列表

生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥产品质量的关键指标是产品的有效活菌数,添加外源氨基酸固态发酵工艺促进功能微生物的繁殖,是目前生产高效生物有机肥的重要手段。菜粕为目前主要的外源添加原料,大量的研究中菜粕的添加量已经达到50%,虽肥料效果很好,但由于菜粕成本较高,导致该类生物有机肥虽具优异的效果,但大面积推广受到限制。本试验从资源化利用和节约成本角度出发,通过研究酸解羽毛粉作为外源氨基酸添加剂对固态发酵中功能菌数量的影响及所研制肥料对植株的促生效果,以期开发出酸解羽毛粉新的资源化利用工艺,同时研制出低成本高效生物有机肥。

1、材料

固态发酵原料:普通腐熟鸡粪堆肥含全氮(N)6.1g/kg,全磷(P2O5)10.8g/kg和全钾(K2O)16.9g/kg;酸水解羽毛粉由新沂市汉菱生物工程有限公司提供,是羽毛经酸水解后提取有用氨基酸后干燥制成的粉末物。酸解羽毛粉含水量为6.67%,pH3.64,总氮179.1g/kg,碳氮比为1.2。

菌种:BacillusamyloliquefaciensSQR9(SQR9)由本实验室保存。

2、酸解羽毛粉不同添加量对固态发酵过程中功能菌数量的影响

LB液体培养基配方:蛋白胨10g/L,酵母粉5g/L,氯化钠10g/L,pH7.0~7.2,121℃下灭菌20min。菌液制备:接种SQR9菌种至LB液体培养基中制成种子液,种子液按照1%的比例转接至LB液体培养基中,30℃、170r/min培养36h左右即可,下同。为比较酸解羽毛粉对固态发酵过程中功能菌数量的影响,共设置5个处理:BOF,腐熟鸡粪堆肥中不添加酸解羽毛粉;BIO-1,腐熟鸡粪堆肥中添加10g/kg酸解羽毛粉;BIO-2,腐熟鸡粪堆肥中添加30g/kg酸解羽毛粉;BIO-3,腐熟鸡粪堆肥中添加50g/kg酸解羽毛粉;BIO-4,腐熟鸡粪堆肥中添加100g/kg酸解羽毛粉。每个堆体2kg干重,菌液加入量为100ml/kg,调节含水量一致,室温下发酵一周取样计功能菌数量。

3、盆栽试验

盆栽试验供试作物为茄子和番茄。试验共设6个处理(表1),每个处理10个重复。每个盆钵装3kg土,施肥量为10g/kg干土,将土与肥料混合均匀后备用。待育苗钵中幼苗两片真叶完全打开后,移至盆钵中。常规水肥管理。

表1 盆栽实验处理

4、测定方法

1)肥料中功能菌SQR9数量测定。称取肥料鲜样5g于45ml无菌水中,振荡20min混匀后梯度稀释,选择合适梯度的稀释液涂布于选择性培养基平板上,30℃培养36h左右计数。选择性培养基配方如下:蛋白胨10g/L,酵母粉5g/L,氯化钠10g/L,pH7.0~7.2,琼脂20g/L,121℃下灭菌20min。冷却后加入20mg/L多粘菌素和40mg/L放线菌酮。

2)植株生物量测定。在茄子移栽后20、30天,番茄移栽后20、30、50天分别测株高、茎粗和SPAD值;最后一次测量时取植株地上部测其干、鲜重。

3)土壤中可培养微生物的统计。50天时,采集番茄地下部用于可培养微生物的统计,抖落所有附着在番茄植株根系上的土壤后,每10g根加90ml无菌水放入事先装有玻璃珠的三角瓶中,再将三角瓶在170r/min下震荡20min,然后超声波15min,此时洗脱在无菌水中的土壤即为根际土壤。土体土为番茄根部抖落下的土。细菌计数采用牛肉膏蛋白胨培养基,放线菌计数采用高氏1号培养基,真菌计数采用马丁氏培养基。

5、数据分析

采用Excel2010进行数据分析,用SPSS16.0软件进行统计分析。

通过研究分析发现,随着酸解羽毛粉的增加,生物有机肥中功能菌的数量先上升后下降,当酸解羽毛粉的添加量为50g/kg时,肥料中功能菌数量最多,并且显著高于其他处理。功能菌有效活菌数是生物有机肥在克服土传病害和促进作物生长方面的关键因素,结合梯度选择试验,本研究最终确立酸解羽毛粉的最优添加量为50g/kg。

盆栽结果表明:当施用的肥料中添加50g/kg酸水解羽毛粉即对茄子、番茄的株高和茎粗有最大的促进作用,显著增加地上部干、鲜重。这可能是由于这新研制的生物有机肥中首先含有大量的功能菌BacillusamyloliquefaciensSQR-9,该菌株已经被证明能够显著促进黄瓜和茄子植株的生长。其次所研制生物有机肥由于酸解羽毛粉的添加,提高了肥料中养分的含量,增加养分含量是促进作物生长的有效手段;更重要的是所填加的酸解羽毛粉含有丰富的游离氨基酸,外源氨基酸已经被广泛证实能够有效促进植物的生长。然而添加100g/kg酸水解羽毛粉研制的生物有机肥的促生效果却低于50g/kg添加量的效果,这可能是由于肥料中电导率过高的原因。另一方面,施用添加酸解羽毛粉制成的生物有机肥能改善根际可培养微生物的组成。大量的研究表明:长期连作与非连作植物根际土壤相比,微生物区系遭到破坏,细菌的数量明显下降,放线菌的数量略微下降,而真菌的数量显著上升,连作土壤普遍真菌化。本研究中施用添加50g/kg酸水解羽毛粉生物有机肥的处理BIO-3根际土中细菌数量是施用有机肥对照OF处理和施用生物有机肥对照BOF处理的1.37倍和1.33倍,放线菌是OF、BOF处理的2.36倍、1.35倍,真菌数量较少为OF处理的36.57%、BOF处理的76.95%。初步表明该生物有机肥在连作土壤中的田间应用,将能缓解这一难题。