CN103254022A

CN103254022A - 人参连作土壤生物活化剂

Info

Publication number: CN103254022A
Application number: CN2013102083076A
Authority: CN
Inventors: 赵英; 于力; 何忠梅; 赵宇龙; 赵岩; 毛欣欣; 王德清; 魏汉莲
Original assignee: Jilin Agricultural University
Current assignee: Jilin Agricultural University
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-08-21

Abstract

人参连作土壤生物活化剂，属于中药现代化领域。本发明解决了老参地土壤理化及生物学性状劣变，人参连作病害严重、产量低和质量差的问题。本发明由枯草芽孢杆菌2.0％～8.0％、放线菌2.0％～8.0％、木聚糖酶5.0％～20.0％、纤维素酶5.0％～20.0％、脲酶10.0％～20.0％、磷酸二氢钾1.0％～4.0％、硫酸亚铁0.1％～0.5％、硼酸0.1％～0.4％、硫酸锰0.1％～0.5％、硫酸铜0.05％～0.2％、硫酸锌0.1％～0.4％、钼酸铵0.05％～0.2％和有机物料余量，混合堆腐后制成。本发明在人参栽培中用于人参连作的土壤改良。

Description

人参连作土壤生物活化剂

技术领域：

本发明属于中药现代化领域，涉及一种人参连作土壤生物活化剂。

背景技术：

人参是多年生宿根性植物，播种或移栽以后，连续多年在同一地点生长，土壤条件逐步趋于恶化，连作病害(根腐病和锈腐病等)十分严重。其原因主要是：土壤微生物数量减少，土壤酶活性降低，土壤物理性状劣变，有机质含量降低，上述因素导致了人参不宜连作。人参连作后，外观质量差(参根表皮粗糙、褐变)、病害严重(参根腐烂)，产量下降。由于人参连作障碍，目前生产上一直采用砍伐森林的方式栽培人参，这种方式严重破坏了生态环境。在国家实施天然林保护工程以后，伐林栽参已经受到严格限制，导致了参地资源十分紧张，因此，利用老参地进行人参连作是解决目前人参生产用地紧张的有效途径。目前生产上老参地土壤的改良措施一般是采用轮作的方法，例如人参与紫穗槐或苜蓿轮作，人参与大豆、玉米、水稻、小麦、牧草、蔬菜等作物轮作，但效果并不理想。

本发明的“人参连作土壤生物活化剂”是由微生物菌剂、酶、微生物生长必须的营养元素和有机物料复配制成，它可以为微生物的生长发育创造良好的生长环境，如：土壤营养、通气性、湿度和温度、酸碱度和渗透压等；为微生物的生命活动提供能量和各种营养物质，如：碳素、氮素、无机盐等。土壤生物活化剂可以修复土壤微生物生态环境，促进土壤腐殖质和团粒结构形成，改善土壤供肥环境；促进物质和养分循环，改善人参生长的营养条件，提高土壤肥力和养分利用率；增强抗逆性，抑制土传病害，促进根系对养分的吸收，刺激人参生长，降低有害积累。

检索表明，目前尚未发现有人参连作土壤生物改良方面的专利技术。本发明根据老参地土壤状况，将微生物菌剂、复合酶、微生物生长必须的营养元素以及有机物料混合制成土壤生物活化剂后施用，改善了土壤理化及生物学性状，解决了人参连作的土壤改良问题，提高了人参产量和质量。

发明内容：

本发明目的是提供一种用于人参连作的土壤生物活化剂，用于解决老参地土壤条件恶化，人参连作产量低、质量差的问题。

一种人参连作土壤生物活化剂，其特征是，各个原料的总量为1，按重量百分比由以下原料制成：

枯草芽孢杆菌 2.0％～8.0％；

放线菌 2.0％～8.0％；

木聚糖酶 5.0％～20.0％；

纤维素酶 5.0％～20.0％；

脲酶 10.0％～20.0％；

磷酸二氢钾 1.0％～4.0％；

硫酸亚铁 0.1％～0.5％；

硼酸 0.1％～0.4％；

硫酸锰 0.1％～0.5％；

硫酸铜 0.05％～0.2％；

硫酸锌 0.1％～0.4％；

钼酸铵 0.05％～0.2％；

有机物料余量。

本发明中各组分的作用：

1、枯草芽孢杆菌和放线菌是活性有益微生物，它与土壤中的益生菌共生共殖，能够为人参提供良好的生长环境；能够增强植物新陈代谢，促进光合作用，促使根系发达；产生的抗菌物质，能够抑制有害微生物繁殖，抵抗病原菌，预防人参土传病害；对有机物料有较强腐熟作用，在发酵过程中能够繁殖大量功能细菌，同时产生多种代谢产物(如激素、抗生素等)，从而刺激人参生长发育，提高人参抗病、抗旱、抗寒能力。

2、土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量转化中起着非常重要的作用，它催化土壤中的一切生物化学反应，其活性大小是土壤肥力的重要标志，反映土壤中各种生物化学过程的强度和方向。本发明中添加的复合酶制剂是由木聚糖酶、纤维素酶和脲酶组成，它能够提高土壤酶活性，进而提高土壤肥力。

3、无机盐是微生物生长的必须物质，本发明中添加了磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌和钼酸铵等无机元素，可以满足微生物繁殖和生长的需要。

4、本发明中的有机物料是指畜粪和农作物秸杆。已有大量研究表明，有机物料是土壤肥力的主要补给者，施用有机物料能增加土壤有机质和养分含量，有利于更新土壤腐殖质组成并提供稳定的腐殖质，维持土壤有机质平衡，能够提高土壤微生物活性和增加微生物数量；可以改善土壤物理学性状，促进土壤团粒结构的形成，水稳性团聚体可明显增加。由于有机物料中含有大量有机质和氮、磷、钾及微量元素等植物必须的矿质元素，施用有机物料还能够改善土壤中的N、P、K营养状况，促进土壤养分循环。

土壤生物活化剂的制作方法：按重量百分比，取枯草芽孢杆菌2.0％～8.0％、放线菌2.0％～8.0％、木聚糖酶5.0％～20.0％、纤维素酶5.0％～20.0％、脲酶10.0％～20.0％、磷酸二氢钾1.0％～4.0％、硫酸亚铁0.1％～0.5％、硼酸0.1％～0.4％、硫酸锰0.1％～0.5％、硫酸铜0.05％～0.2％、硫酸锌0.1％～0.4％、钼酸铵0.05％～0.2％和有机物料余量。将各组分混合均匀，含水量调至60％，pH调至6.5～7.0，然后堆腐。堆腐过程按温度的变化分为四个阶段，发热阶段：堆肥由常温上升到40～50℃；高温阶段：温度在50～70℃；降温阶段：温度降到50℃以下；后熟保肥阶段：此阶段继续进行缓慢的矿质化和腐殖化过程，肥堆内的温度仍稍高于气温。腐熟度以黑、烂为感官标准。

人参连作土壤生物活化剂的使用方法：在第一茬人参收获后，第二茬人参播种或移栽前，将土壤生物活化剂均匀地撒在土壤表面，用量为2.0～6.0kg·m^-2施用后多次翻耕，与25～30cm深参床土壤混合均匀，然后播种或栽参。

本发明的试验效果：

试验在吉林农业大学抚松试验基地进行。

1材料与方法

1)供试土壤

试验在2009年秋收获人参后的老参地上进行，供试土壤为暗棕壤，土壤农化性状：有机质84.2g·kg^-1，全氮2.12g·kg^-1，全磷1.07g·kg^-1，全钾11.6g·kg^-1，碱解氮185.6mg·kg^-1，速效磷12.9mg·kg^-1，速效钾167.3mg·kg^-1，pH5.6。

2)试验材料

枯草芽孢杆菌5.0％、放线菌5.0％、木聚糖酶10.0％、纤维素酶10.0％、脲酶15.0％、磷酸二氢钾2.0％、硫酸亚铁0.2％、硼酸0.2％、硫酸锰0.3％、硫酸铜0.1％、硫酸锌0.3％和钼酸铵0.1％，有机物料为上一年收获的玉米秸秆，粉碎后取余量。将上述组分混合堆腐，制成人参连作土壤生物活化剂。

3)试验处理及方法

试验处理：ck.老参地土壤，不施用土壤生物活化剂；a.土壤生物活化剂用量为2.0kg·m^-2；b.土壤生物活化剂用量为4.0kg·m^-2；c.土壤生物活化剂用量为6.0kg·m^-2；将土壤生物活化剂均匀地撒在床土表面，3次翻耕，与25～30cm参床土壤混合均匀，然后栽参。

试验设3次重复。小区面积20m²，随机排列。试验采用“二、三”栽培制，即用2年苗移栽3年。试验地坡度15°，耕翻深度30cm，2009年10月12日收获后栽参，斜栽式。单透光棚，参床宽165cm，高25cm。行距20cm，株距10cm，每行10株，每小区1000株，2012年10月6日收获、测产。

2、试验结果

1)施用土壤生物活化剂对土壤生物学性状的影响

研究结果表明(表1)，施用土壤生物活化剂后，土壤微生物数量显著增加，其原因主要是由于土壤改良后导致碳源数量的增加为土壤微生物繁殖提供的营养条件不同所致。其中细菌和放线菌数量分别增加了42.26％～64.30％，而真菌数量减少了23.17％～46.53％。土壤生物活化剂不同用量间比较，细菌和放线菌数量随用量的增加而提高，趋势表现为则c＞b＞a。说明在连作条件下，施用土壤生物活化剂对微生物繁殖有明显的促进作用。

研究表明(表2)，老参地土壤的微生物量C、N处在最低水平，分别为1002.3mg·kg^-1和133.4mg·kg^-1，施用土壤生物活化剂后，土壤微生物量碳、氮均有显著增加，土壤微生物量碳是老参地的1.55、2.33和2.95倍，微生物量氮是老参地的1.38、1.92和2.23倍，并均呈显著正相关趋势，其中以c处理增加最为显著；土壤微生物量碳、氮随用量的增加而提高，趋势表现为c＞b＞a，呈显著的正相关趋势。土壤酶活性变化亦有趋势(表3)。

表1对老参地土壤微生物数量的影响

B-细菌；A-放线菌；F-真菌

表2对土壤微生物量C、N的影响

表3对土壤酶活性变化的影响

2)施用土壤生物活化剂对土壤化学性质的影响(表4)，施用土壤生物活化剂以后，土壤有机质含量显著增加，其中以c处理增加最为显著；不同用量之间趋势表现为c＞b＞a，y＝0.1875x+3.1467，R＝0.9832^**，呈极显著正相关。碱解氮、有效磷、速效钾、代换量、代换性盐基、盐基饱和度与施用量呈显著的正相关；代换H⁺减少，呈负相关趋势。

表4对土壤化学性质的影响

注：有机质以％表示，碱解N、P₂O₅和K₂O以mg·kg^-1表示，代换量、代换性盐基和代换性氢以me·100g^-1土表示，盐基饱和度以％表示

3)施用土壤生物活化剂对土壤物理性状的影响(表5)，施用土壤生物活化剂以后，土壤容重显著降低，与CK比较呈极显著的负相关趋势，总孔度和含水量明显增加，其中以c处理最为显著；土壤容重、总孔度和含水量随用量增加而变化，趋势表现为c＞b＞a，回归方程分别为：y＝-0.0425x+1.1367，r²＝0.9720^**；y＝2.45x+53.6，r²＝0.9423^**和y＝1.725x-27.8，r²＝0.9845^**。施用土壤生物活化剂对土壤中各种团粒的数量有显著影响(表6)，土壤中＞0.25mm的水稳性团粒总量明显增加，其中对人参生产最有价值的粒级(2～0.5mm)增加显著，其它团粒，如干团粒与微团粒的数量也相当可观。

表5对土壤容重、总孔度和含水量的影响

表6对土壤各种团粒的数量的影响(占干土重％)

4)施用土壤生物活化剂对人参根系生长的影响(表7)。施用土壤生物活化剂以后，a、b、c处理主根长分别为13.9cm，14.6cm和14.8cm，较对照分别增加8.6％、14.1％和15.6％；主根粗分别为2.72cm、2.93cm和2.89cm，较对照分别增加8.4％、16.7％和18.7％；参根病害明显降低(表8)，疫病、菌核病和锈腐病的发生率分别为10.4％、8.0％和7.2％，较对照分别降低42.9％、56.0％和60.4％

表7对人参主根生长的影响

注：*5％水平上显著，**1％水平上显著，下同

表8对参根病害发生率的影响

注：调查株数均为500株

5)施用土壤生物活化剂对人参产量及皂苷含量的影响

研究表明(表9)，施用土壤生物活化剂以后，人参产量显著增加，土壤生物活化剂用量与人参产量呈显著的正相关，趋势表现为a＞b＞c，回归方程为：y＝0.1175x+1.4，r²＝0.9879^**。参根、茎和叶片皂苷含量亦有显著增加。

表9土壤生物活化剂施用量对人参产量的影响

表10对人参皂苷含量的影响

具体实施方式：

1、土壤生物活化剂的制作方法：按重量百分比，取枯草芽孢杆菌2.0％～8.0％、放线菌2.0％～8.0％、木聚糖酶5.0％～20.0％、纤维素酶5.0％～20.0％、脲酶10.0％～20.0％、磷酸二氢钾1.0％～4.0％、硫酸亚铁0.1％～0.5％、硼酸0.1％～0.4％、硫酸锰0.1％～0.5％、硫酸铜0.05％～0.2％、硫酸锌0.1％～0.4％、钼酸铵0.05％～0.2％和有机物料余量。将各组分混合均匀，含水量调至60％，pH调至6.5～7.0，然后堆腐。堆腐过程按温度的变化分为四个阶段，发热阶段：堆肥由常温上升到40～50℃；高温阶段：温度在50～70℃；降温阶段：温度降到50℃以下；后熟保肥阶段：此阶段继续进行缓慢的矿质化和腐殖化过程，肥堆内的温度仍稍高于气温。腐熟度以黑、烂为感官标准。

2、实施例：制备土壤生物活化剂100Kg，取枯草芽孢杆菌5.0Kg、放线菌5.0Kg、木聚糖酶10.0Kg、纤维素酶10.0Kg、脲酶15.0Kg、磷酸二氢钾2.0Kg、硫酸亚铁0.2Kg、硼酸0.2Kg、硫酸锰0.3Kg、硫酸铜0.1Kg、硫酸锌0.3Kg和钼酸铵0.1Kg；玉米秸杆取余量，切成1cm长段，然后粉碎。将上述组分充分混合，含水量调至60％，pH调至6.5，然后堆腐，制成本发明的人参连作土壤生物活化剂。

在第一茬人参收获后，第二茬人参移栽前，将土壤生物活化剂均匀地撒在土壤表面，用量为5.0kg·m^-2，施用后3次翻耕，与30cm深参床土壤混合均匀，然后栽参。

本发明的人参连作土壤生物活化剂仅用于人参连作的土壤改良，不能代替其它田间管理措施。

本发明的有机物料可结合当地资源选用畜粪或植物秸秆等。

Claims

1.人参连作土壤生物活化剂，其特征是，各原料的总量为1，按重量百分比由以下原料制成：

2.如权利要求1所述的人参连作土壤生物活化剂，其特征还在于，将上述原料充分混合，含水量调至60％，pH调至6.5，然后堆腐，制成人参连作土壤生物活化剂。

3.如权利要求1或2所述的人参连作土壤生物活化剂，所述有机物料为畜粪或植物秸秆。

4.如权利要求1或2所述的人参连作土壤生物活化剂的使用方法是：在第一茬人参收获后，第二茬人参播种或移栽前，将上述人参连作土壤生物活化剂均匀地撒在土壤表面，用量为2.0～6.0kg·m^-2，施用后多次翻耕，与25～30cm深参床土壤混合均匀，然后播种或栽参。

5.如权利要求1或2所述的人参连作土壤生物活化剂的应用，其仅用于人参连作的土壤改良，不能代替其它田间管理措施。