CN103650977A - 一种提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可提高无纺布容器苗造林成活率的育苗基质，由基质主体材料和保水剂组成，其中，基质主体材料由以下重量份的组分组成：草炭40～50份，发酵载体基质50～60份，蛭石10～20份；保水剂的加入量为基质主体材料的3‰～4‰。本发明的育苗基质，适用于容器苗的培育，可以用于提高干旱瘠薄山地无纺布容器苗的造林成活率。进一步地，与植物根际促生细菌联合使用，造林成活率更高。本发明还公开了一种提高无纺布容器苗造林成活率的方法：先用本发明的育苗基质培育无纺布容器苗，在将无纺布容器苗移栽定植前，接种植物根际促生细菌，然后进行移栽定植。

Description

一种提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法
技术领域
本发明涉及一种提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质和方法。 
背景技术
据统计，全球干旱半干旱地区的面积约占陆地面积的35%，我国的干旱半干旱地区，地域辽阔，涉及东北、西北、华北的12个省、市自治区，面积约占全国总面积的52.5%。由此形成的土地荒漠化而使我国成为世界上荒漠化危害严重的国家之一。而干旱瘠薄山地是干旱影响最为严重的地区。这些地区造林成活率低，水土流失严重，因此，提高造林成活率是改善这些地区生态环境的关键因素。 
目前，由于无纺布容器苗的缓苗时间短，根系生长迅速，已经广泛应用于干旱山地的造林工程中。201110004733.9发明了一种林木无纺布容器育苗生物型基质，该发明的育苗基质适宜于无纺布容器育苗工厂化生产利用，可促进苗木生长，育苗效果优于普通基质。201110004971.X发明了一种林木无纺布容器育苗轻型基质，该发明可降低育苗期间耗水量，提高化学肥料的养分利用率，其育苗效果同样优于普通基质，有利于苗木出苗、成活。由此可见，以上发明注重了育苗过程中的水分和养分利用、注重了实际的育苗效果，但是并没有针对干旱山地应用合理配置育苗基质。植物根际促生细菌（PGPR）可改善植物生长的根际土壤生态环境，尤其是促进根际土壤的群落结构多样性，促进植物生长和干物质积累。但是，干旱会降低植物根际土壤的根际促生细菌数量，从而改变根际土壤的生物活力，不利于植物对养分和水分的吸收，从而降低植物的干旱逆境适应能力。目前，在无纺布容器苗造林时，缺乏提高苗木的抗干旱能力和造林成活率的有效方法。 
发明内容
针对上述现有技术，针对我国大面积干旱瘠薄山地未能造林绿化或造林成活率较低，生态、社会、经济效益较差的现状，本发明提供了一种可提高干旱瘠薄山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质和方法。 
本发明是通过以下技术方案实现的： 
一种可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质，由基质主体材料和保水剂组成，其中，基质主体材料由以下重量份的组分组成：草炭40～50份，发酵载体基质50～60份，蛭石10～20份；保水剂的加入量为基质主体材料的3‰～4‰（重量比）。 
所述草炭为现有技术中的常规产品，可常规市场购买得到，在此不再赘述。 
所述发酵载体基质是通过以下制备方法得到的：按重量份计，取40～50份鸡粪、30～40份兔子粪和30～40份食用菌菇渣，混合混匀，加水调节含水量至55～65%（重量百分数），加入发酵菌剂进行有氧发酵（发酵前温度为常温，发酵时温度达到65℃时立即翻堆，如此反复，直至物料温度不再升高，然后再自然堆放20～30d），即得，所述专用发酵菌剂添加量为鸡粪、兔子粪和食用菌菇渣总重量的10%～15%。 
所述食用菌菇渣即为采集食用菌后，剩下的食用菌根部以及培养基。优选的，所述食用菌菇渣为平菇菇渣，其主要培养基为棉籽壳。 
所述发酵菌剂为现有技术中已有的常规产品，可常规市场购买得到。优选的，本发明所用发酵菌剂为德州创迪微生物资源有限责任公司生产的创迪有机物料腐熟剂。 
所述保水剂类型为丙烯酰胺-丙烯酸钠，粒径为1.6～4mm。本发明所用保水剂购买自北京汉力淼新技术有限公司。 
所述可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质的制备方法为：将草炭、发酵载体基质、蛭石混合，混匀，加入保水剂，混匀，即得。 
所述可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质，适用于无纺布容器苗的培育，可以用于提高干旱瘠薄山地无纺布容器苗的造林成活率。进一步地，本发明的育苗基质还有利于蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）的生长和繁殖，本发明的育苗基质与植物根际促生细菌联合使用，造林成活率更高。 
一种提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法：先用可提高无纺布容器苗造林成活率的育苗基质培育无纺布容器苗，在将无纺布容器苗移栽定植前，接种植物根际促生细菌，然后进行移栽定植。 
所述植物根际促生细菌，为蜡样芽孢杆菌L90，分类命名为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus），已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.7069。保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编：100101。 
所述接种蜡样芽孢杆菌L90时，将蜡样芽孢杆菌L90制成接种剂，然后浇灌于容器基质中，然后将无纺布容器苗在干旱山地移栽定植即可。 
所述接种剂，是通过以下方法制备得到的：将保藏的蜡样芽孢杆菌L90接入牛肉膏蛋白胨培养基（牛肉膏0.3%，蛋白胨1%，氯化钠0.5%，琼脂2%，余量为水，pH7.0～7.2，各组分按质量百分比，为现有技术中已有的常规培养基）中，于37℃，180rpm条件下振荡培养2～3天。然后接种到液体培养基中（乳糖2%，蛋白胨2%，K2HPO40.15%，MgSO4·7H2O 0.02%，CaCl20.01%，余量为水，pH6.2～6.8，各组分按质量百分比），接种量10%（质量百分数），于30～35℃摇床培养，转速180r/min，培养12小时，至浓度为1.0×108～2.0×108cfu/mL，得接种剂（菌悬液），常温保存（不超过六个月）。接种前，用水将接种剂稀释成菌浓度为2.0×105～3.0×105cfu/mL进行使用。 
本发明的提高干旱山地造林成活率的方法，其育苗基质不仅保证了较好的育苗效果，适合定植前Bacillus cereusL90的存活和扩繁，还具有较好的保水能力，提高植物在干旱生境中的抗旱能力；所用的植物根际促生细菌可在干旱生境中定殖，增强植物抗旱性；将本发明的容器育苗技术及植物根际促生细菌技术相结合，应用在干旱瘠薄山地造林中，可增强植物抗旱能力，提高造林成活率和保存率，提高水分利用效率。因此，本发明提供了一种良好的提高干旱瘠薄山地造林成活率和保存率的方法。 
附图说明
一株蜡状芽孢杆菌L90，该菌株分类命名为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus，已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.7069，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编：100101。 
一株蜡状芽孢杆菌Z77，该菌株分类命名为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus，已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.7070，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编：100101。 
图1：四种育苗基质接种Bacillus cereusL90后活菌数的比较。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。 
实施例1制备可提高无纺布容器苗造林成活率的育苗基质 
由基质主体材料和保水剂组成，其中，基质主体材料由以下组分组成：草炭45千克，发酵载体基质55千克，蛭石15千克；保水剂345克。 
所述发酵载体基质是通过以下制备方法得到的：取45千克鸡粪、35千克兔子粪和35千克食用菌菇渣，混合混匀，加水调节含水量至60%（重量百分数），加入13.8千克的发酵菌剂进行有氧发酵：发酵前温度为常温，发酵时温度达到65℃时立即翻堆，如此反复20d，然后自然堆放28d，即得。 
所述食用菌菇渣为平菇菇渣，其培养基为棉籽壳。 
本发明所用发酵菌剂为德州创迪微生物资源有限责任公司生产的创迪有机物料腐熟剂。 
所述保水剂类型为丙烯酰胺-丙烯酸钠，粒径为1.6～4mm，购买自北京汉力淼新技术有限公司。 
所述可提高无纺布容器苗造林成活率的育苗基质的制备方法为：将草炭、发酵载体基质、蛭石混合，混匀，加入保水剂，混匀，即得。 
实验提高干旱瘠薄山地造林成活率的方法 
（1）接种菌种 
选择4种植物根际促生细菌，假单胞菌(Pseudomonas sp.)YT3（菌种保藏号：CGMCC No.5319，记载在公开号为102391972A的专利中）、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)DZ1（菌种保藏号：CGMCC No.5318，记载在公开号为102409014A的专利中）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）L90和蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）Z77（菌种保藏号：CGMCC No.7070）在往返式振荡器中180rpm条件下振荡培养2～3天，利用平板计数法测定每毫升含菌量，计算菌液浓度，然后统一稀释至2.5×105cfu/ml。将侧柏无纺布容器苗定植在塑料盆中，然后分别接种稀释后的不同菌液50ml，浇透水，以不接种任何菌种作为对照。20d后，控制土壤含水量为田间持水量的40%，持续干旱35d，于上午8:30到9:00测定叶片光合速率和蒸腾速率，计算单叶水平的水分利用效率，并取样测定取不同处理侧柏叶片测定叶片相对含水量和叶片相对电导率，结果如表1所示。可以看出，同CK处理相比，接种Pseudomonas sp.YT3、Bacillus subtilis DZ1、Bacillus cereus Z77对侧柏叶片的相对含水量、相对电导率影响及单叶水平的水分利用效率很小，而接种Bacillus cereus L90处理显著增加了叶片相对含水量，降低了相对电导率，提高了水分利用效率。因此，接种蜡样芽孢杆菌L90可提高植物的抗干旱能力，减轻干旱对植物造成的伤害。 
表1不同处理的叶片相对含水量、相对电导率和水分利用效率 
Figure BDA0000431841180000041
（2）育苗基质 
选用4种育苗基质的侧柏容器苗进行造林试验。4种育苗基质分别为（1）两份草炭和一份蛭石的经典配方；（2）林木无纺布容器育苗生物型基质（ZL201110004733.9）；（3）林木无纺布容器育苗轻型基质（ZL201110004971.X）（4）实施例1中的育苗基质。每种育苗基质在造林时均设不接种和接种Bacillus cereusL90两个处理。2011年春季进行侧柏育苗，挑选基本一致的侧柏无纺布容器苗，于7月24日在莱芜的苗山地区进行造林，造林密度为2m×2m，于9月底调查侧柏成活率，于2012年6月份调查侧柏保存率，结果如表2所示，可以得出以下结论：同其他3种育苗基质相比，本发明的育苗基质的侧柏造林后，其成活率和保存率显著高于其他育苗基质；本发明的基质接种Bacillus cereus L90后，造林成活率和保存率均有一定程度提高，而其他基质接种Bacillus cereus L90，对造林成活率和保存率影响较小。因此，本例基质及本例基质接种Bacillus cereus L90均有利于定殖苗木的成活，显著了提高了无纺布容器苗造林成活率和保存率。 
表2不同处理的造林成活率和保存率 
Figure BDA0000431841180000051
（3）Bacillus cereus L90在不同基质的存活 
选用上述（2）的4种育苗基质，在121℃条件下间歇灭菌，每次灭菌1h。灭菌后分装在已灭菌的塑料袋中备用。准确称取不同育苗基质各200g，在无菌条件下，接种Bacillus cereus L90菌液，使物料中的有效活菌数均为0.2×108，90d后，测定4种育苗基质中的Bacillus cereus L90数量，结果见表3和图1，通过表3和图1可以看到，本发明的育苗基质中的活菌数量分别比其他三种育苗基质提高155.56%、43.75%和53.33%。可见，本发明的育苗基质（图中的本例基质）更有利于Bacillus cereus L90的生长与繁殖。 
Figure BDA0000431841180000061

Claims (10)

1.一种可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质，其特征在于：由基质主体材料和保水剂组成，其中，基质主体材料由以下重量份的组分组成：草炭40～50份，发酵载体基质50～60份，蛭石10～20份；保水剂的加入量为基质主体材料的3‰～4‰。
2.根据权利要求1所述的可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质，其特征在于：所述发酵载体基质是通过以下制备方法得到的：按重量份计，取40～50份鸡粪、30～40份兔子粪和30～40份食用菌菇渣，混合混匀，加水调节含水量至55～65%，加入专用发酵菌剂进行有氧发酵，即得，所述专用发酵菌剂添加量为鸡粪、兔子粪和食用菌菇渣总重量的10%～15%。
3.根据权利要求1所述的可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质，其特征在于：所述保水剂类型为丙烯酰胺-丙烯酸钠，粒径为1.6～4mm。
4.权利要求1～3中任一项所述的可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质的制备方法，其特征在于：将草炭、有机发酵载体基质、蛭石混合，混匀，加入保水剂，混匀，即得。
5.权利要求1～3中任一项所述的可提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的育苗基质在提高无纺布容器苗造林成活率中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：应用时，育苗基质与植物根际促生细菌联合使用；所述植物根际促生细菌分类命名为蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）L90，已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.7069。
7.一种提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法，其特征在于：先用权利要求1～3中任一项所述的育苗基质培育无纺布容器苗，在将无纺布容器苗移栽定植前，接种植物根际促生细菌，然后进行移栽定植；所述植物根际促生细菌分类命名为蜡样芽孢杆菌（Bacilluscereus）L90，已于2012年12月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.7069。
8.根据权利要求7所述的提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法，其特征在于：所述接种植物根际促生细菌，是以下述方式实现的：将植物根际促生细菌制成接种剂，然后浇灌于容器基质中。
9.根据权利要求8所述的提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法，其特征在于：所述接种剂，是通过以下方法制备得到的：将植物根际促生细菌接入牛肉膏蛋白胨培养基中，于37℃，180rpm条件下振荡培养2～3天；然后接种到液体培养基中，接种量10%，于30～35℃摇床培养，转速180r/min，培养12小时，至浓度为1.0×108～2.0×108cfu/mL，得接种剂。
10.根据权利要求9所述的提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法，其特征在于：
所述牛肉膏蛋白胨培养基的组分为：牛肉膏0.3%，蛋白胨1%，氯化钠0.5%，琼脂2%，余量为水，pH7.0～7.2，各组分按质量百分比；
所述液体培养基的组分为：乳糖2%，蛋白胨2%，K2HPO40.15%，MgSO4·7H2O0.02%，CaCl20.01%，余量为水，pH6.2～6.8，各组分按质量百分比。
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