CN105027867A - 采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法。它是通过测定强化耐盐微生物菌剂联合纳米堆肥,在田间对草坪植物株高、绿度、盖度、生物量及绿期等指标影响,目的为强化微生物菌剂联合纳米堆肥在盐胁迫下田间应用提供依据。实验结果表明:微生物菌剂联合纳米堆肥能有效提高草坪草叶绿素的含量及返青率,枯黄期较晚,越冬后返青提前,有效延长草皮绿期。其中,稀释4倍的高浓度微生物菌剂应用效果高于添加100倍稀释的低浓度微生物菌剂。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域,涉及一种采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法。
背景技术
纳米科学技术(Nano-ST)是20世纪80年代末期崛起的一项新科技,它主要研究结构尺度在(10-7-10-9m)范围内物质的性质及其应用。因为纳米材料具有界面表面界面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子尺寸效应等基本特征,所以,出现了许多传统材料不具备的奇异特性。纳米材料在吸收、催化、磁效应和敏感特性方面都表现出不同于传统材料的特性,可与多个领域高度交叉,包括物理、化学、电子学、材料科学和生物学,在高科技应用上显示出广大的潜力,所以,纳米材料的应用已经愈来愈受到科学家的关注。我国政府十分重视纳米技术的研究,并将纳米结构和纳米材料视为纳米技术的关键而加以优先支持。2012年,中国工业和信息化部根据《国家“十二五”战略性新兴产业发展规划》的精神,发布《新材料产业“十二五”发展规划》,将纳米材料列为前沿新材料领域,并明确指出:中国将加大纳米技术研究,积极地推动纳米材料在新能源、环境治理、节能减排和生物医用等领域的研究利用。
国外对于纳米材料的研究主要集中于对纳米材料安全性的研究,主要研究的五大问题是:皮肤对纳米材料的吸收及其对皮肤的伤害;饮用含纳米颗粒水的后果;纳米颗粒对动物肺部的影响;已变成水中沉积物的纳米颗粒对周围环境的影响2005年5月1日至4日,欧共体内部在德国波恩举行“欧洲纳米生物效应会议”。会议讨论了纳米颗粒的形成、释放,在环境中的运动和检测方法,它的急性毒害作用、慢性毒害作用以及细胞水平和分子水平的影响,如对血细胞、肺部细胞、免疫细胞、DNA损伤、基因表达的影响等。国内还发展了纳米材料对植物的影响,纳米肥料由中国农科院土壤肥料研究所张夫道研究员提出,并在国家“863”项目中立项。纳米肥料是纳米生物科技的一个分支,是用纳米材料技术和医药微胶囊技术构建改性而制成的全新肥料,分为纳米材料包膜、胶结缓释控释肥料与纳米结构肥料。众所周知,滥用肥料导致的地下水污染已越来越严重,如何提高肥料利用率成为解决问题的重点,纳米材料表面原子数目占完整粒子原子总数的80%以上,因为表面原子周围缺少相邻的原子,含有许多悬空键,所以具有不饱和性,很容易与其他原子相结合而稳定下来,从而表现出非常高的化学活性。与肥料结合能明显提高肥料的利用率,一方面是由于纳米材料的磁效应,能够促进养分被植物吸收,刺激植物生长发育,并且还能提高植物体内多种酶的活性。另一方面,是因为其表面效应,使纳米肥料表面能和表面结合能增大,帮助其在土壤环境中被植物根系吸收,肥料使用的效果得到提高。有研究表明,添加纳米碳肥料增效剂能有效减缓土壤有效养分的下降,提高水稻产量,增产幅度在1.9%-3.5%之问。纳米碳对水稻产量与氮肥利用率的影响,也证明了施用纳米碳粉可显著提高水稻产量,同时,在适宜施氮量条件下,加施纳米碳粉有助于水稻氮肥利用率的提高。纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料对作物产量和品质的影响,结果表明,纳米材料胶结包膜型缓/控释肥料均有助于小麦和玉米子粒产量和蛋白质产量的提高。目前研究的纳米肥料多数为纳米材料增效肥或纳米材料包膜肥,而将肥料本身加工到纳米粒径应用于草坪植物逆境胁迫的研究,尚无文献报道。
微生物肥料又称为菌肥、生物肥料,主要作用表现在帮助作物营养吸收、提升化肥利用率和农产品品质、增强作物抗逆性等方面。微生物肥料一般可分为两类,一类是微生物通过自身的生命活动,增加可供植物吸收的营养元素;另一类,能够通过微生物生命活动的次生代谢分泌激素,来促进植物生长和提高植物的抗逆性。如固氮微生物能够通过固氮作用增加土壤氮素含量,微生物可以通过生命活动提高土壤中营养元素的转化和吸收,是大多数微生物肥料的主要功能。此外,一些有益微生物可以通过自身的代谢活动产生多种糖类物质,这些糖类物质不仅能与土壤中的胶类物质有机结合在一起,同时还可以与植物自身产生的粘液结合在一起,起到改良土壤的作用。微生物菌剂还具有改善作物生长状况,增强植物抗性等作用。目前大多数研究已表明,微生物制剂能促进植物生长和营养元素的吸收。有研究者将其应用于水稻研究,结果表明,与常规施肥相比,施加生物菌肥能有效促进水稻产量的增加。也有人将筛选出的七种植物促生真菌应用于向日葵的培养研究发,结果证明,真菌可以明显促进其初期生长,并能有效抑制霜霉病的发生。综上所述,目前有关微生物的研究多侧重于有益微生物的提取、鉴定及应用,但将有益微生物进一步强化后应用于草坪植物逆境生长的研究尚无文献报道。
草坪建植体系是集生态调控、美化环境和文化娱乐等多种功能为一体的生态工程。作为城市园林绿化的重要组成部分,草坪绿地是衡量经济发展程度的标准之一,也是衡量现代化城市的标准之一,是现代城市社会发展与经济实力的一个有力体现,草坪建植体系的构建对于改善城市投资环境、招商引资、促进旅游等各个方面都起着不可忽略的作用。草坪在带来景观和美化效果的同时,在维系生态系统平衡方面也发挥着重要作用。首先,它能够净化空气、杀菌消毒,草坪通过光合作用吸收CO2放出O2保持空气中CO2和O2的平衡,草坪还能稀释、分解、吸收和固定大气中的有毒气体、致癌物质和某些重金属气体等有毒物质,通过光合作用变害为利。其次,草坪能够保持水土、维持生态平衡。草坪能致密覆盖地表的草层,并且密集的根系能有效固着表土,防止地表径流的形成,降低表土被带走的可能性。另外,草坪还可以减缓太阳辐射,有效降低地表温度、增加空气湿度。
盐碱地(土),是盐化土,碱化土和盐碱土的总称。近年来,土壤盐碱化不断的加重。目前,我国有20×106hm2以上盐碱地和7×106hm2以上盐渍化土壤,约占耕地面积的20%。不论是在干旱地区,还是在水资源丰富的沿海地区,盐胁迫都是一种十分严重的非生物胁迫。而盐胁迫是限制草坪草生长的一个关键环境因素之一。大量的盐渍化土壤被荒废,极大地浪费了土壤资源,阻碍了农业生产和城市绿化进程。盐分对作物的危害主要表现为,种子发芽率降低、抑制生长减慢、根生长减慢、叶片发黄、伤害植物组织、造成植物细胞膜伤害等现象,致使植物的生长发育受到严重限制。长期以来,盐碱土的改良主要采用的是灌溉排水、施加化学改良剂或矿质肥料和种植耐盐碱的植物。
生活垃圾堆肥是一个高渗体系,其中的微生物对逆境有一定的适应能力,将其中有益微生物菌剂进一步强化后应用于草坪逆境建植具有重要意义。基于以上考虑,为了研究纳米堆肥及其有益微生物在草坪建植中的应用效果,本文中将垃圾堆肥经纳米加工技术加工到30nm左右,并从生活垃圾堆肥中分离提取出合适的有益微生物菌株,通过进一步抗性驯化,获得更为高效的强化微生物菌剂,将其按一定的体积比例混合后,制成复合微生物菌剂,与纳米堆肥联合应用于盐胁迫等逆境胁迫下的草坪建植,通过探索其对逆境胁迫下草坪植物生理生态特性的影响,以期为强化微生物联合纳米堆肥在逆境草坪建植中的应用,促进盐胁迫环境草坪田间建植提供技术支撑。
发明内容
本发明通过测定强化耐盐微生物菌剂联合纳米堆肥,在田间对草坪植物株高、绿度、盖度、生物量及绿期等指标影响,目的为强化微生物菌剂联合纳米堆肥在盐胁迫下田间应用提供依据依据。
为实现上述目的本发明公开了如下的内容:
采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法,其特征在于按如下的步骤进行:
(1)纳米堆肥的制备:
将生活垃圾堆肥105℃烘干至恒重,将垃圾堆肥加工研磨制成30-35nm纳米堆肥,备用;
(2)耐盐微生物菌剂的制备:
将堆肥样品称取10g置于无菌锥形瓶中,加入100mL无菌水振荡均匀后,取10mL悬浮液于盛有100mL富集培养基的锥形瓶中,在28℃,220r/min下振荡培养3d,即为混合微生物菌群;所述的混合微生物菌群中含有枯草芽孢杆菌、赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉;
(3)混合微生物菌群耐盐强化采用的是逐步增加盐浓度的方法,以减轻瞬间高浓度盐对混合菌株造成的冲击和毒害,NaCl的浓度以0.5%的梯度增加到3%,每增加一次NaCl的浓度,要待菌体增长量稳定后,才能继续增加NaCl的浓度,逐级驯化出耐盐微生物菌群;
(4)复合耐盐微生物菌剂的制备:
将强化耐盐微生物在相应的液体培养基上扩大培养,枯草芽孢杆菌和赖氨酸芽孢杆菌在30℃,180r/min培养1d,产黄青霉在28℃,220r/min培养3d,培养后枯草芽孢杆菌,赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉按按体积比1:1:1的比例配制成复合微生物菌剂,分别稀释100倍和4倍备用;
(5)草皮建植:
实验设4个处理,每个处理重复3次,实验小区面积为6m2(3m×2m),各处理采用随机区组排列,实验设计如下:
(1)加入1L空白培养基
(2)加入8g纳米堆肥并加入1L空白培养基,
(3)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释100倍的复合微生物菌剂,
(4)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释4倍的复合微生物菌剂,
处理后,于2014年4-11月进行株高测定,每次采取随机取样的方式进行测定。
其中所述的逐步增加盐浓度的方法指的是:NaCl的浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3%,在驯化过程中,视OD600增长而逐步提高盐浓度,NaCl的浓度以0.5%的梯度增加到3%。所用到的材料:
(1)高羊茅:选取籽粒饱满、大小均匀的多年生高羊茅(FestucaarundinaceaL.)种子为试验材料;
(2)生活垃圾堆肥:来自天津市小淀堆肥厂,基本理化性质为:pH7.62,饱和含水量0.76ml/g,容重0.85g/ml,全氮5.18%,全钾50.83g/kg,有效磷77.92mg/kg,有机质12.12%,将垃圾堆肥去除其中的木头、塑料、金属等杂物,风干后备用;
(3)土壤:剔除杂物,过2mm筛,放置于通风口处2-3d,自然条件下风干,其理化性质为:pH7.44,饱和含水量0.58mLg-1,有机质4.68%,全氮0.21%,含盐量0.29%;
(4)盐碱土:取自河北省黄骅市海边pH7.85,有机质2.21%,全氮0.258%,有效磷15.26mgkg-1,全钾28.96gkg-1,含盐量1.58%。
本发明进一步公开了采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法在延期草皮枯黄促进草坪草返青率、提高草坪草叶绿素含量方面的应用。其中强化耐盐菌剂联合纳米堆肥指的是:加入8g纳米堆肥并加入1L稀释4倍的复合微生物菌剂稀释4倍的强化耐盐菌剂联合纳米堆肥。
本发明更加详细的描述如下:
1材料与方法
1.1实验材料
实验田设在天津北辰红港绿茵花草技术中心院内,地处N39。23′,E117。21′,海拔5m,年平均气温12.1℃,最低气温-10℃,最高气温31.2℃。2014年降水量293.8mm,处理期间无明显降水,基本理化性质为:pH7.6,含水量12.46%,含盐量0.5%,全氮0.32%,全钾43.27g/kg,有效磷22.41mg/kg,有机质4.83%,供试草坪由草地早熟禾和多年生黑麦草按质量比9:1比例混播,建植6年。
生活垃圾堆肥来自天津市小淀堆肥厂,基本理化性质为:pH7.62,饱和含水量0.76ml/g,容重0.85g/ml,全氮5.18%,全钾50.83g/kg,有效磷77.92mg/kg,有机质12.12%,将垃圾堆肥去除其中的木头、塑料、金属等杂物,风干后备用。
1.2纳米堆肥的制备
将垃圾堆肥105℃烘干至恒重,由秦皇岛市太极环纳米制品有限公司,利用改进的高能球磨技术,通过罐体快速的多维摆动式运动,将垃圾堆肥加工研磨制成纳米堆肥,备用。在电镜下通过粒径分析,纳米堆肥粒径大小分布均匀,平均粒径在30nm左右。
1.3复合微生物菌剂制备
1.3.1菌种的富集
将堆肥样品称取10g置于无菌锥形瓶中,加入100mL无菌水振荡均匀后,取10mL悬浮液于盛有100mL富集培养基的锥形瓶中,在28℃,220r/min下振荡培养3d,即为混合微生物菌群。
1.3.2耐盐微生物的强化
混合微生物菌群耐盐强化采用的是逐步增加盐浓度的方法,以减轻瞬间高浓度盐对混合菌株造成的冲击和毒害。未经过驯化的混合菌群一般在NaCl浓度为0.5%的条件下生长较好,而此次研究的目标NaCl浓度为3%,即在本研究中NaCl的浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3%。在驯化过程中,视OD600增长而逐步提高盐浓度,NaCl的浓度以0.5%的梯度增加到3%,每增加一次NaCl的浓度,要待菌体增长量稳定后,才能继续增加NaCl的浓度,逐级驯化出耐盐混合微生物菌群。
1.3.3强化耐盐微生物的分离及纯化
1.3.3.1稀释涂布平板法
1)倒平板:将牛肉膏蛋白胨琼脂培养基、高氏Ⅰ号琼脂培养基、马丁氏(PDA)琼脂培养基高温灭菌,冷却至55-60℃时,在马丁氏琼脂培养基中加入链霉素溶液(最终质量浓度为0.3%),混均匀后分别倒平板。
2)制备混合微生物稀释液:用移液枪吸取1ml强化后的混合微生物菌悬液加入盛有9ml无菌水的大试管中充分混匀,此为10-1稀释液,以此类推制成10-2、10-3、10-4、10-5和10-6几种浓度的稀释液。
3)涂布:用移液枪分别吸取0.2ml不同浓度的稀释菌悬液准确放入相应培养基平板中央,每个不同浓度梯度处理重复3次。用无菌玻璃棒在培养基表面轻轻地涂布均匀。
4)培养:牛肉膏蛋白胨平板倒置于37℃培养箱中培养,将含高氏Ⅰ号培养基和马丁氏培养基(PDA)的平板倒置于28℃培养箱中培养3-5d。
1.3.3.2平板划线分离法
挑菌落:将培养后长出的单个菌落分别挑取少许菌苔在新的上述3种培养基上进行划线纯化。直到培养基上长出来的是纯种,如不纯,仍需重复该步骤,最后得到3个菌种。
1.3.4强化微生物的鉴定
按照试剂盒的操作手册提取优势菌种的DNA。优势细菌的PCR体系:10×Buffer(withMgCl2)2μL,dNTP(10mmol/L)0.4μL,341f(10μmol/L)1μL,534r(10μmol/L)1μL,Taq酶(5u/μL)0.4μL,模板DNA1μL,加超纯水定容至终体积20μL。PCR反应条件:94℃5min预变性,94℃变性1min,55℃复性45s,72℃延伸45s,30个循环,72℃延伸10min。引物为341f(5′-CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGGGCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)和534r(5′-ATTACCGCGGCTGCTGG-3′)。优势真菌的PCR反应体系:10×Buffer(withoutMgCl2)2μL,MgCl2(25mmol/L)1.6μL,dNTP(10mmol/L)0.4μL,Geo11(10μmol/L)0.4μL,GeoA2(10μmol/L)0.4μL,Taq酶(5u/μL)0.2μL,模板DNA1μL,加超纯水定容至终体积20μL。PCR反应条件:94℃4min预变性,94℃变性1min,54℃复性1min,72℃延伸2min,30个循环,72℃延伸7min。引物为GeoA2(5′-CCAGTAGTCATATGCTTGTCTC-3′)和Geo11(5′-ACCTTGTTACTTTTACTTCC-3′)。将得到的PCR产物送到北京华大基因测序部,根据测序的结果,在BLAST系统中找出对应菌种。
对上述3菌种通过对其菌落形态观察,结合分子鉴定结果(PCR序列相似度)比较,鉴定结果分别为:枯草芽孢杆菌、赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉。
表1强化耐盐微生物鉴定结果
1.3.5复合微生物菌剂制备
将强化耐盐微生物在相应的液体培养基上扩大培养。枯草芽孢杆菌和赖氨酸芽孢杆菌在30℃,180r/min培养1d,产黄青霉在28℃,220r/min培养3d。培养后枯草芽孢杆菌,赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉按1:1:1的比例配制成复合微生物菌剂,分别稀释100倍和4倍备用。
1.4实验设计
实验设4个处理,每个处理重复3次,实验小区面积为6m2(3m×2m),各处理采用随机区组排列,实验设计如下:
(1)加入1L空白培养基(CK)
(2)加入8g纳米堆肥并加入1L空白培养基(M1),
(3)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释100倍的复合微生物菌剂(M2),
(4)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释4倍的复合微生物菌剂(M3)。
1.5测定指标
以灭菌后的土壤为基质进行草坪植物栽培试验,纳米堆肥采用混施的方式施入土壤基质,实验时基质用量为9400gm-2,草皮基质厚度为15mm,高羊茅草种播种量为160gm-2,将种子浸泡24h后均匀播洒于基质表层,首先进行黑暗处理,萌发后植株生长初期,每天统一定量给水,以保持培养基质水分状况良好,生长第10d时分别浇入15ml强化耐旱微生物菌剂,生长15d后进行干旱胁迫,按照胁迫程度进行称重浇水,以维持在胁迫范围内,干旱胁迫持续25d后取样,进行生理生态指标测定,实验期间光照强度为400-600μmol.m-2.s-1,室内的相对湿度为50-55%,温度为20-23℃,最后将草坪植物齐基质刈割,测量地上鲜重,根部用蒸馏水冲洗干净,置于烘箱中105℃条件下杀青30min,80℃烘干至恒重。
1.5.1株高的测定
处理后,于2014年4月20日、2014年4月30日、2014年5月16日、2014年5月26日、2014年11月3日进行株高测定,每次采取随机取样的方式进行测定,每个处理重复6次。
1.5.2生物量的测定
每个处理随即选取0.01m2(0.1m×0.1m)的样方,将草坪植物齐基质刈割,测量地上鲜重,根部用蒸馏水冲洗干净,置于烘箱中105℃条件下杀青30min,80℃烘干至恒重,测量地上和地下干重。
1.5.3叶绿素的测定
叶绿素采用日本柯尼卡美能达生产的SPDA-502便携式叶绿素测定仪进行测定。共测定2次,测定时间分别为2014年11月3日和2014年12月18日。
1.5.4绿度的测定
处理后,于2014年4月20日、2014年4月30日、2014年5月16日、2014年5月26日、2014年11月3日进行绿度测定,采用目测法,九分制评价草坪质量,各小区由4位评价者相对独立作色泽评价,取平均值作为评价结果。
1.5.5叶面指数的测定
叶面积指数采用为思爱迪(北京)生态科学仪器有限公司生产CI-203手持式激光叶面积仪,选取相对均一草坪草叶片的同一部位于2014年11月3日进行测定。
1.5.6枯黄期及返青率
观察草皮绿期长短,记录枯黄日期,于第二年春天测定返青时间及返青率。从而计算草皮绿期,即开始返青到完全枯黄所经历的时间。
1.5.7盖度的测定
处理后,于2014年5月26日进行盖度测定,采用目测法,各小区由4位评价者相对独立作盖度评价,取平均值作为评价结果。
1.6数据分析采用MicrosoftExcel和SPSS17.0软件进行处理。
2研制结果分析
2.1强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪草株高的影响
不同处理下高羊茅动态株高见表2。从表中可以看出,盐胁迫下,强化微生物菌剂和纳米堆肥处理均能促进草坪植物的株高的提高,其中以M3纳米堆肥加高浓度强化微生物菌剂处理组效果最佳,2014.5.26时比对照组提高了30.3%。
表2强化微生物联合纳米堆肥对草坪植物田间盐胁迫下株高的影响(cm)
2.2强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪草生物量的影响
由表3可以看出,在盐胁迫下,各处理小区生物量都明显高于对照小区。其中以M3纳米堆肥加高浓度强化微生物处理组效果最佳,地上鲜重、地上干重、地下干重分别比对照提高了42.8%、42.4%和136%。
表3强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪植物生物量的影响(gm-2)
2.3强化微生物菌剂联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪草绿度动态变化的影响
由表4可知,从2014年4月20日时,各处理小区草坪草的绿度均已明显高于对照处理组,到达五月份时效果更佳显著,2014年5月26日时,M3处理组草坪绿度比对照高出26.3%。
表4强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪植物绿度的影响
2.4强化微生物联合纳米堆肥对入秋期田间盐胁迫下草坪草叶绿素的影响
与生物量测定结果相似,三个处理组草坪植物叶绿素含量均显著高于对照组,其中强化微生物联合纳米堆肥处理组效果优于单施堆肥处理组。盐胁迫下,M3处理组草坪草叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量,分别比对照高出26.4%、70.8%和35.5%,添加高浓度菌剂和低浓度菌剂处理之间无明显差异。
表5强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪植物叶绿素的影响(mg.g-1FW)
2.5强化微生物联合纳米堆肥对盐胁迫下田间草坪植物叶面指数的影响
强化微生物联合纳米堆肥对盐胁迫下草坪草叶面指数的影响见表6。盐胁迫条件下,叶宽度不存在显著性差异,而叶面积、叶长度和叶周长存在显著性差异,M3效果明显,分别比对照高出59.1%、44.6%和33.1%。
表6强化微生物联合纳米堆肥对盐胁迫下田间草坪植物叶面指数的影响
2.6强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪草绿期及返青率的影响
从表7中,可以明显看出无论单施纳米堆肥,还是强化微生物菌剂与纳米堆肥联合施用,均能是草皮延期枯黄提早返青,并能有效促进草坪草返青率的提高,其中M3处理组与对照相比绿期和返青率提高了15天和15%。
表7强化微生物联合纳米堆肥对盐胁迫下田间草坪植物绿期及返青率的影响
2.7强化微生物联合纳米堆肥对田间盐胁迫下草坪草覆盖度的影响
2014.5.26日对不同处理小区草坪覆盖度进行测定,结果如表8所示,单施纳米堆肥和强化微生物联合纳米堆肥处理均能提高草坪覆盖度,与对照相比差异显著。
表8强化微生物联合纳米堆肥对盐胁迫下田间草坪植物覆盖度的影响
3研制结论
本技术将不同浓度的强化耐盐微生物联合纳米堆肥施用于草坪基质中,通过测定植物株高、生物量、叶绿素、绿度及越冬返青情况的影响,以检验其在大田逆境条件下的使用效果,实验结果表明,微生物菌剂联合纳米堆肥能有效提高草坪草叶绿素的含量及返青率,枯黄期较晚,越冬后返青提前,有效延长草皮绿期。其中,稀释4倍的高浓度微生物菌剂应用效果高于添加100倍稀释的低浓度微生物菌剂。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施,提供下述制备方法实施实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围。需要特别说明是:本发明筛选得到的复合微生物菌剂中枯草芽孢杆菌,赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉市场上均有销售,也可以采用本发明的方法从生活垃圾堆肥中分离得到复合微生物菌剂,其得到的菌群的生化特性与市售的相同故未在保藏。
实施例1
一种采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法,其特征在于按如下的步骤进行:
(1)纳米堆肥的制备:
将生活垃圾堆肥105℃烘干至恒重,将垃圾堆肥加工研磨制成30-35nm纳米堆肥,备用;(2)耐盐微生物菌剂的制备:
将堆肥样品称取10g置于无菌锥形瓶中,加入100mL无菌水振荡均匀后,取10mL悬浮液于盛有100mL富集培养基的锥形瓶中,在28℃,220r/min下振荡培养3d,即为混合微生物菌群;所述的混合微生物菌群中含有枯草芽孢杆菌、赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉;
(3)混合微生物菌群耐盐强化采用的是逐步增加盐浓度的方法,以减轻瞬间高浓度盐对混合菌株造成的冲击和毒害,NaCl的浓度以0.5%的梯度增加到3%,每增加一次NaCl的浓度,要待菌体增长量稳定后,才能继续增加NaCl的浓度,逐级驯化出耐盐微生物菌群;
(4)复合耐盐微生物菌剂的制备:
将强化耐盐微生物在相应的液体培养基上扩大培养,枯草芽孢杆菌和赖氨酸芽孢杆菌在30℃,180r/min培养1d,产黄青霉在28℃,220r/min培养3d,培养后枯草芽孢杆菌,赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉按按体积比1:1:1的比例配制成复合微生物菌剂,分别稀释100倍和4倍备用;
(5)草皮建植:
实验设4个处理,每个处理重复3次,实验小区面积为6m2(3m×2m),各处理采用随机区组排列,实验设计如下:
(1)加入1L空白培养基
(2)加入8g纳米堆肥并加入1L空白培养基,
(3)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释100倍的复合微生物菌剂,
(4)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释4倍的复合微生物菌剂,
处理后,于2014年4-11月进行株高测定,每次采取随机取样的方式进行测定。
其中所述的逐步增加盐浓度的方法指的是:NaCl的浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3%,在驯化过程中,视OD600增长而逐步提高盐浓度,NaCl的浓度以0.5%的梯度增加到3%。其中的原料:
(1)高羊茅:选取籽粒饱满、大小均匀的多年生高羊茅(FestucaarundinaceaL.)种子为试验材料;
(2)生活垃圾堆肥:来自天津市小淀堆肥厂,基本理化性质为:pH7.62,饱和含水量0.76ml/g,容重0.85g/ml,全氮5.18%,全钾50.83g/kg,有效磷77.92mg/kg,有机质12.12%,将垃圾堆肥去除其中的木头、塑料、金属等杂物,风干后备用;
(3)土壤:剔除杂物,过2mm筛,放置于通风口处2-3d,自然条件下风干,其理化性质为:pH7.44,饱和含水量0.58mLg-1,有机质4.68%,全氮0.21%,含盐量0.29%;
(4)盐碱土:取自河北省黄骅市海边pH7.85,有机质2.21%,全氮0.258%,有效磷15.26mgkg-1,全钾28.96gkg-1,含盐量1.58%。
Claims (6)
1.一种采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法,其特征在于按如下的步骤进行:
(1)以灭菌后的土壤为基质进行草坪植物栽培试验,纳米堆肥采用混施的方式施入土壤基质,实验时基质用量为9400gm-2,草皮基质厚度为15mm,高羊茅草种播种量为160gm-2,将种子浸泡24h后均匀播洒于基质表层,首先进行黑暗处理,萌发后植株生长初期,每天统一定量给水,以保持培养基质水分状况良好,然后加入8g30-35nm纳米堆肥并加入1L稀释100倍的强化耐盐菌剂;或加入8g30-35nm纳米堆肥并加入1L稀释4倍的强化耐盐菌剂;所述的混合微生物菌群耐盐强化采用的是逐步增加盐浓度的方法,以0.5%的梯度增加到3%;所述的微生物菌群指的是:枯草芽孢杆菌,赖氨酸芽孢杆菌和产黄青霉按按体积比1:1:1的比例配制成;
(2)处理后,于2014年4-11月进行株高测定,每次采取随机取样的方式进行测定。
2.权利要求1所述采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法,其中:
(1)纳米堆肥的制备:将生活垃圾堆肥105℃烘干至恒重,将垃圾堆肥加工研磨制成30-35nm纳米堆肥,备用;
(2)草皮建植:
实验设4个处理,每个处理重复3次,实验小区面积为6m2(3m×2m),各处理采用随机区组排列,实验设计如下:
(1)加入1L空白培养基
(2)加入8g纳米堆肥并加入1L空白培养基,
(3)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释100倍的复合微生物菌剂,
(4)加入8g纳米堆肥并加入1L稀释4倍的复合微生物菌剂,
处理后,于2014年4-11月进行株高测定,每次采取随机取样的方式进行测定。
3.权利要求1所述采用耐盐强化活性纳米垃圾堆肥提高田间草皮耐盐性的方法,其中所述的逐步增加盐浓度的方法指的是:NaCl的浓度分别为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%和3%,在驯化过程中,视OD600增长而逐步提高盐浓度,NaCl的浓度以0.5%的梯度增加到3%。
4.权利要求1所述采用强化耐盐菌剂联合纳米堆肥提高田间草皮耐盐性的方法在延期草皮枯黄促进草坪草返青率方面的应用。
5.权利要求1所述采用强化耐盐菌剂联合纳米堆肥提高田间草皮耐盐性的方法在提高草坪草叶绿素含量方面的应用。
6.权利要求4或5所述的应用,其中强化耐盐菌剂联合纳米堆肥指的是:加入8g纳米堆肥并加入1L稀释4倍的复合微生物菌剂稀释4倍的强化耐盐菌剂联合纳米堆肥。
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