CN106431754A

CN106431754A - 土壤生物活化剂

Info

Publication number: CN106431754A
Application number: CN201610831844.XA
Authority: CN
Inventors: 赵英; 赵宇龙; 何忠梅; 付宝才; 张海娟; 赵岩; 杨慧洁; 张鹏; 宋文天
Original assignee: Jilin Agricultural University
Current assignee: Jilin Agricultural University
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2017-02-22

Abstract

土壤生物活化剂，属于农业技术领域。本发明提供了一种高活性、高效能、无公害的绿色生态农业产品。使用本发明能够激活土壤微生物，保持和促进微生物的生理活性，提高土壤酶活性；能够改善植株的营养条件，提高人参产量，改进品质。本发明用于参地土壤改良，能够改变由于人参长期在同一地点生长造成的土壤生物学性状劣变的问题。

Description

土壤生物活化剂

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种土壤生物活化剂。

背景技术

促进土壤的生物活性是提高土壤肥力、改善作物生长条件、增加作物产量和质量的重要措施之一。

检索表明，由赵英等发明人申请的“土壤生物活化剂”已经授权，专利号ZL2005100166205，证书号417835，授权时间2008.08.03。本发明在前期研究成果的基础上，又经过多年大量试验研究，在原配方基础上，对能够提高微生物生物活性的物质及必需的营养元素进行了筛选，同时针对吉林省栽参土壤的营养条件和人参的需肥规律对配方进行了较大改进，进一步提高了“土壤生物活化剂”土壤改良效果，使其更适应于吉林省栽参土壤。研究表明，施用土壤生物活化剂，能够激活土壤中的微生物，促进微生物的生理活性，提高酶活性和有机质转化，充分发挥土壤的生产潜力。

发明内容

本发明目的是提供一种能够改善土壤微生物生态环境及人参生长条件的土壤生物活化剂，进而提高人参产量和质量。

本发明的土壤生物活化剂是由尿囊素、生化黄腐酸、维生素B、维生素C、羟季铵·萘·苄合剂、乙·嘌合剂、甲壳低聚糖、复合氨基酸、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、硼酸、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、钼酸铵、复合微生物菌剂（包括：固氮菌、硅酸盐菌、黑曲霉、米曲霉、凝固芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、诺卡氏放线菌、白僵菌、绿僵菌、酵母菌和光合菌）与沸石混合后制成。

本发明中所用原料均为农业生产中允许使用的，成本低，使用方便。本发明是根据人参生长过程中土壤改良的需要以及人参的需肥规律经多年大量试验后制定的，因此本发明仅适用于人参栽培过程中的土壤改良，不适用于其它农作物。本发明能够改变由于人参长期在同一地点生长造成的土壤生物学性状劣变的问题，使用本发明能够改善植株的营养条件，提高产量，改进品质。

一种土壤生物活化剂，其技术特征是，按重量百分比由以下原料制成：

尿囊：0.05-0.20

生化黄腐酸：0.05-0.20

维生素B：0.02-0.15

维生素C：0.15-0.30

羟季铵·萘·苄合剂：0.05-0.15

乙·嘌合剂：0.02-0.10

甲壳低聚糖(C₈H₁₃NO₅)_n：0.30～2.00

复合氨基酸含N22.3%，氨基酸总量51.83% ：0.50～2.00

磷酸二氢钾(KH₂P0₄)含P₂0₅49%、含K₂0 32% ：0.10～0.40

硫酸亚铁（FeS0₄·7H₂0）含Fe18% ：0.02～0.10

硼酸(H₃B0₃)含B 17% ：0.05～0.20

硫酸锰(MnS0₄·3H₂0)含Mn27% ：0.05～0.20

硫酸铜(CuS0₄·5H₂0)含Cu 25% ：0.02～0.10

硫酸锌(ZnS0₄·7H₂0)含Zn 23% ：0.10～0.40

钼酸铵(NH₄)₂ MoO₄ 含Mo 49%：0.05～0.10

固氮菌：0.05～0.20

硅酸盐菌：0.05～0.20

黑曲霉：0.05～0.20

米曲霉：0.05～0.20

凝固芽孢杆菌：0.05～0.20

多粘类芽孢杆菌：0.05～0.20

地衣芽孢杆菌：0.05～0.20

短小芽孢杆菌：0.05～0.20

枯草芽孢杆菌：0.05～0.30

木霉菌：0.05～0.30

诺卡氏放线菌：0.05～0.20

白僵菌：0.05～0.20

绿僵菌：0.05～0.20

酵母菌：0.05～0.20

光合菌：0.05～0.20

沸石：余量。

本发明中各组分的作用主要是：

1、本发明所用原料中的尿囊素是广泛存在于哺乳动物尿、胚胎和植物体内的一种杂环类化合物。分子式：C₄H₆N₄O₃，相对分子量：158.12。纯品为白色结晶粉末，无臭无味，能溶于热水、热醇和稀氢氧化钠，微溶于水和醇。饱和水溶液pH值5. 5。纯度99. 26%，纯品溶点228～231℃。由于人和动物体内都含有尿囊素，所以对人、畜极为安全。

2、生化黄腐酸是一种黄色腐植酸，是广泛存在于泥炭和风化煤中的一类成分复杂的天然有机物质。相对分子量680～1450。纯品为浅黄色粉末，细度＜120目。含黄腐酸＞65%、NPK和中微量元素总和＞15%、氨基酸＞6%水不溶物＜3%、水份＜8%、pH7～8。此外还含有多糖、多肽、多酶、核酸、生物酸、水扬酸等生化活性物质和植物内源物质，有较高的生物活性及多功能作用。耐酸碱、抗二价离子、水溶性极好、抗硬水能力强。可做为各种肥料的主剂、添加剂、粘结剂或增效剂，与各种化学肥料复配后无絮凝沉淀，还可作为土壤改良剂。对人、畜安全，无环境污染。

3、维生素在植物生长过程中起着重要的作用，影响植物的生长，细胞分裂，成花及衰老的过程。维生素是微生物生长的必需元素，植物可以从土壤中吸收。其中B族维生素主要在电子传递方面起作用，影响植物细胞的分裂，如果缺乏则细胞分裂基本停止；维生素C是一种抗氧化剂，能帮助植物抵抗干旱、臭氧和紫外线带来的压力，维生素C保护植物免受光合作用中有害副作用的侵害。

4、乙·嘌合剂是乙烯利（C₂H₆ClO₃P）和6-苄氨基嘌呤（C₁₂H₁₁N₅）的复合制剂。无色透明液体，相对密度1.23-1.25，溶于水。在pH>4时分解释放出乙烯。大鼠急性口服LD₅₀为6810mg·kg^-1，对人、畜安全，不污染环境。乙·嘌合剂传导到植物体内后，可使叶片增厚，叶色加深，叶片与茎夹角变小，株型紧凑，向光度增加，增加叶绿素含量，提高光合作用效率，促进地下根系生长，提高吸收能力，增加抗逆性。

5、羟季铵·萘·苄合剂。植物激素是植物体内产生的内源活性物质，在植物体内含量极微，但作用很大。植物的各种生理活动，如：发芽、生根、生长、器官分化、开花、结果、成熟、脱落、休眠等均受到植物激素的调节和控制。植物生长调节剂是与植物激素生理效应类似，由人工合成或提取的生理活性物质。本发明中的羟季铵·萘·苄合剂组分是由氯化胆碱（C₅H₁₄ClNO)、萘乙酸（C₁₂H₁₀O₂）和6-苄氨基腺嘌呤（C₁₂H₁₁N₅）组成的复合制剂。白色可溶性粉，易溶于水。大鼠和小鼠急性口服LD50＞5000mg·kg^-1，对人、畜安全，不污染环境。羟季铵·萘·苄合剂经植物叶片吸收后，传导到植物体内，可提高光合作用效率，促进有机物质的运输，并能将叶片合成的光合产物尽可能输送到根部，刺激根部组织细胞分裂和增大。表现为根系生长速度加快，生育期延长，产量增加。植物生长调节剂因其显著、高效的调节效应，已广泛应用于大田作物、经济作物、林木、蔬菜、花卉等方面，并取得了显著的经济效益。

6、甲壳低聚糖。本发明中的甲壳低聚糖组分是甲壳素经水解生成的一类低聚物，化学名称：(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖(C₈H₁₃NO₅)_n，是一种天然植物营养调节剂和生长促进剂。白色或微黄色粉末，水分≤≤10%，灰度≤1.0%，溶解度≥99%，分子量≤3000d，粘度≤10cps，PH(1.0%)6-7。甲壳低聚糖在农业中应用的主要特点是：具有较高的溶解度，很容易被作物吸收利用；能补充微生物营养和植物营养，促进根系和地上部生长，提高光合效率；增强作物抗旱、抗涝和抗寒等抗逆能力，减少病害发生；延长叶片功能期和植株生长期。

7、复合氨基酸。本发明中的复合氨基酸组分是以天然角质蛋白和植物蛋白为原料经盐酸水解后，再经脱色、脱酸、脱盐、喷雾干燥等系列工艺加工而成。淡黄白色粉末，水溶性100%，有吸潮性，pH4.2。无毒、无臭、无污染，易溶于水，极易被作物吸收。含有18种游离氨基酸，氨基酸总量51.83%(苏氨酸3.89%、天冬氨酸3.68%、丝氨酸4.75%、谷氨酸9.48%、脯氨酸8.54%、甘氨酸2.73%、丙氨酸1.98%、胱氨酸1.48%、缬氨酸2.53%、蛋氨酸0.57%、异亮氨酸1.70%、亮氨酸0.96%、酪氨酸0.37%、苯丙氨酸0.95%、赖氨酸1.87%、组氨酸2.30%、精氨酸4.01%、色氨酸0.04%)，总氮22.3％（无机氮和有机氮），对植物生长具有长效和短效补氮作用，可增强作物抗病、抗旱、抗寒能力。

氨基酸是生命的物质基础，是微生物需要的重要营养物质。氨基酸微肥使用范围广泛，对粮食作物( 水稻、小麦、玉米)、油料作物( 油菜、大豆、花生)、经济作物( 棉花、茶叶、烟叶、桑叶) 、水果( 苹果、梨、柑桔、荔枝、龙眼、桃、李、杏、葡萄) 、蔬菜(黄瓜、青菜、扁豆) 等所有作物都具有提高产量、改善品质的作用。

8、营养元素。磷、钾、铁、硼、锰、铜、锌、钼等是微生物生长需要的必需营养元素，随人参栽培年限的延长，土壤中养分贮量逐步消耗，表现明显供给不足。人参与其他植物一样，需要多种营养元素才能满足生长发育的需要。例如：缺磷时，人参生长迟缓，叶片暗绿，植株矮小，叶面积变小，种子产量降低；缺钾时，叶缘呈黄褐色，叶片皱缩，易染病，种子产量降低；缺铁时，脉间叶片呈白色膜翅状，影响叶绿素合成；缺硼时，叶片失绿，叶绿素含量降低、光合速率下降，根中总糖及皂苷含量降低；缺锰时，叶片变薄，叶色失绿变白；缺铜时，叶片变窄变薄、扭曲；缺锌时，植株矮小，叶小畸形，叶片脉间失绿或白化(花叶病)，参根增重缓慢；缺钼时，叶片出现黄色，叶缘向上卷曲，叶片发育不全。

9、复合微生物菌剂。复合微生物菌剂的主要作用是能够增强作物的抗病能力，减少农药及肥料的用量，从而可减少环境污染，改善生态环境；可在作物根际土壤微生态系统内形成优势种群或产生抗生素，分泌胞外溶解酶来抑制其它有害微生物的生长繁殖，对部分有害病原菌产生拮抗作用，从而减少有害微生物的危害机会；复合菌在生长繁殖过程中会产生大量的次生代谢产物，这些产物可促进土壤团粒结构的形成，使土壤变的疏松、绵软，水、气、热更加协调，从而减少土壤板结，增强土壤保水、保肥、通气能力，可以吸收更多的钾、硅、钙、镁、锌等营养元素，防止淋失；由于微生物的活动均衡了土壤中养分的供应，防止了作物对氮素肥料的过量吸收，蛋白质、糖分、维生素含量提高，硝酸盐含量下降，品质明显改善。

10、沸石是一种碱金属和碱土金属的含水硅酸盐矿物，基本结构是硅氧四面体和铝氧四面体, 这些四面体按一定规律排列成具有一定结构的晶体格架结构。晶体由有很多彼此相连、与外界沟通、大小均匀的孔穴和通道，比表面积很大，具有很强的吸附能力和离子交换能力。沸石的吸附作用可以减少养分的损失，提高养分的利用率，满足微生物生长的需要。本发明中使用的沸石主要成分是Si、Al 和O，其中SiO2质量分数为71.3%，Al₂O₃为11.2%，此外还含有少量的Fe₂O₃、TiO₂、MgO、CaO、K2O、P2O5 和Na₂O等，比表面积832.0m²/g 。

本发明的土壤生物活化剂，是一种高活性、高效能、无公害的绿色生态农业产品，即使过量施用也不会对作物和环境造成危害。

制备本发明的土壤生物活化剂只需将上述原料→计量→混合均匀→成品包装即可，干燥条件下贮存1年后，性能仍稳定可靠。

本发明的有益效果：

试验在吉林农业大学基地进行。试验区位于东经127°15′，北纬42°16′，属寒温带湿润气候区，海拔430.2m，年降水量780.0mL左右。年平均气温4.2℃，1月份平均气温－17.2℃，7月份平均气温21.8℃，≥10℃积温2631℃，无霜期126d，年平均日照2352.5h，日照率53%。该区春秋两季冷空气活动十分活跃，气候多变，冷暖阶段性变化显著，灾害性天气主要是冬季漫长、寒冷，若防寒措施不当易发生人参冻害。

供试土壤为暗棕壤，人参品种为“大马牙”。土壤农化性状为：有机质4.1%，全氮2.37g/kg ，全磷0.93g/kg，碱解氮2.94mg/kg，速效磷10.4mg/kg，缓效钾242 mg/kg，速效钾1.62 mg/kg，PH5.7。

试验设三个处理，三次重复，小区面积10m²，共九个小区，供试品种为“大马牙”。

a. 不施用土壤生物活化剂（CK）；

b. 土壤生物活化剂用量为1 kg·m^-2；

c. 土壤生物活化剂用量为2 kg·m^-2。

试验采用“二、三”栽培制，即用2年苗移载3年。试验地坡度10°，耕翻深度30 cm。2004年10月20日移栽，斜栽式。参床宽110 cm，高25 cm。行距20 cm，株距10 cm，每行10株，每小区500株。

栽参前将土壤生物活化剂撒于参床表面，2次翻耕。与参床土壤混合均匀，然后移载。

细菌、真菌、放线菌等用平板稀释法，过氧化氢酶用容量法，脲酶用苯酚-次氯酸钠法，转化酶用3，5-二硝基水杨酸比色法，磷酸酶用改进的Hoffman法，纤维素酶用蒽酮比色法。

）土壤生物活化剂对土壤微生物生态环境的影响

施用土壤生物活化剂对土壤微生物生态环境有显著影响（表1）。土壤中细菌、真菌、放线菌较对照明显增加，施用土壤生物活化剂处理的细菌数分别为49.95×10⁵、53.24×10⁵、67.21×10⁵，真菌数分别为95.90×10⁴、97.35×10⁴、120.76×10⁴，放线菌数分别为119.88×10⁴、127.60×10⁴、151.71×10⁴。微生物量的增加有助于促进有机质分解、无机化合物的微生物转化和提高土壤生物活性。根际优势的菌群的形成，可抑制或减少病原微生物的繁殖，还可增加对土壤中难溶性磷、钾的活化能力和固氮能力。

表1 土壤生物活化剂对土壤微生物区系的影响

2）土壤生物活化剂对土壤生物酶活性的影响

施用土壤生物活化剂对土壤酶活性有显著影响（表2），土壤酶活性均有明显提高，施用土壤生物活化剂后，过氧化氢酶分别为1.84、2.11、2.71 mg/g，脲酶分别为7.67、8.79、10.97 mg/100g，转化酶分别为16.17、20.24、26.03 mg/g，磷酸酶分别为2.52、2.63、3.68mg/g，纤维素酶分别为0.61，0.74，1.04 mg/10g。转化酶与纤维素酶参与土壤碳循环，转化酶是表征土壤生物活性的一种重要水解酶，纤维素酶可水解纤维素，脲酶是土壤氮素循环中的重要酶类，磷酸酶则参与土壤有机磷的转化，而过氧化氢酶是重要的氧化还原酶，它可酶促过氧化氢的分解，有利于防止其对生物体的毒害作用。酶活性的提高还有助于促进有机质的转化。

表2 土壤生物活化剂对土壤酶活性的影响

3）土壤生物活化剂对土壤微生物生理类群活性强度的影响

施用土壤生物活化剂对土壤微生物生理类群活度有显著影响（表3）。试验结果表明，土壤生物活化剂对微生物生理类群活性有明显的促进作用。

表3 土壤生物活化剂对土壤微生物生理类群活性强度的影响

4）土壤生物活化剂对土壤放线菌优势类群的影响

根据《放线菌分类基础》，把链霉菌划分为14个种群的原则，对分离的放线菌进行初步分类鉴定。结果表明（表4），土壤生物活化剂对土壤放线菌优势类群有明显的促进作用。白孢类群和烬灰类群明显减少，蓝色类群黄色类群明显增加，是不施用土壤生物活化剂（a处理）的5倍和1.2倍。

表4 土壤生物活化剂对土壤放线菌优势类群的影响

5）土壤生物活化剂对土壤真菌优势类群的影响

通过在马丁培养基上出现的真菌进行分类鉴定，按菌落出现多少，以“+”数目表示相对数量。结果表明（表5），施用土壤生物活化剂后木霉属和轮枝霉属明显增加。木霉的增加对人参病原菌有一定的抑制作用。

表5 土壤生物活化剂对土壤真菌优势类群的影响

6）土壤生物活化剂对人参主成分含量的影响

研究结果表明（表6），施用土壤生物活化剂对人参不同部位皂苷含量有显著影响。土壤生物活化剂施用量为1 kg·m^-2和2 kg·m^-2时，参根皂苷含量较对照分别增加9.1%和15.0%（t＞t_0.01）；茎皂苷含量分别增加9.1%和12.9%（t＞t_0.01）；叶片皂苷含量分别增加7.3%和20.2%（t＞t_0.01）。

表6 土壤生物活化剂对人参皂苷含量的影响

注：差异显著性 1）t＞t_0.05，2）t＞t_0.01

7）土壤生物活化剂对人参产量的影响

研究结果表明（表7），施用土壤生物活化剂对人参产量有显著影响。当土壤生物活化剂施用量为1 kg·m^-2号2 kg·m^-2时，人参产量较对照分别增加22.3%（t＞t_0.01）和42.6%（t＞t_0.01），差异达到极显著标准。

表7 土壤生物活化剂对人参产量的影响

注：差异显著性 1）t＞t_0.05，2）t＞t_0.05

试验结果说明，施用土壤生物活化剂，能够激活土壤中的微生物，促进微生物的生理活性，提高酶活性，提高人参质量。

具体实施方式

1、土壤生物活化剂的制备：按重量百分比，取尿囊素0.05～0.20%、生化黄腐酸0.05～0.20%、维生素B0.02%～0.15%、维生素C0.15%～0.30%、羟季铵·萘·苄合剂0.05%～0.15%、乙·嘌合剂0.02%～0.10%、甲壳低聚糖0.30～2.00%、复合氨基酸0.50～2.00%、磷酸二氢钾0.10～0.40%、硫酸亚铁0.02～0.10%、硼酸0.05～0.20%、硫酸锰0.05～0.20%、硫酸铜0.02～0.10%、硫酸锌0.10～0.40%、钼酸铵0.05～0.10%、固氮菌0.05～0.20%、硅酸盐菌0.05～0.20%、黑曲霉0.05～0.20%、米曲霉0.05～0.20%、凝固芽孢杆菌0.05～0.20%、多粘类芽孢杆菌0.05～0.20%、地衣芽孢杆菌0.05～0.20%、短小芽孢杆菌0.05～0.20%、枯草芽孢杆菌0.05～0.30%、木霉菌0.05～0.30%、诺卡氏放线菌0.05～0.20%、白僵菌0.05～0.20%、绿僵菌0.05～0.20%、酵母菌0.05～0.20%、光合菌0.05～0.20%和沸石余量。

将上述原料→计量→混合均匀→成品包装即可。

2、实施例：制备100公斤土壤生物活化剂，按重量百分比，取尿囊素0.1公斤、生化黄腐酸0.1公斤、维生素B 0.2公斤、维生素C 0.2公斤、羟季铵·萘·苄合剂0.1公斤、乙·嘌合剂0.1公斤、甲壳低聚糖1.0公斤、复合氨基酸1.0公斤、磷酸二氢钾0.5公斤、硫酸亚铁0.1公斤、硼酸0.1公斤、硫酸锰0.1公斤、硫酸铜0.1公斤、硫酸锌0.2公斤、钼酸铵0.1公斤、固氮菌0.1公斤、硅酸盐菌0.1公斤、黑曲霉0.1公斤、米曲霉0.1公斤、凝固芽孢杆菌0.1公斤、多粘类芽孢杆菌0.1公斤、地衣芽孢杆菌0.1公斤、短小芽孢杆菌0.1公斤、枯草芽孢杆菌0.1公斤、木霉菌0.1公斤、诺卡氏放线菌0.1公斤、白僵菌0.1公斤、绿僵菌0.1公斤、酵母菌0.1公斤、光合菌0.1公斤和沸石余量。

3、施用举例

1）底肥：每平方米1～2公斤，撒在床土表面，然后与15cm深床土混合均匀；或栽参前做夹层肥施用。

2）追施: 每平方米1～2公斤，行间开沟追施，及时盖土、浇水。

3）灌根：每平方米1～2公斤，撒在床土表面，用水量根椐土壤湿度和苗龄调节。

本品可以与其它有机肥、菌肥混合施用，与化肥随混随用，不可与杀菌剂混合使用；不应与种子、参苗直接接触；置通风、阴凉、干燥处保存。

本发明的土壤生物活化剂不能代替其它田间管理措施。

Claims

1.土壤生物活化剂，其特征是，按重量百分比由以下原料制成：

尿囊素 0.05-0.20

生化黄腐酸 0.05-0.20

维生素B 0.02-0.15

维生素C 0.15-0.30

羟季铵·萘·苄合剂 0.05-0.15

乙·嘌合剂 0.02-0.10

甲壳低聚糖(C₈H₁₃NO₅)_n 0.30～2.00

复合氨基酸含N22.3%，氨基酸总量51.83% 0.50～2.00

磷酸二氢钾(KH₂P0₄)含P₂0₅49%、含K₂O 32% 0.10～0.40

硫酸亚铁（FeS0₄·7H₂0）含Fe18% 0.02～0.10

硼酸(H₃B0₃)含B 17% 0.05～0.20

硫酸锰(MnS0₄·3H₂0)含Mn27% 0.05～0.20

硫酸铜(CuS0₄·5H₂0)含Cu 25% 0.02～0.10

硫酸锌(ZnS0₄·7H₂0)含Zn 23% 0.10～0.40

钼酸铵(NH₄)₂ MoO₄ 含Mo 49% 0.05～0.10

固氮菌 0.05～0.20

硅酸盐菌 0.05～0.20

黑曲霉 0.05～0.20

米曲霉 0.05～0.20

凝固芽孢杆菌 0.05～0.20

多粘类芽孢杆菌 0.05～0.20

地衣芽孢杆菌 0.05～0.20

短小芽孢杆菌 0.05～0.20

枯草芽孢杆菌 0.05～0.30

木霉菌 0.05～0.30

诺卡氏放线菌 0.05～0.20

白僵菌 0.05～0.20

绿僵菌 0.05～0.20

酵母菌 0.05～0.20

光合菌 0.05～0.20

沸石余量。

2.如权利要求1所述的土壤生物活化剂的施用方法是：

1）底肥：每平方米2～4公斤，撒在床土表面，然后与15cm深床土混合均匀；或栽参前做夹层肥施用；

2）追施: 每平方米2～4公斤，行间开沟追施，及时盖土、浇水；

3）灌根：每平方米2～4公斤，撒在床土表面，用水量根椐土壤湿度和苗龄调节。

3.如权利要求1所述的土壤生物活化剂，仅适用于人参栽培过程中的土壤改良，不适用于其它农作物。