CN108911879A - 一种生物活性功能还原消毒颗粒及消毒方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种厌氧消毒方法，特别是一种利用还原消毒颗粒进行厌氧消毒的消毒方法。本发明所述还原消毒颗粒包括米糠：有机肥：微生物菌；稻壳：麦麸：糖浆，利用所述还原消毒颗粒的消毒方法能够有效的解决厌氧消毒技术成本高或者防治效果的不稳定的技术问题，并有助于提高该技术的推广应用。

Description

一种生物活性功能还原消毒颗粒及消毒方法

技术领域

本发明属于本发明属于土壤污染治理与环境修复技术领域，具体属于修复领域，主要涉及一种厌氧消毒方法，特别是一种利用还原消毒颗粒进行厌氧消毒的消毒方法。

背景技术

近年来，随着我国农业生产和农村经济的快速发展，保护地栽培作为一项现代农业生产措施得到了极大推广。随着保护地面积的不断扩大和高经济价值作物的连作重茬，土传病害也呈逐年加剧的趋势，通常栽种3～5年后，一般设施作物的产量和品质会受到严重的影响，一般减产20～40％，严重的将减产60％以上甚至绝收。

土壤化学消毒是解决土传病害的常见方法，其操作方法是将化学药剂施用到土壤当中，让化学药剂产生作用杀灭土壤当中的病原微生物、杂草以及害虫。化学消毒法具有高效、快速等优点，但是绝大多数化学土壤消毒剂都具有一定的毒性和不友好的气味，对环境以及操作者具有潜在的不安全因素。太阳能土壤消毒也是常用的方法之一，太阳能土壤消毒需要在阳光充足的季节高温处理超过一个月的时间，作业周期长，且效果有限，通常适用于土传病害并不严重的地块。此外，蒸汽和热水消毒等方法也能有效抑制病原体、杂草、线虫以及昆虫等植物土传病害，但是他们需要昂贵的设备并消耗较多能源，因此仅适用于一些经济价值非常高的作物。

厌氧消毒技术(ASD)作为一种土壤生物消毒技术，可以有效的防治土壤中绝大多数的病原菌、线虫等病原微生物。该技术主要通过在土壤中添加一定的碳源，浇水灌溉增加土壤湿度，激活土壤微生物的活性，创造厌氧换环境，同时使用隔绝有气体交换的薄膜，使得土壤厌氧条件持续一段时间。通过土壤中厌氧微生物的增加和挥发性有机酸物质的产生对土传病原微生物和线虫产生毒害作用。ASD消毒技术的研究工作重点在于如何优化技术(就所用的碳源，土壤温度和达到厌氧生化程度)来防控特定的土传病原微生物，并且通过厌氧消毒机制的研究确定在特定条件下如何取得的更好的消毒效果。在厌氧消毒过程中土壤微生物群落的变化以及这些变化对于土传病害防治效果的影响需要进一步的探索。土壤厌氧消毒技术与传统的化学熏蒸剂土壤消毒相比较，存在使用成本偏高，因环境的改变导致对不同类别土传病原微生物的防治效果不稳定等局限性。

因此，为了满足我国现代农业可持续发展的需求，需要一种更为高效、绿色环保，同时价格低廉的新型土壤消毒方法，既可以保持ASD技术稳定的消毒效果，同时可以降低消毒成本。

发明内容

为了解决现有技术中利用厌氧消毒技术时上述局限及问题，本申请提供一种生物活性功能的还原消毒颗粒以及利用该还原消毒颗粒进行土壤厌氧消毒的消毒方法，能够有效的解决厌氧消毒技术成本高或者防治效果的不稳定的技术问题，并有助于提高该技术的推广应用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种生物活性功能的还原消毒颗粒，主要包括以下成分：

还原消毒颗粒A：米糠：有机肥：微生物菌重量份比例为60:39:1；

或还原消毒颗粒B：稻壳：麦麸：糖粉：微生物菌重量份比例为30:30:35:5。

优选的，所述微生物菌选自枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌、酵母菌、解磷菌、解钾菌等中的一种或多种。

优选的，a枯草芽孢杆菌、b哈茨木霉菌、c酵母菌、d解磷菌、e解钾菌，其中具体的比例为a:b:c:d:e＝3:3:2:1:1或者a:b:c:d:e＝4:3:1:1:1；复合微生物菌群中活性菌的总含量不低于100亿CFU/克。

一种土壤厌氧消毒的消毒方法，包括以下步骤：

(a)、造粒：米糠、有机肥、微生物菌或稻壳、麦麸、糖粉、微生物菌进行干燥活化，水分低于15％，然后造粒得还原消毒颗粒A或B；

(b)、旋耕：将待处理地块整理平整，将所述还原消毒颗粒均匀地撒至土壤表面；用量为每1000平方米土壤使用还原消毒颗粒约1到1.5吨，进行旋耕；

(c)、滴灌糖浆和清水：使用足量的糖浆和清水浇灌土壤，使土壤充分湿润；

(d)、覆膜：采用塑料薄膜封闭处理地块，覆膜后播种或定植。

优选的，所述步骤(b)中旋耕机旋地深度约20-30厘米，将稻壳颗粒与土壤充分混合；旋耕的次数2-3遍。

优选的，所述步骤(d)中塑料薄膜表面不得有破损，所述塑料薄膜为完全不渗透膜；优选TIF薄膜。

优选的，所述步骤(d)在温度高于25℃的条件下，覆膜4周，即可播种或定植。

上述所述还原消毒颗粒，作为添加碳源使用，主要作用是给厌氧消毒过程中土壤微生物的生长、繁殖、发酵提供营养。

上述所述的土壤厌氧消毒的消毒方法，其中薄膜覆盖，通常会需要7-15天的持续高温天气，优选条件为外界温度25-35℃，时间1-10天。

上述所述的土壤厌氧消毒的消毒方法，步骤(c)中每1000平米施用糖浆100-300kg，糖浆溶解到水中后随清水滴灌，清水的使用量为5-10吨/1000平米，使土壤充分湿润。

上述所述的土壤厌氧消毒的消毒方法，其中有机肥的主要成分为有机质含量30-60％的常规有机肥。

该方法弥补了土壤厌氧消毒技术使用过程中成本高的缺点研究了消毒过程中的还原消毒颗粒，有效的结合了土壤厌氧消毒技术消毒效果好及消毒颗粒成本低的优点，弥补了厌氧消毒技术的防治效果由于适用范围导致的局限性，扩大了该项技术的推广应用范围，为广大农户提供了绿色、低毒、高效的土壤消毒技术，有效的解决农业生产中的土传病害问题。

其中，本申请中采用解钾菌、解磷菌、哈茨木霉菌等等生物菌剂，具有的优势如下：首先，这些微生物菌剂施入土壤能提高肥料的利用率，降低土壤因肥料过量使用造成的盐害；其次土壤中添加微生物菌等有益微生物可以起到很好的站位效果，降低土传病害发生的风险；再者土壤中通过添加有益微生物可以起到改良土壤微生物环境的作用，有利于土壤环境健康和保持连续的农业生产力，再次在土壤中添加有益微生物是一种安全、绿色、有效的土传病害预防、治疗方法。

本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：

(1)与现有技术相比，本发明所述的防治土传病害的土壤消毒方法，该方法适用于由病原真菌、细菌、线虫引发如枯萎病、立枯病等土传病害，其消毒效果和溴甲烷相当，并且绿色环保、成本低廉。

(2)本发明方法操作简单，适应性广，易被农民接受，可以得到广泛的推广和应用。

(3)本发明方法能够调节根际土壤菌落平衡有益菌可增加土壤有益群体。有益菌的活动不仅可以产生丰富的有机质，还可以改善土壤物理性状，增加土壤团粒结构，从而使土壤疏松，减少土壤板结，有利于保水保肥通气能促进根系发育，为农作物提供适宜的生长环境。

(4)本发明方法有效的结合了厌氧消毒技术和有机微生物菌剂的优点，能够有效的解决厌氧消毒技术成本高或者防治效果的不稳定的技术问题，扩大了厌氧消毒技术的推广应用范围。

(5)选用合理的还原消毒颗粒，通过筛选合适的还原消毒颗粒，得到有益微生物菌群最合理、作用最强的生物菌剂，各成分相互间起到相辅相成、协同增效的技术效果。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种土壤厌氧消毒的消毒方法，包括以下步骤：

(a)、造粒：米糠、有机肥、微生物菌或稻壳、麦麸、糖粉、微生物菌进行干燥活化，水分低于15％，然后造粒得还原消毒颗粒A或B；

(b)、旋耕：将待处理地块整理平整，将所述还原消毒颗粒均匀地撒至土壤表面；用量为每1000平方米土壤使用还原消毒颗粒约1到1.5吨，进行旋耕；旋耕机旋地深度约20-30厘米，将颗粒与土壤充分混合；旋耕的次数2-3遍；

(c)、滴灌糖浆和清水：每1000平米施用糖浆100-300kg，糖浆溶解到水中后随清水滴灌，清水的使用量为5-10吨/1000平米，使土壤充分湿润；

(d)、覆膜：采用TIF薄膜封闭处理地块，温度高于25℃的条件下，覆膜4周，覆膜后播种或定植。

实验例1还原颗粒剂A作为碳源添加进行土壤厌氧消毒的使用效果评价

为了有效的判断本发明还原消毒颗粒A的土壤消毒方法的效果，选择京郊草莓连续种植10年以上的园区土壤样品，开展使用还原消毒颗粒A、稻壳单剂、米糠单剂、糖粉单剂、微生物菌剂、对比颗粒等作为有机碳源添加开展土壤厌氧消毒的的消毒效果技术的室内实验。本次消毒试验操作和病原微生物分离检测(镰孢菌、疫霉菌和线虫)在由北京捷西农业科技有限责任公司开展。

其中，微生物菌剂主要为a枯草芽孢杆菌、b哈茨木霉菌、c酵母菌、d解磷菌、e解钾菌等复合微生物菌群，具体的比例为a:b:c:d:e＝3:3:2:1:1；

糖粉+微生物菌剂：糖粉和微生物菌剂的比例为9：1，其中微生物菌剂主要为a枯草芽孢杆菌、b哈茨木霉菌、c酵母菌、d解磷菌、e解钾菌等复合微生物菌群，具体的比例为a:b:c:d:e＝3:3:2:1:1。

对比颗粒A：米糠：有机肥：微生物菌重量份比例为55:43:2；其中微生物菌为球形芽孢杆菌：蜡状芽孢杆菌：酵母菌：解磷菌：解钾菌＝3：4：2：2：1。

按照实施例1中防治土传病害的土壤消毒方法，对土壤进行消毒，具体为：

1、试验步骤

首先，从草莓种植园区采集新鲜的土壤样品带回实验室过筛备用，其次，在300ml的广口瓶中各准备100g鲜土样，不同碳源添加按照重量比2％的添加比例进行药效比较实验。具体实验方案按照下列表1实验方案进行土壤厌氧消毒实验

表1消毒实验方法

2、土壤消毒效果评价方法

土壤消毒结束后，把实验土壤完全混匀后各称取5g鲜土样送实验室进行病原微生物的分离检测。试验分离检测的病原微生物主要包括线虫、镰孢菌、疫霉菌等以便客观、全面地评估还原消毒颗粒对土壤消毒技术中草莓土传病害的防治效果。

土传病原菌镰孢菌属(Fusarium spp.)采用Komada’s method(Komada etal..1975)方法分离。疫霉菌属(Phytophthora spp.)和腐霉菌(Phhythium spp.)采用Masago’s method(Masago et al..1977)方法分离。土壤线虫采用离心法(刘维志，2000)分离。

3、土壤消毒效果

土传病原微生物分离检测结果显示，消毒结束后抽取的土样分离检测结果显示(表2)：还原消毒颗粒A作为碳源添加进行土壤厌氧消毒处理与空白对照相比较对线虫、镰孢菌、疫霉菌的防治效果分别为80.09％、79.68％、74.20％，该效果与稻壳单剂、米糠单剂、微生物菌剂、糖粉+微生物菌剂、对比颗粒处理相比较，对土传病原微生物的防治效果均有明显优势，表明还原消毒颗粒A作为碳源添加进行土壤厌氧消毒处理对土传病原微生物有很强的杀灭活性，可以作为碳源添加的优先选择。

表2还原颗粒对土传病原微生物的影响

实验例2还原消毒颗粒B作为碳源添加进行土壤厌氧消毒的使用效果评价

为了有效的判断本发明防治土传病害的土壤消毒方法的效果，选择京郊草莓连续种植10年以上的园区，开展本次使用还原消毒颗粒B作为碳源添加进行土壤厌氧消毒技术试验。土壤消毒时间为2017年6月18日；试验点种植草莓品种为：红颜；种植密度为8000棵每亩。该园区配合本试验保证本季草莓采用统一种苗来源，同样水肥管理和生产栽培管理。消毒试验操作和病原微生物分离检测，其他试验指标调查采集委托北京捷西农业科技有限责任公司开展。进行了土传病原微生物(镰孢菌、疫霉菌和线虫)的分离检测，并对草莓生长期长势指标进行追踪调查，以便客观、全面地评估不同还原消毒颗粒对草莓生产的影响。

按照实施例1中防治土传病害的土壤消毒方法，对土壤进行消毒，具体为：

1、试验步骤

首先土壤准备。在上茬草莓拉秧后把大棚里的草莓残体和主根清理出去，然后使用手扶拖拉机打散草莓畦，接着使用旋耕机进行土壤旋耕，最少旋耕两遍，保证土壤疏松、平整。

然后进行厌氧土壤消毒技术处理。棚内按照试验方案(参看表3)撒施不同用量的碳源添加物，使用25马力田园管理机旋耕，旋耕后使用滴灌系统滴加规定用量的糖水，并进一步滴加清水，水量为10吨/亩。然后用0.05mm纯生PE薄膜覆盖。覆盖28天，然后揭膜敞气，敞气时间为1天。其中，对比颗粒B：稻壳：麦麸：糖粉：微生物菌重量份比例为25:27:42:6；其中微生物菌为球形芽孢杆菌：蜡状芽孢杆菌：酵母菌：解磷菌：解钾菌＝3：4：2：2：1。

消毒结束后草莓定植前，在田间施用下茬草莓生长需要的有机肥，复合肥(N:P:K＝15-15-15)50kg-80kg/亩，完全旋耕后打畦，定植草莓。

表3不同碳源添加开展土壤厌氧消毒试验防治草莓土传病害

2、土壤消毒效果评价方法

土壤消毒结束后，采用“五点取样法”抽取土样，然后保留500g新鲜土样送实验室进行病原微生物的分离检测。试验分离检测的病原微生物主要包括线虫、镰孢菌、疫霉菌等，并对草莓苗期成活率、生长期长势指标、后期的死苗率进行追踪调查，以便客观、全面地评估不同颗粒碳源添加开展土壤厌氧消毒防治草莓土传病害的防治效果。

追踪调查分别在草莓的定植初期、生长中期以及后期进行，调查内容为消毒前后土传病原微生物(镰孢菌、疫霉菌和线虫)的分离检测、苗期成活率、草莓的株高、茎粗、死苗率等指标。为保证数据的一致性，所有数据全部由本公司固定人员实地测量；且数据采集均在同一天进行。

3、土壤消毒效果

土传病原微生物分离检测结果显示，消毒结束后抽取的土样结果显示(表4)：还原消毒颗粒B作为碳源添加开展土壤厌氧消毒技术处理与空白对照相比较对线虫、镰孢菌、疫霉菌的防治效果分别为84.87％、75.28％、82.40％，表明该还原颗粒作为碳源添加能很好的防治草莓从土传病害，且防治效果优于稻壳单剂和糖粉+微生物菌剂处理区对土传病原微生物有很强的杀灭活性，与氯化苦化学消毒技术相比较土壤消毒效果很好。

表4还原消毒颗粒B作为碳源添加开展土壤厌氧消毒技术对土传病原微生物的影响(调查时间：2017.8.22)

调查时间2017年9月29日，调查方式每个处理小区调查4畦草莓，记录每畦草莓的活苗数和死苗数，计算每个处理小区的草莓成活率。

成活率＝(活苗数)/(每畦总苗数)*100

从表5可以看出不同颗粒作为碳源添加进行土壤厌氧消毒处理对草莓返苗期成活率与空白对照区的区别不明显。还原消毒颗粒B作为碳源添加进行土壤厌氧消毒处理后草莓苗期成活率为97.48％。

表5颗粒作为碳源添加开展土壤厌氧消毒处理对草莓返苗期成活率的影响(调查时间：2017.9.29)

在2018年4月4号，采集不同处理区草莓植株样品数据调查草莓生长后期的死苗率。每个处理区调查5畦，分别统计5畦草莓植株总数和死苗数量，然后计算死苗率。

死苗率＝(死苗数量/调查植株总数)*100

如表6所示，不同土壤消毒处理区对草莓后期的死苗率有一定的差异性。与空白对照区相比较还原消毒颗粒B和糖粉+微生物菌剂添加处理后草莓死苗率分别为12.19％和13.33％。空白对照区草莓死苗率达到31.96％，在所有试验处理区种死苗率最高。

表6不同颗粒作为碳源添加开展土壤厌氧消毒处理对草莓死苗率的影响

(调查时间：2018.4.4)

4、土壤消毒效果总结

本发明还原消毒颗粒作为碳源添加进行土壤厌氧消毒技术可以有效的降低草莓种植地土传病原微生物镰孢菌、疫霉菌、线虫的数量。

还原消毒颗粒作为碳源添加进行土壤厌氧消毒技术可以有效的提高草莓定植时期的成活率、而且在草莓生长后期有效降低草莓的死苗率。该技术可以作为一种防治草莓土传病害的有效技术。

综上所述，总结本发明所述的防治土传病害的土壤消毒方法效果：

1)防治土传病害的土壤消毒方法能有效防治镰孢菌、疫霉菌和线虫。

2)防治土传病害的土壤消毒方法能促进草莓植株的生长，同时提高草莓的活苗数。

3)本申请中的生物菌剂、还原消毒颗粒的种类对土壤消毒效果的影响也非常明显。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种生物活性功能的还原消毒颗粒，主要包括以下成分：

还原消毒颗粒A：米糠：有机肥：微生物菌重量份比例为60:39:1；

或还原消毒颗粒B：稻壳：麦麸：糖粉：微生物菌重量份比例为30:30:35:5。

2.根据权利要求1所述的还原消毒颗粒，所述微生物菌选自枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌、酵母菌、解磷菌、解钾菌等中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的还原消毒颗粒，所述微生物菌具体为

a枯草芽孢杆菌、b哈茨木霉菌、c酵母菌、d解磷菌、e解钾菌，其中具体的比例为a:b:c:d:e＝3:3:2:1:1或者a:b:c:d:e＝4:3:1:1:1；复合微生物菌群中活性菌的总含量不低于100亿CFU/克。

4.一种土壤厌氧消毒的消毒方法，包括以下步骤：

(a)、造粒：米糠、有机肥、微生物菌或稻壳、麦麸、糖粉、微生物菌进行干燥活化，水分低于15％，然后造粒得还原消毒颗粒A或B；

(b)、旋耕：将待处理地块整理平整，将所述还原消毒颗粒均匀地撒至土壤表面；用量为每1000平方米土壤使用还原消毒颗粒约1到1.5吨，进行旋耕；

(c)、滴灌糖浆和清水：使用足量的糖浆和清水浇灌土壤，使土壤充分湿润；

(d)、覆膜：采用塑料薄膜封闭处理地块，覆膜后播种或定植。

5.根据权利要求4所述的消毒方法，所述步骤(b)中旋耕机旋地深度约20-30厘米，将稻壳颗粒与土壤充分混合；旋耕的次数2-3遍。

6.根据权利要求4所述的消毒方法，所述步骤(d)中塑料薄膜表面不得有破损，所述塑料薄膜为完全不渗透膜；优选TIF薄膜。

7.根据权利要求4所述的消毒方法，所述步骤(d)在温度高于25℃的条件下，覆膜4周，即可播种或定植。

8.根据权利要求4所述的消毒方法，所述步骤(c)中每1000平米施用糖浆100-300kg，糖浆溶解到水中后随清水滴灌，清水的使用量为5-10吨/1000平米，使土壤充分湿润。