CN109400384B - 一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥及其应用方法，属于生物工程领域。本发明生物有机肥料原料包括：畜禽粪便100～120份、硅藻土10～20份、樟树叶粉10～20份、黄腐酸钾5～15份、凹凸棒3～5份、海藻渣10～20份、菜籽粕5～10份、复方中草药原料10～20份、氧化钙3～5份、磷酸二氢钾2份；其中所述中草药原料包括前胡30～50份、苦棟皮20～30份、淡竹叶10～20份。本发明集成现代抑菌活性物质选择和混菌微生物发酵技术，通过微生物的协同发酵作用研制开发出高效、绿色的发酵生物有机肥料，该产品具有显著的防治水稻稻瘟病的功效，改变了现有技术中防治水稻稻瘟病以化学试剂为主的弊端，降低了水稻种植过程中药残，并具有显著的增产功效，可显著提高水稻的食品安全和种植效益；大田种植试验结果表明本发明产品可以有效抑制稻瘟病的发病，抑制率达到82％以上，具有较好的推广应用价值。

Description

一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料及其应用方法，尤其是一种利用多种益生菌协同发酵畜禽粪便、秸秆、中草药等原料制备具有显著防治水稻稻瘟病和增产功效的生物有机肥料的方法，属于生物工程领域。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物，在农业生产中占有重要的地位，目前已成为我国种植面积最广的粮食作物，对其病害的预防对提升水稻增产具有重要意义。稻瘟病是水稻上由真菌Magnaporthe oryzae引起的一种毁灭性病害，每年均有不同程度的发生，流行年份一般能使水稻减产10％～20％，严重时达40％～50％，局部田块甚至颗粒无收。目前，防治稻瘟病的主要方法是选育抗性品种、药剂防治和田间管理，其中抗病品种多是在“基因对基因”学说基础上的垂直抗性品种，这些品种容易丧失抗病性。近年来，一些病菌对杀菌剂产生了抗性，而药剂又对环境造成污染，同时也会对有益微生物产生威胁，因而对防治稻瘟病菌提出了更高的要求。

目前关于稻瘟病的防治仍以农药、抑菌剂、化学制剂等为主，关于通过施肥防治水稻稻瘟病的报道相对较少。专利201510755958.6公开了一种防稻瘟病的肥料，该肥料的主要成分的重量配比为：原始肥料90-100份、黄腐酸钾15-25份、红泥10-20份、泥炭5-10份、文元5-10份、竹黄5-10份、防风10-22份、龟板10-20份、钙盐5-10份、卷柏20-30份和高岭土5-10份；所述防稻瘟病的肥料，能防止稻瘟病的危害，保证种植物的稳定性；专利201710887768.9公开了一种预防稻瘟病的水稻肥料。该种预防稻瘟病的水稻肥料，由如下按照重量份的原料组成：尿素25～35份、硅藻土20～35份、泥炭10～18份、石膏粉10～16份、菜籽粕10～18份、红薯叶6～15份、水果渣4～8份、脲酶抑制剂2～6份、硫酸钾1～8份、碳酸氢钠3～10份、氧化钙10～15份、乙二胺四乙酸铁2～7份、腐殖酸1～5份和生姜2～9份，原料廉价易得，生产成本低，养分全面丰富，能有效防治稻瘟病的发生，不含抗生素，无毒无残留，安全性高；专利201711246510.7公开了一种用于防治水稻稻瘟病的肥料的制备方法，将芸苔素内酯和胺鲜酯进行复配通过促渗剂渗入水稻根部，促进酶活和光合作用，促进抵抗稻瘟病病菌的侵入的能力，添加猕猴桃茎叶活性物质，抑制生成稻瘟病病菌在水稻体内的繁殖和生长，控制稻瘟病。综上述所述，现有技术中多是采用功能活性物质提高酶活性，抑制病菌从而抑制水稻稻瘟病的发病，缺少关于利用功能活性成分及益生菌发酵功效协同提高防治水稻稻瘟病效果，并显著促进水稻增产的新型生物有机肥料的报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，满足水稻种植高效、绿色防治稻瘟病，提高水稻产量和品质的技术需求，本发明提供一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥及其应用方法，集成现代抑菌活性物质选择和混菌微生物发酵技术，研制开发出高效、绿色的发酵生物有机肥料，该生物有机肥料能够高效防治水稻稻瘟病的发病，提高水稻产量，从而提高水稻种植效益。

本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：

一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，包括以下按重量份计的原料：畜禽粪便100～120份、硅藻土10～20份、樟树叶粉10～20份、黄腐酸钾5～15份、凹凸棒3～5份、海藻渣10～20份、菜籽粕5～10份、复方中草药原料10～20份、氧化钙3～5份、磷酸二氢钾2份；其中所述中草药原料包括前胡30～50份、苦棟皮20～30份、淡竹叶10～20份。

优选的，一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，包括以下按重量份计的原料：畜禽粪便110份、硅藻土15份、樟树叶粉12份、黄腐酸钾10份、凹凸棒4份、海藻渣16份、菜籽粕8份、复方中草药原料12份、氧化钙4份、磷酸二氢钾2份；其中所述中草药原料包括前胡40份、苦棟皮25份、淡竹叶15份。

上述畜禽粪便可以是猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种的混合物。

上述海藻渣为海藻加工碎渣或深加工产品的废渣。

上述中草药原料通过如下步骤进行预处理：将中草药原料粉碎后加入中草药原料8～10倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比2～3％的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解30～60min后备用。

上述超声波的频率为100～200kHZ。

本发明提供了一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于通过混菌好厌氧二步发酵工艺制得，其中一步好氧发酵菌群包括解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌；二步厌氧发酵菌群包括地衣芽孢杆菌、EM菌。

上述好氧发酵菌群中解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌的用量比为2:3:1；二步厌氧发酵菌群中地衣芽孢杆菌和EM菌的用量比为3:5。

上述解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用LB培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL。

上述地衣芽孢杆菌和EM菌为市售菌粉。

本发明还提供了一种防治水稻稻瘟病生物有机肥料的制备方法，其具体工艺步骤包括：

(1)配料：按照上述原料配比准确配伍原料，然后添加上述原料质量比3～5％的麸皮、1～2％纤维素酶、0.1～0.2％磷酸二氢钾、0.03％硫酸镁，调整物料的含水量40％～50％，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；

(2)一步好氧发酵：将活化好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3～5wt％，拌匀后堆肥发酵，通风培养5～8d；

(3)二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将地衣芽孢杆菌、EM菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2～3wt％，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养2～3d；

(4)干燥：二步厌氧发酵接收密封6～12h，然后进行低温通风干燥；

(5)粉碎：将干燥后的物料粉碎即得防治水稻稻瘟病的生物有机肥料。

上述一步好氧发酵通风量维持堆体氧含量在12～16％％。

本发明提供了一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥的应用方法，其在水稻种植中的施用量为50～100kg/亩。

本发明提供了一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥及其应用方法，所得防治水稻稻瘟病的生物有机肥料臭味全部消失，质地松软，不成团，产品中富含益生菌、水溶性有机氮等营养成分，产品中有机质含量≥60％，微生物含量≥2亿个/g；产品质量符合NY525-2011的规定，蛔虫卵死亡率和大肠杆菌群数指标符合NY884的要求，藻毒素检测量检测限(0.1μg/g)。盆栽试验结果表明本申请产品具有显著的预防稻瘟病、促生长、增产、改善土壤环境等作用，尤其是对穗颈瘟具有显著的预防功效，集生物防治与营养栽培于一体，是一种优良的新型生物有机肥料。

本发明提供一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥及其应用方法，与现有技术相比，具有以下显著优势：

(1)本申请通过微生物的协同作用发酵畜禽粪便、樟树叶粉、海藻渣、菜籽粕和中草药原料制得生物有机肥料，产品具有显著的防治水稻稻瘟病的功效，改变了现有技术中防治水稻稻瘟病以化学试剂为主的弊端，降低了水稻种植过程中药残，应用范围广，并具有显著的增产功效，可显著提高水稻的食品安全和种植效益；大田种植试验结果表明本发明产品可以有效抑制稻瘟病的发病，抑制率达到82％以上；

(2)本申请科学复配樟树叶粉、海藻渣和中草药原料(前胡、苦棟皮和淡竹叶)，通过原料间的协同作用显著提升了生物有机肥料的防治水稻稻瘟病的技术效果，试验结果表明上述技术效果对本领域技术人员而言并非是显而易见的；尤为重要的是本发明产品不仅对当前种植的水稻具有显著的预防稻瘟病的功效，而且对下一季种植的水稻仍具有较好的防治效果；

(3)本申请利用一步好氧菌群(解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌)和二步厌氧菌群(地衣芽孢杆菌、EM菌)共同发酵肥料化综合利用畜禽粪便、樟树叶粉、海藻渣、中草药原料等，充分利用微生物菌种间的协同作用，显著提升了肥料的防治稻瘟病、促进水稻增产的功效；现有技术中尽管有解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌防治水稻稻瘟病的报道，但并未发现上述菌种间的协同增效作用可以显著提升肥料防治稻瘟病的报道；

(4)采用分段发酵，发酵菌株对温度、pH、通氧等要求不同，不同的反应控制条件，提高了菌体的生长速率，缩短了发酵时间，提升了生产效率；且采用固体发酵，发酵工艺条件温和，能耗低、生产成本低，对提升行业经济效益及规模化推广应用具有重要作用；且无环境污染、投资小、易于规模化生产和推广应用。

具体实施方式

以下实施例中的发酵菌种的种子液均采用如下工艺：

解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用LB培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL。

实施例1

一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥，通过以下步骤制备：

(1)中草药预处理：按前胡40份、苦棟皮25份、淡竹叶15份比例准确配伍中草药，将中草药原料粉碎后加入中草药原料10倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比3％的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解30min后备用；其中超声波的频率为100～200kHZ；

(2)按照牛粪110份、硅藻土15份、樟树叶粉12份、黄腐酸钾10份、凹凸棒4份、海藻渣16份、菜籽粕8份、复方中草药原料12份、氧化钙4份、磷酸二氢钾2份配比准确配伍原料，然后添加上述原料质量比4％的麸皮、1.5％纤维素酶、0.15％磷酸二氢钾、0.03％硫酸镁，调整物料的含水量40％～50％，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；

(3)一步好氧发酵：将活化好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的4wt％，拌匀后堆肥发酵，通风培养6d；

(4)二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将地衣芽孢杆菌、EM菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2.5wt％，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养2d；

(5)干燥：二步厌氧发酵接收密封10h，然后进行低温通风干燥；

(6)粉碎：将干燥后的物料粉碎即得防治水稻稻瘟病的生物有机肥料；

上述防治水稻稻瘟病的生物有机肥料在水稻种植中的施用量为75kg/亩。

实施例2

一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥，通过以下步骤制备：

(1)中草药预处理：按前胡50份、苦棟皮20份、淡竹叶20份比例准确配伍中草药，将中草药原料粉碎后加入中草药原料10倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比3％的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解30min后备用；其中超声波的频率为100～200kHZ；

(2)按照猪粪120份、硅藻土10份、樟树叶粉20份、黄腐酸钾5份、凹凸棒5份、海藻渣10份、菜籽粕10份、复方中草药原料10份、氧化钙5份、磷酸二氢钾2份原料配比准确配伍原料，然后添加上述原料质量比5％的麸皮、2％纤维素酶、0.2％磷酸二氢钾、0.03％硫酸镁，调整物料的含水量40％～50％，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；

(3)一步好氧发酵：将活化好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的5wt％，拌匀后堆肥发酵，通风培养5d；

(4)二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将地衣芽孢杆菌、EM菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3wt％，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养2d；

(5)干燥：二步厌氧发酵接收密封12h，然后进行低温通风干燥；

(6)粉碎：将干燥后的物料粉碎即得防治水稻稻瘟病的生物有机肥料；

上述防治水稻稻瘟病的生物有机肥料在水稻种植中的施用量为100kg/亩。

实施例3

一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥，通过以下步骤制备：

(1)中草药预处理：按前胡30份、苦棟皮30份、淡竹叶10份比例准确配伍中草药，将中草药原料粉碎后加入中草药原料8倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比2％的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解60min后备用；其中超声波的频率为100～200kHZ；

(2)按照鸡粪100份、硅藻土20份、樟树叶粉10份、黄腐酸钾15份、凹凸棒3份、海藻渣20份、菜籽粕5份、复方中草药原料20份、氧化钙3份、磷酸二氢钾2份原料配比准确配伍原料，然后添加上述原料质量比3％的麸皮、1％纤维素酶、0.1％磷酸二氢钾、0.03％硫酸镁，调整物料的含水量40％～50％，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；

(3)一步好氧发酵：将活化好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3wt％，拌匀后堆肥发酵，通风培养8d；

(4)二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将地衣芽孢杆菌、EM菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2wt％，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养3d；

(5)干燥：二步厌氧发酵接收密封6h，然后进行低温通风干燥；

(6)粉碎：将干燥后的物料粉碎即得防治水稻稻瘟病的生物有机肥料；

上述防治水稻稻瘟病的生物有机肥料在水稻种植中的施用量为50kg/亩。

实施例4比较不同生物有机肥料对水稻稻瘟病防治效果的影响

1、供试材料

水稻品种：两优6326(一季稻)；试验地点设在江西省修水县山口镇火田村，是稻瘟病的常发区和重发区；

供试生物有机肥料：实施例1-3所述生物有机肥料，空白对照组(市售生物有机肥料)，对比实施例1生物有机肥(原料中海藻渣和中草药原料以樟树叶粉替代，原料总份数及制备工艺均同实施例1)、对比实施例2生物有机肥料(原料中樟树叶粉和中草药原料以海藻渣替代，原料总份数及制备工艺均同实施例1)、对比实施例3生物有机肥料(原料中樟树叶粉和海藻渣以中草药原料替代，原料总份数及制备工艺均同实施例1)，对比实施例4生物有机肥料(原料中不含樟树叶粉、海藻渣及中草药原料，原料总份数、配伍比例及制备工艺均同实施例1)，对比实施例5生物有机肥料(一步发酵工艺中仅含解淀粉芽孢杆菌，其余均同实施例1)，对比实施例6生物有机肥料(一步发酵工艺中仅含枯草芽孢杆菌，其余均同实施例1)，对比实施例7生物有机肥料(一步发酵工艺中仅含解淀粉芽孢杆菌，其余均同实施例1)，对比实施例8(不含二步发酵工艺，其余均同实施例1)，对比实施例9(不含一步发酵工艺，其余均同实施例1)；

2、试验方法

试验方法同徐沛东、常冬冬、杨迎青等《烯丙苯噻唑对水稻主要防御酶活性的影响及其对稻瘟病的防治效果》一文中的实验方法；

3、试验结果

表1不同生物有机肥料对稻瘟病防治效果的影响

如表1所示，试验结果表明，与对照组常规操作相比，实施例1-3对水稻叶瘟和穗颈瘟均具有显著的防治效果，其中尤以实施例1为最佳，对叶瘟和穗颈瘟的防效分别达到85.04％、85.97％。对比例1对叶瘟和穗颈瘟的防效分别为63.83％和66.16％，对比例2对叶瘟和穗颈瘟的防效分别为54.73％和63.99％，对比例3对叶瘟和穗颈瘟的防效分别为68.37％和72.33％，对比例4对叶瘟和穗颈瘟的防效分别为52.46％和61.67％，比较上述实验结果可以发现樟树叶粉、海藻渣和中草药原料均能够提高生物有机肥料的稻瘟病防治效果，其中尤以中草药原料效果最为明显，樟树叶粉次之，海藻渣作用效果最小，同时可以发现樟树叶粉、海藻渣和中草药原料具有显著的协同增效作用，特别是对穗劲瘟的防治效果上，分析原因可能是海藻渣的缓释作用显著延伸了产品的防治时效；比较对比例5-7可以发现解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和短小芽孢杆菌均具有一定的增强生物有机肥料防治功效的作用，其中枯草芽孢杆菌作用效果最为显著；比较对比例8和对比例9可以发现厌氧发酵对提升产品防治叶瘟的效果影响较小，但对提升产品防治穗颈瘟防治效果影响较为显著。综上，实施例1为本发明最佳实施例。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于包括以下按重量份计的原料：畜禽粪便100～120份、硅藻土10～20份、樟树叶粉10～20份、黄腐酸钾5～15份、凹凸棒3～5份、海藻渣10～20份、菜籽粕5～10份、复方中草药原料10～20份、氧化钙3～5份、磷酸二氢钾2份；其中所述中草药原料包括前胡30～50份、苦楝 皮20～30份、淡竹叶10～20份；所述生物有机肥料通过混菌好厌氧二步发酵工艺制得，其中一步好氧发酵菌群包括解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌；二步厌氧发酵菌群包括地衣芽孢杆菌、EM菌；所述好氧发酵菌群中解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌的用量比为2:3:1；二步厌氧发酵菌群中地衣芽孢杆菌和EM菌的用量比为3:5。

2.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述生物有机肥料包括以下按重量份计的原料：畜禽粪便110份、硅藻土15份、樟树叶粉12份、黄腐酸钾10份、凹凸棒4份、海藻渣16份、菜籽粕8份、复方中草药原料12份、氧化钙4份、磷酸二氢钾2份；其中所述中草药原料包括前胡40份、苦楝 皮25份、淡竹叶15份。

3.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述畜禽粪便可以是猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述海藻渣为海藻加工碎渣或深加工产品的废渣。

5.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述中草药原料通过如下步骤进行预处理：将中草药原料粉碎后加入中草药原料8～10倍的纯净水，然后加入中草药原料质量比2～3%的纤维素酶，在超声波辅助条件下酶解30～60min后备用；所述超声波的频率为100～200kHZ。

6.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用LB培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL。

7.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述生物有机肥料具体制备工艺步骤包括：

（1）配料：按照上述原料配比准确配伍原料，然后添加上述原料质量比3～5%的麸皮、1～2%纤维素酶、0.1～0.2%磷酸二氢钾、0.03%硫酸镁，调整物料的含水量40%～50%，干湿标准以用手紧握刚好能滴出水为宜；

（2）一步好氧发酵：将活化好的解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的3～5wt%，拌匀后堆肥发酵，通风培养5～8d；

（3）二步厌氧发酵：一步好氧发酵结束后，将地衣芽孢杆菌、EM菌分别接种至培养基，总接种量为固体培养基的2～3wt%，拌匀后堆肥发酵，厌氧培养2～3d；

（4）干燥：二步厌氧发酵接收密封6～12h，然后进行低温通风干燥；

（5）粉碎：将干燥后的物料粉碎即得防治水稻稻瘟病的生物有机肥料；

上述一步好氧发酵通风量维持堆体氧含量在12～16%%。

8.根据权利要求1所述的一种防治水稻稻瘟病的生物有机肥料，其特征在于所述生物有机肥料在水稻种植中的施用量为50～100kg/亩。