CN111018618A - 一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料及其制备方法与应用，所述肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉(25～28)份、草木灰(30～35)份、葛根素(5～8)份、葡萄糖酸锌(3～5)份、腐殖酸铁(2～5)份、氨基酸螯合稀土(1～3)份、硼酸(1～3)份和益生菌复合物(7～10)份。该方案肥料不仅能够提供水稻的防寒抗低温性能，同时还能促进水稻生根，增加千粒重，达到增产增收的效果。

Description

一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及水稻种植技术领域，具体涉及一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料及其制备方法与应用。
背景技术
水稻是我国主要粮食作物，全国水稻种植面积约占粮食作物面积的四分之一，产量接近粮食产量的一半以上。低温对水稻各个生育时期均有危害，例如易造成早稻无法或重新播种而推迟栽插，晚稻和迟熟中稻易形成大量空壳“翘穗头”等，损失惨重。近年来，随着全球气候变暖，一些人放松了对水稻低温冷害的警惕；然而，事实表明，近年来水稻低温冷害发生率不减反增。在长江中下游稻作区的低温冷害，通常可分为三种情形：1)苗期低温冷害，若3～4月间频繁出现“倒春寒”，极易造成早稻露地秧苗大范围烂种、烂身和死苗，影响或致部分早稻无法栽插；2)障碍性冷害，晚稻在生长后期如遇日平均气温低于17℃，则会发生障碍性冷害；若晚稻在减数分裂期只要遇到短时间的低温冷害，就会造成花器分化紊乱、花粉败育；若在抽穗、开花期遇低温冷害，会造成颖花无法开放，花药不能裂开，花粉不会发芽，大量稻穗不能结实或千粒重明显下降；3)延迟性冷害，该类冷害主要发生在丘陵和山区，水稻生产区6月若出现平均气温低于18℃或8月平均气温低于19℃，就会发生延迟性冷害；若水稻在抽穗和扬花期受害，则会造成谷粒无法顺利灌浆、谷粒不饱满，千粒重下降，稻米质量下降；在成熟期受害，会导致成熟延期，成熟度和千粒重下降，形成大量青米，降低出米率。
现有技术中，关于减轻水稻苗期低温冷害症状，国内外在水稻低温耐性品种的筛选、稻田肥水调控、水稻地膜覆盖、喷施叶面肥和植物生长调节剂等进行了广泛研究。在水稻低温耐性品种的筛选上，筛选出来的低温耐性品种通常存在明显的地域差异，甚至年度间也存在差异。肥水调控是通过合理施肥和水分灌溉技术来降低水稻低温冷害，其中，灌水是比较有效的途径，通常采取夜灌日排的方法，傍晚灌水保温，对于大面积水稻栽培增加了大量工作量，而且液灌日排容易降低稻田土壤肥力，不利于水稻生长，其利用价值十分有限。采用地膜覆盖，有利于育苗短期的低温防御，但并不能长远的抵御低温毒害，如对于早稻直播或分蘖和灌浆期低温来临，大面积的覆盖并不现实，同时盖膜会严重影响水稻光合作用，严重损害水稻生长和影响稻米产量。叶面喷施植物生长激素可以提高水稻低温耐性，但存在成本高问题。例如，脱落酸(abscisic acid，ABA)是目前已知抗寒效果最好的单一抗寒剂，但成本太高，另外植物生长激素可能还调控着水稻其他方面的生理生长，如抑制细胞分裂，促进早熟等问题。因此，现有技术中尚未有一种适用范围广且实用性强的方法能够用于提高水稻苗期的抗低温冷害能力。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种肥料，能够提高水稻抗低温冷害性能。
本发明还提出一种上述肥料的制备方法。
本发明还提出一种具有上述肥料的应用。
根据本发明的第一方面实施例的肥料，所述肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉(25～28)份、草木灰(30～35)份、葛根素(5～8)份、葡萄糖酸锌(3～5)份、腐殖酸铁(2～5)份、氨基酸螯合稀土(1～3)份、硼酸(1～3)份和益生菌复合物(7～10)份。
根据本发明的一些实施例，所述肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉28份、草木灰30份、葛根素6份、葡萄糖酸锌4份、腐殖酸铁3份、氨基酸螯合稀土2份、硼酸2份和益生菌复合物10份。
根据本发明的一些实施例，所述稀土包括镧、铈、镨和钕中的两种或两种以上。
根据本发明的一些实施例，所述益生菌复合物包括解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌。
根据本发明的一些实施例，所述解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌的重量比为(1～2)：(1～2):(3～5):(2～5):(1～3)。
根据本发明的一些实施例，所述益生菌复合物中活菌数大于109CFU/g。
根据本发明实施例的肥料，至少具有如下有益效果：本发明方案通过虾蟹壳粉在益生菌复合物的发酵作用下提供丰富的钙和磷元素，草木灰提供钾元素，为水稻生长提供生长所需大量元素，同时，虾蟹壳粉经发酵还能产生大量甲壳素，不仅能够提供水稻的防寒抗低温性能，同时还能促进水稻生根，增加千粒重，达到增产增收的效果；在肥料中添加有葛根素能够有效提高水稻根茎对养分的利用率，促进根茎的茁壮生长和根茎营养的富集，同时，还能增加多糖含量，提升水稻的抗冷害能力；锌、铁及稀土等矿质元素均通过有机盐的形式添加，更利于植物的吸收利用，铁元素能够有效促进光合作用，提高光合效率，促进光合产物的运输，促进水稻体内养分的吸收，促进根茎的快速生长和膨大，锌元素可参与水稻体内生长素的合成，促进水稻生长，是稀土元素的添加，有利于促根壮苗，增强水稻幼苗的抗冷害性；锌、铁、稀土及硼酸协同促进水稻根系的生长，从而更好地提升水稻的抗冷害性；益生菌复合物中不仅能够促进虾蟹壳粉的分解利用，促进营养元素的吸收利用，同时，添加的木霉菌可通过产生抗生素、营养竞争、微寄生、细胞壁分解酵素、以及诱导植物产生抗性等机制，对于多种植物病原菌具有拮抗作用，保持水稻的健壮生长；乳酸菌能够增强植物新陈代谢，促进光合作用，促进根系发达，增强土壤有益微生物菌群，抑制病原微生物，预防、减少病虫害发生，同时还能改良土壤，促进团粒化结构，提高土壤的保水和透气性能，消除土壤板结。
根据本发明的第二方面实施例的制备方法，包括以下步骤：
S1、将虾蟹壳粉与益生菌复合物混合后，堆成(0.8～1.2)米高的梯形，按重量份数计，控制堆肥含水量在(60～70)％的范围内，堆肥过程中对堆料进行反复翻堆，发酵周期为(10～15)天，得到发酵后的虾蟹壳粉；
S2、将发酵后的虾蟹壳粉与草木灰、葛根素、葡萄糖酸锌、腐殖酸铁、氨基酸螯合稀土、和硼酸混合，即得所述肥料。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S1中，反复翻堆操作的频率为整个发酵过程翻(3～5)次，每(3～5)天翻一次。
根据本发明的第三方面实施例的应用，一种水稻种植方法，包括以下步骤：在水稻种植过程中施加上述肥料。
根据本发明的一些实施例，施加时期包括水稻苗期。
根据本发明的一些实施例，施加时期包括还包括水稻分蘖期。
根据本发明的一些实施例，施加方法为在低温天气来临前1～3天内施加到水稻稻田中，所述低温天气是指自然环境温度低于12℃且低温环境持续3天以上。
根据本发明的一些实施例，若低温天气持续7天以上，则应在低温天气开始后的第3天后再施加1～2次。
根据本发明实施例的应用，至少具有如下有益效果：本发明方案肥料可大幅减轻苗期低温对水稻幼苗的危害，该肥料既可促进根系生长，提高幼苗根系活力；同时，还可提高幼苗叶绿素含量，增强光合作用，此外，还能增加多糖含量，从而提高低温下水稻幼苗活苗率，减轻低温对水稻幼苗的危害，达到提高水稻幼苗抗低温能力。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明的实施例一为：一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料，肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉25份、草木灰35份、葛根素8份、葡萄糖酸锌3份、腐殖酸铁4份、氨基酸螯合稀土3份、硼酸2份和益生菌复合物10份。稀土包括镧和铈(物质的量比之为1:1)。
益生菌复合物包括解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌。解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌的重量比为1：2:3:4:3。益生菌复合物中活菌数为1.5*109CFU/g。
本发明的实施例二为：一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料，肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉28份、草木灰30份、葛根素6份、葡萄糖酸锌4份、腐殖酸铁3份、氨基酸螯合稀土2份、硼酸2份和益生菌复合物10份。稀土包括镧和镨(物质的量比之为1:1)。
益生菌复合物包括解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌。解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌的重量比为2：2:5:5:2。益生菌复合物中活菌数为8*109CFU/g。
本发明的实施例三为：一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料，肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉26份、草木灰32份、葛根素7份、葡萄糖酸锌4份、腐殖酸铁3份、氨基酸螯合稀土2份、硼酸2份和益生菌复合物8份。稀土包括铈、镨和钕(物质的量之比为2:1:1)。
益生菌复合物包括解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌。解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌的重量比为1：1:4:3:2。益生菌复合物中活菌数为5*109CFU/g。
上述肥料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将虾蟹壳粉与益生菌复合物混合后，堆成1米高左右的梯形，按重量份数计，控制堆肥含水量在65％左右，堆肥过程中对堆料进行反复翻堆，发酵周期为15天，得到发酵后的虾蟹壳粉；步骤S1中，反复翻堆操作的频率为整个发酵过程翻5次，每3天翻一次。
S2、将发酵后的虾蟹壳粉与草木灰、葛根素、葡萄糖酸锌、腐殖酸铁、氨基酸螯合稀土、和硼酸混合，即得所述肥料。
本发明对比例一为：一种肥料，其与实施例一的区别在于：不含葛根素。
本发明对比例二为：一种肥料，其与实施例一的区别在于：不含氨基酸螯合稀土。
本发明对比例三为：一种肥料，其与实施例一的区别在于：不含益生菌复合物，虾蟹壳粉未经发酵过程，其他操作均相同。
上述对照例1～3中的肥料的制备过程基本与实施例中相同，对于不含有的原料成分对应缺省即可。
将市购的湘早籼42号种子3月底用清水浸泡10小时，然后在250倍液的强氯精溶液浸泡10小时，用自来水冲洗干净后，继续浸种2天，浸种结束后进行催芽，催芽后播种于盛稻田土的培养箱中，在光照条件下(25℃，光强15000lx、湿度75％左右)恒温培养至二叶一心期。将培养的水稻移栽至盛放有稻田土的试验箱中，每个实施例和对照例分别对应一组(共6组)，并设空白组一组，每组3个重复。将水稻秧苗移栽10天后(每个试验箱中保留秧苗300颗)，开始历经5天的模拟低温冷害天气(白天早上八点到下午五点12℃，光照强度15000lx、湿度75％左右；晚上五点到第二天早上八点8℃，湿度80％左右)。在历经低温冷害天气前3天，每天施加一次肥料(施加量约为5kg/亩)，空白组施加等量的氮磷复合肥。低温冷害天气处理五天后，将试验箱的温度调节至25℃(夜间20℃)进行恢复生长，恢复5天后统计活苗率，并测定处理前后叶片处理前后叶绿素含量(用丙酮提取法提取叶片中的叶绿素，然后在645nm和663nm处测定其吸光度，根据总叶绿素浓度为C(mg/L)＝20.29D645+8.02D663，叶绿素含量(Chl(mg/g叶)＝C(mg/L)*提取液总量(L)*稀释倍数/材料鲜重(g))及处理前后根系活力(测定流程采用本领域常规的α-萘胺法测定具体可参照https://www.biomart.cn/experiment/1669.htm)，测定结果如下表1所示：
表1
组别 活苗率％ 叶绿素含量增加量(mg/g叶) 根系活力增加量(μg·g<sup>-1</sup>·h<sup>-1</sup>)
实施例1 95.2％ 1.55 42.6
实施例2 94.2％ 1.39 41.9
实施例3 94.9％ 1.43 43.7
对照例1 50.5％ 1.14 22.9
对照例2 87.4％ 0.96 38.6
对照例3 40.2％ 0.98 12.5
空白对照 25.8％ 0.15 12.8
上表中的增量是处理后的测定结果相对于低温冷害前的测定结果，表中各组数据均为三个重复组的平均值。
从上表中可以看出，使用本发明实施例1～3肥料的幼苗叶绿素增加1.39mg/g，根系活力增加41.9μg·g-1·h-1以上，活苗率远高于普通的氮磷肥；且将实施例组与对照例肥料相比，葛根素主要影响根系活力，对叶绿素含量影响不大，而稀土元素主要起协同增效作用，不添加益生菌组合物的对照组3对根系活力的增加影响极大，与普通氮磷复合肥的效果相当，由此表明，葛根素与虾蟹壳粉是否经发酵处理对提升水稻抗低温冷害性能影响较大，两者协同大幅提升水稻幼苗的抗冷害性能，而稀土元素对于进一步提升其抗低温冷害性能也有着重要影响。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高水稻抗低温冷害性能的肥料，其特征在于：所述肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉(25～28)份、草木灰(30～35)份、葛根素(5～8)份、葡萄糖酸锌(3～5)份、腐殖酸铁(2～5)份、氨基酸螯合稀土(1～3)份、硼酸(1～3)份和益生菌复合物(7～10)份。
2.根据权利要求1所述的提高水稻抗低温冷害性能的肥料，其特征在于：所述肥料的制备原料包括以下重量份组分：虾蟹壳粉28份、草木灰30份、葛根素6份、葡萄糖酸锌4份、腐殖酸铁3份、氨基酸螯合稀土2份、硼酸2份和益生菌复合物10份。
3.根据权利要求1所述的提高水稻抗低温冷害性能的肥料，其特征在于：所述稀土包括镧、铈、镨和钕中的两种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的提高水稻抗低温冷害性能的肥料，其特征在于：所述益生菌复合物包括解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌。
5.根据权利要求1所述的提高水稻抗低温冷害性能的肥料，其特征在于：所述解钾菌、解磷菌、木霉菌、乳酸菌和酵母菌的重量比为(1～2)：(1～2):(3～5):(2～5):(1～3)。
6.根据权利要求1所述的提高水稻抗低温冷害性能的肥料，其特征在于：所述益生菌复合物中活菌数大于109CFU/g。
7.根据权利要求1至6任一项所述的肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将虾蟹壳粉与益生菌复合物混合后，堆成(0.8～1.2)米高的梯形，按重量份数计，控制堆肥含水量在(60～70)％的范围内，堆肥过程中对堆料进行反复翻堆，发酵周期为(10～15)天，得到发酵后的虾蟹壳粉；
S2、将发酵后的虾蟹壳粉与草木灰、葛根素、葡萄糖酸锌、腐殖酸铁、氨基酸螯合稀土、和硼酸混合，即得所述肥料。
8.一种水稻种植方法，其特征在于：包括以下步骤：在水稻种植过程中施加如权利要求1至6任一项所述的肥料。
9.根据权利要求8所述的水稻种植方法，其特征在于：施加时期包括水稻苗期。
10.根据权利要求8所述的水稻种植方法，其特征在于：施加方法为在低温天气来临前1～3天内施加到水稻稻田中，所述低温天气是指自然环境温度低于12℃且低温环境持续3天以上。
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