CN111642299A - 一种抑制列当的虫粪有机肥及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物有机肥技术领域，涉及一种抑制列当的虫粪有机肥及其制备方法和用途，一种虫粪有机肥是由黑水虻虫粪和甲醇制成的，虫粪有机肥是黑水虻虫粪在甲醇中的浸提物，其制备方法是：将黑水虻虫粪磨碎后与甲醇溶液，震荡混合后，经超声分离，将上清液冷冻干燥后得到浸提物，黑水虻虫粪的加入量为1g黑水虻虫粪/9mL甲醇；水虻科虫粪可用于抑制杂草列当的萌发、杂草列当芽管的生长以及向日葵列当的萌发和寄生。本发明中黑水虻虫粪和甲醇共同作用，对列当的萌发和列当芽管的生长有很好的抑制作用，对向日葵列当的萌发和寄生也能抑制，阻止植物根系营养的流失，降低植物死亡率，提高植物的产量和质量。

Description

一种抑制列当的虫粪有机肥及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于生物有机肥技术领域，涉及一种抑制列当的虫粪有机肥及其制备方法和用途。
背景技术
列当(Orobanche spp.)寄生杂草种类之一，据统计，自1991年以来，有数百万公顷的土地遭到破坏，每年损失据约数十亿美元。由于列当缺乏一些功能性器官，比如功能性根、叶片等，因此它完全靠寄生在寄主植物的根系上来吸取寄主的营养以满足自身生长需求，这会导致寄主植物萎蔫、生长发育受阻甚至死亡。
向日葵列当在寄生宿主植物后会导致向日葵植株矮小，茎秆细弱，叶片小而发黄，且花盘小且籽粒品质差，含油率低，危害严重时可以抑制植株不能开花，从而不能形成花盘并最终导致最后全株植物的死亡。向日葵列当病害目前在内蒙古自治区的巴彦淖尔市、通辽市、赤峰市、呼和浩特市、包头市、乌兰察布市、鄂尔多斯市、兴安盟等多个地区寄生情况频发，多年严重危害着向日葵的品质和产量。
黑水虻(Hermetia illucens L.)，腐生性的水虻科昆虫，能够取食禽畜粪便和生活垃圾，生产高价值的动物蛋白饲料，因其繁殖迅速，生物量大，食性广泛、吸收转化率高，容易管理、饲养成本低，动物适口性好等特点，从而进行资源化利用，其幼虫被称为“凤凰虫”，成为与蝇蛆、黄粉虫、大麦虫等齐名的资源昆虫，在全世界范围内得到推广。
近年来，黑水虻在循环农业中应用越来越广泛，但是有关黑水虻虫粪与列当之间的关系还没有相关研究；而有机肥常用于种植系统中，以增加土壤有机质、结构稳定性、持水性和阳离子交换能力，并作为良好的养分来源。
发明内容
基于上述内容，本发明提供一种抑制列当的虫粪有机肥及其制备方法和用途，主要利用黑水虻虫粪制备成有机肥，可以有效地抑制列当的萌发和生长，能阻止植物根系营养的流失，减少植物的死亡率，提高植物的产量以及质量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
水虻科虫粪在抑制杂草列当萌发时的应用。
水虻科虫粪在抑制杂草列当芽管生长时的应用。
水虻科虫粪在抑制向日葵列当萌发和寄生时的应用。
上述的水虻科虫粪是黑水虻虫粪。
一种基于水虻科虫粪得到的虫粪有机肥。
上述虫粪有机肥是由黑水虻虫粪和甲醇制成的。
所述虫粪有机肥是黑水虻虫粪在甲醇中的浸提物。
一种浸提物的制备方法，其特征在于：所述浸提物的制备方法是将黑水虻虫粪磨碎后与甲醇溶液，震荡混合后，经超声分离，得到的上清液，冷冻干燥得到浸提物。
上述黑水虻虫粪的加入量为1g黑水虻虫粪/9mL甲醇。
本发明的有益效果是：本发明中，黑水虻的粪便残余物含有大量的腐殖酸，是优良的固体有机肥，可以代替化肥用于有机种植业，保护土壤结构，减少化学农药的使用，提高农作物品质；基于此，本发明通过将黑水虻虫粪和甲醇共同作用，将黑水虻虫粪在甲醇中的浸提物作为虫粪有机肥，对列当的萌发和列当芽管的生长有很好的抑制作用，特别是对向日葵列当的萌发和寄生也能进行抑制，从而防止植物的根系营养的流失，减少植物的死亡，提高植物的产量以及质量。
附图说明
图1为实施例1中黑水虻虫粪有机肥对列当萌发(10天)的影响；
图2为实施例2中黑水虻虫粪有机肥对列当芽管生长长度(10天)的影响；
图3为实施例2中黑水虻虫粪有机肥对列当芽管的生长(10天)的显微镜示意图；
图4为实施例3中黑水虻虫粪有机肥对向日葵列当萌发和寄生(14天)的影响；
图5为实施例3中黑水虻虫粪有机肥对向日葵列当生长(14天)的显微镜示意图；
图6为实施例1和实施例2中摆片试验的试验图；
图7为实施例3中PE袋试验的试验图。
具体实施方式
实施例1
本发明提供的虫粪有机肥对列当萌发的抑制作用。
本实施例中，通过培养皿摆片试验对列当萌发的抑制进行说明。培养皿摆片试验是通过人工激素GR24代替植物激素独脚金内酯(Strigolactone)在室内研究黑水虻虫粪对向日葵列当的化感作用，摆片试验的试验图如图6所示。
具体的实施方法如下：
1)列当种子预培养：将玻璃纤维滤纸打孔成圆形小片，在玻璃平板上铺垫一层普通滤纸，用水浸湿(无重力水)，将小片玻璃纤维滤纸挨着底部逐个叠加，有规律铺满整个皿底。将向日葵列当种子均匀有间隙的洒在底部，放置在28℃培养箱里，暗培养四天进行萌发前的准备。
(每片40-100粒)。
2)虫粪生物肥的制备：将1g黑水虻虫粪磨碎后，加入到9mL甲醇溶液中，震荡混匀后超声30min，然后进行离心，将得到的上清液，并用滤膜(0.22μm)过滤浸提物进行除菌，冷冻干燥得到浸提物，
3)将一片直径为8.0mm的玻璃纤维滤纸片摆放于培养皿中，依次添加20.0μL实施例2得到的浸提物、1片已经预培养后的列当种子片和20.0μL GR24(1ppm)于上述玻璃纤维滤纸片上；
4)培养皿中部放1张湿润三角滤纸片保湿后将培养皿用封口膜封口，并将培养皿置于25℃黑暗环境下培养。
5)培养10天后，用解剖显微镜统计每片玻璃纤维滤纸上列当种子的萌发数和总数。
本实施例中，得到的有机肥浸提物就是虫粪生物肥，表明虫粪生物肥为液体状态，吸收更好；本实施例中，有机肥浸提物主要是黑水虻甲醇浸提物。
本实施例中，列当种子的芽管伸出种皮即视为萌发。
萌发率公式为：GR＝(GN/TN)×100％
其中：GR—萌发率；GN—列当种子萌发数；
用无菌水和GR24(1ppm)代替浸提物用于检测列当种子是否仅在萌发，各处理3片重复。
本实施例中，虫粪有机肥对列当萌发率的抑制结果，如图1所示。
图1中：
小写字母表示处理数据经Duncan分析检验差异显著(P＜0.05)；
对照组为不添加任何处理的列当萌发率；
黑水虻浸提物为本实施例提供的浸提物对列当的萌发率；
本实施例中，参见图1可知，有机肥浸提物处理列当种子时，列当的萌发受到显著的抑制，萌发率为55.3％与不添加任何处理的对照组(86％)相比，添加有机肥浸提物对列当萌发的抑制率达35.7％。
本实施例中，在无向日葵寄主存在下，用GR24替代植物激素独脚金内酯(Strigolactone)来刺激列当种子萌发，添加黑水虻虫粪甲醇浸提物对列当萌发的抑制率达35.7％。
实施例2
本发明提供的虫粪有机肥对列当芽管生长的抑制作用。
本实施例中，通过培养皿摆片试验对列当芽管生长的抑制进行说明；摆片试验的试验图如图6所示。
具体的实施方法是，与实施例1的方法相同，用培养皿摆片试验进行说明，并用显微镜观察列当芽管萌发抑制萌发率和生长长度实物图；结果如图2和图3所示。
图2中：
小写字母表示0-1mm芽管长度列当占萌发个数比率经Duncan分析检验差异显著(P＜0.05)大写字母表示1-3mm芽管长度列当比率占萌发个数比率经Duncan分析检验差异显著(P＜0.05)。
处理组为不添加任何处理的列当芽管生长率；
黑水虻浸提物为本实施例提供的浸提物对列当芽管的生长率；
本实施例中，由图2可知，添加有机肥浸提物后芽管长度受到抑制。具体表现为添加有机肥浸提物芽管长度为0-1mm的列当萌发比率(100％)比不添加任何处理的对照组(21.2％)显著增加，而添加有机肥浸提物芽管长度为1-3mm的列当比率(0％)比不添加任何处理的对照组(78.8％)显著降低。
图3中：
图a、b分别代表不添加任何处理的对照组和添加有机肥浸提物的滤纸片，
图c、d分别代表放大后不添加任何处理的对照组和添加有机肥浸提物的列当种子。
本实施例中，由图3可以明显观察到添加有机肥浸提物的列当种子萌发个数少于对照组，并且添加有机肥浸提物芽管头部膨大，长度明显要短于对照组，说明有机肥浸提物对列当的芽管生长有抑制作用。
实施例3
本发明提供的虫粪有机肥对向日葵列当萌发和寄生的抑制作用。
本实施例中，通过PE袋向日葵列当共培养试验，对向日葵列当的萌发和寄生的抑制进行说明。PE袋试验的试验图如图7所示。
采用PE袋试验是通过植物营养液霍格兰营养液代替土壤在室内透明公开环境下更为清晰的观测研究黑水虻虫粪对列当的化感作用。实施方法如下：
具体的实施过程是，
1)将1g黑水虻虫粪磨碎后，加如到9mL甲醇溶液中，震荡混匀后超声30min，然后进行离心，取上清液，冷冻干燥得到浸提物，浸提物有机肥浸提物；
2)将向日葵种子播种于装有蛭石的穴盘中，在一定条件下培养并按时浇水，待到幼苗长至5cm左右高时，将其拔出并用无菌水冲洗根系；
3)将9号自封袋的侧面开口，随后按顺序放入1片直径为8.5cm的灭菌普通滤纸(纸上加入浸提物)和1片直径为8.5cm的玻璃纤维滤纸(均匀撒上10mg已消毒的向日葵列当种子)；
4)在各滤纸上放入1棵上述冲洗好的向日葵幼苗并将向日葵茎和叶片伸出小孔外，且在5℃光照和黑暗分别为12h的培养箱中培养，分别于14天后，用解剖镜进行观察并计算列当种子的萌发率、寄生率。
本实施例中，萌发率、寄生率公式为：
GR＝(GN/TN)×100％
PR＝(PN/GR)×100％
其中：GR：萌发率；GN：列当种子萌发数；TN：列当种子总个数；PR:寄生率；PN：列当寄生个数。
结果如图4和图5所示。
本实施例，图4中：
小写字母表示处理数据经Duncan分析检验差异显著(P＜0.05)；
对照组为不添加任何处理的向日葵列当萌发率和寄生率；
黑水虻浸提物为本实施例提供的浸提物对向日葵列当的萌发率和寄生率；
本实施例中，由图4可知，用植物代替GR24激素，有有机肥浸提物的环境下萌发率为44.2％、寄生率为3.3％，与对照组相比(对照组萌发率为72.0％、寄生率为16.9％)，列当的萌发和寄生都受到显著的抑制，萌发抑制率和寄生抑制率分别达到38.6％和80.5％。
本实施例，图5中：
图5a、图5b分别代表不添加任何处理的对照组和添加有机肥浸提物的向日葵根须和周围列当；
图5c、图5d分别为放大四倍的不添加任何处理的对照组和添加有机肥浸提物的向日葵根须和周围列当，
图5e、图5f分别为放大六倍的不添加任何处理的对照组和添加有机肥浸提物的向日葵根须和周围列当。
本实施例中，从图5中可以看出有机肥浸提物环境下向日葵列当的萌发和寄生个数要少于对照组，并且从图c、e可以看出，添加有机肥浸提物处理后，种子顶端膨大，芽管长度与对照组相比受到抑制。说明本实施例提供的有机肥浸提物对向日葵列当的萌发和寄生均有抑制作用，从而促进植物生长，提高植物质量。
本实施例中，在有向日葵存在条件下，模拟室外环境构成向日葵-列当共生长模式，添加有机肥浸提物后对向日葵列当的萌发抑制率和寄生抑制率分别达到38.6％和80.5％，表明添加有机肥浸提物后，向日葵列当的萌发和寄生都受到显著抑制。
实施例4
本实施例中，与实施例1不同的是：
虫粪生物肥的制备方法是：将1g磨碎的黑水虻虫粪，加9mL甲醇震荡混匀后超声20min，然后进行离心，取上清液，冷冻干燥得到浸提物，浸提物有机肥浸提物。
实施例5
本实施例中，与实施例1不同的是：
虫粪生物肥的制备方法是：将1g磨碎的黑水虻虫粪，加9mL甲醇震荡混匀后超声40min，然后进行离心，取上清液，冷冻干燥得到浸提物，浸提物有机肥浸提物。

Claims (9)

1.水虻科虫粪在抑制杂草列当萌发时的应用。
2.水虻科虫粪在抑制杂草列当芽管生长时的应用。
3.水虻科虫粪在抑制向日葵列当萌发和寄生时的应用。
4.如权利要求1或2或3所述的水虻科虫粪是黑水虻虫粪。
5.一种基于权利要求4所述的水虻科虫粪得到的虫粪有机肥。
6.根据权利要求5所述的虫粪有机肥，其特征在于：所述虫粪有机肥是由黑水虻虫粪和甲醇制成的。
7.根据权利要求6所述的虫粪有机肥，其特征在于：所述虫粪有机肥是黑水虻虫粪在甲醇中的浸提物。
8.一种如权利要求7所述的浸提物的制备方法，其特征在于：所述浸提物的制备方法是将黑水虻虫粪磨碎后与甲醇溶液，震荡混合后，经超声分离，得到的上清液，冷冻干燥得到浸提物。
9.根据权利要求8所述的浸提物的制备方法，其特征在于：所述黑水虻虫粪的加入量为1g黑水虻虫粪/9mL甲醇。
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