CN112262857B - 一种防治根结线虫的土壤净化剂 - Google Patents

一种防治根结线虫的土壤净化剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农作物保护技术领域，提供一种防治根结线虫的土壤净化剂，所述土壤净化剂是由以下重量百分比的原料搅拌混合后制得的：牛樟精油3～10％、发酵混合液50～70％、余量为无菌水，其中发酵混合液是烟秆和柠檬草经过二次发酵后形成的。制得的土壤净化剂解决了现有技术以施用杀线虫剂的方法防治根结线虫，易对土壤环境造成污染，板结土壤，长期使用根结线虫还会产生抗药性的问题。

Description

一种防治根结线虫的土壤净化剂
技术领域
本发明涉及农作物保护技术领域，尤其涉及一种防治根结线虫的土壤净化剂。
背景技术
根结线虫是一类危害植物最严重的线虫，其寄生范围广，环境适应性强，几乎所有植物都会受到该类线虫的侵害。植物被根结线虫侵害后，在根系产生巨细胞和根结，根结线虫从中汲取养分，易导致减产，植株萎蔫，并很容易被其他土传性病害侵染。此外，根结线虫还能与其它病原菌，形成复合侵染，从而对植物造成更严重的损害。
目前，防治农作物根结线虫的方法多采用化学防治，即施用杀线虫剂，但杀线虫剂在杀灭根结线虫的同时，会对土壤环境造成污染，长期使用还易使土壤中的根结线虫产生明显的抗药性。针对上述存在的问题，广大业内人士深入研究，生产出可应用于防治根结线虫的新产品，既能够杀死根结线虫，又不会造成土壤环境污染。例如中国申请号：201610571955.1公开了一种防治根结线虫的微生物肥料，由以下组分制成：茶皂素5-10千克，改性蒙脱石粉20-40千克，草炭粉10-50千克，堆肥20-40千克，印楝素1.5-5千克，硫酸钠0.5-5千克，聚谷氨酸0.5-1千克，聚天冬氨酸1-3千克，海藻酸丙二醇酯1-5千克，生物菌剂3-6千克，磺丁基-β-环糊精0.5-3千克，复合酶制剂0.5-2千克，壬基酚聚氧乙烯醚1-5千克，氯化镧0.5-1千克，椰油酰胺丙基甜菜碱0.5-1千克。该发明防治根结线虫的微生物肥料能够有效防治根结线虫病菌的侵染和发病，同时还可改良土壤结构，增加通透性，改善pH值，达到增产、提质、环保的多重功效。
牛樟是台湾特有的常绿阔叶大乔木树种，树干通直，树体高耸，初生叶颜色多变，深具观赏价值。牛樟中空树干中生长有一种腐朽真菌——牛樟芝，其具有抗肿瘤、增强免疫力、抗病毒、抗过敏、抗高血压、降血糖、降胆固醇、保护肝脏等功能，因此受到广泛的关注，对其展开了深入的研究，努力扩大其应用范围。而针对牛樟树木的研究仅限于无性繁殖技术等方面，没有很好地利用该种资源。牛樟精油是从牛樟树上提炼萃取出的挥发性芳香物质，具有抑菌杀菌等功能，如金黄色葡萄球菌等，可用于皮肤病、头疼、鼻塞、伤口消炎止血、运动伤害、腹痛、支气管炎。目前牛樟精油主要是添加到洗护用品上，比如面霜、精华液、乳液、洗面奶等产品，起到美容护肤的功效，在农业领域的应用尚未有相关报道。
发明内容
因此，针对以上内容，本发明提供一种防治根结线虫的土壤净化剂，解决现有技术以施用杀线虫剂的方法防治根结线虫，易对土壤环境造成污染，长期使用根结线虫还会产生抗药性的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种防治根结线虫的土壤净化剂，所述土壤净化剂是由以下重量百分比的原料搅拌混合后制得的：牛樟精油3～10％、发酵混合液50～70％、余量为无菌水，其中发酵混合液是烟秆和柠檬草经过二次发酵后形成的。
进一步的改进是：所述牛樟精油的制备步骤为：将牛樟枝条洗净、干燥，用粉碎机粉碎后加入去离子水形成混合液，料液比为1:5，超声波处理30～60min后将混合液转移到水蒸气蒸馏装置内，蒸馏温度为100～105℃，蒸馏时间为2～3h，所得馏出液经过萃取分层，将油相层减压蒸馏即得牛樟精油。
进一步的改进是：所述牛樟精油是选取抽梢后8-10个月的枝条进行水蒸气蒸馏后制得的。
进一步的改进是：所述发酵混合液的制备步骤如下：
(1)预处理：
将烟秆洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，接着向烟秆颗粒中加入浓度为30～45％的乙醇溶液，乙醇溶液的质量为烟秆的10～15倍，在25～40℃温度下搅拌10～20h，过滤后的滤渣进行后续处理，滤液经过蒸馏后得到乙醇与水的混合液，回收循环利用；
柠檬草洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，在90～100℃的无菌水中浸泡60～90min后获得柠檬草培养液，无菌水的质量为柠檬草的10倍；
(2)高温杀菌：
将步骤(1)得到的滤渣在100～120℃条件下进行灭菌处理20～40min，杀死烟秆中的各种病原菌和寄生虫；
(3)一次发酵：
将高温灭菌后的滤渣与无菌水、发酵菌悬液充分混合，所述滤渣、无菌水、发酵菌悬液的质量比为1:10:0.2～0.4，在25～30℃的无菌条件下进行第一次发酵，发酵60～90天后得到烟秆发酵液；
将柠檬草培养液和发酵菌悬液按质量比20～30:1混合，在25～30℃的无菌环境下进行第一次发酵，发酵40～60天后得到柠檬草发酵液；
(4)二次发酵
将步骤(3)得到的烟秆发酵液和柠檬草发酵液按2～4:1～2的质量比混合，然后加入酵母菌和乳酸菌的混合菌种液，进行第二次发酵，在25～30℃温度下进行第二次发酵，发酵40～90天，发酵结束后灭菌过滤，即得发酵混合液。
进一步的改进是：所述发酵菌悬液的菌落总数为107～108CFU/mL，其中含有质量比为1～2:2～4的木霉菌和黑曲霉菌。
进一步的改进是：步骤(3)发酵过程中使用超声波设备辅助发酵，每间隔12h超声波处理1.5～2.5h。
进一步的改进是：所述超声波处理的频率和功率分别设定为40kHz、500～600W。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、牛樟精油具有杀虫灭菌的功效，可以有效杀灭土壤中的根结线虫；柠檬草具有抗根结线虫的能力，对柠檬草进行二次发酵，既可以获得抗根结线虫的活性成分，还能够得到其他对促进植物生长和增强土壤生物活性的发酵代谢产物。牛樟精油和柠檬草发酵所得产物二者相互配合使用，大大增强了土壤净化剂的抗根结线虫的能力。烟秆中含有大量植物所需营养元素和有机质，经过二次发酵，可以降解转化为易被植物和土壤吸收的小分子物质，促进农作物的生长发育。此外，牛樟精油还有高渗透性，可以让净化剂快速下渗至土壤内部，
作用于隐藏在土壤表面下3-10厘米深的根结线虫上，灭杀根结线虫；还能够使净化剂中的营养物质被农作物根部有效吸收。本发明所述的土壤净化剂以纯天然植物以及烟草废弃物为原料制得，无毒、无污染、对人畜安全，既能够有效抗根结线虫，促进农作物生长、增产增效，又能够满足环保的要求，适合大规模推广应用。
生物防治方法是现有的防治根结线虫的主要方法之一，其通过筛选防病菌种起到防病防虫的作用，例如中国申请号：201610225670.2便是如此。但防治根结线虫的微生物菌剂类在短期内不能与杀菌性农药一起使用，容易影响微生物菌剂的抗虫效果；而本产品没有这方面的限制，可以与其他抗生素类、杀菌性农药复配使用。
2、烟秆作为烟草生产过程中的主要副产品，是一种宝贵的可再生生物质能源。过去，烟秆的处理方式多数是就地焚烧和遗弃，不仅造成烟秆资源的大量浪费，也会间接造成烟田污染，最终影响烟草的来年种植，同时也会因焚烧烟秆而带来严重的生态环境问题。烟秆中富含N、P、K、Cu、Fe、Mn、Zn等植物所需营养元素和有机质，用于农田可以变废为宝，显著提高土壤养分和有机质含量，增强土壤的生物活性，减少氮素流失，降低了化肥用量。但烟秆中许多营养物质是不易被植物和土壤吸收的大分子，未经处理直接用于农田中不能发挥其应有的作用。本发明对烟秆进行发酵处理，可以将烟秆中的有机质降解转化为易被植物和土壤吸收的小分子物质。进一步，二次发酵可以使得降解转化的更加充分，最大限度地利用烟秆中的有机质。烟秆中含有烟碱，是一种有毒性化学物质，若流失到环境中易造成水体污染，并威胁生物健康，因此本发明对烟秆烟秆进行预处理，分离出烟秆中的烟碱，避免施用到农田后造成污染。烟秆含有各种病原菌和寄生虫，发酵前进行高温灭菌既可以对发酵造成不良影响，也不会将病原菌和寄生虫带入土壤中，引起其他病害。
3、本申请人经过大量研究发现，取抽梢后8-10个月的枝条进行蒸馏萃取制得牛樟精油含量高，而且精油中抗根结线虫活性物质也更加充足。
4、发酵混合液的制备过程中使用超声波设备的目的在于加速微生物的发酵过程，超声波处理不仅大大缩短了发酵所需时间，同时促进了微生物发酵过程中有益次生代谢产物的含量。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。
实施例一
一种防治根结线虫的土壤净化剂，所述土壤净化剂是由以下重量百分比的原料搅拌混合后制得的：牛樟精油3％、发酵混合液50％、余量为无菌水。
所述牛樟精油的制备步骤为：取抽梢后8-10个月的枝条牛樟枝条，洗净、干燥并用粉碎机粉碎，然后加入去离子水形成混合液，料液比为1:5，超声波处理30min后将混合液转移到水蒸气蒸馏装置内，蒸馏温度为100℃，蒸馏时间为3h，所得馏出液经过萃取分层，萃取剂为乙酸乙酯，将油相层减压蒸馏即得牛樟精油。
所述发酵混合液的制备步骤如下：
(1)预处理：
将烟秆洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过100目筛，接着向烟秆颗粒中加入浓度为30％的乙醇溶液，乙醇溶液的质量为烟秆的10倍，在25℃温度下搅拌20h，过滤后的滤渣进行后续处理，滤液经过蒸馏后得到乙醇与水的混合液，回收循环利用；
柠檬草洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过100目筛，在90℃的无菌水中浸泡60min后获得柠檬草培养液，无菌水的质量为柠檬草的10倍；
(2)高温杀菌：
将步骤(1)得到的滤渣在100℃条件下进行灭菌处理20min，杀死烟秆中的各种病原菌和寄生虫；
(3)一次发酵：
将高温灭菌后的滤渣与无菌水、发酵菌悬液充分混合，所述滤渣、无菌水、发酵菌悬液的质量比为1:10:0.2，在25℃的无菌条件下进行第一次发酵，发酵60天后得到烟秆发酵液；其中所述发酵菌悬液的菌落总数为107～108CFU/mL，其中含有质量比为1:4的木霉菌和黑曲霉菌，第一次发酵过程中每间隔12h超声波处理1.5h，超声波处理的频率和功率分别设定为40kHz、500W；
将柠檬草培养液和发酵菌悬液按质量比20:1混合，在25℃的无菌环境下进行第一次发酵，发酵60天后得到柠檬草发酵液；
(4)二次发酵
将步骤(3)得到的烟秆发酵液和柠檬草发酵液按2:2的质量比混合，然后加入酵母菌和乳酸菌的混合菌种液，进行第二次发酵，在25℃温度下进行第二次发酵，发酵90天，发酵结束后灭菌过滤，即得发酵混合液。所述混合菌种液的制备过程为：将质量1:1的酵母菌和乳酸菌分别进行纯种培养，培养时间均为3天；培养结束后分别接种到复合培养基上，于30℃恒温箱内发酵8天，即得混合菌种液。
实施例二
一种防治根结线虫的土壤净化剂，所述土壤净化剂是由以下重量百分比的原料搅拌混合后制得的：牛樟精油5％、发酵混合液60％、余量为无菌水。
所述牛樟精油的制备步骤为：取抽梢后8-10个月的枝条牛樟枝条，洗净、干燥并用粉碎机粉碎，然后加入去离子水形成混合液，料液比为1:5，超声波处理45min后将混合液转移到水蒸气蒸馏装置内，蒸馏温度为102℃，蒸馏时间为2.5h，所得馏出液经过萃取分层，将油相层减压蒸馏即得牛樟精油。
所述发酵混合液的制备步骤如下：
(1)预处理：
将烟秆洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，接着向烟秆颗粒中加入浓度为35％的乙醇溶液，乙醇溶液的质量为烟秆的12倍，在30℃温度下搅拌15h，过滤后的滤渣进行后续处理，滤液经过蒸馏后得到乙醇与水的混合液，回收循环利用；
柠檬草洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，在95℃的无菌水中浸泡75min后获得柠檬草培养液，无菌水的质量为柠檬草的10倍；
(2)高温杀菌：
将步骤(1)得到的滤渣在110℃条件下进行灭菌处理30min，杀死烟秆中的各种病原菌和寄生虫；
(3)一次发酵：
将高温灭菌后的滤渣与无菌水、发酵菌悬液充分混合，所述滤渣、无菌水、发酵菌悬液的质量比为1:10:0.3，在28℃的无菌条件下进行第一次发酵，发酵75天后得到烟秆发酵液；其中所述发酵菌悬液的菌落总数为107～108CFU/mL，其中含有质量比为1.5:3的木霉菌和黑曲霉菌；每间隔12h超声波处理2h，所述超声波处理的频率和功率分别设定为40kHz、550W；
将柠檬草培养液和发酵菌悬液按质量比25:1混合，在28℃的无菌环境下进行第一次发酵，发酵50天后得到柠檬草发酵液；
(4)二次发酵
将步骤(3)得到的烟秆发酵液和柠檬草发酵液按3:1.5的质量比混合，然后加入酵母菌和乳酸菌活化后的混合菌种液，进行第二次发酵，在28℃温度下进行第二次发酵，发酵60天，发酵结束后灭菌过滤，即得发酵混合液。
实施例三
一种防治根结线虫的土壤净化剂，所述土壤净化剂是由以下重量百分比的原料搅拌混合后制得的：牛樟精油10％、发酵混合液70％、余量为无菌水。
所述牛樟精油的制备步骤为：取抽梢后8-10个月的枝条牛樟枝条，洗净、干燥并用粉碎机粉碎，然后加入去离子水形成混合液，料液比为1:5，超声波处理60min后将混合液转移到水蒸气蒸馏装置内，蒸馏温度为105℃，蒸馏时间为2h，所得馏出液经过萃取分层，将油相层减压蒸馏即得牛樟精油。
所述发酵混合液的制备步骤如下：
(1)预处理：
将烟秆洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，接着向烟秆颗粒中加入浓度为45％的乙醇溶液，乙醇溶液的质量为烟秆的15倍，在40℃温度下搅拌10h，过滤后的滤渣进行后续处理，滤液经过蒸馏后得到乙醇与水的混合液，回收循环利用；
柠檬草洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，在100℃的无菌水中浸泡90min后获得柠檬草培养液，无菌水的质量为柠檬草的10倍；
(2)高温杀菌：
将步骤(1)得到的滤渣在120℃条件下进行灭菌处理40min，杀死烟秆中的各种病原菌和寄生虫；
(3)一次发酵：
将高温灭菌后的滤渣与无菌水、发酵菌悬液充分混合，所述滤渣、无菌水、发酵菌悬液的质量比为1:10:0.4，在30℃的无菌条件下进行第一次发酵，发酵90天后得到烟秆发酵液；其中所述发酵菌悬液的菌落总数为107～108CFU/mL，其中含有质量比为2:2的木霉菌和黑曲霉菌；每间隔12h超声波处理2.5h，所述超声波处理的频率和功率分别设定为40kHz、600W；
将柠檬草培养液和发酵菌悬液按质量比30:1混合，在30℃的无菌环境下进行第一次发酵，发酵40天后得到柠檬草发酵液；
(4)二次发酵
将步骤(3)得到的烟秆发酵液和柠檬草发酵液按4:1的质量比混合，然后加入酵母菌和乳酸菌活化后的混合菌种液，进行第二次发酵，在30℃温度下进行第二次发酵，发酵40天，发酵结束后灭菌过滤，即得发酵混合液。
根结线虫防治效果试验
试验地点：福建省泉州市惠安县农业科学研究所示范区试验田。
试验作物：番茄，试验田多年种植番茄，根结线虫病害严重。
试验设计：将试验田划分为15个小区，包括五个处理，每个处理重复三次。五个处理包括四个试验组和一个对照组(不施用任何杀线虫药剂)，所述试验组包括：实施例一至三制备得到的土壤净化剂、对比例(0.5％阿维菌素颗粒剂)。每个小区30m2，小区间及四周均留有隔离行，小区各处理随机排列。各小区的每个处理的用量为4.5g/m2，分别兑水稀释200倍。试验过程中土壤条件、水肥及各项管理水平一致。
调查时间和次数：作物生长期进行2次调查，分别是第一次浇施后的第7天和第二次浇施后第7天。
根结线虫病的分级标准为：0级(没有根结)；1级(1％-15％根系有根结)；2级(16％-25％根系有根结)；3级(26％-50％根系有根结)；4级(51％-75％根系有根结)；5级(76％以上的根系有根结)。防治根结线虫的能力的优劣以病情指数和防治效果这两个指标为依据，调查结果表1。病情指数和防治效果的计算公式如下：
Figure BDA0002740125730000101
Figure BDA0002740125730000111
表1
Figure BDA0002740125730000112
由表1可以看出，本发明制备的土壤净化剂能够有效杀灭土壤中的根结线虫，在第一次浇施后第7天和第二次浇施后第7天调查得到的防治结果均优于市售的杀线虫剂，可广泛应用在根结线虫病害严重的田地，减少根结线虫对种植作物的影响。
抗菌试验
以本发明实施例一制备得到的土壤净化剂为例，采用不同病原菌，对其进行抗菌试验，测试结果见表2-6。选用的病原菌是水果蔬菜种植过程常见病害的诱因，包括以下几种：灰葡萄孢菌(引发作物的花、果、叶、茎产生灰霉病)；意大利青霉(引发柑橘产生青霉病)；粉红单端孢菌(侵染黄瓜的叶和落花，以及棉铃、梨、苹果、桃等果实，引起红粉病)；链格孢菌(引起小麦叶枯病、玉米大斑病、白菜黑斑病)；匍枝根霉(使粮食、水果等多种贮粮霉变，引起匍枝根霉病)。
表2
Figure BDA0002740125730000121
表3
Figure BDA0002740125730000122
表4
Figure BDA0002740125730000123
表5
Figure BDA0002740125730000124
表6
Figure BDA0002740125730000125
由表2至6可知，本发明实施例一制备的土壤净化剂稀释后应用到农田里不仅可以防治根结线虫，与此同时还具有良好的抗菌效果，可保护农作物在培育过程不受病原菌的侵害。
本发明实施例二和三制备得到的土壤净化剂的抗菌性与上述测试结果相类似。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (5)

1.一种防治根结线虫的土壤净化剂，其特征在于：所述土壤净化剂是由以下重量百分比的原料搅拌混合后制得的：牛樟精油3～10%、发酵混合液50～70%、余量为无菌水，其中发酵混合液是烟秆和柠檬草经过二次发酵后形成的，所述发酵混合液的制备步骤如下：
(1)预处理：
将烟秆洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，接着向烟秆颗粒中加入浓度为30～45%的乙醇溶液，乙醇溶液的质量为烟秆的10～15倍，在25～40℃温度下搅拌10～20h，过滤后的滤渣进行后续处理，滤液经过蒸馏后得到乙醇与水的混合液，回收循环利用；
柠檬草洗净晒干，然后送入粉碎机粉碎成颗粒并过筛，在90～100℃的无菌水中浸泡60～90min后获得柠檬草培养液，无菌水的质量为柠檬草的10倍；
(2)高温杀菌：
将步骤(1)得到的滤渣在100～120℃条件下进行灭菌处理20～40min，杀死烟秆中的各种病原菌和寄生虫；
(3)一次发酵：
将高温灭菌后的滤渣与无菌水、发酵菌悬液充分混合，所述滤渣、无菌水、发酵菌悬液的质量比为1:10:0.2～0.4，在25～30℃的无菌条件下进行第一次发酵，发酵60～90天后得到烟秆发酵液；
将柠檬草培养液和发酵菌悬液按质量比20～30:1混合，在25～30℃的无菌环境下进行第一次发酵，发酵40～60天后得到柠檬草发酵液；
所述发酵菌悬液的菌落总数为107～108 CFU/mL，其中含有质量比为1～2:2～4的木霉菌和黑曲霉菌；
(4)二次发酵
将步骤(3)得到的烟秆发酵液和柠檬草发酵液按2～4:1～2的质量比混合，然后加入酵母菌和乳酸菌的混合菌种液，进行第二次发酵，在25～30℃温度下进行第二次发酵，发酵40～90天，发酵结束后灭菌过滤，即得发酵混合液。
2.根据权利要求1所述的一种防治根结线虫的土壤净化剂，其特征在于：所述牛樟精油的制备步骤为：将牛樟枝条洗净、干燥，用粉碎机粉碎后加入去离子水形成混合液，料液比为1:5，超声波处理30～60min后将混合液转移到水蒸气蒸馏装置内，蒸馏温度为100～105℃，蒸馏时间为2～3h，所得馏出液经过萃取分层，将油相层减压蒸馏即得牛樟精油。
3.根据权利要求1所述的一种防治根结线虫的土壤净化剂，其特征在于：所述牛樟精油是选取抽梢后8-10个月的枝条进行水蒸气蒸馏后制得的。
4.根据权利要求1所述的一种防治根结线虫的土壤净化剂，其特征在于：步骤(3)一次发酵过程中使用超声波设备辅助发酵，每间隔12h超声波处理1.5～2.5h。
5.根据权利要求4所述的一种防治根结线虫的土壤净化剂，其特征在于：所述超声波处理的频率和功率分别设定为40kHz、500～600W。
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