CN114456006A - 一种可缓解烟草连作障碍的功能生物肥及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可缓解烟草连作障碍的功能生物肥及其应用，属于生物肥料技术领域。以重量百分比计，所述功能生物肥的原料包括：菇渣50‑60％、蚯蚓粪20‑26％、菜籽饼12‑16％、硫酸钾3‑4％、硝酸钾2.5‑3.5％、尿素0.5‑1％、磷酸氢二铵0.5‑1％；菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼在堆置条件下二次发酵腐熟，再与其他原料混匀后制得功能生物肥。本发明以菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼肥为主要原料，实现了对固废的循环利用，三种原料营养丰富，含有多样的有益微生物及植物生长刺激物，可以提高烟叶产量及品质，改善土壤的微生态环境，缓解烟草的连作障碍情况，实现可持续种植。
Description
技术领域
本发明涉及生物肥料技术领域，具体涉及一种可缓解烟草连作障碍的功能生物肥及其应用。
背景技术
烟草(Nicotiana tabacum L.)是茄科烟草属植物，在我国南北各省区广为栽培，是我国重要的经济作物之一。由于耕地资源的限制、经济利益的驱动、大量化肥的施用以及合理种植概念的缺失，烟草连作现象非常普遍，由此引发了烟草的连作障碍。
连作障碍是指在同一块地中连续种植同一种植物或近缘植物后，即使是在正常栽培条件下，植物也会出现产量下降、品质降低的现象。烟草连作障碍(一般在连续种植2年时就会出现连作障碍)限制了烟草种植上的集约化生产，每年带来了巨大的经济损失，是烟草优质生产的重要限制性因素之一，成为了烟草种植业一大棘手的并且尚未有效解决的问题之一，引起了该行业的广泛关注。
烟草连作障碍主要归结于土壤微生态的失衡，包括土壤理化性质的恶化、烟草分泌的有毒物质的积累、营养元素的失衡及土壤微生物多样性的改变。目前缓解烟草连作障碍的措施主要包括：将烟草与其他作物进行轮作、采取合理的灌水施肥及施用农药等，但存在轮作田块缺乏、环境受到一定污染等问题。
改善土壤的微生态环境，逐步将土壤恢复到原始的健康状态，尽量降低二次污染是缓解烟草连作障碍的重要理论。功能生物肥具有肥效高、营养全面、富含多种有益微生物的优点，可以有效改善土壤结构及微生态环境，增加土壤的保水保肥能力，在缓解烟草连作障碍上有广泛的应用前景。专利文献CN 102344326 A公开了一种抑制烤烟连作障碍的生物有机肥，由EM(Effective Microorganisms，有益微生物群)土壤改良剂：蚯蚓粪：EM原液：无氯水＝5-8:60-63:0.5-1:34.5-28在密闭堆置条件下二次发酵6-7天制成。利用该生物肥可以提高烤烟的产量和品质，有效抑制烤烟连作障碍。
蚯蚓粪是在一定的堆肥条件下，蚯蚓取食有机固废后排出的较深色的粒状物质，其营养全面丰富，疏松多孔的结构可以有效改善土壤的结构，并且含有丰富的有益微生物及植物促生物质。
我国是食用菌生产大国，年产菇渣数量巨大。菇渣是收获蘑菇后产生的残渣，若处理不当会导致多种生态环境问题，因此需要找到对菇渣高效安全利用的多种途径。菇渣腐熟发酵后性质稳定，含有丰富的微生物和营养成分，可改善土壤结构。菜籽饼肥含有大量的氮磷钾营养元素，将其反施到农田可以实现固废的循环利用。目前未见有以菇渣和菜籽饼为氮磷钾的主要原料，并辅以改良土壤环境的功能成分-蚯蚓粪生产的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效缓解烟草连作障碍的功能生物肥，一方面能够提供烟草生长所需的营养元素，保障烟草的正常生长；另一方面改善土壤的理化性质结构，增加土壤中有益微生物的数量，综合发挥改善土壤微生态环境、促进土壤可持续种植的作用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，以重量百分比计，所述功能生物肥的原料包括：菇渣50-60％、蚯蚓粪20-26％、菜籽饼12-16％、硫酸钾3-4％、硝酸钾2.5-3.5％、尿素0.5-1％、磷酸氢二铵0.5-1％；
其制备方法为：菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼在堆置条件下二次发酵腐熟，再与其他原料混匀后制得所述功能生物肥。
本发明将菇渣、蚯蚓粪、菜籽饼肥有机物料发酵腐熟后配合氮肥、磷肥、钾肥等无机物料，充分掺拌混合均匀制成功能生物肥。由于菇渣和菜籽饼的氮磷钾含量高，可满足烟草生长对氮磷钾的需求；另外，这两种农业生产废料产量大，本发明为农业固废提供了一种有效的再利用途径。烟草的连作障碍主要由微生物失衡引起，本发明在功能生物肥中添加蚯蚓粪，利用其含有大量有益微生物的特点以调节土壤的微生物结构。
所述功能生物肥中氮磷钾的质量比为12:6:24，配制功能生物肥时，针对不同来源的有机物料，通过调整氮磷钾化学肥料的用量使得生物肥的氮磷钾含量比达到12:6:24。
研究表明，本发明提供的功能生物肥肥效好，可作为基肥代替化肥，满足烟草生长需要的营养元素，有效缓解烟草连作障碍，可显著增加烟草产量，提高烟草品质，同时改善土壤环境，提高土壤的复种指数。
进一步的，所述菇渣为蘑菇种植收获后余下的培养料(废料)。菇渣的主要成分是菌丝、纤维素和木质素，经过腐熟发酵后可以成为很好的有机肥料。菇渣养分丰富，不仅有机质含量高，并含有丰富的微量元素，可以为烟草生长提供全面的营养元素；其持水性好，质地疏松，可以有效增加土壤腐殖质含量，改良土壤结构，从而发挥缓解烟草连作障碍的作用。
进一步的，所述蚯蚓粪是将牛粪自然发酵后用于养殖蚯蚓，蚯蚓吞食后排出的团粒状深色粪便。其中牛粪自然发酵的条件为：保持40-70％的含水量在15-25℃下发酵10-15天。蚯蚓粪疏松多孔的结构可以调节土壤结构，达到提高土壤质量的作用。
进一步的，所述菜籽饼为成熟菜籽经过榨油后形成的固体菜籽饼肥。
进一步的，所述二次发酵腐熟的条件为：将菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼混合后，加水控制含水量40-60％，10-25℃下发酵10-20天(按季节条件调节，例如夏季温度高于25℃时，发酵时间可适当缩短至10天)，期间每1-2天翻抛1次。二次发酵腐熟结束后，对发酵产物进行粉碎，粒径≤40目，达到充分混匀的作用。
作为优选，以重量百分比计，所述功能生物肥的原料组成为：菇渣55％、蚯蚓粪23％、菜籽饼14％、硫酸钾3.5％、硝酸钾3.1％、尿素0.8％、磷酸氢二铵0.6％。
本发明还提供了所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥在烟草种植中的应用，所述应用包括：烟田起垄挖穴后，烟草移栽前1-3天，将所述功能生物肥作为基肥施入土壤中。
作为优选，亩用量为60-65kg。所述功能生物肥的用量需要满足常规化肥施用等量的氮磷钾。
本发明还提供了所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥在改良土壤中的应用，所述土壤为出现烟草连作障碍的红壤。
本发明具备的有益效果：
(1)本发明以菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼肥为主要原料，对环境友好，实现了对固废的循环利用。三种原料营养丰富，含有多样的有益微生物及植物生长刺激物，可以提高烟叶产量及品质，改善土壤的微生态环境，提高土壤耕地质量，实现可持续种植。
(2)本发明提供的生物肥肥效高且养分全面，作为基肥施用方便，可以代替化肥满足烟草生长所需的营养元素。该产品既能缓解烟草的连作障碍情况，显著提高烟草的产量，增加烟农的收入，促进部分营养元素在烟叶中的积累，提高烟叶品质，同时具有改善土壤质量，利于农业可持续发展的作用。
附图说明
图1为使用本发明功能生物肥的烟草田间长势比较图，其中(A)为实施例2处理，(B)为实施例1处理。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的适用范围。在不背离本发明精神和本质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所做的修改或替换，均属于本发明的范围。
下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
菇渣、腐殖酸、竹炭粉、蚯蚓粪和菜籽饼均由湖州康寿生物科技有限公司出品。
烟草专用复合肥(总养分≥42％，N:P2O5:K2O＝12:6:24)，由云南省玉溪化肥厂有限责任公司出品。
提苗肥(N:P2O5:K2O＝28:0:5)，由红河恒林化工有限公司出品。
实施例1
在大田里施用烟草专用复合肥(总养分≥42％，N:P2O5:K2O＝12:6:24)，由云南省玉溪化肥厂有限责任公司出品，作为基肥的亩用量为15kg。后续追肥与常规管理一致，即烤烟移栽1周后施用亩用量为3kg提苗肥(N:P2O5:K2O＝28:0:5)，移栽2周、3周、4周后分别施用亩用量为10g、10kg和15kg的烟草专用复合肥(总养分≥42％，N:P2O5:K2O＝12:6:24)，移栽40天后施用亩用量为15kg的硫酸钾(K2O含量50％)，施用方式为兑水浇施。烟草专用复合肥是当地烟农目前普遍使用的化肥。
实施例2
1、功能生物肥的制备
按重量百分比包括：菇渣55％、蚯蚓粪23％、菜籽饼14％、硫酸钾3.5％、硝酸钾3.1％、尿素0.8％、磷酸氢二铵0.6％。
制备方法包括以下步骤：
(1)将菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼按照份数混合均匀后，调节水分至易发酵条件(即水分含量为40-60％)，20℃下发酵15天左右(按季节条件调节)，期间翻抛(频率约1次/天)，最后粉碎过40目筛。
(2)将过筛后的有机物料与其他的无机物料掺拌混合均匀，包装即得本产品。
2、在大田里施用步骤1制备的功能生物肥，亩用量为60kg，用作基肥，其氮磷钾含量与实施例1中的烟草专用复合肥一致(配制功能生物肥时，通过添加化学肥料补齐氮磷钾)。
后续追肥与常规管理一致，即烤烟移栽1周后施用亩用量为3kg提苗肥(N:P2O5:K2O＝28:0:5)，移栽2周、3周、4周后分别施用亩用量为10kg、10kg和15kg的烟草专用复合肥(总养分≥42％，N:P2O5:K2O＝12:6:24)，移栽40天后施用亩用量为15kg的硫酸钾(K2O含量50％)，施用方式为兑水浇施。
实施例3
本实施例提供另一功能生物肥，按重量百分比包括：菇渣62％、菜籽饼15％、腐殖酸14％、硫酸钾3.8％、硝酸钾3.6％、尿素0.9％、磷酸氢二铵0.7％。
制备方法包括以下步骤：
(1)将菇渣、菜籽饼和腐殖酸按照份数混合均匀后，调节水分至易发酵条件(即水分含量为40-60％)，20℃下发酵15天左右(按季节条件调节)，期间翻抛(频率约1次/天)，最后粉碎过40目筛。
(2)将过筛后的有机物料与其他的无机物料掺拌混合均匀，包装即得本产品。
在大田里施用亩用量为60kg，用作基肥，其氮磷钾含量与实施例1中的烟草专用复合肥一致。后续追肥与常规管理一致，同实施例1。
实施例4
本实施例提供另一功能生物肥，按重量百分比包括：菇渣62％、菜籽饼15％、竹炭粉14％、硫酸钾3.8％、硝酸钾3.6％、尿素0.9％、磷酸氢二铵0.7％。
制备方法包括以下步骤：
(1)将菇渣、菜籽饼和竹炭粉按照份数混合均匀后，调节水分至易发酵条件(即水分含量为40-60％)，20℃下发酵15天左右(按季节条件调节)，期间翻抛(频率约1次/天)，最后粉碎过40目筛。
(2)将过筛后的有机物料与其他的无机物料掺拌混合均匀，包装即得本产品。
亩用量为60kg，用作基肥，其氮磷钾含量与实施例1中的烟草专用复合肥一致。后续追肥与常规管理一致，同实施例1。
测试例
一、田间试验：
试验地点为云南省玉溪市澄江县龙街街道下洋海村。
时间为2020年4月至2020年9月，2020年是烟草连续种植第三年，连作障碍现象突出。
试验土壤为红壤，土壤基本理化性质为：pH7.3、氨氮7.3mg/kg，硝态氮8.3mg/kg，有效磷37.4mg/kg，阳离子交换量20.2cmol+/kg，有机质26.1g/kg，总碳26.6g/kg，总氮2.1g/kg，总磷0.9g/kg，总钾7.5g/kg。
烟草品种为“K326”。
在2020年4月进行田块起垄、施肥，采用穴施的方式将实施例1-4的基肥施入对应的小区中，基肥与塘土拌匀。然后移栽烟草，每株浇定根水2kg，最后盖上薄土。
每个处理4次重复，每个小区面积为66.6m2，四周设置保护行，烟草栽种间距为1.20×0.55m。
烟草种植与管理方法按照玉溪市优质烟叶生产技术栽培规范进行。
7月5号进行第一次采收，各小区烟叶进行单独编号采烤，采烤完毕后按小区进行分级，对每个级别进行称重，计算经济指标(亩产量、均价、亩产值)。选取中桔三(C3F)部位的烟叶进行品质指标(烟碱、总氮、还原糖、总糖、氯、钾)的测定。第一次采收时，选取烟株的最大烟叶进行部分元素含量的测定，同时采集烟株的根际土壤，测定其理化性质指标(总碳、总氮、总有机碳、有机质及铵态氮、硝态氮、有效磷)。
二、试验结果
1、不同实施例对烟草农艺性状的影响
从图1的田间长势图可以看出，相比常规化肥处理，实施例2的功能肥处理下，烟草长势、外观得到明显提升，发病现象降低，连作障碍得到明显改善。
从表1可以看出，除烟株茎围无显著差异外，实施例2中烟株的最大叶长、最大叶宽、有效叶片数及株高均明显大于实施例1，说明该产品对烟株的农艺性状有一定的提升作用。三种功能肥处理下的烟株农艺性状差异不明显。
表1不同实施例对烟草农艺性状的影响
2、不同实施例对烟草经济指标的影响
从表2中可以看出，相对于实施例1，实施例3对烟草的经济指标并无提升作用，而实施例2和4烟株的总产量、亩产值及产指均明显高于实施例1，说明本发明对烟株的经济性状有明显的提升作用。
表2不同实施例对烟草经济指标的影响
3、不同实施例对烟草品质指标的影响
从表3中可以看出，整体来看，烟叶品质在三种功能生物肥作用下得到了改善。实施例2烟叶的烟碱、总氮、氯含量均明显低于实施例1，总糖、还原糖、氧化钾含量、总糖/烟碱、还原糖/烟碱、钾/氯均明显高于实施例1，说明该产品对烟叶的品质指标具有明显的促进作用，并且促进效果最明显。
表3不同实施例对烟草品质指标的影响
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 烟碱(％) | 2.48 | 2.31 | 2.42 | 2.41 |
| 总糖(％) | 25.85 | 31.75 | 29.45 | 28.91 |
| 还原糖(％) | 20.11 | 25.00 | 23.45 | 23.42 |
| 总氮(％) | 1.88 | 1.70 | 1.92 | 1.76 |
| 氧化钾(％) | 2.07 | 2.14 | 2.17 | 2.27 |
| 氯(％) | 0.70 | 0.47 | 0.67 | 0.69 |
| 总糖/烟碱 | 10.49 | 13.84 | 12.32 | 12.00 |
| 还原糖/烟碱 | 7.59 | 10.90 | 9.8 | 9.7 |
| 总氮/烟碱 | 0.76 | 0.74 | 0.69 | 0.73 |
| 钾/氯 | 3.48 | 4.51 | 3.52 | 3.18 |
4、不同实施例对中部烟叶部分元素含量的影响
从表4中可以看出，实施例2处理的中部烟叶中的Ca、Mn、B元素含量相比于实施例1均得到了明显提高，说明本产品有利于烟叶对这三种元素的积累，从而利于烟叶的生长与品质的提高。
表4不同实施例对烟叶部分元素含量的影响
| Ca(mg/kg) | Mn(mg/kg) | B(mg/kg) | |
| 实施例1 | 21944.2 | 50.5 | 31.7 |
| 实施例2 | 24279.8 | 56.6 | 70.5 |
| 实施例3 | 22888.1 | 55.7 | 49.8 |
| 实施例4 | 25834.3 | 34.8 | 23.8 |
5、不同实施例对土壤理化性质的影响
从表5中可以看出，三种功能生物肥的土壤铵态氮、有效磷、总有机碳和有机质均高于实施例1。实施例2处理的土壤的总碳、总有机碳、有机质及铵态氮、硝态氮、有效磷的含量均比实施例1高，说明本产品更有利于改良土壤的理化性质，提高土壤的质量。
表5不同实施例对土壤理化性质的影响
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| pH | 6.80 | 6.80 | 6.86 | 6.80 |
| 总碳(％) | 3.18 | 3.23 | 3.34 | 3.07 |
| 总氮(％) | 0.22 | 0.23 | 0.23 | 0.22 |
| 铵态氮(mg/kg) | 3.04 | 4.82 | 5.32 | 3.32 |
| 硝态氮(mg/kg) | 4.37 | 4.46 | 4.19 | 4.10 |
| 有效磷(mg/kg) | 53.19 | 94.39 | 96.27 | 84.10 |
| 总有机碳(g/kg) | 19.06 | 20.25 | 21.03 | 20.25 |
| 有机质(g/kg) | 32.86 | 34.91 | 36.25 | 34.91 |
综上所述，本发明主要利用天然固废为原料，能有效缓解烟草的连作障碍，显著提高烟草的产量和品质，同时具有改善土壤质量、利于农业可持续发展的作用。本产品的作用机制一方面在于为烟株提供了丰富的营养元素，可直接促进烟株整体的生长，提高烟株的抗逆性；另一方面其特殊的结构及含有的大量有益微生物，可调节土壤的微生态环境，为烟株根系提供一个健康的生长环境。
Claims (10)
1.一种可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，以重量百分比计，所述功能生物肥的原料包括：菇渣50-60％、蚯蚓粪20-26％、菜籽饼12-16％、硫酸钾3-4％、硝酸钾2.5-3.5％、尿素0.5-1％、磷酸氢二铵0.5-1％；所述功能生物肥由菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼在堆置条件下二次发酵腐熟，再与其他原料混匀后制得。
2.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，所述菇渣为蘑菇种植收获后余下的培养料。
3.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，所述蚯蚓粪是将牛粪自然发酵后用于养殖蚯蚓，蚯蚓吞食后排出的团粒状深色粪便。
4.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，所述菜籽饼为成熟菜籽经过榨油后形成的固体菜籽饼肥。
5.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，所述二次发酵腐熟的条件为：将菇渣、蚯蚓粪和菜籽饼混合后，加水控制含水量40-60％，10-25℃堆置发酵10-20天，期间每隔1-2天翻抛1次。
6.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，二次发酵腐熟结束后，对发酵产物进行粉碎，粒径≤40目。
7.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥，其特征在于，以重量百分比计，所述功能生物肥的原料组成为：菇渣55％、蚯蚓粪23％、菜籽饼14％、硫酸钾3.5％、硝酸钾3.1％、尿素0.8％、磷酸氢二铵0.6％。
8.如权利要求1所述的可缓解烟草连作障碍的功能生物肥在烟草种植中的应用，其特征在于，所述应用包括：烟草移栽前1-3天，将所述功能生物肥作为基肥施入土壤中。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述功能生物肥的亩用量为60-65kg。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述土壤为出现烟草连作障碍的红壤。
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| CN202210166986.4A CN114456006A (zh) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 一种可缓解烟草连作障碍的功能生物肥及其应用 |
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