酸解羽毛粉研制生物有机肥及其促生效果研究

为提升生物有机肥料中功能微生物的数量,腐熟堆肥中添加外源氨基酸固态发酵功能菌是研制生物有机肥的主要手段。目前主要外源添加氨基酸菜粕的高成本严重阻碍了生物有机肥产业的发展。本试验通过研究酸解羽毛粉作为外源添加蛋白对固态发酵功能菌的影响及其所研制生物有机肥的促生效果,以开发生物有机肥新的原料配方。研究结果表明,腐熟堆肥中,随着酸解羽毛粉添加量的增加,所研制生物有机肥中功能菌的数量呈现先增加后下降趋势,为促进功能菌的增殖,酸解羽毛粉最优添加量为50 g/kg;盆栽试验结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加制成的生物有机肥能够显著增加茄子和番茄株高、茎粗和SPAD值,移栽20天时,相比于对照,茄子分别增加19.02%、29.02%和4.80%;移栽50天时,番茄分别增加14.74%、18.70%和4.74%。研究结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加剂能够有效增殖固体发酵过程中的功能菌,研制的低成本生物有机肥具有优异的促生效果,研究结果能够为生物有机肥产业的发展提供理论依据。     

植物缺磷及菌根信号转导网络

磷是植物生长发育的主要限制因子之一,主要以无机正磷酸盐的形态被植物吸收,而其在土壤中的移动性和生物有效性很低。为了适应磷缺乏的环境,植物进化出了包括与丛枝菌根真菌形成互惠共生体系在内的一系列适应性机制以增强对磷的吸收、转运和再利用等。所有的这些机制均是由复杂而精巧的分子调控网络控制的。近年来众多基因被鉴定并进行功能研究后与该调控网络联系起来,这些基因包括各种蛋白质基因和非编码RNA基因。本文旨在对当前该领域的研究进展作一总结,同时探讨植物缺磷与菌根信号转导途径间可能存在的相互关系。     

微生物肥料研究及其在耕地质量提升中的应用前景

微生物肥料是农用生物制品的重要一员,在可持续农业发展和绿色农产品生产中具有极其重要的作用。近年来,我国微生物肥料研究与产业化发展迅速,微生物肥料产业基本形成,但也面临着不少制约因素。同时我国耕地质量形势不容乐观,应用微生物肥料是耕地质量提升的不可或缺的技术措施。综述了我国微生物肥料研究及产业化发展的现状以及在提升耕地质量上的应用前景,并指出了微生物肥料今后研究及产业化发展的重点方向。     

病死动物源氨基酸研制的生物有机肥促生效果研究

废弃动物尸体酸解为氨基酸能够有效解决农业生产中动物尸体带来的环境污染问题,本研究利用此类病死动物资源水解的的氨基酸研制生物有机肥,以期在研制出低成本高品质生物有机肥的同时推进新型氨基酸的利用。本文首先比较了根际功能菌Bacillus amyloliquefaciens SQR9在添加不同浓度酸解氨基酸液有机肥中的固体发酵效果及不同浓度酸解氨基酸水解液发酵的生物有机肥盆栽促生效果,进而确立了生物有机肥的氨基酸添加浓度。再进一步通过黄瓜、辣椒和玉米盆栽试验,评估了所研制新型生物有机肥的促生效果。研究结果表明:酸解氨基酸水解液添加量为20%时,所研制生物有机肥中功能菌数量最高,达到2.25×10~8CFU/g,是未添加氨基酸对照的3倍。黄瓜盆栽促生试验表明,氨基酸添加量为20%所发酵的生物有机肥促生效果优于其他处理和对照,株高、茎粗、叶绿素、鲜重和干重值均为最高,根围土壤中功能菌的数量达2.51×10~5CFU/g。不同作物盆栽试验结果表明,添加氨基酸研制的含菌株SQR9生物有机肥处理的促生效果优于添加化肥研制的含菌株SQR9生物有机肥、有机肥直接接种菌株SQR9研制的生物有机肥、普通有机肥和添加氨基酸的普通有机肥处理,同时施用含SQR9菌株的肥料促生效果优于施用不含功能菌的相同配方制造的有机肥处理,表明,利用菌株SQR9研制的生物有机肥具有良好的促生效果,相比于化肥,添加氨基酸固体发酵功能菌后更加有益于功能菌促生功能的发挥。在各种作物根围土壤中的微生物涂布试验中,添加氨基酸研制的含菌株SQR9生物有机肥处理的功能微生物数量显著高于其他处理。综上,添加20%的氨基酸水解液能够有效促进功能微生物在有机肥中的繁殖,固体发酵形成的生物有机肥具有优异的促生效果。     

西瓜根系分泌酸性磷酸酶对有机肥营养的响应

有机肥营养对西瓜品质具有提升效果,但根系对有机肥中养分的吸收机制尚不完全清楚,尤其对磷素的利用机制。本研究关注西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性对有机肥施用的响应。采用模拟西瓜根系分泌物的方法研究有机酸对有机肥中可溶性全磷和有效磷含量的影响;采用砂培的方法,研究有机肥中的磷替代化肥磷时西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性的响应;采用田间试验研究有机肥替代化肥以及有机肥不同施用量对西瓜根际酸性磷酸酶活性、西瓜磷营养、产量和品质的影响。结果表明,有机肥中水浸提可溶性全磷含量为6.9 g?kg~(-1),可溶性无机磷含量为525.1 mg?kg~(-1),可溶性全磷中无机磷占7.6%,有机磷占92.4%,可溶性有机磷需经过水解后才能被根系吸收。有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜根系和根际土壤酸性磷酸酶活性均显著提高,西瓜茎、叶中磷含量提高。施用三倍有机肥时西瓜根际土壤有效磷含量和西瓜产量提高。因此,有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜通过提高根系分泌酸性磷酸酶的活性而提高利用有机磷的能力。     

二月兰不同翻压量对土壤肥力的影响

通过室内土壤培养试验,研究了绿肥二月兰（Orychophragmus violaceus）不同翻压量对土壤肥力的影响。结果表明,翻压二月兰可有效降低石灰性土壤pH值,45 000 kg·hm^-2（处理Ⅰ）和90 000 kg·hm^-2（处理Ⅱ）翻压量的土壤pH值在培养结束时（120 d）分别比对照降低了0.24和0.41个单位;翻压二月兰可显著提高土壤全氮、速效磷和速效钾含量,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的土壤全氮、速效磷和速效钾含量分别比对照增加了0.06 g·kg^-1、2.00 mg·kg^-1、26.28 mg·kg^-1和0.09 g·kg^-1、3.32 mg·kg^-1、63.00 mg·kg^-1;土壤有效氮含量在翻压15天时达到峰值,此时处理Ⅰ、Ⅱ的有效氮含量分别比对照增加了12.95 mg·kg^-1和21.70 mg·kg^-1,但培养60天后各处理有效氮含量相近;翻压二月兰可在培养前期（22 d）较大幅度提高土壤有机碳含量,但22天后处理间差异缩小,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的有机碳含量分别比对照增加了-0.06 g·kg^-1和0.33 g·kg^-1;翻压二月兰可降低土壤碳氮比,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的碳氮比分别比对照下降了2.02和1.51个单位,降幅分别达到20.82%和15.58%。     

3种有机无机肥配施对西瓜氮、钾养分吸收以及产量和品质的影响

[目的]研究3种有机无机肥配施对西瓜氮、钾吸收以及产量和品质的影响,探讨氮、钾营养与西瓜品质的关系。[方法]以‘西瓜8424’品种为试验材料进行田间试验,有机肥种类为豆粕有机肥、猪粪秸秆有机肥、羊粪,其氮、磷、钾含量用无机肥调节一致。[结果]与豆粕有机肥处理和猪粪秸秆有机肥处理相比,施用羊粪时西瓜产量分别提高了19.1%和9.4%;与猪粪秸秆有机肥处理相比,施用羊粪和豆粕有机肥时西瓜维生素C含量显著增加,分别提高59.4%和35.6%;施用豆粕有机肥时西瓜的糖酸比最高,可溶性糖含量较猪粪秸秆有机肥处理提高了25.2%,可滴定酸含量比羊粪处理降低了30.3%。与羊粪处理和豆粕有机肥处理相比,施用猪粪秸秆有机肥降低了膨大期和成熟期西瓜瓜瓤和瓜皮中的氮含量;施用羊粪时,西瓜幼果期、膨大期和成熟期的氮、钾吸收量较高,各个时期的氮、钾吸收量与西瓜植株生物量呈正相关关系。[结论]施用羊粪能够提高西瓜产量,但同时促进了氮素吸收及其向果实中的分配,提高了西瓜的可滴定酸含量;施用豆粕有机肥能够提高西瓜可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量。     

西瓜钾营养诊断的叶片含量法分析

采用不同土壤钾水平的多点田间试验,研究了施用钾肥对西瓜植株钾含量以及产量、品质的影响,探讨了西瓜植株各叶位钾含量与西瓜产量之间的相关性,分析了叶片钾含量诊断西瓜钾营养的临界指标。结果表明:西瓜新叶钾含量与西瓜产量达极显著相关关系,相关系数为0.600 8(P_(0.01)=0.575)。90%相对产量下新叶钾含量为32.6 g/kg时,西瓜产量可达91.39 t/hm~2。在极低钾含量(50 mg/kg和70 mg/kg)的土壤上,施用钾肥显著提高西瓜产量、开花期西瓜植株新叶和老叶钾含量;显著提高开花期、坐果期和膨大期西瓜植株茎和根中的钾含量。在低钾含量(84 mg/kg和85 mg/kg)的土壤上,施用钾肥显著提高西瓜产量,提高西瓜果实中的可溶性糖和可溶性固形物的含量而降低可滴定酸含量。随着钾肥施用水平的提高,新叶钾含量有提高趋势,老叶和挂果叶中的钾含量逐渐升高;施用钾肥显著提高坐果期和膨大期西瓜植株茎中钾含量。在中钾含量(170 mg/kg)和高钾含量(260 mg/kg)的土壤上,西瓜开花期新叶钾含量的最大值和最高产量相关联。总之,推荐开花期西瓜新叶钾含量32.61 g/kg为营养诊断临界值。     

二月兰不同翻压量对土壤肥力的影响

通过室内土壤培养试验,研究了绿肥二月兰（Orychophragmus violaceus）不同翻压量对土壤肥力的影响。结果表明,翻压二月兰可有效降低石灰性土壤pH值,45 000 kg·hm^-2（处理Ⅰ）和90 000 kg·hm^-2（处理Ⅱ）翻压量的土壤pH值在培养结束时（120 d）分别比对照降低了0.24和0.41个单位;翻压二月兰可显著提高土壤全氮、速效磷和速效钾含量,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的土壤全氮、速效磷和速效钾含量分别比对照增加了0.06 g·kg^-1、2.00 mg·kg^-1、26.28 mg·kg^-1和0.09 g·kg^-1、3.32 mg·kg^-1、63.00 mg·kg^-1;土壤有效氮含量在翻压15天时达到峰值,此时处理Ⅰ、Ⅱ的有效氮含量分别比对照增加了12.95 mg·kg^-1和21.70 mg·kg^-1,但培养60天后各处理有效氮含量相近;翻压二月兰可在培养前期（22 d）较大幅度提高土壤有机碳含量,但22天后处理间差异缩小,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的有机碳含量分别比对照增加了-0.06 g·kg^-1和0.33 g·kg^-1;翻压二月兰可降低土壤碳氮比,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的碳氮比分别比对照下降了2.02和1.51个单位,降幅分别达到20.82%和15.58%。     

添加三种外源蛋白研制生物有机肥及其促生效果

【目的】生物有机肥已经被广泛证明具有能够减少或代替部分化肥、农药的使用,增强作物抗逆性,改善作物品质,改良土壤等优势,同时其兼具的促进作物生长和防控土传病害功能,已经越来越多的被人们所认可并被在生产上广泛应用,其发挥作用的关键在于其所含功能微生物的数量。为提升生物有机肥料中功能微生物的数量,有机载体中添加外源氨基酸固态发酵功能菌是研制生物有机肥的主要手段。目前菜粕为主要的外源添加氨基酸,但其高成本严重阻碍了生物有机肥产业的发展,开发利用多种废弃蛋白作为外源添加氨基酸,能够降低生物有机肥的成本,推动其产业的发展。【方法】本研究利用单因素和正交试验结合法,以废弃羽毛膨化粉、太湖打捞藻泥两种废弃蛋白资源和菜粕为外源添加氨基酸,固态发酵根际功能菌（PGPR）Bacillus amyloliquefaciens SQR9研制生物有机肥,并利用盆栽试验分析了其苗期促生效果。【结果】单因素试验结果表明,最佳的固态发酵接菌量与含水量分别为7.5%和40%;正交试验结果表明,最优配方中,藻泥、菜粕和羽毛粉的最适添加量分别为5%、8%和12%;在最优配方下,经过7天的固态发酵,新型生物有机肥料中功能菌株SQR9的活菌数达到3.88108 CFU/g（肥料干重）,游离氨基酸和短肽总含量达到1.39%,均显著高于未添加外源氨基酸所生产的生物有机肥;同时外源氨基酸的添加能够显著增加新型生物有机肥中总氮的含量。等养分盆栽试验结果表明,新型生物有机肥能够显著促进黄瓜和番茄植株苗期的生长,移栽40天时,黄瓜和茄子植株的株高、茎粗和SPAD值均显著高于对照,与未添加外源氨基酸的生物有机肥处理相比,黄瓜的地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重分别提高了51.15%、19.59%、4.59%和22.66%,茄子分别提高了134.29%、29.73%、72.35%和43.69%;与普通牛粪有机肥处理相比,黄瓜分别提高了65.56%、33.39%、17.89%和39.18%,茄子分别提高了154.01%、38.03%、78.95%和78.13%。【结论】两种废弃蛋白资源结合菜粕的添加,能够有效促进功能菌株的固态发酵和提升生物有机肥的作用效果,研究结果能够为该类废弃资源的循环利用提供理论依据,为PGPR产品的开发及新型生物有机肥的研发提供技术支撑。