烟草设施育苗基质的制备方法与流程

文档序号:13502305阅读:550来源:国知局

本发明涉及一种育苗基质生产方法,尤其是一种用于培育烟草幼苗的育苗基质的制备方法。



背景技术:

培育壮苗是获得优质丰产烟叶的基础。烟草设施育苗包括漂浮育苗、湿润育苗、雾培育苗等现代农业设育施苗,而现在设育施苗都离不开育苗基质,即用人造土壤育苗培养基来代替原始土壤,使烟草幼苗生长在人工模拟的生态环境中。然而目前的育苗基质都要求进行特殊的杀菌消毒处理,目的就是创造减轻烟草幼苗苗期病原物、虫害、杂草的感染和传播。再调配营养液保证烟草幼苗的生长。营养元素完全溶解于水中,育苗全过程通过营养液体交换使烟苗得到充足、均匀、不间断的生长所需养分元素,从而达到培育壮苗。

漂浮育苗代表国际烟草育苗的先进水平,在美国、巴西、加拿大等各国烟草生产都大面积使用此技术。种苗工厂化生产技术是国外20世纪末发展起来的一项农业新技术,它主要用于蔬菜和花卉育苗,也可用于农作物如烟草、棉花,经济苗木的育苗。该项技术的主要设备是精量播种生产线,生产线包括对草炭、蛭石等育苗基质的混拌、装盘、压穴、种子精播及播后的覆盖、浇水、传送等项作业。我国烟草漂浮育苗技术在20世纪末发展迅速,在烟叶生产上获得大面积推广应用,已成为我国烟草生产的主要育苗方式。

但是目前烟草漂浮育苗所用的基质主要由草炭(peat)、膨化珍珠岩和膨化蛭石混合而成,其中草炭占比例为60~80%(体积比例)。草炭即泥炭,是沼泽发育过程中的产物。草炭形成于第四纪地质年代的湖盆沼泽和湿地,由沼泽植物的残体,在多水的嫌气条件下,不能完全分解堆积而成。湿地被称为地球之肾,大量使用草炭必将破坏湖盆沼泽和湿地生态系统,导致水体积蓄能力下降,溪河断流,生物种群和数量减少。因此,寻找替代草炭的原料和方法应当成为本领域的重要研究课题。

近年来,采用工农业废弃物生产育苗基质的研究较多,常用的废弃物有秸杆、菇渣、蔗渣、木屑、药渣、作物种壳等,如砂培育苗,无(少)介质两段式育苗,湿润育苗,漂湿育苗,甘蔗渣替代草炭育苗等,这些技术的改良也多使用草炭作为不可缺少的原料。

公开号为cn1799308a的专利文件公开了“一种烤烟漂浮育苗的沙培育技术”,该方法直接用山沙或河沙作为育苗基质,其优点是资源丰富,成本低廉,利于环保,生态效益显著。其缺点是漏砂严重,对育苗池底水平要求较高,砂粒容重较大,运输成本高,育苗管理难度增加,工时费增多,烟苗素质尚有争议。

“甘蔗渣育苗”(韦建玉,曾祥难,王军,甘蔗渣在烤烟漂浮育苗中的应用研究[j].《中国烟草学会2004年学术年会论文集》,2004年),以新鲜甘蔗渣为主要材料,研究了烤烟漂浮育苗基质配制技术。但该技术在处理堆沤甘蔗渣腐熟需要七个月(210天)的时间,生产周期长,占地面积大,运行成本高。

公开号为cn103864517a的专利文件公开了“一种利用酒糟生产烟草漂浮育苗基质的方法及烟草漂浮育苗基质”,其提供了一种以酒糟和菇渣等工农业废弃物为主要原料的烟草专用漂浮育苗基质及其方法。不仅实现了工农业废弃物的资源化利用,而且实现了栽培基质的原料的本地化,节约了成本,保护了环境。培育出的烟苗,植株健壮。但其缺点一是酒糟、菇渣摊晾脱水时间长、占地面积大;二是酒糟、菇渣自然堆放发酵时间非常长,在产业上难以实施;三是为了防有害微生物滋生,其对酒糟、菇渣进行高温蒸汽消毒,耗能、耗水、耗时,且同时也把大量有益微生物杀死,破坏了生物多样性;四是碳化稻壳,耗能耗时,破坏营养,稻壳中植物生长所需的、珍贵的蛋白质、氨基酸、多糖、脂肪和b族维生素大部丧失,同时生产成本高。

公开号为cn102875237a的专利文件公开了“一种新型烟草育苗基质及其配制方法”,其采用红壤土与碳化稻谷壳和包衣缓控释专用复合肥料作为混合基质,能使烟草种子出苗快,出苗率和壮苗率均可达到92%以上,培育出的烟苗根系发达、生长势好、整齐一致,叶色浓绿,抗逆性强、少病或无病株,无杂草,成苗率高达90%以上。缺点同样在于碳化稻壳,耗能耗时,破坏营养,稻壳中植物生长所需的、珍贵的蛋白质、氨基酸、多糖、脂肪和b族维生素大部丧失,同时生产成本高。

公开号为cn103355151a的专利文件公开了“一种用于烟草漂浮育苗的基质”,其采用高压蒸汽爆破处理烟杆替代烤烟漂浮育苗中的商品基质,一方面能减少对草炭的消耗,保证烟叶生产的可持续发展;另一面对烟叶生产中的烟杆进行循环利用,实现了既降低烟叶育苗成本、烟杆废物循环利用,又保护生态环境和废物循环利用的目的。但是“采用高压蒸汽爆破处理”需要高压容器、专业操作工,高耗能源,产量、场地受限,并且只能替代部分烤烟漂浮育苗中的商品基质(草炭基质)。

现代农业设施集约育苗的理论是“人工模拟土壤环境,进行保护地栽培”,然而目前使用的技术走入误区:第一,土壤环境中存在大量的微生物,细菌、真菌、放线菌等微生物体系,进行作能量流通和物质循环,维系作土壤的生命,而在目前人工模拟土壤环境,进行保护地栽培中,却把微生物体系都视为“有害生物”;第二,在育苗基质的生产工艺的前端,或中后端,加入了一个致命的步骤——消毒,把微生物群体无论有益或有害全部杀灭,使人工土壤失去生命活性;第三消毒方法大多采用高温灭菌,或者药物灭菌,使烟草育苗基质生产进入高破坏,高耗能、高污染的误区。



技术实现要素:

为充分利用工农业副产酒糟、木屑,结合微生物工程应用技术,提高烟草育苗质量,培育无病适龄壮苗,避免对土壤环境的破坏,维护烟叶生产苗期、大田期土壤微生物多样性,大幅提高烟叶质量和经济效益。本发明提供了一种烟草设施育苗基质的制备方法。

本发明所采用的技术方案是:烟草设施育苗基质的制备方法,该方法是将以下质量百分比(以干重计)的各组分混合后进行发酵:酒糟36.0~84.0%,生石灰0.04~0.20%,生石膏0.04~0.20%,尿素0.08~0.25%,磷肥0.01~0.03%,微生物复合菌种0.04~0.16%,胶质芽孢杆菌菌种0~0.10%,余量为木屑;所述微生物复合菌种中的有效活菌由枯草芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌,嗜热杆菌组成。

本发明的烟草设施育苗基质的制备方法主要特点如下:

1、提出了利用工农业废弃物资源酒糟和木屑混合物作为主要原料替代草炭生产烟草设施育苗基质的方案。我国每年约产生5000万吨酿造白酒余下的酒糟,除部分酒糟用作畜禽食料和有机肥外,有大量作为废弃物难以处理,给保护环境带来极大压力。同样,每年也有大量的木屑(尤其是锯木屑)被废弃,或不同形式(包括压成生物质炭)被烧掉,实为可惜。在本发明中,发明人将其作为生产烟草育苗基质的主要原料,不仅可完全替代草炭,保护环境,而且也是对工农业废弃资源的最佳有效利用。

2、利用原料中营养养分互补和物理结构互补,创造烟草幼苗健康生长的环境营养条件。发明人在研究中检测了四川、贵州等地的多种代表名酒,其酒糟含干物质90~96%、粗脂肪3.9~7.5%、粗蛋白20~28%、真蛋白17~24%、粗灰分6.4~9.0%,富含b族维生素,ph在3.6~5.8之间。而木屑有极高的纤维素、木质素。两者混合后采用本发明的方法和配方进行发酵(快速矿化)后,营养物质发生了较大变化。最终发酵产物中的各组分含量为:有机质约489g/kg、全氮约11.1g/kg、全磷约4.17g/kg、全钾约16.9g/kg、碱解氮为692mg/kg;并生成了大量的腐殖酸和游离氨基酸,其中腐殖酸含量约284g/kg,脯氨酸(pro)1.62~2.27%。实验证明该环境非常适宜烟草幼苗的生长,可完全取代并优于以草炭为主要原料的传统育苗基质。

3、以往的研究着重关注烟草育苗基质的理化性质的变化,忽视了烟草育苗基质的另一个重要组成部分——基质有益微生物的变化。

一方面,基质微生物参与推动生态系统的物质循环和能量流通,有机物的分解,腐殖质的形成,养分转化等生化过程,转化为游离氨基酸、碱解氮、速效磷、速效钾、维生素、植物生长素等,特别是生成植物生长活性物质,如黄腐酸、胡敏酸等、小肽链、游离氨基酸等,成为育苗基质养分的储存库和烟苗生长可利用养分的重要来源之一,可作为衡量育苗基质肥力水平和基质养分资源生物有效性的重要指标。

另一方面,育苗基质系统微生物多样性差的一个重要体现是土传病害的流行,它是育苗基质微生物群落结构失衡和微生态环境破坏的结果。烟草基质病原菌是基质微生物群落的组分,如果基质健康,基质微生物群落一方面可抑制植物病原菌过度地繁殖,另一方面产生几丁质酶的微生物可酶解产生几丁寡糖等诱导物质诱导植物产生并积累大量次生抗病物质(如植保素、木质素、酚类物质等),激发植物的防御系统、提高其抗病性,植物就不发生病害或病害较轻,从而就可以避免对基质进行高温消毒处理。

本发明合理配比了由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热杆菌组成的微生物复合菌种,实验证明能有效抑制我国烟草主要病害——烟草黑胫病(phytophtoraparasiticavar.nicotianaetucker)、根黑腐病(thielavioisbasicola)。同时通过在发酵过程中创造有益微生物营养空间环境,使有益微生物在较短时间快速繁殖,发酵完成每克育苗基质有效细菌达到千万级数量级水平(10的7次方数量级水平)。同时还能使人工土壤保持或增加生命活性,抑制有害微生物生长,避免由于灭菌所引起的“高破坏,高耗能、高污染”问题。

4、配比了生石膏(caso4·2h2o)。发明人在生产中发现,酒糟、木屑混合加微生物在快速发酵矿化时,会产生大量氨气(nh4)溢出,带来的不利一是使物料中部分氮素损失,二是氨气溢出引起污染,三是物料中若氨浓度太高将抑制微生物的繁殖。

为解决以上问题,发明人在发酵物中配比入石膏(caso4·2h2o),当氨气(nh4)遇石膏时,就生成硫酸铵〔(nh4)2so4〕和碳酸钙。钙是植物生长的必须营养元素。

caso4+2hn3·h2o=ca(oh)2↓+(nh4)2so4

ca(oh)2+h2co3=caco3↓+2h2o

5、原料中配比入适量尿素和生石灰,营造微生物复合菌种和烟草幼苗最佳生长条件。尿素在本发明中的作用一是调节酒糟和木屑混合的碳氮比值,将碳氮比值调整到适宜值(最好是c:n=20~25:1),有利于本发明中微生物的快速生长;二是为烟草幼苗生长提供c源和n源。

石灰的主要目的是中和ph值,由于本发明酒糟和木屑的混合物呈酸性,不利于本发明的微生物复合菌种中活菌生长。将酸性发酵物调整到微酸至中性(最好是ph=6.5~7.0),以利于微生物生长,同时钙离子是烟草幼苗生长的必须营养元素。

6、配比入胶质芽孢杆菌(硅酸盐细菌)菌种。胶质芽孢杆菌能分解出长石、云母等中的钾、硅,也能分解出磷灰石中的磷,同时能在生长繁殖过程中产生有机酸、氨基酸、多糖、激素等有利于植物吸收和利用的物质。在土壤中繁殖后,分泌植物生长激素及多种酶,以增强烟株对一些病害的抵抗力;也抑制其他病原菌的生长。菌体内的钾在菌体死亡后,游离出来,又可被烟株吸收利用。可提高土壤速效钾、磷含量,从而还能起到促进烟草幼苗生长的作用。

作为本发明的进一步改进,所述微生物复合菌种中的有效活菌数量之比:枯草芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:嗜热杆菌=8~12:4~6:1。

枯草芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性,在本发明中可促进酒糟、木屑中蛋白质、纤维素、木质素、半纤维素、脂肪等烟草幼苗不能直接吸收的大分子结构营养物质降解,使烟苗的吸收利用更加充分。对大肠杆菌和杆状病毒(如tmv病毒)等有害微生物有很强的抑制作用。能合成维生素b1、b2、b6、烟酸等多种b族维生素。在分解过程中生产高温。

地衣芽孢杆菌在酒糟、锯木屑中发酵产生有机酸,酶,氨基酸,维生素等营养物质,补充植物生长所需营养。有除臭,驱虫,减少污染较好作用,抑制细菌病害(如青枯病)发生。地衣芽孢杆菌对蛋白质具极强的分解能力,特别是角蛋白的分解,在分解过程中生产高温。转化为游离氨基酸、水解氮、速效磷、速效钾、维生素、植物生长素等,特别是生成植物生长活性物质,如黄腐酸、胡敏酸等、小肽链、游离氨基酸等。

嗜热杆菌也叫高温嗜热细菌,在高温下热稳定性高、代谢快,代谢产物能够迅速再合成。

本方案中优化了三种主要微生物株系和数量比例,使得发酵过程中能快速到达微生物生长的适宜温度,适宜目标微生物的快速增殖,快速降解大分子化合物,生成烟株生长必须的、丰富的营养物质,合成烟株生长的有益活性物质;且合理的配比能有效发挥出抑制烟株主要致病微生物的滋生蔓延的目的;同时能使发酵产物基质中营养成分和微生物结构能更加适于烟草植株生长、更好的发挥抗病作用。

更佳的,所述微生物复合菌种中的有效活菌总数量≥5亿/g,所述胶质芽孢杆菌菌种中的有效活菌数量≥0.7亿/g。大量的实验表明,要起到如上所述的显著的效果,微生物复合菌种中的有效活菌总数量不能过少,每克菌种有效活菌总量在5亿/g以上时,效果显著。胶质芽孢杆菌菌种中有效活菌数量在0.7亿/g以上时,抑制其他病原菌的生长和促进烟株生长的效果显著。

优选的,本发明的烟草设施育苗基质由以下质量百分比(以干重计)的各组分混合后经发酵而成:酒糟73.5%,木屑25.96%,生石灰0.12%,生石膏0.12%,尿素0.16%,磷肥0.02%,微生物复合菌种0.08%,胶质芽孢杆菌菌种0.04%;所述胶质芽孢杆菌菌种中的有效活菌数量为1亿/g,所述微生物复合菌种中的有效活菌总数量为8亿/g,且所述微生物复合菌种中有效活菌数量之比:枯草芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:嗜热杆菌=10:5:1。

更佳的,本发明的烟草设施育苗基质的制备方法可以按如下方案来进行:

a、量取酒糟和木屑,将二者混合均匀,得到混合物a,确保混合物a具备一定的含水量以利于微生物复合菌种中的活菌生长繁殖;

b、向混合物a中加入生石灰,得到混合物b,控制生石灰的加入量使混合物b的ph=6.5~7.0;

c、向混合物b中加入计量尿素、微生物复合菌种、生石膏、磷肥,得到混合物c,控制尿素的加入量使混合物c的碳氮比值为20~25:1;

d、堆积发酵(矿化)堆沤:将混合物c堆积后进行自然发酵;

e、翻堆:定期翻堆以使发酵均匀,直至发酵完成,得到烟草设施育苗基质。

实践和研究表明:烟草种子和许多植物种子以及幼苗是不能在新鲜的木屑(添加有植物营养元素)上出苗或生长的,发明人认为这主要是由“化感作用”所引起。本发明利用微生物以及微生物活动产生的高温,分解破坏了木屑等“化感”物质,将大分子酚类、萜类、生物碱等树木的次生代谢物质分解为小分子可直接吸收的物质,因而烟草种子能出苗快、生长快。也再次证明本发明在选择的微生物和营养物质以及他们配比上是做了更多的考量。

该方法通过创造微生物生存和快速增繁的生活营养空间环境,使混合物快速增温,加速发酵矿化。经高温矿化处理,创造良好的物理结构,协调基质气相、液相、固相三相协调统一;建立有益微生物群体,解决出现的微生物“真空”问题,从而实现防止有害病原菌增殖,破除木屑“化感作用”障碍,消除烟叶大田生产连作障碍。

利用微生物分解纤维素、蛋白质、解磷解钾,在基质原料中把大分子物质降解、转换、合成为腐殖酸、小肽、游离氨基酸、碱解氮、速效磷、速效钾、以及生成大量微生物次生代谢产物、植物生长素等植物营养物质、生物活性物质,为烟草幼苗生长创造良好营养条件。通过微生物在育苗全生育期的作用,基质内水解氮、速效磷、速效钾含量较ck增加几倍,乃至数十倍。保证了烟苗全期生长在较高营养养分水平。

作为该方法的进一步改进,步骤d具体为:将混合物c堆积成条垛形进行自然发酵,在条垛上覆盖防水薄膜,防止条垛表层水分蒸发和雨水淋入;控制发酵环境和条垛堆积尺寸等工艺参数以确保发酵开始后24~36小时条垛堆内部温度升至45℃~55℃,两天后升到55℃~60℃。

发酵温度是本发明的一个重要工艺参数,它决定了目标微生物的生长繁殖速率,进而影响最终基质的成分和营养水平,以及致病微生物的繁殖水平(即无害化处理)。因此实际生产中需要保证快速达到适宜的发酵温度。本领域技术人员应当理解,本发明的发酵升温速率可通过对发酵环境的调节来控制,例如控制发酵环境湿度(含水率)、环境温度、条垛堆积尺寸和翻堆频次(即自然通气供氧量,水分蒸发量),微生物种类和数量等。

更佳的,所述条垛堆尺寸为:长≥8.0m,宽2.0~2.5m,高0.5~1.0m。实验证明,条垛堆尺寸太小,受环境温度变化影响太大,发酵难以进行或不能快速达到和维持适宜的发酵温度;而尺寸太大则不利于发酵和翻堆的均匀进行。本方案对条垛堆的尺寸进行了限定,以利于发酵过程快速进行且确保均匀发酵,还可便于实现翻堆的机械化作业。

作为该方法的进一步改进,所述步骤e具体为:堆沤发酵10~20天后,在翻堆时将计量胶质芽孢杆菌菌种均匀混入条垛内,同时每隔5~7天翻堆一次以使发酵均匀,直至发酵完成,得到烟草设施育苗基质。

温度变化会对微生物的代谢过程产生重要影响,从而影响菌体的增殖。胶质芽孢杆菌在15~45℃均可生长,但其菌种不同,其最适温度有一定差别。发酵温度36℃更有利于芽孢形成。如果在培养前期加入胶质芽孢杆菌,当发酵温度超过45℃时,胶质芽孢杆菌生长繁殖就受到抑制,随着温度的增高将使胶质芽孢杆菌受到致死。本发明在发酵最高温度大于60℃,且60℃持续天数3天以上,完全可致死胶质芽孢杆菌,所以当发酵温度降至45℃以下,才能加入胶质芽孢杆菌,使它生长扩繁增殖,实验证明,堆沤发酵10~20天后,发酵温度可降低至38~34℃,利用堆积物在这一时段快速增殖,以充分发挥胶质芽孢杆菌功能作用。最终可通过育苗基质把胶质芽孢杆菌带到移栽大田,促进烟草植株健康快速生长。

作为该方法的进一步改进,混合物a的水分含量(质量百分比)为55~60%。大量实验证明,该含水量为本发明中的微生物在发酵过程中生长繁殖的适宜含水量,可有助于发酵快速进行,促进条垛内部温度快速上升。

本发明的有益效果是:1)废弃资源高效利用:对农牧业废弃物酒糟、木屑进行资源化高效利用。2)有益微生物全程高效利用:制备的微生物烟草育苗基质,在生产中添加、扩繁了大量的土壤、作物有益微生物,并随烟草幼苗进入大田,经调查每株烟苗移栽时,从苗盘中取出带微生物烟草育苗基质体积为25立方厘米,约每株1.25×109个有益细菌进入移栽大田,不仅直接服务烟株根际,形成“有益微生物高浓度屏障区”,而且十分有利改良和修复土壤理化性状。3)通过构建“有益微生物屏障”来抑制烟草主要致病微生物的滋生,从而避免对基质进行人工理化消毒处理,且有益微生物随幼苗的移栽进入大田,保持烟草整个种植过程的土壤微生物多样性,防止烟草育苗进入“高污染、高耗能、高破坏”的误区。4)烟草育苗与大田生产效果极为显著:制备的烟草育苗活性基质,物理结构、养分结构和微生物多样性结构的组合,提高了育苗基质的质量,直接提高烟草育苗壮苗率,与ck相比出现意想不到的效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

说明:以下物质的百分比含量未经特别说明均指质量百分比含量。

实施例1:

按照以下方法制备烟草设施育苗基质a:

(1)按照以下质量百分比(以干重计)配方量取各原料:酒糟73.5%,木屑25.96%,生石灰0.12%,生石膏0.12%,尿素0.16%,磷肥0.02%,微生物复合菌种0.08%,胶质芽孢杆菌菌种0.04%;所述胶质芽孢杆菌菌种中的有效活菌数量为1亿/g,所述微生物复合菌种中的有效活菌总数量为8亿/g,且所述微生物复合菌种中有效活菌数量之比:枯草芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:嗜热杆菌=10:5:1。

(2)将新鲜湿度大的酒糟(含水68%)与干燥的木屑(含水17%)进行混合,得到混合物a,测得混合物a的水分含量为56%。

(3)向混合物a中加入生石灰,得到混合物b,测得混合物b液相ph=6.5。

(4)向混合物b中加入尿素、微生物复合菌种、生石膏、磷肥,得到混合物c,测得混合物c的碳氮比值为22.4:1。

(5)将混合物c堆积成条垛形进行自然发酵,每个条垛长8.5m,宽2.0m,高0.6m。在条垛上覆盖防水薄膜,防止条垛表层水分蒸发和雨水淋入。控制发酵环境,发酵开始后经24小时测得条垛堆内部温度上升至45.3℃,48小时后该温度上升至57.9℃,72小时温度升至65℃,撤去覆盖薄膜,并进行翻堆。

(6)堆沤发酵14天后,在翻堆时将胶质芽孢杆菌菌种均匀混入条垛内,同时每隔6天翻堆一次以使发酵均匀,直至发酵温度下降至38.0℃,视为完成发酵,得到烟草设施育苗基质a。

实施例2:

按照以下方法制备烟草设施育苗基质b:

(1)按照以下质量百分比(以干重计)配方量取各原料:酒糟37.8%,木屑61.31%,生石灰0.20%,生石膏0.19%,尿素0.24%,磷肥0.02%,微生物复合菌种0.16%,胶质芽孢杆菌菌种0.08%;所述胶质芽孢杆菌菌种中的有效活菌数量为0.7亿/g,所述微生物复合菌种中的有效活菌总数量为5亿/g,且所述微生物复合菌种中有效活菌数量之比:枯草芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:嗜热杆菌=8:4:1。

(2)将新鲜湿度大的酒糟(含水75%)与木屑(含水45%)进行混合,得到混合物a,测得混合物a的水分含量为56%。

(3)向混合物a中加入生石灰,得到混合物b,测得混合物b液相ph=6.5。

(4)向混合物b中加入尿素、微生物复合菌种、生石膏、磷肥,得到混合物c,测得混合物c的碳氮比值为24.5:1。

(5)将混合物c堆积成条垛形进行自然发酵,每个条垛长8.5m,宽2.0m,高0.6m。在条垛上覆盖防水薄膜,防止条垛表层水分蒸发和雨水淋入。控制发酵环境,发酵开始后经24小时测得条垛堆内部温度上升至38.1℃,36小时后温度上升至43.1℃,48小时后该温度上升至47.5℃,72小时温度升至52℃,撤去覆盖薄膜,并进行翻堆。

(6)堆沤发酵20天时,在翻堆时将胶质芽孢杆菌菌种均匀混入条垛内,同时每隔7天翻堆一次以使发酵均匀,直至发酵温度下降至38.0℃,视为完成发酵,得到烟草设施育苗基质b。

实施例3:

按照以下方法制备烟草设施育苗基质c:

(1)按照以下质量百分比(以干重计)配方量取各原料:酒糟82.6%,木屑17.08%,生石灰0.06%,生石膏0.07%,尿素0.14%,磷肥0.01%,微生物复合菌种0.04%;所述微生物复合菌种中的有效活菌总数量为7亿/g,且所述微生物复合菌种中有效活菌数量之比:枯草芽孢杆菌:地衣芽孢杆菌:嗜热杆菌=9:4:1。

(2)将新鲜湿度大的酒糟(含水64%)与木屑(含水20%)进行混合,得到混合物a,测得混合物a的水分含量为59%。

(3)向混合物a中加入生石灰,得到混合物b,测得混合物b液相ph=6.5。

(4)向混合物b中加入尿素、微生物复合菌种、生石膏、磷肥,得到混合物c,测得混合物c的碳氮比值为19.7:1。

(5)将混合物c堆积成条垛形进行自然发酵,每个条垛长8.5m,宽2.0m,高0.6m。在条垛上覆盖防水薄膜,防止条垛表层水分蒸发和雨水淋入。控制发酵环境,发酵开始后经24小时测得条垛堆内部温度上升至43.5℃,36小时后温度上升至48.1℃,48小时后该温度上升至55.2℃,72小时温度升至60.5℃,撤去覆盖薄膜,并进行翻堆。

(6)每隔5天翻堆一次以使发酵均匀,直至发酵温度下降至38.0℃,视为完成发酵,得到烟草设施育苗基质c。

试验设计:

一、基质理化指标检测:

ⅰ号:对照(ck)为常用烟草育苗基质,其原料(体积百分比)为:70%草炭+15%蛭石+15%膨化珍珠岩;

ⅱ号:经过蒸汽高温灭菌处理后的烟草设施育苗基质a;

ⅲ号:烟草设施育苗基质a;

ⅳ号:烟草设施育苗基质b;

ⅴ号:烟草设施育苗基质c。

表1各基质理化指标检测结果

表1选取目前生产大面积使用烟草育苗基质为对照(ⅰ号ck),对五种基质主要养分进行检测,ⅱ号、ⅲ号为为同一样品,ⅱ号在大田试验前进行高压蒸汽灭菌。化验检测为:ⅱ号、ⅲ号、ⅲ号、ⅳ号、ⅴ号处理主要养分:有机质、腐殖酸、脯氨酸、速效磷、速效钾均高于ck,其中ⅲ号营养成分大幅增加,较ck有机质提高90.3%,腐殖酸增加95.9%,全氮增加101.8%,碱解氮增加7.1倍,速效磷增加62.4倍,速效钾增加172.3倍。增加了ck中没有的物质;增加益微生物0.5亿个/克、脯氨酸1.95%。同时基质的容重下降34.5%,即变得更轻了,更加有利于培育烟草壮苗。同时ⅳ号、ⅴ号基质化验结果也相对于ⅰ号ck有显著的改善,ⅲ号、ⅳ号、ⅴ号基质腐殖酸的大幅度增加表明促腐工艺(物料配比、菌种株系、发酵温度和时间)应用巧妙。

二、不同育苗基质出苗率和幼苗素质比较试验:

表2不同育苗基质出苗率和幼苗素质比较

从表2中可以看出,ⅲ号、ⅳ号、ⅴ号处理组在出苗率、叶片数、茎围、烟苗最大叶片长、烟苗最大叶片宽、根系干重各项农艺性状指标均较ⅰ号ck组有明显提升。ⅴ号与ⅳ号相比较,基质容重较大,出苗率最高,成苗期根系生长不及ⅳ号,但任然高于ck。ⅲ号较ck比较,出苗率增加2.4%,叶片数增加21.4%,茎围增加1.1%,烟苗最大叶片长增加6.7%,烟苗最大叶片宽增加13.3%,根系干重增加69.5%,表明活性微生物基质出苗率和烟苗素质极显著地高于ck常规基质,最令人意想不到是:ⅲ号基质烟苗根系较ck基质根系基质了69.5%之多。

ⅱ号、ⅲ号两种基质相比,ⅲ号基质的出苗率、叶数片、茎高、茎围、烟苗最大叶片(长×宽)根系干重等明显优于ⅱ号,表明有益微生物在基质中对烟苗生长的贡献率是巨大的。有益微生物在基质对烟苗根系生长量的贡献率达到43.5%,是前所未有的。

表3活性基质不同配比处理成苗期生理素质

从表3中可以看出,ⅲ号、ⅳ号、ⅴ号处理组在根系活力(氯化三苯基四氮唑染色法(ttc方法)检测)、叶片叶绿素a、叶绿素b各项成苗期生理素质上均较ⅰ号ck组有明显提升。其中处理ⅲ根系活力达到1065.33ug/g.h-1,较ck增加55.2%,叶片叶绿素a、叶绿素b分别较ck增加20%以上。为7.82mg/g,11.30mg/g。ⅲ号较ⅱ号比较,ⅲ号烟苗生产有显著的优势,益微生物在基质对烟苗根系生长活力的贡献率达到31.2%,是始料未及的。叶片叶绿素a、叶绿素b的增加,使烟株无论在暗光或强光条件,植物光合作用强度大幅度提高。同样是前所未有的。

三、基质育苗大田生育期情况调查可见:

表4三种基质育苗大田生育期情况调查

烟草育苗活性微生物基质,与常规基质为对照(ck)进行育苗的大田对比试验。试验结果如下:大田生育期较对照ck延长2~7天,有益于提高优质烟叶产量,增加经济效益。

表5三种基质大田烟叶产值量对比

烟草育苗活性基质与ck大田对比试验,活性基质较对照产量、质量、产值均显著增加(表5)。上等烟基质与ck相比提高3.34~33.8%,因烟叶质量的提高,烟叶产值明显增加,尤其是ⅲ号处理组较ck产值大幅增加,每亩净增收入达到1054元,增加产值幅度为34.9%,是前所未有的。

试验总结:

1、ⅱ号、ⅲ号、ⅲ号、ⅳ号、ⅴ号处理主要养分:有机质、腐殖酸、脯氨酸、速效磷、速效钾均高于ck,其中ⅲ号营养成分大幅增加;烟苗素质均高于对照ck,尤其是烟苗根系生长,以及生理指标均优于ck。ⅲ号表现最优。

2、ⅱ号、ⅲ号、ⅲ号、ⅳ号、ⅴ号大田烟叶生产各经济指标优于ck。ⅲ号表现最为优秀。

3、ⅳ号与ⅲ号比较,ⅳ号加入的木屑多,容重低,烟苗素质、大田生长、烟叶亩产值不及ⅲ号,ⅴ号与ⅲ号比较,ⅴ号号加入的木屑少,容重高,烟苗素质、大田生长、烟叶亩产值同样不及ⅲ号。

4、ⅴ号与ⅳ号比较,ⅴ号营养成分高。ⅴ号加入的酒糟多,木屑少,营养成分较高,复合微生物繁殖数量高于ⅳ号;但基质容重高,育苗时基质吸水量大,不利根系生长,但仍明显优于ck;ⅳ号加入的酒糟少,木屑多,营养成分低,复合微生物繁殖数量少于ⅴ号,尽管添加了胶质芽孢杆菌,但是基质原料中的营养较低,胶质芽孢杆菌定殖、繁殖速度慢,胶质芽孢杆菌的解磷解钾未能表现明显,大田生长也不及ⅴ号,但差异不显著。

5、ⅲ号处理是最佳配方和方法。

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