一种利用丛枝菌根真菌和花渣提高土壤质量的方法与流程

本发明属于农业领域，具体涉及一种提高土壤质量的方法。

背景技术：

黄土高原的主要土壤均发育于石灰性黄土母质，其最主要的特点是有机碳含量低，进而导致土壤肥力降低，表现为土壤供给作物养分的能力、土壤的耕性、通气性和透水性迅速降低，进而影响农作物产量的提高。

苦水玫瑰榨取精油后剩余苦水玫瑰花渣，在黄土高原地区十分易得，而且产量丰富，但是玫瑰花渣的处理和合理的利用仍没有得到很好的解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用丛枝菌根真菌和花渣提高土壤质量的方法,以解决现有黄土高原的土壤有机碳含量低，进而导致土壤肥力降低，进而影响农作物产量的问题。

本发明技术方案如下：一种利用丛枝菌根真菌和花渣提高土壤质量的方法，

包括如下步骤：

步骤一：丛枝菌根真菌的扩繁；

步骤二：玫瑰花渣的堆肥处理，

（1）玫瑰花渣预处理：用尿素将玫瑰花渣的初始c/n比调节至25-30；

（2）按玫瑰花渣与水的质量比为1:1.5-1:2的比例，将花渣施足水；

（3）按玫瑰花渣与催腐剂的质量比为10:1-10:2的比例施足催腐剂，保持水分含量为50-60%；

（4）封严：待催腐剂喷拌均匀后，装入密封桶，加盖塑料薄膜，得矿化生物质；

步骤三：采集田间土壤过筛子后高温灭菌获得无菌土壤；以1.5-2%的质量比加入矿化生物质于无菌土壤中；以0.05-0.1%的比例接种扩繁的丛枝菌根真菌于无菌土壤中。

优选地，所述步骤一丛枝菌根真菌的扩繁的具体过程为，进行盆栽扩繁，将花盆用0.1%高锰酸钾溶液浸泡消毒，并用流水清洗干净；宿主植物选择白三叶，将三叶草种子用种子用10%的h2o2浸泡5min进行表面消毒，用蒸馏水冲洗干净，浸种24h备用，置于湿润的滤纸上放置24h使之发芽；采用土壤作为培养基质，接种并适时浇水；培养8周后，停止浇营养液和水，去除地上部分植株体，分别收获植株根系和培养基，风干后4℃保存待用。

优选地，所述步骤二中玫瑰花渣与水的质量比为1:1.5。

优选地，所述步骤二中玫瑰花渣与催腐剂的质量比为10:1。

优选地，所述步骤二中催腐剂采用沃宝催腐剂。

本方法包括丛枝菌根真菌（arbuscularmycorrhizalfungi，amf）的扩繁，玫瑰花渣的堆肥处理以及生物质还田并接种amf。该方法较传统的玫瑰花渣的处理的区别在于将玫瑰花渣腐熟后结合amf进行还田，加快了玫瑰花渣的矿化。提高了土壤养分含量，进而促进了玉米的生长，提高了土壤质量。解决玫瑰花渣的浪费和对环境的污染，同时也提高玫瑰产业的经济附加价值，提高了黄土高原土壤质量。

本发明与传统玫瑰花渣利用的不同之处在于没有直接使用生料玫瑰花渣，而是先对玫瑰花渣进行堆肥腐熟处理，然后在还田过程中接种丛枝菌根真菌，在土壤中加快了玫瑰花渣的矿化，进而提高了玫瑰花渣的利用率。

在黄土高原地区苦水玫瑰花渣十分易得而且产量丰富，但是玫瑰花渣的处理和合理的利用仍没有得到很好的解决，本发明针对黄土高原地区土壤有机碳含量低、肥力低的状况，利用腐熟玫瑰花渣等生物质以及丛枝菌根真菌（amf）改良土壤，通过催腐剂的催腐，能够在一到两个月内完成生物质的矿化，使生物质变成有机质。该方法简单、操作简便，既可以适用于小规模利用又可以大范围推广。将矿化的生物质还田时加入丛枝菌根真菌（amf），可以加快生物质的矿化，使得土壤增碳效果更加明显，提高了土壤质量，对作物的促生长效应明显，同时该生物质种类丰富，分布广泛，容易获得，加之该技术工艺操作简便，具有大规模的推广效应。将玫瑰花渣腐熟还田既解决了玫瑰花渣的浪费和对环境的污染，同时也提高了生物质的经济附加价值，提高作物的生物量，促进黄土高原农业的可持续发展。

附图说明

图1为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后土壤有机质含量变化的柱状图；

图2为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后土壤全氮含量变化的柱状图；

图3为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后土壤速效磷含量变化的柱状图；

图4为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后每盆玉米产量变化的柱状图。

具体实施方式

下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

术语解释：生物质：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。

包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。

生物矿化:指由生物体通过生物大分子的调控生成无机矿物的过程。与一般矿化最大不同在于有生物大分子生物体代谢、细胞、有机基质的参与。是生物形成矿物的作用，是生物在特定的部位，在一定的物理化学条件下，在生物有机物质的控制或影响下，将溶液中的离子转变为固相矿物的作用。

丛枝菌根真菌（amf）采用现有产品：菌根是自然界中一种普遍的植物共生现象,它是土壤中的菌根真菌菌丝与高等植物营养根系形成的一种联合体。共生真菌从植物体内获取必要的碳水化合物及其他营养物质，而植物也从真菌那里得到所需的营养及水分等，从而达到一种互利互助、互通有无的高度统一。

实施例中催腐剂采用现有沃宝催腐剂。

实施例1

（1）丛枝菌根真菌（amf）的扩繁：采用glomusmosseae（gm）扩繁，采用10cm×15cm的塑料花盆进行盆栽扩繁，将花盆用0.1%高锰酸钾溶液浸泡消毒，并用流水清洗干净。宿主植物选择白三叶，将三叶草种子用种子用10%h2o2浸泡5min进行表面消毒，用蒸馏水冲洗干净，浸种24h备用/置于湿润的滤纸上放置24h使之发芽。采用大田土壤作为培养基质，并采用“二层接种法”接种，即首先在试验盆中装入一定高度灭菌基质，然后均匀地撒上一层接种体（接种物为含有孢子、菌丝的土壤及其寄主植物的根段混合物），大约10g，之后又撒上一层基质，再撒一层接种剂，覆上一层基质，种子播于其上，再覆上一层细的基质即可。出苗后进行间苗，播种后到出苗前只浇水不用浇营养液，旺长期每隔3—4d浇1次营养液。其余时间每周浇营养液1次（营养液采用修改的hoagland营养液），并适时浇水。培养8周后，停止浇营养液和水，去除地上部分植株体，分别收获植株根系和培养基，风干后4℃保存待用。

（2）玫瑰花渣的堆肥处理。

2.1玫瑰花渣预处理：用尿素将玫瑰花渣的初始c/n比调节至25-30，以提供催腐剂中微生物足够的营养物质，提高堆肥的速率。

2.2按玫瑰花渣：水=1:1.5的比例，先将花渣施足水，确保发酵期需水。

2.3按玫瑰花渣：催腐剂=10:1施足催腐剂，保持水分含量为60%。

2.4封严：待催腐剂喷拌均匀后，装入密封桶，加盖塑料薄膜，防止水分蒸发、养分流失，提温保湿保证堆肥过程中不会与外界进行水、热、气的交换，得矿化生物质。

实施例2-玫瑰花渣的堆肥处理，与实施例步骤不同之处在于，

玫瑰花渣：水的质量比为1:2的比例，玫瑰花渣与催腐剂的质量比为10:2，保持水分含量为50%。

《效果试验》

1、扩繁效果：表1示出了丛枝菌根真菌扩繁后孢子密度和侵染率，说明腐

熟玫瑰花渣侵染率低。

2、生物质腐熟的判定标准

2.1定性的判断生物质是否腐熟，腐熟的特征表现为：

（1）、后期温度自然降低，

（2）、不再吸引蚊虫，

（3）、不会再有令人讨厌的臭味，

（4）、由于真菌的生长，堆肥表面有白色或灰白色的菌丝附着，

（5）、堆肥产品呈现疏松的结构。

高品质的堆肥产品应该是灰褐色，肉眼看上去均匀，并发出令人愉快的泥浆味。以上方法只能从感官上初步判断，通过温度、气味、色度可以定性的判断堆肥的腐熟程度。

2.2定量判断生物质是否腐熟

（1）、温度

堆肥过程中温度变化分为明显的三个阶段，初期升温阶段堆体温度迅速升到55℃以上，接着维持一段时间高温阶段，随后堆肥逐渐达到腐熟的冷却阶段。堆肥腐熟后，堆体与环境温度趋于一致，一般不发生明显变化；

（2）、气味

一般堆肥原料具有令人不愉快的气味，在运营良好的过程中，这种气味逐渐减淡并在堆肥结束后消失。堆肥腐熟后，堆肥产品具有森林腐殖土和潮湿泥土的气息；

（3）、色度

堆肥过程中堆料逐渐发黑，腐熟后堆肥产品呈黑褐色或黑色。

（4）、发芽率试验：

将实施例1堆肥的玫瑰花渣与蒸馏水按1:5的比例混合，摇床震荡2h，过滤，去上层清液备用。培养皿中铺上两层滤纸，加入5-10ml滤液并放入25粒小白菜种子进行暗培养。每天加入5-10ml滤液，第三天测定发芽率和发芽指数，腐熟玫瑰花渣发芽率测试结果见表2，发芽率大于80%、发芽指数大于50%说明生物质已腐熟。

实施例3-腐熟玫瑰花渣的还田并接种amf。

（1）采集田间土壤过2.5mm筛子后置于大烘箱保持温度为160℃高温灭菌6小时获得无菌土壤；（2）以1.5-2%的质量比加入矿化腐熟的玫瑰花渣于无菌土壤中；（3）以0.05-0.1%的比例按照现有“二层接种法”接种扩繁的amf于无菌土壤中。

《效果试验》

本试验采用室内盆栽试验，研究不同处理的玫瑰花渣结合amf对土壤质量的影响以及接种amf是否有利于提高腐熟玫瑰花渣的矿化速率。

1.试验条件说明：试验在温室内进行。试验采用高25cm，上径23cm，下径18cm的塑料桶进行试验。采集田间耕作层土壤，过筛，风干后与蛭石2:1混合作为培养基质，土壤采用干热灭菌的方法（160℃，4h）分两次消除土中am真菌繁殖体，两次时间间隔48h。挑选籽粒饱满的种子，进行表面消毒，2-3天后种植。

2.为了进行对比，分组进行：不接种amf和添加花渣（ck），生料玫瑰花渣（r），生料玫瑰花渣接种amf（r+amf），腐熟玫瑰花渣（s），腐熟玫瑰花渣接种amf（s+amf）。

3.此实施例是以玉米为实验植物，种植前分别将生料和腐熟的玫瑰花渣还田并接种amf进行种植，进行对比试验；

3.1采集田间土壤过2.5mm筛子后置于大烘箱保持温度为160℃高温灭菌6小时获得无菌土壤；

3.2以质量比2%的比例加入矿化腐熟的玫瑰花渣于无菌土壤中；

3.3以0.1%的比例按照“二层接种法”接种amf于无菌土壤；

4.4选择颗粒饱满的玉米种子，种植于上述无菌土中，测定玉米植株不同生长阶段土壤成分变化以验证提高土壤质量的效果。

表3示出了不同处理下玉米地上部分、根干重以及每盆产量，由表3可知，不同处理下，腐熟的玫瑰花渣和接种丛枝菌根真菌后玉米地上生物量、根系生物量以及每盆玉米产量最高。与对照相比，接种amf和施加腐熟的玫瑰花渣后玉米地上生物量提高了56.31%，根系生物量提高了63.13%，玉米产量提高了79.90%。

通过盆栽施加腐熟玫瑰花渣和接种amf与对照相比较发现，添加腐熟玫瑰花渣并且接种amf的试验处理，土壤有机质含量为16.93g/kg，与对照、生料玫瑰花渣、腐熟玫瑰花渣以及生料玫瑰花渣并接种amf相比分别增加61.21%、28.16%、24.67%、20.73%,具有显著性差异；土壤全氮含量与对照和腐熟玫瑰花渣相比分别增加了51.89%、18.28%；腐熟玫瑰花渣的加入提高了土壤速效磷的含量，处理腐熟玫瑰花渣接种amf与对照、生料玫瑰花渣、生料玫瑰花渣并接种amf相比速效磷含量分别增加了96.78%、17.67%、28.16%；添加玫瑰花渣和接种amf显著提高了玉米产量，处理腐熟玫瑰花渣接种amf和生料玫瑰花渣并接种amf的产量分别为45.98g/盆、38.50g/盆，与对照相比分别增加了79.90%、76.00%，与不接种amf处理相比提高了73.31%和82.85%。

图1为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后土壤有机质含量变化的柱状图；图2为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后土壤全氮含量变化的柱状图；图3为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后土壤速效磷含量变化的柱状图；图4为本发明方法中添加丛枝菌根真菌、生料玫瑰花渣和腐熟玫瑰花渣后每盆玉米产量变化的柱状图。

综合上述试验结果，添加腐熟玫瑰花渣和接种amf改良了土壤品质，提高了土壤有机质、速效磷含量，并且显著提高了玉米植株产量，因此利用腐熟玫瑰花渣和接种amf提高土壤质量的方法切实可行，效果明显。