一种促进玉米生长的组合物及其应用

1.本发明涉及化肥技术领域，更具体地，涉及一种促进玉米生长的组合物及其应用。


背景技术：

2.玉米是中国第一大粮食作物，同时也可作为饲料，且含有丰富的维生素，因其营养价值丰富而受到广大消费者和种植者的青睐，但随着种植经济效益下降和市场需求增加，如何增加玉米产量是一大问题。
3.现有技术公开了一种作物秸秆生物炭复合微生物有机肥，包括复合微生物菌剂、丛枝菌根真菌、植物免疫诱抗剂和作物秸秆生物炭。这种复合微生物有机肥能够提高玉米的穗长、穗粗，并且提高玉米的行粒数以及百粒重。然而，其并未针对玉米体内生物量的提高以及玉米体内氮含量降低的问题的解决。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有生物炭复合微生物有机肥对玉米体内生物量的提高和玉米体内氮含量降低的缺陷和不足，提供一种促进玉米生长的组合物，通过特定比例的丛枝菌根真菌和生物炭的协同作用，有效地促进土壤铵态氮、无机氮、硝态氮向玉米体内转移，提升了玉米的生物量，缓解玉米体内氮含量显著降低，从而促进玉米生长。
5.本发明的又一目的在于提供一种组合物在提高玉米生物量中的应用。
6.本发明的另一目的在于提供一种组合物在提高玉米植株磷浓度中的应用。
7.本发明的还一目的在于提供一种组合物在提高土壤氮含量中的应用。
8.本发明上述目的通过以下技术方案实现：
9.一种促进玉米生长的组合物，包括丛枝菌根真菌和生物炭，丛枝菌根真菌和生物炭的重量比为(0.002～0.006)：1。
10.本发明利用特定比例的丛枝菌根真菌(amf)与生物炭复配，利用amf能够与玉米的根系建立良好的共生关系，能够显著提高玉米地下部分、玉米地上部分和总的生物量，促进玉米生长。生物炭能够促进丛枝菌根真菌对玉米植株的侵染率，促进amf与玉米根系建立良好的共生关系，促进玉米的生长，提高玉米产量。本发明通过将丛枝菌根真菌和生物炭以特定比例复配，能够显著提高玉米总的生物量、地下部分和地上部分的生物量。
11.氮、磷元素是植物生长发育的必需营养元素，是构成植物体内许多重要化合物的重要组分，由于生物炭会使得玉米地上部分和根系的氮含量显著降低，本发明通过将amf与生物炭复配，能够防止玉米体内氮含量的显著降低。
12.本发明通过amf与生物炭复配，能够显著提高玉米体内的磷含量。
13.本发明通过amf与生物炭复配，能够促进土壤铵态氮、无机氮、硝态氮向玉米体内转移。
14.优选地，丛枝菌根真菌和生物炭的重量比为0.005:1。
15.优选地，所述丛枝菌根真菌为摩西球囊霉(g.mosseae)、地表球囊霉
(g.versiform)和幼套球囊霉(g.etunicatum)。
16.更进一步优选地，所述丛枝菌根真菌为摩西球囊霉200705m，保藏编号为cgmcc n0.11662。
17.amf菌种为摩西球囊霉(glomus mosseae)200705m，保藏编号为cgmcc n0.11662，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。
18.丛枝菌根真菌的种类影响玉米植株的侵染率，也影响与玉米根系的共生关系。
19.摩西球囊霉能够显著提高玉米株高。
20.优选地，所述生物炭的制备方法包括如下步骤：
21.s1.热解花生壳得到炭化物；
22.s2.研磨s1中的炭化物，得到所述生物炭；
23.其中，热解温度为400～600℃，热解时间为1～3h；
24.生物炭的粒径为0.5～5mm。
25.生物炭的原料直接影响生物炭的结构和理化性质，进而影响其与土壤的理化性质，影响土壤中amf的生存环境。
26.热解温度和热解时间也会影响生物炭的结构，从而影响玉米体内的磷含量。
27.本发明采用花生壳作为生物炭的原料主要是因为花生壳中具有较高含量的木质素，而且花生壳作为原料热解后得到的生物炭的孔隙度有利于提高玉米体内的生物量。
28.而且，以花生壳为原料制备的热解碳的碳氮比较低，孔隙度较小，有利于促进生长期较短的玉米的生长。
29.优选地，热解温度为500℃，热解时间为2h。
30.优选地，生物炭的粒径为小于等于2mm。
31.优选地，所述丛枝菌根真菌的宿主植物为黑麦草。
32.本发明还保护上述任一项所述组合物在提高玉米生物量中的应用。
33.本发明组合物通过将丛枝菌根真菌和生物炭以特定比例复配，能够显著提高玉米总的生物量、地下部分和地上部分的生物量。
34.本发明还保护上述任一项所述组合物在提高玉米植株磷浓度中的应用。
35.本发明组合物通过amf与生物炭复配，能够显著提高玉米体内的磷含量。
36.本发明还保护上述任一项所述组合物在促进土壤中氮向玉米体内转移中的应用。
37.本发明组合物通过amf与生物炭复配，能够促进土壤铵态氮、无机氮、硝态氮向玉米体内转移。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
39.本发明公开了一种促进玉米生长的组合物，包括丛枝菌根真菌和生物炭，通过特定比例的丛枝菌根真菌和生物炭的协同作用，有效地促进土壤铵态氮、无机氮、硝态氮向玉米体内转移，提升了玉米的生物量，缓解玉米体内氮含量显著降低，从而促进玉米生长。
40.本发明的促进玉米生长的组合物能够将玉米地下部分的生物量提高到10.26g/株，将玉米地上部分生物量提高到18.41g/株，将玉米总生物量提高到28.67g/株，并且能够将菌根侵染率达到42％。
具体实施方式
41.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
42.实施例1
43.一种促进玉米生长的组合物，包括丛枝菌根真菌和生物炭，丛枝菌根真菌和生物炭的重量比为0.005:1。
44.其中，所述丛枝菌根真菌为摩西球囊霉200705m，保藏编号为cgmcc n0.11662。采用黑麦草为宿主植物，在灭菌河砂中扩繁4个月后，获得了由孢子、根外菌丝和根细定殖段组成的amf接种体。
45.生物炭的制备方法包括如下步骤：
46.s1.热解花生壳得到炭化物；
47.s2.研磨s1中的炭化物，得到所述生物炭；
48.其中，热解温度为500℃，热解时间为2h；
49.生物炭的粒径为≤2mm。
50.上述促进玉米生长的组合物的应用如下：
51.供试土壤：将土壤和沙子都经过2mm的筛孔，然后以1:1的体积比完全混合。然后将土砂混合物在121℃,2小时后装罐。土砂混合物所含1.80g总c kg-1
和390mg总n kg-1
。
52.供试玉米：玉米品种为农大108。
53.准备8个直径为15厘米，高为18厘米且装有2000g蒸压土砂混合物的花盆，在土砂混合物中添加40g生物炭，将0.20gamf接种菌放置于离拟种植玉米分株细根近的土壤表层以下约10cm处，将生长趋势相似的玉米植株移植到花盆中。
54.试验持续75天，试验在温室中进行，条件是自然光。使用蒸馏水将所有罐子保持在最大持水量的60～70％。实验期间，平均气温在19.7℃～27.2℃。
55.实施例2
56.一种促进玉米生长的组合物，包括丛枝菌根真菌和生物炭，丛枝菌根真菌和生物炭的重量比为0.005:1。
57.其中，所述丛枝菌根真菌为地表球囊霉菌，保藏编号为cgmcc no.14546。
58.实施例3
59.一种促进玉米生长的组合物，包括丛枝菌根真菌和生物炭，丛枝菌根真菌和生物炭的重量比为0.005:1。
60.其中，所述丛枝菌根真菌为幼套球囊霉，保藏编号为bgcg03c。
61.实施例4
62.一种促进玉米生长的组合物，包括丛枝菌根真菌和生物炭，丛枝菌根真菌和生物炭的重量比为0.005:1。
63.其中，所述丛枝菌根真菌为根内球囊霉，保藏编号为bgcgj09。
64.对比例1
65.准备8个直径为15厘米，高为18厘米且装有2000g蒸压土砂混合物的花盆，与实施例1不同的是，花盆中不接种amf真菌，也不添加生物炭，将与实施例1中生长趋势相似的玉米植株移植到花盆中。
66.对比例2
67.准备8个直径为15厘米，高为18厘米且装有2000g蒸压土砂混合物的花盆，与实施例1不同的是，花盆中添加40g生物炭，不接种amf真菌，将与实施例1中生长趋势相似的玉米植株移植到花盆中。
68.对比例3
69.准备8个直径为15厘米，高为18厘米且装有2000g蒸压土砂混合物的花盆，
70.与实施例1不同的是，将0.20gamf接种菌放置于离拟种植玉米分株细根近的土壤表层以下约10cm处，不添加生物炭，将与实施例1中生长趋势相似的玉米植株移植到花盆中。
71.结果检测
72.测试项目：
73.(1)生物量：取植株根部，用滤纸吸干表面水分，用分析天平称量其质量作为地下部鲜重，称量植株茎叶作为地上部鲜重。将不同处理的植株茎叶及其根分别装入小纸袋并做好标记，置于烘箱中105℃杀青15min，然后调至80℃烘干至恒重，称量其干重。
74.(2)菌根侵染率测定：取玉米新鲜的根须，剪成大约为1cm的小段，使用10％的koh溶液进行消煮，再用酸性的品红溶液进行染色，最后在100
×
显微镜下观察丛枝菌根的侵染情况，用方格十字交叉法计算菌根的侵染率。
75.(3)玉米植株氮磷浓度：采收前，利用植物营养仪(托普仪器有限公司中国)测定了每个盆栽玉米根系和地上部分的氮含量和磷含量。
76.(4)土壤氮含量：在每个花盆里分别收获玉米的叶子、茎和地下部分(根和根茎)。轻轻地抬起植物根系，收集根际土壤。将土壤样品保存在4℃，用于测定土壤中无机氮、铵态氮、硝态氮以及总氮的含量。无机氮采用直接扩散法测定；用真空过滤浸出法比色测定土壤中的铵态氮；用硝酸根电极测定土壤提取物中的硝态氮。
77.采用excel 2017软件进行数据处理，spss 19.0软件进行方差分析。选择lsd法进行多重比较，作图采用origin 9.0。
78.表1为实施例1、对比例1～3对玉米的根系、地上部分生物量、根系和地上生物量比值、总的生物量和菌根侵染率的具体检测结果，表1中，同列不同小写字母表示处理间差异达5％显著水平。
79.表1
[0080][0081]
从表1可以看出，实施例1的组合物能够显著提高玉米总的生物量、地下部分和地
上部分的生物量。
[0082]
而且，实施例1的组合物中的amf对玉米的根系具有良好的侵染效果，其侵染率在40％左右，说明amf与玉米根系能够建立较好的共生关系。和对比例3相比，实施例1的组合物对玉米根系侵染率高于对比例3的侵染率，说明生物炭的存在会促进玉米植株的侵染率。
[0083]
表2为实施例1、对比例1～3对玉米地上氮含量、根系氮含量、地上磷含量和根系磷含量的影响。表2中，同列不同小写字母表示处理间差异达5％显著水平。
[0084]
表2
[0085][0086]
从表2可以看出，对比例2仅添加生物炭，玉米地上部分和根系的氮含量显著降低。实施例1中，添加amf后，可以缓解生物炭对玉米体内氮含量的显著降低。
[0087]
本发明实施例1的组合物，能够显著提高玉米地上和根系中的磷含量。
[0088]
(3)表3为实施例1、对比例1～3对土壤铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮含量的影响。表3中，同列不同小写字母表示处理间差异达5％显著水平。
[0089]
表3
[0090][0091]
从表3可以看出，实施例1的组合物通过amf与生物炭复配，能够促进土壤铵态氮、无机氮、硝态氮向玉米体内转移。
[0092]
(4)表4为实施例1～4、对比例1对玉米株高的影响。表4中，同列不同小写字母表示处理间差异达5％显著水平。
[0093]
表4
[0094]
[0095]
从表4可以看出，摩西球囊霉(g.mosseae)、地表球囊霉(g.versiform)、幼套球囊霉(g.etunicatum)均能够显著提高玉米的株高，促进玉米生长。
[0096]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。