一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥及其制备方法和应用

1.本发明属于山药种植专用益生菌肥的制备技术领域，具体涉及一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥及其制备方法和应用。


背景技术：

2.山药是一年或多年生藤本植物，其地下块茎是典型的药食两用大宗中药材，2020年全球山药种植面积约为920.5万公顷，全球山药产量约为7603.1万吨，2021年我国山药种植面积430万亩，产量853万吨，因此，山药具有巨大的药用价值和经济价值。但是，在山药种植过程中，存在严重的土壤连作障碍和病虫害问题，一定程度上制约了山药的规模化种植，而且化肥等化学品的大量施用严重影响了山药的品质，非常不利于实现山药的绿色种植和可持续发展。有机绿色、安全可靠的益生菌肥被认为具有促进植物生长和健康的功能，对于绿色农业的发展具有重要的实践价值。但是，目前市面上山药专用的益生菌肥非常少见。
3.蚯蚓粪是一种优质的有机肥，具有肥力持久、通气良好、保水性佳、养分全面等特点，其不仅含有氮磷钾等必需元素，也包含多种氨基酸、微量元素和蚯蚓分泌的特殊活性物质。以含有大量矿物质的草木灰和蚯蚓粪为基质的有机肥，添加益生菌剂后，可在作物根际有效定殖，生物活性更强，出苗率更高，同时有效抑制土传疾病，对土壤改良培肥和农产品品质的改善等效果更明显。但是，目前针对山药的蚯蚓粪益生菌肥尚未有相关报道。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供了一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥及其制备方法和应用，该方法制备的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥用于山药种植能够显著提高山药的出苗率和品质。
5.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：蚯蚓粪400份、草木灰200份、链霉菌(streptomyces)1～1.5份、假单胞菌(pseudomonas)1～1.5份、木霉菌(trichoderma)1～1.5份和芽孢杆菌(bacillus)1～1.5份。
6.本发明所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法，其特征在于具体步骤为：
7.步骤s1：将从山药根际及内生系统分离所得的链霉菌、假单胞菌、芽孢杆菌、木霉菌以1:1:1:1接种于发酵罐中，选择复合培养基发酵培养，该复合培养基的组成为：硫酸铵2g、葡萄糖20g、磷酸氢二钾0.3g、氯化钠0.2g、硫酸镁0.8g、硫酸锰0.03g、硫酸亚铁0.03g、酵母浸粉5g、蒸馏水1000ml；
8.步骤s2：将已发酵产物真空干燥呈粉末状后制成干粉菌剂；
9.步骤s3：将200重量份草木灰与400重量份蚯蚓粪混合，调整干湿度至均匀散开得到草木灰蚯蚓粪混合物；
10.步骤s4：将步骤s3得到的草木灰蚯蚓粪混合物与4-6重量份步骤s2得到的干粉菌剂混合拌匀即得到山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥。
11.进一步限定，步骤s1中发酵温度为30～37℃，ph值为7.2～7.6，发酵时间为12～24h，通风量为8～10m3，搅拌速率为200～300r/min。
12.进一步限定，步骤s2中真空干燥温度为50℃，干燥时间为30min，菌剂浓度为4
×
107cfu/g。
13.进一步限定，步骤s4中所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥中有机质含量为70.1wt％，总氮含量为3.38wt％、磷含量为0.94wt％、钾含量为0.60wt％，重金属砷、镉和铅含量均≤0.002wt％，益生菌含量为0.44wt％，粗蛋白含量为5.87wt％，符合ny/t525-2021《有机肥料》应用标准。
14.本发明所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥在山药种植中的应用，其特征在于：所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的施用量为250～1000kg/亩，待施加山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的土壤已预先用施用量200kg/亩的氮磷钾复合肥进行施肥处理。
15.进一步限定，所述氮磷钾复合肥中氮、磷、钾的含量均为15wt％。
16.本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本发明将草木灰打碎匀质后与蚯蚓粪混合，并与山药根际和内生系统分离所得的益生菌发酵制成的干粉菌剂混合，最终得到一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥。本发明原料易得，工艺简便，绿色安全且减少了有机废弃物对环境的污染；终产品富含多种氨基酸、大量元素和微量元素，营养丰富，并且通过与益生菌联合施用能够进一步提高肥效，同时提高了作物的抗逆性。益生菌的作用也使其生物活性增强，进一步维持山药健康，促进山药生长发育，进而提升山药品质。
17.本发明制备的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥比目前市售单一蚯蚓粪肥或益生菌肥具有更好的营养及生物活性，尤其是对山药生长和健康具有显著的促进效果，有效的提升了山药的产量和品质。
附图说明
18.图1为实施例2中山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥对山药地下部分生长的促进效果图。
具体实施方式
19.以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
20.实施例1
21.山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥施用对山药出苗率的影响
22.所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥，由以下重量配比的原料制备而成：蚯蚓粪400kg、草木灰200kg、链霉菌1.4kg、假单胞菌1.4kg、木霉菌1.4kg和芽孢杆菌1.4kg。
23.所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备过程为：
24.步骤s1，将从山药根际及内生系统分离所得的链霉菌、假单胞菌、芽孢杆菌、木霉
菌以1:1:1:1与水混合搅拌均匀，置于发酵罐中，选择复合培养基(硫酸铵2g、葡萄糖20g、磷酸氢二钾0.3g、氯化钠0.2g、硫酸镁0.8g、硫酸锰0.03g、硫酸亚铁0.03g、酵母浸粉5g、蒸馏水1000ml)发酵培养，发酵温度为35℃、ph值为7.4、发酵时间为18h、通风量为10m3、搅拌速率为250r/min；
25.步骤s2，将已发酵产物真空干燥呈粉末状后制成干粉菌剂；
26.步骤s3，将200kg草木灰与400kg蚯蚓粪混合，调整干湿度至均匀散开得到草木灰蚯蚓粪混合物；
27.步骤s4，将125kg草木灰蚯蚓粪混合物与1kg干粉菌剂混合拌匀即得到山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥。
28.将上述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥以250kg/亩准备待用，待施加山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的土地已预先用施用量200kg/亩的氮磷钾复合肥(其中氮、磷、钾的含量均为15wt％)进行施肥处理。
29.待用的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥进行了作物的出苗率检测实验。选取种粒饱满、大小一致的山药种栽进行播种，保证种栽的播种深度及土壤湿度基本一致。在正常种植基础上进行施肥，待作物出苗后统计发芽率，选取10个样方，每个样方种栽6个，每个处理5个重复。
30.试验地址：河南省焦作市温县农业科学研究所，大田。
31.实验处理：
32.对照组：正常进行复合肥处理；
33.处理组：复合肥处理基础上，草木灰蚯蚓粪益生菌肥250kg/亩施肥处理。
34.试验作物：山药
35.对作物出苗率的影响：
[0036][0037]
备注：每个样方种栽6个，出苗率＝实际出苗数/种栽数，四舍五入取整数。
[0038]
试验结果：处理组五个重复的多样方出苗率均高于对照组。施加山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥组山药的出苗率达到95％-98％之间，对照组山药的出苗率在78％-90％之间，处理组山药的出苗率明显高于对照组。
[0039]
实施例2
[0040]
山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥对山药地下部分生长的促进效果
[0041]
所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥，由以下重量配比的原料制成：蚯蚓粪400kg、草木灰200kg、链霉菌1.2kg、假单胞菌1.2kg、木霉菌1.2kg和芽孢杆菌1.2kg。
[0042]
所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法与实施例1相同。在正常种植基础上进行施肥，待作物生长90天后每样方地处理组选取30株进行统计，得到该组的平均单株重(kg)和平均株长(cm)。
[0043]
试验地址：河南省焦作市温县农业科学研究所，大田。
[0044]
实验处理：
[0045]
对照组：正常复合肥处理；
[0046]
处理组：复合肥处理基础上，草木灰蚯蚓粪益生菌肥250kg/亩施肥处理。
[0047]
试验作物：山药
[0048]
试验结果：施加山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的试验田后，90天内处理组的地下部分的生长明显优于对照组，平均重量提高约0.08kg，平均株长增长约20.24cm，处理组山药的平均重量及株长都显著高于对照组。
[0049]
实施例3
[0050]
山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥施用对山药产量的影响
[0051]
所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥，由以下重量配比的原料制成：蚯蚓粪400kg、草木灰200kg、链霉菌1.5kg、假单胞菌1.5kg、木霉菌1.5kg和芽孢杆菌1.5kg。
[0052]
所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法与实施例1相同。在正常种植基础上进行施肥，待作物成熟后每样方实验地处理组选取30株进行统计，得到该组的平均周长(cm)、平均长度(cm)及平均单株重(kg)。
[0053]
试验地址：河南省焦作市温县示范园产业区，大田。
[0054]
实验处理：
[0055]
对照组：正常复合肥处理；
[0056]
处理组：复合肥处理基础上，山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥250kg/亩施肥处理。
[0057]
试验作物：山药
[0058]
组别长度(cm))周长(cm)单株重量(kg)亩产(kg)增产(％)处理组85.51
±
14.0510.33
±
0.970.40
±
0.081646.45.3对照组79.92
±
10.8611.03
±
0.870.38
±
0.081564.1-[0059]
试验结果：山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的处理组，山药的平均长度、周长及单株重明显高于对照组，亩产增加约5.3％。
[0060]
实施例4
[0061]
山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥施用对山药根际微生物群落的影响
[0062]
所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥，由以下重量配比的原料制成：蚯蚓粪400kg、草木灰200kg、链霉菌1.5kg、假单胞菌1.5kg、木霉菌1.5kg和芽孢杆菌1.5kg。
[0063]
所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法与实施例1相同。在正常种植基础上进行施肥，待作物成熟后，每样方实验地以五点采样法收集作物根际土壤样品，进行微生物多样性的测序，分析山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的施用对作物根际微生物群落的影响。
[0064]
试验地址：河南省焦作市温县农业科学研究所，大田。
[0065]
实验处理：
[0066]
对照组：正常复合肥处理；
[0067]
处理组：复合肥处理基础上，山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥250kg/亩施肥处理。
[0068]
试验作物：山药
[0069]
试验结果：相较于对照组，添加山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的处理组中，芽孢杆菌(bacillus)、鞘氨醇单胞菌(sphingomonas)、从毛单胞菌(comamonadaceae)、贪食菌(variovorax)、梭菌(clostridium)等益生菌的物种丰度显著增加，pajaroellobacter、bdellovibrionota、寄生菌(hypomyces)等病原菌大量减少。
[0070]
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

技术特征：
1.一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：蚯蚓粪400份、草木灰200份、链霉菌1~1.5份、假单胞菌1~1.5份、木霉菌1~1.5份和芽孢杆菌1~1.5份。2.一种权利要求1所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤s1：将从山药根际及内生系统分离所得的链霉菌、假单胞菌、芽孢杆菌、木霉菌以1:1:1:1接种于发酵罐中，选择复合培养基发酵培养，该复合培养基的组成为：硫酸铵2g、葡萄糖20g、磷酸氢二钾0.3g、氯化钠0.2g、硫酸镁0.8g、硫酸锰0.03g、硫酸亚铁0.03g、酵母浸粉5g、蒸馏水1000ml；步骤s2：将已发酵产物真空干燥呈粉末状后制成干粉菌剂；步骤s3：将200重量份草木灰与400重量份蚯蚓粪混合，调整干湿度至均匀散开得到草木灰蚯蚓粪混合物；步骤s4：将步骤s3得到的草木灰蚯蚓粪混合物与4-6重量份步骤s2得到的干粉菌剂混合拌匀即得到山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥。3.根据权利要求2所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法，其特征在于步骤s1中发酵温度为30~37℃，ph值为7.2~7.6，发酵时间为12~24h，通风量为8~10m3，搅拌速度为200~300r/min。4.根据权利要求2所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法，其特征在于步骤s2中真空干燥温度为50℃，干燥时间为30min，菌剂浓度为4
×
107cfu/g。5. 根据权利要求2所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法，其特征在于步骤s4中所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥中有机质含量为70.1wt%，总氮含量为3.38wt%、磷含量为0.94wt %、钾含量为0.60wt %，重金属砷、镉和铅含量均≤0.002wt%，益生菌含量为0.44wt%，粗蛋白含量为5.87wt%，符合ny/t 525-2021《有机肥料》应用标准。6.权利要求1所述的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥在山药种植中的应用，其特征在于：所述山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的施用量为250~1000kg/亩，待施加山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的土壤已预先用施用量200kg/亩的氮磷钾复合肥进行施肥处理。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述氮磷钾复合肥中氮、磷、钾的含量均为15wt%。

技术总结
本发明公开了一种山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥及其制备方法和应用，该山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥由以下重量份的原料制备而成：蚯蚓粪400份、草木灰200份、链霉菌1~1.5份、假单胞菌1~1.5份、木霉菌1~1.5份和芽孢杆菌1~1.5份，本发明还具体公开了该山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥的制备方法及其在山药种植中的应用。本发明制备的山药种植专用草木灰蚯蚓粪益生菌肥用于山药种植能够显著提高山药的出苗率和提升山药的品质。著提高山药的出苗率和提升山药的品质。著提高山药的出苗率和提升山药的品质。


技术研发人员：杨清香 王瑞飞 秦朝 戚世军 李明军 张昊
受保护的技术使用者：河南师范大学
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/8/5