功能性复合微生物育苗基质的筛选与应用效果研究

摘要

随着穴盘育苗技术的广泛应用，育苗基质的市场需求量迅速增加。草炭是国内外应用较多的基质材料，属于非可再生资源，价格昂贵，本研究旨在选择价格低廉的原料替代草炭，研发出适合蔬菜生长的育苗基质。本研究以牛粪堆肥和酒糟堆肥两大废弃物为主要原料，辅以蛭石按照不同配比进行组合，筛选出适合西瓜、黄瓜、番茄等不同瓜果类蔬菜的育苗基质配方。通过测定不同配比基质的理化性质，并根据西瓜、黄瓜、番茄的生长状况，筛选出适合不同瓜果类蔬菜生长的最佳育苗基质配方。实现利用酒糟堆肥、牛粪堆肥替代草炭，降低育苗成本，提高蔬菜生产效益的目标。本研究以筛选出的优化基质为载体，接种优化功能菌，通过单因素试验以及BBD试验设计，筛选和优化固体二次发酵过程中重要的发酵参数条件，以期找出微生物功能性基质固体二次发酵的最优参数。最后，根据筛选出的优化参数条件，将优化菌株接种于基质进行固体二次发酵，应用于盆栽试验。将理论筛选运用到生产实践，完成复合微生物功能性育苗基质的筛选工作，为工厂化育苗提供产品与技术指导。本研究获得的试验结果如下: 复配基质的EC、pH和通气孔隙比单一牛粪堆肥、酒糟堆肥低;酒糟堆肥∶牛粪堆肥∶蛭石为65∶15∶20(v∶v∶v,T5)与70∶10∶20(v∶v∶v,T6)的复配基质各项理化性质均在瓜果类蔬菜幼苗生长的适宜范围，采用该基质配方培育的瓜果类蔬菜幼苗根茎体积、百株鲜重、根系活力、叶绿素总量均高于其他配方。西瓜、黄瓜、番茄幼苗生长指标与基质EC、碱解氮、速效钾的相关性达到显著或极显著水平，且与基质中碱解氮含量相关性最高。生长26d的西瓜幼苗的根茎体积、百株鲜重均以T6处理为最高，分别是91.3mm3、295g;其次是T5处理，其根茎体积、百株鲜重分别是80.8mm3、283g。黄瓜和番茄育苗试验中，T5处理的各项指标均大于其他处理(黄瓜根茎体积、百株鲜重分别是70.9mm3、193.5g;番茄根茎体积、百株鲜重分别是78.6mm3、146.7g)。在黄瓜作物育苗试验中，T5处理叶绿素总量为2.32mg·g-1、根系活力为256.4mg·g-1·h-1，均高于其他处理，但与T6处理差异不显著。根据不同瓜果类蔬菜幼苗的生长状况，T6作为西瓜育苗基质的效果较好，T5作为黄瓜、番茄育苗基质的效果较好，可作为生产上穴盘育苗的推荐配方。 通过对实验室现存菌株促生特性的研究，获得了7株功能菌的溶磷活性、pH变化、嗜铁素产量与植物激素IAA产量，以及功能菌在植物根际的定殖存活量等指标，筛选出优化功能菌组合HR69+QL-A6，此功能茵组合不论在各产量指标，还是根际定殖方面，均表现良好。 采用室内固体发酵培养，在每个250mL三角瓶里加入40g优化基质，调节优化基质pH至6，121℃间歇灭菌30min两次，接种复合功能茵组合HR69+QL-A6，研究固体二次发酵最佳参数。结果表明翻堆时间间隔和初始含水量对基质中功能菌组合的存活数量有显著或极显著影响，翻堆时间间隔和基质含水量、翻堆时间间隔和发酵温度、基质初始含水量和发酵温度的交互项对功能菌组合的数量有显著影响，回归方程模型的相关系数R2=0.9884，表明该回归方程具有较高相关性与拟合性，可以很好的描述各个因素与响应值之间的关系。3个因素对功能菌组合在基质中存活影响的大小为:基质初始含水量(X2)＞翻堆时间间隔(X1)＞发酵温度(X3)。功能菌组合HR69+QL-A6在优化基质配方中的最优参数条件为:发酵周期5d，初始接种量10％，翻堆时间间隔为24.84h，基质初始含水量为60％，发酵温度为33.25℃，该条件下功能菌组合在基质固体二次发酵过程中，数量最高，为9.24(Log10CFU·g-1DW)。 依据研发出的最佳发酵工艺条件，将功能菌组合HR69+QL-A6接入基质，经过固体二次发酵制成功能性微生物育苗基质并用于番茄育苗。结果表明，与其他两个处理相比，功能性育苗基质明显提高了番茄幼苗出苗率、植株地上部与地下部干重、根系活力，分别增加9％、47.9％、27.3％、28.7％，茎粗增加28％，使番茄幼苗具有更强的抗倒伏性和环境适应性。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章文献综述

1 育苗基质材料的研究背景

2．1固体废弃物研究现状

2．2 目前固体废弃物存在的问题及解决方向

2．3固体废弃物的有效利用

3 PGPR对植物生长的影响

3．1 PGPR菌株研究背景

3．2 PGPR菌株种类及作用机理研究

3．3 PGPR菌在根际定殖的过程及研究

4二次固体发酵过程中影响菌株在基质中存活的主要环境因子

4．1 pH

4．2颗粒大小

4．3水分含量

4．4翻抛频率

4．5温度

5 育苗基质概述与研究现状

5．1 应用育苗基质的可行性考虑

5．2育苗基质的特征

6研究意义、目的与内容

7技术路线

第二章酒糟牛粪堆肥复配育苗基质的筛选

1．1试验材料

1．2试验设计

1．3测定项目及方法

1．4数据处理

2结果与分析

2．1复配基质的理化性质

2．2复配基质对3种蔬菜幼苗生长的影响

2．3 不同基质配比对3种蔬菜生理指标的影响

2．4基质特性与蔬菜生长特性关系

3讨论

4本章结论

第三章优良功能菌株的研究与筛选

1．1材料

1．2方法

2结果与分析

2．1功能菌的碳源利用种类

2．2功能菌组合

2．3功能菌生长曲线

2．4溶磷含量和pH

2．5铁载体含量

2．6 IAA含量测定

2．7菌株在番茄根际的定殖数量

3 讨论

4本章小结

第四章功能性复合微生物育苗基质发酵参数优化研究

1材料与方法

1．1实验材料

1．2试验设计

1．3测定项目及方法

2．1单因素试验

2．2响应面法对组合菌在基质二次发酵过程中工艺参数的优化

3讨论

4本章小结

第五章功能性复合微生物育苗基质对番茄幼苗的影响

1．1 材料

1．2试验设计

1．3番茄催芽及育苗

1．4测定方法

1．5数据分析

2结果与分析

2．1番茄出苗率统计

2．2番茄幼苗生长和生理指标测定

2．3生物育苗基质所育番茄苗的田间促生效果

3讨论

4本章小结

全文结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间(待)发表论文