一种丛枝菌根真菌土壤改良剂及其在土壤改良方面的应用

摘要

本发明公开了一种丛枝菌根真菌土壤改良剂及其在土壤改良方面的应用，属于农林业生产技术领域。所述土壤改良剂包括以下重量份的原料：禽畜粪40‑50份、泥炭20‑30份以及丛枝菌根真菌菌剂8‑12份。本发明公开的土壤改良剂可以显著增加杨树细根丛枝菌根真菌的侵染率，促进丛枝菌根与植物根系间的共生关系，改善土壤结构，促进植物对土壤养分的吸收。

说明书

技术领域

本发明涉及农林业生产技术领域，涉及一种丛枝菌根真菌土壤改良剂及其在土壤改良方面的应用。

背景技术

东台林场为江苏省沿海重点防护林，占地3万亩，是重要的林业苗木培育基地之一。虽然东台林场经过30多年的艰苦创业已经改变了昔日荒滩旧貌，为全国各地提供各种林木苗木，但是该地区仍然属于盐碱地，再加上种植方式常年如一，以及使用各种化学药物、肥料等进行林木管理，造成土壤结构破坏，严重影响我国农林业的发展。而目前已有一些针对盐碱地土壤进行改良的改良剂，但是现有改良剂仅考虑到土壤成分单方面因素的变化，而并没有具体针对土壤上栽培的农林植物与土壤之间的制约和/或关联，从而造成现有改良剂的改良效果不佳；此外，现有改良剂多用现有的化学制品为主要原料，成本高并且来源受限。因此，亟需提供一种低成本、来源广泛且性能优良的土壤改良剂，以用于解决现有土壤改良剂存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种丛枝菌根真菌土壤改良剂及其在土壤改良方面的应用。该土壤改良剂可以显著增加林木根系丛枝菌根真菌侵染率，促进丛枝菌根与林木根系间的共生关系，改善土壤结构，促进林木对土壤养分的吸收。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种丛枝菌根真菌土壤改良剂，包括以下重量份的原料：禽畜粪40-50份、泥炭20-30份以及丛枝菌根真菌菌剂8-12份。

优选的是，所述禽畜粪为牛羊粪经过发酵得到的生物菌肥。

优选的是，所述丛枝菌根真菌菌种为根内球囊霉。

优选的是，所述丛枝菌根真菌菌剂为：将所述丛枝菌根真菌菌种经过宿主植物扩繁，为含有真菌孢子、菌丝和被侵染宿主植物根段的根际土。

优选的是，所述丛枝菌根真菌按照玉米扩繁时扩繁基质重量的3.5-7.5％接种。

优选的是，所述扩繁基质为泥炭和沙土按照重量比0.5-2:1混合而成。

本发明还提供一种所述的丛枝菌根真菌土壤改良剂在土壤改良或者林木种植上的应用。

本发明公开了以下技术效果：

1、本发明提供的丛枝菌根真菌土壤改良剂，所添加的丛枝菌根真菌能通过其菌丝对土壤颗粒的缠绕、分泌球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)、增加土壤有机碳固持等多种途径促进土壤团聚体的形成与稳定，从而改良土壤结构；同时，由于禽畜粪和泥炭的添加，利于丛枝菌根真菌的扩繁，并且利于土壤pH、有机碳以及氮磷等有效养分的改善，实现对土壤的改良。

2、本发明提供的土壤改良剂，所用原料均源自动物粪便和泥炭，来源十分广泛，实现废物利用，利于环保，并且成本低，便于推广利用。

具体实施方式

现以实施例方式对本发明技术方案进行具体说明，但其不应该被认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

以下实施例所用泥炭为市售；根内球囊霉原种由北京市农林科学院植物营养与资源研究所提供。

实施例1

丛枝菌根真菌土壤改良剂，包括以下重量份原料：禽畜粪40份、泥炭20份以及丛枝菌根真菌菌剂8份。

其中，禽畜粪为牛粪和羊粪按照重量(湿重)比1：1经过发酵得到的生物菌肥。采用常规发酵方法：每3吨处理好的生粪搭配0.5kg有机肥接种剂(购自山东健源生物科技有限公司)，条形垛发酵，发酵温度达到45℃时，均匀翻倒，待温度达到55℃即可，温度不足则继续翻倒；温度达到60℃时静置两天，之后继续翻倒，温度降至常温即得到生物菌肥。

丛枝菌根真菌菌剂是由如下方法制备：将根内球囊霉按照扩繁基质重量的3.5％接种于无菌的扩繁基质(泥炭和沙土按照重量比0.5:1混合而成)上，种植无菌玉米幼苗，在接种所述玉米幼苗第10天后，约每隔5天浇灌水一次，培养45天后，采集玉米根际土，得到丛枝菌根真菌菌剂。

实施例2

丛枝菌根真菌土壤改良剂，包括以下重量份原料：禽畜粪45份、泥炭25份以及丛枝菌根真菌菌剂10份。

其中，禽畜粪为牛粪和羊粪按照重量(湿重)比1：1经过发酵得到的生物菌肥。采用常规发酵方法：每3吨处理好的生粪搭配0.5kg有机肥接种剂(购自山东健源生物科技有限公司)，条形垛发酵，发酵温度达到45℃时，均匀翻倒，待温度达到55℃即可，温度不足则继续翻倒；温度达到60℃时静置两天，之后继续翻倒，温度降至常温即得到生物菌肥。

丛枝菌根真菌菌剂是由如下方法制备：将根内球囊霉按照扩繁基质重量的5％接种于无菌的扩繁基质(泥炭和沙土按照重量比1:1混合而成)上，种植无菌玉米幼苗，在接种所述玉米幼苗第10天后，约每隔5天浇灌水一次，培养45天后，采集玉米根际土，得到丛枝菌根真菌菌剂。

实施例3

丛枝菌根真菌土壤改良剂，包括以下重量份原料：禽畜粪50份、泥炭30份以及丛枝菌根真菌菌剂12份。

其中，禽畜粪为牛粪和羊粪按照重量(湿重)比1：1经过发酵得到的生物菌肥。采用常规发酵方法：每3吨处理好的生粪搭配0.5kg有机肥接种剂(购自山东健源生物科技有限公司)，条形垛发酵，发酵温度达到45℃时，均匀翻倒，待温度达到55℃即可，温度不足则继续翻倒；温度达到60℃时静置两天，之后继续翻倒，温度降至常温即得到生物菌肥。

丛枝菌根真菌菌剂是由如下方法制备：将根内球囊霉按照扩繁基质重量的7.5％接种于无菌的扩繁基质(泥炭和沙土按照重量比2:1混合而成)上，种植无菌玉米幼苗，在接种所述玉米幼苗第10天后，约每隔5天浇灌水一次，培养45天后，采集玉米根际土，得到丛枝菌根真菌菌剂。

对比例1

对比例1-1：与实施例1不同之处在于：土壤改良剂中不含禽畜粪、泥炭，其他均相同。

对比例1-2：与实施例2不同之处在于：土壤改良剂中不含禽畜粪、泥炭，其他均相同。

对比例1-3：与实施例3不同之处在于：土壤改良剂中不含禽畜粪、泥炭，其他均相同。

对比例2

对比例2-1：与实施例1不同之处在于：土壤改良剂中不包括泥炭和丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比例2-2：与实施例2不同之处在于：土壤改良剂中不包括泥炭和丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比例2-3：与实施例3不同之处在于：土壤改良剂中不包括泥炭和丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比例3

对比例3-1：与实施例1不同之处在于：土壤改良剂中不包含禽畜粪和丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比例3-2：与实施例2不同之处在于：土壤改良剂中不包含禽畜粪和丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比例3-3：与实施例3不同之处在于：土壤改良剂中不包含禽畜粪和丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比例4

对比列4-1：与实施例1不同之处在于：土壤改良剂中不包含泥炭，其他均相同。

对比列4-2：与实施例2不同之处在于：土壤改良剂中不包含泥炭，其他均相同。

对比列4-3：与实施例3不同之处在于：土壤改良剂中不包含泥炭，其他均相同。

对比例5

对比列5-1：与实施例1不同之处在于：土壤改良剂中不包含禽畜粪，其他均相同。

对比列5-2：与实施例2不同之处在于：土壤改良剂中不包含禽畜粪，其他均相同。

对比列5-3：与实施例3不同之处在于：土壤改良剂中不包含禽畜粪，其他均相同。

对比例6

对比列6-1：与实施例1不同之处在于：土壤改良剂中不包含丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比列6-2：与实施例2不同之处在于：土壤改良剂中不包含丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。

对比列6-3：与实施例3不同之处在于：土壤改良剂中不包含丛枝菌根真菌菌剂，其他均相同。利用实施例1-3以及对比例1-6制备的土壤改良剂，进行栽培实验。

供试土壤：供试土壤取自东台林场，收集表层(0-20cm)土壤，过2.0mm筛，保存备用。

首先，将供试土壤与上述制备的土壤改良剂分别按照重量比为9:1混合均匀，得到栽培土。以圆形花盆为培养容器，每盆加入6kg栽培土，每个处理5次重复，同时以只加供试土壤作为空白对照，共计110盆。然后将杨树幼苗种植于花盆中，置于25℃温室环境中，浇水，常规管理。培养三个月后，采集杨树细根及栽培土。

取所得杨树幼苗根系，通过台盼蓝染色，显微镜观察丛枝菌根真菌的菌根侵染率(Phillips,J.M.and Hayman,D.S.(1970)Improved proce dures for clearing rootsand staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapidassessment of infection.Transactions of the British Mycological Society,55,158-161.)，栽培土通过ITS测序(苏州金唯智生物科技有限公司)研究丛枝菌根真菌多样性，检测结果如表1所示。

表1

取上述栽培试验的栽培土，分为两份，一份自然风干用于测定pH值、有机碳、总氮、总磷和有效磷，一份保存于4℃用于土壤有效氮和含水率的测定。土壤pH值的测定方法根据GB7859-87森林土壤pH的测定；有机碳和总氮通过元素分析仪(Elementar Vario EL III)进行测定；总磷和有效磷通过等离子体发射光谱仪(ICP,PerkinElmer Optima8000,USA)测定。有效氮的测定根据方法GB7849-87森林土壤水解性氮的测定；含水率的测定根据方法GB7833-87森林土壤含水量的测定。结果如表2所示。

表2

从表1中可看出，本发明提供的土壤改良剂相比空白对照，丛枝菌根真菌侵染率显著提高；同时还增加了丛枝菌根真菌物种丰富度。从表2中可以看出，本发明提供的土壤改良剂降低了土壤pH值，增加了土壤有机碳、有效氮和有效磷的含量。同时，本发明提供的土壤改良剂，丛枝菌根真菌侵染率比对比例高，且土壤pH值比对比例低，说明丛枝菌根菌剂、禽畜粪和泥炭的同时添加对土壤改良的效果更佳，且对于东台盐碱土壤按实施例2中的比列添加的效果较好。

此外，对于干燥后的扩繁基质过筛处理，发现0.25mm以上的土壤团聚体数量显著增加，经分析认为丛枝菌根菌丝与杨树根系的缠绕，以及与土壤微粒的包裹作用可以显著提高大团聚体的含量，并且有助于有机碳含量的提高。

综上所述，本发明提供的土壤改良剂具有应用于改良东台林场盐碱地土壤的潜力，并且还能显著改善土壤中营养成分的结构以及丛枝菌根真菌的数量，利于东台林场中各种植物的种植和生长。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。