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一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法

阅读:63发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于降解连作 土壤 中酚酸物质含量的方法,采用金边吊兰的根系分泌物收集液、以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中任一种降解土壤内酚酸物质;所述酚酸降解肥制备方法包括(1)获得肉质根和根系 浸出 物的 混合液 ;(2) 发酵 ;(3)负载;所述连作土壤内酚酸物质包括:苯 甲酸 苄基酯,对羟基 苯甲酸 ,香 草酸 ,丁香酸,香兰素,香豆酸,阿魏酸,苯甲酸, 肉桂酸 的任一种或几种。本方法利用金边吊兰肉质根系的根系分泌物或以其为原料制成酚酸降解物以降低土壤内酚酸物质的含量,减轻连作土壤内有害酚酸对土壤和作物的危害,具有高效、环保、成本低的特点,是保证 可持续农业 的有效农艺措施方法。,下面是一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法专利的具体信息内容。

1.一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法,其特征是:采用金边吊兰的根系分泌物收集液、以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中任一种降解土壤中酚酸物质含量;
所述采用金边吊兰的根系分泌物收集液降解土壤内酚酸物质方法包括以下步骤:
(1)制备根系分泌物收集液
冲洗金边吊兰肉质根系杂质,将金边吊兰植株放入容器内进行水培72-96 h,所述根系和水重量比为1:2-4,培养温度25-30℃,暗光培养/光照培养= 10-14 h / 10-14 h,得到含有金边吊兰根系分泌物收集液;
(2)土壤灌根施用
在作物生长期进行灌根施用,每隔7-10天施用一次,每穴100-200ml;
所述采用以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中降解土壤内酚酸物质的方法包括以下步骤:
(1)获得肉质根和根系浸出物的混合液
金边吊兰圆柱状肉质根与水以质量比为1:2-3的比例混合,温度为30-35℃,光照条件下放置3-5天,放置期间不搅拌,获得肉质根和根系浸出物的混合液;
(2)发酵
将上述肉质根和根系浸出物的混合液置于匀浆机中获得浆状混合物,在浆状混合物中加入纤维降解菌,浆状混合物与纤维降解菌的质量比为2000-4000:1,将上述材料置于恒温发酵箱中进行恒温厌发酵,发酵条件为60-75℃,发酵5-7天,期间每隔4-6小时进行一次搅拌;获得肉质根发酵物;
(3)负载
将上述肉质根发酵物与草木灰或腐殖土的任一种混合得到酚酸降解肥,肉质根发酵物与草木灰或腐殖土重量比为1:2-5;
(4)施用
作物播种或种植前,施用上述酚酸降解肥并进行15-25厘米耕种层翻耕后,喷施水至土壤温度为75-85%后采用薄膜覆盖10天,揭膜后晾晒5-10天即可正常播种,上述酚酸降解物施用量35-70kg/亩;
所述连作土壤内酚酸物质包括:苯甲酸苄基酯,对羟基苯甲酸,香草酸,丁香酸,香兰素,香豆酸,阿魏酸,苯甲酸,肉桂酸的任一种或几种。

说明书全文

一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤修复领域,具体是涉及一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法。

背景技术

[0002] 酚酸通过根系分泌释放到根际土壤中,与植物的生长状况、根际生物丰富度和多样性等密切相关。大量研究证明酚酸是一种重要的化感物质,通过植物根系分泌、植株残体腐解等途径进入到根际土壤中,并不断积累,可引发植物自毒(种子萌发率低、植株生长缓慢、生物量降低、土传病害发病率升高等)和土传病原菌发生。肉桂酸、香兰素、香豆酸、阿魏酸和杨酸等酚酸已从甜瓜、黄瓜等作物根系分泌物中分离并鉴定到,研究证明以上酚酸对甜瓜、黄瓜等作物的生长具有阻碍作用,而对枯萎菌的生长具有促进作用。
[0003] 同时,某些植物根系分泌物中的酚酸物质对植物的生长表现出促进作物,对土传病原微生物具有抑制作用,对根际土壤微生物丰富度、多样性等具有积极作用。周宝利(2010)研究表明,苯甲酸苄基酯可以提高茄子对黄萎病的抗病性,促进茄子种子的萌发和幼苗的生长。
[0004] 瓜类作物的化感作用前期研究表明,茴香、洋葱和油菜根系分泌物的化感物质对甜瓜种子萌发、幼苗生长具有促进作用,对尖孢镰刀菌具有抑制的化感效应,但多数蔬菜作物生长期较长,根系不发达,根系分泌物或根浸出物量少而难以应用于实际生产。

发明内容

[0005] 为了弥补上述现有技术的不足,本发明的目的是提出一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法,利用金边吊兰肉质根系的根系分泌物或以其为原料制成酚酸降解物以降低土壤内酚酸物质的含量,减轻连作土壤内有害酚酸对土壤和作物的危害,具有高效、环保、成本低的特点,是保证可持续农业的有效农艺措施方法。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的,一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法,其技术要点是:采用金边吊兰的根系分泌物收集液、以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中任一种降解土壤中酚酸物质含量;所述采用金边吊兰的根系分泌物收集液降解土壤内酚酸物质方法包括以下步骤:
(1)制备根系分泌物收集液
用水冲洗金边吊兰肉质根系杂质,将金边吊兰植株放入容器内进行水培72-96 h,所述根系和水重量比为1:2-4,培养温度25-30℃,暗光培养/光照培养= 10-14 h / 10-14 h,得到含有金边吊兰根系分泌物收集液;
(2)土壤灌根施用
在作物生长期进行灌根施用,每隔7-10天施用一次,每穴100-200ml;
所述采用以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中降解土壤内酚酸物质的方法包括以下步骤:
(1)获得肉质根和根系浸出物的混合液
金边吊兰圆柱状肉质根与水以质量比为1:2-3的比例混合,温度为30-35℃,光照条件下放置3-5天,放置期间不搅拌,获得肉质根和根系浸出物的混合液;
(2)发酵
将上述肉质根和根系浸出物的混合液置于匀浆机中获得浆状混合物,在浆状混合物中加入纤维降解菌,浆状混合物与纤维降解菌的质量比为2000-4000:1,将上述材料置于恒温发酵箱中进行恒温厌发酵,发酵条件为60-75℃,发酵5-7天,期间每隔4-6小时进行一次搅拌;获得肉质根发酵物;
(3)负载
将上述肉质根发酵物与草木灰或腐殖土的任一种混合得到酚酸降解肥,肉质根发酵物与草木灰或腐殖土重量比为1:2-5;
(4)施用
作物播种或种植前,施用上述酚酸降解肥并进行15-25厘米耕种层翻耕后,喷施水至土壤温度为75-85%后采用薄膜覆盖10天,揭膜后晾晒5-10天即可正常播种,上述酚酸降解物施用量35-70kg/亩;
所述连作土壤内酚酸物质包括:苯甲酸苄基酯,对羟基苯甲酸,香草酸,丁香酸,香兰素,香豆酸,阿魏酸,苯甲酸,肉桂酸的任一种或几种。
[0007] 本发明的有益效果:(1)原料易得
本方法采用金边吊兰的根系为原料,金边吊兰根系发达,吊兰植株可以通过水培方法长时间存活,因此可以建立作物-水培金边吊兰立体栽培模式,即将金边吊兰和作物同时栽培,金边吊兰可以提供根系分泌物收集液,用于浇灌作物,已达到降解土壤内酚酸物质的目的。同时,由于金边吊兰的根系在经过修剪后仍可以存活,因此,柱形的肉质根系作为可作为可持续提供的原料,降低了成本。
[0008] (2)采用以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥田间作用效果明显,降低有毒酚酸的同时有效提高了土壤的理化性质,有效期长,适于田间作物无公害种植。

具体实施方式

[0009] 实施例1一种用于降解连作土壤中酚酸物质的方法,包括采用金边吊兰的根系分泌物收集液降解土壤内酚酸物质的方法和以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥降解土壤内酚酸物质的方法;
所述采用金边吊兰的根系分泌物收集液降解土壤内酚酸物质方法包括以下步骤:
(1)制备根系分泌物收集液
用水冲洗金边吊兰肉质根系杂质,将金边吊兰植株放入容器内进行水培72-96 h,所述根系和水重量比为1:2-4,培养温度25-30℃,暗光培养/光照培养= 12 h / 12 h,得到含有金边吊兰根系分泌物收集液;
(2)土壤灌根施用
在作物生长期进行灌根施用,每隔7-10天施用一次,每穴100-200ml;
所述采用以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中降解土壤内酚酸物质的方法包括以下步骤:
(1)获得肉质根和根系浸出物的混合液
金边吊兰圆柱状肉质根与水以质量比为1:2-3的比例混合,温度为30-35℃,光照条件下放置3-5天,放置期间不搅拌,获得肉质根和根系浸出物的混合液;
(2)发酵
将上述肉质根和根系浸出物的混合液置于匀浆机中获得浆状混合物,在浆状混合物中加入纤维降解菌,浆状混合物与纤维降解菌的质量比为2000-4000:1,将上述材料置于恒温发酵箱中进行恒温厌氧发酵,发酵条件为60-75℃,发酵5-7天,期间每隔4-6小时进行一次搅拌;获得肉质根发酵物;
(3)负载
将上述肉质根发酵物与草木灰或腐殖土的任一种混合得到酚酸降解肥,肉质根发酵物与草木灰或腐殖土重量比为1:2-5;
(4)施用
作物播种或种植前,施用上述酚酸降解肥并进行15-25厘米耕种层翻耕后,喷施水至土壤温度为75-85%后采用薄膜覆盖10天,揭膜后晾晒5-10天即可正常播种,上述酚酸降解物施用量35-70kg/亩;
所述连作土壤内酚酸物质包括:苯甲酸苄基酯,对羟基苯甲酸,香草酸,丁香酸,香兰素,香豆酸,阿魏酸,苯甲酸,肉桂酸的任一种或几种。
[0010] 实施例2采用金边吊兰的根系分泌物收集液降解土壤内酚酸物质方法室内盆栽试验
试验地点:河北工程大学科研基地;
试验时间:2019年3月-6月;
试验对象:盆栽甜瓜幼苗,带根金边吊兰植株;
试验方法:采用金边吊兰的根系分泌物收集液灌根处理甜瓜幼苗
(1)金边吊兰的栽培
采用水培法培育金边吊兰,即用水冲洗金边吊兰肉质根系杂质,将金边吊兰植株放入容器内进行水培,所述根系和水重量比为1:2-4,培养温度25-30℃,光照和黑暗交替培育,每隔72-96 h换水一次,获得含有金边吊兰根系分泌物收集液;
(2)盆栽甜瓜幼苗
土壤采集于河北工程大学试验基地连作多年的甜瓜土壤,每桶装土3kg。首先将甜瓜种子进行55℃温汤浸种消毒,然后置于27℃恒温箱内进行催芽处理,待其露白时栽种于桶内,每桶6 8粒种子,待子叶展平后每桶留4株长势良好的植株,进行正常管理。试验共设2个处~
理,每个处理5次重复:
处理1:在甜瓜生长期进行灌根施用,每隔7-10天施用一次,每个植株灌根量为100ml;
处理2:清水灌根处理,为对照处理。
[0011] (3)土壤酚酸测定结果调查在甜瓜结果期,利用5点法采样,去除耕作层表面5cm处土样,取其根际土壤(距离根系
1cm内),采用抖土法将根系上的土壤收集至已灭菌的自封袋中,然后将各新鲜土壤样品充分混合,进行自然干处理。参照Dalton et al.(1987)的方法进行土壤酚酸物质的提取和测定的方法参照专利号为2018102954811的专利申请
[0012] 试验结果表明:采用金边吊兰的根系分泌物收集液对甜瓜进行灌根处理可以明显降低土壤内多种酚酸物质含量,大量结果表明,表1中所述的酚酸物质多为土壤中对作物具有抑制作用的化感物质,该类酚酸物质含量的降低势必减轻其对作物生长发育的危害,同时提高土壤的理化性质。
[0013]表1不同处理土壤酚酸含量(μg∙kg-1)
处理 对羟基苯甲酸 苯甲酸苄基酯 香草酸 阿魏酸 丁香酸 苯甲酸 香兰素 香豆酸 肉桂酸处理1 10.35 10.22 1.68 18.52 2.05 5.26 1.28 98.20 1.25
处理2 37.52 19.67 4.27 39.55 8.21 15.20 2.89 150.89 7.45
实施例3 田间测定结果
(1)试验时间:2018年
(2)试验地点:河北工程大学试验基地
(3)试验作物:甜瓜
(4)连作年限:4年
(5)处理1采用以金边吊兰的根为原料制备得到的酚酸降解肥中降解土壤内酚酸物质的方法,处理2正常水肥管理的空白对照;
酚酸降解肥制备的方法包括以下步骤:
a. 获得肉质根和根系浸出物的混合液
金边吊兰圆柱状肉质根与水以质量比为1:3的比例混合,温度为30-35℃,光照条件下放置5天,放置期间不搅拌,获得肉质根和根系浸出物的混合液;
b. 发酵
将上述肉质根和根系浸出物的混合液置于匀浆机中获得浆状混合物,在浆状混合物中加入纤维降解菌,浆状混合物与纤维降解菌的质量比为3000:1,所述纤维降解菌产品购于盐城市神微微生物菌种科技有限公司,将上述材料置于恒温发酵箱中进行恒温发酵,发酵条件为60-75℃,发酵7天,期间每隔6小时进行一次搅拌;获得肉质根发酵物。
[0014] c.负载将上述肉质根发酵物与草木灰混合搅拌机混合得到酚酸降解肥,肉质根发酵物与草木灰重量比为1:4;
d.施用
作物播种或种植前,施用上述酚酸降解肥并进行20厘米耕种层翻耕,喷施水至土壤温度为75-85%后采用薄膜覆盖10天,上述酚酸降解物施用量60kg/亩;
(6)酚酸降解肥对连作土壤酚酸含量的影响
揭膜后晾晒8天进行土壤酚酸含量测定,土壤酚酸测定方法如上,由结果可见,采用酚酸降解肥,连作土壤中的自毒物质含量明显低于对照。
[0015] 表2不同处理土壤酚酸含量(μg∙kg-1)处理 对羟基苯甲酸 阿魏酸 苯甲酸 肉桂酸
处理1 12.45 21.33 5.38 1.45
处理2 38.67 40.88 16.08 6.77
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