摘要
木霉是自然界中广泛分布的一种根际促生真菌,具有促进作物生长、防控土传病害和提高作物产量的能力,其菌剂和生物有机肥产品已在农业生产中得到广泛应用。目前,通过低成本的发酵技术获得高密度的木霉孢子是木霉制剂生产的技术瓶颈,限制了相关产品的发展与应用。本研究以秸秆和全价氨基酸(AA)为原料进行木霉高密度固体发酵技术及工艺开发,将最佳优化条件下的固体发酵产物与氨基酸有机肥混合生产木霉生物有机肥,并对其生物效应进行评估,从而为环保高效型生物肥料的研发和农业废弃物的资源化利用提供技术支持。获得如下主要结果: 1.经优化后确定哈茨木霉NJAU4742的最佳固体发酵工艺参数为:AA浓度为5%、pH为1.2~1.4,液固比为2,木霉液体发酵液接种量为10%,培养温度为28℃,发酵秸秆厚度为4cm。该条件下,木霉在玉米秸秆中发酵7天后孢子浓度可达5.2×109个·g-1(干重)。 2.通过环境扫描电镜(EnvironmentScanningElectronMicroscope,ESEM)观察,木霉固体发酵过程中水稻秸秆经AA处理后,秸秆蜡质-硅化层被腐蚀破坏,木霉菌丝体附着在稻杆的表面完成定殖。发酵7天后,木霉孢子密度大,秸秆腐解完全。 3.将1中制得的木霉固体菌种与氨基酸有机肥按质量比1∶9充分混合并经一定的生产工艺加工而成的木霉生物有机肥,符合国家生物有机肥标准。其有效活菌数≥2×107CFU·g-1,有机质含量≥40%,总氮磷钾养分≥5%,含水量≤30%,pH为6.54。货架期试验表明木霉生物有机肥的有效活菌数在1个月内波动不大,且高于2×107CFU·g-1,1个月以后开始下降,因此该木霉生物有机肥产品货架期的有效活菌数在短期内(1个月)符合国家标准(≥2×107CFU·g-1)。高接种量、低含水量、低养分的肥料处理有利于功能菌的存活。 4.木霉生物有机肥能够促进植物生长,增加产量,提高根系活力,改善根表微生物群落结构。盆栽试验结果表明,施用1%木霉生物有机肥能显著增加辣椒、茄子的鲜重及干重,增加辣椒的产量。基质育苗试验结果表明,添加木霉生物有机肥能显著的增加辣椒的株高、SPAD值、茎粗、地上部鲜重和干重;还能显著提高辣椒根系活力、根长和根表面积;并改善辣椒的根表微生物群落结构,具体表现为显著增加了细菌和放线菌的数量,有效降低了真菌的数量。