农业固体废弃物发酵液对微生物肥料促生增效研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1. 课题意义

本课题旨在对农业固体废弃物如烟沫、菌糠等进行资源化利用。已经通过实验室的前期实验证明，农业固体废弃物通过新型的厌氧发酵工艺产生可以促进植物根际促生菌( plant growth promoting rhizobacteria，pgpr)在根际的趋化与定殖的有机酸类物质。

另外本课题意在探寻农业固体有机废弃物发酵液添加使用后对植物的促生效应，以及其最佳添加量。

2. 研究的基本内容和问题

1. 研究的目标

对农业固体废弃物发酵液的促生效果进行研究，并通过盆栽试验获探索其最佳添加量。

3. 研究的方法与方案

1.研究方法

通过土培的方法，将津春4号黄瓜种子在水中浸泡2-3小时至黄瓜种子饱满。去掉漂浮的种子，将浸泡的种子浸没于2 NaClO溶液中消毒处理，准确计时15分钟，然后将种子用75乙醇浸泡冲洗，再用无菌冲洗2遍，沥掉多余的水。用组培瓶装蛭石至约1/4处，加水至瓶中蛭石潮湿但无可见水迹，灭菌后作为黄瓜种子萌发的基质。将消毒后的种子埋于基质中，约10棵/瓶。在人工气候室中23℃培养4天，昼夜比为16小时昼，8小时夜。4天后将黄瓜苗转移到含有35mL 1/4 MS营养液的50mL三角瓶中，23℃培养，昼夜比为16小时昼，8小时夜，培养至二叶一芯。

将烟沫和菌糠的发酵液用1/4MS营养液稀释100倍、1000倍、10000倍，滤膜除菌。试管摇菌（SQR9-Gfp）至OD₆₀₀1.0，1的接种量转接到500ml三角瓶中，于37℃，170rpm,摇至OD₆₀₀1.0，离心收集菌体，并用无菌的上述各原料的发酵稀释液洗涤3次，最后重悬于原料发酵稀释液中备用。

将长势一致的黄瓜苗移植装有400g基质的盆钵中，每盆一棵苗，处理组为用用各原料发酵稀释液重悬液对黄瓜苗进行灌根处理，对照组为用1/4MS营养液重悬液对黄瓜苗进行灌根处理，每颗苗灌根10ml,基质中菌初始浓度为510⁶CFUsg^-1基质。定殖4天，中间对黄瓜苗进行各发酵稀释液灌根一次。取样处理同水培，其中对根际土进行取样涂布。

2 . 技术路线

3 . 实验方案

实验总共涉及黄瓜和玉米两种作物，因为不同作物生长所需空间不同，黄瓜每钵设计为2公斤土壤，玉米设计为3公斤土壤。前期通过计算施肥量使有机肥与化肥氮磷钾养分元素含量相同，后期使用不同稀释浓度的发酵液进行灌根处理，实验探求发酵液的最佳的稀释倍数。具体操作与注意事项见下表1。

表1 盆栽实验方案

注：作物为玉米、黄瓜。

【1】 SQR9按10（W/W）添加量加入到普通有机肥中，普通有机肥从联业获得，直接用。SQR9现用现加，不经二次堆肥。

【2】 各施肥量计算方法为：先测定出9#生物肥和普通生物肥的氮磷钾含量，以9#生物肥为准，按土重1（w/w）加入盆钵中，基肥，将普通生物肥氧分补齐后，一次性全部加入盆钵中，与土混匀后待用。

【3】 化肥处理中，尿素按50基肥，20追肥，30追肥施入，过磷酸钙、硫酸钾全部作基肥施入。

【4】 作物定植后第2天，用各发酵稀释液进行灌根处理，用量以浸透为宜。以后每5天用各发酵稀释液对作物灌根处理一次。

每个处理10个重复，

黄瓜组每钵2公斤土，共140盆。

玉米组每钵3公斤土，共140盆。

4. 可行性分析

实验室材料充足，有足量的供试样品，可以完成大规模盆栽试验的需求。通过实验室的前期试验已经可以证明SQR9对根系分泌物质中的有机酸具有明显的趋化作用，而且通过国内外研究也证实厌氧发酵过程中会产生包括乙酸、丁酸、柠檬酸、苹果酸等在内的诸多可以促进PGPR菌在根际的趋化与定殖有机酸，实验从原理上具有可行性。

另外在宜兴实验基地进行实验可以解决盆栽用土问题和实验空间的问题。综上，本实验具有可行性。

4. 研究创新点

本次实验的实验材料由烟沫与菌渣等废料进行厌氧发酵而得到，通过实验来验证发酵液增强相关功能菌PGPR定殖能力的强弱，并试验出达到最佳效果的施用比例。整个实验既可以解决农业上固体废弃物处理上的问题，又能解决部分微生物肥料施用效果不佳，功能菌无法定殖的问题。既能消纳污染，又能变废为宝，还能增强生物有机肥的施用效率，可以达到响应国家减肥减药号召的目的。

5. 研究计划与进展

2017.02 - 2017.03 准备前期各项材料，测出微生物肥料与普通肥料的氮磷钾含量。

2017.03 - 2017.05 育苗以及盆栽试验

2017.05 - 2017.06 撰写毕业论文