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苦豆子及其生物制品在农业上的综合应用

时间:2018-03-05 22:37:57    来源:互联网整理    作者:匿名  浏览次数:
[导语]    本文综述了苦豆子的生物学特性及其生物制品的特点,总结了富含苦参碱的苦豆子生物制品具有营养、抗逆、生防、抑菌、驱虫、活土、提质等功效,是一种新型生防型微生物肥料,在农

 本文综述了苦豆子的生物学特性及其生物制品的特点,总结了富含苦参碱的苦豆子生物制品具有营养、抗逆、生防、抑菌、驱虫、活土、提质等功效,是一种新型生防型微生物肥料,在农业生产上具有广阔的应用前景。

关键词 苦豆子;生物制品;农业;应用

中图分类号 S282.7;S567.239 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)24-0049-02

Comprehensive Utilization on Agriculture of Sophora alopecurides L. and Its Biological Products

GAO Liang 1 FU Guo 2 FU Min 2

(1 Daoben Biological Insititute of Weifang,Weifang Shandong 261000; 2 Ningxia Meiguolin Biological Technology Co.,Ltd.)

Abstract This article reviewed the biological characteristics of Sophora alopecurides L.and characteristics of its biological product,summarized biological products of Sophora alopecurides L. that riched in matrine had the effects of nutrition,stress resisitance,biocontrol,bacteriostasis,desinsectization,activating soil,improving quality ect.,it was a new type of biocontrol microorganism fertilizer,and it had broad application prospects in agricultural production.

Key words Sophora alopecurides L.;biological product;agriculture;application

苦豆子(Sophora alopecurides L.)又称苦豆草、苦甘草、苦参草、欧苦参、西豆根等,是豆科槐属多年生小灌木或半灌木,广泛分布于我国西北部干旱荒漠地区[1]。苦豆子性寒味苦有毒,具有清热解毒、祛风燥湿、止痛杀虫等功效[2]。植株具有耐旱、耐寒、耐鹽碱、耐瘠薄和极强的侵占性等特性,主要分布在新疆、内蒙古、宁夏、甘肃、青海等省自治区,在山西、陕西、河南等省也有分布,可用作中草药、绿肥、饲草和蜜源植物等,呈自然粗放分布。据报道,利用苦豆子已经提取出了24种单体生物碱,主要有苦参碱(MT)、氧化苦参碱(OMT)、槐果碱(SC)、氧化槐果碱(OSC)、槐胺碱(SA)、槐定碱(SRI)、苦豆碱(ALO)等[3],还含有黄酮类、氨基酸、粗蛋白、有机酸、多糖类、脂肪酸及矿质营养。苦豆子是宁夏重要的沙生植物,区域内野生苦豆子分布面积达24.7万hm2,其中盐池县分布约14万hm2,种群优势突出,由于苦豆子具有较高的生态价值和药用价值,其资源的保护和开发利用越来越受到人们的重视[4]。自1996年开始,笔者利用酵素菌(BYM)对宁夏苦豆子进行生物发酵处理,生产出了苦豆子系列生物制品,通过在农作物上的广泛试验研究,了解了该微生物制品的功效特点以及在农业上的应用技术。

1 苦豆子的特征特性

苦豆子一般在每年4月初萌发,6—7月开花,8—9月结果,9月底地上部植株干枯,生育期125~142 d。苦豆子地上部分小,冠幅约为25 cm×30 cm,地下部分庞大,地上部分/地下部分干重为1.0∶2.4~5.0。

苦豆子根系发达,根细长,褐色,主根入土深达2.0~2.5 m,根幅2~3 m,不定根在土层中均匀分布,数量大,蔓延分布广,形成庞大而广泛的根系网络;株高20~80 cm;茎直立,稍木质化,上部多分枝,密布灰白色绢状绒毛;奇数羽状复叶,互生,长6~15 cm,表面密布灰白色绒毛;总状花序,顶生,高10~15 cm,花朵紧密簇生,浅黄色至黄色,花梗比花萼短,蝶形花,雄蕊10,离生,基部联合。苦豆子果实为子房上位,密被灰白色绒毛。荚果,长3~7 cm,在种子间缢缩呈念珠状,绿色至绿白色最后呈深灰褐色,内含5~12粒种子,即使植株干枯后荚果也不易脱落。荚果较轻,可随风传播。种子肾形至卵圆形,灰褐色至灰黑色。种子内含亲水胶体物质,落地后能够粘附土壤,在湿润沙土中迅速发芽生长。

2 苦豆子生物制品

2.1 发酵方式

苦豆子各生育期茎叶中粗蛋白含量为19%~23%,荚果含粗蛋白25%左右,全株富含生物碱,味极苦。

(1)利用酵素菌固态堆腐发酵粉碎后的苦豆子,可生产出苦豆子高温堆肥,内含大量高活性细菌、放线菌和丝状真菌,还含有丰富的有机质(OM)、生化黄腐酸(FA)、生物碱、有机酸、氨基酸、核酸、酵素(酶)及其他微生物代谢产物。

(2)利用酵素菌液体发酵苦豆子鲜嫩组织,可生产出苦豆子微生物酵素,内含大量生防菌和复合酶、生物碱[5]及微生物代谢产物。

2.2 主要技术指标

据分析,苦豆子及其生物制品的主要技术指标见表1。

3 苦豆子及其生物制品的功效

3.1 增强营养

苦豆子含有丰富的粗蛋白,氮、磷、钾含量高,还含有丰富的黄酮类化合物和生物碱,在其发酵分解过程中,带动了土壤中有机质和腐殖质的分解和再合成,起到活化和更新土壤有机质和HA的作用;同时当其矿化释放出铵态氮时也能带动土壤有机质的矿化,促进土壤中潜在养分的释放,从而大大提高土壤营养[6]。其生物制品系有机、无机、微生物三位一体的微生物肥料,其有机成分,如FA、氨基酸、核酸、维生素、糖分、UGF(unknow growth factor)等,可被植物主动吸收,到达植物组织细胞,起到营养作用;所含的氮、磷、钾、钙、镁、硼等矿质营养也能被作物吸收转化利用。endprint

3.2 增加抗逆

苦豆子生物制品中含有葡萄糖、FA等小分子有机物,具有抗寒、抗旱等功效,其中核酸、UGF等在植物生长点部位集聚,促进细胞分裂,刺激根系生长发育,提高细胞汁液浓度,增强植株抗性。

3.3 生物防治

叶面喷施苦豆子提取液的蔬菜未检出药残,蔬菜中叶绿素含量明显提高,亚硝酸盐含量明显降低,蔬菜品质显著提高[7]。李 端等[8]研究了苦豆子制品对番茄和黄瓜病原菌具有显著的抑制作用。苦豆子酵素液对小麦纹枯病和山药根结线虫也有一定的防治效果。

3.4 驱避害虫

苦豆子生物碱,如金雀花碱具有杀虫农药的功效,其发酵制品可以防治蚜虫和小菜蛾[9],罗万春等[10]研究表明,苦豆子次生代谢产物奎诺里定生物碱类中的野靛碱对萝卜蚜具有很强的毒杀作用,对无翅蚜虫成虫的LD50为(432.9±2.2)mg/L,优于毒黎碱和烟碱。苦豆子提取物对枸杞蚜虫、乳草蝽、松材线虫等害虫也有良好的防治效果[11-13]。苦豆子制品还可有效防治苹果蚜虫、苹果叶螨、苹果红蜘蛛、梨二叉蚜、柑橘红蜘蛛、柑橘矢尖蚧、茶尺蠖、茶毛虫、小绿叶蝉、菜青虫等害虫。此外,苦豆子高温堆肥对韭蛆、地老虎、蛴螬等也有一定的预防效果。

3.5 活化土壤

苦豆子高温堆肥中含有丰富的有机质和腐植酸,可增加土壤团粒结构,优化土壤“固-液-气”三相平衡,提高土壤肥力,增减土壤中有益细菌和放线菌数量,降低真菌的密度,提高土壤酶活性,增强土壤代谢能力,促进潜在肥力的表达。

3.6 提高品质

施用苦豆子高温堆肥和苦豆子酵素,可有效预防缺素症的发生,改善植物体营养状况,增加叶绿素含量,促进光合作用,增加VC和可溶性固形物含量,延长果蔬货架期,显著提高农产品品质。

4 苦豆子生物制品在农业上的应用

4.1 基肥

撒施、溝施、穴施相结合。对于设施蔬菜,苦豆子高温堆肥用量1 800~7 500 kg/hm2,可显著改善土壤理化性状,活化土壤,减少土传病虫害;还可减轻植物化感物质(植物自毒)的影响;减少化肥用量20%~50%。对于露地蔬菜,苦豆子高温堆肥用量600~1 800 kg/hm2。对于果树,苦豆子高温堆肥使用量3 600~7 500 kg/hm2。对于茶、桑、烟草、甘蔗等,苦豆子高温堆肥用量600~1 200 kg/hm2。对于粮食作物,苦豆子高温堆肥用量300~600 kg/hm2。施用苦豆子高温堆肥可减少化肥用量20%~50%。用作有机栽培可通过增加施用量实现。在播种或定植之前一次性施入。

4.2 追肥

施肥方式一般采用沟施、穴施。苦豆子酵素肥一般与减量化肥、含腐植酸水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、大量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料配合追施。对于设施蔬菜,用量为1 200~3 600 kg/hm2,可减少化肥用量20%~30%,1次或多次应用。对于露地蔬菜,用量为600~1 200 kg/hm2,可减少化肥用量10%~20%,1次或多次应用。对于果树,用量为1 800~3 600 kg/hm2,可减少化肥用量20%~40%,1次或多次应用。对于茶、桑、烟草、甘蔗等,用量为300~600 kg/hm2,减少化肥用量10%~20%。对于粮食作物,用量为150~300 kg/hm2,施用苦豆子高温堆肥可减少化肥用量10%~20%。

4.3 叶面喷肥

苦豆子微生物酵素与减量化肥、减量农药配合使用。每次用量750~3 000 mL/hm2,安全间隔期为5~7 d。

5 对苦豆子产业发展的建议与讨论

苦豆子根系发达,抗旱、抗寒、耐盐碱、耐瘠薄、抗风沙,对稳定荒漠草原的稳定性,预防水土流失发挥着重要的作用。开发利用苦豆子不应破坏荒漠草原的生态环境,应科学规划,建立苦豆子原料生产基地,通过配施复合肥料,已达到提高产量、增加生物碱的目的。据研究,复合施肥纯N、P2O5、K2O用量分别为134.85、91.00、59.90 kg/hm2时,苦豆子产量最高,约为2 016.75 kg/hm2;综合考虑苦参碱含量,施纯N 125~180 kg/hm2、P2O5 80~90 kg/hm2、K2O 10~45 kg/hm2 [14]。

利用微生物发酵苦豆子,并适当添加有机、无机成分,通过优选发酵菌种和功能菌种,优化发酵配方和生产工艺技术,增加苦豆子生物制品品种类别,丰富苦豆子产品的营养结构,提高应用效果,拓宽施用方法,依靠农业机械化,保证其生防、营养、活土、提质、治虫等复合功效。

对苦豆子生物制品中的有效成分进行深入研究,尤其是研发利用生物技术转化提取生物碱的方法,提高生物碱的产出率,生产无公害天然植物源杀虫剂、杀菌剂等农药产品,苦参药皂、苦参药露、消毒剂等生活用品,以及苦参素胶囊、苦参素注射液等中药制品。建议对此开展立项研究,以便实现规模化种植,使苦豆子资源发挥出更大的作用。

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