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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 印度梨形孢生物菌肥
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是利用印度梨形孢Piriformospora indica研制出的生物肥料。長(zhǎng)期大量使用化肥造成的土壤板結(jié)、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來(lái)越重視與環(huán)境協(xié)調(diào)、友好、無(wú)公害，印度梨形孢生物菌肥恰能滿(mǎn)足這一要求。該作品能促進(jìn)農(nóng)作物、蔬菜及花卉等多種經(jīng)濟(jì)植物生長(zhǎng)、提高抗病性且對(duì)環(huán)境友好無(wú)污染。并且印度梨形孢對(duì)棉花黃萎病菌等植物病原菌有較強(qiáng)的抗性，可以作為生防菌應(yīng)用。
- 詳細(xì)介紹：
- 過(guò)去幾十年，全世界靠傳統(tǒng)化肥和農(nóng)藥極大地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。但是研究表明，長(zhǎng)期施用化肥對(duì)土壤養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)及生態(tài)與環(huán)境等方面產(chǎn)生不良影響。大量的化肥進(jìn)入土壤并積累到一定程度時(shí)，引起土壤質(zhì)量的惡化，導(dǎo)致地下水污染，進(jìn)入地表或地下水系，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。據(jù)有關(guān)監(jiān)測(cè)結(jié)果，我國(guó)地表水質(zhì)層富養(yǎng)化20％左右是施用氮、磷肥過(guò)量引起的。氮肥使用量偏高，會(huì)使農(nóng)作物過(guò)量吸收氮素，并易轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和亞硝胺類(lèi)致癌物質(zhì)。由于化肥給我們實(shí)際生活、生產(chǎn)帶來(lái)了諸多弊端。許多專(zhuān)家指出，開(kāi)發(fā)增產(chǎn)增收并且環(huán)保無(wú)污染的生物菌肥是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、實(shí)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要措施。 印度梨形孢是由印度科學(xué)家Verma等于1998年在印度西北部塔爾沙漠中發(fā)現(xiàn)的一種屬擔(dān)子菌門(mén)、層菌綱、梨形孢屬真菌。研究表明，印度梨形孢能定殖于多種作物的根部，具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)，加快植物對(duì)氮、磷等礦物質(zhì)的吸收，提高作物對(duì)逆境脅迫的忍耐性，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性等功能。印度梨形孢可以作為一種很好的植物-微生物互作的模式生物，作為生物肥料、生物保護(hù)劑、生物調(diào)節(jié)劑和生物殺菌劑。 本項(xiàng)目組在探索出以廉價(jià)的原料快速培養(yǎng)印度梨形孢的方法之后，選擇營(yíng)養(yǎng)豐富、保水性好、適于印度梨形孢生長(zhǎng)和保存的載體，最后將印度梨形孢與載體混合分別制成印度梨形孢生物菌肥固體固體肥料和液體肥料。 該作品使用范圍廣泛，對(duì)水稻、大麥、小麥、玉米、高粱、棉花等農(nóng)作物，小白菜、菠菜、芹菜、茄子等蔬菜，陸生蘭花等觀(guān)賞植物，卡帆菊、睡茄、鴨嘴花等藥用植物等多種植物均有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。在高鹽堿地（pH4-12）、高寒高溫地帶（高于40℃）仍有效用。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的：長(zhǎng)期施用化肥對(duì)土壤養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)及生態(tài)與環(huán)境等方面產(chǎn)生不良影響。結(jié)合國(guó)家“十二?五”規(guī)劃中完善現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全農(nóng)業(yè)的要求，本項(xiàng)目組在現(xiàn)有印度梨形孢真菌研究成果的基礎(chǔ)上，研制出能促進(jìn)農(nóng)作物、蔬菜及花卉等經(jīng)濟(jì)植物生長(zhǎng)、提高抗病性且對(duì)環(huán)境友好無(wú)污染的印度梨形孢生物菌肥。 發(fā)明基本思路：本作品通過(guò)試驗(yàn)研究，選擇合適的培養(yǎng)方法、載體以解決菌體生長(zhǎng)緩慢不能滿(mǎn)足大規(guī)模生產(chǎn)需要的問(wèn)題，在相對(duì)低成本、短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出滿(mǎn)足實(shí)際需要的生物肥料產(chǎn)品。其主要過(guò)程為：選擇最適培養(yǎng)基→摸索最適培養(yǎng)條件→性能優(yōu)良載體→產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)。 創(chuàng)新點(diǎn)：研制出能夠快速培養(yǎng)印度梨形孢的培養(yǎng)方法；克服長(zhǎng)期施用傳統(tǒng)化肥導(dǎo)致土壤板結(jié)及環(huán)境污染缺陷； 技術(shù)關(guān)鍵：印度梨形孢的快速培養(yǎng)條件和產(chǎn)孢條件研究；印度梨形孢生物菌肥的適宜載體研究 主要技術(shù)指標(biāo) 固體肥料技術(shù)指標(biāo)：黑色圓形顆粒；有機(jī)質(zhì)含量質(zhì)量百分比45%-55%；水分含量30%-40%；25℃1:1溶于水pH5-8；菌絲體含量10g/Kg； 液體肥料技術(shù)指標(biāo)：（淺）黃色黏液；有機(jī)質(zhì)含量質(zhì)量百分比25%-35%；25℃pH6-9；孢子數(shù)約1.5×106/mL（液體肥料含有的懸浮物及沉淀為產(chǎn)品正常成分）
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品的科學(xué)性：印度梨形孢可本身定殖于多種作物的根部，能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，加快植物對(duì)氮、磷等礦物質(zhì)的吸收，提高作物對(duì)逆境脅迫的忍耐性，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性的特性為生物肥料開(kāi)發(fā)提供了可能；印度梨形孢可人工培養(yǎng)，通過(guò)改善培養(yǎng)方法使實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)成為可行。 作品的先進(jìn)性：目前大量使用無(wú)機(jī)化肥的負(fù)面影響日益突出，不僅造成了對(duì)生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染，而且過(guò)量的氮肥等無(wú)機(jī)化肥導(dǎo)致農(nóng)作物過(guò)量吸收氮素并轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和亞硝胺類(lèi)致癌物質(zhì)。印度梨形孢生物菌肥符合環(huán)保無(wú)污染、生態(tài)友好的綠色產(chǎn)品的要求，并且由于印度梨形孢能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性、增強(qiáng)植物抗病蟲(chóng)害侵染能力，可以減少農(nóng)藥的使用，從而減輕對(duì)環(huán)境的壓力，提高食品的安全性；現(xiàn)有生物肥料的菌種與寄主植物相對(duì)專(zhuān)一，菌種資源不多、數(shù)量偏少、作用也參差不齊，致使實(shí)際生產(chǎn)、推廣難度大。而印度梨形孢作用植物種類(lèi)多、應(yīng)用地區(qū)廣泛（高鹽堿地，pH 4-12，高寒地帶等），優(yōu)勢(shì)突出，推廣前景樂(lè)觀(guān)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1. 印度梨形孢是1998年發(fā)現(xiàn)的一種內(nèi)生真菌，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其研究逐漸深入，尚未見(jiàn)利用其制備生物肥料的報(bào)道。2011年4月委托荊州市科技情報(bào)局對(duì)本技術(shù)成果進(jìn)行查新檢索，結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)未見(jiàn)利用印度梨形孢制備生物菌肥的相同研究。 2. 2010年9月至12月在湖北省荊州市荊州區(qū)李埠鎮(zhèn)萬(wàn)城村進(jìn)行初步田間試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)菠菜、西芹有良好的促生長(zhǎng)增產(chǎn)效果。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段。初成品已進(jìn)行農(nóng)田小試。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 圖片、 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：4℃-30℃儲(chǔ)存運(yùn)輸；為提高菌肥使用效率，使用前將產(chǎn)品取當(dāng)?shù)赝寥澜嵋喝芙饩什⒅糜?8℃-32℃浸泡1-3天；對(duì)于液體菌肥需適當(dāng)攪拌，均勻施用；施用時(shí)必須埋于土壤中，不能撒施于地表，一般深施7-10cm，施于植物根系附近；土壤溫度過(guò)高（≥40℃）或過(guò)低（≤0℃）不宜施用。技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛、廉價(jià)，而且可利用深層通氣發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行快速大規(guī)模人工培養(yǎng)；該菌肥實(shí)用范圍廣，地區(qū)差異、作物差異對(duì)該菌肥的限制作用小?？稍趷毫欲}堿地、高寒地帶使用，尤其對(duì)干旱地區(qū)作物種植具有顯著增產(chǎn)增值效果。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：我國(guó)現(xiàn)有15億畝耕地，按每畝20公斤生物肥料，則全國(guó)市場(chǎng)需求3000萬(wàn)噸。每噸印度梨形孢生物菌肥預(yù)計(jì)成本810元，售價(jià)1500元（比尿素市場(chǎng)價(jià)約低25%），納稅金225元。稅后利潤(rùn)=稅前利潤(rùn)-納稅金=690-225=465元/噸。按國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的10%來(lái)算，年盈利=每噸稅后利潤(rùn)*市場(chǎng)總需求*市場(chǎng)比例=465元/噸*30000000噸*10%=13.95億元.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 肥料方面：1847年德國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家賈斯特斯?馮?李比希提出礦物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，20世紀(jì)中期，世界各國(guó)開(kāi)始集中力量生產(chǎn)化肥來(lái)提高土地肥力。但經(jīng)化學(xué)合成的化肥養(yǎng)分集中而單一、肥效不能持久、無(wú)改土作用、投入產(chǎn)出比低。為應(yīng)對(duì)單一養(yǎng)分化肥帶來(lái)的問(wèn)題，我國(guó)大部分化肥企業(yè)近年來(lái)開(kāi)始大力發(fā)展復(fù)混肥料、配方肥料生產(chǎn)。鑒于化肥生產(chǎn)、施用帶來(lái)的負(fù)面問(wèn)題，德國(guó)、丹麥、英國(guó)、美國(guó)、奧地利等倡導(dǎo)回歸傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，積極發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，利用作物秸稈、禽畜排泄物等制作農(nóng)家肥。但農(nóng)家肥來(lái)源有限，肥效過(guò)于緩慢、有毒有害物質(zhì)含量高、易傳播土傳病害蟲(chóng)害，嘗試化肥與農(nóng)家肥結(jié)合肥料工業(yè)又成了世界各國(guó)的焦點(diǎn)。 20世紀(jì)60年代后，隨著菌根對(duì)植物的許多有益功能及作用被人們發(fā)現(xiàn)，加速了對(duì)菌根技術(shù)的研究進(jìn)程。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者加大在菌根真菌應(yīng)用方面研究力度，美國(guó)、法國(guó)、日本、澳大利亞、加拿大等國(guó)家和臺(tái)灣地區(qū)新開(kāi)發(fā)的菌根真菌的商品化接種劑種類(lèi)不斷增加，但應(yīng)用規(guī)模及范圍局限。大面積生產(chǎn)應(yīng)用局限于珍貴樹(shù)種、稀有樹(shù)種、速生樹(shù)種、花卉等，在農(nóng)業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用鮮見(jiàn)報(bào)告。我國(guó)目前在這方面還有較大差距，僅有個(gè)別單位生產(chǎn)外生菌根菌劑，而叢枝菌根菌劑多數(shù)仍在試驗(yàn)階段，尚無(wú)規(guī)?；a(chǎn)的先例。 印度梨形孢研究方面：據(jù)報(bào)道，印度梨形孢的寄主范圍相當(dāng)廣泛，對(duì)12科24種寄主植物具有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用，如禾本科的水稻小麥、大麥、玉米、粟和高粱，黎科的菠菜，豆科的大豆和鷹嘴豆，茄科的茄子和煙草，傘形科的皺葉歐芹，菊科的黃花篙，以及玄參科的假馬齒覺(jué)等，還有如觀(guān)賞植物蘭花科的陸生蘭花，攏牛兒苗科的天竺葵，大戟科的一品紅和旋花科的牽牛花等。又如具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的藥用植物卡帆菊，睡茄，鴨嘴花。此外，印度梨形孢還可與無(wú)菌根的寄主擬南芥互作，也可在十字花科的其它植物如花椰菜和芥菜上定殖。 據(jù)德國(guó)Ralf等研究，接有印度梨形孢的大麥，產(chǎn)量比對(duì)照高出11％。印度Rai等研究，印度梨形孢可在印度草醫(yī)學(xué)和其他傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)體系中有廣泛用途，并在市場(chǎng)上供不應(yīng)求的熱帶藥用植物卡帆菊、睡茄和鴨嘴花的根上定殖，在大田生產(chǎn)中能顯著提高這三種藥用植物的產(chǎn)量。另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，印度梨形孢可與陸生蘭花互作，能在陸生蘭花的根上定殖，顯著提高陸生蘭花在自然狀態(tài)下的存活率。Kumari等將印度梨形孢接種到十字花科的甘藍(lán)和芥菜上，接種印度梨形孢的植株與對(duì)照株相比，提前開(kāi)花和結(jié)果。
