一种利用光合细菌等益生菌[益生菌是一类对宿主有益的活性微生物,是定植于人体肠道、生殖系统内,口腔,能产生确切健康功效从而改善宿主微生态平衡、发挥有益作用的活性有益微生物的总称。]抑制稻田杂草[杂草是指生长在有害于人类生存和活动场地的植物,一般是非栽培的野生植物或对人类无碍用的植物。]的方法
曹先文
方正县第一中学校 黑龙江省哈尔滨 150800
摘要:
有机稻田杂草生长迅速,由于不适用化学除草剂,一直采用人工和机械结合除草方式,效率低,成本高,劳动强度大,并且除草效果不佳,对稻苗生长不利影响多。
利用益生菌生物技术,可以有效地对水田[城、镇、村庄、独立工矿区内筑有田埂(坎),可以经常蓄水,用于种植水稻等水生作物的土地。]环境进行重建,利用水稻秧苗和杂草幼苗生长高度差,即“稻高草小”,创设不利于杂草生长而又不影响水稻秧苗生长的水田环境,使水田达到深水、低透光度[透光度,就是感官光线透过物体的厚度。]、低溶解氧[溶解在水中的空气中的分子态氧称为溶解氧,水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。]、高二**碳[二**碳,化学式:CO2,是空气中常见的温室气体,是一种气态化合物,碳与氧反应生成其化学式为CO2,一个二**碳分子由两个氧**与一个碳**通过共价键构成。]、高有机酸[有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。]、高土壤环境温度的标准,使杂草在未出水状态无法获得光、氧并被二**碳和有机酸杀伤而死亡,达到抑制杂草的目的。
益生菌抑草技术的使用,能够消除化学除草剂污染,保护土壤,增加肥力,促进作物生长,提高作物抵抗力,提高作物品质。
关键字:益生菌 抑制 杂草 环保
一.益生菌抑草技术的工作原理
水田内常见的杂草有有稗、节节菜、异型莎草、牛毛毡、矮慈姑、鸭舌草等。杂草在水田内生长,同样需要阳光、空气、水、土壤,它们与稻苗争夺土壤肥力,严重影响作物生长。由于水稻生产可以采用提前育苗移栽的方法,我们就利用水稻育苗与杂草萌发的生长周期差,从水稻秧苗和幼杂草对水田环境的适应性方面着手,重建水田环境,在杂草生发之时,对幼草进行生长抑制,直至杂草被灭杀。
利用光合细菌、芽孢菌、EM菌、乳酸菌[乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。]四种菌群组合的好氧、厌氧工作性能,结合稻糠、豆粕等有机营养物质,通过好氧菌[亦称需氧菌、需氧微生物。]的增殖作用,改变水田整体环境,使其水体形成深水、低透光度、低溶解氧、高二**碳、高有机酸、高环境温度的不利杂草环境,起到抑制幼草发芽、获取氧气、出水生长的多重作用,使幼杂草发黄枯萎,不能生存。
在抑制幼杂草生长的同时,因为秧苗苗期长,茎叶、根系已经生长到一定标准,插秧时叶片处于出水状态,在水稻茎内气管作用下,根系可以获得足够氧气,因此不受此不良水生环境影响。
只要可以实现足够长时间的深水、低透光度、低溶解氧、高二**碳、高有机酸、高土壤环境温度的“一深、二低、三高”抑草环境,幼杂草无法获得足够光、氧,还会受到二**碳和有机酸的杀伤。而水稻秧苗因为苗龄长,植株高,处于出水状态,可以获得充分的光、氧,而根系也不会受到二**碳和有机酸的影响,此消彼长,杂草逐渐消亡,而水稻却可以茁壮成长。
微生物[微生物包括:细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它个体微小,与人类关系密切。]菌群的发酵作用还可以提高土壤温度[土壤温度(soil temperature) 是指地面以下土壤中的温度。],使田内草籽表皮软化,造成草籽提前萌发,无法越冬。
二.益生菌抑草技术的实现路径
(一)保持深水
在水田插秧后进行田间深水管理,在插秧后第7天使其在水深达到8-10厘米并且不没过稻苗。在幼杂草萌发后,因水深使其叶片无法及时露出水面,杂草无法获得足够氧气,抑制其生长进而造成杂草死亡。足够的水深,可以延长幼杂草在不利水体中的时间,加强抑草效果,提高抑草成功率。
水深管理达标,是益生菌抑草技术成功的前提。
(二)降低水体透光度
利用水稻插秧和杂草萌发的时间差,在水田插秧过程中,采用物理手段遮蔽水面光线射入,采用生物技术使水体变浑浊,多种方法降低水体透光度,使新生幼杂草得不到足够的光线照射,不能完成光合作用而逐渐枯萎,因此起到抑制杂草生长和灭杀杂草作用。
水稻插秧时苗期已经足够,叶面在水面以上,光合作用不会受到水体低透光度的影响。
(三)降低水体溶解氧
增加水田有机质[有机质泛指土壤中来源于生命的物质,包括土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。],补充好氧菌,促进田内有机质好氧发酵,好氧菌的大量活动,可以极大降低田内水体溶解氧,抑制草籽获取氧气,使其不能顺利发芽。发芽后的幼草更无法获取足够氧气,不能生长到顺利出水的高度。
水稻秧苗茎秆有气管结构,可以为根系提供足够氧气,不受水体低溶解氧影响。
(四)提高二**碳浓度
通过好氧气益生菌的发酵过程,使整个水田呈强还原性,在水体溶解氧降低的同时,水体二**碳浓度也因为好氧菌活动而极大增加,直接抑制幼草根系发展,甚至直接使未出水杂草因窒息而死。
(五)增加水体有机酸含量
通过在水田中添加生物有机质(稻糠和豆粕),与好氧菌进行发酵,提高水体有机酸含量,大量有机酸可使杂草种子的种皮变软,容易吸收水分,打破休眠状态,提前发芽,破坏其生殖周期,因而无法越冬。同时,水体中有机酸含量的增加,还可以使幼草变黄枯萎,无法生长而被抑制和灭杀。
(六)提高土壤环境温度
在耕作循环中加入土壤秋季处理环节,深翻土地,秸秆还田,并且提前施入富含微生物菌群的活性有机肥[主要来源于植物和(或)动物,施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料。],使土壤温度因微生物菌群作用而提高,在春季可以提前融化积雪,促进土壤内草籽提前发芽,使其受冻受害。
这样,多管齐下,既可以达到抑制杂草生长和灭杀杂草作用,又能增加水田肥力,为水稻生长提供多种有利条件和和充足的营养成分。
三.益生菌抑草技术的操作方法
(一)选用菌种
选用光合细菌、芽孢杆菌、EM菌、乳酸菌组成工作菌群,相互作用循环,消灭其他杂菌、有害菌,促进有益菌的增殖循环,以菌治菌,治理土壤微生物病害,定植作物体内,抗病防虫;还能有钝化土壤内重金属和盐碱,防止植物吸收。其在工作循环中,会消耗大量氧气,分解有机质,产生能量,析出有机酸和二**碳。
光合细菌可以利用光能,但是不产生氧气,能够有效分解水体中的硫化氢、酸类等物质,更可以和土壤中的多种物质结合,成为一种高效的菌肥,直接提高土壤肥力。芽孢杆菌可以利用稻糠豆粕中的蛋白质、多糖、淀粉进行增殖,是一种高好氧菌。EM菌和乳酸菌都是可以快速分解水体有机质,释放大量有机酸。
四种菌种组成菌团,在水体代谢活动中相互作用,相互促进,加快水体有机质分解,消耗大量氧气,释放二**碳和有机酸,在抑制杂草活动中起着核心作用。
(二)土地秋季处理
1.秸秆带益生菌还田
秋收结束的同时,立即将田里秸秆利用抛撒机打碎抛开。因作物秸秆内含有大量虫卵、病害菌等,为避免直接还田造成土传病虫害的发生,可采用光合细菌群、芽孢杆菌群、EM菌群、乳酸菌群,兑水配比喷施秸秆进行预处理。在太阳下山之前,将配比好的益生菌液喷施在作物秸秆上,随之一起还田。益生菌起到分解有机质、以菌治菌、抑制虫卵、有害菌生存繁殖的作用,秸秆则为益生菌提供了增殖所需载体和营养。
我们选用的微生物菌群为宽温度工作菌,温度在零上2℃以下时会进入休眠状态,一旦温度适宜,立刻开始工作。在春季土壤温度达到14℃时,微生物菌群的工作达到高峰状态,使土壤温度不断升高。
进行秸秆带益生菌还田作业后,春季就不需要对水田进行烧荒,可以有效减少空气污染,有利于良好的人居环境建设。
2.活性有机肥雪前下地
在秸秆喷施完毕益生菌之后,将益生菌发酵的活性有机肥在下雪之前直接施入田中。益生菌活性有机肥是由动物粪便、作物秸秆、稻壳、废弃食用菌基质等,经添加光合细菌群、芽孢杆菌群、EM菌群、乳酸菌群好氧控温发酵而成,内含大量有机质及益生菌。此种活性有机肥施入田中,不但补充土地营养,还能有效改善土壤结构,提高肥力。
活性有机肥中大量有机质也是土壤微生物活动的所需营养来源,在土壤中形成一个“补充有机质——增殖益生菌——抑制有害菌——提高肥力”的小循环,可以源源不断的补充土壤肥力,形成土壤团粒结构,调节酸碱度,创设作物生长优质环境。
3.菌草土肥混合耕翻
在秸秆带菌还田和活性有机肥雪前下地环节过后,及时进行农田深翻。通过深翻,可以改变土壤层次结构,将表层土与深层土进行交换,并且可以使土壤中的虫卵和土传病害病原菌暴露在外,无法越冬,到抑制土传病虫害的作用。
土地秋季处理作业可以有效改善增加土壤有机质含量,补充了土壤益生菌群,提高了益生菌工作效率。经秋季处理后的土地,益生菌和活性有机肥与还田秸秆紧密结合,翻入土中,经过越冬期及春季回暖后的好氧再发酵,有效分解秸秆,产生有机酸,并且有效提高土壤温度,破坏草籽越冬所需环境,软化草籽,促使土中草籽提前萌发,使其受冻受害,不能顺利越冬,打乱杂草生长周期。土地秋季处理作业,更为春季水田抑草管理提供了良好的土壤基础保障。
(三)春季水田抑草管理
1.插秧后深水管理
采用水稻寒地旱育苗床作业,在春季泡田打浆沉淀后,及时插秧。插秧结束苗根稳定后,及时进行深水管理,以水抑草。插秧时,水稻秧苗通常为12厘米左右,水深管理在8-10厘米而不没过秧苗为宜,并且要保持水深,田块不能有跑冒水现象,灌水要一次性充足,不能随意补充,以保持水体内益生菌、有机酸等的浓度。
深水管理可以有效延长幼杂草出水时间,增加抑制杂草成功率。如果田间水深不足,幼杂草发芽后直接出水,抑草操作就会失败。
2.益生菌抑草颗粒抑制杂草
将稻糠和豆粕按照10:1的比例进行混合,在混合过程中喷施光合细菌、芽孢杆菌、EM菌、乳酸菌菌群高浓度浓缩液,经饲料颗粒机造粒,制成3-4mm的益生菌抑草颗粒,便于运输和抛撒。多次试验表明,在插秧后7-10天左右,水深管理达到8-10厘米时,在无风天,上午露水消失后,按每1000平方米100公斤,将益生菌抑草颗粒均匀施入田中,效果最佳。
稻糠富含淀粉和粗蛋白、B族维生素及氮、磷、钾、镁、钙等营养物质,在水中降解后,释放的养分成为水稻生长的重要养分。豆粕中粗蛋白质含量高达30~50%,并且富含大量皂角苷,其发酵后形成大量低级有机酸,豆粕发酵产物能够有效抑制杂草根系发展,并且抑制杂草芽的生长。
施入益生菌抑草颗粒后,水体内大量益生菌利用稻糠和豆粕提供的营养进行繁殖,消耗水体内大量氧气,降低水体溶解氧,同时产生大量二**碳和低级有机酸,多管齐下,起到抑制杂草作用。
稻糠、豆粕和益生菌群共同作用,产生很多低级有机酸,可以有效抑制杂草根系生长,并对幼杂草有灼烧根尖、心叶作用。
水稻秧苗插秧后叶片高于水面,秧苗有中空气管,可以给稻苗根部输送氧气,因此不会受到益生菌抑草颗粒的影响,反而会利用益生菌代谢产物提供的肥力,加速生长。
稻糠豆粕配比颗粒入水解体后,会有一部分稻壳漂浮在水面,降低水体透光度,进一步抑制杂草。稻糠内含有机酸,在光合细菌、芽孢杆菌、EM菌、乳酸菌群的作用下,会产生大量色素,与水田泥土混合,进一步使水体浑浊,降低透光度,直接抑制杂草光合作用,降低其生长优势。
3.降水之后补充益生菌群
抑草过程中入发生降水,则应补充一次微生物菌液。降水会增加水田水量,降低水体的有机酸含量,提高了透光率和溶解氧,造成抑制杂草失败。应在降水停止后的第二天傍晚,及时喷施光合细菌、芽孢杆菌、EM菌、乳酸菌、小球藻组成的配比混合液,及时补充益生菌,持续发酵田内有机质,继续抑制杂草,促进作物生长。
四、益生菌抑草技术的效果
在水稻生产前期采用益生菌抑草技术,对水田低龄杂草效果最好,稗草、鸭舌草、莎草等的灭杀尤为有效,可以有效抑制水田有害杂草的生长,剩余杂草通过使用机械除草机,也可以很容易去除。
水田有效抑制杂草,可以极大改善水稻生长环境,使田间通风透气,无杂草争光、争气、争夺营养;益生菌抑草技术,在抑制杂草的同时,还能够通过分解土壤有机质,为水稻提供大量营养物质,使水稻的各项生长指标都会得到极大改善,叶片增厚,茎秆粗壮,根系发达,抗病抗虫,为生产优质稻米,提供可靠的技术保障。
益生菌抑草技术的使用,能够有效保护土壤,节约土地资源,消除化学除草剂的危害。使用益生菌抑草技术后,农作物的营养成分含量提高,品质提升,价格也会提高,有利于促进农民增收。不使用化学除草剂,就避免了自然植被破坏,更不会不会危及人畜,拥有良好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]代作光, 龙婷, 钟杰. 一种水产养殖用光合菌肥的制备装置,方法及光合菌肥:, CN109735427A[P]. 2019.
[2]黄明杰, 卢宙民. 光合细菌对水产养殖水质和水生生物的影响研究[J]. 2021.
[3]徐伟慧, 刘泽平, 符春敏,等. 根际芽孢杆菌对水稻根系的促生效应[J]. 河南农业科学, 2018, 47(4):5.
[4]朱亮, 朱雪诞. EM菌液在活性污泥系统中的实验研究[J]. 工业水处理, 2001, 21(10):3.
[5]黄志农, 曹益嘉, 文吉辉,等. 植物益生菌——乳酸菌在水稻生产上的应用与示范[J]. 湖南农业科学, 2016(6):4.
[6]段桂芳,余柳青,黄世文. 国际水稻所的微生物除草剂研究进展[J]. 世界农业(1):37-39.
[7]邢守佳, 金丰, 李芳财,等. 有机稻田稻糠灭草新技术[J]. 吉林农业, 2008(1):2.
[8]左远志. 寒地稻田稻糠除草技术初探[J]. 中国稻米, 2004.
[9]杨剑. 豆粕的萌前除草活性及其对土壤微生物的生态效应[D]. 厦门大学, 2008.
作者简介:
曹先文,1981年出生,黑龙江省哈尔滨市方正县,大学本科,中级教师,生态农业技术。