CN101223848A - 聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚－γ－谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，所述聚－γ－谷氨酸为聚－γ－谷氨酸可湿性粉剂，将聚－γ－谷氨酸可湿性粉剂施用于白肋烟生长的以下几个时期，聚－γ－谷氨酸可湿性粉剂施用量为200～400g/亩。或者所述聚－γ－谷氨酸为聚－γ－谷氨酸烟草专用增效肥，其施用时期为底肥期、追肥期或底肥期和追肥期同时施用，聚－γ－谷氨酸烟草专用增效肥施用量为20～30kg/亩。聚－γ－谷氨酸作为一种生物可降解型肥料吸收促进剂，在改良土壤结构，提高土壤持水保肥能力，缓释化学肥料方面产生良好的作用；不仅能够节省肥料，减少由于肥料的过分使用对土壤的损坏和对环境造成的污染，而且可有效提高白肋烟的产量与品质。
Description
技术领域
本发明涉及聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，属于微生物肥料应用领域。
背景技术
白肋烟属淡色晾烟。白肋烟是马里兰烟品种突变所形成，1864年在马里兰烟种植田中发现之后，经专门种植，证明其具有特殊的使用价值，逐渐发展成为一个新的烟草类型。
土壤是作物赖以生存的物质基础，它不仅是作物生长的基质，更重要的是它是作物养分吸收的中介，土壤本身的理化性质直接关系到作物的生长状况。因此，在烟草种植中土壤品质是影响烟叶品质形成和烟株对肥料利用率的重要因素之一，烟草植株需要的十六种必要元素中，除C、H、O外，其他主要来自土壤中。由于烟草对肥料的需要量大，需经常向土壤补充大量的氮、磷、钾三种元素，因此这三种元素被称为肥料三要素，但是过量的使用化肥也带来了许多负面影响。由于作物对化肥的吸收利用率较低，加之土壤本身的保肥能力有限，不仅限制了土壤肥力的发挥，而且还容易造成土壤肥力的流失。连年大量使用化肥造成地面水源的富磷化以及地下水的化学污染，土壤元素失调，土壤板结，这又进一步破坏了土壤性质，使土壤持水保肥能力以及通气能力下降，反过来又影响烟草根系正常生长发育，使烟草营养不足，直接造成作物的产量和质量的下降。
在CN200610018395.3中国专利申请中提出了将聚-γ-谷氨酸作为肥料吸收促进剂在农业种植中的应用，通过聚-γ-谷氨酸的施用可促进农作物对土壤中氮磷钾及微量元素的吸收以及促进作物根系的快速发育，减少肥料的施用量，提高农作物的产量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，它作为一种生物可降解型肥料吸收促进剂，不仅能够节省肥料，减少由于肥料的过分使用对土壤的损坏和对环境造成的污染，而且可有效提高白肋烟的产量与品质。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
所述的聚-γ-谷氨酸为聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂，将聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂施用于白肋烟生长的以下几个时期：苗期、移栽时、移栽后7～10天、团棵期、旺长期以及成熟期，施用前，先将聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶于水中，配制成聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液，所配成的溶液中聚-γ-谷氨酸的浓度为50～500mg/L，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂施用量为200～400g/亩。
按上述方案，所述的聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂在白肋烟各时期的施用方法为：苗期，将聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液添加到漂浮育苗的营养液中；移栽时，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根；移栽后7～10天、团棵期、旺长期以及成熟期，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根或叶面喷施。
按上述方案，所述的聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂由以下方法制备而成：向pH为5.0～7.0、聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.15～0.20g/g的半固体提取物中，加入一定比例的硅藻土，混匀，于60～80℃烘干；其中聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.05～0.10g/g。
按上述方案，所述的聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.15～0.20g/g的半固体提取物的制取方法为：将聚-γ-谷氨酸发酵液经离心分离菌体后的清液，按重量计加入2～3倍的酒精沉淀，收集到的沉淀物即为按重量计含量为0.15～0.20g/g的聚-γ-谷氨酸半固体提取物。聚-γ-谷氨酸发酵液的生产方式可采用专利ZL03118908.3中的液体发酵法生产。
本发明所采用的另一个技术方案为：
所述的聚-γ-谷氨酸为聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，其施用时期为底肥期、追肥期或底肥期和追肥期同时施用，聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥施用量为20～30kg/亩；所述的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥由聚-γ-谷氨酸溶液与烟草专用复合肥混合均匀或包膜生产而成，烟草专用增效肥中聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.2～2mg/g。
所用聚-γ-谷氨酸溶液由经发酵、提取后得到的聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.15～0.20g/g的半固体提取物或经干燥得到的成品溶于水中而成，其中聚-γ-谷氨酸浓度按体积重量计为2～20mg/mL。
所述的烟草专用复合肥包括粉剂和颗粒剂，由烟草专用肥厂定点生产。
所述的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥由以下方法制备而成：粉剂，将聚-γ-谷氨酸溶液与烟草专用复合肥粉末混合均匀干燥而成；包膜颗粒剂，将聚-γ-谷氨酸溶液喷于烟草专用复合肥颗粒剂的表面经干燥而成。
本发明的有益效果在于：
(1)聚-γ-谷氨酸是微生物合成的由D型和L型谷氨酸通过α-氨基和γ-羧基以肽键形式形成的高分子聚合物，可被土壤中微生物降解，不会污染环境；聚-γ-谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid，γ-PGA)是微生物发酵产生的阴离子型多聚氨基酸，富含侧链羧基，无毒，无害，无残留；它能螯合多种矿物离子，在改良土壤结构，提高土壤持水保肥能力，促进作物根系离子交换，缓释化学肥料方面产生良好的作用；
(2)在保证白肋烟生长正常的情况下，每亩施用聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂200克至400克，可减少化学肥料正常施用量10-30％，降低成本；
(3)在白肋烟正常的化学肥料施用量的基础上，每亩施用肥料聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂200克至400克，可提高白肋烟的产量，增产10-30％以上，提高了效益；
(4)改善了白肋烟的品质；
(5)本发明将聚-γ-谷氨酸与硅藻土共同加工生产可湿性粉剂，大大缩短其溶解时间，便于使用；
(6)本发明将聚-γ-谷氨酸与烟草专用复合肥料共同加工成固体产品，聚-γ-谷氨酸的含量已经严格控制，该浓度为白肋烟种植中的最佳浓度范围，直接施用即可，无须称量和稀释，施用十分方便，节省了劳力。
具体实施方式
以下通过具体实施方案介绍本发明的实现及所带来的有益效果，但不对本发明保护范围构成任何限定。
以下实施例中使用的聚-γ-谷氨酸的生产可参照专利ZL03118908.3中的液体发酵法。
实施例一：
白肋烟苗期30天时，不同浓度的聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根对其产量的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，不同的是试验一组以聚-γ-谷氨酸含量为100mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，其用量为每株250ml；试验二组以聚-γ-谷氨酸含量为200mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，其用量为每株250ml；对照组以清水处理，收成后三组对比，结果如下：
表1聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液对白肋烟苗期产量、产值的影响
| 处理 | 对照组 | 试验一组 | 试验二组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)上等烟率+中等烟率(％)产值(元/亩) | 204.3344.45+43.791361.77 | 209.202.437.05+50.571404.74 | 212.003.846.98+44.821434.23 |
| 增值率(％) | 3.16％ | 5.32％ |
结果显示：以聚-γ-谷氨酸含量为200mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根其对白肋烟的产量以及产值的提高有很明显的作用，其效果比聚-γ-谷氨酸含量为100mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根的效果要好很多，且使白肋烟的中上等烟的产率有了明显的提高。
实施例二：
聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根对白肋烟产量以及品质的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，不同的是试验组移栽以及团棵期均以聚-γ-谷氨酸含量为100mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，其用量分别为250ml/株和50ml/株，对照组移栽以及团棵期以清水灌根，其用量也分别为250ml/株和50ml/株，收成后两组对比，
结果如下：
表2聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根对白肋烟产量的影响
| 处理 | 对照组 | 试验组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)上等烟率+中等烟率(％)产值(元/亩) | 201.851.74+30.81597.7 | 222.910.4657.14+28.91804.1 |
| 增值率(％) | 12.92 |
结果显示：聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根对白肋烟的产量以及中上等烟叶的产率有很大的影响，其可以提高白肋烟的产量10.46％，产值提高12.92％。
实施例三：
聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液喷施对白肋烟产量以及品质的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，试验组在移栽后7-10天以及团棵期各喷施一次聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液，其每次的用量为61.7g/亩(所用可湿性粉剂聚-γ-谷氨酸含量为10％)，对照组以等量的清水做处理，收成后两组对比，结果如下：
表3聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液喷施对白肋烟产量的影响
| 处理 | 对照组 | 试验组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)上等烟率+中等烟率(％)产值(元/亩) | 123.739.52+45.21975.4 | 138.912.2950.67+35.21116.2 |
| 增值率(％) | 14.44 |
结果显示：聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液喷施对白肋烟的产量以及品质有很大的提高，其可使白肋烟的产量增加12.29％，产值增加14.44％，且上等烟叶率增加了28.21％，这充分的说明聚-γ-谷氨酸喷施对烟叶品质的提高有非常重要的作用。
实施例四：
聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根喷施相结合对白肋烟产量以及品质的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，试验组移栽时以聚-γ-谷氨酸含量为100mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，其用量为250ml/株；移栽后7-10天以及团棵期各喷施一次聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液，其每次的用量为61.7g/亩(所用可湿性粉剂聚-γ-谷氨酸含量为10％)，对照组以清水做同样的处理，收成后两组对比，结果如下：
表4聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液喷施、灌根相结合对白肋烟产量的影响
| 处理 | 对照组 | 试验组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)上等烟率+中等烟率(％)产值(元/亩) | 188.945.88+36.081467.9 | 215.514.0849.14+35.571708.7 |
| 增值率(％) | 16.4 |
结果显示：聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂灌根喷施相结合处理对白肋烟的产量、产值以及中上等烟率均有很大的提高，它可以提高白肋烟的产量达到14.08％，产值增加16.4％。
实施例五：
追肥期不同浓度的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥对白肋烟产量以及品质的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，试验一组追肥期施用的是0.1％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，试验二组追肥期施用的是0.05％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，试验三组追肥期施用的是0.025％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，对照组追肥期施用的是普通肥料，收成后四组对比，结果如下：
表5不同浓度的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥对白肋烟产量的影响
| 处理 | 对照组 | 试验一组 | 试验二组 | 试验三组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)上等烟率(％)中等烟率(％)产值(元/亩) | 136.4332.5634.62999.05 | 160.7817.8545.7330.561232.54 | 155.2013.7644.3231.821183.71 | 153.1012.2243.3531.781164.32 |
| 增值率(％) | 23.37 | 18.48 | 16.54 |
试验结果显示：使用不同浓度的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥对烟叶的产量、中上等烟率以及产值有明显的提高，其中0.1％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥作用效果最好，它使白肋烟的产量提高了17.85％，产值增加了23.37％。
实施例六：
底肥期和追肥期同时施用不同浓度的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥对白肋烟产量的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，不同的是试验一组施用的是0.1％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，且肥料用量为常规施肥量的80％；试验二组底肥期以及追肥期施用0.05％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，其施肥量为常规施肥量的80％；试验三组底肥期以及追肥期施用0.025％聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，其施肥量为常规施肥量的80％；对照组底肥期以及追肥期施用的是普通肥料，其施肥量为常规施肥量，收成后四组对比，结果如下：
表6不同浓度的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥80％用量对白肋烟产量的影响
| 处理 | 对照组 | 试验一组 | 试验二组 | 试验三组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)上等烟率(％)中等烟率(％)产值(元/亩) | 136.4332.5634.62999.05 | 151.3310.9243.3531.721154.82 | 146.527.4040.3333.781108.80 | 141.013.3640.7932.141056.60 |
| 增值率(％) | 15.59 | 10.99 | 5.76 |
由上表的试验结果可见，在聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥用量仅为常规用量80％的情况下，它仍然可以使作物的产量有一定程度的提高，由此可见，使用聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥可以节约肥料的用量达到20％。
实施例七：
烟草生长的不同时期，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根对白肋烟产量、产值以及品质的影响，试验组(1亩)和对照组(1亩)播种以及管理都相同，试验一组在团棵期时以聚-γ-谷氨酸含量为200mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，每株用量为250ml；试验二组在旺长期时以聚-γ-谷氨酸含量为200mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，每株用量为250ml；试验三组在成熟期时以聚-γ-谷氨酸含量为200mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，每株用量为250ml；对照组以清水做同样的处理，收成后四组对比，结果如下：
表7白肋烟生长不同时期聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根其产量的影响
| 处理 | 对照组 | 试验一组 | 试验二组 | 试验三组 |
| 产量(kg/亩)增产率(％)产值(元/亩) | 140.5860.15 | 147.65.05876.38 | 161.0998.29 | 161.014.521003.64 |
| 增值率(％) | 1.89 | 16.06 | 16.68 |
4由上表的试验结果可见：旺长期和成熟期以200mg/L聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根，其对白肋烟的产量有很大的提高，均可以达到14.52％，且在这两个时期以聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根可以提高中上等烟叶的产率，进而提高白肋烟的产值。
Claims (7)
1.聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所述的聚-γ-谷氨酸为聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂，将聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂施用于白肋烟生长的以下几个时期：苗期、移栽时、移栽后7～10天、团棵期、旺长期以及成熟期，施用前，先将聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶于水中，配制成聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液，所配成的溶液中聚-γ-谷氨酸的浓度为50～500mg/L，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂施用量为200～400g/亩。
2.按权利要求1所述的聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所述的聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂在白肋烟各时期的施用方法为：苗期，将聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液添加到漂浮育苗的营养液中；移栽时，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根；移栽后7～10天、团棵期、旺长期以及成熟期，聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂溶液灌根或叶面喷施。
3.按权利要求1或2所述的聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所述的聚-γ-谷氨酸可湿性粉剂由以下方法制备而成：向pH为5.0～7.0、聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.15～0.20g/g的半固体提取物中，加入一定比例的硅藻土，混匀，于60～80℃烘干；其中聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.05～0.10g/g。
4.按权利要求3所述的聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所述的聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.15～0.20g/g的半固体提取物的制取方法为：将聚-γ-谷氨酸发酵液经离心分离菌体后的清液，按重量计加入2～3倍的酒精沉淀，收集到的沉淀物即为按重量计含量为0.15～0.20g/g的聚-γ-谷氨酸半固体提取物。
5.聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所述的聚-γ-谷氨酸为聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥，其施用时期为底肥期、追肥期或底肥期和追肥期同时施用，聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥施用量为20～30kg/亩；所述的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥由聚-γ-谷氨酸溶液与烟草专用复合肥混合均匀或包膜生产而成，烟草专用增效肥中聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.2～2mg/g。
6.按权利要求5所述的聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所用聚-γ-谷氨酸溶液由经发酵、提取后得到的聚-γ-谷氨酸含量按重量计为0.15～0.20g/g的半固体提取物或经干燥得到的成品溶于水中而成，其中聚-γ-谷氨酸浓度按体积重量计为2～20mg/mL。
7.按权利要求5或6所述的聚-γ-谷氨酸在白肋烟大田生产中的应用，其特征在于所述的聚-γ-谷氨酸烟草专用增效肥由以下方法制备而成：粉剂，将聚-γ-谷氨酸溶液与烟草专用复合肥粉末混合均匀干燥而成；包膜颗粒剂，将聚-γ-谷氨酸溶液喷于烟草专用复合肥颗粒剂的表面经干燥而成。
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