CN102101811A - 植物克生素复合肥及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种含有植物克生素的生物复合肥料，采用泡盛曲霉、段单孢杆菌、枯草芽苞杆菌和白地霉作为菌种，菌种经培养扩大后按照3∶3∶2∶2比例制成混合菌剂；按照重量配比，将混合菌剂与含腐殖质的有机化合物、硼尿素和胶结剂等其它材料混合后，再加入楝树种子粉剂和蓖麻种子粉，制成含有植物克生素的生物复合肥料，按照本发明制备的含有植物克生素的生物复合肥料，具有抑制硝化作用，能够显著提高氮肥利用率，可使尿素的损失率减少50％，铵态氮肥或含氨的氮肥损失率减少25％；而且具有一定的避鼠杀虫功能，同时活化土壤养分，改善作物品质，促进植物生长，作物平均增产达25.7％。其配方合理，工艺简单，质量稳定，是一种新型的含有植物克生素的生物复合肥料。

Description

植物克生素复合肥及其生产工艺

技术领域：

本发明属于一种植物克生素复合肥料，具体是利用几种含有克生素的植物茎、叶、果实等物质，生产一种具有增产和杀虫两种功能的复合肥料及其生产工艺。

背景技术：

克生素肥料是利用植物克生作用及产物(即克生素)制成的肥料。它具有杀虫、除草、防病和增产作用，以及消除土壤污染的功能。所以该领域属前沿科学和尖端技术，这项技术在国际上发展亦极为迅速，而我国几乎是空白。因此，目前在我国利用现有技术和专利开发这类的产品，其意义十分巨大，社会效益和经济效益可观，市场前景乐观。

植物克生素，其定义认为“植物所产生可危及或毒杀另一种生物生存和发展的次生代谢物”。其被誉为未来农业中的生物武器(Bio-weapon)，国际上通用的英文名词为Allelochemicals或Allelopathic compounds。它的原意应译作“植物异株克生化合物”。由于我国尚无正式命名，因此将该词结合我国的实际情况和涵义，故暂采用“植物克生素”一词。

植物与植物(包括微生物)之间的相互化学反应则称之谓植物克生作用或植物克生过程，其英文名词为Allelopathy。其原意应译作“植物异株克生作用”。二者复合构成了Alleloparthy。即植物克生作用。其可定义为“一种植物的生长发育受到另一种植物所释放的有毒物质的抑制和毒害”，植物产生抑制作用的生物化学物质就称之为植物克生素。

20世纪初叶，植物克生作用的研究主要集中在提高农业生产力方面。20世纪60年代，外国教科书中有关植物克生作用的内容则大部引用Muller(1996)的材料，其重点集中在植物生态学方面。他发现，小桷树植被的鼠尾草能释放出有毒的类单萜，它能抑制周围许多草本植物的生长，从而导致了不毛之地和繁茂正常生长的植被景观。Muller及其学生们都将这一景观归因于植物克生效应。这表明，植物克生素可通过植物的器官(根、茎和叶)释放至环境中，从而影响异种植物的生长发育。Fraenkel(1959)以及Whittaker和Feeny(1971)经过研究后指出，次生代谢物在植物和生态系统中起着十分重要的作用。自此以后，次生代谢物不再被视为代谢废物。次生代谢物在未利用之前，其通常贮存于空胞或细胞或叶片表面，以作防卫、吸引入侵者，而且亦可作为化学信息。更有甚者，某些化合物可成为植物——昆虫相互作用的信使，而且在植物适应性和昆虫共进化机理中起着重要的作用。因此，植物克生作用在生理学、生物化学和生态学中的功能愈来愈受到关注。

在过去10年间，植物克生作用的研究已引起了人们的极大兴趣。许多有关国际专业组织召开会议，发表专著以及科学家的论文风起云涌。同时，植物克生作用和植物克生素在自然生态系统中的功能和作用受到全世界各地科学家的重视，并纷纷进行深入研究。

植物克生素由高等植物、细菌、真菌、藻类及其它们的共生体产生。研究和发展植物克生素及其应用已成为农业、林业、医疗和环境保护等领域中十分迫切的任务。世界农业、林业产品以及与人类密切相关的生态环境，都将通过植物克生素而实现。因此，植物克生素被誉为新世纪最伟大的希望、最伟大的事业和最伟大的恩惠(效益)。许多科学家利用植物克生素为农业增产和自然资源、环境保护等做出了巨大的贡献。因此，这门科学和技术的发展为全球约60亿人口提供了巨大的资源和财富。植物克生素产品和技术及相关制剂在日本的贸易额高达850亿美元，在美国约1800亿美元，在英、法等国约1000亿美元。在我国，该类产品极少，且大部分为进口，贸易额不足1亿人民币。有关专家和相关人士希望并预计近几年新产品能不断应市，贸易额将达到约500亿人民币。因此，研究和开发植物克生素及其应用具有十分重要的社会和经济意义。

从人类赖以生存的农业来看，农业生态系统中防治病虫害的斗争，以及为人类健康而创造良好环境的奋斗将是永远不会结束的“战争”。据统计，虫害使谷类造成的损失为44.1％；薯类损失6.5％；糖类损失16.5％；蔬菜类损失8.7％；水果类损失5.6％；油料损失11.5％；纤维类损失14.2％；为了获得更多的农业产品，人们便大量使用农药(特别是杀虫剂)，据不完全统计，我国有农药厂1000多个，年生产各种农药100万吨，其中80％在国内使用，其使用率为，谷类作物(水稻、小麦和玉米)占38.4％；水果和蔬菜占24.7％；油料和糖类占2.9％；棉花等纤维作物占24.0％。

半个世纪以来，合成农药的使用已习以为常，且熟视无睹，因此，食品、土壤、地下水、江河湖泊、海洋、空气等都受到了农药残留的污染，同时对非靶标昆虫和其他生物产生副作用。对农药产生抗性和复苏能力的昆虫品种和数量不断增加。此外，由于合成剧毒农药的使用和处理不当，许多非致死事情频频发生。鉴于许多农药会产生一定的副作用，所以在发达和发展中国家都不断的意识到使用合成农药所造成的环境污染和某些毒理效应。因此人们在意识上为了保护环境，确保农业的持续发展以及人类自身的健康，所以强烈要求使用低毒和无毒的农业化学品。为此：科学家发现了植物克生素，而且使它在发展生产和保护环境方面取得了极大进步。

目前，人们已认识到植物王国是有关化合物最为有效的“工厂”。植物合成了无数产品(化合物)，其一部分化合物是防治害虫和疾病，保护植物的有力武器，而且使长期竞争过程中所获得的特性。许多植物的成分对各种生物，其中包括人类在内，其具有强烈的毒性，但是有些其它成分则对哺乳动物，脊椎动物和无脊椎动物低毒和无毒。现已证明，许多植物化合物对危害最甚的虫类——昆虫具有高度的防治效益。

迄今，已知有数千种之多的植物以作为农药的植物资源，但仅有几种作为植物农药能显示巨大的潜力。其中包括著名的，含有除虫菊脂、鱼藤酮和尼古丁等的天然植物。除虫菊脂系从菊科植物(Chrysamthemun Cinerariiflolium＝C.cinerariiflolium)的花中提取，其杀虫效果甚佳。随后，人们研发了天然植物的后续制品，即人工合成产品，如拟除虫菊脂，氨基甲酸、JH仿制品以及许多生长调节剂。这类农药大都无毒无污染和杀虫效果显著等而继续在使用。但由于资源，技术难题，以及杀虫谱不广而受到一定限制。

由于全世界对上述人类生存问题的关注，所以保护环境，保护资源和保护人类健康为目的而开始采用可持续发展的农业技术措施得到优先发展。这种认识和变化正在全球范围内兴起。因此，植物克生素的研究和发展正在不断地前进。其进入持续农业的发展已达到了相当的程度。显然，这种发展和变化已处于先导地位。植物克生素的正确应用反应了一个新时代的开始。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：提供一种含有植物天然克生素物质的抑制剂和杀虫剂的植物基质，将其与多种有益微生物、腐殖质有机发酵物、硼尿素混合制成含有克生素的新型生物复合肥。以达到抑制硝化作用；提高氮肥利用率；全面改良土壤生态环境；有效促进作物生长和改善作物品质的目的。

本发明的技术解决方案是：含有植物克生素的生物复合肥料是采用泡盛曲霉(Aspergillus awamori)菌株AS3.2576和AS3.2783，假单胞干菌(Pseudomonasfluorescens)，枯草芽孢杆菌(Bacillvss ubtilis)菌株92012和白地霉(Geotrichumcandidum)菌株AY93041作为菌种。菌种均购于CGMCC。上述菌种经培养扩大后按照3∶3∶2∶2制成混合菌剂，将混合菌剂与有机化合物、尿素和腐殖质混合后，再加入楝树和蓖麻种子粉制成克生素复合肥料；上述原料的重量配比为：混合菌剂3-5％、含克生素植物种子有机化合物45％、硼尿素15-20％、其它材料5-8％。

本发明植物克生素和蓖麻等复合肥料的制备方法如下：

A、选用成熟的楝树和蓖麻等种子作为原材料，经烘干、压榨去油后粉碎至80-100目而制成的细粉；

B、选用具有溶解磷酸盐作用的泡盛曲霉(Aspergillus awamori)假单胞杆菌(Psevdomonas flurescens)枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和白地霉(Geotrichum candidum)作为菌种，菌种采用固体培养法进行培养扩大，使每克菌剂含菌量≥2亿个。

C、将培养扩大后的泡盛曲霉3份、枯草芽孢杆菌3份、假单苞杆菌2份、白地霉2份混合均匀，然后与有机化合物充分混合，混合后添加硼尿素和腐殖质，再次混合，最后加入克生素物质种子细粉，制成含有植物克生素的生物复合肥料；上述原料的重量配比为：楝树及蓖麻种子细粉40-50％、菌剂3-6、腐殖质10-20％、硼尿素10-20％、其它材料5％、水分8-12％。胶结剂3-5％。上述腐殖质有机化合物采用作物秸秆发酵制成。

按照本发明制备的含有楝树种子的生物复合肥料，经过试验证明，具有抑制硝化作用，能够显著提高氮肥利用率，可使尿素的损失率减少50％，铵态氮肥或含氨肥损失率减少25％：而且具有一定的避鼠杀虫功能，同时活化土壤养分，改善作物品质，促进植物生长，平均增产达25.7％。其配方合理，工艺简单，质量稳定，是一种新型的含有楝素的生物复合肥料。

具体实施方式

本发明采用具有溶解磷酸盐作用的泡盛曲霉(Aspergillus awamori)菌株AS3.2576和AS3.2783、和假单胞杆菌(Pstvdomonas flurescens)、采用具有促进植物生长的枯草孢杆菌(Bacillus subtilis)菌株92012和白地霉(Geotrichum candidum)菌株AY93041作为菌种，菌种均购于CGMCC；上述菌种采用固体培养法培养扩大，使每克菌剂含菌量≥2亿个；培养扩大后的菌种按照3∶3∶2∶2的比例混合后制成混合菌剂。

本发明具体原料如下：

A、植物克生素：(1)楝树果实及叶片；(2)蓖麻果实及枝叶；(3)向日葵籽及茎杆；(4)棉花籽及茎叶。

B、硼尿素

C、腐殖质

D、菌剂

本发明配方比例如下：

植物克生素粗制品45％

硼尿素15％

腐殖质15％

菌剂5％

其它材料5％

水分10％

胶结剂3-5％

成品剂型：粉状或颗粒状固体

成品成分(含量)：含植物克生素约5％；有机质50％；硼尿素15％；水分15-20％；填充剂(包括菌剂)15％。

采用本发明制备的含有克生素的生物复合肥料在玉米上的效果试验：

试验点布设在原平市柳巷村和代县西关村，原平点供试品种沈单16号，共设4个处理(60kg、80kg、100kg120kg/亩)、1个对照。4月30日播种，全生育期中耕2次。代县点供试品斤黄单66号，同样设4个处理、1个对照。5月4日播种，全生育期中耕2次，浇水2次。根据田间观察记载，发现随生物复合肥料用量的加大，植株绿色期延长，对照出现明显早衰现象。试验结果显示，两个试点都是随施肥量的增加亩产增加，依次排序为代县点处理3＞处理4＞处理2处理1＞对照，处理3即亩施100公斤的为最佳处理。原平点为处理4＞处理3＞处理2＞处理1＞对照。经方差分析F值＝97.99，大于F_0.01＝6.39，达极显著水平，再经L.S.D检验，亩施120kg的处理比对照、60kg、80kg的处理差异都达到极显著水平，但与亩施100kg的处理不显著，同时亩施100kg处理较亩施60kg、80kgd处理也达极显著水平，所以最佳处理仍为亩施100kg的，试验证明含有克生素的生物复合肥料有显著的增产效果。

Claims (8)

1.一种植物克生素复合肥，是由含天然克生素的4种植物叶子、茎杆和种子的混合物，配合4种有益微生物菌剂，加入大量元素和微量元素组成的硼尿素，与经过发酵后的含有腐殖质的其它物质，按特定的比例混合而成的粉状或颗粒状固体复合肥。

2.权利要求1(所述的植物克生素复合肥，所述的含天然克生素的4种植物是：楝树果实及叶片；蓖麻果实及茎叶；向日葵籽实及茎杆；棉花籽及茎叶。

3.权利要求1所述的植物克生素复合肥，所述的含4种有益微生物菌种是：泡盛曲霉(Aspergillus awamori)菌株AS3.2576和AS3.2783、假单孢杆菌(Pseudomonas fluyesscens)、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis菌株92012和白地霉(Geotrichum candidum)菌株4种。

4.权利要求1所述植物克生素复合肥中大量元素和微量元素组成的硼尿素是在25∶1的比例下，经过高温溶化，冷确结晶后粉碎的粗粉状固体。

5.权利要求1所述植物克生素复合肥中经过发酵的含有腐殖质的其它物质，由粉碎的农作物秸秆组成，发酵温度60℃左右。

6.权利要求1所述植物克生素复合肥中，按特定比例的混合肥料配方是：植物克生素粗制品占45％，硼尿素占15％，腐殖质15％，菌剂5％，其它材料5％，胶结剂3-5％，水分含10％。

7.权利要求2所述的植物克生素复合肥，含天然克生素的4种植物物质，可同时含有4种物质、也可以含其中任意2-3种。

8.权利要求2所述的植物克生素复合肥，含4种有益微生物菌种，可同时含有4种微生物菌种，也可以含其中任意2-3种。