CN102870817A

CN102870817A - 一种光合作用促进生物制剂的制备方法和所制成的产品及用途

Info

Publication number: CN102870817A
Application number: CN 201110199508
Authority: CN
Inventors: 杨孟君
Original assignee: BEIJING ZHONGWEI SHENNONG CHRONIC DISEASE RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: BEIJING ZHONGWEI SHENNONG CHRONIC DISEASE RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明公开了一种光合作用促进生物制剂工艺及产品与用途，选择组合高效集成光合菌种，用高效集成光合菌专用培养基培养出高效集成光合菌标准菌液，将其加入1-10％的壁材，置入气流式喷雾干燥机，采用气流式雾化器，用于压缩空气与液料的亚音速或超音速速度差，雾化成超细(纳米级)雾滴，使菌体破壁，与干燥介质迅速进行热交换，瞬时干燥成粉。将该粉溶入水中，喷施在农作物叶面，可提高农作物光合作用能力，显著增加产量。

Description

一种光合作用促进生物制剂的制备方法和所制成的产品及用途

技术领域

本发明涉及农业领域，具体涉及一种植物光合作用促进的生物制剂，其制备方法及应用。

背景技术

目前全世界人口膨胀，人均土地日渐减少，粮食安全问题十分严峻。粮食短缺已成为一个全球性问题，特别是第三世界情况更为严重。由于对环境污染治理日渐严厉，农作物依靠农药与化肥增产的潜力已经不大。近几十年种子新技术带来了一场绿色革命，为解决世界粮食危机作出了重大贡献，但其潜力也已被较充分地挖掘，新的突破难度越来越大。解决农作物增产问题另外一条重要途径——光合作用促进成为了农业技术前沿。

植物干物质的90％-95％严自光合作用，理论认为作物对太阳的总辐射的最大利用率可达5％-6％，而现在实际的平均光能利用率只有1％左右，仅有某些个别品种可达3％左右，这说明作物光合作用增产的潜力很大。实现光合作用增产的关键是提高作物光能利用效率，而提高光合能力是提高光能利用率的最根本途径，但是讫今尚未有重大的突破。

中国专利99111189公开了“一种生物催化剂的制作方法和所制成的生物催化剂及用途”(已授权)，采用光合菌制作的生物催化剂即作为光合作用的生物崔化剂，可使农作物生长期缩短，产量提高。该专利尚未克服的缺点包括：①采用酸碱化学水解方法制备，使用大量的磷酸和氢氧化铵。在用磷酸调培养液的PH值的步骤，磷酸的重量百分比的浓度达83％-90％；在用氢氧化铵调PH值的步骤中，氢氧化铵溶液的重量百分比浓度达25％-30％，生产过程污染环境。②制备时间很长，效率非常低。磷酸调PH值水浴时间需48-76小时；再用氢氧化铵调PH值后需水浴时间48-72小时，然后再减压浓缩成粘稠液体，再需要时间24-60小时，一个生产程度需要8-10天。③光合菌种未加选择，影响制剂效果。

发明内容

针对现有光合作用促进生物制剂的不足，本发明提出一种新的光合作用促进生物制剂的技术方案。

本发明的目的是提供一种高效集成光合菌光合作用促进生物制剂方法及产品与用途。

本发明的技术方案如下：

1、组合高效集成光合菌菌种处方，该菌种处方由下列光合菌组成：

I Rhodopseudomonas

1.Rps capsulatus

2.Rps palustris

3.Rps gelatinosa

4.Rps sphaeroldes

5.Rps gelatlkoba

6.Rps capsukoba

7.Rps sulfldophi la

8.Rps virdis

9.Rps acldophi ia

10.Rps sulfovividis

11.Rps globlformis

12.Rps blastica

II Rhodospiriilum

13.Rps rubum

14.Rps tenue

15.Rps fulvum

其中I类每种菌种各占3-8％，II类菌种每种菌种各占5-10％。

2、组合配制高效集成光合菌培养基。该培养基由以下种种处方组成：乙酸钠800-1000克，丙酸钠80-100克，磷酸二氢钾40-60克，磷酸二氢铵60-90克，硫酸镁10-30克，氯化鈣3-6克，尿素20-50克，氯化钠5-15克，酵母膏20-50克，微量元素溶液100毫升，加水100公斤。其中微量元素溶液配制方法为：用FeCL1.5克，活性碳10克，CaCo₃10克，乙酸钠50克，溶于1000毫升水即得。

3、制备高效集成光合菌菌液，制备工艺为：用高效集成光合菌生产菌种，即达到每毫升菌数10亿以上，吸光度1.5以上的标准光合菌生产菌种液。用标准的光合菌生产菌种液，另加同等重量的高效集成光合菌培养基液放大，置于封闭的透光良好封闭的塑料或玻璃容器光反应堆内，供给充足光源，让其生长10-15天，使之生长达到吸光度1.5以上，每毫升菌数10亿以上，成为新的标准光合菌生产菌种液时，再进行第二轮放大……。再以此方式几何级数循环放大生产。

4、制备光合作用促进生物制剂，制备工艺为：取上述高效集成光合细菌标准菌液，加入1-10％的壁材，充分混合匀。壁材由变性淀粉与组合物A按重量比1∶01-0.3混合而成，其中组合物A选自单糖、低聚糖、多糖、糊精或者其中两种或两种以上物质的以任意比例组成的混合物。用气流式喷雾干燥机，采用气流式雾化器，利用压缩空气与液料间的亚音速或超音速速度差，将物料雾化成超细(纳米级)雾滴，使菌体破壁，与干燥介质迅速进行热交换，在极短的时间内干燥成粉。即制成为本发明光合作用促进生物制剂。

本发明所述的光合菌菌种，来源于神农(湖南)生物技术有限公司，湖南本质生物有限公司亦有提供。

本发明所述的培养基配方物质与壁材物质为通用原料，国内外市场有购。

本发明所述的光反应堆，是采用透明塑料或透明玻璃材料制成的直径10-20cm透明管叠成的光合生物培养装置。

本发明所述的气流式喷雾干燥机，中国西安量微纳米技术有限公司和中国山东奥诺能源科技公司有生产。

本发明制剂喷雾干燥过程温度为25-65℃，优选45℃.使用压力为0.2-0.5MPa，优选0.3-0.4MPa。

本发明用作植物光合作用生物促进剂，用于喷施在农作物叶面上，提高农作物的光合作用能力，增加农作物产量。

有益效果

本发明具有以下有益效果：

1、本发明用15种光合菌的高效集成复配组合，其不同种类的光合菌巧妙结合培养基物质优化组合，使其产生的光合作物促进因子含量大幅度提高，通过光合作用促进因子提高作物光合能力显著。增产幅度可由10％左右提高到15％左右，增产幅度有显著性提高。

2、本发明新的制备工艺大大提高制剂生产效率，生产周期从8-10天缩短至6-8小时。

3、本发明制备方法可避免化学水解带来的环境污染。

附图说明

图1试验田排列分布图

1、A

2、B

3、C

4、D

具体实施及实施例

本发明通过以下实施以便进一步加以说明，但不限于此实施例。

选用下列光合菌组成复合菌种处方：I Rhodopseudomonas1.Rpscapsulatus5％，2.Rps palustris5％，3.Rps gelatinosa5％，4.Rpssphaeroldes5％，5.Rps gelatlkoba5％，6.Rps capsukoba5％，7.Rpssulfldophila5％，8.Rps virdis5％，9.Rps acldophiia5％，10.Rpssulfovividis5％，11.Rps globlformis10％，12.Rps blastica10％。IIRhodospiriilum 13.Rps rubum10％，14.Rps tenue 10％，15.Rps fulvum10％。

选择下列物质配制高效集成光合菌培养基：乙酸钠800-1000克，丙酸钠80-100克，磷酸二氢钾40-60克，磷酸二氢铵60-90克，硫酸镁10-30克，氯化鈣3-6克，尿素20-50克，氯化钠5-15克，酵母膏20-50克，微量元素溶液100毫升，加水100公斤.其中微量元素溶液配制方法为：用FeCL1.5克，活性碳10克，CaCo₃10克，乙酸钠50克，溶于1000毫升水即得。

再用高效集成光合菌生产菌种，即达到每毫升菌数10亿以上，吸光度1.5以上的标准光合菌生产菌种液。用标准的光合菌生产菌种液，另加同等重量的高效集成光合菌培养基放大，置于封闭的透光良好的塑料或玻璃容器光反应堆内，供给充足光源，让其生长10-15天，使之生长达到吸光度1.5以上，每毫升菌数10亿以上，成为新的标准光合菌生产菌种液时，再进行第二轮放大……。再以此方式几何级数循环放大生产。

然后取上述高效集成光合细菌标准菌液，加入1-10％的壁材，充分混合匀。壁材由变性淀粉与组合物A按重量比1∶01-0.3混合而成，其中组合物A选自单糖、低聚糖、多糖、糊精或者其中两种或两种以上物质的以任意比例组成的混合物。用气流式喷雾干燥机，采用气流式雾化器，利用压缩空气与液料间的亚音速或超音速速度差，将物料雾化成超细(纳米级)雾滴，使菌体破壁，与干燥介质迅速进热交换，在极短的时间内干燥成粉。即制成为光合作用促进生物制剂。

用本发明制成的光合作用促进生物制剂，与中国专利99111189制成的生物催化剂比较试验，结果如下：

1、材料与方法

1.1试验布置

试验于2010年3月到9月在杂交水稻工程技术研究中心试验田进行。试验共设4个处理，即：

A(1)：中国专利99111189生物催化剂10g/亩，兑水500kg，5月12日喷施一次。

B(2)：本发明光合作用促进生物制剂10g/亩，兑水50kg，5月12日喷施一次。

C(3)：常规对照。

D(4)：清水对照。

小区面积40m²(4m×10m)，3次重复排列：

1.2试验地基本情况

试验田前作为紫云英，肥力中等偏上：含水解性氮100.1mgkg^-1，有效磷31.5mgkg^-1，速效钾71.0mgkg^-1，有机质3.13％，PH值6.02。

1.3田间操作

供试品种为HYS-1F4911，生育期117天，采用软盘水育秧，3月26日播种，4月18日带土移载，插植密度为16.7cm-23.3cm，每穴2亩，每亩施肥量折合纯N12kg、P₂O6kg、K₂O8kg，磷肥全部作基肥，氮肥和钾肥 60％作基肥，40％作分蘖肥，水分管理采用以湿润为主的间歇灌溉法。

1.4主要观测项目如下：

1.4.1净光合速率测定，分别于孕穗期、齐穗期、乳熟期，以CID型便携式光合仪测定各处理剑叶的净光合速率。

1.4.2经济性状及产量，成熟期每小区取样109穴，考察经济性状，同时测定每小区的实际产量。

2、试验结果与分析

分别于孕穗期、齐穗期和乳熟期测定各处理剑叶净光合速率。结果表明A(1)、B(2)处理明显比D(4)高，除A(1)处理在乳熟期与对有异外，其它时期差异均达极显著水平，其中本发明B(2)处理比A(1)处理提高更显著。表明喷施A(1)、B(2)制剂能提高水稻叶片净光合速率，本发明B(2)处理比A(1)处理提高更显著。从而为提高水稻产量奠定了基础。

表1对水稻净光合速率(Pn)的影响

注：^*、^**分别表示差异达显著水平(5％)和极显著(1％)水平，下同。

2.2对水稻生物产量和经济系数的影响

在水稻成熟期考察各处理后的生物产量和经济系数结果表明，A(1)、B(2)制剂能明显提高水稻的生物产量，A(1)、B(2)处理分别比清水对照D(4)增加6.4％、8.9％，达到极显著水平，经济系数提高2.3％、3.6％，分别达显著水平和极显著水平。比较表2可知，对经济系数和生物产量的影响均B(2)处理的效果更好，表明水稻喷施本发明能更显著增加水稻生物产量，且有利于促进光合物质向穗部运输。

表2对水稻生物产量和经济系数的影响

2.3对水稻产量及经济性状的影响

由表3可以看出，喷施处理的A(1)、B(2)分别比清水对照增产8.99％、15.0％，达到极显著水平。分析其增产效应表明，生物制剂是通过增加每穗总粒数、实粒数、结实率和干粒重几种性状综合起作用的，而对单位面积的有效穗数影响不大。对每穗总粒数、实粒数和千粒重的影响，A(1)、B(2)处理与对照D(4)相比，均达到了极显著水平，其中B(2)处理较A(1)利理更为显著。而C(3)、D(4)两处理间无明显的差异，表明生物制剂处理水稻后，能在稳定穗数的基础上，促进大穗的形成。

表3对水稻产量及经济性状的影响

Claims

1.一种植物光合作用促进生物制剂，其特征在于用以下工艺制备：

①组合高效集成光合菌菌种处方，该菌种处方由下列光合菌组成：IRhodopseudomonas1.Rps capsulatus，2.Rps palustris，3.Rps gelatinosa，4.Rps sphaeroldes，5.Rps gelatlkoba，6.Rps capsukoba，7.Rps sulfldophila，8.Rps virdis，9.Rps acldophiia，10.Rps sulfovividis，11.Rps globlformis，12.Rps blastica，II Rhodospiriilum13.Rps rubum，14.Rps tenue，15.Rpsfulvum，其中I类每种菌种各占3-8％，II类菌种每种菌种各占5-10％；

②采用高效集成光合菌培养基，该培养基由以下物质处方组成：乙酸钠800-1000克，丙酸钠80-100克，磷酸二氢钾40-60克，磷酸二氢铵60-90克，硫酸镁10-30克，氯化鈣3-6克，尿素20-50克，氯化钠5-15克，酵母膏20-50克，微量元素溶液100毫升，加水100公斤，其中微量元素溶液配制方法为：用FeCL1.5克，活性碳10克，CaCo₃ 10克，乙酸钠50克，溶于1000毫升水即得；

③制备高效集成光合菌菌液，制备工艺为：用高效集成光合菌生产菌种，即达到每毫升菌数10亿以上，吸光度1.5以上，标准的光合菌生产菌种培养液，加同等重量的高效集成光合菌培养基放大，置于封闭的透光良好的塑料或玻璃容器光反应堆内，供给充足光源，让其生长10-15天，使之达到吸光度1.5以上，每毫升菌数10亿以上，成为标准菌种培养液时，再进行第二轮放大……以此几何级数循环放大生产；

④制备光合作用促进生物制剂，制备工艺为：取上述高效集成光合细菌标准培养液，加入1-10％的壁材，充分混合匀，壁材由变性淀粉与组合物A按重量比1∶01-0.3混合而成，其中组合物A选自单糖、低聚糖、多糖、糊精或者其中两种或两种以上物质的以任意比例组成的混合物；用气流式喷雾干燥机，采用气流式雾化器，利用压缩空气与液料间的亚音速或超音速速度差，将物料雾化成微细(纳米级)雾滴，使菌体破壁，与干燥介质迅速进热交换，在极短的时间内干燥成粉。即制成为本发明光合作用促进生物制剂。

2.根据权力要求1所述的制剂工艺，其制剂制备控制温度为25-65℃，优选45℃；使用压力为0.2-0.5MPa，优选0.3-04MPa。

3.一种植物光合作用促进剂制剂产品，其特征是将其溶于一定量的水中，喷施在农作物的叶面上，提高植物光合作用能力，增加农作物产品。