CN106187498A - 增强植物抗病性的肥料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强植物抗病性的肥料及其生产工艺，并提供了发酵法生产植物抗病因子的生产工艺。所述肥料为有机无机复混肥料，既含有植物生长所必需的氮、磷、钾、钙、镁、硫、铜、铁、锌等多种营养元素和丰富的有机质，关键还含有能够增强植物抗病作用的有效成分——植物抗病因子。该肥料不仅满足植物在不同生长时期对于各种元素的需求，还能够诱导激活植物免疫系统,提高植物抗病能力，从根本上增强树势，提高经济作物的产量及品质。

Description

增强植物抗病性的肥料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及农业肥料技术领域，尤其涉及一种添加植物抗病因子的有机无机复混肥料，并提供了该种肥料的生产工艺。

背景技术

有机无机复混肥料是一种新型肥料，它集有机肥和复合肥的优点于一体，能更好的协调植物生长环境，改善植物营养结构组成，有效地改善作物品质。此外，肥料中添加的植物抗病因子有着能够增强果树抗病作用，提高植物抗衰老、抗逆的能力。

虾蟹壳是水产品加工所产生的下脚料，大多数虾蟹壳被丢弃，造成了环境污染，也是对海产资源的一种浪费，虾蟹壳中含有大量甲壳素，将其水解后得到壳聚糖并进一步分解得到生理活性很高的壳寡糖，并应用于保健、食品、农业等领域，是近期应用的热点所在。壳寡糖也叫壳聚寡糖，也称几丁寡糖，学名β-1，4- 寡糖-葡萄糖胺，是将虾蟹壳中的壳聚糖经特殊的生物酶技术处理而得到的一种全新的产品，是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。

越来越多的实验结果表明, 植物细胞壁不仅能起到防御的结构屏障作用, 而且当植物受到病菌感染时能产生积极的防御反应。这是因为, 一方面植物细胞壁酶能水解病原菌细胞壁中的α-葡聚糖、几丁质等, 产生活性成分, 诱导植物植保素等合成酶系基因的表达; 另一方面, 病菌入侵植物时, 必须水解植物细胞壁的多糖, 其降解产物壳寡糖也能诱导植保素的合成。因此, 寡寡糖可有效地诱导植物产生防御反应, 激活植物的系统性获得免疫反应。并且壳寡糖能够改变土壤菌群, 促进有益微生物的生长，壳寡糖还可诱导植物的抗病性, 对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，对苹果腐烂病、苹果轮纹病、梨黑星病和梨黑斑病等病害具有良好的防治作用。壳寡糖其实是可以作为一种良好的生物源农药, 具有对环境无污染,能够诱导植物产生抗病性等优点。而植物诱导抗病性具有抗病谱广、持续时间较长、可控的抗病性表达时间和空间等特点, 这些特点决定了壳寡糖在植物诱导抗病性方面具有广阔的应用前景。

从虾蟹壳中生产壳寡糖并用于肥料生产已经成为当今的热门研究方向。由于虾蟹壳中的甲壳素与无机盐及蛋白质等以结合形式存在，在生产壳寡糖前必须采用酸处理脱钙、碱处理脱蛋白，得到甲壳素后再用浓碱处理得到壳聚糖，进一步碱解得到壳寡糖，比如中国2013年10月02日公开的201310222543.3号专利“一种虾蟹壳综合利用生产功能性肥料的方法”所采用的方法，酸解、碱解法反应条件剧烈，能耗较高且环境污染严重。本发明采用两步微生物连续发酵法，最终得到壳寡糖，反应条件温和，后分离步骤简单。先采用嗜盐芽孢杆菌产蛋白酶的作用分解蛋白产生对植物生长有利的氨基酸、塔宾曲霉的耐盐及产有机酸的作用分解钙质产生葡萄糖酸钙，并得到产物甲壳素，再利用烟曲霉第二次发酵直接产生壳寡糖。

目前利用虾蟹壳发酵法生产肥料的技术也有所报道，但大多采用固体发酵或堆肥的方式，利用复合微生物菌剂生产有机肥料或土壤调理剂，比如中国2015年12月23日公开的201510554408.8号专利“一种以虾蟹壳为主料的多功能土壤调理剂及其制备方法”以及中国2015年10月07日公开的201510368348.0号专利“利用禽畜粪便和虾蟹壳生产的甲壳素有机肥及其制备方法”，固体发酵法生产效率不高，且条件粗放，所采用的复合微生物菌剂发酵目的不明确，产物不固定，容易造成产品质量偏差较大等现象。本发明采用液体深层发酵，且目的菌株及其发酵产物明确易控，生产效率高。

而黄腐酸钾是一种纯天然矿物质活性钾元素肥，黄腐酸钾内含微量元素、稀土元素、植物生长调节剂、病毒抑制剂等多种营养成分，使养分更充足、补给更合理，从而避免了作物因缺少元素而造成的各种生理性病害的发生，使作物株型更旺盛叶色更浓绿，抗倒伏能力更强。黄腐酸钾能及时的补充土壤中所流失的养分，使土壤活化，具有生命力，减少了土壤内养分被过度吸收引起的重茬病害。

而将黄腐酸钾溶于壳寡糖溶液中，使黄腐酸钾不仅作为一种载体，更能够螯合常量及微量营养物质使其更好地为植物利用，同时能够与壳寡糖协同防治植物病害，增强植物抗病能力。

总之，含有黄腐酸钾的壳寡糖溶液作为植物抗病因子具有无毒害、不污染环境、兼有药效和肥效双重生物调节功能的特点, 可诱导激活植物免疫系统, 提高植物抗病能力。所以，本发明具有提高作物免疫力、增强抗逆性、改良土壤、减少肥料施用量等优点，能够很好的应用于生产推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上问题，提供一种可以增强植物抗病作用的有机无机复混肥，以提高肥料利用率，提高植物抗病能力，从根本上增强树势，提高经济作物的产量及果品的品质，同时本发明还提供了该种植物抗病因子及有机无机复混肥料的高效生产工艺。

本发明的目的是通过如下步骤来达到的。

增强植物抗病性肥料的生产工艺，由如下重量份的原料配比组成，并按照如下步骤制得：

氮磷钾养分30-50份、有机质20-40份、中微量元素5-10份、植物抗病因子8-15份、虾蟹渣5-10份、其他填充物5-10份；

（1）植物抗病因子制备：将虾蟹生产的下脚料虾蟹壳加两倍重量份的水，球磨机打浆后注入发酵罐内，并加入活化的嗜盐芽孢杆菌和塔宾曲霉在30℃下发酵24小时，121℃高温灭菌20分钟冷却后，加入活化后的烟曲霉菌株进行二次发酵，高温灭菌冷却后过滤，滤液加黄腐酸钾得到植物抗病因子，滤渣干燥后得到虾蟹渣；

（2）肥料造粒生产：将氮磷钾养分、有机质、其他填充料粉碎后添加中微量元素及虾蟹渣混合均匀，并调节混合原料的pH值至5.5-7.5，对混合后的原料进行造粒；

（3）植物抗病因子喷涂：采用离心方式雾化，将造粒后的肥料用植物抗病因子喷涂，使其与造粒后的肥料接触混合，然后冷却至室温，即得复混肥成品。

进一步地，所述氮磷钾养分为尿素15-25份，硫酸铵5-10份，硫酸钾10-20份，磷酸一铵10-15份、过磷酸钙5-15份。

进一步地，所述有机质均经发酵腐熟彻底，为豆粕、糠粕、葡萄皮、苜蓿渣、蘑菇渣、腐植酸、氨基酸中一种或几种。

进一步地，所述中微量元素按重量份配比为：钙1.5份，硫3份，镁1.5-2.0份，硼1.1-1.3份，钼0.6-0.8份，锰0.6-0.8份，锌1.4-1.7份，铜1.1份，铁1.1-1.8份。

进一步地，所述填充物选自：硅藻土、膨润土、凹凸棒土中的一种或几种。

进一步地，所述步骤（1）中的嗜盐芽孢杆菌来自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC10442；塔宾曲霉来自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC40369。

本发明所采用的部分有机质情况为：豆粕：含有机质30.0%，氮为6.30%，磷为0.93%，钾为0.12%；糠粕：含有机质≥15.0%；葡萄皮：含有机质≥80.0%，总氮量1.91～3.60%；苜蓿渣：含有机质≥50%，含氮磷钾2.15~8.55%；蘑菇渣：含有机质≥40%，含氮2%，磷0.5%，钾1.2%

本发明的步骤（2）中原料破碎要求所有的原料分别粉碎到1mm以下，pH的调节主要是加入一定比例的钙镁磷肥来中和过磷酸钙中的游离酸。

步骤（3）中的植物抗病因子喷涂，每百公斤用植物抗病因子8-15L，采用离心方式雾化，在悬浮状态下与已成粒肥料接触混合，然后冷却至室温，即得复混肥成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：植物抗病因子生产过程条件温和可控，发酵目的产物明确，且后处理步骤相对简便，生产效率较高，植物抗病效果更加明显；且肥料养分配比合理，施用简便，肥效高；该复混肥不但N、P、K养分平衡，而且添加了中微量元素和抗病因子，既大幅度地提高化肥利用率，降低生产成本，又增强植物抵抗力，同时也提升了产品品质和产量。

附图说明

图1是本发明肥料的生产工艺流程。

图2是本发明植物抗病因子的生产工艺流程。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例用到的氮磷钾肥（氮磷钾总养分），有机质，钙镁磷肥和其他填充物均可以在市场上购买得到。

实施例1

所述有机无机复混肥料，按重量计，原料组分如下（每百公斤造粒后肥料的组分）：

颗粒尿素	15.0 Kg
		粉状硫酸钾	10.0 Kg
粉状磷酸一铵	13.0 Kg
		颗粒过磷酸钙	9.0 Kg
钼、锌、镁和硼	5.0 Kg；每百公斤分别含0.8 Kg、1.2 Kg、1.5 Kg、1.5 Kg
		葡萄皮、糠粕	20.0 Kg；每百公斤分别含12.0 Kg、8 .0 Kg
虾蟹渣	8 .0 Kg
		植物抗病因子	10.0 Kg
凹凸棒土和膨润土	10.0 Kg；每百公斤分别含8.0 Kg、2.0 Kg

生产方法（按照图1和图2的生产流程）：

（1）植物抗病因子制备：将虾蟹生产的下脚料虾蟹壳50Kg加100Kg的水，球磨机打浆后注入发酵罐内，并加入活化的嗜盐芽孢杆菌和塔宾曲霉菌株2Kg在30℃下发酵24小时，121℃高温灭菌20分钟冷却后，加入活化后的烟曲霉菌株2Kg进行二次发酵，高温灭菌冷却后过滤，得到滤液140Kg加黄腐酸钾10Kg搅拌溶解得到植物抗病因子，滤渣8Kg干燥后得到虾蟹渣；

（2）肥料造粒生产：将氮磷钾养分、有机质、其他填充料粉碎后添加中微量元素及虾蟹渣混合均匀，并添加1Kg钙镁磷肥，调节混合原料的pH值至6.5，对混合后的原料进行造粒；

（3）植物抗病因子喷涂：采用离心方式雾化，将造粒后的肥料用10Kg植物抗病因子喷涂，使其与造粒后的肥料接触混合，然后冷却至室温，即得复混肥成品。

实施例2

所述有机无机复混肥料，按重量计，原料组分如下（每百公斤造粒后肥料的组分）：

颗粒尿素	20.0Kg
		粉状硫酸铵	5.0Kg
粉状硫酸钾	10.0Kg
		粉状磷酸一铵	10.0Kg
颗粒过磷酸钙	5.0Kg
		蘑菇渣、豆粕	20.0Kg；每百公斤分别含10.0 Kg、10.0 Kg
硼、铜、锌、铁	5.0Kg；每百公斤分别含0.6 Kg、1.4 Kg、1.1 Kg、1.9 Kg
		虾蟹渣	9.0Kg
植物抗病因子	8.0Kg
		硅藻土和凹凸棒土	8.0Kg；每百公斤分别含3.0 Kg、5.0 Kg

生产方法（按照图1和图2的生产流程）：

（1）植物抗病因子制备：将虾蟹生产的下脚料虾蟹壳60Kg加120Kg的水，球磨机打浆后注入发酵罐内，并加入活化的嗜盐芽孢杆菌和塔宾曲霉菌株2.5Kg在30℃下发酵24小时，121℃高温灭菌20分钟冷却后，加入活化后的烟曲霉菌株2.5Kg进行二次发酵，高温灭菌冷却后过滤，得到滤液165Kg加黄腐酸钾12Kg搅拌溶解得到植物抗病因子，滤渣9Kg干燥后得到虾蟹渣；

（2）肥料造粒生产：将氮磷钾养分、有机质、其他填充料粉碎后添加中微量元素及虾蟹渣混合均匀，并添加0.5Kg钙镁磷肥，调节混合原料的pH值至7，对混合后的原料进行造粒；

（3）植物抗病因子喷涂：采用离心方式雾化，将造粒后的肥料用8Kg植物抗病因子喷涂，使其与造粒后的肥料接触混合，然后冷却至室温，即得复混肥成品。

实施例3

所述有机无机复混肥料，按重量计，原料组分如下（每百公斤造粒后肥料的组分）：

颗粒尿素	15.0Kg
		颗粒硫酸钾	12.0Kg
粉状硫酸铵	5.0Kg
		颗粒过磷酸钙	8.0Kg
粉状磷酸一铵	10.0Kg
		蘑菇渣、苜蓿渣	20.0Kg；每百公斤分别含7.0 Kg、13.0 Kg
钼、铜、锌、铁	6.0Kg；每百公斤分别含1.8 Kg、1.4 Kg、0.9 Kg、1.9 Kg
		虾蟹渣	5.0Kg
植物抗病因子	12.0Kg
		硅藻土和膨润土	7.0Kg每百公斤分别含4 .0 Kg、3 .0 Kg

生产方法（按照图1和图2的生产流程）：

（1）植物抗病因子制备：将虾蟹生产的下脚料虾蟹壳30Kg加60Kg的水，球磨机打浆后注入发酵罐内，并加入活化的嗜盐芽孢杆菌和塔宾曲霉菌株1.5Kg在30℃下发酵24小时，121℃高温灭菌20分钟冷却后，加入活化后的烟曲霉菌株1.5Kg进行二次发酵，高温灭菌冷却后过滤，得到滤液85Kg加黄腐酸钾8Kg搅拌溶解得到植物抗病因子，滤渣5Kg干燥后得到虾蟹渣；

（2）肥料造粒生产：将氮磷钾养分、有机质、其他填充料粉碎后添加中微量元素及虾蟹渣混合均匀，并添加0.8Kg钙镁磷肥，调节混合原料的pH值至7.5，对混合后的原料进行造粒；

（3）植物抗病因子喷涂：采用离心方式雾化，将造粒后的肥料用12Kg植物抗病因子喷涂，使其与造粒后的肥料接触混合，然后冷却至室温，即得复混肥成品。

实验例

对实施例1-3所述肥料的应用，包括如下步骤：

1）对种植区土壤进行测定分析：调查烟台栖霞、蓬莱及海阳苹果种植区土壤养分状况，分别取土样进行测定分析，从总体来说：该区苹果施肥应该稳氮、控磷、增钾、补微。

2）进行施肥田间试验，掌握各养分施肥最佳量，最佳时期、最佳配比及螯合态中微量元素的施用效果，试验结果。根据果树生长情况及需肥规律进行施肥，9月中旬-10月中旬，及时施入基肥，每亩施用本专利中（实施例1-3）所述肥料40-80公斤。

应用试验一：

所用市售果树专用肥为38%有机无机复混肥：N-P-K养分15-8-15，有机质20%。

2014年，烟台栖霞臧家庄镇杨玉波家果园，12亩地，共分4个处理，处理一，亩施实施例1所述肥料80Kg；处理二：亩施实施例2所述肥料80 Kg；处理三：亩施实施例3所述肥料80 Kg；处理四：为市售果树专用肥（15-8-15）80 Kg；每个处理3亩，与市售果树肥相比，施用本发明中所述肥料的果树长势好，坐果率高，苹果表光好，早上市一周，80果的比例占70%以上，产量比市售果树专用肥增加6.3%-15.3%，抗病率增加26.1%-30.5%，其中实施例3所述产品效果最好，详见表1。

表1 肥料的抗病增产效益对比

处理	平均亩产量kg（kg）	抗病率增加（%）	产量增加（%）	80果比例（%）
					实施例1所述产品	7028	26.1	6.3	70.4
实施例2所述产品	7431	28.3	12.4	68.5
					实施例3所述产品	7625	30.5	15.3	71.8
市售果树专用肥	6612	---	---	63.2

应用试验二：

2015年，烟台海阳小纪镇张方杰等种植户施用实施例1-3所述的肥料40余亩，每实施例所述肥料处理10亩以上，亩施100 Kg，相邻地块面积为5亩的果园施用市售果树专用肥（N-P-K养分13-5-20，有机质20%），亩施100 Kg。与市售果树专用肥相比，平均每亩增产6.7%-19.5%，抗病率增加26.1%-32.7%，其中实施例3所述产品效果最好，详见表2。

表2 肥料的抗病增产效益对比

处理	平均亩产量kg（kg）	抗病率增加（%）	产量增加（%）	80果比例（%）
					实施例1所述产品	7122	28.6	7.57	72.3
实施例2所述产品	7334	26.1	11.4	74.9
					实施例3所述产品	7867	32.7	19.5	76.4
市售果树专用肥	6583	---	-	67.8

由上述应用试验一、二的结果可知，所述有机无机复混肥的肥效高，不但N、P、K养分平衡，而且添加了螯合态中微量元素，最主要的是添加植物抗病因子溶液，其具有无毒害、不污染环境、兼有药效和肥效双重生物调节功能的特点, 可诱导激活植物免疫系统, 提高植物抗病能力。既大幅度地提高化肥利用率，也提升了苹果品质，同时提高了产量，降低生产成本。所以，本发明具有提高作物免疫力、增强抗逆性、改良土壤、减少肥料施用量等优点，能够很好的应用于生产推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.增强植物抗病性肥料的生产工艺，由如下重量份的原料配比组成，并按照如下步骤制得：

氮磷钾养分30-50份、有机质20-40份、中微量元素5-10份、植物抗病因子8-15份、虾蟹渣5-10份、其他填充物5-10份；

（1）植物抗病因子制备：将虾蟹生产的下脚料虾蟹壳加两倍重量份的水，球磨机打浆后注入发酵罐内，并加入活化的嗜盐芽孢杆菌和塔宾曲霉在30℃下发酵24小时，121℃高温灭菌20分钟冷却后，加入活化后的烟曲霉菌株进行二次发酵，高温灭菌冷却后过滤，滤液加黄腐酸钾得到植物抗病因子，滤渣干燥后得到虾蟹渣；

（2）肥料造粒生产：将氮磷钾养分、有机质、其他填充料粉碎后添加中微量元素及虾蟹渣混合均匀，并调节混合原料的pH值至5.5-7.5，对混合后的原料进行造粒；

（3）植物抗病因子喷涂：采用离心方式雾化，将造粒后的肥料用植物抗病因子喷涂，使其与造粒后的肥料接触混合，然后冷却至室温，即得复混肥成品。

2.根据权利要求1所述的增强植物抗病性肥料的生产工艺，其特征在于，所述氮磷钾养分为尿素15-25份，硫酸铵5-10份，硫酸钾10-20份，磷酸一铵10-15份、过磷酸钙5-15份。

3.根据权利要求1所述的增强植物抗病性肥料的生产工艺，其特征在于，所述有机质均经发酵腐熟彻底，为豆粕、糠粕、葡萄皮、苜蓿渣、蘑菇渣、腐植酸、氨基酸中一种或几种。

4.根据权利要求1所述的增强植物抗病性肥料的生产工艺，其特征在于，所述中微量元素按重量份配比为：钙1.5份，硫3份，镁1.5-2.0份，硼1.1-1.3份，钼0.6-0.8份，锰0.6-0.8份，锌1.4-1.7份，铜1.1份，铁1.1-1.8份。

5.根据权利要求1所述的增强植物抗病性肥料的生产工艺，其特征在于，所述填充物选自：硅藻土、膨润土、凹凸棒土中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的增强植物抗病性肥料的生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的嗜盐芽孢杆菌来自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC10442；塔宾曲霉来自中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC40369。