CN108440159B - 一种用于茶树的生物有机叶面肥 - Google Patents

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Abstract

本发明属于肥料技术领域，公开了一种用于茶树的生物有机叶面肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备木薯渣‑酒糟处理物，步骤2）制备培养液，步骤3）制备肥料。本发明叶面肥营养成分有利于叶片吸收，能够防治病虫害，储存方便，市场应用价值高。

Description

一种用于茶树的生物有机叶面肥
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种用于茶树的生物有机叶面肥。
背景技术
叶面肥是以叶面吸收为目的，将作物所需养分直接施用叶面的肥料，称为叶面肥。叶面肥是营养元素施用于农作物叶片表面，通过叶片的吸收而发挥其功能的一种肥料类型，植物的叶片有上下两层表皮，由表皮细胞组成，表上细胞的外侧有角质层和蜡质，可以保护表皮组织下的叶肉细胞行使光合、呼吸等功能，不受外界不利条件变化的影响，叶片表面还有许多微小的气孔，行使气体更换的功能。研究表明，角质层由一种带有羟基和羧基的长碳链脂肪酸聚合物组成，这种聚合物的分子间隙及分子上的羟基、羧基亲水基团可以让水溶液渗透进入叶内，当然，叶片表面的气孔是叶面肥进入叶片更方便的通道。实践证明，叶面施肥是具有肥效迅速、肥料利用率高、用量少的施肥技术之一。土壤施肥后，各种营养元素首先被土壤吸附，有的肥料还必须在土壤中经过一个转化过程，然后通过离子交换或扩散作用被作物根系吸收，通过根、茎的维管束，再到达叶片。养分输送距离远，速度慢。采用叶面施肥，各种养分能够很快地被作物叶片吸收，直接从叶片进入植物体，参与作物的新陈代谢。因此，其速度和效果都比土壤施肥的作用来的快。据研究，叶片吸肥的速度要比根部吸肥的速度要快1倍左右。叶面施肥由于养分直接由叶品进入作物体，吸收速度快，可在短时间内使作物体内的营养元素大大增加，迅速缓解作物的缺肥状况，发挥肥料最大的效益。通过叶面施肥能够有力地促进作物体内各种生理过程的进展，显著提高光合作用强度，提高酶的活性，促进有机物的合成、转化和运输，有利于干物质的积累，可提高产量，改善品质。
茶树叶片的品质决定着茶品的质量，叶面肥可以提高茶叶的品质。目前已经有一些针对茶树的叶面肥出现，“茶园施用酵素菌肥料初步试验，叶水娟，中国茶叶2004年”公开了酵素菌叶面肥，采用酵素菌和尿素混合制得，施用酵素菌叶面肥有利于茶叶快速吸收，促进芽叶早发、快长，提早开采，增加高档茶叶数量，但是不具备防治病虫害的功能； “枯草芽孢杆菌可湿性粉剂在茶树上的应用效果，刘振等，湖北植保2011年”公开了1000亿活芽孢/克枯草芽孢杆菌可湿性粉剂，其专用于茶树，于茶叶开采前约20d，即3月22日施第一次药，3月29日第二次施药，4月7日第三次施药，每亩药液量为45kg，有效提高了春茶产量，且茶叶中嫩芽和茶叶质量提高，能提高春茶生产效益，但是未见该粉剂对病虫害的防治研究。
液体叶面肥肥效较好，使用方便，但是存贮占地面积大，长途运输费用较高。发明人同时针对上述技术问题，针对肥料进行不同的包装方式，即针对需求量比较大的周边地区供应液体肥（参见发明人的之前的研究成果“具备防治病虫害和驱虫性能的有机型茶叶专用肥”），针对其他较远地区采用固体肥料，而且采用固体肥料也可以避免淡季肥料积压的问题。但是常温贮藏包含菌体的固体肥料容易导致菌体失活，农户并没有条件将肥料进行长时间低温保藏。
发明内容
本发明是针对现有技术中茶叶叶面肥料的缺陷，提出了一种用于茶树的生物有机叶面肥，该叶面肥营养成分有利于叶片吸收，能够防治病虫害，可以在常温下储存，市场应用价值高。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于茶树的生物有机叶面肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备木薯渣-酒糟处理物，步骤2）制备培养液，步骤3）制备肥料。
进一步地，所述步骤1）制备木薯渣-酒糟处理物，包括如下步骤：将木薯渣和酒糟混合，然后添加到水中，控制固含量为30wt％，然后500rpm搅拌3-5min，再升温至50-60℃，保温条件下，超声处理30min，然后121℃蒸汽处理10min，自然冷却至室温，得到木薯渣-酒糟处理物。
进一步地，所述步骤2）制备培养液，包括如下步骤：将解淀粉芽孢杆菌种子液、绿色木霉种子液按照1-2:2-3的体积比混合，得到混合接种液，将混合接种液按照6-8%的接种量接入到木薯渣-酒糟处理物中进行培养，培养时间为12h，然后按照8-10％的接种量接种多粘类芽孢杆菌种子液，继续培养6h，再按照8-10％的接种量接种植物乳杆菌种子液，继续培养18-24h，得到培养液。
进一步地，所述步骤3）制备肥料，包括如下步骤：往步骤2）所得培养液中添加腐植酸钾以及壳聚糖，搅拌均匀，然后真空冷冻干燥得到冻干粉，混合均匀，称重，包装，即得。
优选地，所述木薯渣和酒糟的质量比为（2-3）:1。
优选地，所述超声频率为20-25kHz。
优选地，所述腐植酸钾的添加量为0.5-0.7wt%。
优选地，所述壳聚糖的添加量为1-2wt%。
优选地，
所述解淀粉芽孢杆菌种子液的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到LB液体培养基上进行培养，获得解淀粉芽孢杆菌种子液；
所述绿色木霉种子液的制备方法为：将绿色木霉接种到PDA固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到PDA液体培养基中进行培养，得到绿色木霉种子液；
所述多粘类芽孢杆菌种子液的制备方法为：将多粘类芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到液体种子培养基上进行培养，获得多粘类芽孢杆菌种子液；所述液体种子培养基为：蔗糖20g/L，玉米浆10g/L，酵母膏3g/L，尿素1g/L，氯化钙0.1g/L，七水硫酸镁0.01g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L；
所述植物乳杆菌种子液的制备方法为：取植物乳杆菌，接入到MRS液体培养基中进行培养，得到植物乳杆菌种子液。
本发明菌株选择：实施方式中具体使用的菌株为解淀粉芽孢杆菌
ATCC23843，绿色木霉ATCC9275，多粘类芽孢杆菌ATCC7070，植物乳杆菌ATCC8014；也可以使用同一种属中功能类似的其他菌株。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于几个方面：
壳聚糖属于碱性多糖，能够与培养液中存在的非碱性多糖发生反应形成凝胶，再经过冷冻干燥，从而对菌体进行低温包埋，经过冷冻干燥制得的干粉无需在冷藏环境下采用休眠方式来维持菌体的活性，常温干燥贮藏条件下也可以保持菌体正常的活性；室温干燥条件下，3个月活菌存活率为70%以上。
木薯渣和酒糟是农业加工副产物，价格低廉，一般加工后用作饲料或直接废弃，附加值很低。本发明采用上述物质作为主要原料来制备有机叶面肥，降低了企业成本；木薯渣和酒糟采用合适的配伍比例，可以保证处理物中营养成分适合菌株发酵，本发明通过对木薯渣和酒糟进行加热和超声处理，利用的超声波的空化作用，产生局部高压高温进行冲击，有助于纤维、蛋白以及碳水化合物的分离，更容易被菌株利用；
不同菌株对营养物质的需求不同，菌株的接种顺序对菌株的活性和产物影响较大；通过合理的接种方式，菌株之间的性能互补，不产生营养竞争，使得混合菌培养体系处于一个平衡状态；解淀粉芽孢杆菌和绿色木霉可以共生，能够产生纤维素酶和淀粉酶，将纤维素物质变得更为疏松和暴露，使得蛋白质从纤维素中暴露出来，降低了蛋白酶解的难度，通过水解纤维素和碳水化合物组分，产生多糖类物质，供后续接种的多粘类孢杆菌和植物乳杆菌使用；多粘类芽孢杆菌产生多糖水解酶，能够利用纤维素酶解产生的多糖，还能产生蛋白酶和几丁质酶，酶解产生菌素、抗菌肽、植物激素等物质，使植物叶部的病害明显减少；植物乳杆菌和多粘类孢杆菌产生的蛋白酶可以酶解植物蛋白产生氨基酸和短肽分子，植物乳杆菌还可以产生氨基酸、短肽以及植物活性物质，有利于作物生长；
茶树叶片对氮的需求较高，可以利用氨基酸以及小分子短肽，本发明叶面肥中氨基酸和短肽类物质含量较高，价格便宜，提供的氨基酸全面，是比较理想的增氮剂，能够提升茶叶品质；本发明提供的叶面肥添加了复合微生物，使用后在叶片上具有较好的粘附力，延长了叶片的吸收时间，提高吸收率，并且相互协同，降低了病虫害的发生。
附图说明
图1：储存时间对菌体存活率的影响；
图2：菌株配伍和接种时间对培养液中氨基酸和短肽含量的影响；
图3：不同叶面肥对炭疽病的防治效果。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于茶树的生物有机叶面肥，其按照如下步骤制备而得：
制备木薯渣-酒糟处理物：将木薯渣和酒糟（木薯渣和酒糟的水分含量均为8wt%，）按照3:1的质量比混合，然后添加到水中，控制固含量为30wt％，然后500rpm搅拌5min，再升温至60℃，保温条件下，超声处理30min，超声频率为25kHz，然后121℃蒸汽处理10min，自然冷却至室温，得到木薯渣-酒糟处理物；
制备培养液：将解淀粉芽孢杆菌种子液、绿色木霉种子液按照2:3的体积比混合，得到混合接种液，将混合接种液按照8%（占木薯渣-酒糟处理物的体积比）的接种量接入到含有木薯渣-酒糟处理物的发酵罐中进行培养，温度为30℃，罐压为0.05MPa，风量为600L/h，培养时间为12h，然后按照10％的接种量接种多粘类芽孢杆菌种子液，继续培养6h，再按照10％的接种量接种植物乳杆菌种子液，继续培养24h，得到培养液；
制备肥料：往培养液中添加0.5wt%的腐植酸钾以及2wt%的壳聚糖，搅拌均匀，然后真空冷冻干燥得到冻干粉，混合均匀，称重，包装，即得。
所述解淀粉芽孢杆菌种子液的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到LB液体培养基上进行培养，获得浓度为5×108cfu/ml的解淀粉芽孢杆菌种子液；
所述绿色木霉种子液的制备方法为：将绿色木霉接种到PDA固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到PDA液体培养基中进行培养，得到浓度为2×108cfu/ml的绿色木霉种子液；
所述多粘类芽孢杆菌种子液的制备方法为：将多粘类芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到液体种子培养基（蔗糖20g/L，玉米浆10g/L，酵母膏3g/L，尿素1g/L，氯化钙0.1g/L，七水硫酸镁0.01g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L）上进行培养，获得浓度为3×108cfu/ml的多粘类芽孢杆菌种子液；
所述植物乳杆菌种子液的制备方法为：取甘油保存的植物乳杆菌，接入到MRS液体培养基中进行培养，培养至浓度为3×108cfu/ml的植物乳杆菌种子液。
实施例2
一种用于茶树的生物有机叶面肥，其按照如下步骤制备而得：
制备木薯渣-酒糟处理物：将木薯渣和酒糟（木薯渣和酒糟的水分含量均为8wt%，）按照2:1的质量比混合，然后添加到水中，控制固含量为30wt％，然后500rpm搅拌3min，再升温至50℃，保温条件下，超声处理30min，超声频率为20kHz，然后121℃蒸汽处理10min，自然冷却至室温，得到木薯渣-酒糟处理物；
制备培养液：将解淀粉芽孢杆菌种子液、绿色木霉种子液按照1:2的体积比混合，得到混合接种液，将混合接种液按照6%（占木薯渣-酒糟处理物的体积比）的接种量接入到含有木薯渣-酒糟处理物的发酵罐中进行培养，温度为30℃，罐压为0.05MPa，风量为600L/h，培养时间为12h，然后按照8％的接种量接种多粘类芽孢杆菌种子液，继续培养6h，再按照8％的接种量接种植物乳杆菌种子液，继续培养18h，得到培养液；
制备肥料：往培养液中添加0.5-0.7wt%的腐植酸钾以及1-2wt%的壳聚糖，搅拌均匀，然后真空冷冻干燥得到冻干粉，混合均匀，称重，包装，即得。
所述解淀粉芽孢杆菌种子液的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到LB液体培养基上进行培养，获得浓度为3×108cfu/ml的解淀粉芽孢杆菌种子液；
所述绿色木霉种子液的制备方法为：将绿色木霉接种到PDA固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到PDA液体培养基中进行培养，得到浓度为2×108cfu/ml的绿色木霉种子液；
所述多粘类芽孢杆菌种子液的制备方法为：将多粘类芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到液体种子培养基（蔗糖20g/L，玉米浆10g/L，酵母膏3g/L，尿素1g/L，氯化钙0.1g/L，七水硫酸镁0.01g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L）上进行培养，获得浓度为2×108cfu/ml的多粘类芽孢杆菌种子液；
所述植物乳杆菌种子液的制备方法为：取甘油保存的植物乳杆菌，接入到MRS液体培养基中进行培养，培养至浓度为2×108cfu/ml的植物乳杆菌种子液。
实施例3
储存时间对菌体存活率的影响：
分别于1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月检测了菌体存活率，如图1所示，常温干燥条件下，随着时间增加，菌体存活率逐渐下降，但是降幅不大，3个月时，仍能维持75%的存活率，对肥效影响不大，可以满足市场需求。
实施例4
本发明培养液中氨基酸组分的测试：
选用木薯渣（干重）成分：蛋白5.3％，粗纤维12.9％，无氮浸出物69.5％，灰分6.1％，粗脂肪4.2％，钙0.35％，磷0.08％，余量为其他；
酒糟（干重）成分：蛋白14.9％，粗纤维23.5％，无氮浸出物33.1％，灰分12.6％，余量为其他。
设置组别，测试各菌株的配伍协同性能，其中，以实施例1为实验组，对照组1采用绿色木霉、解淀粉芽孢杆菌以及多粘类芽孢杆菌，不采用植物乳杆菌，其余同实施例1；对照组2采用绿色木霉、解淀粉芽孢杆菌以及植物乳杆菌，不采用多粘类芽孢杆菌，其余同实施例1；对照组3采用绿色木霉、植物乳杆菌以及多粘类芽孢杆菌，不采用解淀粉芽孢杆菌，其余同实施例1；对照组4采用解淀粉芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌以及植物乳杆菌，不采用绿色木霉，其余同实施例1；对照组5采用四种菌株同时接种，其余同实施例1。
检测各组的培养液中容易被叶片吸收的氨基酸以及短肽（小于10个氨基酸）含量（HPLC法），如图2所示，本发明采用四种菌株，采用不同的接种时间，能够相互促进产酶，充分酶解木薯渣和酒糟，制备得到的肥料中游离氨基酸和短肽的含量最好，明显高于采用三种菌株的对照组1-4，也高于采用四种菌株同时接种的对照组5，说明本发明叶面肥中的氨基酸有效组分含量更高，肥效更好。
实施例5
本发明肥料对茶树种植的影响
试验田选择富阳地区的茶树试验基地，茶树品种为金萱，树龄为8年，试验基地设置7个小区，随机排列，每小区面积为667平方米，分别为实验组（实施例1）、对照组1-4（同实施例3）以及空白对照组（施加同等量的水），还增加了的对照组5（采用四种菌株同时接种，其余同实施例1）。各小区的土壤状况、管理方式、施肥以及灌溉方式完全相同，具备可比性。
肥料施用方式为：将肥料取出，兑水稀释800倍，喷洒两次，分别是出芽时和长出2片叶时；芽和叶正反面均匀喷雾，以有水滴滴落为度。
1、同一时间收集茶叶，检测鲜叶芽产量和百芽重等主要指标。具体见表1：
表1
组别 鲜叶芽产量g/m<sup>2</sup> 百芽重g
实验组 523.9 46.7
对照组1 454.3 43.9
对照组2 492.4 44.8
对照组3 507.6 44.1
对照组4 510.5 45.3
对照组5 466.4 42.7
空白对照组 427.2 41.0
2、同时间采摘 1芽 2 叶茶鲜叶，经微波杀青固定后，75℃烘干备用。茶叶样品主要指标的生化分析：茶多酚含量（酒石酸亚铁比色法，GB/T8313-2002）；氨基酸总量（茚三酮比色法，GB/T8314-2002）；咖啡碱含量（紫外分光光度法，GB/T8312-2002）、可溶性糖含量（蒽酮比色法）；具体检测结果见表2：
表2
组别 茶多酚含量% 氨基酸总量% 咖啡碱含量% 可溶性糖%
实验组 31.35 3.88 3.34 6.78
对照组1 29.17 3.55 3.20 6.29
对照组2 30.09 3.61 3.17 6.44
对照组3 31.81 3.59 3.25 6.48
对照组4 30.86 3.64 3.09 6.61
对照组5 29.97 3.70 3.16 6.32
空白对照组 29.12 3.43 3.01 6.20
由表1-2可知，与空白对照组相比，无论在茶叶产量还是茶叶品质方面，实验组和对照组1-5均有所提升。实验组的茶叶产量高于采用三种菌株配伍的对照组1-4，也明显高于采用四种菌株同时接种的对照组5，通过对茶叶中主要成分分析发现，实验组中各有效成分均维持在较高的水平，综合指标优于对照组1-5。
3、以炭疽病为例，本发明检测了叶面肥对炭疽病的防治效果：分别调查各区发病程度。每个小区从不受相邻小区影响的中间2行茶树中随机调查10株，调查株内上、中、下各5片叶，计算病情指数。
病害分析标准：0级叶片上没有病斑；1级病斑占叶面积1/4以下；2级病斑占叶面积1/4－2/4；3级病斑占叶面积2/4－3/4；4级病斑占叶面积3/4以上。
计算公式：病情指数(％ )=[Σ( 各级病叶数×各级代表值)/（调查总叶数×最高病级）]×100；
相对防效（％）=(空白对照区施药后病情指数-处理区施药后病情指数/ 空白对照区施药后病情指数)×100。如图3所示，与空白对照组相比，实验组和对照组1-5对炭疽病均有明显的防治效果，其中，实验组的防治效果最好，平均病情指数为7.3％，相对防效为85.6％，可见，本发明的叶面肥不但能够提高茶叶产量和品质，兼具备优异的抗病虫害的功效。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于茶树的生物有机叶面肥，其按照如下步骤制备而得：步骤1）制备木薯渣-酒糟处理物，步骤2）制备培养液，步骤3）制备肥料；
所述步骤1）制备木薯渣-酒糟处理物，包括如下步骤：将木薯渣和酒糟混合，然后添加到水中，控制固含量为30wt％，然后500rpm搅拌3-5min，再升温至50-60℃，保温条件下，超声处理30min，然后121℃蒸汽处理10min，自然冷却至室温，得到木薯渣-酒糟处理物；
所述木薯渣和酒糟的质量比为（2-3）:1；
所述步骤2）制备培养液，包括如下步骤：将解淀粉芽孢杆菌种子液、绿色木霉种子液按照1-2:2-3的体积比混合，得到混合接种液，将混合接种液按照6-8%的接种量接入到木薯渣-酒糟处理物中进行培养，培养时间为12h，然后按照8-10％的接种量接种多粘类芽孢杆菌种子液，继续培养6h，再按照8-10％的接种量接种植物乳杆菌种子液，继续培养18-24h，得到培养液；
所述步骤3）制备肥料，包括如下步骤：往步骤2）所得培养液中添加腐植酸钾以及壳聚糖，搅拌均匀，然后真空冷冻干燥得到冻干粉，混合均匀，称重，包装，即得；
所述腐植酸钾的添加量为0.5-0.7wt%，所述壳聚糖的添加量为1-2wt%，所述解淀粉芽孢杆菌为 ATCC23843，所述绿色木霉为ATCC9275，所述多粘类芽孢杆菌为ATCC7070，所述植物乳杆菌为ATCC8014。
2.根据权利要求1所述的生物有机叶面肥，其特征在于，所述超声频率为20-25kHz。
3.根据权利要求1所述的生物有机叶面肥，其特征在于，所述解淀粉芽孢杆菌种子液的制备方法为：将解淀粉芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到LB液体培养基上进行培养，获得解淀粉芽孢杆菌种子液；
所述绿色木霉种子液的制备方法为：将绿色木霉接种到PDA固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到PDA液体培养基中进行培养，得到绿色木霉种子液；
所述多粘类芽孢杆菌种子液的制备方法为：将多粘类芽孢杆菌接种到LB固体培养基上培养，得到单菌落；挑取单菌落接种到液体种子培养基上进行培养，获得多粘类芽孢杆菌种子液；所述液体种子培养基为：蔗糖20g/L，玉米浆10g/L，酵母膏3g/L，尿素1g/L，氯化钙0.1g/L，七水硫酸镁0.01g/L，七水硫酸亚铁0.01g/L；
所述植物乳杆菌种子液的制备方法为：取植物乳杆菌，接入到MRS液体培养基中进行培养，得到植物乳杆菌种子液。
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