CN109456102A - 一种用于气雾栽培的新型营养液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于气雾栽培的新型营养液的制备方法。首先通过微生物发酵的方法制得高效植物生长调节剂赤霉素溶液;然后将其与配置好的无机营养液按比例混合,加入70%~75%的乙醇搅拌均匀后,调节pH至2.5~5.5,即制得可用于气雾栽培的新型营养液。所得到的营养液与传统营养液相比具有促进作物生长、发育,提高产量、品质等显著特点。
Description
技术领域
本发明提供了一种用于气雾栽培的新型营养液的制备方法,涉及农业栽培领域。
背景技术
气雾栽培是一种新型的无土栽培模式,它通过雾化装置将营养液雾化成水气来进行给作物的供液,提供给作物充足的氧气,使作物发挥出最大的生长状态。它不仅摆脱了传统土壤栽培对天然土壤的依赖和免受土壤污染、连作障碍、次生盐渍化等对作物生产的限制,而且有效解决普通水培中根系供氧问题,同时具有养分和水分利用率高的特点。营养液的配置和优化是气雾栽培的关键技术,现有的气雾栽培大多沿用传统无土栽培的营养液配方,生产成本高,管理困难,严重影响作物的品质。
赤霉素是一种天然的高效植物生长调节剂,能促进作物生长发育,改进品质,提高产量,活性高,副作用小,在农业领域具有重要的应用价值。本发明将微生物发酵生产的赤霉素用于气雾栽培营养液的制备,最终得到新型的气雾栽培营养液。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于气雾栽培的新型营养液的制备方法,相比普通营养液,其具有促进作物生长发育,改进品质,提高产量等特点。
本发明技术方案如下:一种用于气雾栽培的新型营养液的制备方法,具体步骤如下:
(1)挑取1~3菌环赤霉菌于活化培养基中,在温度28~30℃,转速160~ 180rpm,pH6.5~7.5条件下培养3~6天,得活化菌液;
(2)将活化菌液按体积接种量5~10%接种于发酵培养基中,温度25~ 30℃,转速160~180rpm,pH6.0~7.0,在发酵过程中加入植物油和特征前体,发酵培养6~10天,得到赤霉素发酵液;
(3)在得到的赤霉素发酵液加入沉淀剂,经沉淀、过滤后,收集滤液,加酸调节pH至2.5~5.5,即得赤霉素混合液;
(4)将所得赤霉素混合液与无机营养液按体积比0.5~1︰1混合得混合液,加入与混合液体积比为3~5mL/L的乙醇溶液搅拌均匀后,调节pH至2.5~ 5.5,即制得可用于气雾栽培的新型营养液。
优选步骤(1)中所述的赤霉菌的拉丁学名为Gibberella fujikuroi,保藏中心登记入册编号是CGMCC No.5588,保藏日期2011年12月14日。
优选活化培养基成分为:葡萄糖20~30g/L、蛋白胨10~20g/L、 NH4NO31.0~2.0g/L、MgSO4·7H2O 0.5~1.0g/L、KH2PO4·3H2O 0.5~1.0 g/L;活化培养基的体积装液量10~30%。
优选步骤(2)中发酵培养基成分为(g/L):碳源40~70g/L,氮源0.5~2.0 g/L,NaCl 3~5g/L,MgSO4·7H2O 0.5~1.0g/L,KH2PO4·3H2O 0.5~1.0 g/L,NaMoO4·2H2O0.01~0.03g/L;发酵培养基的体积装液量为10~30%;发酵3~6天时加入植物油0.2~0.5g/L和特征前体0.1~0.3g/L。
优选步骤(2)中所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、饴糖或乳糖或淀粉中的一种或几种;所述的氮源为玉米浆、花生饼粉、黄豆饼粉、(NH4)2SO4、 NH4NO3或NaNO3中的一种或几种;所述的植物油为花生油、豆油或亚麻油;所述的特征前体为氨基乙酸或甲羟戊酸。
优选步骤(3)中加入的沉淀剂为Ba(OH)2;沉淀剂的加入质量同赤霉素发酵液的体积比为2~5g/L;用于调节pH的酸为盐酸或磷酸。
优选步骤(4)中乙醇溶液的质量浓度为70%~75%。
优选步骤(4)中无机营养液各组分为:Ca(NO3)2 0.5~2.0g/L、KNO3 0.2~ 0.4g/L、MgSO4 0.2~0.4g/L、KH2PO4 0.1~0.2g/L、H3BO3 0.1~0.3g/L、 MnCl2 0.05~0.15g/L、ZnSO4 0.07~0.2g/L、CuCl2 0.4~0.55g/L。
本专利选用的赤霉菌,拉丁学名为Gibberella fujikuroi,是本课题组自主筛选并包藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所)。其简称为CGMCC,登记入册编号CGMCC No.5588,保藏日期2011年12月14日。
CGMCC No.5588菌株具有以下性质:
1、形态与培养特征:
在PDA培养基上培养,菌落圆形,菌丝为白色,稠密的细绒毛状,生长旺盛,后期中央菌丝由白色转为黑灰色。有性世代产生子囊孢子,子囊壳呈椭球状,黑色,大小为10~25.5×10.2~19.6μm。无性世代产生分生孢子,白色,孢子镰刀型,有隔膜。赤霉菌菌丝生长和子囊孢子萌发都要合适条件;最适温度28℃,相对湿度70%,喜偏酸性近中性,pH6.0~7.0,最适pH6.8。
2、生理生化性质:
表1 CGMCC No.5588菌株生理生化性质
注:+:为阳性或生长;-:为阴性或不生长。
有益效果:
本发明将高效植物生长调节剂赤霉素与无机营养液按比例进行混合,制得可用于气雾栽培的新型营养液。与传统营养液相比该新型营养液具有促进蔬菜等作物生长、发育,提高产量、品质等显著特点。本发明所提供的营养液制备方法简单易操作,成本低廉。
保藏信息
上述赤霉菌Gibberella fujikuroi CGMCC No.5588,是由本实验室选育并保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所),其简称为CGMCC,登记入册的编号是登记入册编号CGMCC No.5588,保藏日期2011年12月14日。
具体实施方式
以下结合实例来进一步解释本发明,但实施案例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
(1)挑取1菌环赤霉菌(CGMCC No.5588)于活化培养基中(成分为:葡萄糖20g/L、蛋白胨10g/L、NH4NO3 1.0g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、 KH2PO4·3H2O 0.5g/L),装液量10%,在温度28℃,转速160rpm,pH6.5条件下培养3天,得活化菌液;
(2)将活化菌液按接种量10%接种于发酵培养基中(成分为:葡萄糖 40g/L、玉米浆2.0g/L、NaCl 3g/L、MgSO4·7H2O 0.5g/L、KH2PO4·3H2O 0.5g/L、NaMoO4·2H2O 0.01g/L)装液量30%,温度25℃,转速160rpm, pH6.0,发酵3天时加入花生油0.2g/L和氨基乙酸0.1g/L,发酵培养6天,得到赤霉素发酵液;
(3)在得到的赤霉素发酵液加入2g/L Ba(OH)2,经沉淀、过滤后,收集滤液,加盐酸调节pH至2.5,即得赤霉素混合液;
(4)将所得赤霉素混合液与无机营养液(各组分为:Ca(NO3)2 0.5g/L、 KNO3 0.2g/L、MgSO4 0.2g/L、KH2PO4 0.1g/L、H3BO3 0.1g/L、MnCl2 0.05g/L、ZnSO4 0.07g/L、CuCl20.4g/L)按体积比1.0︰1.0混合,加入3mL/L 75%的乙醇搅拌均匀后,调节pH至2.5,即制得可用于气雾栽培的新型营养液。
施用效果显示该营养液与传统营养液相比,营养液使用量降低18%,促进了番茄生长发育,番茄增产22.3%,氮素含量降低19.87%,品质、口感等获得显著改善。
实施例2
(1)挑取2菌环赤霉菌(CGMCC No.5588)于活化培养基中(成分为:葡萄糖25g/L、蛋白胨15g/L、NH4NO31.5g/L、MgSO4·7H2O 0.8g/L、 KH2PO4·3H2O 0.7g/L),装液量20%,在温度29℃,转速170rpm,pH7.0条件下培养5天,得活化菌液;
(2)将活化菌液按接种量8%接种于发酵培养基中(成分为:蔗糖 50g/L、黄豆饼粉0.5g/L,NaCl 4g/L,MgSO4·7H2O 0.7g/L,KH2PO4·3H2O 0.8g/L,NaMoO4·2H2O 0.02g/L)装液量20%,温度28℃,转速170rpm, pH6.5,发酵4天时加入豆油或亚麻油)0.3g/L和甲羟戊酸0.2g/L,发酵培养8 天,得到赤霉素发酵液;
(3)在得到的赤霉素发酵液加入3g/L Ba(OH)2,经沉淀、过滤后,收集滤液,加磷酸调节pH至4.0,即得赤霉素混合液;
(4)将所得赤霉素混合液与无机营养液(各组分为:Ca(NO3)2 1.0g/L、 KNO3 0.3g/L、MgSO4 0.3g/L、KH2PO4 0.15g/L、H3BO3 0.2g/L、MnCl2 0.1 g/L、ZnSO4 0.1g/L、CuCl20.5g/L)按体积比0.7︰1.0混合,加入4mL/L 72%的乙醇搅拌均匀后,调节pH至4.0,即制得可用于气雾栽培的新型营养液。
施用效果显示:该营养液与传统营养液相比,营养液使用量降低22%,促进了黄瓜生长发育,黄瓜增产19.7%,氮素含量降低21.36%,品质、口感等获得显著改善。
实施例3
(1)挑取3菌环赤霉菌(CGMCC No.5588)于活化培养基中(成分为:葡萄糖30g/L、蛋白胨20g/L、NH4NO3 2.0g/L、MgSO4·7H2O 1.0g/L、 KH2PO4·3H2O 1.0g/L),装液量30%,在温度30℃,转速180rpm,pH 7.5条件下培养6天,得活化菌液;
(2)将活化菌液按接种量5%接种于发酵培养基中(成分为:麦芽糖 40g/L、淀粉30g/L、花生饼粉1.0g/L、(NH4)2SO4 0.5g/L,NaCl 5g/L, MgSO4·7H2O 1.0g/L,KH2PO4·3H2O1.0g/L,NaMoO4·2H2O 0.03g/L)装液量10%,温度30℃,转速180rpm,pH 7.0,发酵6天时加入花生油0.3 g/L、亚麻油0.2g/L、氨基乙酸0.2g/L、甲羟戊酸0.1g/L,发酵培养10天,得到赤霉素发酵液;
(3)在得到的赤霉素发酵液加入5g/L Ba(OH)2,经沉淀、过滤后,收集滤液,加盐酸和磷酸(体积比1︰1)调节pH至5.5,即得赤霉素混合液;
(4)将所得赤霉素混合液与无机营养液(各组分为:Ca(NO3)2 2.0g/L、 KNO3 0.4g/L、MgSO4 0.4g/L、KH2PO4 0.2g/L、H3BO3 0.3g/L、MnCl2 0.15 g/L、ZnSO4 0.2g/L、CuCl20.55g/L)按体积比0.5︰1.0混合,加入5mL/L 70%的乙醇搅拌均匀后,调节pH至5.5,即制得可用于气雾栽培的新型营养液。
施用效果显示该营养液与传统营养液相比,营养液使用量降低27%,促进了油麦菜生长发育,增产25.7%,氮素含量降低20.82%,油麦菜品质、口感等获得显著改善。
Claims (8)
1.一种用于气雾栽培的新型营养液的制备方法,具体步骤如下:
(1)挑取1~3菌环赤霉菌于活化培养基中,在温度28~30℃,转速160~180rpm,pH6.5~7.5条件下培养3~6天,得活化菌液;
(2)将活化菌液按体积接种量5~10%接种于发酵培养基中,温度25~30℃,转速160~180rpm,pH6.0~7.0,在发酵过程中加入植物油和特征前体,发酵培养6~10天,得到赤霉素发酵液;
(3)在得到的赤霉素发酵液加入沉淀剂,经沉淀、过滤后,收集滤液,加酸调节pH至2.5~5.5,即得赤霉素混合液;
(4)将所得赤霉素混合液与无机营养液按体积比0.5~1︰1混合得混合液,加入与混合液体积比为3~5mL/L的乙醇溶液搅拌均匀后,调节pH至2.5~5.5,即制得可用于气雾栽培的新型营养液。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的赤霉菌的拉丁学名为Gibberella fujikuroi,保藏中心登记入册编号是CGMCC No.5588,保藏日期2011年12月14日。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于活化培养基成分为:葡萄糖20~30g/L、蛋白胨10~20g/L、NH4NO31.0~2.0g/L、MgSO4·7H2O 0.5~1.0g/L、KH2PO4·3H2O 0.5~1.0g/L;活化培养基的体积装液量10~30%。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(2)中发酵培养基成分为(g/L):碳源40~70g/L,氮源0.5~2.0g/L,NaCl 3~5g/L,MgSO4·7H2O 0.5~1.0g/L,KH2PO4·3H2O 0.5~1.0g/L,NaMoO4·2H2O 0.01~0.03g/L;发酵培养基的体积装液量为10~30%;发酵3~6天时加入植物油0.2~0.5g/L和特征前体0.1~0.3g/L。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于步骤(2)中所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、饴糖或乳糖或淀粉中的一种或几种;所述的氮源为玉米浆、花生饼粉、黄豆饼粉、(NH4)2SO4、NH4NO3或NaNO3中的一种或几种;所述的植物油为花生油、豆油或亚麻油;所述的特征前体为氨基乙酸或甲羟戊酸。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(3)中加入的沉淀剂为Ba(OH)2;沉淀剂的加入质量同赤霉素发酵液的体积比为2~5g/L;用于调节pH的酸为盐酸或磷酸。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(4)中乙醇溶液的质量浓度为70%~75%。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于步骤(4)中无机营养液各组分为:Ca(NO3)20.5~2.0g/L、KNO3 0.2~0.4g/L、MgSO4 0.2~0.4g/L、KH2PO4 0.1~0.2g/L、H3BO3 0.1~0.3g/L、MnCl2 0.05~0.15g/L、ZnSO4 0.07~0.2g/L、CuCl2 0.4~0.55g/L。
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