CN109721426A

CN109721426A - 一种农用肥料增效剂

Info

Publication number: CN109721426A
Application number: CN201910144663.3A
Authority: CN
Inventors: 冯小海; 徐虹; 许宗奇; 周哲
Original assignee: NANJING SHINEKING BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: NANJING SHINEKING BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2019-05-07

Abstract

本发明公开了一种农用肥料增效剂，其活性成分由聚谷氨酸、氨基寡糖素、烟秆生物炭按照一定比例配制而成，聚谷氨酸的活性羧基和氨基寡糖素的活性氨基，在一定配比下，能形成网状交联结构，复合结构即保持了氨基寡糖素的抗菌活性，使其不易被微生物降解，又保持了聚谷氨酸大分子的吸附能力，使其不易随水分流失。烟秆生物炭含有烟碱，具有抑制病虫害的效果。该农用肥料增效剂可通过喷施或灌根用于各种农作物，能显著提高作物肥料利用率，增强农作物的抗逆、抗病、抗虫能力，促进作物增产。

Description

一种农用肥料增效剂

技术领域

本发明属于农业领域，具体涉及一种农用肥料增效剂。

背景技术

我国是农业大国也是化肥使用大国，化肥年用量高达5000万吨(折纯氮磷钾)以上，为农业发展和粮食增产做出了突出贡献。然而，化肥的使用也带来了很多负面问题，肥料的利用率低，土地的质量下降，水污染，农作物抗性下降等，很大程度上威胁了农业的可持续发展。有机肥料因具有肥料利用率高，不易造成土壤板结、环境污染少等优点越来越受农业从业者的青睐，已经成为是未来农业可持续发展的前景产品。开发新型有机-无机复混肥也成为当前农业科技工作者的聚焦点。现有的肥料存在利用率低，使用量大，造成土壤富营养化，不利于农作物生长的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能显著提高作物肥料利用率，增强农作物的抗逆、抗病能力，促进作物增产的肥料增效剂。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种农用肥料增效剂，它的活性成分包括聚谷氨酸、氨基寡糖素和烟秆生物炭，三者质量比为(12～15):(9～12):(1～10)。

其中，聚谷氨酸是由微生物发酵产生的一种均聚氨基酸，含有末端胺和多个COO^-基团，氮肥的NH₄ ⁺，磷肥中的PO₄ ³⁺、钾肥中的K⁺，元素肥料的Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等可以直接和聚谷氨酸的羧基位点与酰胺基位点键合，形成水溶性的、稳定的聚谷氨酸盐，缓慢的为作物生长提供营养。因此，聚谷氨酸具有提高植物对养分的吸收或延长药物作用时间等功效，在农业生产上发挥重要作用。在杀虫剂、除草剂、肥料及其它农化用品使用时，通过加入适量的聚谷氨酸可以延长药物及肥料的作用时间，提高它们的作用效果和减少用量，利于环境保护。

氨基寡糖素，又名壳寡糖，可作为植物功能调节剂，具有活化植物细胞，促进植物生长，调节植物抗性基团的关闭与开放，激活植物防御反应，启动抗病基因表达等作用。日本已将氨基寡糖素制成植物生长调节剂，用于提高某些农作物产量。

烟秆生物炭是烟秆通过燃烧后制备的生物炭，它含有烟碱，具有抑制病虫害的效果。

聚谷氨酸和氨基寡糖素都具有促进植物生长、增强作物抗逆能力的功效，但两者在单独使用时均存在不足：聚谷氨酸是一种高分子多肽，及易被环境微生物降解为单体，最终被微生物彻底分解；氨基寡糖素带有活性氨基，具有一定抗菌能力，但由于其分子量较低，吸附性较弱，施用作物后很容易在雨水或灌溉后随水分流失。本申请发明人发现，聚谷氨酸的活性羧基和氨基寡糖素的活性氨基，在一定配比下，能形成网状交联结构，复合结构即保持了氨基寡糖素的抗菌活性，使其不易被微生物降解，又保持了聚谷氨酸大分子的吸附能力，使其不易随水分流失。与此同时，加入烟秆生物炭能够很好提高抗虫效果。

具体地，所述聚谷氨酸为聚谷氨酸纯品、聚谷氨酸盐纯品、聚谷氨酸发酵液或聚谷氨酸发酵液干燥物。

所述聚谷氨酸的分子量为100000-700000Da，优选500000～700000Da，通过发酵法制备。

所述氨基寡糖素的分子量为200-5000Da，优选1000-3000Da，由天然壳聚糖经酶法或化学法水解制备得到。

所述的烟秆生物炭是烟秆燃烧制备所得。

该农用肥料增效剂可以制成固体制剂或者液体制剂。

当制成固体制剂时，其水溶后pH为5.0～7.0，水不溶物含量≤2％。其中，所述聚谷氨酸占农用肥料增效剂总质量的1～15％；所述氨基寡糖素占农用肥料增效剂总质量的1～10％；所述烟秆生物炭占农用肥料增效剂总质量的1％～10％。

当制成液体制剂时，pH为5.0～7.0，水不溶物含量≤20g/L。其中，所述聚谷氨酸的浓度为10～150g/L；所述氨基寡糖素的浓度为10～100g/L；所述烟秆生物炭的浓度为10～100g/L；总有机质含量为100～400g/L，总有机质不仅包括聚谷氨酸、氨基寡糖素、烟秆生物炭，还包括了聚谷氨酸发酵制备中的培养基、菌体成分以及氨基寡糖素制备中产生的单糖、及降解酶等。

上述农用肥料增效剂通过喷施或灌根用于各种农作物，能显著提高作物肥料利用率，增强农作物的抗逆、抗病能力，促进作物增产。

有益效果：

本发明农用肥料增效剂活性成分由聚谷氨酸、氨基寡糖素、烟秆生物炭按照一定比例配制而成，聚谷氨酸的活性羧基和氨基寡糖素的活性氨基，在一定配比下，能形成网状交联结构，复合结构即保持了氨基寡糖素的抗菌活性，使其不易被微生物降解，又保持了聚谷氨酸大分子的吸附能力，使其不易随水分流失。烟秆生物炭含有烟碱，具有抑制病虫害的效果。该农用肥料增效剂可通过喷施或灌根用于各种农作物，能显著提高作物肥料利用率，增强农作物的抗逆、抗病、抗虫能力，促进作物增产。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

实施例1固体型农用肥料增效剂的制备

将聚谷氨酸发酵液干粉(聚谷氨酸含量为15％)、氨基寡糖素干粉(氨基寡糖含量为90％)和烟秆生物炭按照8:1:1的质量比混匀，即为本发明所述的含聚谷氨酸、氨基寡糖素和烟秆生物炭的农用肥料增效剂。

实施例2液体型农用肥料增效剂的制备

将聚谷氨酸发酵液浓缩至聚谷氨酸含量为300g/L，将壳聚糖水解液浓缩至壳寡糖含量为300g/L,将烟秆生物炭水溶液浓缩至浓度为100g/L，然后将聚谷氨酸浓缩液与壳聚糖水解液浓缩液按照5:4:1的体积比混匀，即为本发明所述的含聚谷氨酸、氨基寡糖素和烟秆生物炭的农用肥料增效剂。

实施例3农用肥料增效剂对作物的肥料利用率影响

该农用肥料增效剂按照实施例1的方法制备得到。以盆栽小白菜为实验对象，试验设3个处理，每个处理3次重复，其中处理1(T₁)为试验对照，施用普通复合肥料，处理2(T₂)为普通肥料+农用肥料增效剂(500倍稀释后灌根)，处理3(T₃)为普通肥料+聚谷氨酸+烟秆生物炭(浓度及施用方式同T₂)，处理4(T₄)为普通肥料+氨基寡糖素+烟秆生物炭(浓度及施用方式同T₂)，处理5(T₅)为减施20％质量的普通肥料+农用肥料增效剂(500倍稀释后灌根)，实验结果见表1。所施加的肥料为每千克土150mg，农用肥料增效剂的用量为每千克土用10mg。

表1农用肥料增效剂对盆栽小白菜生长特性及产量的影响

由表1可知，农用肥料增效剂能够促进小白菜根部的发育，使根增粗、增大，对小白菜植株株高、地下部鲜重、地上部鲜重都有明显的促进作用，可增产49.5％。当减施20％质量的肥料时，依然可以对白菜产量提高23.4％，说明复合农用肥料增效剂可以有效的减少化肥的使用量，提高肥料利用率。此外，单施聚谷氨酸和烟秆生物炭，以及氨基寡糖素和烟秆生物炭虽然也能显著促进小白菜增产，但是施用农用肥料增效剂增产效果显著高于两者单施后增产的叠加，这说明，农用肥料增效剂，将聚谷氨酸、氨基寡糖素和烟秆生物炭组合后，具有协同增效的效果。

实施例4农用肥料增效剂对农作物品质的影响

农用肥料增效剂按照实施例2的方法制备得到。以甜瓜为实验对象，试验共设3个处理，每个处理3次重复。处理1(T₁)为施加普通复合肥(450kg/ha²)，处理2(T₂)为施加普通复合肥(450kg/ha²)+农用肥料增效剂(6L/ha²，稀释500后喷施)，处理3(T₃)为减少施用30％质量的普通复合肥+农用肥料增效剂(315kg/ha²，稀释500后喷施)，甜瓜管理为日常管理，实验结果见表2。

表2农用肥料增效剂对甜瓜Vc和硝酸盐含量的影响

由表2可知，与处理1相比，农用肥料增效剂可以提高Vc含量46.3％，降低硝酸盐含量21.8％。当减少施用30％质量的复合肥时，农用肥料增效剂可以提高Vc含量29.3％，降低硝酸盐含量35.5％，提高甜瓜的品质。试验结果表明，本发明中的农用肥料增效剂不但可以减少化肥的使用量，而且还能显著提高甜瓜的品质。

实施例5农用肥料增效剂对农作物抗逆能力的影响

农用肥料增效剂按照实施例1的方法制备得到。以小青菜为实验对象，进行盆栽，实验共设3个处理，每个处理3次重复。控水方法采用Hsiao(1973)中生植物水分梯度划分法，处理1(T₁)为对照75％-80％(占土壤最大持水量的百分数)，处理2(T₂)为中度胁迫40％-45％，处理3(T₃)为重度胁迫30％-35％。对盆栽小青菜进行正常管理，试验观测前控制水分，达到3个水分梯度时，在处理2、处理3添加农用肥料增效剂，施加量为每千克土10mg(预先拌入土中)。期间每天测定土壤容积含水量，补充当天失去的水分，使各处理水平达到设定的含水量，实验结果见表3。

表3农用肥料增效剂对小青菜叶绿素和鲜重的影响

由表3可知，在中度干旱的环境条件下，通过施加农用肥料增效剂，与对照组相比，小青菜可增产20.5％；在重度干旱的环境条件下，通过施加农用肥料增效剂，小青菜产量与对照组相比增产2.7％。实验结果表明，农用肥料增效剂能提高植物的抗旱能力，从而促进植物的生长。

实施例6农用肥料增效剂对农作物抗病能力的影响

农用肥料增效剂按照实施例2的方法制备得到。本试验选择在历年香蕉黑星病比较严重的香蕉园中进行。试验设4个处理，每个处理3次重复，小区长10m，宽5m，小区面积50m²，小区四周设置保护行。处理1，喷施清水作为对照(施用量同处理2)；处理2，喷施农用肥料增效剂，按照100mL/亩的用量稀释2000倍稀释后喷施；处理3，喷施聚谷氨酸浓缩液(浓度同实施例2)，按照50mL/亩的用量，稀释2000倍后喷施；处理4，喷施壳聚糖降解液浓缩液(浓度同实施例2)，按照50mL/亩的用量，稀释2000倍后喷施。各处理采用喷雾的方式施于试验香蕉树上；抽蕾前施用，果实成熟前10天考察防效。

表4农用肥料增效剂对香蕉黑星病发病率的影响

由表4可知，单独喷施聚谷氨酸对香蕉黑星病防治不明显，单独喷施氨基寡糖素对香蕉黑星病防治具有显著效果，发病率降低了16.2％。喷施本发明农用肥料增效剂后，防效显著增强，香蕉黑星病发病率显著降低24.2，且优于单独喷施聚谷氨酸和氨基寡糖素的叠加效果，这表明，聚谷氨酸和氨基寡糖素在提高香蕉抗病方面具有协同增效作用。

实施例7农用肥料增效剂对农作物抗虫能力的影响

农用肥料增效剂按照实施例2的方法制备得到，以小青菜为实验对象。试验设6个处理，每个处理3次重复，小区长10m，宽6m，小区面积60m²，小区四周设置保护行。处理1，喷施清水作为对照(施用量同处理2)；处理2，喷施农用肥料增效剂，按照100mL/亩的用量稀释2000倍稀释后喷施；处理3，喷施聚谷氨酸浓缩液(浓度同实施例2)，按照50mL/亩的用量，稀释2000倍后喷施；处理4，喷施壳聚糖降解液浓缩液(浓度同实施例2)，按照50mL/亩的用量，稀释2000倍后喷施。处理5，喷施聚谷氨酸+烟秆生物炭(聚谷氨酸：烟杆生物炭＝4:1)，按照50mL/亩的用量，稀释2000倍后喷施。处理6，喷施壳寡糖+烟秆生物炭(壳寡糖：烟杆生物炭＝4:1)，按照50mL/亩的用量，稀释2000倍后喷施。各处理采用喷雾的方式施于试验小青菜上；移栽后施用，收获前考察效果。

表5农用肥料增效剂对小青菜虫害率的影响

由表5可知，单独喷施聚谷氨酸或者氨基寡糖素对小青菜虫害防治不明显，喷施聚谷氨酸和烟杆生物炭或者氨基寡糖素和烟杆生物炭对防治小青菜虫害具有较好的效果，发病率分别降低了35.0％、32.9％。喷施本发明农用肥料增效剂后，防效显著增强，小青菜虫害下降39.1％，且优于喷施聚谷氨酸和烟杆生物炭以及氨基寡糖素和烟杆生物炭的叠加效果，这表明，聚谷氨酸、氨基寡糖素和烟杆生物炭在提高小青菜抗虫方面具有协同增效作用。

本发明提供了一种农用肥料增效剂的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种农用肥料增效剂，其特征在于，它的活性成分包括聚谷氨酸、氨基寡糖素和烟秆生物炭，三者质量比为(12～15):(9～12):(1～10)。

2.根据权利要求1所述的农用肥料增效剂，其特征在于，所述聚谷氨酸为聚谷氨酸纯品、聚谷氨酸盐纯品、聚谷氨酸发酵液或聚谷氨酸发酵液干燥物。

3.根据权利要求2所述的农用肥料增效剂，其特征在于，所述聚谷氨酸的分子量为100000-700000Da。

4.根据权利要求1所述的农用肥料增效剂，其特征在于，所述氨基寡糖素的分子量为200-5000Da。

5.根据权利要求1所述的农用肥料增效剂，其特征在于，该农用肥料增效剂为固体制剂，其水溶后pH为5.0～7.0，水不溶物含量≤2％。

6.根据权利要求5所述的农用肥料增效剂，其特征在于，所述聚谷氨酸占农用肥料增效剂总质量的1～15％；所述氨基寡糖素占农用肥料增效剂总质量的1～10％；所述烟秆生物炭占农用肥料增效剂总质量的1％～10％。

7.根据权利要求1所述的农用肥料增效剂，其特征在于，该农用肥料增效剂为液体制剂，pH为5.0～7.0，水不溶物含量≤20g/L。

8.根据权利要求7所述的农用肥料增效剂，其特征在于，所述聚谷氨酸的浓度为10～150g/L；所述氨基寡糖素的浓度为10～100g/L；所述烟秆生物炭的浓度为10～100g/L。