CN111280188B - 一种促进豆科植物根瘤生成的组合物及促进豆科植物根瘤生成的方法 - Google Patents

一种促进豆科植物根瘤生成的组合物及促进豆科植物根瘤生成的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种促进豆科植物根瘤生成的组合物，包括：豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌；其中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌的质量比为5～10:1～3:1～3。本发明以豆浆和柚子皮提取物作为诱导剂，能够促进根瘤菌的生长，促进豆科植物根瘤的产生，从而提高豆科植物的产量。实验结果表明，与单独采用豆浆、单独采用柚子皮或者采用比例不同的豆浆和柚子皮的组别相比，本发明提供的组合物和种子包衣剂能够显著增加大豆的结瘤数、瘤重、植株的地上干重、大豆结荚数、子粒数和百粒重，并显著增加的大豆的实际产量。

Description

一种促进豆科植物根瘤生成的组合物及促进豆科植物根瘤生 成的方法
技术领域
本发明涉及豆科植物种植技术领域，尤其涉及一种促进豆科植物根瘤生成的组合物及促进豆科植物根瘤生成的方法。
背景技术
大豆是优质的植物蛋白资源，也是健康的食用植物油资源。随着居民消费结构升级，对大豆需求快速增加，国内产需缺口不断扩大。
豆科植物处于幼苗期时，根系会分泌类黄酮物质。类黄酮作为信号分子对根瘤菌具有趋化作用，能够引诱土壤中的根瘤菌，使其结合到豆科植物的根部，刺激根瘤菌大量繁殖。
为了进一步促进豆科植物加快根瘤生成，常采用外源类黄酮物质对豆科植物进行培育，常用的外源类黄酮物质常为化学合成的试剂，如中国专利CN107475165A公开了一种利用外源类黄酮促进大豆根瘤菌结瘤的方法，该外源类黄酮包括浓度为7.5微克/mL的大豆黄素和7.5微克/mL的金雀异黄酮。如何采用绿色无公害的物质替代化学试剂促进豆科植物加快根瘤生成，一直是行业亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种促进豆科植物根瘤生成的组合物及促进豆科植物根瘤生成的方法，本发明提供的方法采用绿色无公害的组合物对豆科植物进行处理，能够促进豆科植物根瘤生成。
本发明提供了一种促进豆科植物根瘤生成的组合物，包括：豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液；其中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液的质量比为5～10:1～3:1～3；
所述根瘤菌培养液的浓度为3～5*109cfu/mL。
本发明以豆浆和柚子皮提取物作为诱导剂，促进豆科植物与根瘤菌在发芽初期产生有效结瘤占位根际微生态区位，从而使得豆科植物根瘤快速生产，提高了豆科植物的产量。
在一个实施例中，所述豆浆按照以下方法制备：
将大豆和水混合后进行制浆，获得大豆提取物。
在豆浆的制备过程中，所述大豆和水的质量体积比为3～8kg：20L。在一个实施例中，制浆温度为60～80℃，制浆时间为1～3h。
在一个具体实施例中，将大豆和水混合后，先在60～80℃下浸泡1～2h，然后进行制浆。
在一个实施例中，所述柚子皮提取物按照以下方法制备：
将柚子皮粉碎后在混合酶的作用下进行酶解，将酶解产物进行超声处理后浓缩，得到柚子皮提取物；所述混合酶包括纤维素酶、木聚糖酶和原果胶酶。
在一个实施例中，在柚子皮提取物的制备过程中，所述柚子皮和混合酶的质量比为1:0.01～0.5。
在一个实施例中，所述纤维素酶、木聚糖酶和原果胶酶的质量比为1:0.3～0.5:0.3～0.5。
在一个实施例中，所述超声的频率为30～50Hz，温度为40～50℃，时间为3～10min。
在一个实施例中，将柚子皮粉碎至5mm以下。
具体而言，本发明首先将柚子皮清洗、淋干、粉碎至5mm以下，加入水和混合酶混匀，调节溶液pH值后进行酶解；在酶解过程中，纤维素酶、木聚糖酶和原果胶酶将柚子皮中的纤维素、果胶等物质降解，便于后续有效成分的提取。在一个实施例中，调节溶液pH值至4～6。
酶解完毕后，将得到的混合物进行超声处理，超声后得到的产物浓缩，即可得到柚子皮提取物。
在一个实施例中，所述根瘤菌为B.japonicum 2-39。
在一个实施例中，所述根瘤菌培养液按照以下方法制备：
将根瘤菌活化后接种至种子罐中进行培养，培养3～5天后转至发酵罐中发酵5～7天后得到培养液；其中，所述根瘤菌培养液的浓度为3～5*109cfu/mL。
本发明还提供了一种种子包衣剂，包括：
5wt％～20wt％的豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液；其中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液的质量比为5～10:1～3:1～3；所述根瘤菌培养液的浓度为3～5*109cfu/mL；
5wt％～10wt％的成膜剂；
3wt％～10wt％的分散剂；
0.5wt％～5wt％的营养因子；
余量的水。
所述种子包衣剂中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌的含量优选为10～15％。
所述种子包衣剂中，所述成膜剂选自羟丙甲基纤维素、壳聚糖、纤维素醚、聚乙烯醇、聚乙二醇、阿拉伯胶中的一种或多种，优选选自羟丙甲基纤维素。
所述种子包衣剂中，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺中的一种或多种，优选选自聚丙烯酰胺。
所述种子包衣剂中，所述营养因子选自钼酸盐、硫酸盐、甘露醇中的一种或多种，优选选自钼酸盐。
本发明还提供了一种促进豆科植物根瘤生成的方法，包括以下步骤：
将豆科植物种子与上述技术方案所述的组合物拌种；或者，
将豆科植物种子在上述技术方案所述的种子包衣剂中进行包衣。
本发明提供了一种促进豆科植物根瘤生成的组合物，包括：豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌；其中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌的质量比为5～10:1～3:1～3。本发明以豆浆和柚子皮提取物作为诱导剂，能够促进根瘤菌的生长，促进豆科植物根瘤的产生，从而提高豆科植物的产量。实验结果表明，与单独采用豆浆、单独采用柚子皮或者采用比例不同的豆浆和柚子皮的组别相比，本发明提供的组合物和种子包衣剂能够显著增加大豆的结瘤数、瘤重、植株的地上干重、大豆结荚数、子粒数和百粒重，并显著增加的大豆的实际产量。
具体实施方式
以下各实施例中，柚子皮提取液和豆浆按照以下方法制备：
柚子皮提取液的制备方法：
将500g柚子皮清洗、淋干、粉碎至5mm以下后，加入体积比1:3的水，加入0.3mg/mL的混合酶，混匀，调节溶液pH值至5.0，45℃下酶解1h，其中，混合酶包括质量比为1:0.6:0.3的纤维素酶、木聚糖酶和原果胶酶；将酶解后的混合物在45℃下超声5min，超声频率为40Hz，浓缩后得到柚子皮提取液。
豆浆的制备方法：
将500kg大豆，加入2000L水中混合，70℃浸泡1h，70℃制浆3h，获得豆浆。
根瘤菌培养液按照以下方法制备：
将根瘤菌B.japonicum 2-39活化后接种至种子罐培养4天后再移种到发酵罐发酵6天得到根瘤菌培养液，菌液浓度为5*109cfu/mL。
实施例1
将6kg豆浆、1kg柚子皮提取物和2kg根瘤菌培养液混合，制得组合物。
实施例2
将9kg豆浆、3kg柚子皮提取物和2kg根瘤菌培养液混合，制得组合物。
实施例3
将15wt％实施例1制备的组合物、8wt％的羟丙甲基纤维素、5wt％的聚丙烯酰胺、2％的钼酸锌和余量的水混合，得到种子包衣剂。
实施例4
将10wt％实施例2制备的组合物、7wt％的羟丙甲基纤维素、5wt％的聚丙烯酰胺、2％的钼酸锌和余量的水混合，得到种子包衣剂。
比较例1
将7kg豆浆和2kg根瘤菌培养液混合，制得组合物。
比较例2
将7kg柚子皮提取物和2kg根瘤菌培养液混合，制得组合物。
比较例3
将1kg豆浆、6kg柚子皮提取物和2kg根瘤菌培养液混合，制得组合物。
比较例4
将10wt％比较例1制备的组合物、7wt％的羟丙甲基纤维素、5wt％的聚丙烯酰胺、2％的钼酸锌和余量的水混合，得到种子包衣剂。
比较例5
将10wt％比较例2制备的组合物、7wt％的羟丙甲基纤维素、5wt％的聚丙烯酰胺、2％的钼酸锌和余量的水混合，得到种子包衣剂。
比较例6
将10wt％比较例3制备的组合物、7wt％的羟丙甲基纤维素、5wt％的聚丙烯酰胺、2％的钼酸锌和余量的水混合，得到种子包衣剂。
应用例1
将大豆种子与实施例1～2、比较例1～3提供的组合物进行拌种，种子与组合物的质量比为30:1，然后进行大豆的种植，对其苗期株高、地上干重、结瘤数、瘤重进行检测，结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的检测参数。
表1 本发明实施例及比较例提供的检测参数
处理 瘤数(个/株) 瘤重(g/株) 株高(cm) 地上干重(g/株)
未处理 25.1±3.54 0.315±0.05 80.1±5.21 47.32±1.05
实施例1 58.1±2.87ab 0.889±0.13ab 76.6±1.25ab 82.15±1.32ab
实施例2 65.2±1.54ab 0.918±0.08ab 77.3±3.21ab 84.06±1.46ab
比较例1 35.2±4.25a 0.425±0.25a 71.5±6.05a 52.13±3.21a
比较例2 30.4±3.69a 0.378±0.06a 72.4±7.12a 53.01±2.25a
比较例3 36.0±4.55a 0.412±0.21a 74.7±1.27a 53.91±1.34a
由表1可知，采用本发明提供的组合物进行拌种后，大豆瘤数、瘤重、地上干重等指标与未经拌种处理的组别具有显著性差异a(p＜0.05)；与单独采用豆浆、单独采用柚子皮或者采用比例不同的豆浆和柚子皮的组别相比，也具有显著性差异b(p＜0.05)。由此可见，本发明提供的组合物中，豆浆和柚子皮提取物产生了协同增效的作用，在用量相同的基础上，显著增加了大豆的结瘤数、瘤重以及植株的地上干重。
应用例2
将大豆种子在实施例3～4、比较例4～6提供的种子包衣剂中进行包衣，种子与包衣剂的质量比为30:1，然后进行大豆的种植，对其结荚数、子粒数、百粒重、实际产量进行检测，结果参见表2，表2为本发明实施例及比较例提供的检测参数。
表2 本发明实施例及比较例提供的检测参数
Figure BDA0002382866610000061
由表2可知，采用本发明提供的种子包衣剂进行包衣后，大豆结荚数、子粒数、百粒重、实际产量等指标与未经拌种处理的组别具有显著性差异a(p＜0.05)；与单独采用豆浆、单独采用柚子皮或者采用比例不同的豆浆和柚子皮的组别相比，也具有显著性差异b(p＜0.05)。由此可见，本发明提供的组合物中，豆浆和柚子皮提取物产生了协同增效的作用，在用量相同的基础上，显著增加了大豆的产量。
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。

Claims (10)

1.一种促进豆科植物根瘤生成的组合物，包括：豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液；其中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液的质量比为5～10:1～3:1～3；
所述根瘤菌培养液的浓度为3～5*109cfu/mL。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述豆浆按照以下方法制备：
将大豆和水混合后进行制浆，获得大豆提取物；
所述柚子皮提取物按照以下方法制备：
将柚子皮粉碎后在混合酶的作用下进行酶解，将酶解产物进行超声处理后浓缩，得到柚子皮提取物；所述混合酶包括纤维素酶、木聚糖酶和原果胶酶。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，在豆浆的制备过程中，所述大豆和水的质量体积比为3～8kg：20L；
制浆温度为60～80℃，制浆时间为1～3h。
4.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，在柚子皮提取物的制备过程中，所述柚子皮和混合酶的质量比为1:0.01～0.5；
所述纤维素酶、木聚糖酶和原果胶酶的质量比为1:0.3～0.5:0.3～0.5；
所述超声的频率为30～50Hz，温度为40～50℃，时间为3～10min。
5.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述根瘤菌为B.japonicum 2-39。
6.一种种子包衣剂，其特征在于，包括：
5％～20％的豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液；其中，豆浆、柚子皮提取物和根瘤菌培养液的质量比为5～10:1～3:1～3；所述根瘤菌培养液的浓度为3～5*109cfu/mL；
5％～10％的成膜剂；
3％～10％的分散剂；
0.5％～5％的营养因子；
余量的水。
7.根据权利要求6所述的种子包衣剂，其特征在于，所述成膜剂选自羟丙甲基纤维素、壳聚糖、纤维素醚、聚乙烯醇、聚乙二醇、阿拉伯胶中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的种子包衣剂，其特征在于，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的种子包衣剂，其特征在于，所述营养因子选自钼酸盐、硫酸盐、甘露醇中的一种或多种。
10.一种促进豆科植物根瘤生成的方法，包括以下步骤：
将豆科植物种子与权利要求1～5任意一项所述的组合物拌种；或者，
将豆科植物种子在权利要求6～9任意一项所述的种子包衣剂中进行包衣。
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