CN113243394A - 浓缩藻类提取物，其生产方法及其在农业中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含有6‑100％干物质的浓缩藻类提取物，其生产方法，以及其单独使用或与另一种营养物、生物刺激或植物健康技术组合以特别是刺激植物出苗、生长、发育和繁殖，并防止鸟吃种子的用途。本发明还涉及用于施用本发明的浓缩藻类提取物的方法，以及用所述提取物涂覆的种子。
Description
本申请是申请日为2015年9月11日、申请号为201580048749.6、发明名称为“浓缩藻类提取物，其生产方法及其在农业中的用途”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及干物质百分比为6-100％的浓缩藻类提取物，其制备方法以及其单独或与另一种营养物、生物刺激或植物保护技术组合以特别是促进植物出苗、生长、发育和繁殖，并防止鸟吃种子的用途。本发明还涉及应用本发明的浓缩藻类提取物的方法，和用所述提取物涂覆的种子。
背景技术
增加产量是农民的主要当务之急。产量主要取决于植物的良好发育和生长，以及它的良好健康。
植物生长与矿物元素的吸收和同化，以及调控植物组织伸长和分化的激素的流动直接相关。因此，营养物和激素在植物生长中至关重要。由于植物不能移动，它们已经发育出能够使其最大可能地利用已有资源来促进其生长的激活或可激活的机制。肥料用于加快这种生长。
多年来，藻类已经作为有机强化剂用于各种土壤类型和各种市售的园艺作物和谷类作物。藻类提取物用作生物刺激剂，经常喷洒至植物叶片上。已经观察到与农业中使用藻类提取物相关的许多有益作用，尤其包括增加产量、营养供应、对霜冻和应激条件的抗性，改善水果保存期以及减少真菌和害虫攻击。
还已知藻类提取物允许更好的种子发芽，尤其是通过促进植物出苗。实际上，一旦植物出苗，幼苗对病原性微生物，例如真菌类(如丝核菌根腐病、腐霉属(pythium))或引起名为立枯病的疾病的细菌是敏感的。被攻击的幼苗最终倒伏在一侧，就像茎的底部被掐。空气湿度和低温促进立枯病的出现。
销售的很多藻类提取物用于农业。例如，申请人在专利EP0538091中公开了根据包含以下步骤的方法获得的来自海藻的组合物：
a)在还原剂存在下，于50-100℃的温度将至少一种褐藻基础水解4-8小时；
b)用强酸中和以这种方式获得的水解物，直至获得pH为6-8；
c)过滤；
d)任选地，将步骤c)结束时获得的过滤物渗滤或电渗析；和
e)任选地，将步骤c)结束时获得的过滤物或步骤d)结束时获得的滞留物还原为其粉末。
然而，由于在还原剂存在下在热条件下将藻类基础水解，藻类细胞内液的一些化合物没有被保留，尤其是多糖、脂质、蛋白质和多酚，其降低通过上述方法获得的组合物的生物刺激性能。
本发明人已经发现，当被浓缩至获得一定的干物质百分比时，其中保留藻类细胞内液的化合物的藻类提取物具有优异的生物刺激活性。出乎意料地，申请人观察到，以相当的量施用后，本发明的浓缩藻类提取物比稀释的提取物在刺激植物出苗和促进植物生长方面更有效。并且，当浓缩藻类提取物用于涂覆种子时，涂覆的种子比未涂覆的种子更少地被鸟攻击。
发明内容
本发明的一个主题是干物质百分比为6-100％，优选9-70％，更优选12-50％的浓缩藻类提取物，其含有相对于所述提取物的重量的0-5％，尤其是1-4％，更尤其是2-3％的藻酸盐和/或纤维素。
本发明的第二个主题是用于制备根据本发明的浓缩藻类提取物的方法，包含以下步骤：
–研磨藻类直至细胞破裂；
–在水性溶液中将研磨的藻类材料均质化；
–通过絮凝和过滤除去藻酸盐和纤维素；
–任选地，调节滤液的pH；
–浓缩滤液至获得干物质百分比为6-100％，优选9-70％，更优选12-50％。
本发明的另一个主题是促进植物出苗、生长、发育和/或繁殖的方法，其特征在于将根据本发明的提取物或根据本发明的方法制备的提取物通过渗透进土壤施用，向植物叶片上喷洒施用，在播种前向种子施用，或在种植前尤其通过浸渍处理向幼苗的根施用。
本发明的另一个主题是根据本发明的提取物或根据本发明的方法制备的提取物用于促进植物生长的用途。
本发明的另一个主题是根据本发明的提取物或根据本发明的方法制备的提取物用于刺激植物出苗的用途。
本发明的第六个主题是根据本发明的提取物或根据本发明的方法制备的提取物用作驱鸟剂的用途。
最后，本发明的另一个主题是用根据本发明的提取物或根据本发明的方法制备的提取物涂覆的种子。
本发明的浓缩藻类提取物尤其是干物质百分比为6-100％，优选9-70％，更优选12-50％的水性提取物或干提取物。
在本发明的含义内，干物质百分比按以下公式计算：
其中，
m干燥是干燥后保留的物质重量；和
m水合是干燥前藻类提取物的重量。
本发明的浓缩藻类提取物不包含藻酸盐和/或纤维素。因此，根据本发明的藻类提取物包含藻类细胞内液，其在破裂藻类细胞壁并通过絮凝除去细胞壁之后获得。根据一个具体的实施方案，本发明的浓缩藻类提取物含有相对于所述提取物的重量的0-5％，尤其是1-4％，更尤其是2-3％的藻酸盐和/或纤维素。
获得本发明的浓缩提取物的藻类尤其选自：岩衣藻(Ascophylum nodosum)、墨角藻(Fucus vesiculosus)、掌状海带(Laminaria digitata)、北方海带(Laminariahyperborea)、糖海带(Laminaria saccharina)、Eklonia maxima、马尾藻属(Sargassumspp.)和它们的混合物。根据一个具体的实施方案，所述藻类是岩衣藻。
本发明的浓缩藻类提取物的pH尤其为1.5-9，优选2-7，更优选2.5-3。
本发明的浓缩藻类提取物包含藻类细胞内液。它尤其可以包含一种或多种选自以下的化合物：多糖，例如尤其是海带多糖和岩藻聚糖；游离的和缀合的糖；多酚；甘露醇；生长激素；脂质；蛋白质；氨基酸；维生素；甜菜碱；甾醇；葡萄糖醛酸和矿物盐。根据一个具体的实施方案，本发明的浓缩藻类提取物包含海带多糖；盐藻聚糖；脂质；蛋白质和多酚。
根据一个具体的实施方案，本发明的浓缩藻类提取物可以配制为包含所述提取物和至少一种选自以下化合物的组合物：凝胶剂、增稠剂、植物保护产物、第二种植物和/或藻类提取物、矿物质、表面活性剂、油、防腐剂和它们的混合物。
尤其可以通过下述的方法获得本发明的浓缩藻类提取物。
制备根据本发明的浓缩藻类提取物的方法包含以下步骤：
–研磨藻类直至细胞破裂；
–在水性溶液中将研磨的藻类材料均质化；
–通过絮凝和过滤除去藻酸盐和纤维素；
–任选地，调节滤液的pH；
–浓缩滤液至获得干物质百分比为6-100％，优选9-70％，更优选12-50％。
有利地，本发明的方法不包含在还原剂存在下，例如在50-100℃的温度水解4-8小时的步骤。实际上，这可以保留藻类细胞内液中的化合物，尤其是多糖。
研磨步骤尤其可以使藻类细胞壁破裂，从而释放藻类胞内液。研磨步骤优选在新鲜藻类上进行，即在最近24小时内收获的藻类。
将研磨的藻类材料均质化的步骤尤其可以通过以下来进行：以每kg研磨的藻类材料1-2l水的量添加水。
絮凝和过滤步骤尤其可以除去藻类细胞壁的残留物以回收藻类细胞内液。藻类细胞壁的残留物尤其可以通过絮凝、通过向研磨的藻类材料添加酸，尤其是盐酸来沉淀。根据本发明的一个具体实施方案，添加酸以获得1.5-4，优选2-3.5，更优选2.5-3的pH。
然后过滤酸化的混合物以除去大于40μm的藻酸盐和纤维素的絮体。
任选地，可以通过添加酸或碱来调节滤液的pH，以获得1.5-9，优选2-7，更优选2.5-3的pH。
浓缩滤液的步骤可以各种方式进行，例如尤其是反渗透、水分蒸发、藻类富集或离心。
反渗透是一种基于选择性扩散过程的膜分离技术。将不同浓度的两种藻类提取物置于水渗透膜的两侧。当向更浓缩的藻类提取物施加压力时，更浓缩提取物中含有的一部分水向较不浓缩的提取物移动。
水分尤其可以通过在减压下加热藻类提取物蒸发，例如用旋转蒸发器。加热可以在40-90℃，优选60-80℃下进行。
藻类富集尤其可以通过以下来进行：在根据本发明的方法的将研磨的藻类材料均质化的步骤中，用根据本发明方法获得的藻类悬浮液替换水。
离心尤其可以通过以下来进行：在高速旋转的机器中，使藻类提取物受到离心力。
浓缩滤液的步骤优选通过分水蒸发来进行。
根据本发明的浓缩藻类提取物有利地用于农业，取决于施用的植物类型和使用期间植物周期的阶段，它具有多种应用。
本发明的浓缩藻类提取物尤其可以单独使用，或与营养物、生物刺激的或植物保护的组合物组合使用。
本发明的浓缩藻类提取物可以使用的植物是农业上有用的植物，例如蔬菜、水果、谷类作物和观赏植物。农业上有用的植物是选自以下的被子植物：伞形科(Apiaceae)、菊科(Asteraceae)、十字花科(Brassicaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、旋花科(Convolvulaceae)、葫芦科(Cucurbitaceae)、蝶形花科(Fabaceae)、禾本科(Gramineae)、百合科(Liliaceae)、蓼科(Polygonaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、茄科(Solanaceae)、早熟禾科(Poaceae)和葡萄科(Vitaceae)。根据一个具体的实施方案，本发明的浓缩藻类提取物用于西红柿、水稻、大豆、果树、葡萄藤、小麦或玉米上。
因此，当本发明的浓缩藻类提取物用于促进植物生长时，所述提取物尤其可以通过以下来施用：叶片喷洒、或向土壤施用或根渗。在植物的整个生长可以每周施用一次或多次。在西红柿幼苗和玉米幼苗上已经显示非常有益的结果。
当本发明的浓缩藻类提取物用于刺激植物出苗和/或用于提供驱鸟作用时，所述提取物尤其可以在种植前向种子施用，或在幼苗出苗后即刻向其施用。尤其可以用本发明的浓缩藻类提取物涂覆种子。涂覆例如可以通过以下进行：用所述提取物润湿种子、并优选在室温下使其干燥。可以以每kg种子10-120g，优选20-110g，更优选30-105g浓缩藻类提取物的量进行施用。在玉米种子上已经显示非常有益的结果。
作为本发明一个主题的涂覆种子尤其可以如之前段落所述来制备。与未涂覆的种子相比，用本发明的浓缩藻类提取物涂覆种子可以使植物更快出苗，并使其抗立枯病。此外，与未涂覆的种子相比，根据本发明的涂覆种子更少被鸟，例如尤其是乌鸦、鸽子、云雀、鹧鸪和野鸡攻击。
以下将用仅以说明性的方式给出的以下实施例更详细地描述本发明。
附图说明
图1是如实施例4所述，播种未涂覆的玉米种子、用本发明的藻类提取物涂覆的玉米种子或用常规杀真菌剂涂覆的玉米种子后3周获得的玉米幼苗数量的示意图。
图2是如实施例5所述，播种未涂覆的玉米种子、用本发明的藻类提取物涂覆的玉米种子或用常规杀真菌剂涂覆的玉米种子后3周获得的玉米幼苗数量的示意图。
具体实施方式
实施例1：制备浓缩藻类提取物
干物质百分比为5.1％的岩衣藻提取物(申请人公司命名为GOACTIV)通过在(水泵)真空下的旋转蒸发器中于50℃加热该提取物蒸发水分来浓缩，直至干物质百分比达到13％。
实施例2：向西红柿幼苗施用浓缩藻类提取物
以下表所示的每株植物的量向3叶期的西红柿幼苗的叶片上每周喷洒一次提取物(3周)。
| 藻类提取物 | 对照:GOACTIV | 根据本发明(实施例1) |
| ％干物质 | 5.1％ | 13％ |
| 每株幼苗喷洒的提取物的量 | 0.03mg | 0.01mg |
然后用相当量的各提取物处理西红柿幼苗。
处理5周后，用本发明的浓缩藻类提取物(实施例1)处理的西红柿幼苗比用未浓缩的藻类提取物(GOACTIV)处理的幼苗更高更茂密。
因此，对于相当量施用的提取物，本发明的浓缩藻类提取物在促进西红柿幼苗的生长上比较稀的提取物更有效。
实施例3：用浓缩藻类提取物涂覆玉米种子
在旋转混合器中，用100g实施例1制备的浓缩藻类提取物润湿100kg玉米种子。然后将种子置于20-25℃干燥24小时。
实施例4：涂覆种子对玉米幼苗出苗的作用
在20m2田地上播种实施例3制备的涂覆的玉米种子。用未处理的玉米种子进行对照。用含有25g/l咯菌腈和9.7g/l甲霜灵-M的常规杀真菌剂涂覆的玉米种子进行比较测试。
播种后3周，计数玉米幼苗的数量。结果如图1所示。观察到与未涂覆种子或用杀真菌剂涂覆的种子相比，用根据实施例1制备的浓缩藻类提取物涂覆的种子更有利于玉米幼苗的出苗。
重复实施例4，得到类似结果。
实施例5：涂覆种子的驱鸟作用
在根据实施例4的一个实验中，田地受到乌鸦特别强烈的攻击。鸟攻击埋在土壤里的种子，导致相对于种植的种子数，健康玉米幼苗的数量减少。
结果如图2所示，y轴上的值表示为健康玉米幼苗相对于理论的幼苗数的百分比。
在对照田地或用杀真菌剂处理的田地和其中用实施例1的浓缩藻类提取物涂覆的种子的田地之间观察到攻击程度具有显著差异。因此，其中播种了用实施例1的浓缩藻类提取物处理的种子的田地相对幸免于鸟类。
因此，本发明的浓缩藻类提取物具有驱鸟作用。
重复实施例5，得到类似结果。
Claims (10)
1.一种浓缩藻类提取物，其特征在于，它的干物质百分比为6-100％，优选9-70％，更优选12-50％，并且它含有相对于所述提取物重量的0-5％，尤其是1-4％，更尤其是2-3％的藻酸盐和/或纤维素。
2.权利要求1所述的提取物，其特征在于，所述藻类选自岩衣藻、墨角藻、掌状海带、北方海带、糖海带、Eklonia maxima、马尾藻属和它们的混合物。
3.权利要求1或2所述的提取物，其特征在于，它的pH为1.5-9，优选2-7，更优选2.5-3。
4.用于制备权利要求1-3任一项所述的浓缩藻类提取物的方法，其特征在于，它包含以下步骤：
–研磨所述藻类直至细胞破裂；
–在水性溶液中将研磨的藻类材料均质化；
–通过絮凝和过滤除去藻酸盐和纤维素；
–任选地，调节滤液的pH；
–浓缩滤液至获得干物质百分比为6-100％，优选9-70％，更优选12-50％。
5.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述浓缩滤液的步骤通过反渗透、水分蒸发、藻类富集或离心进行。
6.用于促进植物出苗、生长、发育和/或繁殖的方法，其特征在于，通过渗透入土壤施用，向植物叶片上喷洒施用，在播种前向种子施用，或在种植前尤其通过浸渍处理向幼苗的根施用权利要求1-3任一项所述的提取物或通过权利要求4或5所述的方法制备的提取物。
7.权利要求1-3任一项所述的提取物或通过权利要求4或5所述的方法制备的提取物用于促进植物生长的用途。
8.权利要求1-3任一项所述的提取物或通过权利要求4或5所述的方法制备的提取物用于刺激植物出苗的用途。
9.权利要求1-3任一项所述的提取物或通过权利要求4或5所述的方法制备的提取物用作驱鸟剂的用途。
10.用权利要求1-3任一项所述的提取物或通过权利要求4或5所述的方法制备的提取物涂覆的种子。
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