CN114181017A - 缓解当归连作障碍的组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓解当归连作障碍的组合物及其制备方法与应用，所述组合物包括土壤改良剂、植物提取液、植物提取残渣和生防制剂；其中，所述土壤改良剂由餐厨废弃物和生物腐质酸转化剂发酵制得，所述生物腐质酸转化剂包括枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌；本发明选用土壤改良剂、植物提取物残渣和生物制剂等多种组分，改良当归种植土壤，从根本上降低连作障碍，从而提高植株自身生长能力，减少病害发生，刺激药用活性成分积累，提高品质。

Description

缓解当归连作障碍的组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及农业种植技术领域，具体涉及一种缓解当归连作障碍的组合物及其制备方法与应用。

背景技术

近些年，人工栽培药材产量约占药材供应总量的40％，但60％人工栽培根类药材连作障碍问题较为突出，当归是典型忌连作植物，地域性很强，当归产区早已出现连作障碍等问题。当归连作种植易造成根际环境恶劣、麻口病和根腐病等病害的发生与流行，如果麻口病发病率为50％左右，药农年经济损失将达到30％-58％，甚至达到60％以上。施用化肥和喷施农药是农民增加当归产量和减轻病虫害发生的重要措施，但施用化肥和喷施农药导致当归质量下降，优等归和特等归的出成率明显下降，当归药用和经济价值降低，不仅给药农造成巨大经济损失，而且严重影响当地药材的声誉。同时，连作障碍会植株光合作用强度下降，干物质积累减少，可溶性糖含量升高，生长受抑，病害严重，产量和品质下降。

综上所述，当归种植连作问题较为突出，使得当归植株光合作用强度降低，生长抑制，产量和品质下降，亟待进一步改进。

发明内容

为此，本发明提供一种缓解当归连作障碍的组合物及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种缓解当归连作障碍的组合物，所述组合物包括土壤改良剂、植物提取液、植物提取残渣和生防制剂；

其中，所述土壤改良剂由餐厨废弃物和生物腐质酸转化剂发酵制得，所述生物腐质酸转化剂包括枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌；

所述植物提取液包括川楝果实提取液、苦参提取液和茶皂素；

所述植物提取残渣包括川楝果实提取残渣、苦参提取残渣和茶油饼；

所述生防制剂包括氨基寡糖素和绿僵菌。

本发明的一个实施例中，所述组合物中，按照施用量计算，土壤改良剂15％-20％(w/w)、植物提取残渣(w/w)2％-6％、生防制剂(w/w)0.2％-1.8％、余量为待改良土壤；

植物提取液5-20ml/株。

本发明的一个实施例中，所述组合物中，按照施用量计算，土壤改良剂20％(w/w)、植物提取残渣(w/w)4％、生防制剂(w/w)1％、待改良土壤75％(w/w)；

植物提取液10ml/株。

本发明的一个实施例中，所述生物腐质酸转化剂中，所述枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)。

本发明还提供一种制备所述的缓解当归连作障碍的组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

将餐厨有机废弃物干湿分离得到干物质与外源壳皮类、秸秆类废弃物与所述生物腐质酸转化剂混匀形成混合物，所述混合物在有氧条件下进行大分子碳结构降解转化反应，得到所述土壤改良剂；

所述植物提取液中，将川楝果实经粉碎、超声波破碎回流提取、70％乙醇提取得到的提取液减压蒸干，得到川楝果实提取液和川楝果实提取残渣；

将苦参粉碎后，用60％乙醇回流提取，得到苦参提取液和苦参提取残渣；

所述植物提取液是先将川楝果实提取液、苦参提取液按照1：(2-6)质量比例混合形成混合液，再向所述混合液中添加质量百分数为10％-20％的茶皂素制得；

所述植物提取残渣中，所述川楝果实提取残渣：苦参提取残渣：茶油饼的质量比例为1：(5-115)：(6-16)；

所述生防制剂中，所述氨基寡糖素和绿僵菌的质量比例为(2-5)：1。

本发明的一个实施例中，所述大分子碳结构降解转化反应是将所述混合物在70～80℃高温好氧发酵反应10～11小时。

本发明的一个实施例中，所述川楝果实提取液制备过程中，利用70％乙醇回流提取时间为45min，料液比为1∶30；

所述苦参提取液制备过程中，利用60％的乙醇溶液回流提取2次，料液比为1:2。

上述所述的缓解当归连作障碍的组合物，在如下任一中的应用，(a)改良土壤结构；(b)改良土壤微生物菌群；(c)提高植物免疫力；(d)防治植物病害，也属于本发明的保护范围。

本发明的一个实施例中，将所述土壤改良剂、植物提取物残渣、生防制剂，在育苗前与土壤混匀后静置7天后，得到混合土壤，再将植物幼苗移栽至该混合土壤；

在植物苗期，按照10ml/株，将植物提取液稀释50倍，均匀喷洒。

本发明的一个实施例中，所述植物为当归。

本发明中，本发明选用的土壤改良剂是利用餐厨有机废弃物制备而成，采用精准控氧发酵技术，将来自动植物、海洋生物的高蛋白、高能量物质快速降解转化成的高活性碳肥，富含有机质、次生代谢产物、活化态矿物质，作为一种有机土壤改良剂，具有改良土壤、提高肥料利用率、增强抗逆性、延缓连作障碍、降低重金属污染、改善品质功能。

川楝和苦参是天然植物源农药，富含的生物碱、碱类、酚类、黄酮类等物质具有杀菌驱虫的作用，和土壤改良剂一起使用到土壤中可以有效防治土壤中的有害病原菌。

植物提取有效成分后残渣大多被遗弃，植物材料经浸提之后的残余植物固体废弃物，这部分材料通常占到植物原材料干重的90％以上。但是经研究表明植物残渣里面富含有纤维、多糖、蛋白等有机物以及微量元素等成分，使用到土壤里能够让土壤更加疏松透气。同时，本发明用到的川楝果实、茶油饼等天然物质中富含抗病、抗虫的活性物质，在改良土壤的同时还有一定的药用活性。

茶皂素主要起表面活性剂的作用，可以使植物提取液均匀分布在叶片表面，天然成分来源，对作物安全。同时也可以起到刺激作物生长、抗病害发生的作用。

氨基寡糖素是一种农业专用壳寡糖，是根据植物的生长需要，采用独特的生物技术生产而成，壳寡糖本身含有丰富的C、N,可被微生物分解利用并作为植物生长的养份。可改变土壤微生物区系,促进有益微生物的生长而抑制一些植物病原菌，刺激作物生长，使当归有效成分得到有效积累。

绿僵菌是一种广谱性生防菌，生命力强，可在土壤中调节微生物种群，抑制有害病原菌生长，达到平衡土壤种群微生物的作用。

本发明具有如下优点：

试验证明：本发明选用土壤改良剂、植物提取物残渣和生物制剂等多种组分，改良当归种植土壤，从根本上降低连作障碍，从而提高植株自身生长能力，减少病害发生，刺激药用活性成分积累，提高品质；同时可以降低当归早期抽薹率。

本发明组合物可以减少当归生长过程中麻口病和根腐病的发生率；可以使当归中干物质积累升高，可溶性糖含量降低；本发明组合物组分均来自天然成分，无化学添加，且对餐厨、植物提取残渣等有机废弃物进行资源化循环利用，低碳减排，对生态友好。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中，BGB高温复合菌，由北京嘉博文生物科技有限公司制备。

实施例1

本实施例提供一种缓解当归连作障碍的组合物，该组合物包括土壤改良剂、植物提取液、植物提取残渣和生防制剂；其中，土壤改良剂由餐厨废弃物和生物腐质酸转化剂发酵制得，生物腐质酸转化剂包括枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌；植物提取液包括川楝果实提取液、苦参提取液和茶皂素；植物提取残渣包括川楝果实提取残渣、苦参提取残渣和茶油饼；生防制剂包括氨基寡糖素和绿僵菌。

1、土壤改良剂制备方法为：

将餐厨有机废弃物筛选、去除非有机杂质，如塑料，金属碎片等；然后将筛选后的餐厨有机废弃物干湿分离，得到干物质；将得到的干物质与外源壳皮类、秸秆类废弃物与生物腐质酸转化剂混匀，得到混合物；将混合物在有氧条件下进行大分子碳结构降解转化反应，得到土壤改良剂。具体的，将得到的混合物在生物化学反应机中70～80℃高温好氧发酵，进行大分子碳结构降解转化反应，转化反应的时间为10～11小时。

生物腐殖酸转化剂为BGB高温复合菌，该BGB复合菌为申请号为200610083429.7、名称为“采用复合菌对餐厨有机废弃物进行资源循环处理的方法”的中国专利申请中公开的复合菌，其含有以下菌种：枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌，各个菌种可单独地按常规方法从低温保存的菌种中挑取菌种划线接种到固体平板培养基，于合适条件下培养，待长出菌落，再接种于液体培养基进行振荡培养，根据需要再进行扩大培养；上述培养的各菌种可以液体形式培养后，按枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)，进行混合制成液体发酵菌剂，于4℃保存备用；也可单独保存，即时混合、即时使用；也可将液态培养物冷冻干燥得到固体菌粉，制成固体形式的发酵菌剂。

对本步骤制备得到的土壤改良剂进行如下测试

性能测试：按照《NY 525-2021有机肥料》标准，进行有机质的质量分数(以烘干基计)、有机物总量、酸碱度、水分的检测；

按照《HGT 5603-2019餐厨废弃物生产肥料中生物腐殖酸含量的测定方法》测定腐植酸含量；

按照高锰酸钾氧化法测定易氧化有机质含量；

按照《GBT40461-2021肥料中钠含量的测定》测定Na含量；

按照《NY 884-2012生物有机肥》测定有效活菌数；

按上述制备方法，随机抽取10个土壤调理剂进行检测，具体结果见表1。

表1

按照上述制备方法得到的土壤改良剂中，生物腐植酸中有机物总量为80～90％，其中腐植酸含量为50～65％，有机质含量为70～85％，易氧化有机质含量为20～30％；pH5.5-7.5，水分含量≤8.0％，钠含量≤0.6％和有效活菌数1～2亿个/克。

2、植物提取液和植物提取残渣的制备

川楝果实提取液和川楝果实提取残渣的制备：将采购的川楝果实清洗、晾干、粉碎过20目筛，超声波细胞粉碎提取法，70％乙醇，提取45min，提取1次，料液比为1∶30，将提取液减压浓缩蒸干，得到川楝果实提取液和川楝果实提取残渣。

苦参提取液和苦参提取残渣的制备：苦参清洗粉碎，采用筛分目数20-60目的苦参粉，以60％的乙醇溶液，料液比为1：2，回流提取2次，得到苦参提取液和苦参提取残渣。

植物提取液包括川楝果实提取液、苦参提取液和茶皂素，该植物提取液是先将川楝果实提取液、苦参提取液按照1：(2-6)质量比例混合，得到混合液，再向混合液中添加质量百分数为10％-20％的茶皂素制备得到。

植物提取残渣是按照以下质量比例进行混合：川楝果实提取残渣：苦参提取残渣：茶油饼的质量比例为1：(5-115)：(6-16)。

生防制剂包括氨基寡糖素和绿僵菌，氨基寡糖素和绿僵菌的二者质量比例是(2-5)：1。

本实施例的缓解当归连作障碍的组合物的使用方法为：

按照下列质量百分比制备土壤混合物，土壤改良剂20％、植物提取物残渣4％、生防制剂1％、待改良土壤75％，形成土壤混合物；

在育苗前使用，将形成的土壤混合物静置7天后移苗，植物提取液在苗期喷洒使用，按照10ml/株量，稀释50倍，均匀喷洒。

本实施例中，川楝果、苦参、茶皂素、茶油饼、氨基寡糖素和绿僵菌的原料如表2所示。

表2

序号	原料名称	供应商	规格
				1	川楝果	安徽亳州市百杰药业有限公司	1kg/袋
2	苦参	安徽亳州市百川药业实力有限公司	1kg/袋
				3	茶皂素	陕西泰克生物科技有限公司	60％含量，1kg/袋
4	茶油饼	江西青龙高科油脂有限公司	20-50目，10kg/袋
				5	氨基寡糖素	山东海龙元生物科技有限公司	90％含量，1kg/袋
6	绿僵菌	济南金雨源生物技术有限公司	99％含量，25kg/袋

试验实施例

试验方法：试验采用盆栽法在温室大棚进行。

空白对照每盆装连作障碍土1000g，采自甘肃省岷县寺沟乡多年种植当归土壤。

实施例2-5和对比例各组分组成见表3，其中，实施例2-5中，植物提取液是先将川楝果实提取液、苦参提取液按照1：4质量比例混合，得到混合液，再向混合液中添加质量百分数为15％的茶皂素制备得到。

植物提取残渣是按照以下质量比例进行混合：川楝果实提取残渣：苦参提取残渣：茶油饼的质量比例为1：60：11。

生防制剂包括氨基寡糖素和绿僵菌，氨基寡糖素和绿僵菌的二者质量比例是3.5：1。各组分充分混匀后装盆，移栽前灌水按基质重的35％计，即每盆灌水375mL。静置7天。

每个处理装盆10盆，当归每盆移栽2株，生长30d后每处理选择长势良好的8盆作为重复，定植1株，整株喷施植物提取液10ml植物提取液，稀释50倍，空白对照喷同等体积清水。

生长90d后收获。统计当归抽薹率。当归收获期统计麻口病、根腐病，测定当归主根长，然后当归室内风干，测定当归身重，并按卫生部颁《七十六种药材商品规格标准》对当归进行等级分类。

麻口病、根腐病统计方法：当归成熟收获后调查麻口病、根腐病的发病情况，通过病情指数反映病害程度，病情指数＝100×∑(各病级调查样本数×病级代表值)/调查样本总数/最高病级代表值。

表3不同处理组成表

不同处理对抽薹率的影响，如表4所示，不同处理对当归各生长指标的影响。

表4

处理名称	抽薹率(％)	根腐病情指数(％)	麻口病情指数(％)
				Ck	31.02	35.9	13.4
实施例2	12.34	15.4	6.8
				实施例3	14.9	15.9	7
实施例4	13.3	16.4	7.2
				实施例5	14.2	15.9	7.9
对比例1	29.5	35.2	12.3
				对比例2	28	29.0	11.8
对比例3	27.4	29.1	10.3
				对比例4	28.66	29.9	12.2

当归早期抽薹会导致种植田产量下降、效益低下，一般能够造成10％～40％的经济损失，由数据可知本发明的方法可以有效降低当归早期抽薹率。最低抽薹率为12.34％。

根腐病和麻口病是连作障碍常见病害，严重影响当归产品和品质，本发明处理后可有效降低这2种病害的发生。最低发生率分别为15.4％和6.8％。

不同处理对当归产量和品质的影响，如表5所示，不同处理对当归产量和品质的影响。

表5

当归主根长反映当归药学外部特征，是当归等级和品质评价指标之一。本发明实施例主根长优于对照和对比例。

通常采用物理和化学方法建立当归标准。甘肃省岷县当归标准根据大小、形状、颜色、香味及杂质等进行分级。根据卫生部颁《七十六种药材商品规格标准》对当归进行分级，本发明实施例2-5一等品、二等品出成率远高于对照和对比例，整体品质高于其它处理，一等品最高出成率达到65.14％。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种缓解当归连作障碍的组合物，其特征在于，所述组合物包括土壤改良剂、植物提取液、植物提取残渣和生防制剂；

其中，所述土壤改良剂由餐厨废弃物和生物腐质酸转化剂发酵制得，所述生物腐质酸转化剂包括枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌；

所述植物提取液包括川楝果实提取液、苦参提取液和茶皂素；

所述植物提取残渣包括川楝果实提取残渣、苦参提取残渣和茶油饼；

所述生防制剂包括氨基寡糖素和绿僵菌。

2.如权利要求1所述的缓解当归连作障碍的组合物，其特征在于，

所述组合物中，按照施用量计算，土壤改良剂15％-20％(w/w)、植物提取残渣(w/w)2％-6％、生防制剂(w/w)0.2％-1.8％、余量为待改良土壤；

植物提取液5-20ml/株。

3.如权利要求1所述的缓解当归连作障碍的组合物，其特征在于，

所述组合物中，按照施用量计算，土壤改良剂20％(w/w)、植物提取残渣(w/w)4％、生防制剂(w/w)1％、待改良土壤75％(w/w)；

植物提取液10ml/株。

4.如权利要求1所述的缓解当归连作障碍的组合物，其特征在于，

所述生物腐质酸转化剂中，所述枯草芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的活菌数的比例：(1-1.2)∶(0.8-1.1)∶(1.2-1.5)∶(2.2-3)∶(1.2-1.5)∶(0.8-1.2)。

5.一种权利要求1-4任一所述的缓解当归连作障碍的组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将餐厨有机废弃物干湿分离得到干物质与外源壳皮类、秸秆类废弃物与所述生物腐质酸转化剂混匀形成混合物，所述混合物在有氧条件下进行大分子碳结构降解转化反应，得到所述土壤改良剂；

所述植物提取液中，将川楝果实经粉碎、超声波破碎回流提取、70％乙醇提取得到的提取液减压蒸干，得到川楝果实提取液和川楝果实提取残渣；

将苦参粉碎后，用60％乙醇回流提取，得到苦参提取液和苦参提取残渣；

所述植物提取液是先将川楝果实提取液、苦参提取液按照1：(2-6)质量比例混合形成混合液，再向所述混合液中添加质量百分数为10％-20％的茶皂素制得；

所述植物提取残渣中，所述川楝果实提取残渣：苦参提取残渣：茶油饼的质量比例为1：(5-115)：(6-16)；

所述生防制剂中，所述氨基寡糖素和绿僵菌的质量比例为(2-5)：1。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述大分子碳结构降解转化反应是将所述混合物在70～80℃高温好氧发酵反应10～11小时。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述川楝果实提取液制备过程中，利用70％乙醇回流提取时间为45min，料液比为1∶30；

所述苦参提取液制备过程中，利用60％的乙醇溶液回流提取2次，料液比为1:2。

8.权利要求1-4中任一所述的缓解当归连作障碍的组合物，在如下任一中的应用，

(a)改良土壤结构；

(b)改良土壤微生物菌群；

(c)提高植物免疫力；

(d)防治植物病害。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，

将所述土壤改良剂、植物提取物残渣、生防制剂，在育苗前与土壤混匀后静置7天后，得到混合土壤，再将植物幼苗移栽至该混合土壤；

在植物苗期，按照10ml/株，将植物提取液稀释50倍，均匀喷洒。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，

所述植物为当归。