CN115650790A

CN115650790A - 一种氨基酸水溶肥及其制备方法和用途

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Publication number: CN115650790A
Application number: CN202211260374.8A
Authority: CN
Inventors: 郝祥蕊; 李慧; 樊杰; 吴小珍; 何亚文; 张红艳; 冯镇泰
Original assignee: Shanghai Nong Le Biological Products Co ltd
Current assignee: Shanghai Nong Le Biological Products Co ltd
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明涉及生物肥料领域，特别是涉及一种氨基酸水溶肥及其制备方法和用途，所述氨基酸水溶肥包括如下重量份的物质：BDSF灭活发酵液20‑30份，氨基酸10‑18份，尿素10‑20份，钾盐10‑18份，锌盐2‑10份，含硼化合物3‑7份，水。本发明中的氨基酸水溶肥中氨基酸具有促进作物生长发育的作用，叶面喷施能够快速给作物补充养分，施用到土壤中能够促进根系生长和吸收养分、水分的能力。含有的锌盐、含硼化合物能够提高作物抵御病虫害的能力，发酵液中BDSF能够调控多种与致病性和环境适应性相关的生物学功能，对由黄单胞菌引发的各种作物病害具有防治效果。

Description

一种氨基酸水溶肥及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及生物肥料领域，特别是涉及一种氨基酸水溶肥及其制备方法和用途。

背景技术

目前植物免疫诱抗剂主要有植物免疫蛋白、寡糖、水杨酸及其类似物、次生代谢物等类型，目前正式登记的植物免疫诱抗剂主要有康壮素(蛋白质激发子)、益微菌(枯草芽孢杆菌)、壳寡糖和脱落酸等，有效成分亩用量在0.4～1.5g，价格成本在6.8～10元，主要防治病害的方向为真菌型病害和病毒病。

顺式-2-十二碳烯酸(BDSF)是DSF群体感应信号家族的之一，和DSF具有类似的生物学活性，可瓦解病原细菌的致病系统,来降低其致病性,并显著减弱了病原细菌的生存压力,从而降低菌株突变频率和耐药性，同时还可以诱导作物产生胞外多糖和胞外酶，调控致病因子表达和生物膜形成等多种功能，引发植物免疫诱抗反应，抵御病原侵染。因此BDSF可作为一种具有免疫诱抗效果的物质，具有潜在应用前景。但目前微生物发酵产生的BDSF发酵单位在1937.75±72.25μM(约0.4g)，远远达不到工业生产的要求，而化学合成的BDSF在技术上有难度而且对环境不友好，要将BDSF工业化生产并应用于市场，周期长，且费用高。

发明内容

鉴于以上所述BDSF开发过程中的问题，本发明的目的在于提供一种BDSF的应用，制备一种含BDSF的氨基酸水溶肥并应用到作物病害防治当中，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种氨基酸水溶肥，所述氨基酸水溶肥包括如下重量份的物质：BDSF灭活发酵液20-30份，氨基酸10-18份，尿素10-20份，钾盐10-18份，锌盐2-10份，含硼化合物3-7份，水。

本发明还提供所述氨基酸水溶肥的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)尿素、钾盐与水混合后制备成氮磷钾母液；

2)稀释BDSF灭活发酵液，升温后与氨基酸混合，保温；

3)将步骤(2)的混合液与含硼化合物、锌盐混合，保温；

4)步骤(3)的混合物与步骤(1)氮磷钾母液混合即得所述氨基酸水溶肥。

本发明还提供所述氨基酸水溶肥在农作物种植中的用途。

本发明还提供一种农作物的种植方法，所述种植方法包括对农作物施用所述氨基酸水溶肥。

如上所述，本发明的氨基酸水溶肥及其制备方法和用途，具有以下有益效果：

本申请中将含有BDSF的发酵液灭活后使用，可降低研发成本，并且这种在促进作物生长，提升产量品质的同时，有效防治作物病害，同时将免疫诱抗物质和氨基酸水溶肥功能相结合，增加其功能性，氨基酸水溶肥中氨基酸具有促进作物生长发育的作用，叶面喷施能够快速给作物补充养分，施用到土壤中能够促进根系生长和吸收养分、水分的能力。含有的锌盐、含硼化合物能够提高作物抵御病虫害的能力，发酵液中BDSF能够调控多种与致病性和环境适应性相关的生物学功能，对由黄单胞菌引发的各种作物病害具有防治效果。适用于粮食和经济作物水稻、棉花、大豆、十字花科蔬菜、柑橘和香蕉等，可用于浸种以及作物苗期、花期、开花坐果期、灌浆期和果树花期、幼果期的病害防治。

具体实施方式

本发明提供一种氨基酸水溶肥，所述氨基酸水溶肥包括如下重量份的物质：BDSF灭活发酵液20-30份，氨基酸10-18份，尿素10-20份，钾盐10-18份，锌盐2-10份，含硼化合物3-7份，水。

所述BDSF灭活发酵液的来源为现有技术。所述BDSF灭活发酵液中含有顺式-2-十二碳烯酸(BDSF)和黄原胶，黄原胶可作为制作氨基酸水溶肥过程中的助剂，BDSF具有诱导植物抵御病原菌侵染的效果。在一种实施方式中，所述BDSF灭活发酵液由野油菜黄单胞菌(Xanthomonascampetris pv.campestris)或水稻白叶枯菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae，Xoo)发酵获得。

在一种实施方式中，所述野油菜黄单胞菌(Xanthomonascampetrispv.campestris)可以为野生型或突变型。所述突变型可以是野油菜黄单胞菌双敲除突变体ΔrpfCΔrpfB。

在另一种实施方式中，所述BDSF灭活发酵液由申请号201810002666.9专利中的BDSF高产菌株BL21(DE3)plysS/pET14b-rpfF(BLSF)发酵获得。

所述BDSF灭活发酵液的重量份选自以下中的任一个：20-21份、21-22份、22-23份、23-24份、24-25份、25-26份、26-27份、27-28份、28-29份、29-30份。

BDSF灭活发酵液的灭活方法选自湿热灭菌法、超声破碎、过滤除菌或离心。所述湿热灭菌法的温度为110-125℃，灭菌时间为20-30min。

所述氨基酸选自精氨酸、亮氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸中的任一种或多种。使用时每种氨基酸的质量份为2～4份。

所述尿素的重量份选自以下中的任一个：10-11份、11-12份、12-13份、13-14份、14-15份、15-16份、16-17份、17-18份、18-19份、19-20份。

所述钾盐选自氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硝酸钾、草木灰中的任一种或多种。

所述钾盐的重量份选自以下中的任一个：10-11份、11-12份、12-13份、13-14份、14-15份、15-16份、16-17份、17-18份。

所述锌盐选自硫酸锌、氯化锌、氧化锌、硫化锌、磷酸锌、木质素磺酸锌、环烷酸锌乳剂或螯合锌(Na₂ZnEDTA)。所述硫酸锌可以为七水硫酸锌或一水硫酸锌。

所述锌盐的重量份选自以下中的任一个：2-4份、4-6份、6-8份、8-10份。

所述含硼化合物选自硼酸或硼砂。所述含硼化合物的重量份选自以下中的任一个：3-4份、4-5份、5-6份、6-7份。

所述水的重量份为120-200份。

1)尿素、钾盐与水混合后制备成氮磷钾母液；

2)稀释BDSF灭活发酵液，升温后与氨基酸混合，保温；

3)将步骤(2)的混合液与含硼化合物、锌盐混合，保温；

在本发明的一种实施方式中，步骤2)中BDSF灭活发酵液为BDSF发酵液经过高温高压灭菌得到。在一种实施方式中，用水稀释BDSF灭活发酵液。

在一种实施方式中，所述BDSF发酵液的制备过程如下：

A.种子培养：将活化好的菌株接种到NA液体培养基中，26-32℃，180-220r/min培养过夜；

B.发酵培养：发酵培养基中接种0.5-3％的种子液，26-32℃，180-220r/min培养24-48h。

在本发明的一种实施方式中，步骤2)中升温至40～65℃。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中与氨基酸混合后，保温0.5～1h。本发明中升温或保温的目的是将氨基酸转为游离态，同时便于提高原料的溶解度。

在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中加入含硼化合物及锌盐，保温1～2h。

在本发明的一种实施方式中，由于氨基酸原料为固体，因此先用BDSF灭活发酵液将氨基酸溶解得到氨基酸母液后，再用氨基酸母液溶解含硼化合物、锌盐，最后再和氮磷钾母液混合。

步骤(4)中将步骤(3)的混合物与步骤(1)氮磷钾母液混合后还可以加水。

步骤(4)中还包括降温至20～40℃时过滤除去非水溶性杂质。

本发明还提供所述氨基酸水溶肥在农作物种植中的用途。

所述农作物选自粮食作物、经济作物、蔬菜作物、水果类。

所述粮食作物选自谷类作物、薯类作物或豆类作物。所述谷类作物例如为水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦、黑麦、高粱、粟。所述薯类作物例如为甘薯、薯芋、马铃薯。所述豆类作物例如为大豆、蚕豆、豌豆、绿豆。

经济作物选自纤维类作物、油料作物、糖料作物、饮料作物。所述纤维类作物例如为棉花、黄麻、红麻、大麻、亚麻、剑麻、席草等。所述油料作物例如为油籽、蔓青、大芥、花生、胡麻、大麻、向日葵等。所述糖料作物例如为甘蔗、甜菜等。所述饮料作物例如为茶叶、咖啡、可可等。

所述蔬菜作物选自茄果类或叶菜类。所述茄果类选自辣椒、南瓜、金丝南瓜、黑皮冬瓜、苦瓜、黄瓜、丝瓜、菜瓜、瓠瓜、胡瓜、佛手瓜、西葫芦、番茄、茄子、芸豆、豇豆、豌豆、架豆、刀豆、扁豆、菜豆、毛豆、蛇豆或甜玉米。所述叶菜类选自生菜、芹菜、卷心菜、白菜、青菜或紫甘蓝。

所述水果类选自柑果类或浆果类。所述柑果类例如为柑橘。所述浆果类例如为香蕉。

具体的，所述氨基酸水溶肥用于提高农作物的品质。所述农作物的品质包括增产、预防或治疗黄单胞菌引发的病害，例如降低黄单胞菌导致的发病率、降低病情指数。

在一种实施方式中，施用量例如为50～100kg/亩，具体施用时间和次数可根据种植时期或作物种类调整。

在一种实施方式中，施用方法选自随水冲施或叶面喷施。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围；在本发明说明书和权利要求书中，除非文中另外明确指出，单数形式“一个”、“一”和“这个”包括复数形式。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

以下实施例中所述BDSF灭活发酵液为利用敲除突变体ΔrpfCΔrpfB后的野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris，Xcc)菌株发酵获得的。敲除突变体ΔrpfCΔrpfB后的野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris，Xcc)菌株来源为上海交通大学提供的以下文章中使用的ΔrpfCΔrpfB双突变体菌株：陈慧,周莲,陈博,宋凯,郭晓春,何亚文.天然氨基酸诱导野油菜黄单胞菌降解DSF-家族群体感应信号活性分析[J].微生物学通报,2019,46(11):2952-2962.DOI:10.13344/j.microbiol.china.190363.

BDSF发酵液的具体制备过程如下：

种子培养：将活化好的菌株接种到NA液体培养基中，28℃，200r/min培养过夜。其中，NA液体培养基配方为蛋白胨10.0g/L，牛肉膏粉3.0g/L，氯化钠5.0g/L，琼脂14.0g/L，水，pH 7.2±0.2；配制后110-125℃，20-30min灭菌后备用。

发酵培养：发酵培养基中接种2％的种子液，28℃，200r/min培养36h。其中，发酵培养基为BBM培养基，胰蛋白胨12.15～13.32g/L，酵母粉15.12～15.35g/L，甘油5.7mL/L，蔗糖20g/L，黄豆粉40g/L，磷酸氢二钾12.54g/L，磷酸二氢钾2.31g/L。

实施例1

各组分重量份为：BDSF灭活发酵液20份，氨基酸12份(包括精氨酸2份、谷氨酸2份、甘氨酸2份、丙氨酸2份、组氨酸2份、苯丙氨酸2份)，尿素15份，磷酸氢二钾10份，硫酸锌6份，硼酸6份，适量水。

(1)BDSF发酵液121℃、20min高温高压灭活得到BDSF灭活发酵液；

(2)向60份水中加入尿素、磷酸氢二钾溶解制备成含有氮、磷、钾的母液；

(3)向50份水中加入BDSF灭活发酵液，升温40～65℃，加入氨基酸，搅拌保温0.5-1h，再加入硼酸及硫酸锌，继续搅拌保温1-2h，加入步骤(2)制备的NPK母液混匀后即得。

(4)搅拌混匀后加水至120份，降温至20～40℃时过滤出去原料中的非水溶性杂质，得到水溶肥。

实施例2

各组分重量份为：BDSF灭活发酵液25份，氨基酸16份(包括亮氨酸2份、谷氨酸3份、甘氨酸2份、丙氨酸4份、天冬氨酸2份、赖氨酸3份)，尿素20份，磷酸氢二钾17份，硫酸锌8份，硼酸6份，适量水。

制备过程：

(1)BDSF发酵液121℃、20min高温高压灭活得到BDSF灭活发酵液；

(2)向75份水中加入尿素、磷酸氢二钾溶解制备成含有氮、磷、钾的母液；

(4)搅拌混匀后加水至150份，降温至20～40℃时过滤出去原料中的非水溶性杂质，得到水溶肥。

实施例3

各组分用量为：BDSF灭活发酵液30份，氨基酸18份(包括精氨酸4、亮氨酸3份、谷氨酸3份、脯氨酸4份、甘氨酸2份、组氨酸2份)，尿素20份，磷酸氢二钾16份，硫酸锌10份，硼酸7份，适量水。

制备过程：

(1)BDSF发酵液121℃、20min高温高压灭活得到BDSF灭活发酵液；

(2)向80份水中加入尿素、磷酸氢二钾溶解制备成含有氮、磷、钾的母液；

(3)向70份水中加入BDSF灭活发酵液，升温40～65℃，加入氨基酸，搅拌保温0.5-1h，再加入硼酸及硫酸锌，继续搅拌保温1-2h，加入步骤(2)制备的NPK母液混匀后即得。

(4)搅拌混匀后加水至170份，降温至20～40℃时过滤出去原料中的非水溶性杂质，得到水溶肥。

实施例4

各组分用量为：BDSF灭活发酵液28份，氨基酸16份(包括亮氨酸4份、丙氨酸4份、组氨酸2份、天冬氨酸2份、苯丙氨酸2份)，尿素18份，磷酸氢二钾14份，硫酸锌7.5份，硼酸6.5份，适量水。

制备过程：

(1)BDSF发酵液121℃、20min高温高压灭活得到BDSF灭活发酵液；

(3)向65份水中加入BDSF灭活发酵液，升温40～65℃，加入氨基酸，搅拌保温0.5-1h，再加入硼酸及硫酸锌，继续搅拌保温1-2h，加入步骤(2)制备的NPK母液混匀后即得。

(4)搅拌混匀后加水至一定160份，降温至20～40℃时过滤出去原料中的非水溶性杂质，得到水溶肥。

实施例5氨基酸水溶肥对水稻生长及水稻白叶枯病防治的试验

试验设5个处理，对照为常规施肥(基肥+氨基酸水溶肥，该氨基酸水溶肥中氨基酸≥100g/L，Zn+B≥20g/L，其中B：16g/L，Zn：4g/L)，实验组为(基肥+含BDSF的氨基酸水溶肥)，基肥为15-15-15的NPK复合肥，每处理重复3次，每小区面积800.4m²，15d施用一次，本次试验共追施氨基酸水溶肥3次。

白叶枯病田间防治效果收获前13d白叶枯病稳定期。每处理小区直线取样，调查100株(每丛1株)，对每株上部三张功能叶发病进行分级

分级标准为:0级，未发病；1级:叶片病斑面积占叶片面积10％以下；3级:叶片病斑面积占叶片面积11％～30％；5级:叶片病斑面积占叶片面积31％～50％；7级:叶片病斑面积占叶片面积51％～70％；9级:叶片病斑面积占叶片面积70％以上。计算病株率和病情指数及防治效果。

计算方法如下：

发株率(％)＝病株数/调查总株数×100株

防效(％)＝(1－药剂处理病株率/空白对照病株率)×100

病情指数＝∑(各级病叶数×相对病级)/(调查总叶数×9)×100

结果如表1和表2所示。由表1、表2的结果可知，施用含有BDSF的氨基酸水溶肥不论是随水冲施还是叶面喷施都能够提高水稻的产量，降低水稻白叶枯病的发病情况，随水冲施和叶面喷施对水稻白叶枯病的防治效果分别达到62.2～76.4和67.2～87.1，且叶面喷施的方式对于防病的效果要好于随水冲施。

表1实施例1-4冲施方式下对水稻生长及水稻白叶枯病防治的试验结果

处理	产量(kg/hm<sup>2</sup>)	千粒重(g)	发病率(％)	病情指数	防效(％)
						对照	6832.1	24.1	34	12.7	-
实施例1	7834.5	26.8	17	4.8	62.2
						实施例2	7934.2	27.2	17	4.3	66.1
实施例3	7929.1	27.9	16	3.6	71.7
						实施例4	7888.5	27.5	17	3	76.4

表2实施例1-4叶面喷施方式下对水稻生长及水稻白叶枯病防治的试验结果

本发明中的氨基酸水溶肥中氨基酸具有促进作物生长发育的作用，叶面喷施能够快速给作物补充养分，含有的锌、硼能够提高作物抵御病虫害的能力，发酵液中BDSF能够调控多种与致病性和环境适应性相关的生物学功能，对由黄单胞菌引发的各种作物病害例如水稻白叶枯病具有防治效果，具体的，BDSF能够诱导作物产生免疫抗性，分解后成为丁酸和异戊酸，对作物生长也能起到促进效果，而副产物黄原胶经微生物分解后的寡糖具有清除羟基自由基的功能，可以激活植物的防卫反应、诱导植物产生非特异性免疫反应以抵抗病原菌的侵染，同时对野油菜黄单孢菌也具有一定的抑菌活性。

以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。

Claims

1.一种氨基酸水溶肥，其特征在于，所述氨基酸水溶肥包括如下重量份的物质：BDSF灭活发酵液20-30份，氨基酸10-18份，尿素10-20份，钾盐10-18份，锌盐2-10份，含硼化合物3-7份，水。

2.根据权利要求1所述的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述BDSF灭活发酵液由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campetris pv.campestris)或水稻白叶枯菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae)发酵灭活后获得。

3.根据权利要求2所述的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述野油菜黄单胞菌(Xanthomonascampetris pv.campestris)为野生型或突变型；优选的，所述突变型为野油菜黄单胞菌双敲除突变体ΔrpfCΔrpfB。

4.根据权利要求1所述的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述氨基酸选自精氨酸、亮氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸中的任一种或多种。

5.根据权利要求1所述的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述钾盐选自氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硝酸钾、草木灰中的任一种或多种。

6.根据权利要求1所述的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述锌盐选自硫酸锌、氯化锌、氧化锌、硫化锌、磷酸锌、木质素磺酸锌、环烷酸锌乳剂或螯合锌中的任一种或多种；和/或，所述含硼化合物选自硼酸或硼砂。

7.权利要求1-6任一所述的氨基酸水溶肥的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)将尿素、钾盐与水混合后制备成氮磷钾母液；

2)稀释BDSF灭活发酵液，升温后与氨基酸混合，保温；

3)将步骤(2)的混合液与含硼化合物、锌盐混合，保温；

4)将步骤(3)的混合物与步骤(1)氮磷钾母液混合即得所述氨基酸水溶肥。

8.根据权利要求7所述的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述制备方法还包括以下特征中的一项或多项：

1)用水稀释BDSF灭活发酵液；

2)BDSF灭活发酵液的灭活方法选自湿热灭菌法、超声破碎、过滤除菌或离心；

3)步骤(2)中升温至40～65℃；

4)步骤(2)中与氨基酸混合后，保温0.5～1h；

5)步骤(3)中加入含硼化合物及锌盐后保温1～2h；

6)步骤(4)中将步骤(3)的混合物与步骤(1)氮磷钾母液混合后再加水稀释；

7)步骤(4)中还包括降温至20～40℃时过滤除去非水溶性杂质。

9.权利要求1-6任一所述的氨基酸水溶肥在农作物种植中的用途。

10.一种农作物的种植方法，其特征在于，所述种植方法包括对农作物施用权利要求1-6任一所述的氨基酸水溶肥。