CN117126005B - 一种抗逆促生有机肥及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗逆促生有机肥及其应用。所述抗逆促生有机肥包括以下质量百分数的组分：花生粕发酵产物55%~80%、海带发酵产物20%~45%；所述花生粕发酵产物是利用一株苏云金芽孢杆菌（CGMCC 1.7832）发酵制备而来；所述海带发酵产物是利用一株类球红细菌（CGMCC 1.16068）发酵制备而来；所得抗逆促生有机肥用于作物栽培可有效提高植株对逆境胁迫的抗性，施用后可显著提高作物种子在干旱胁迫条件下的贮藏物质转化率、显著提高作物幼苗在盐胁迫条件下的干物质量积累。本发明为增强作物抗逆性提供了一种功能性有机肥，具有良好的开发应用前景与现实意义。
Description
技术领域
本发明属于有机肥制备技术领域，具体涉及一种抗逆促生有机肥及其应用。
背景技术
花生粕是花生油制备加工过程中的副产物，在我国多用作动物饲料、肥料或燃料。但受限于技术水平和开发应用途径，花生粕在肥料应用领域并未发挥出更大作用。因此，将花生粕开发制备成为一种功能型有机肥对于花生粕的高价值开发应用和功能型有机肥的制备途径都具有重要意义。
海带发酵产物是一种纯天然、无毒副作用的物质，含有丰富的海藻多糖、藻朊酸、高度不高和脂肪酸及多种维生素、氨基酸、蛋白质、微量元素等。其应用于农产品种植可有效提高作物产量、改善作物品质等有益效果。
经查询，发明专利“一种茶树专用防病促生复合微生物菌肥及其制备方法”（专利申请号：201810824882.1）公开了一种防病促生微生物菌肥，其原料组分包含花生粕。其并未添加海带发酵产物相关组分，且并未对花生粕采用单一菌种发酵，而是将多种组分混合添加由两种菌种复合而成的菌剂制备而成。该发明应用作物为茶树，并未提及对茶树以外植物的应用效果。
经查询，发明专利“一种提高水稻抗逆性促生长有机复混肥的制备方法”（专利申请号：201810698847.X）公开了一种提高水稻抗逆性促生长有机复混肥的制备方法，其中包含一种花生粕与其他物质混合发酵制备发酵料的方法。该有机复混肥并未添加海带或其发酵产物相关组分，且并未对花生粕采用单一菌种发酵，而是将多种组分混合，利用自然菌种发酵而成。该发明应用作物为水稻，并未提及对水稻以外植物的应用效果。
经查询，发明专利“一种果蔬专用抗逆型海藻水溶肥料的制备方法”（专利申请号：201811649119.6）公开了一种果蔬专用抗逆型海藻水溶肥料，其中包含一种海藻发酵制备发酵液的方法。该抗逆型海藻水溶肥并未添加花生粕或其发酵产物相关组分，且并未对海藻采用单一菌种发酵，而是通过多步骤、多菌种发酵制备而来。该发明应用作物为果蔬，并未提及对果蔬以外植物的应用效果。
本发明通过对花生粕、海带分别进行特定菌种发酵制备得到各自发酵产物，进一步将两种物质按重量比复配得到具有抗逆促生功能的有机肥。在作物种植中展现出良好的抗冻、耐旱、耐盐功效，有望在增强作物抗逆性、提高农产品品质、增加农产品产量中取得良好效果。
发明内容
本发明公开了一种抗逆促生有机肥及其应用，所发明抗逆促生有机肥用于解决作物栽培中抗逆生长问题，施用后可显著提高作物种子在干旱胁迫条件下的贮藏物质转化率、显著提高作物幼苗在盐胁迫条件下的干物质量积累。
本发明所述抗逆促生有机肥由以下质量百分数的组分经混合而成：花生粕发酵产物55%~80%、海带发酵产物20%~45%；
所述花生粕发酵产物的制备方法为：花生粕与纯水按1:15重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种8%~10%体积的苏云金芽孢杆菌种子液，发酵罐参数设定为温度27℃~33℃、溶氧量10%~50%，发酵5~7d后得花生粕发酵产物；
所述苏云金芽孢杆菌种子液是由一株苏云金芽孢杆菌经LB液体培养基培养得到；
所述海带发酵产物的制备方法为：干海带与纯水按1:25重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种5%~10%体积的类球红细菌种子液，发酵罐参数设定为溶氧量20%~80%、室温，发酵3~5d后得海带发酵产物；
所述类球红细菌种子液是由一株类球红细菌经LB液体培养基培养得到；
所述LB液体培养基组成为：胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、氯化钠10g、去离子水950mL，pH7.0，121℃、15min灭菌后使用；
所述溶氧量由发酵罐进气量、搅拌转速双重动态控制实现。
本发明的有益之处是：通过对花生粕、海带分别进行特定单一菌种的发酵制备得到各自发酵产物，进一步开发出由两种发酵产物复配而成的具有抗逆促生功效的有机肥。经田间试验验证，该有机肥具有显著优于现有同类产品的预料不到的技术效果，可显著提升作物栽培中的低温下种子发芽率、显著提高作物种子在干旱胁迫条件下的贮藏物质转化率、显著提高作物幼苗在盐胁迫条件下的干物质量积累。具有良好的开发应用前景与现实意义。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明实施例中使用的苏云金芽孢杆菌（CGMCC 1.7832）与类球红细菌（CGMCC1.16068）购买自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
实施例1. 一种抗逆促生有机肥，其制备方法如下：
1）花生粕与纯水按1:15重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种10%体积的苏云金芽孢杆菌种子液，发酵罐参数设定为温度33℃、溶氧量50%，发酵5d后得花生粕发酵产物；
2）干海带与纯水按1:25重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种5%体积的类球红细菌种子液，发酵罐参数设定为溶氧量20%、室温，发酵5d后得海带发酵产物；
3）花生粕发酵产物与海带发酵产物混匀得到抗逆促生有机肥，其中花生粕发酵产物重量占比80%、海带发酵产物重量占比20%；
进一步地，所述苏云金芽孢杆菌种子液是由一株苏云金芽孢杆菌（CGMCC 1.7832）经LB液体培养基培养得到，所述类球红细菌种子液是由一株类球红细菌（CGMCC 1.16068）经LB液体培养基培养得到。
实施例2. 一种抗逆促生有机肥，其制备方法如下：
1）花生粕与纯水按1:15重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种8%体积的苏云金芽孢杆菌种子液，发酵罐参数设定为温度27℃、溶氧量10%，发酵7d后得花生粕发酵产物；
2）干海带与纯水按1:25重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种10%体积的类球红细菌种子液，发酵罐参数设定为溶氧量80%、室温，发酵3d后得海带发酵产物；
3）花生粕发酵产物与海带发酵产物混匀得到抗逆促生有机肥，其中花生粕发酵产物重量占比55%、海带发酵产物重量占比45%；
进一步地，所述苏云金芽孢杆菌种子液是由一株苏云金芽孢杆菌（CGMCC 1.7832）经LB液体培养基培养得到，所述类球红细菌种子液是由一株类球红细菌（CGMCC 1.16068）经LB液体培养基培养得到。
实施例3. 一种抗逆促生有机肥，其制备方法如下：
1）花生粕与纯水按1:15重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种9%体积的苏云金芽孢杆菌种子液，发酵罐参数设定为温度30℃、溶氧量20%，发酵6d后得花生粕发酵产物；
2）干海带与纯水按1:25重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种8%体积的类球红细菌种子液，发酵罐参数设定为溶氧量30%、室温，发酵4d后得海带发酵产物；
3）花生粕发酵产物与海带发酵产物混匀得到抗逆促生有机肥，其中花生粕发酵产物重量占比60%、海带发酵产物重量占比40%；
进一步地，所述苏云金芽孢杆菌种子液是由一株苏云金芽孢杆菌（CGMCC 1.7832）经LB液体培养基培养得到，所述类球红细菌种子液是由一株类球红细菌（CGMCC 1.16068）经LB液体培养基培养得到。
对比例1：参照实施例1，将海带发酵产物替换为花生粕发酵产物，即参照实施例1制备只含有花生粕发酵产物组分的抗逆促生有机肥；其余技术特征与实施例1相同。
对比例2：参照实施例1，将花生粕发酵产物替换为海带发酵产物，即参照实施例1制备只含有海带发酵产物组分的抗逆促生有机肥；其余技术特征与实施例1相同。
对比例3：参照对比文件1“一种花生蛋白肽的制备方法，发明专利申请号：202211075804.9”中花生粕发酵方法制备得到花生粕发酵液，替代实施例1中的花生粕发酵产物，其余技术特征与实施例1相同；
上述花生粕发酵液为参照对比文件1中实施例1花生蛋白肽制备步骤1）-4）制得，其中步骤1）中“40-60目筛”选定50目筛，步骤2）中“60-65℃”选定63℃，步骤3）中“复合蛋白酶”选定权利要求书所列“胰蛋白酶”、“pH9-10”选定pH9.5，步骤4）中“巴斯德毕赤酵母”选定说明书中所列“巴斯德毕赤酵母购自宁波名舟生物科技有限公司”、“植物乳杆菌”选定说明书中所列“植物乳杆菌购自山东吉驰生物工程有限公司”、“控制温度为25-35℃”选定为控制温度为30℃、“通气比为1：(1-2)”选定为通气比为1:1.5。
对比例4：参照对比文件2“一种海带发酵物、含其皮肤外用剂及其制备方法和应用，发明专利申请号：202211178134.3”中海带发酵方法制备得到海带发酵物，替代实施例1中的海带发酵产物，其余技术特征与实施例1相同；
上述海带发酵物为参照对比文件2中实施例2制得，其中步骤（1）中“50-150目”选定100目，步骤（2）中“酿酒酵母”采购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
对比例5：参照对比文件3“一株苏云金芽孢杆菌及其在促进植物生长中的应用，发明专利申请号：202010991981.6”中公布的苏云金芽孢杆菌（保藏编号：CGMCC No 19018）替代实施例1中的苏云金芽孢杆菌，其余技术特征与实施例1相同；
上述“苏云金芽孢杆菌”采购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
对比例6：参照对比文件4“一种富含辅酶Q10苹果汁的发酵生产方法及辅酶Q10苹果汁，发明专利申请号：201910018091.4”中公布的类球红细菌替代实施例1中的类球红细菌，其余技术特征与实施例1相同；
上述“类球红细菌”采购自中国普通微生物菌种保藏管理中心。
对比例7：参照对比文件5“一种茶树专用防病促生复合微生物菌肥及其制备方法，发明专利申请号：201810824882.1”制备一种茶树专用防病促生复合微生物菌肥；
上述防病促生复合微生物菌肥参照对比文件5“具体实施方式”中制备方法存在公开不充分和不合理的地方，本对比例7制备过程中进行了适当改变，具体为：（1）“将黄豆、玉米分别采用纳米研磨技术研磨，得到破细胞壁的平均粒径在12-23纳米的黄豆粉和玉米粉”中“纳米研磨技术”公开不充分、“12-23纳米”无法实现，故改为“将黄豆、玉米分别采用破壁机进行研磨，过2000目筛得到粒径2-7μm的黄豆粉和玉米粉”；（2）“发酵5个月，温度控制在48-52℃”中发酵温度及发酵时间不合理，改为“温度控制在30-40℃，发酵15-28天”。
对比例8：参照对比文件6“一种提高水稻抗逆性促生长有机复混肥的制备方法，发明专利申请号：201810698847.X”说明书中“实施例2”制备一种提高水稻抗逆性促生长有机复混肥；
上述对比文件6中“寡雄腐霉”、“枯草芽孢杆菌”、“米曲霉”并未公开菌种及来源，本对比例8中寡雄腐霉由采购自北京比奥瑞生物科技有限公司的“三尼寡雄腐霉微生物杀菌剂”分离得到，枯草芽孢杆菌由采购自山东秀邦生物科技有限公司的“枯草芽孢杆菌”分离得到，米曲霉由采购自上海海兴酶制品有限公司的“优质曲精”分离得到。
对比例9：参照对比文件7“一种果蔬专用抗逆型海藻水溶肥料的制备方法，发明专利申请号：201811649119.6”说明书“实施例1”制备一种果蔬专用抗逆型海藻水溶肥料；
上述对比文件7中“海藻降解酶”、“枯草芽孢杆菌”、“乳酸菌”、“产朊假丝酵母”并未公开种类及来源，本对比例9中海藻降解酶选为果胶酶，采购自山东隆科特酶制剂有限公司；枯草芽孢杆菌由采购自山东秀邦生物科技有限公司的“枯草芽孢杆菌”分离得到；乳酸菌由采购自河南省华畜生物科技有限公司的“乳酸菌粉”分离得到；产朊假丝酵母采购自北京北纳创联生物技术研究院。
试验1：2021年10月，以“花育25”花生种子为试验材料，选取其中籽粒饱满、种衣无破损的个体，计数300粒为一组，组内各分3个重复，每个重复100粒。设置阳性对照组、阴性对照组、实施例1组、对比例1-9组，共12组合计3600粒种子，进行花生种子模拟低温胁迫下贮藏物质转化率试验；
各组花生种子分别将每个重复100粒种子置于育苗盘中，共计36个育苗盘。其中阳性对照组、阴性对照组育苗盘中基质为灭菌砂砾土，实施例1组育苗盘中基质为灭菌后添加10%实施例1制备得到的抗逆促生有机肥的砂砾土，对比例1-9组育苗盘中基质分别为灭菌后添加10%对比例1-9制备得到的抗逆促生有机肥的砂砾土。各组育苗盘置于恒温恒湿培养室中，温度26℃、相对湿度10%、避光条件下培养4d。阳性对照组光照强度调整为1000lx、温度26℃、相对湿度10%继续培养10d，阴性对照组、实施例1组、对比例1-9组光照强度调整为1000lx、温度10℃、相对湿度10%继续培养10d。各组分别烘干称重籽粒部分与芽根部分，计算贮藏物质转化率，结果如表1：
贮藏物质转化率=[芽根干质量/（芽根干质量+籽粒干质量）]×100%
由表1可知，相比于阴性对照组，实施例1组、对比例1-9组花生14d贮藏物质转化率均有显著（P＜0.05）提高，其中以实施例1组最高且与对比例1-9组均达到极显著（P＜0.01）差异。证明实施例1制备得到的抗逆促生有机肥对低温胁迫下花生贮藏物质转化率具有显著提升作用。
试验2：2021年10月，以“郑单958”玉米种子为试验材料，选取其中籽粒饱满、种皮无破损的个体，计数300粒为一组，组内各分3个重复，每个重复100粒。设置阳性对照组、阴性对照组、实施例1组、对比例1-9组，共12组合计3600粒种子，进行玉米幼苗干旱胁迫下干物质积累量试验；
各组玉米种子分别将每个重复100粒种子置于育苗盘中，共计36个育苗盘。其中阳性对照组、阴性对照组育苗盘中基质为灭菌砂砾土，实施例1组育苗盘中基质为灭菌后添加10%实施例1制备得到的抗逆促生有机肥的砂砾土，对比例1-9组育苗盘中基质分别为灭菌后添加10%对比例1-9制备得到的抗逆促生有机肥的砂砾土。各组育苗盘置于恒温恒湿培养室中，温度27℃、相对湿度10%、200lx光照条件下培养10d，玉米幼苗达到两叶一心期。调整温度至37℃、光照强度800lx、相对湿度15%，培养14d，期间阳性对照组每间隔3-4d浇水一次，阴性对照组、实施例1组及对比例1-9组不予浇水。分别测定各组玉米植株整株鲜重、干重，计为玉米幼苗生物量，结果如表2：
由表2可知，相比于阴性对照组，实施例1组、对比例2-9组玉米14d生物量均有显著（P＜0.05）提高，其中以实施例1组最高且与对比例1-9组均达到极显著（P＜0.01）差异。证明实施例1制备得到的抗逆促生有机肥对干旱胁迫下玉米生物量积累具有显著提升作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种抗逆促生有机肥，其特征在于，所述抗逆促生有机肥由以下质量百分数的组分经混合而成：花生粕发酵产物55%~80%、海带发酵产物20%~45%；
所述花生粕发酵产物的制备方法为：花生粕与纯水按1:15重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种8%~10%体积的苏云金芽孢杆菌种子液，发酵罐参数设定为温度27℃~33℃、溶氧量10%~50%，发酵5~7d后得花生粕发酵产物；
所述苏云金芽孢杆菌种子液是由一株菌种编号为CGMCC 1.7832的苏云金芽孢杆菌经LB液体培养基培养得到；
所述海带发酵产物的制备方法为：干海带与纯水按1:25重量比添加至发酵罐中搅拌混匀为发酵基质，发酵基质经高温灭菌、冷却至室温后接种5%~10%体积的类球红细菌种子液，发酵罐参数设定为溶氧量20%~80%、室温，发酵3~5d后得海带发酵产物；
所述类球红细菌种子液是由一株菌种编号为CGMCC 1.16068的类球红细菌经LB液体培养基培养得到。
2.根据权利要求1所述一种抗逆促生有机肥的应用，其特征在于，所述有机肥可应用于经80~120目筛过滤制备成一种抗逆促生液体有机肥。
3.根据权利要求1所述一种抗逆促生有机肥的应用，其特征在于，所述有机肥可应用于经造粒、干燥制备成一种抗逆促生颗粒有机肥。
4.根据权利要求1所述的一种抗逆促生有机肥的应用，其特征在于，所述抗逆促生有机肥可用于作物栽培中的抗逆、促生应用。
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