CN114656301B - 一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料。属于生物肥料技术领域。该生物肥料包括如下体积份数的组分：小球藻提取物1000份和智能聪1～3份。与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：(1)本发明小球藻生物肥料中小球藻提取物和智能聪协同作用，对促进植物生长及提高植物抗病性的功效显著高于使用单一成分，有效促进根系活力，明显提高叶片的光合作用，显著提高作物的产量，提高植物的代谢效率，增加对病害抵抗力；(2)本发明小球藻生物肥料成分少，制备工艺简单易行，可有效提取和保留小球藻中的生物活性物质，生产成本低，生产工艺易于控制，有利于大规模工厂化生产及田间应用，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物肥料技术领域，更具体的说是涉及一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料。
背景技术
农药及化肥对防治病害、提高农作物产量做出了重要贡献，但随着农药及化肥使用量的不断增加，我国面临的粮食质量安全和环境安全问题日益突出。尤其是近年来随着农药及化肥的过量使用，造成环境污染，生态恶化，出现了农药残留、土壤结构破坏、农产品质量下降等一系列较为严重的生态环境问题。其原因既有科学用药用肥的问题，也有农药化肥的质量问题。农药及化肥的质量安全严重制约着农业的可持续发展，直接或间接地威胁着人们的身心健康。因此，从农药及化肥的质量安全入手，大力推广绿色生态的环保肥料，在促进植物生长的同时有效地提高其抗病能力，减少农药使用迫在眉睫。
小球藻是普生性单细胞绿藻，在自然界分布广泛，以淡水水域居多，生物量大，能利用光能自养，也能在异养条件下利用有机碳源进行生长繁殖，现在世界上的小球藻有15种左右，加上变种有上百种之多。小球藻的粗蛋白含量特别高，可达50％以上，尤以蛋白核小球藻为最高，比大豆的粗蛋白(40％)含量要高出许多，并且蛋白质品质好很多。在必需氨基酸中，赖氨酸、精氨酸、亮氨酸、缬氨酸的含量很高，苯丙氨酸、异亮氨酸、苏氨酸的含量较高，组氨酸含量略低，蛋氨酸和色氨酸含量较低。还含有丰富的生理活性成分，如：生长因子(CGF)、β-胡萝卜素、叶绿素、维生素、微量元素、多糖、藻蓝蛋白、不饱和脂肪酸等。由于小球藻营养成分较高，兼具保健功能，所以先后开发用于蛋白源饲料、食品、饮料、医药制品领域。
智能聪是一种新型绿色植物内生菌代谢产物混合物。它通过提高植物的代谢效率提高作物产量和品质；增加植物对非生物胁迫的抗性及恢复力；提高农产品的质量属性(糖含量、颜色、果实种数等)；提高水分利用率、改善土壤的理化性质以及调节土壤微生物菌群等。智能聪作为一种植物免疫诱抗剂没有直接的杀菌活性，病菌不易对其产生抗药性，可与杀菌剂或者肥料混用，应用前景广阔。
目前，对于小球藻生物肥的开发多集中在小球藻与化肥、芽孢杆菌、牲畜粪便及秸秆等生物有机质的混配方面，这些混配肥料成分复杂，步骤繁琐，且生物活性稳定性有待商榷。本发明利用小球藻提取物作为主要原材料，避免了直接利用小球藻作为原料带来的活性不稳定及有效成分发挥不完全的问题。故本发明使用小球藻作为原料，提取其中的蛋白质、生长因子、氨基酸等多种生物活性物质，同时加入具有提高植物光合作用及产量的功效的智能聪，是一类农用绿色有机肥料。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料。本发明提供的小球藻生物肥料，小球藻提取物中粗蛋白≧45％，叶绿素≧6.5mg/g，还含有具有提高植物抗病性的智能聪；同时，本发明中小球藻生物肥料的制备工艺简单易行，可有效提取和保留小球藻中的生物活性物质，生产成本低，生产工艺易于控制，有利于大规模工厂化生产及田间应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料，包括如下体积份数的组分：小球藻提取物1000份和智能聪1～3份。
所取得的有益效果：小球藻提取物中的高活性生物活性物质的含量高(主要含蛋白质、生长因子、氨基酸等多种生物活性物质)，可以有效提高根系活力，促进叶绿素的合成，增强光合作用，促进糖分积累和转化，提高植物长势，进而达到提高品质和产量的目的。智能聪(智能聪是野生沙棘植株中内生真菌拟青霉Paecillomyces vannayi的粗乙醇提取物)作为一种植物免疫诱抗剂，能够通过调节植物的新陈代谢，诱导植物自身的防御机制，来提高植物抗病抗逆能力。二者混合使用在提高植物的代谢效率提高作物产量和品质的同时，增加植物对病原菌的抗性，具有良好的协同增效作用。
进一步的，一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥，包括如下体积份数的组分：小球藻提取物1000份和智能聪3份；
所述小球藻为蛋白核小球藻。
进一步的，所述小球藻提取物中粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g。
进一步的，所述小球藻提取物的制备方法如下：
(1)藻液的制备：
将小球藻进行高密度异养培养，得到藻液；
(2)原藻液的制备：
将所述藻液依次经纤维素酶、果胶酶、碱性蛋白酶和盐藻糖苷酶酶解，即得原藻液；
(3)制备小球藻提取物：
将所述原藻液过滤，取上清液，获得粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g的小球藻提取物。
所取得的有益效果：利用藻类生产海藻源生物刺激素的过程中，一方面要使藻体消解，使细胞壁尽可能达到完全破碎，进而使细胞内的内含物释放以及获取细胞内由大分子物质降解的、易于被吸收利用的小分子物质；另一方面要很好的保留其中的植物激素。在早期海藻源生物刺激素生产工艺中，人们过于重视其中的多糖、矿物质元素和微量元素等营养物质的提取，普遍采用的是高温、高压的提取方式，导致海藻中含有的植物激素被破坏，生产出来的肥料对作物的促生长作用不显著。
本发明通过在小球藻藻液中依次加入纤维素酶、果胶酶、蛋白酶、岩藻糖苷酶进行酶解，获得原藻液，再对原藻液进行过滤，取上清液，获得含粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g活性成分的小球藻提取物，可有效提取和保留小球藻中的生物活性物质，提高了小球藻有效成分利用率，并且破壁率高、快速、操作简单。
进一步的，步骤(1)中小球藻浓度30亿/ml。
所取得的有益效果：最低浓度的设置是为了确保足够的产物浓度，最高浓度的设置是为了确保加入降解酶后小球藻能够被充分降解，而不会因小球藻浓度过大，而无法完全降解，从而降低了产品产出率。
进一步的，步骤(2)的具体操作为：向所述藻液中加入0.05％～0.1％的纤维素酶，在温度为52～60℃、pH值为6.0～6.4的条件下酶解1h；再加入0.1～0.15％的果胶酶，在温度为48～56℃、pH值为3.5～4.5的条件下酶解1～2h；之后加入0.1％的碱性蛋白酶，在温度为40～65℃、pH值为7.5～9.5的条件下酶解0.5h；最后加入0.01％的岩藻糖苷酶，在温度为48～55℃、pH值为5.8～6.7的条件下酶解0.5h；过滤取滤液，得原藻液。
小球藻生物肥料在促进植物生长及提高植物抗病性中的应用。
进一步的，使用时需加水稀释，并采用喷淋或灌根的方式进行。
进一步的，喷淋使用时稀释500～1000倍，灌根使用时稀释300～800倍。
进一步的，每隔7～10天喷淋或灌根一次，喷淋或灌根周期为2～3个月。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：(1)本发明小球藻生物肥料中小球藻提取物和智能聪协同作用，对促进植物生长及提高植物抗病性的功效显著高于使用单一成分，有效促进根系活力，明显提高叶片的光合作用，显著提高作物的产量，提高植物的代谢效率，增加对病害抵抗力；(2)本发明小球藻生物肥料成分少，制备工艺简单易行，可有效提取和保留小球藻中的生物活性物质，生产成本低，生产工艺易于控制，有利于大规模工厂化生产及田间应用，易于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明实施例4喷淋处理后株高变化及根长示意图；
图2附图为本发明实施例4喷淋处理后叶面积变化及叶绿素含量示意图；
图3附图为本发明实施例4喷淋处理后壮苗指数及生长函数变化示意图；
图4附图为本发明实施例4喷淋处理后植株干重及茎粗变化示意图；
图5附图为本发明实施例5灌根处理后株高变化及根长示意图；
图6附图为本发明实施例5灌根处理后叶面积变化及叶绿素含量示意图；
图7附图为本发明实施例5灌根处理后壮苗指数及生长函数变化示意图；
图8附图为本发明实施例5灌根处理后植株干重及茎粗变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
智能聪有机肥(液体)购自：山东蓬勃生物科技有限公司。
实施例中未提及的实验方法为常规实验方法，在此不再一一赘述。
小球藻的制备方法如下(小球藻为蛋白核小球藻)：
S1藻种活化：将小球藻藻种放置于光照培养箱中培养活化；
S2摇瓶培养：将活化后的小球藻藻种放置在第一培养瓶中光照培养，然后转移至摇瓶中避光培养，得种子液；
S3种子培养：将摇瓶培养后的种子液转移至种子罐中避光培养；
S4主发酵罐培养：将种子培养后的种子液放置在主发酵罐中，在48h时，补充浓度为0.1g/l的柠檬酸，并打开主发酵罐和光照培养槽的阀门，循环流动接受光照；在60h时，补充浓度为1g/l的尿素，并关闭主发酵罐和光照培养槽的阀门，发酵培养至84h；
所述主发酵罐中设有发酵培养基，所述发酵培养基中至少包括：
所述氨基酸发酵液中含有至少15wt％的谷氨酸。
具体可参见专利202210155408.0。
实施例1
(1)将小球藻进行高密度异养培养(小球藻浓度为30亿个/ml)，得到藻液。
(2)向上述藻液中加入0.05％的纤维素酶，在温度为52℃、pH值为6.0的条件下酶解1h；再加入0.1％的果胶酶，在温度为48℃、pH值为3.5的条件下酶解1h；之后加入0.1％的碱性蛋白酶，在温度为40℃、pH值为7.5的条件下酶解0.5h；最后加入0.01％的岩藻糖苷酶，在温度为48℃、pH值为5.8的条件下酶解0.5h；得原藻液。
(3)将步骤(2)所得原藻液进行过滤，取上清液，获得粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g活性成分的小球藻提取物。
(4)将步骤(3)中获得的小球藻提取物与智能聪按体积比为1000:1进行混合，即得小球藻生物肥料。
实施例2
(1)将小球藻进行高密度异养培养(小球藻浓度为30亿个/ml)，得到藻液。
(2)向上述藻液中加入0.1％的纤维素酶，在温度为60℃、pH值为6.4的条件下酶解1h；再加入0.15％的果胶酶，在温度为56℃、pH值为4.5的条件下酶解2h；之后加入0.1％的碱性蛋白酶，在温度为65℃、pH值为9.5的条件下酶解0.5h；最后加入0.01％的岩藻糖苷酶，在温度为55℃、pH值为6.7的条件下酶解0.5h；得原藻液。
(3)将步骤(2)所得原藻液进行过滤，取上清液，获得含粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g活性成分的小球藻提取物。
(4)将步骤(3)中获得的小球藻提取物与智能聪按体积比为1000:2进行混合，即得小球藻生物肥料。
实施例3
(1)将小球藻进行高密度异养培养(小球藻浓度为30亿个/ml)，得到藻液。
(2)向上述藻液中加入0.07％的纤维素酶，在温度为55℃、pH值为6.2的条件下酶解1h；再加入0.12％的果胶酶，在温度为50℃、pH值为4.0的条件下酶解1.5h；之后加入0.1％的碱性蛋白酶，在温度为60℃、pH值为8.5的条件下酶解0.5h；最后加入0.01％的岩藻糖苷酶，在温度为50℃、pH值为6.2的条件下酶解0.5h；得原藻液。
(3)将步骤(2)所得原藻液进行过滤，取上清液，获得含粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g活性成分的小球藻提取物。
(4)将步骤(3)中获得的小球藻提取物与智能聪按体积比为1000:3进行混合，即得小球藻生物肥料。
对比例1
(1)将小球藻进行高密度异养培养(小球藻浓度为30亿个/ml)，得到藻液。
(2)向上述藻液中加入0.07％的纤维素酶，在温度为55℃、pH值为6.2的条件下酶解1h；再加入0.12％的果胶酶，在温度为50℃、pH值为4.0的条件下酶解1.5h；之后加入0.1％的碱性蛋白酶，在温度为60℃、pH值为8.5的条件下酶解0.5h；最后加入0.01％的岩藻糖苷酶，在温度为50℃、pH值为6.2的条件下酶解0.5h；得原藻液。
(3)将步骤(2)所得原藻液进行过滤，取上清液，获得含粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g活性成分的小球藻提取物。
对比例2
智能聪。
实施例4
将实施例1～3制备的小球藻生物肥料、对比例1制备的小球藻提取物和对比例2中智能聪进行喷淋，具体操作如下：
按照肥料:水为1:500的比例(体积比)进行稀释，自辣椒幼苗长出2片真叶后开始喷淋，以后每隔7天喷淋一次，喷淋周期为2个月。
评价指标：株高变化、根长、叶面积变化、叶绿素含量、壮苗指数、生长函数、植株干重、茎粗变化。其中，
壮苗指数＝全株干质量×茎粗/株高；
生长函数＝全株干质量/育苗时间。
2个月后辣椒生长指标变化如图1～4所示，辣椒对辣椒病毒病及疫病的防效如表1所示。
表1喷淋处理后对辣椒病毒病及疫病的防效
实施例5
将实施例1～3制备的小球藻的生物肥料、对比例1制备的小球藻提取物和对比例2中智能聪进行灌根处理，具体操作如下：
按照肥料:水为1:500的比例(体积比)进行稀释，自辣椒幼苗长出2片真叶后开始灌根，以后每隔7天灌根一次，灌根周期为2个月。
评价指标：株高变化、根长、叶面积变化、叶绿素含量、壮苗指数、生长函数、植株干重、茎粗变化。其中，
壮苗指数＝全株干质量×茎粗/株高；
生长函数＝全株干质量/育苗时间。
2个月后辣椒生长指标变化如图5～8所示，辣椒对辣椒病毒病及疫病的防效如表2所示。
表2灌根处理后对辣椒病毒病及疫病的防效
由图1～8及表1～2可知，将实施例1、实施例2及实施例3制得的小球藻生物肥料喷淋或灌根于辣椒植株后，株高、根长、叶面积、叶绿素、壮苗指数、生长函数、植株干重、茎粗均得到了提高，对辣椒病毒病及疫病也有良好防效，说明小球藻生物肥料明显促进了辣椒植株的生长、提高了辣椒对病害的抗病性。从施用前、对比例1及对比例2看，仅施用小球藻提取物及智能聪对植株有一定生长促进及提高抗病性作用，但作用显著低于二者混配后对的效果，说明本发明提供的小球藻提取物和智能聪能够协同作用，其作用显著高于使用单一成分对植株生长的促进及提抗病性的功效。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料，其特征在于，包括如下体积份数的组分：小球藻提取物1000份和智能聪1～3份；
所述小球藻提取物的制备方法如下：
(1)藻液的制备：
将小球藻进行高密度异养培养，得到藻液；
(2)原藻液的制备：
向所述藻液中加入0.05％～0.1％的纤维素酶，在温度为52～60℃、pH值为6.0～6.4的条件下酶解1h；再加入0.1～0.15％的果胶酶，在温度为48～56℃、pH值为3.5～4.5的条件下酶解1～2h；之后加入0.1％的碱性蛋白酶，在温度为40～65℃、pH值为7.5～9.5的条件下酶解0.5h；最后加入0.01％的岩藻糖苷酶，在温度为48～55℃、pH值为5.8～6.7的条件下酶解0.5h，得原藻液；
(3)制备小球藻提取物：
将所述原藻液过滤，取上清液，获得粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g的小球藻提取物；
所述抗病性能为抗辣椒病毒病及疫病。
2.如权利要求1所述的一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料，其特征在于，包括如下体积份数的组分：小球藻提取物1000份和智能聪3份。
3.如权利要求1或2任一所述的一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料，其特征在于，所述小球藻提取物中粗蛋白含量≧45％，叶绿素含量≧6.5mg/g；
所述小球藻为蛋白核小球藻。
4.如权利要求1所述的一种促进生长及提高抗病性能的小球藻生物肥料，其特征在于，步骤(1)中小球藻浓度为30亿/ml。
5.权利要求1或2任一所述的小球藻生物肥料在促进植物生长及提高植物抗病性中的应用；
所述植物为辣椒；
所述植物抗病性为抗辣椒病毒病及疫病。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，使用时需加水稀释，并采用喷淋或灌根的方式进行。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，喷淋使用时稀释500～1000倍，灌根使用时稀释300～800倍。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，每隔7～10天喷淋或灌根一次，喷淋或灌根周期为2～3个月。
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