一种促进植物生长的肥料及其应用

一种促进植物生长的肥料及其应用
1.本技术是申请日为2021年11月29日、申请号为202111436421.5、发明名称为《一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉、肥料、制备方法及其应用》的分案申请。
技术领域
2.本发明属于肥料制备技术领域，具体涉及一种促进植物生长的肥料及其应用。


背景技术：

3.肥料是保证农业生产中作物高产的重要条件之一。长期以来，人们对化学肥料的不合理使用，造成空气、水等环境的严重污染。并且过量使用单一肥效的肥料，容易造成土壤酸化、肥力下降，破坏土壤结构，危害土壤健康。针对以上问题，施用人畜粪便、秸秆等有机肥能够解决土壤酸化、肥力下降等问题，但容易对周围环境造成污染，且费时费力。
4.微生物肥料是一种含有活体微生物的肥料，通过细菌、真菌等微生物的作用，改良土壤的物理、化学以及生物性质，从而改善土壤环境或者利用微生物所产生的次生代谢物质，如激素类物质对植物的刺激作用，可以同时解决上述化学肥料和有机肥料所具有的技术问题。然而，不同微生物肥料中所包含的次生代谢物质并不相同，进而导致现有技术中所存在的微生物肥料或肥效单一，或达不到提高植物生长的需求。


技术实现要素：

5.基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉、肥料、制备方法及其应用。本发明提供的真菌代谢产物干粉可显著提高植物生长和产量。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明提供了一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉，所述真菌代谢产物干粉包括绳状青霉(penicillium funiculosum)代谢产物干粉10～40份、局限青霉(penicillium restrictum)代谢产物干粉20～30份和皱褶青霉(penicillium rugulosum)代谢产物干粉10～40份。
8.本发明还提供了一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉的制备方法，包括将上述技术方案中所述的绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉混合，得到所述真菌代谢产物干粉；
9.优选的，所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉或皱褶青霉代谢产物干粉的制备步骤均包括将活化菌接种到液体培养基中，经振荡培养、灭活、干燥和研磨，得到所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉或皱褶青霉代谢产物干粉。
10.优选的，所述振荡培养的振荡速率为120r/min；所述振荡培养的时间为3～7d。
11.优选的，当制备所述绳状青霉代谢产物干粉时，所述液体培养基为察氏培养基，所述振荡培养的ph为7.0～7.2，所述振荡培养的温度为25～30℃；
12.当制备所述局限青霉代谢产物干粉或皱褶青霉代谢产物干粉时，所述液体培养基
为麦芽膏培养基，所述振荡培养的温度为25～28℃。
13.优选的，所述灭活的温度为130～145℃，灭活时间为2～4h。
14.优选的，所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉或皱褶青霉代谢产物干粉的粒径均≤200目。
15.本发明还提供了一种促进植物生长的肥料，包括上述技术方案中真菌代谢产物干粉和作物专用肥。
16.优选的，所述作物专用肥包括烟草专用肥、水稻专用肥或玉米专用肥；
17.所述作物专用肥为烟草专用肥时，真菌代谢产物干粉和烟草专用肥的质量比为1：5；
18.所述作物专用肥为水稻专用肥时，真菌代谢产物干粉和水稻专用肥的质量比为3：100；
19.所述作物专用肥为玉米专用肥时，真菌代谢产物干粉和玉米专用肥的质量比为3：10。
20.优选的，所述作物专用肥为烟草专用肥时，所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的质量比为1：1：1；
21.所述作物专用肥为水稻专用肥时，所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的质量比为1：2：1；
22.所述作物专用肥为玉米专用肥时，所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的质量比为3：1：1。
23.优选的，所述烟草专用肥为n：p2o5：k2o＝10：15：25；
24.所述水稻专用肥为n：p2o5：k2o＝18：18：28；
25.所述玉米专用肥为n：p2o5：k2o＝24：6：10。
26.本发明还提供了上述技术方案提供的真菌代谢产物干粉在促进植物生长的肥料在促进植物生长中的应用。
27.优选的，所述植物包括禾本科植物、茄科植物、豆科植物或十字花科。
28.优选的，所述植物包括水稻、玉米、小麦或烟草。
29.有益效果：
30.本发明提供了一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉，所述真菌代谢产物干粉包括绳状青霉(penicillium funiculosum)代谢产物干粉10～40份、局限青霉(penicillium restrictum)代谢产物干粉20～30份和皱褶青霉(penicillium rugulosum)代谢产物干粉10～40份。
31.本发明通过将绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉各自代谢产物干粉复配可以显著促进植物的生长，如可以使植物的株高、茎围、叶长和叶宽得到有效提高，同时能够增加作物的有效穗数和千粒重等，进而达到提高作物产量的作用。
32.同时，本发明将真菌代谢产物干粉与作物专用肥配施，可以进一步增强其促进植物生长和产量的作用，提高经济效益。
33.其次，本发明制备的真菌代谢产物灭活干粉与化学肥料和有机肥料相比，具有绿色、安全、环保的特点。
具体实施方式
34.本发明提供了一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉，所述真菌代谢产物干粉包括绳状青霉(penicillium funiculosum)代谢产物干粉10～40份、局限青霉(penicillium restrictum)代谢产物干粉20～30份和皱褶青霉(penicillium rugulosum)代谢产物干粉10～40份。
35.本发明提供的促进植物生长的真菌代谢产物干粉包括10～40份绳状青霉代谢产物干粉，优选为15～35份，更优选为18～30份。
36.以所述质量份数的绳状青霉代谢产物干粉为基准，本发明提供的促进植物生长的真菌代谢产物干粉包括20～30份局限青霉代谢产物干粉，优选为22～28份，更优选为24～27份。
37.以所述质量份数的绳状青霉代谢产物干粉为基准，本发明提供的促进植物生长的真菌代谢产物干粉包括10～40份皱褶青霉代谢产物干粉，优选为15～35份，更优选为20～32份。
38.在本发明中，所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉均购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，所述绳状青霉在中国工业微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为cicc 40279，局限青霉的菌株保藏编号为cicc 40688，皱褶青霉的菌株保藏编号为cicc 40640。
39.本发明以组分为绳状青霉代谢产物干粉10～40份、局限青霉代谢产物干粉20～30份和皱褶青霉代谢产物干粉10～40份的混合菌剂，可以使植物的株高、茎围、叶长和叶宽得到有效提高，还能显著增加作物的有效穗数和千粒重等，提高作物产量。
40.本发明还提供了一种促进植物生长的真菌代谢产物干粉的制备方法，包括：
41.将绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉混合，得到所述真菌代谢产物干粉。
42.本发明优选分别将活化的绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉接种到液体培养基中，振荡培养，得到绳状青霉代谢菌液、局限青霉代谢菌液和皱褶青霉代谢菌液。本发明对所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的活化方式没有特殊限定，采用本领域常规活化方式即可。在本发明中，所述活化的绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的接种量均优选为所述液体培养基体积的3％。本发明优选对所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉进行单独培养。在本发明中，所述振荡培养的速率优选为120～160r/min，进一步优选为120～145r/min，也可优选为120～130r/min，更优选为120r/min。在本发明中，所述振荡培养的时间优选为3～7d，更优选为4～6天，进一步优选为5d。
43.在本发明中，所述绳状青霉的培养基优选为察氏培养基，所述察氏培养基优选包括以下含量组分：每1.0l蒸馏水含有蔗糖30.0g，nano
3 3.0g，mgso4·
7h2o 0.5g，kcl 0.5g，feso4·
4h2o 0.01g和k2hpo
4 1.0g。在本发明中，所述察氏培养基的ph优选为7.0～7.2，更优选为7.0。在本发明中，所述培养温度优选为25～30℃，进一步优选为26～29℃，更优选为28℃。
44.在本发明中，所述局限青霉和皱褶青霉的培养基均优选为麦芽膏培养基，所述麦芽膏培养基优选为每1.0l自来水含有麦芽膏20.0g。本发明对培养所述局限青霉和皱褶青霉的ph值没有特殊限定，采用自然ph即可。在本发明中，培养所述局限青霉和皱褶青霉的温度优选为25～28℃，进一步优选为25～27℃，更优选为25℃。
45.本发明将所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉接种到液体培养基之前，优选对所述液体培养基进行高温灭菌。在本发明中，所述灭菌温度优选为120～130℃，更优选为121℃；所述灭菌时间优选为20～30min，更优选为20min。本发明优选在高压灭菌锅中进行所述灭菌，本发明对所述高压灭菌锅的来源和型号没有特殊限定，采用本领域常规高压灭菌锅即可。
46.得到所述绳状青霉代谢菌液、局限青霉代谢菌液和皱褶青霉代谢菌液后，本发明优选将上述菌液分别进行灭活，得到灭活后的绳状青霉代谢菌液、局限青霉代谢菌液和皱褶青霉代谢菌液。在本发明中，所述灭活温度优选为130～145℃，更优选为140℃；所述灭活时间优选为2～4h，更优选为3h。本发明通过高温使上述各真菌失去活性，防止活菌的代谢作用对代谢产物的含量和种类造成影响，同时也避免活菌对后续真菌代谢产物干粉施用过程中对植物和环境的影响。
47.在本发明中，所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的活化菌种的提供方式优选优选包括：分别取上述各青霉的菌落于无菌水中振荡培养，计数，分别得到绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的无菌水活化孢子悬浮菌液；将所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的无菌水活化孢子悬浮菌液接种到液体培养基中，振荡培养至培养基中的孢子悬浮液浓度达到108cfu/ml且培养基中布满球菌，分别得到绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的活化菌种。
48.在本发明中，所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉在无菌水中的振荡培养时间优选为30min；在上述振荡时间内可使上述各青霉的孢子团充分散开。在本发明中，所述计数优选包括采用移液枪吸取振荡培养后的孢子悬浮液置于血球计数板进行计数。在本发明中，所述无菌水活化孢子悬浮菌液的浓度优选为108cfu/ml。
49.在本发明中，所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的无菌水活化孢子悬浮菌液的接种量均优选为所述液体培养基体积的3％。
50.在本发明中，所述绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉活化过程中的振荡培养温度、转速和液体培养基均与制备绳状青霉代谢菌液、局限青霉代谢菌液和皱褶青霉代谢菌液的振荡培养温度、转速和液体培养基相同，在此不再赘述。
51.得到所述灭活后的绳状青霉代谢菌液、局限青霉代谢菌液和皱褶青霉代谢菌液后，本发明优选对上述灭活后的菌液进行干燥和研磨，得到绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉。
52.在本发明中，所述干燥的温度优选为50～65℃，进一步优选为50～60℃，更优选为55℃；所述干燥的时间优选为36～72h，进一步优选为40～55h，更优选为48h。在本发明中，所述干燥的方式优选为烘干。本发明优选在烘箱中进行所述干燥，本发明对所述烘箱的来源和型号没有特殊限定，采用本领域常规烘箱即可。本发明在进行所述研磨后，优选还包括过筛。在本发明中，所述过筛用筛孔优选为100～500目，进一步优选为150～400目，更优选为200目。本发明得到的所述绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的粒径均优选≤200目。
53.本发明还提供了一种促进植物生长的肥料，包括所述真菌代谢产物干粉和作物专用肥。在本发明中，所述真菌代谢产物干粉与所述作物专用肥的质量比优选为1～150：2～120，更优选为1～3：10～100，进一步优选为1：5或3：100或3：10。
54.本发明还提供了所述真菌代谢产物干粉或促进植物生长的肥料在促进植物生长
中的应用。在本发明中，所述植物优选包括禾本科植物、茄科植物、豆科植物或十字花科植物；更优选包括禾本科植物或茄科植物，进一步优选为水稻、玉米、小麦或烟草。在本发明中，所述烟草专用肥优选为n：p2o5：k2o＝10：15：25；所述水稻专用肥优选为n：p2o5：k2o＝18:18:18；所述玉米专用肥优选为n：p2o5：k2o＝24：6：10。
55.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
56.实施例1(本实施例中绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的活化，接种等过程各个青霉单独进行)
57.配制培养基：
58.察氏培养基：蔗糖30.0g，nano
3 3.0g，mgso4·
7h2o 0.5g，kcl 0.5g，feso4·
4h2o 0.01g，k2hpo
4 1.0g，蒸馏水1.0l，ph 7.0～7.2；
59.麦芽膏培养基：麦芽膏20.0g，自来水1.0l，自然ph。
60.将上述培养基在高压灭菌锅中121℃，灭菌20min。
61.待培养基冷却后，待培养基冷却后，分别刮取绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的菌落到盛有100ml无菌水的250ml三角瓶中，120r/min的条件下，振荡30min使孢子团充分散开，其中绳状青霉的培养温度为28℃，局限青霉和皱褶青霉的培养温度为25℃。用移液枪吸取孢子悬浮液置于血球计数板进行计数，分别得到最终得到浓度均为108cfu/ml的绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的孢子悬浮液。分别吸取绳状青霉、局限青霉和皱褶青霉的孢子悬浮液以3％的接种量接种到盛有100ml液体培养基(与下述培养基相同)的250ml三角瓶中，以同样的条件振荡培养，直到液体培养基中的孢子悬浮液浓度达到108cfu/ml。
62.将活化的绳状青霉菌接种到含有100ml察氏培养基的三角瓶中，将局限青霉和皱褶青霉接种到含有100ml麦芽膏培养基的三角瓶中，接种量为分别为培养基的3％，放入120r/min的摇床中，培养3天，其中绳状青霉的培养温度为28℃，局限青霉和皱褶青霉的培养温度为25℃。
63.将培养后的绳状青霉菌液、局限青霉菌液和皱褶青霉菌液分别经过140℃高温灭活3h，放入55℃烘箱中烘48h；在分别研磨后，过200目筛，分别制备得到绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉。
64.取300g绳状青霉代谢产物干粉、300g局限青霉代谢产物干粉和300g皱褶青霉代谢产物干粉混合(绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的质量比为1：1：1)，制备得到真菌代谢产物干粉。
65.实施例2
66.由实施例1中的真菌代谢产物干粉和烟草专用肥(n：p2o5：k2o＝10：15：25)组成。
67.实施例3
68.取300g绳状青霉代谢产物干粉、600g局限青霉代谢产物干粉和300g皱褶青霉代谢产物干粉混合(绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的质量比为1：2：1)，制备得到真菌代谢产物干粉。
69.绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的制备方法与实施例1相同。
70.实施例4
71.由实施例2中的真菌代谢产物干粉和水稻专用肥(n：p2o5：k2o＝18:18:18)组成。
72.实施例5
73.取900g绳状青霉代谢产物干粉、300g局限青霉代谢产物干粉和300g皱褶青霉代谢产物干粉混合(绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的质量比为3：1：1)，制备得到真菌代谢产物干粉。
74.绳状青霉代谢产物干粉、局限青霉代谢产物干粉和皱褶青霉代谢产物干粉的制备方法与实施例1相同。
75.实施例6
76.由实施例3中的真菌代谢产物干粉和玉米专用肥(n：p2o5：k2o＝24：6：10)组成。
77.对比例1
78.烟草专用肥(n：p2o5：k2o＝10：15：25)。
79.对比例2
80.水稻专用肥(n：p2o5：k2o＝18:18:18)。
81.对比例3
82.玉米专用肥(n：p2o5：k2o＝24：6：10)。
83.应用例1
84.试验设置五个处理：(1)ck：不施用任何肥料组；(2)实施例1组：施用实施例1中的真菌代谢产物干粉，施用量为600g/40m2；(3)对比例1组：施用对比例1中的烟草专用肥，施用量为3kg/40m2；(4)实施例2-1组：施用实施例2中的肥料，施用量为真菌代谢产物干粉300g/40m2和烟草专用肥1.5kg/40m2。(5)实施例2-2组：施用实施例2中的肥料，施用量为真菌代谢产物干粉600g/40m2和烟草专用肥3kg/40m2；
85.每个处理包括4次重复，随机区组排列，共20个小区，每个小区面积为40m2(8m
×
5m)，形状为长方形。试验前各小区土壤肥力均匀一致。供试烤烟品种为红花大金元，采用漂浮育苗的方法培育烟草幼苗。3月份进行烟苗移栽，烟草生长期间采用正常的浇水、除杂草等一般烟草生产田常规管理措施，6月中旬进行采收。测定烟草的生长相关指标，结果如表1所示，表1中各个参数均为4个重复的平均值，具体测量指标及方法如下：
86.打顶株高：每个小区采用5点取样法，每个样点测量10株烟草苗的高度，测量工具为卷尺。
87.叶片参数：每个小区采用5点取样法，每个样点选取10株烟草苗，测量每株烟草中最大叶片的叶长和叶宽，测量工具选用卷尺。
88.茎围：每个小区采用5点取样法，每个样点选取10株烟草苗，使用游标卡尺测量每株烟的茎围。
89.表1各处理下烟草的生长相关指标测量结果
90.[0091][0092]
由表1可以得出，与ck组和对比例1组相比，施用实施例1中真菌代谢产物干粉可显著增加烟草的最大叶长、最大叶宽，且株高和茎围也得到了显著提高；同时，将本发明提供的真菌代谢产物干粉与烟草专用肥配施后，其烟草的最大叶长、最大叶宽、株高和茎围较单独施用实施例1和对比例1中肥料的相关参数均得到了进一步的提升，由此可见，本发明提供的真菌代谢产物干粉与烟草专用肥配施后可起到协同增效的作用。
[0093]
应用例2
[0094]
试验设置五个处理：(1)ck：不施用任何肥料组；(2)实施例3组：施用实施例3中的真菌代谢产物干粉，施用量为90g/40m2；(3)对比例2组：施用对比例2中的水稻专用肥，施用量为3kg/40m2；(4)实施例4-1组：施用实施例4中的肥料，施用量为真菌代谢产物干粉45g/40m2 水稻专用肥1.5kg/40m2。(5)实施例4-2组：施用实施例4中的肥料，施用量为真菌代谢产物干粉90g/40m2 水稻专用肥3kg/40m2；
[0095]
每个处理包括4次重复，随机区组排列，共20个小区，每个小区面积为40m2(8m
×
5m)，形状为长方形。试验前各小区土壤肥力均匀一致。采用常规的方法进行育秧，6月份进行移栽，每穴插两株秧苗。在水稻生长期间采用正常的浇水、除杂草等一般水稻生产田常规管理措施。待水稻生长至成熟期后，进行采收，测定水稻的生长相关指标，结果如表2所示，表2中各个参数均为4个重复的平均值。具体测量指标与方法如下：
[0096]
株高：每个小区采用5点取样法，每个样点测量10株水稻苗的高度，测量工具为卷尺。
[0097]
千粒重：每个小区采用5点取样法，每个样点采用常规方法检测各处理的10株水稻苗的千粒重。
[0098]
有效穗数：水稻每穗结实粒在5粒以上称有效穗。
[0099]
生物产量：各小区分开收获，单独计算有效穗数及产量。
[0100]
表2为本发明的各处理下水稻的生长相关指标测量结果。
[0101][0102]
由表2可以得出：与ck组和对比例2组相比，施用实施例3中真菌代谢产物干粉可显著增加水稻的株高、有效穗数、千粒重和产量。同时，将本发明提供的真菌代谢产物干粉与水稻专用肥配施后，其水稻的株高、有效穗数、千粒重和产量较单独施用实施例3和对比例2中肥料的相关参数均得到了进一步的提升，由此可见，本发明提供的真菌代谢产物干粉与水稻专用肥配施后可起到协同增效的作用。
[0103]
应用例3
[0104]
试验设置五个处理：(1)ck：不施用任何肥料组；(2)实施例5组：施用实施例5中的真菌代谢产物干粉，施用量为900g/40m2；(3)对比例3组：施用对比例3中的玉米专用肥，施用量为3kg/40m2；(4)实施例6-1组：施用实施例6中的肥料，施用量为真菌代谢产物450g/40m2 玉米专用肥1.5kg/40m2。(5)实施例6-2组：施用实施例6中的肥料，施用量为真菌代谢产物干粉900g/40m2 玉米专用肥3kg/40m2；
[0105]
每个处理包括4次重复，随机区组排列，共20个小区，每个小区面积为40m2(8m
×
5m)，形状为长方形。试验前各小区土壤肥力均匀一致。采用常规的方法进行育秧，6月份进行移栽，每穴插两株秧苗。在水稻生长期间采用正常的浇水、除杂草等一般水稻生产田常规管理措施。待水稻生长至成熟期后，进行采收，测定水稻的生长相关指标，结果如表3所示，表1中各个参数均为4个重复的平均值。具体测量指标与方法如下：
[0106]
株高：每个小区采用5点取样法，每个样点测量10株玉米植株的高度，测量工具为卷尺。
[0107]
千粒重：每个小区采用5点取样法，每个样点采用常规方法检测各处理的10株玉米的千粒重。
[0108]
生物产量：各小区分开收获，单独计算产量。
[0109]
表3本发明的各处理下玉米的生长相关指标测量结果。
[0110][0111]
由表3可以得出：与ck组和对比例3组相比，施用实施例5中真菌代谢产物干粉可显著增加玉米的株高、千粒重和产量。同时，将本发明提供的真菌代谢产物干粉与玉米专用肥配施后，其玉米的株高、千粒重和产量较单独施用实施例5和对比例3中肥料的相关参数均得到了进一步的提升，由此可见，本发明提供的真菌代谢产物干粉与玉米专用肥配施后可起到协同增效的作用。
[0112]
由以上实施例可知，本发明提供的真菌代谢产物干粉可有效提高植物的生长，进而提高作物的产量，尤其与相应的作物专用肥配施后，具备协同增效的作用，可进一步促进作物的生长，提高经济效益。
[0113]
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。