一种天然有机植物促进剂及其制备方法和用途与流程

1.本发明涉及有机肥料技术领域，具体涉及一种天然有机植物促进剂及其制备方法和用途。


背景技术：

2.植物源有机废弃物含有丰富的有机质，产量极大，易于获得，具有很高的回收利用价值，发展循环农业必须解决植物源有机废弃物处理的问题。植物源有机废弃物通过微生物可以制作安全无害的发酵产品，如天然有机植物促进剂，是农田废弃物资源化利用的新途径。天然有机植物促进剂通常作为肥料、植物生长调节剂和杀虫剂使用，可以促进作物生长，提高作物产量，改善作物品质。天然有机植物促进剂可代替部分化肥农药，提高部分作物产量。总之，天然有机植物促进剂在未来实践中有许多重要的应用，特别是为植物源有机废弃物中生产有机肥料、植物生长调节剂和杀虫剂提供帮助，以便在实现可持续农业方面取得进展。
3.西瓜、番茄等水果、蔬菜收获后会残留大量茎叶等植物残体，这些植物残体作为植物纤维性废弃物，含水率高，不易燃烧，易发生腐烂，生产中多为直接丢弃，每年会造成极大的生物质资源浪费和环境污染，但是生物质含量高，营养物质丰富，具有丰富的粗纤维、蛋白质、维生素c等营养成分以及多糖、有机酸、皂苷、黄酮类、生物碱和甾体等较复杂的化学成分。将水果、蔬菜等有机废弃物中的成分转化为可促进植物生长的成分，是实现农业资源的可持续化和循环利用中的重要环节，因此，提供一种能够促进植物生长的天然有机植物促进剂的制备方法极为迫切。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种天然有机植物促进剂及其制备方法和用途。本发明提供的天然有机植物促进剂可显著促进植物生长，增强植物长势，增强植物抗病能力，提高植物光合作用，提高植物产量和品质。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.一种天然有机植物促进剂的制备方法，包括如下步骤：
7.(1)选取新鲜西瓜茎、新鲜西瓜叶、新鲜西瓜残花残果、番茄藤、西瓜皮、香蕉皮中的一种或几种作为植物源有机废弃物，粉碎后得到植物材料；
8.(2)将植物材料、水、红糖以及复合乳酸菌菌剂混合均匀，得到发酵材料；
9.(3)将发酵材料装进发酵瓶或罐中发酵，得到天然有机植物促进剂。
10.优选的，所述植物材料的粒径为1～3厘米。
11.优选的，所述植物源有机废弃物为新鲜西瓜茎、新鲜西瓜叶、新鲜西瓜残花残果、番茄藤、西瓜皮和香蕉皮时，所述新鲜西瓜茎、新鲜西瓜叶、新鲜西瓜残花残果、番茄藤、西瓜皮、香蕉皮的质量比为8～10：2～6：0.5～2：1～3：1～3：1～3；所述植物材料和水的体积比为2～3：7～8；所述红糖和植物材料的质量比为2～4：6～8；所述复合乳酸菌菌剂的添加
量为0.1～1g/l，有效活菌数为1～10亿/克；所述发酵材料的碳氮比为24～27：1。
12.优选的，所述复合乳酸菌菌剂包括保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌bb-12、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌。
13.优选的，所述保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌bb-12、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌在复合乳酸菌菌剂中的比例为20～30：20～30：10～20：10～20：5～15：4～6：4～6。
14.优选的，所述发酵为密封避光发酵，所述发酵的时间为30～60天，温度为20～30℃；所述发酵的过程中，每1～3天摇晃或搅拌发酵材料一次。
15.本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的天然有机植物促进剂。
16.本发明还提供了一种上述天然有机植物促进剂在促进植物生长、提高植物产量和品质中的用途。
17.优选的，所述促进植物生长包括增强植物长势，增强植物抗病能力，提高植物光合作用。
18.本发明还提供了一种上述天然有机植物促进剂的使用方法，将所述天然有机植物促进剂稀释100～300倍作为叶面肥使用，使用频率为5～7天/次，或稀释1000～1500倍根施，使用频率为6～8天/次，或在无土栽培营养液中按照1～2ml/l使用。
19.本发明提供了一种天然有机植物促进剂的制备方法，以农田废弃物为原料制备天然有机植物促进剂，为回收废弃植物材料提供了一种新的简单便宜无污染回收利用方法，能够促进废弃植物材料的回收利用，提高植物源废弃物资源化利用率，减少生物质浪费，促进循环可再生农业发展，解决生产中西瓜茎叶等植物材料废弃而产生的诸多问题。本发明的制备工艺简单，原料易得，生产成本低，可以减少废弃植物材料对土壤环境的污染，便于实现工业化生产。
20.本发明制备得到的天然有机植物促进剂富含植物生长必须的矿物质元素，可以补充植物营养，提高蔬菜产量和品质；含有12种氨基酸和核酸，能被植物直接吸收，促进植物的生长和发育，促进叶菜增加产量、提高品质，促进黄瓜幼苗壮苗和生育期提前；含有水杨酸、乙酰水杨酸、茉莉酸甲酯、脱落酸、异丁苯丙酸、乳酸等有机成分，能够促进植物抗逆抗病，起到药肥一体化的作用，减少农药化肥的使用，减少农药残留导致的食品安全和环境污染问题。
附图说明
21.图1为实施例1制备得到的天然有机植物促进剂的质谱结果正离子总流图；
22.图2为实施例1制备得到的天然有机植物促进剂的质谱结果负离子总流图；
23.图3为试验例1中叶面喷施天然有机植物促进剂对各处理组不结球白菜形态的影响；
24.图4为试验例1中叶面喷施天然有机植物促进剂对各处理组不结球白菜光合能力的影响；
25.图5为试验例1中叶面喷施天然有机植物促进剂对各处理组不结球白菜品质的影响；
26.图6为试验例2中根施天然有机植物促进剂对各组黄瓜幼苗根冠比和壮苗指数的
影响；
27.图7为试验例2中根施天然有机植物促进剂对各组黄瓜幼苗始花期的影响。
具体实施方式
28.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
29.实施例1
30.本发明提供了一种天然有机植物促进剂的制备方法，包括以下步骤：
31.选取新鲜西瓜茎、新鲜西瓜叶、新鲜西瓜残花残果、番茄藤、西瓜皮、香蕉皮，按质量比9：4：1：2：2：2混合后，粉碎为2厘米的小块，得到植物材料。
32.按照植物材料和水的体积比为3：7，红糖和植物材料的质量比为3：7，复合乳酸菌菌剂的添加量为1g/l，将植物材料、水、红糖以及复合乳酸菌菌剂混合均匀，得到发酵材料；其中，复合乳酸菌菌剂中包含保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌bb-12、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌，占比分别为25％、25％、15％、15％、10％、5％、5％，有效活菌数10亿/g。
33.将发酵材料装进发酵罐中，在25℃下单向密封发酵。发酵过程中每3天将发酵材料摇晃一次，使植物材料均匀浸泡在发酵液中充分发酵。发酵45天后，瓶中发酵稳定，得到天然有机植物促进剂。
34.实施例2
35.本发明提供了一种天然有机植物促进剂的制备方法，包括以下步骤：
36.选取新鲜西瓜茎、新鲜西瓜叶、新鲜西瓜残花残果、番茄藤、西瓜皮、香蕉皮，按质量比8：2：1：3：3：3混合后，粉碎为3厘米的小块，得到植物材料。
37.按照植物材料和水的体积比为2：8，红糖和植物材料的质量比为3：7，复合乳酸菌菌剂的添加量为0.5g/l，将植物材料、水、红糖以及复合乳酸菌菌剂混合均匀，得到发酵材料；其中，复合乳酸菌菌剂中包含保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌bb-12、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌，占比分别为25％、25％、15％、15％、10％、5％、5％，有效活菌数10亿/g。
38.将发酵材料装进发酵罐中，在30℃下单向密封发酵。发酵过程中每1天将发酵材料摇晃一次，使植物材料均匀浸泡在发酵液中充分发酵。发酵60天后，瓶中发酵稳定，得到天然有机植物促进剂。
39.实施例3
40.本发明提供了一种天然有机植物促进剂的制备方法，包括以下步骤：
41.选取新鲜西瓜茎、新鲜西瓜叶、新鲜西瓜残花残果、番茄藤、西瓜皮、香蕉皮，按质量比10：5：2：1：1：1混合后，粉碎为1厘米的小块，得到植物材料。
42.按照植物材料和水的体积比为3：7，红糖和植物材料的质量比为2：8，复合乳酸菌菌剂的添加量为0.1g/l，将植物材料、水、红糖以及复合乳酸菌菌剂混合均匀，得到发酵材料；其中，复合乳酸菌菌剂中包含保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌bb-12、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌，占比分别为25％、25％、15％、15％、10％、5％、5％，有效活菌数10亿/g。
43.将发酵材料装进发酵罐中，在25℃下单向密封发酵。发酵过程中每2天将发酵材料摇晃一次，使植物材料均匀浸泡在发酵液中充分发酵。发酵30天后，瓶中发酵稳定，得到天然有机植物促进剂。
44.试验例1
45.对实施例1制备得到的天然有机植物促进剂进行成分分析。
46.经检测，实施例1制备得到的天然有机植物促进剂的ph为3.34
±
0.14，ec为3.80
±
0.15ms/cm。对该天然有机植物促进剂进行元素分析和质谱检测。矿物质元素分析结果如表1所示，质谱检测正离子总流图和负离子总流图如图1和图2所示，正离子模式下质谱检测的化合物分析结果如表2所示，负离子模式下质谱检测的化合物分析结果如表3所示，。
47.质谱检测结果如图1～2所示。
48.表1天然有机植物促进剂的矿物质元素
[0049][0050][0051]
从表1可以看出，实施例1制备的天然有机植物促进剂富含氮、磷、钾、钙、镁、铁、锌等矿物质元素。
[0052]
表2天然有机植物促进剂在正离子模式下质谱检测的化合物
[0053]
[0054][0055]
表3天然有机植物促进剂在负离子模式下质谱检测的化合物
[0056]
[0057][0058]
从表2和表3可以看出，实施例1制备的天然有机植物促进剂富含氨基酸，含有亮氨酸、异亮氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、l-蛋氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、d-鸟氨酸、瓜氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、谷氨酰胺等12种氨基酸；含有水杨酸、乙酰水杨酸、茉莉酸甲酯、脱落酸、异丁苯丙酸、乳酸等具有促进抗病、抗逆、促生长的植物激素和有机成分。
[0059]
试验例2
[0060]
将实施例1制备得到的天然有机植物促进剂作为叶面肥，进行效果验证。具体操作如下：
[0061]
选取四叶一心，长势一致的不结球白菜幼苗，随机分为a、b、c、ck四组，每组15株。其中a组叶面喷施稀释200倍的天然有机植物促进剂，b组叶面喷施稀释400倍的天然有机植物促进剂，c组叶面喷施稀释600倍的天然有机植物促进剂，ck组叶面喷施稀释100倍的商业叶面肥料花花牛做对照。每5天喷施1次，共喷施4次，20天后检测不结球白菜的生长状况。
[0062]
试验结果与分析：
[0063]
1.叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜形态的影响
[0064]
各处理组不结球白菜的形态如图3所示。从图3可以看出，不结球白菜的代表性个体随着天然有机植物促进剂浓度的增加呈现增大的趋势，a组的不结球白菜长势最佳。表明，当叶面喷施200倍稀释的天然有机植物促进剂时，对不结球白菜的生长促进作用最显著。
[0065]
2.叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜地上部和根系生长的影响
[0066]
表4叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜地上部和根系生长的影响
[0067][0068]
从表4可以看出，与ck相比，a组的不结球白菜的株高、株幅、叶片数、叶面积、最大根长和根体积均显著高于ck，b组和c组株高略小于ck，b组的株幅显著低于ck，c组的根体积显著低于ck。表明，当叶面喷施200倍稀释的天然有机植物促进剂时，对不结球白菜地上部生长和根系生长的促进效果最好，可以使不结球白菜的株幅、株高、叶面积、叶片数、根长、根体积分别较ck提升18.82％、12.57％、25.00％、14.81％、11.00％、12.78％。
[0069]
3.叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜干鲜重的影响
[0070]
表5叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜干鲜重的影响
[0071][0072]
从表5可以看出，与ck相比，a组的地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重均显著升高，分别增加了30.19％、23.61％、9.42％、6.12％，b组的地下部鲜重和干重显著高于ck，c组的地上部干重显著高于ck。此外，a组的根冠比显著低于其他三组处理，表明，叶面喷施200倍稀释的天然有机植物促进剂对不结球白菜地上部生长的促进作用强于对地下部生长的促进作用，叶面喷施200倍稀释的天然有机植物促进剂可以显著促进不结球白菜地上部和地下部干物质积累。
[0073]
4.叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜光合能力的影响
[0074]
各处理组不结球白菜的光合作用能力如图4所示。从图4可以看出，与ck相比，a、b、c三组均能显著提高不结球白菜的净光合速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度和蒸腾速率，a组的不结球白菜的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率分别提高了20.13％、89.03％、18.67％、48.59％。总体上，叶面喷施200倍稀释的天然有机植物促进剂对不结球白菜光合作用能力的提升效果最佳。
[0075]
5.叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜品质的影响
[0076]
各处理组不结球白菜的品质检测结果如图5所示。从图5可以看出，与ck相比，a、b、c三组的可溶性糖含量比ck分别提高22.57％、18.12％、6.96％，a组和b组的可溶性糖含量显著高于ck。a、b、c三组的维生素c含量比ck分别提高了33.8％、52.7％、21.82％，与ck相比，a、b、c三组均可以显著提高不结球白菜维生素c含量。另外，a、b、c三组的硝酸盐含量分别比ck减少89.51％、65.98％、3.4％，a、b两组显著降低了不结球白菜的硝酸盐含量，c组的作用效果较弱。总体上，叶面喷施200倍稀释的天然有机植物促进剂对不结球白菜品质的提升最显著。
[0077]
6.叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜产量的影响
[0078]
表6叶面喷施天然有机植物促进剂对不结球白菜产量的影响
[0079]
处理平均单株重(g)生物量(kg/gm2)增产率(％)a47.46
±
1.07a15820.00
±
58.97a20.24b40.36
±
0.41b13452.33
±
188.66b2.24c40.09
±
0.45b13363.33
±
148.04b1.57ck39.47
±
0.61b13157.00
±
69.68b-[0080]
从表6可以看出，与ck相比，a组的平均单株产量和生物量显著增加；b组、c组的产量与ck相比没有显著差异。a组、b组、c组分别比ck增产了20.24％、2.24％、和1.57％。
[0081]
试验例3
[0082]
将实施例1制备得到的天然有机植物促进剂作为营养液根施，进行效果验证。具体操作如下：
[0083]
选取长势一致的黄瓜幼苗，随机分为a、b、c、ck四组，每组12株。其中a组根施稀释500倍的天然有机植物促进剂，b组根施稀释1000倍的天然有机植物促进剂，c组根施稀释1500倍的天然有机植物促进剂，ck组以清水做对照。每7天根施1次，共根施4次，28天后检测黄瓜的生长状况。
[0084]
试验结果与分析：
[0085]
1.根施天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗地上部的影响
[0086]
表7根施天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗地上部的影响
[0087]
处理abcck株高(cm)16.60
±
0.10b19.53
±
0.45a19.97
±
0.57a16.63
±
0.03b株幅(cm)19.93
±
0.09c23.63
±
0.32a22.30
±
0.10b21.10
±
0.29d叶长(cm)7.20
±
0.06c8.70
±
0.10a7.90
±
0.10b8.00
±
0.12b叶宽(cm)7.77
±
0.23b9.57
±
0.03a9.00
±
0.35a9.20
±
0.23a下胚轴长(cm)9.90
±
0.20b10.90
±
0.05a11.47
±
0.29a8.67
±
0.03c节间长(cm)2.63
±
0.09c3.37
±
0.07a2.87
±
0.07b2.63
±
0.03c
地上部鲜重(g)6.83
±
0.23c9.53
±
0.26a9.70
±
0.31a8.20
±
0.12b地上部干重(g)0.57
±
0.03c0.80
±
0.10b0.87
±
0.07b1.10
±
0.06a
[0088]
从表7可以看出，与ck相比，b组的黄瓜幼苗的株高、株幅、叶长、下胚轴长、节间长和地上部鲜重均显著提高，地上部干重显著性降低。表明，稀释1000倍的天然有机植物促进剂可以显著性促进黄瓜幼苗的生长。
[0089]
2.根施天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗地下部的影响
[0090]
表8根施天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗地下部的影响
[0091][0092][0093]
从表8可以看出，与ck相比，b组黄瓜幼苗的地下部干重显著高于ck，a组的根体积显著高于ck。总体上，稀释1000倍的天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗地下部生长的综合效果总体最佳，可以显著促进黄瓜幼苗地下部干物质积累。
[0094]
3.根施天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗根冠比、壮苗指数和始花期的影响
[0095]
各组黄瓜幼苗根冠比和壮苗指数如图6所示。从图6可以看出，与ck相比，a组、b组和c组均能显著提高黄瓜幼苗的根冠比；与ck相比，根施天然有机植物促进剂对黄瓜幼苗壮苗指数的影响不显著，其中，根施稀释500倍的天然有机植物促进剂可使黄瓜幼苗的壮苗指数提高5.95％。
[0096]
各组黄瓜幼苗始花期如图7所示，从图7可以看出，与ck相比，a组、b组和c组的黄瓜幼苗到达始花期的时间都显著性提前，表明，根施天然有机植物促进剂能显著性促进黄瓜幼苗开花时间提前。
[0097]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。