一.技术领域
本发明涉及微生物发酵液在植物保护和促进植物生长方面的新用 途,属于微生物学,化学和农业技术领域,涉及微生物学,化学,农 学和生物化学等。
二.技术背景
随着化学工业的发展和农药肥料使用范围的扩大,化学农药的 数量和品种都在不断增加,现在世界化学农药总产量(以有效成分 计)超过300万吨。由于化学农药和化肥的长期大量施用,已带来了 严重的环境污染和病虫抗药性的不断增加。许多国家都投入了大量 资金研究开发能够替代或减少化学农药和化肥的新制剂,以保持农 业生产的可持续发展。
农药化肥造成的环境污染和农药残留在我国更为严重。我国有 1.2亿公顷耕地,化学农药总施用量达131.2万吨,平均每亩 施用931.3克,蔬菜和瓜果更达到6.67公斤/亩。我国的化肥用 量则占了全球用量的1/3,由此带来了严重的河流湖泊以及地下水 富营养化污染。导致我国化肥农药的大量施用一方面由于种植者片 面追求产量,另一方面是由于缺少能够有效减少肥料和农药的使用 但能保证作物产量和品质的方法和产品。
前期的研究发现一些微生物能够分泌调节植物生长发育的植物 激素,如引哚乙酸,脱落酸,赤霉素等,还有一些微生物的代谢产 物可以诱导植物抗性(CN1456059A),如几丁质,聚氨基葡糖等。 而大量存在于自然界中的脂肪酸也被注意到具有一定的杀细菌和杀 真菌活性,高浓度的壬酸有很强的植物毒性还被用作除草剂。S.D. 萨瓦格等人将脂肪酸施用到植物的病害部位直接杀真菌和细菌取得 了很好的效果(CN1069391A),他们的研究强调了脂肪酸通过杀真 菌和细菌治疗植物病害的治疗效果,但作出陈述脂肪酸的浓度很低 就没有活性,过高则对植物造成伤害,并且脂肪酸和它的盐或衍生 物对植物病害没有预防活性。在他们给出的实验结果中,脂肪酸和 它的盐或衍生物是直接施用到植物的病害部位才起到治疗作用的, 而且脂肪酸和它的盐或衍生物施用到植物上的最低有效浓度为 0.125%a.i.(1250毫克/升),浓度低至0.063%时所用的脂肪酸或 它的盐或衍生物就没有控制病菌侵染的效果了。
本发明涉及用微生物发酵液配制的用于调节植物生长发育和防 治植物病害的多效制剂。通过微生物发酵液与无机酸或有机酸和无 机盐或有机盐的组合,取得了在促进植物生长,增加植物产量上的 优秀效果,而且这种组合物还能有效预防多种植物病害。这种多效 制剂中含有的特征成分脂肪酸的存在非常明显,尽管含量低于萨瓦格 等人提出的能够杀菌的最低有效脂肪酸浓度1250毫克/升。多效制 剂实现了促进植物生长,增加植物产量,防治植物病害的多重效 果,这对于减少大量施用化肥和农药在农产品和环境中的污染有非 常积极的意义。
三.发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的一是提供一种用微生物发酵液与无机酸或有机酸和 无机盐或有机盐的组合制成的多效制剂配方,这种多效制剂实现了 促进植物生长,增加植物产量,防治植物病害的多重效果,是一个 既能促进植物生长,提高植物产量,对植物病害既有预防效果又有 治疗效果的多效制剂。
本发明的目的二是制成的制剂可以施用于植物的种子,叶,根, 茎或果实,以及植物附着的土壤和培养液等,制剂的施用方法为喷 施,浇灌,浸种和浸果。
技术方案
本技术领域的技术人员知道,微生物在发酵过程产生的代谢产物 中有许多有用的成分,包括植物激素,诱导抗性素等。这些成分常 常需要复杂的程序提取收集,再制成制剂用于生产实践。本发明的 主要方法是将微生物发酵液与无机酸或有机酸和无机盐或有机盐直 接组合制成的一种制剂配方,通过发酵液与无机酸或有机酸和无机 盐或有机盐的协同作用,使制剂获得了促进植物生长,提高植物产 量,对植物病害既有预防效果又有治疗效果的多重功能。
所述的发酵液的主要成分包括但不局限于:从C5到C24的饱和 或不饱和的脂肪酸,脂肪酸包括但不局限于棕榈酸,棕榈烯酸,硬 脂酸,亚油酸,油酸,葵酸,月桂酸,肉豆蔻酸,壬酸,花生四烯 酸等,或脂肪酸的盐或衍生物,包括但不局限于:由钾,钠,铵等离 子或含有胺基的基团等组合成的脂肪酸盐或衍生物。所述无机酸或 有机酸包括但不局限于:硫酸,醋酸,磷酸,硝酸,盐酸,亚磷 酸,亚硫酸,硼酸,甲酸,乙酸,冰乙酸,丁酸,邻苯二甲酸,对 苯二甲酸,丁二酸,腐植酸,水杨酸,对氨基苯甲酸,邻氨基苯甲 酸,苯甲酸等。所述无机盐或有机盐包括但不局限于:氯化钙,氯 化钠,氯化钾,过磷酸钙,三磷酸钠,多磷酸钠,磷酸二氢钾,磷 酸氢二钾,硫酸钠,硫酸钾,碳酸钙,碳酸氢钙,硫酸钙,硝酸 钙,葡萄糖钙等。
本发明的实施步骤为:
1)取葡萄糖和麦芽提取粉各20克,加5克酵母提取粉,5克海藻糖 氨钙,琼脂15克,加水至1升。经灭菌消毒冷却后,倒入培养 皿中制成培养基(GMYAA)。以选自假单孢菌属的有关菌种 Pseudomonas glathei TP06在培养基上划线培养48小时培养获 得菌种。
2)将菌种从培养基转到含GMYAB培养液(葡萄糖和麦芽提取粉各20 克,加5克酵母提取粉,5克海藻糖氨钙,加水至1升),在温 度30℃,转速125rpm的条件下于摇床上培养72小时。
3)以10%的接种量将培养的菌种转入到发酵罐以与种子罐相同培养 液在30℃通气发酵培养72小时,制得发酵液。
4)取100毫克硝酸钙加入到120毫升10%的盐酸溶液中,充分搅 拌,加入10毫升含20%的三磷酸钠溶液,充分搅拌后加入到上述 培养的1升发酵液中,充分搅拌,即制成含发酵液的多效制剂。
具体实施方式:
实例1.
1)葡萄糖和麦芽提取粉各20克,加5克酵母提取粉,5克海藻 糖氨钙,琼脂15克,加水至1升。经灭菌消毒冷却后,倒入 培养皿中制成培养基(GMYAA)。以选自假单孢菌属的有关菌 种Pseudomonas glathei TP06在培养基上划线培养48小时培 养获得菌种。
2)菌种从培养基转到含GMYAB培养液(葡萄糖和麦芽提取粉各 20克,加5克酵母提取粉,5克海藻糖氨钙,加水至1升), 在温度30℃,转速125rpm的条件下于摇床上培养72小时。
3)以10%的接种量将培养的菌种转入到发酵罐以与种子罐相同培 养液在30℃通气发酵培养72小时,制得发酵液。
4)取100毫克硝酸钙加入到120毫升10%的盐酸溶液中,充分搅 拌,加入10毫升含20%的三磷酸钠溶液,充分搅拌后加入到 上述培养的1升发酵液中,充分搅拌,即制成含发酵液的多效 制剂。
实例2.多效制剂中脂肪酸的含量以气相色谱-质谱法按下述条件 测定。
1.仪器Agilent Technologies GC/MS 5975i
2.色谱柱:HP-5ms(30m×250μm×0.25μm)5%PhenyMethyl Siloxane
3.色谱柱温度程序:100℃保持1min,然后以30℃/min程序升 温至130℃,再以5℃/min程序升温至250℃,再以10℃/min程 序升温至300℃,保持5min;
4.载气:氦气,纯度≥99.999%,流速为1.2mL/min;
5.进样口温度:290℃;
6.进样量:2μL;
7.进样方式:无分流进样;
8.电子轰击源:70eV;
9.四极杆温度:150℃;
10.离子源温度:230℃;
11.GC-MS接口温度:280℃;
全谱扫描;质量扫描范围m/z:50到550u;溶剂延迟:3min。
测得的结果如表1。
表1多效制剂中部分主要脂肪酸的含量
名称 含量(mg/L) 棕榈酸 3.56 棕榈烯酸 1.11 硬脂酸 0.45 油酸 3.00 亚油酸 3.12
实例3.多效制剂在促进植物生长,增加产量上的效果
取多效制剂100毫升,加水稀释100倍,均匀喷洒到田间新移 栽的茄子叶片上,每隔15天喷洒一次,不使用任何化学杀菌剂和追 肥,相邻地块以喷化学农药和追肥的常规管理作对照。结果如表 2,多效制剂显著促进作物生长,并获得了高达42%的增产效果。
表2多效制剂促进茄子生长和增产效果的比较
注1:同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异。
实例4.在已知连续三年发生桃树黄化病的地块按随机区组设计田间 试验。引起桃树黄化病的原因尚未作出定论,但初步调查认为可能 是由于缺铁引起的生理病害或由一种类病毒侵染引起的病理性黄 化,或是这两种原因的混合作用引起的桃树黄化。将试验分为两 组,一组为桃树出现黄化前即开始处理,另一组在桃树叶片已出现 黄化症状后才开始处理。
处理取多效制剂100毫升,加水稀释100倍,均匀喷洒到桃树 的叶片上,每隔15天喷洒一次,不使用任何化学农药和追肥,以喷 化学农药和追肥的常规管理作对照。处理和对照各5株,重复3 次。调查结果如表3。
表3多效制剂在控制桃树黄化病上的效果
处理 黄化病发生前开始喷 制剂的黄化病发生率 (%) 黄化病发生后开始喷 制剂 多效制剂 0.00 喷一次多效制剂后黄 化叶叶脉转绿,喷3 次后叶片转绿 对照 75.5 全株叶片黄化,严重 的叶片小而且变白
实例5.将发生根腐病危害的新移栽莲花白幼苗地块按随机区组设 计分为处理和对照,处理取多效制剂100毫升,加水稀释100倍, 均匀喷洒到新移栽的莲花白幼苗上,每隔7天喷洒一次。对照喷洒 化学农药根腐灵。每处理30株苗,重复3次。喷3次后调查结果如 表4,对照地块的幼苗几乎全部受病菌侵染死亡,而多效制剂显著 减少了根腐病的危害,对莲花白幼苗根腐病的防治效果达到95%。
表4、多效制剂防治蔬菜根腐病的效果
处理 幼苗发病死亡率% 多效制剂 12.3a1 对照 95.7b
注1:同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异。
实例6.取多效制剂100毫升,加水稀释100倍,均匀喷洒到种于温 室中受白粉病严重危害的五色梅上,处理和对照各10株,重复3 次。每隔7天喷洒一次。喷清水作对照。喷2次后调查结果如表5, 多效制剂对植物白粉病有非常显著的防治效果。
表5、多效制剂防治植物白粉病的效果
处理 发病率% 多效制剂 21.3a 对照 98.2b
注1:同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异。
实例7.葡萄幼苗种于温室中,以保存在活体植株上的霜霉病菌接 种后,置于高湿环境中培育24小时。取多效制剂100毫升,加水稀 释100倍,整株均匀喷洒接种后培育了24小时的葡萄苗上,喷清水 作对照。处理和对照各5株,重复3次。7天后调查结果如表6,多 效制剂对葡萄霜霉病有非常显著的防治效果。
表6、多效制剂防治葡萄霜霉病的效果
处理 发病率% 病情指数 多效制剂 17.2a 0.8a 对照 91.1b 4.3b
注1:同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异。