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一种植物免疫调节剂及其制备方法

阅读:474发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种植物免疫调节剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 植物 免疫调节剂,由包括如下原料制备得到:农业废弃物,一次 发酵 特定菌种,二次发酵复合发酵菌,矿物盐, 电解 锰渣,尿素, 磷酸 钾 , 活性炭 ,蛭石,火山石粉, 云 母,草炭, 腐殖酸 ,褐 煤 粉 , 葡萄糖 溶液。本发明所述的植物免疫调节剂由农业有机废弃物与特定菌种经过两次复合发酵制成,发酵产物富含大量 生物 活性物质,包括代谢产物、菌体碎片、多糖、核酸、蛋白、短肽等,能够促进植物生长发育,提高植物的天然免疫和特异性免疫能 力 ,抵抗病原体对作物造成的危害,减轻虫媒病害,提高作物产量及品质,减少 农药 使用,保护生态,保障人体健康。,下面是一种植物免疫调节剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种植物免疫调节剂,其特征在于:由包括如下重量份数的原料制备得到:农业废弃物20-90份,一次发酵特定菌种0.01-0.1份,二次发酵复合发酵菌0.01-0.1份,矿物盐1-10份,电解锰渣0-20份,尿素1-5份,磷酸1-3份,活性炭1-30份,蛭石0-3份,火山石粉0-5份,母0-3份,草炭0-10份,腐殖酸1-15份,褐粉0-5份,葡萄糖溶液1-5份。
2.根据权利要求1所述的植物免疫调节剂,其特征在于:所述农业废弃物包括作物秸秆、落叶、树枝、藤蔓、杂草中的一种或两种以上。
3.根据权利要求2所述的植物免疫调节剂,其特征在于:所述作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻秸秆、高粱秸秆、小米秸秆、花生秧、豆秧、瓜秧、辣椒秧、红薯秧、山药秧中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求2所述的植物免疫调节剂,其特征在于:所述农业废弃物还包括农产品加工废弃物;所述农产品加工废弃物为稻糠、麦糠、甘蔗渣、糖渣、豆粕粕、茶饼中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的植物免疫调节剂,其特征在于:所述一次发酵特定菌种为木霉菌、曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、链格孢霉菌、烟曲霉、拟盘多毛孢菌、头孢菌、侧菌中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的植物免疫调节剂,其特征在于:所述二次发酵复合发酵菌为枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌、双歧杆菌、哈茨木霉中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的植物免疫调节剂,其特征在于:所述矿物盐为、镁、锰、铵的硫酸盐和/或硝酸盐。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的植物免疫调节剂的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
A、一次发酵
将一次发酵特定菌种与部分的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾、电解锰渣充分混合,混合均匀,进行发酵;
B、二次发酵
(1)向一次发酵得到的产物中继续加入剩余的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾和电解锰渣,翻拌均匀;之后再加入活性炭、蛭石、火山石粉、云母、草炭、褐煤粉、腐殖酸和二次发酵复合发酵菌,翻拌均匀,进行发酵;
(2)当发酵堆中心温度达到60℃,每隔1-3天,翻堆并继续发酵;直至发酵堆中心温度大于60℃的时间大于7天,根据需要向发酵堆喷洒葡萄糖溶液,并翻堆;
(3)当发酵堆物料湿度低于10%,发酵终止。
9.根据权利要求8所述的植物免疫调节剂的制备方法,其特征在于:在所述一次发酵中,环境温度0-50度,物料湿度在10-70%,一次发酵时间1-30天;在所述二次发酵中,环境温度0-50度,物料湿度在10-70%,二次发酵过程需要14-60天。

说明书全文

一种植物免疫调节剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于生物技术领域,尤其是涉及一种植物免疫调节剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 长期以来由病原微生物引起的植物病害是威胁农业生产的重要因素之一。化学防治对农业生产的发展起到了巨大的推动作用,但也严重污染了环境、破坏了生物多样性、增强了病原体的抗药性;而且这些化学残留通过食物链进入到人体内,严重影响了人体健康。
[0003] 植物在与病原体长期的协同进化中,逐步形成了抵抗病原体入侵的机制。
[0004] 综合植物免疫学和分子生物学的研究结果,植物免疫系统对真菌、细菌、病毒等病原体有两个层次的免疫反应。第一层次为广谱性识别微生物激发因子的天然免疫,第二层次专性识别病原的特异性免疫。
[0005] 植物病原菌和非致病性微生物普遍具有一类广谱性激发子,称为病原模式分子(PAMP)或微生物模式分子(MAMP),它可被植物的模式识别受体(PRR)所侦测和识别,激发第一层次的广谱性天然免疫反应,如果植物不能做出相应的天然免疫激活反应的则表现为易感性。模式识别受体(PRR)定位于细胞膜外,可以激活植物细胞的识别效应激活因子。病原模式分子种类甚多,包括细菌鞭毛蛋白、脂多糖、细菌和病毒的核酸变异体、肽聚糖、革兰氏阳性细菌的脂磷壁酸、脂蛋白和真菌细胞壁的β-D-葡聚糖等。特定致病病原体也具有一些特异性的免疫激活因子,可以是一些特异的蛋白、核酸和多糖、激活植物的专性识别效应。
[0006] 若能够基于植物免疫的原理提出免疫调节剂,增强植物广谱性天然免疫,同时也增强对特定菌种的识别和免疫,有效减少化学防治对环境和人体产生的不利影响。

发明内容

[0007] 有鉴于此,本发明旨在提出一种植物免疫调节剂及其制备方法,利用特定菌种包括可能有生物防治效果的菌种和致病病原菌一起发酵生物质废弃物,发酵会产生生物活性物质诱导植物抗性,提高植物的天然免疫和特异性免疫能,从而对抗多种病原体对作物造成的危害,减轻虫媒病害,提高作物产量及品质,减少农药使用,保护生态,保障人体健康。
[0008] 为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0009] 一种植物免疫调节剂,由包括如下重量份数的原料制备得到:农业废弃物20-90份,一次发酵特定菌种0.01-0.1份,二次发酵复合发酵菌0.01-0.1份,矿物盐1-10份,电解锰渣0-20份,尿素1-5份,磷酸1-3份,活性炭1-30份,蛭石0-3份,火山石粉0-5份,母0-3份,草炭0-10份,腐殖酸1-15份,褐粉0-5份,葡萄糖溶液1-5份。
[0010] 优选的,所述农业废弃物包括作物秸秆、落叶、树枝、藤蔓、杂草中的一种或两种以上。
[0011] 优选的,所述作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻秸秆、高粱秸秆、小米秸秆、花生秧、豆秧、瓜秧、辣椒秧、红薯秧、山药秧中的一种或两种以上的混合物。
[0012] 优选的,所述农业废弃物还包括农产品加工废弃物;所述农产品加工废弃物为稻糠、麦糠、甘蔗渣、糖渣、豆粕粕、茶饼中的一种或两种以上。
[0013] 优选的,所述一次发酵特定菌种为木霉菌、曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌、交链孢霉菌、链格孢霉菌、烟曲霉、拟盘多毛孢菌、头孢菌、侧菌中的一种或两种以上。
[0014] 优选的,所述二次发酵复合发酵菌为枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌、双歧杆菌、哈茨木霉中的一种或两种以上。
[0015] 优选的,所述矿物盐为、镁、锰、铵的硫酸盐和/或硝酸盐。
[0016] 本发明还提供了一种上述的植物免疫调节剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
[0017] A、一次发酵
[0018] 将一次发酵特定菌种与部分的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾、电解锰渣充分混合,混合均匀,进行发酵;
[0019] B、二次发酵
[0020] (1)向一次发酵得到的产物中继续加入剩余的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾和电解锰渣,翻拌均匀;之后再加入活性炭、蛭石、火山石粉、云母、草炭、腐殖酸和二次复合发酵菌,翻拌均匀,进行发酵;
[0021] (2)当发酵堆中心温度达到60℃,每隔1-3天,翻堆并继续发酵;直至发酵堆中心温度大于60℃的时间大于7天,根据需要向发酵堆喷洒葡萄糖溶液,并翻堆;
[0022] (3)当发酵堆物料湿度低于10%,发酵终止。
[0023] 优选的,在所述一次发酵中,环境温度0-50度,物料湿度在10-70%,一次发酵时间1-30天;在所述二次发酵中,环境温度0-50度,物料湿度在10-70%,二次发酵过程需要14-
60天。
[0024] 相对于现有技术,本发明所述的植物免疫调节剂具有以下优势:
[0025] (1)本发明所述的植物免疫调节剂中添加了一些常见的特定菌种,这些菌种有的具有生防作用,有的具有致病性,首先在农业废弃物中培养扩增这些特定菌种,然后添加了复合发酵菌。复合发酵菌与特定菌种在发酵堆内协同共生,到一定阶段后产生竞争和拮抗。复合发酵菌的有发酵过程产生大量的热,绝大部分致病真菌被高温或发酵代谢物灭活,而且,一次发酵过程中可能产生的有机毒素如黄曲霉素、呕吐毒素(DON)也在复合高温有氧发酵过程中被充分降解(大于98%),避免这些毒素对人畜作物和环境产生危害。
[0026] 此发酵过程持续高温除了可以有效的杀灭一些可能对作物产生病害的杂菌,包括真菌和细菌,还可以杀灭杂草种子和虫卵。而且,发酵产物富含大量生物活性物质,包括代谢产物、菌体碎片、多糖、核酸、蛋白、短肽等,能够促进植物生长发育;同时,细菌、真菌死亡后菌体被裂解,生物裂解出的一些大分子作为抗原被保留在调节剂内,可以作为植物免疫诱导剂,诱导植株对于特定病原菌的抗性增强,提高植物的天然免疫和特异性免疫能力,抵抗病原体对作物造成的危害,减轻虫媒病害,提高作物产量及品质,减少农药使用,保护生态,保障人体健康。
[0027] (2)本发明所述的植物免疫调节剂中添加了活性炭和/或蛭石,能够作为吸附载体吸附菌体裂解后的分子,延长生物分子的存续时间,发挥免疫助剂的作用。

具体实施方式

[0028] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029] 下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0030] 实施例1
[0031] 一种植物免疫调节剂,由包括如下重量份数的原料制备得到:
[0032] 农业废弃物80份:玉米秸秆、水稻秸秆、花生秧、豆秧、树枝、藤蔓、稻糠、甘蔗渣、棉粕,
[0033] 一次发酵特定菌种0.01份:木霉菌、曲霉菌、镰刀霉菌、青霉菌,
[0034] 二次发酵复合发酵菌0.01份:枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、乳酸菌、嗜热链球菌、酵母菌,
[0035] 矿物盐1份:硫酸钙、硫酸镁、硝酸铵,
[0036] 尿素2份,
[0037] 磷酸钾1份,
[0038] 电解锰渣50份,
[0039] 活性炭30份,
[0040] 云母2份,
[0041] 腐殖酸15份,
[0042] 葡萄糖溶液5份。
[0043] 上述的植物免疫调节剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
[0044] A、一次发酵
[0045] 将一次发酵特定菌种与一半的农业废弃物、尿素、磷酸钾充分混合,然后加入10重量份的电解锰渣,混合均匀,进行发酵,发酵环境温度25度左右,物料湿度在60-70%,一次发酵时间14天;
[0046] B、二次发酵
[0047] (1)向一次发酵得到的产物中继续剩余的农业废弃物、尿素、磷酸钾、电解锰渣翻拌均匀;之后再加入活性炭、云母、腐殖酸和二次发酵复合发酵菌,翻拌均匀,进行发酵;
[0048] (2)当发酵堆中心温度达到60℃,每隔1-3天,翻堆并继续发酵;直至发酵堆中心温度大于60℃的时间大于7天,根据需要向发酵堆喷洒葡萄糖溶液,并翻堆;
[0049] (3)当发酵堆物料湿度低于10%,发酵终止;在整个发酵过程中,环境温度20度以上,物料湿度在60-70%,二次发酵过程需要40天。
[0050] 实施例2
[0051] 一种植物免疫调节剂,由包括如下重量份数的原料制备得到:农业废弃物60份:玉米秸秆、小麦秸秆、红薯秧、高粱秸秆、藤蔓、杂草、稻糠、甘蔗渣、棉粕、糖渣、豆粕,[0052] 一次发酵特定菌种0.05份:木霉菌、链格孢霉菌、烟曲霉,
[0053] 二次发酵复合发酵菌0.03份:枯草芽孢杆菌、侧芽孢杆菌、植物乳杆菌、乳酸菌、嗜热链球菌、酵母菌,
[0054] 矿物盐5份:硫酸锰、硫酸铵、硫酸铁
[0055] 尿素1份,
[0056] 磷酸钾2份,
[0057] 电解锰渣5份,
[0058] 活性炭20份,
[0059] 蛭石2份,
[0060] 云母3份,
[0061] 腐殖酸7份,
[0062] 葡萄糖溶液3份。
[0063] 上述的植物免疫调节剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
[0064] A、一次发酵
[0065] 将一次发酵特定菌种与一半的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾,3重量份的电解锰渣,混合均匀,进行发酵,发酵环境温度25度左右,物料湿度在60-70%,一次发酵时间20天;
[0066] B、二次发酵
[0067] (1)向一次发酵得到的产物中继续加入剩余的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾、电解锰渣,翻拌均匀;之后再加入活性炭、蛭石、云母、腐殖酸粉和二次发酵复合发酵菌,翻拌均匀,进行发酵;
[0068] (2)当发酵堆中心温度达到60℃,每隔1-3天,翻堆并继续发酵;直至发酵堆中心温度大于60℃的时间大于7天,根据需要向发酵堆喷洒葡萄糖溶液,并翻堆;
[0069] (3)当发酵堆物料湿度低于10%,发酵终止;在整个发酵过程中,环境温度40度以上,物料湿度在60-70%,二次发酵过程需要51天。
[0070] 实施例3
[0071] 一种植物免疫调节剂,由包括如下重量份数的原料制备得到:
[0072] 农业废弃物90份:小麦秸秆、水稻秸秆、花生秧、辣椒秧、红薯秧、树枝、稻糠、棉粕,[0073] 一次发酵特定菌种0.1份:木霉菌、曲霉菌、青霉菌
[0074] 二次发酵复合发酵菌0.1份:枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、乳酸菌、嗜热链球菌、酵母菌、放线菌,
[0075] 矿物盐1份:硫酸镁、硝酸铁
[0076] 尿素2份,
[0077] 磷酸钾1份,
[0078] 活性炭10份,
[0079] 腐殖酸15份,
[0080] 褐煤粉1份,
[0081] 葡萄糖溶液1份。
[0082] 上述的植物免疫调节剂的制备方法,该方法包括如下步骤:
[0083] A、一次发酵
[0084] 将一次发酵特定菌种与一半的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾充分混合,混合均匀,进行发酵,发酵环境温度20度左右,物料湿度在50-70%,一次发酵时间19天;
[0085] B、二次发酵
[0086] (1)向一次发酵得到的产物中加入剩余的农业废弃物、矿物盐、尿素、磷酸钾翻拌均匀;之后再加入活性炭、褐煤粉、腐殖酸和二次发酵复合发酵菌,翻拌均匀,进行发酵;
[0087] (2)当发酵堆中心温度达到60℃,每隔1-3天,翻堆并继续发酵;直至发酵堆中心温度大于60℃的时间大于7天,根据需要向发酵堆喷洒葡萄糖溶液,并翻堆;
[0088] (3)当发酵堆物料湿度低于10%,发酵终止;在整个发酵过程中,环境温度25度以上,物料湿度在60-70%,二次发酵过程需要58天。
[0089] 效果验证试验:
[0090] 1、根腐病
[0091] 在200m2大棚内,分为100m2为实验组、100m2对照组
[0092] 实验组:使用实施例1所制备的植物免疫诱导剂按200kg/亩+氮磷钾复合肥20kg/亩,旋耕整地,并按照每平方种植9颗大豆。
[0093] 对照组:使用普通有机肥200kg/m3+氮磷钾复合肥20kg/亩,旋耕整地,并按照每平方种植9颗大豆。
[0094] 播种后14天,使用镰刀菌孢子配成100个/ml的混悬液,使用气雾机喷洒每棵豆苗,棚内温度>25℃,相对湿度>70%,20天后观察。
[0095] 结果:
[0096] 使用实施例1所制备的植物免疫诱导剂的,大豆植株健壮,叶片茂盛翠绿,基本没有黄叶,仅有一棵发生了症状较轻的镰刀菌导致的根腐病。
[0097] 对照组超过70%发生了根腐病,经检测病原体是镰刀菌,部分豆秧已经枯死,黄叶很多。
[0098] 上述实验证明,使用实施例1后,大豆长势旺盛,并获得了对镰刀菌的特异性抗性,表明使用实施例1所制备的植物免疫诱导剂可防治镰刀菌导致的大豆根腐病。
[0099] 2、辣椒早疫病
[0100] 在200m2大棚内,分为100m2为实验组、100m2对照组
[0101] 实验组:使用实施例2所制备的植物免疫诱导剂按200kg/亩+氮磷钾复合肥20kg/亩,旋耕整地,并按照每平方种植6棵辣椒。
[0102] 对照组:使用普通有机肥200kg/m3+氮磷钾复合肥20kg/亩,旋耕整地,并按照每平方种植6棵辣椒。
[0103] 播种后14天,使用链格孢霉菌孢子配成100个/ml的混悬液,使用气雾机喷洒,棚内温度>25℃,相对湿度>70%,20天后观察。
[0104] 结果:
[0105] 使用实施例2所制备的植物免疫诱导剂的地块,辣椒苗枝干粗壮,叶型肥大翠绿,已经顶出花苞,仅有少部分叶片出现很小的黑黄色斑点。
[0106] 对照组辣椒苗很多叶片出现黑色斑点,有的植株枝干出现黑斑,根茎部坏死,经检测病原体是链格孢霉菌。
[0107] 上述实验证明,使用实施例2后,辣椒苗长势旺盛,并获得了对链格孢霉菌的特异性抗性,表明使用实施例2所制备的植物免疫诱导剂可防治链格孢霉菌导致的辣椒早疫病。
[0108] 3、番茄灰霉病
[0109] 在200m2大棚内,分为100m2为实验组、100m2对照组
[0110] 实验组:使用实施例3所制备的植物免疫诱导剂按200kg/亩+氮磷钾复合肥20kg/亩,旋耕整地,并按照每平方种植6棵番茄苗。
[0111] 对照组:使用普通有机肥200kg/m3+氮磷钾复合肥20kg/亩,旋耕整地,并按照每平方种植6棵番茄苗。
[0112] 番茄苗定植14天,使用灰葡萄霉菌孢子配成100个/ml的混悬液,使用气雾机喷洒,棚内温度23℃,相对湿度>70%,20天后观察。
[0113] 结果:
[0114] 使用实施例3所制备的植物免疫诱导剂的地块,番茄苗生长旺盛,枝条粗壮,叶片翠绿,已经顶出花苞,仅有少部分叶片出现沿叶脉的黄枯斑块。
[0115] 对照组番茄苗长势差,叶片出现大片黄枯,有的植株枝干出现枯斑,根茎部坏死,经检测病原体是灰葡萄霉菌孢。
[0116] 上述实验证明,虽然实施例3中的菌种不含有灰葡萄霉菌,但使用实施例3后,番茄苗长势旺盛,能有效抵抗灰葡萄霉菌的感染,表面使用实施例3可防治灰葡萄霉菌导致的番茄灰霉病。
[0117] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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。
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