改善植物养分获取的方法和组合物与流程

文档序号:20012198发布日期:2020-02-22 04:24阅读:774来源:国知局
改善植物养分获取的方法和组合物与流程

本发明涉及一种使用一种或多种矿物质改善植物养分的方法,包括向基质s施用至少一种铵源a、至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类(species)b以及至少一种硝化抑制剂c,植物在所述基质s上栽培或打算在其上栽培。此外,本发明涉及可用于这一目的的组合物和试剂盒。

自一百多年以来,众所周知,植物需要一定量的矿物质(也称为微量矿物质或植物养分)用于生长和维持健康。根据justusvonliebig建立的“最小因子法则”,植物生长受到最缺乏的矿物质的限制,而不是可用矿物质资源总量的限制。因此,在其上栽培或打算栽培目标植物的农业用土壤应含有足够量的目标植物所需的所有矿物质。长时间栽培农作物会耗尽土壤中的许多矿物质。任何一种以植物可获得的形式参与植物生长的单一矿物质的短缺都会限制植物的生长,从而减少可获得的收成。

因此,农业通常涉及并且经常需要施肥。传统上,氮和磷酸盐是大多数土壤中的最大限制因素。因此,广泛使用氮基肥料,其可以基于合成肥料,例如铵盐或硝酸盐,或有机废物,例如粪肥、堆肥、清除的污泥、沼气厂的潮湿残留物等。

使用足够量的此类氮基肥料给植物施肥时,通常至少一种其他矿物质会成为限制因素,例如磷(p,通常是磷酸盐)、铁(fe)、锌(zn)和/或锰(mn)。对于许多农作物而言,缺乏以植物可获得的形式存在的此类矿物质是一个普遍存在的问题。

与氮相反,土壤中这些矿物质的总含量在理论上通常是足够的。但是,这些矿物质中的绝大多数以植物不获得的形式存在,例如以难溶或基本上不溶的岩石形式存在。因此,在农业用途的土壤中经常缺乏可利用的磷(通常是磷酸盐)、铁、锌和/或锰矿物质。传统上,这种短缺可以通过不仅向植物补充氮基肥料,而且还向植物补充包含这些矿物的这种易溶性盐的肥料(例如,通过叶面或土壤施用)来弥补。

但是,特别是对于磷酸盐施肥,在土壤中的牢固固定以及许多农作物的低获得潜力使磷酸盐肥料的当前使用效率限制在约20%,这与不可持续和生态问题的过度施肥的高风险相关。显然,这具有几个明显的缺点。首先,这种盐的生产需要大量的自然、能源和经济资源。另外,向土壤中添加更多这些矿物质的易溶的盐通常会导致这些盐从土壤中快速淋溶。或者,根据土壤中存在的抗衡离子,添加更多这类矿物质的易溶的盐也会导致迅速形成难溶或基本不溶的盐。在这两种情况下,施肥的长期效果相当差。

有据可查的是,土壤微生物群落包括对植物生长既有有益作用又有抑制作用的种群。许多有益的微生物能够通过化学活化或刺激根部生长来增加植物矿物质养分的可用性,而其他微生物则能有效抑制病原体。尝试向土壤中补充额外量的促进植物生长的微生物显示出一些有益的活性。但是,成功是有限的,因为促进成功建立这些种群的条件尚未得到很好的理解,而且显然受到许多外部因素的影响。

鉴于以上所述,仍然需要有效和可持续的手段使用溶解度有限的矿物质(例如磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和/或锰)来改善目标植物的营养,但也要提高肥料的一般使用效率,优选地通过减少添加这些矿物质的可溶性盐的需求来实现。

令人惊讶地,已经发现,铵源、促进根系生长和/或使磷酸盐活化的细菌和/或真菌种类以及硝化抑制剂的组合补充经常会导致所期望的溶解度有限矿物质的活化的改善,并且由于根系生长的促进,总体上还增加了养分获取的效率。

因此,本发明的第一方面涉及一种使用一种或多种选自由磷、铁、锌和锰组成的组中的微溶矿物质来改善植物养分的方法,所述方法包括以下步骤:

(i)提供如下组分:

(a)至少一种铵源a(组分a),其中a的总氮含量的至少50mol%以铵和/或有机结合氮的形式存在,

(b)至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b(组分b),其中b不构成a的一部分,和

(c)至少一种硝化抑制剂c(组分c);

(ii)将组分a、b和c施用到农业用途的在其上栽培或打算栽培植物的基质s上;和

(iii)使植物在从步骤(ii)获得的基质s中生长。

根据本发明的方法能够改善植物的养分,而不需要向基质s施用(微溶的)矿物质的可溶性盐,例如选自由磷(通常是磷酸盐)、铁、锌和锰组成的组中的矿物质。因此,所述方法优选地不包括将这样的可溶性盐添加到基质s中的步骤。在一个优选的实施方式中,基质s不补充有(微溶的)矿物质的可溶性盐,例如选自由磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和锰组成的组中的矿物质。因此,在一个优选的实施方式中,基质s不补充有(相当数量的,即多于痕量的)磷的可溶性盐(通常是磷酸盐)。本领域技术人员将注意到,所述组分通常可包含痕量的磷(通常为磷酸盐)。换句话说,优选地,基本上不将如本文所述的组分a、b和c与选自由磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和锰组成的组中的矿物质组合提供,特别是基本上不与磷(通常为磷酸盐)组合提供。在一个优选的实施方式中,组分a、b和c(基本上)不与固体形式和/或合成来源的这些盐组合提供。

在一个优选的实施方式中,基于从向基质a供应组分a、b和c的时间点起一个月、一周或一个月内,供给到基质s上的组分a、b和c的重量总和,提供给基质s的磷(例如,以磷酸盐存在)的量低于10wt%(w/w)。在一个优选的实施方式中,提供给基质s的磷的量低于5%(w/w),优选低于1%(w/w)或低于0.1%(w/w),基于从向基质a供应组分a、b和c的时间点起一周内,供给到基质s上的组分a、b和c的重量总和计。

如本文所用,术语“微溶”可在最广义上理解为不具有很好的水溶性。通常,微溶的矿物质应理解为水溶性小于0.1克/升,优选不超过100毫克/升,更优选不超过10毫克/升,特别是不超过10毫克/升(在20℃的环境温度下)的盐或络合物(complex)。在土壤溶液中,即使在施肥良好的土壤中,微溶通常也意味着溶解度不超过1毫克/升。

根据本发明的方法还实现了细菌或真菌种类b的有效性的提高。换言之,通过与至少一种铵源a和至少一种硝化抑制剂c组合使用,增强了(即促进了)细菌或真菌种类b(也称为生物刺激剂)。已发现此类细菌或真菌种类b能够将基本上不可获得的矿物盐(例如难以利用的磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和/或锰盐)转化为其配对物(counterpart),所述配对物是植物可获得的。因此,细菌和/或真菌b原则上能够活化各自的矿物质。令人惊讶地发现,当细菌与组分a和c结合使用时特别有效。

根据本发明的方法还实现了用铵源a和硝化抑制剂c施肥的有效性的提高。换句话说,通过将其与细菌或真菌种类b一起施用增强了组分a和c的组合。

根据本发明的至少一种细菌或真菌种类b具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长的特性。换句话说,组分b可包含(或由其组成)至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b;和/或至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的真菌种类b。示例性地,根据本发明的“至少一种细菌或真菌种类b”可以选自以下组成的列表:

-具有磷酸盐增溶特性的细菌种类;

-具有促进根系生长特性的细菌种类;

-具有磷酸盐增溶和促进根系生长特性的细菌种类;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌种类的混合物;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有磷酸盐增溶特性的细菌种类的混合物;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有促进根系生长特性的细菌种类的混合物;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有磷酸盐增溶和促进根系生长特性的细菌种类的混合物;

和促进根系生长特性;

-一种具有促进根系生长特性的细菌或真菌种类b;

-一种具有磷酸盐增溶和促进根系生长特性的细菌或真菌种类b;

-一种具有磷酸盐增溶特性的真菌种类;

-一种具有促进根系生长特性的真菌种类;

-一种具有磷酸盐增溶和促进根系生长特性的真菌种类;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的真菌种类的混合物;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有磷酸盐增溶特性的真菌种类的混合物;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有促进根系生长特性的真菌种类的混合物;

-两种、三种、四种、五种或更多种各自具有磷酸盐增溶和促进根系生长特性的真菌种类的混合物;和

-各自如上所述的一种或多种细菌种类与一种或多种真菌种类的混合物。

如本文所用,“促进根系生长”可在最广义上理解为刺激根(根茎)生长的任何方法。而且,人们认为铵营养可以促进生长素的微生物产生,而生长素是诱导根系生长的主要激素因子。促进根系生长的多种细菌和真菌种类是本领域众所周知的。

如本文所用,“磷增溶”(“磷酸盐增溶”)可以最广义地理解为使磷酸盐(阴离子)成为植物可用的,换言之,使植物能够吸收基质s的磷酸盐并改善基质s的磷酸盐源对植物生长的可用性。通常,存在于许多土壤中的磷酸岩不是水溶性的,也不能或很少用于植物。因此,磷酸岩中含有存在于基质s中的磷酸根阴离子,但仍然(基本上)不能被植物利用和使用。根据本发明的具有磷酸盐增溶性质的细菌或真菌种类b使磷酸盐可用于植物。通常,磷酸盐的增溶(即活化)直接发生在植物的根际附近。因此,通常,被细菌和/或真菌b溶解的磷酸盐通过植物的根迅速吸收。

在一个高度优选的实施方式中,根据本发明的至少一种细菌或真菌种类b具有磷酸盐增溶性质。

在一个特别优选的实施方式中,根据本发明的至少一种细菌或真菌种类b具有磷酸盐增溶和促进根系生长的特性。

在一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)改善植物的营养。替代地或另外地,本发明的方法用于用铁改善植物的营养。替代地或另外地,本发明的方法用于用锌改善植物的营养。替代地或另外地,本发明的方法用于用锰改善植物的营养。在另一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)和铁改善植物的营养。在另一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)和锌改善植物的营养。在另一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)和锰改善植物的营养。在另一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)、铁和锌改善植物的营养。在另一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)、铁和锰改善植物的营养。在另一个优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)、锌和锰改善植物的营养。在一个特别优选的实施方式中,本发明的方法用于用磷(通常是磷酸盐)、铁、锌和锰改善植物的营养。

根据本发明,至少一种细菌或真菌种类b不构成铵源a的一部分,优选不构成a或基质s的一部分(即不构成a或s的一部分)。这意味着组分a的任选固有存在的细菌和/或真菌含量被至少一种细菌或真菌种类b富集/补充。换句话说,组分b不是固有地包含在组分a中,而是被另外添加的。因此,组分a可以包含或可以不包含一种或多种任选具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌和/或真菌种类。在任何情况下,至少一种(附加的)细菌或真菌种类b被供应到基质s。这不排除在将组分a和b以及任选的c和任选的其他组分供应给基质s之前进行预混合。如果组分a是例如清除的污泥、沼气厂的潮湿残留物或其两种或多种的混合物,则这一组分a通常将包含细菌和任选的真菌种类。然而,根据本发明,添加了至少一种另外的细菌或真菌种类b。

优选地,在本发明的方法中使用一定量的不构成a或s的一部分的种类b。

如本文所用,术语“矿物质”、“矿物质盐”、“养分”、“微量矿物质”,“植物养分”等应在最广义上可互换地理解为包含至少一种所指元素(即磷(通常是磷酸盐)、铁、锌和/或锰)的任何无机实体(即原子、分子或特别是盐或离子)。将理解的是,在磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和锰的情况下,术语“矿物质”是指包含一种或多种上述原子的任何种类的矿物质盐。通常,这些原子不是自然界中的元素,而是分子结合的离子。示例性地,在本发明的上下文中的磷矿物质可包含阴离子,例如磷酸盐(po43-、hpo42-(也称为磷酸氢盐)或h2po4-(也称为磷酸二氢盐))。如本文所用,磷酸氢盐和磷酸二氢盐也被认为是磷酸盐。最典型地,磷酸盐是po43-。这种阴离子的反离子可以是任何阳离子。任选地,磷矿物质也可以构成络合物的一部分。示例性地,在本发明的上下文中,铁矿物质可包含阳离子,例如fe2+或fe3+。这种阳离子的反离子可以是任何阴离子。任选地,铁矿物质也可以构成络合物的一部分。最常见的是,铁以氧化铁的水合形式存在。示例性地,在本发明的上下文中,锌矿物质可包含阳离子,例如zn2+。这种阳离子的反离子可以是任何阴离子。任选地,锌矿物质也可以构成络合物的一部分。示例性地,在本发明的上下文中,锰矿物质可以具有0、+1、+2、+3、+4、+5、+6或+7的氧化态。这种原子或阳离子的结合配偶体、络合配偶体或抗衡离子可以是为此目的足够的任何原子、分子或阳离子。任选地,锰矿物质也可以构成络合物的一部分。

术语“改善植物的营养”可以最广义地理解为改善相应矿物质的吸收。这也可以称为给植物施肥。通常,改善营养导致植物更好的生长和/或健康。此外,优选增加植物中矿物质的含量。

在本发明的上下文中,本领域技术人员将直接且毫无疑义地理解诸如“改善”、“更好”或“增加”之类的(相对)术语的含义。这些术语是指将在根据本发明的方法进行的基质s上与未根据本发明的方法进行的同等(即(基本)相同的)基质s*上栽培的植物进行比较,其中,在给定(相同)时间后获得的同等的(即(基本)相同的)条件下,将植物在土壤s和s*上栽培。因此,更强的植物生长或更高的矿物质含量意味着改善。

“植物生长”可以最广义地理解为在给定时间之后获得的植物高度(例如,以厘米(cm)为单位),和/或在给定时间之后的生物量(例如,以克(g)或千克(kg)为单位),和/或在给定时间后的茎直径(例如,以毫米(mm)为单位)。可替代地,也可以将农作物的数量用作确定植物生长的参数。“矿物质的含量”可以任选地以每千克植物总质量或植物干质量的毫克矿物质数提供(以矿物质质量[mg]/植物总干质量[kg]提供)。

铵源a可以是包含铵离子(nh4+)或包含(或由其组成)用作铵离子前体的化合物的任何分子或分子组合物,例如通常被代谢(例如,通过细菌)或化学转化形成铵离子的化合物,特别是有机结合的氮(特别是伯氨基、仲氨基和叔氨基)。示例性地,这些前体可以选自由尿素、尿酸和氨树胶构成的组。

如前所述,根据本发明,至少50mol%(即,铵源a中存在的氮原子总量的≥50%)作为铵和/或有机结合的氮的总量存在。在一个优选的实施方式中,存在的a的氮的总量的至少55mol%、更优选至少60mol%、至少65mol%、至少70mol%或多于75mol%作为铵和有机结合的氮存在。优选地,不超过50mol%(即,铵源a中存在的氮原子总量的≤50%)、优选地不超过45mol%、更优选地不超过40mol%、特别是不超过40mol%或更少作为硝酸盐和亚硝酸盐的总量存在。

在一个优选的实施方式中,至少一种铵源a是一种化学肥料,其包括(或由其组成)至少一种铵盐、粪肥(液体或固体粪肥,特别是液体)、清除的污泥、沼气厂的潮湿残留物或其两种或多种的混合物。

在一个更优选的实施方式中,至少一种铵源a是包含(或由其组成)至少一种铵盐的化学肥料。

在一个特别优选的实施方式中,至少一种铵源a是包含硫酸铵(或由硫酸铵组成)的化学肥料。

将理解的是,组分a、b和c可以彼此单独地施加,或者a和b可以被预混合并且c可以被单独地施加,或者a和c可以被预混合并且b可以被单独地施加,或者b和c可以预混合并且a可以被单独地施加。

最晚在被施加到基质s上时,组分a、b和c将固有地在基质s中形成水溶液。当将组分在水溶液中混合时,即将组分a、b和c添加至水(最初是中性的,即ph约为7)中,则所得水溶液可具有特定的特性,包括任意ph。

具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的至少一种细菌或真菌种类b可以是适合于此目的的任何细菌或真菌种类。

在一个优选的实施方式中,至少一种细菌和真菌种类b选自木霉(trichoderma)种、假单胞菌(pseudomonas)种、芽孢杆菌(bacillus)种及其组合组成的组。

在一个更优选的实施方式中,至少一种细菌或真菌种类b包括选自胶质类芽孢杆菌(paenibacillusmucilaginosus)、哈茨木霉(trichodermaharzianum)、假单胞菌种(pseudomonassp.)dmsz13134、荧光假单胞菌(pseudomonasfluorescens)、枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)、解淀粉芽孢杆菌(bacillusamyloliquefaciens)及其组合组成的组。

在一个高度优选的实施方式中,至少一种细菌或真菌种类b包括选自胶质类芽孢杆菌、哈茨木霉、假单胞菌种dmsz13134、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌及其组合组成的组。

示例性地,此类细菌或真菌种类b可以在以下实施例部分中这样例证和/或可以从以下实施例部分中示例的供应商处获得。

在一个高度优选的实施方式中,组分b包含至少一种芽孢杆菌种(例如枯草芽孢杆菌和/或解淀粉芽孢杆菌),并且更优选地(基本上)不含其他细菌。

在一个替代的优选实施方式中,至少一种细菌或真菌种类b不是解淀粉芽孢杆菌。在另一个优选的实施方式中,至少一种细菌或真菌种类b不是芽孢杆菌种。

在另一个高度优选的实施方式中,组分b包含至少一种芽孢杆菌种(例如枯草芽孢杆菌和/或解淀粉芽孢杆菌)和至少一种木霉种(例如哈茨木霉),并且更优选地(基本上)不含其他细菌。

示例性地,芽孢杆菌/木霉(例如哈茨木霉(omg16)和枯草芽孢杆菌)或木霉/假单胞菌/-芽孢杆菌(例如哈茨木霉(omg16)、荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌),任选地进一步包含锌和/或锰(zn/mn)的组合产物可在本发明的范围内使用。细菌和/或真菌也可以以混合物的形式商购,例如proradix(德国蒂宾根的souconpadena,假单胞菌种dmsz13134)、vitalinsp1(德国oberamstadt的vitalinpflanzengesundheit),枯草芽孢杆菌、链霉菌种、假单胞菌种、泡叶藻(ascophyllumnodosum)提取物和腐殖酸的混合物,rhizovital(德国柏林abitepgmbh,解淀粉芽孢杆菌fzb42)或combifectora(包括哈茨木霉omg16、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌)。在下面的实施例部分中提供了其他特定实施例。

特别优选地,至少一种细菌和/或真菌种类b在组合物中用作孢子制剂。在一个优选的实施方式中,细菌和/或真菌种类以干燥状态、特别是以干燥的或冷冻干燥的孢子存储。这样的制剂可以具有更高的抗应力性并且具有更长的保存期限。

硝化抑制剂c可以是本领域已知的任何硝化抑制剂。示例性地,硝化抑制剂c可以按照wo2011/032904、wo2014/053401、wo2013/121384、ep-b0808297、ep-b1021416、ep-b2748148、ep-b1120388、wo1996/024566、wo2015/086823、ep-b0974585、wo2015/158853和其中引用的文献中所公开的进行选择和制备。示例性地,硝化抑制剂c可以选自3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)、氯甲基吡啶(nitrapyrine)、氯唑灵和2-氰基胍组成的组。优选地,硝化抑制剂c(基本上)不具有抗菌或抗真菌特性,即,优选地不是杀菌剂或抑菌剂、杀真菌剂或阻止真菌增殖,以避免伤害组分b的细菌和/或真菌。

在一个优选的实施方式中,其中,至少一种硝化抑制剂c是选自以下的化合物,其包含在它们的结构中可以被取代的吡唑残基:1h-1,2,4-三唑、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑、2-氨基-4-氯-6-甲基-嘧啶、2-巯基苯并噻唑、2-磺胺基噻唑、硫脲、4-氨基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、2,4-二氨基-6-三氯-甲基-5-三嗪、二硫化碳、硫代硫酸铵、三硫代碳酸钠、2,3-二氢-2,2-二甲基-7-苯并呋喃氨基甲酸甲酯和n-(2,6-二甲基-苯基)-n-(甲氧基乙酰基)-丙氨酸甲酯。

在一个优选的实施方式中,至少一种硝化抑制剂c可以选自3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)、2-(3,4-二甲基-吡唑-1-基)-琥珀酸、3,4-二甲基吡唑(dmp)、1h-1,2,4-三唑、3-甲基吡唑(3-mp)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑、2-氨基-4-氯-6-甲基-嘧啶、2-巯基-苯并噻唑、2-磺胺基噻唑、硫脲、1-羟基吡唑、2-甲基-吡唑-1-甲酰胺、4-氨基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、2,4-二氨基-6-三氯甲基-5-三嗪、二硫化碳、硫代硫酸铵、三硫代碳酸钠、2,3-二氢-2,2-二甲基-7-苯并呋喃氨基甲酸甲酯和n-(2,6-二甲基苯基)-n-(甲氧基乙酰基)-丙氨酸甲酯。

在一个优选的实施方式中,至少一种硝化抑制剂c是式(i)的化合物

或其立体异构体、盐、互变异构体或n-氧化物,其中

a是芳基或杂芳基,其中,芳环在每种情况下可以是未取代的或可以被取代基部分或完全取代,其中所述取代基彼此独立地选自r1a和r2a,其彼此独立地选自h和c1-c2-烷基;和

r3a为h、c1-c4-卤代烷基、c1-c4-羟烷基、乙炔基羟甲基、苯基羟甲基或芳基,其中芳环可以是未取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基彼此独立地选自rb

并且其中

ra

(i)卤素、cn、nrarb、orc、src、c(=y1)rc、c(=y1)orc、c(=y1)src、c(=y1)nrarb、y2c(=y1)rc、y2c(=y1)orc、y2c(=y1)src、y2c(=y1)nrarb、y3y2c(=y1)rc、nrgn=c(rd)(re)、c(=n-orc)rg、c(=n-orc)rg、c(=n-src)rg、c(=n-nrarb)rg、s(=o)2rf、nrgs(=o)2rf、s(=o)2y2c(=y1)rc、s(=o)2y2c(=y1)orc、s(=o)2y2c(=y1)src、s(=o)2y2c(=y1)nrarb、no2、non-cn、c1-c6-烷基、c2-c6-烯基、c2-c6-炔基、c1-c4-卤代烷基、c1-c4-氰基烷基、c1-c4-羟烷基、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔基-c1-c2-羟烷基、c2-c4-炔氧基;

(ii)c1-c4-亚烷基-c(=y1)rc、c2-c4-亚烯基-c(=y1)rc、c1-c4-亚烷基-c(=y1)orc、c2-c4-亚烯基-c(=y1)or°、c1-c4-亚烷基-c(=y1)src、c2-c4-亚烯基-c(=y1)src、c1-c4-亚烷基-c(=y1)nranrb、c2-c4-亚烯基-c(=y1)nranrb、c1-c4-亚烷基-y2-c(=y1)rc、c2-c4-亚烯基-y2-c(=y1)rc、c1-c4-亚烷基-nrarb、c2-c4-亚烯基-nrarb、c1-c4-亚烷基-orc、c2-c4-亚烯基-orc、c1-c4-亚烷基-src、c2-c4-亚烯基-src,其中c1-c4-亚烷基或c2-c4-亚烯基链在每种情况下可以未被取代或可以被org、cn、卤素或苯基部分或完全取代;

(iii)芳基、芳基-c1-c2-烷基、杂芳基或杂芳基-c1-c2-烷基,其中芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被彼此独立地选自rh的取代基部分或完全取代;

(iv)3至14元饱和或不饱和的碳环或杂环,其可包含1、2或3个彼此独立地选自nr1b、o和s的杂原子,其中s可被氧化和/或其中碳环或杂环可以是未被取代的或可以被彼此独立地选自ri的取代基部分或完全取代;并且,其中r1b为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基或org;或者

(v)l-b,其中

l为-ch2-、-ch=ch-、-cec-、-c(=o)-或者-ch=,并且

b为芳基或杂芳基,其中芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被彼此独立地选自rh的取代基部分取代或完全取代;或者

3至14元饱和或不饱和碳环或杂环,其可含有1、2或3个彼此独立地选自nr1b、o和s的杂原子,其中s可被氧化和/或其中碳环或杂环可以是未被取代的或可以被彼此独立地选自ri的取代基部分或完全取代;并且,其中r1b为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基或org;或者

(vi)两个取代基ra一起代表一个碳环或杂环,其与a稠合并且可以包含1、2或3个杂原子,它们彼此独立地选自nr1c、o和s,其中s可以被氧化和/或其中碳环或杂环可以未被取代或可以被彼此独立地选自ri的取代基部分或完全取代;并且,其中r1c为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基、c3-c6-杂环基、c3-c6-杂环基甲基或org

并且其中

rb为nh-c(=o)-(c1-c4-烷基)、nh-c(=o)-(c2-c4-烯基)、nh-c(=o)-(c1-c2-烷氧基-c1-c2-烷基)、nh-c(=o)-(c3-c6-环烷基)、nh-s(=o)2-(c1-c4-烷基)或no2,并且其中

y1、y2和y3彼此独立地选自o、s和nr1a,其中r1a在每种情况下独立地为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6环烷基、c3-c6环烷基甲基、org、srg或nrmrn

ra和rb彼此独立地选自

(i)h、nrrk、orl、srl、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c2-c4-炔基、c1-c4-羟烷基、c1-c4-烷氧基、c(=y1)r'、c(=y1)orl、c(=y1)srl、c(=y1)nrjrk、c(=y1)c(=y2)rl、s(=o)2rf

(ii)芳基或杂芳基,其中所述芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被彼此独立地选自rb的取代基部分或完全取代;或者

ra和rb与它们所键合的氮原子一起形成

(iii)可以未被取代或可以被彼此独立地选自rb的取代基部分或完全取代的杂芳基;或者

(iv)3至10元饱和或不饱和的杂环,其可含有1、2或3个彼此独立地选自nr1b、o和s的杂原子,其中s可被氧化和/或其中杂环可以是未被取代的,或者可以被彼此独立地选自r'的取代基部分或完全取代;并且其中r1b为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基或org

rc

(i)h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c2-c4-炔基、c(=o)or'、c(=o)sr'、c(=o)nrjrk

(ii)c1-c4-亚烷基-c(=o)r'、c1-c4-亚烷基-c(=o)or',其中c1-c4-亚烷基链在每种情况下可以未被取代或可以被org、cn、卤素或苯基部分或全部取代;

(iii)芳基、芳基-c1-c2-烷基、杂芳基或杂芳基-c1-c2-烷基,其中芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被彼此独立的选自rh的取代基部分或完全取代;或者

(iv)3至10元饱和或不饱和的碳环或杂环,其可含有1、2或3个彼此独立地选自nr1b、o和s的杂原子,其中s可被氧化和/或其中所述碳环或杂环可以是未取代的,或者可以被彼此独立地选自r1的取代基部分或完全取代;其中r1b为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基或org

rd和re独立地选自c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、nrjrk、or'、sr'、cn、c(=y1)rl、c(=y1)or'、c(=y1)sr'或c(=y1)nrjrk

rf为c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、nrjrk、orl、srl、芳基或杂芳基,其中芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基彼此独立地选自rh

rg为h或者c1-c4-烷基;

rh为卤素、cn、no2、nrjrk、orl、srl、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c2-c4-炔基、c1-c4-卤代烷基、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔氧基、c(=y1)rl、c(=y1)orl、c(=y1)sr1、c(=y1)nrjrk、芳基、芳氧基、杂芳基和杂芳氧基;

ri

(i)卤素、cn、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c2-c4-炔基、c1-c4-卤代烷基、c2-c4-卤代烯基;

(ii)=nr1d,其中r1d为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基或org

(iii)=0、=s、nrjrk、orl、srl、c(=y1)rl、c(=y1)orl、c(=y1)srl、c(=y1)nrjrk

(iv)芳基、芳基-c1-c2-烷基、杂芳基或杂芳基-c1-c2-烷基,其中芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基彼此独立选自卤素、cn、c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔基氧基、org和srg;或者

(vi)c3-c6-环烷基或3至6元杂环基,其中环烷基环或杂环基环可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基彼此独立地选自卤素、cn、c1-c4-烷基、org和srg

rj和rk独立地选自h、org、srg、c(=y1)rg、c(=y1)org、c(=y1)srg、c(=y1)nrmrn、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c2-c4-炔基、c1-c4-卤代烷基、芳基或杂芳基,其中芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基独立地选自卤素、cn、c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔基氧基、org和srg

rl为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c2-c4-炔基、c1-c4-卤代烷基、c(=y1)rg、c(=y1)org、c(=y1)srg、c(=y1)nrmrn、芳基或杂芳基,其中所述芳基或杂芳基的芳环可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基独立地选自卤素、cn、c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔氧基、org和srg;并且

rm和rn独立地选自h和c1-c4-烷基。

在一个优选的实施方式中,在所述式(i)的化合物中,a是苯基或6元杂芳基,优选苯基,其中芳环在每种情况下可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基相互独立地选自ra

在一个更优选的实施方式中,在所述式(i)的化合物中,r1和r2均代表氢。

在另一个优选的实施方式中,在所述式(i)的化合物中,r3为氢、c1-c4卤代烷基或乙炔基羟甲基,且优选r3为氢。

在另一个优选的实施方式中,在所述式(i)的化合物中,ra(如果存在的话)为

(i)卤素、cn、nrarb、orc、c(=y1)rc、c(=y1)orc、c(=y1)src、c(=y1)nrarb、y2c(=y1)rc、y2c(=y1)nrarb、nrgn=c(rd)(re)、s(=o)2rf、no2、c1-c6-烷基、c2-c6-或c1-c4-卤代烷基、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔基-c1-c2-羟烷基、c2-c4-炔氧基;

(ii)c2-c4-亚烯基-c(=y1)rc、c2-c4-亚烯基-y2-c(=y1)rc,其中c1-c4-亚烷基或c2-c4-亚烯基链在每种情况下可以是未被取代的或可以被cn或卤素部分或完全取代;

芳基,其中芳基的芳环可以未被取代或可以被彼此独立地选自rh的取代基部分或完全取代;或者

(iii)3至14元饱和或不饱和杂环,其可含有1、2或3个彼此独立地选自nr1b、o和s的杂原子,其中s可被氧化和/或其中杂环可以未被取代或可以被彼此独立地选自r'的取代基部分或完全取代;并且,其中r1b为h、c1-c4-烷基、c2-c4-烯基、c3-c6-环烷基、c3-c6-环烷基甲基或org,其中优选地

y1、y2和y3彼此独立地选自o、s和nr1a,其中r1a在每种情况下独立地为h、c1-c4-烷基、oh或nh2。

ra和rb彼此独立地选自

(i)h、nh2、c1-c4-烷基、c1-c4-羟烷基、c(=o)h、c(=s)h、c(=n-h)h、c(=n-(c1-c4)烷基)h、c(=n-oh)h、c(=n-nh2)h,或ra和rb与它们所键合的氮原子一起形成

(iv)3到10元的饱和或不饱和杂环,其可以包含1个、2个或3个杂原子,它们彼此独立地选自nr1b、o和s,其中s可以被氧化和/或其中杂环可以是未被取代的或可以被彼此独立地选自c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、c2-c4-卤代烯基和=o的取代基部分或完全取代;并且其中r1b为h、c1-c4-烷基或oh;

rc

(i)h、c1-c4-烷基;或者

(iv)3到10元的饱和或不饱和碳环或杂环,其可含有1个、2个或3个彼此独立地选自nr1b、o和s的杂原子,其中s可被氧化和/或其中碳环或杂环可以是未被取代的或可以被取代基部分或完全取代,所述取代基彼此独立地选自c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、c2-c4-卤代烯基和=o;并且其中r1b优选为h、c1-c4-烷基或oh;

rd和re独立地选自nh2和c(=o)oh;

rf为c1-c4-烷基;

rg为h;

rh是卤素或c1-c4-烷氧基;并且

ri

(i)c1-c4-烷基、c1-c4-卤代烷基、c2-c4-卤代烯基;或(iii)=o。

在一个优选的实施方式中,在所述式(i)的化合物中,

r1和r2都代表氢,

r3是氢,并且

a为苯基,其中芳环被1、2或3个取代基ra取代,其中取代基ra彼此独立地选自卤素、cn、nh2、c(=o)nrarb、nhc(=o)nrarb、nhc(=s)nrarb、nhc(=o)h、c1-c4-烷氧基、c2-c4-炔基-c1-c2-羟烷基和c2-c4-炔基氧基,

其中ra和rb在每种情况下彼此独立地选自h、c1-c2-烷基、nh2、c1-c2-羟烷基,或其中ra和rb可以与它们所键合的氮原子一起形成吗啉环。

在一个更优选的实施方式中,至少一种硝化抑制剂c选自3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)、2-(3,4-二甲基-吡唑-1-基)-琥珀酸、3,4-二甲基吡唑(dmp)、1h-1,2,4-三唑、3-甲基吡唑(3-mp)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶和5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑组成的组。

应当理解,本文所示的式还包括酸形式以及中和形式,尤其是其碱金属盐(例如,相应的钠、钾或锂盐)。

在一个高度优选的实施方式中,至少一种硝化抑制剂c选自3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)和2-(3,4-二甲基-吡唑-1-基)-琥珀酸或其盐,特别是其碱金属盐。

在一个高度优选的实施方式中,至少一种硝化抑制剂c是通式(ii)的化合物

或其酸加成盐,其中自由基r1、r2、r3和r4彼此独立地具有以下含义:

r1、r2、r3和r4可以是氢、c1-至c20-烷基、c3-至c8-环烷基、c5-至c20-芳基或烷基芳基,这四个自由基可以被卤素和/或羟基单取代或双取代,

r1、r2、r3也可以是卤素或硝基;

r4也可以是具有式(iii)的自由基

其中

-r5和r6彼此独立地是氢、可以被卤素和/或羟基单取代或双取代的c1-至c20-烷基、羧基、羧甲基或后提到的两个基团的官能衍生物,并且

-r7是羧基自由基或羧基-(c1-至c3-烷基)自由基或这些基团的官能衍生物,

或选自1h-1,2,4-三唑、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶和5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑组成的组。

在一个特别优选的实施方式中,至少一种硝化抑制剂c是3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)。

任选地,可以进一步向植物提供一种或多种附加的盐,以作为组分e进一步改善植物的营养。可以选择这种附加的盐e以减轻植物的应激。这种附加的盐e可以示例性地选自由一种或多种锌盐、一种或多种镁盐、一种或多种海藻提取物及其组合组成的列表。

所述植物通常可以是将要种植的任何植物。优选地,所述植物是用于农业(agriculture)的植物,包括农业(farming)和园艺。

因此,在一个优选的实施方式中,所述植物是农作物,特别是选自玉米、小麦和番茄组成的组的农作物。

在一个特别优选的实施方式中,所述植物是玉米。

在其上栽培或打算栽培植物的农业用途的基质s可以是任何种类的基质,包括任何种类的土壤和任何种类的人造植物基质(例如膨胀粘土集料、矿棉、硅胶树脂片胶凝体(seetgel)、珍珠岩、聚合物(例如苯乙烯(styromull)、聚苯乙烯、聚氨酯等)或其两种或更多种的组合,任选地还包含添加剂,例如超吸收剂)。在实施根据本发明的方法之前,其可以具有任意ph。示例性地,ph可以在4至10的范围内。优选地,在进行根据本发明的方法之前,基质s的ph在5至9的范围内,更优选在5.0至8.5的范围内,甚至更优选在5至8的范围内,特别是在5.5至7.5的范围内,例如在5.5至6.0的范围内,在6.0至6.5的范围内,在6.5至7.0的范围内,或在7.0到7.5的范围内。

优选地,在实施根据本发明的方法之后,基质s的ph降低(即,土壤被酸化)、保持不变、或仅以不超过1个ph单位稍微升高,更优选降低、保持不变或增加不超过0.5个ph单位,特别是减少、保持不变或增加不超过0.1个ph单位。换句话说,在实施本发明的方法时,基质s中的质子(h+)浓度优选增加、保持不变或减少不超过10、3或1.3倍。

更优选地,在实施根据本发明的方法之后,基质s的ph降低(即,土壤被酸化),其中降低可以示例性地为降低多达4个ph单位、多达3个ph单位、多达2个ph单位、多达1个ph单位、0.1至3个ph单位、0.2至2个ph单位或0.5至1个ph单位。换句话说,在进行根据本发明的方法时,基质s中的质子(h+)浓度优选地增加,其中增加是基质s中的质子浓度的增加多达10000倍、多达1000倍、多达100倍、多达10倍、1.3到1000倍、1.6到100倍或3到10倍。

在一个优选的实施方式中,至少一种铵源a中的氮与至少一种硝化抑制剂c之间的重量比(a:c)为20:1至10000:1,优选介于20:1和5000:1之间,介于50:1和1000:1之间,或介于75:1和200:1之间。例如,相对于一种或多种铵源a中所含氮的总含量(总n设定为100%),硝化抑制剂c的使用量可以在0.1至20%(w/w)之间,优选在0.2至12%(w/w)之间或在0.5至1%(w/w)之间。例如,相对于一种或多种铵源a中所含氮的总含量(总n设定为100%),硝化抑制剂c的使用量可以为0.6%(w/w)、0.7%(w/w)、0.8%(w/w)、0.9%(w/w)、1.0%(w/w)、1.1%(w/w)、1.2%(w/w)、1.3%(w/w)、1.4%(w/w)、1.5%(w/w)、1.6%(w/w)、1.7%(w/w)、1.8%(w/w)、1.9%(w/w)、2%(w/w)、3%(w/w)、3%(w/w)、4%(w/w)、5%(w/w)、6%(w/w)、7%(w/w)、8%(w/w)、9%(w/w)、10%(w/w)、11%(w/w)或12%(w/w)。在示例的novatecsolub(compo)组合物中,相对于氮的总含量(设定为100%),硝化抑制剂dmpp的量通常在0.8%(w/w)的范围内。硝化抑制剂c的量将适合于各个化合物。例如,它可以适合于分子量。上述量对于硝化抑制剂如dmpp可能是特别有益的。

具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的一种或多种细菌或真菌种类b可以以任何量使用。在一个优选的实施方式中,使用107至1011个菌落形成单位(cfu)kg-1的基质s,优选使用108至108cfukg-1的基质s,示例性地,使用109cfukg-1的基质s。

土壤ph的降低任选地还可能与较大的根系导致的根诱导的根际酸化的较大空间扩展有关。

优选地,基质s是含有至少一种矿物质的微溶盐的土壤,所述矿物质优选可被细菌或真菌种类b活化。

基质s可以包含或可以不包含至少一种磷酸盐或无机再循环肥料产品(灰、块)。

具有一种或多种微溶性矿物质(例如磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和/或锰)的植物营养不足可能有不同的原因。示例性地,这可能是由于来自基质s的矿物的植物可利用性差和/或可能由于植物的根系发育不足。

在一个优选的实施方式中,在进行步骤(ii)之前,每千克基质s包含少于50mg、更优选地不超过30mg、特别地不超过20mg的植物可利用的磷酸盐。

植物可用的磷酸盐是根据(德国)乙酸钙乳酸钙(cal)提取方法,在ph6.5-8.5下进行测定的(添加或不添加微溶性磷肥,例如岩石-磷或污水污泥灰分)。如本文所用,对微溶性矿物质,特别是磷酸盐(pcal、calp)的cal测定是指根据handbuchderbodenuntersuchung:terminologie,verfahrensvorschriftenundphysikalische,chemische,biologischeuntersuchungsverfahren:gesetzlicheregelwerke.hrsg.din,deutschesinstitutfürnormunge.v.,beuthverlag,2000,isbn3-410-14590-7中的数据表vdlufai、pundk、a6.2.1.1进行的测定。在实施例部分中将进一步举例说明。

如本文所用的术语“植物可利用的磷酸盐”可在最广义上理解为用于植物生长的磷酸盐的可用性。通常,存在于许多土壤中的磷酸岩不是水溶性的,也不能或很少用于植物。因此,磷酸岩中含有存在于基质s中的磷酸根阴离子,但仍然(基本上)不能被植物利用和使用。

通常,在每千克基质s约50mg或以上的植物可利用的磷酸盐浓度(calp/kg土壤)下,对于许多植物而言,磷酸盐在田间条件下通常不再是生长限制因子。

在一个优选的实施方式中,植物具有不足以有效吸收养分的根系,特别是其中植物显示出较早的根系生长和/或已经经受了诸如低根区温度的胁迫条件。

然后,本发明的方法可以在土壤含量充足但根系养分获取能力有限的条件下促进关键养分的获取。如本文所用,低温可以示例性地是在低于15℃的范围内的温度,示例性地在0到20℃的范围内,优选地在5到15℃的范围内,特别是在10到15℃的范围内,示例性地在12到14℃的范围内。

本发明的方法还适用于植物检疫用途,例如增加植物对病原体例如真菌、细菌和/或病毒的抗性,特别是在根际中,而且还在整个植物具有抗性。

如上所述,所述方法特别适用于缺少至少一种矿物质的基质s。因此,在实施本发明的方法之前,基质s优选仅包含少量植物可利用的矿物质可溶性盐。

所述方法的步骤(ii),即,将组分a、b和c供应给基质s,可以通过任何方式进行。在一个优选的实施方式中,可以制备液体组合物,并通过浸湿将其施加到植物和/或植物的种子上。示例性地,可以通过对育苗盆中的基质s进行施肥灌溉或浸湿来使用种子行起子(starter)施用。也可以使用显示出优异的根定殖效率的粒状制剂的种子放置。可以使用拌种。特别优选地,使用液体制剂的施肥灌溉。或者,可以将组分a、b和c中的一种或两种或全部以一种或多种粉末或小丸/颗粒的形式施用于植物。如本文所用,术语“小丸”和“颗粒”可以互换地理解为在毫米或微米范围内(例如,在0.01至1mm、0.1至2mm或0.5至5mm的范围内)的任何固体颗粒。也可以将这样的粉末或颗粒掺入到靠近根部的基质s中。或者,可以将组分a、b和c中的一种或两种或全部用作储库(depot)施用于植物。也可以将这样的储库埋在根附近。

如上所述,组分a、b和c可以与另一种组合应用,或者可以与另一种部分地组合使用,或者可以与另一种单独地施用。

在一个优选实施方式中,所述方法包括步骤

(i-i)将组分a、b和c预混合,从而形成混合物abc,任选地形成水悬浮液或固态(例如,作为小丸/颗粒),

在步骤(i)之后和进行步骤(ii)之前,其中步骤(ii)是

(ii)将混合物abc施用于在其上栽培或打算栽培植物的农业用途的基质s上。

由步骤(i-i)获得的预混合的组合物可以是液体、粉末或糖浆。任选地,也可以将组分a、b和/或c中的一种、两种或全部制粒,形成包含组分a、b和/或c中的一种或两种的小丸。这将取决于组分和任选的其它成分,特别取决于铵源a(通常是最大体积)和取决于可选的溶剂(例如水)的存在,所述组分可在溶剂溶解。在一个优选的实施方式中,组分a、b和c形成水悬浮液,其中优选地组分a和c至少部分溶解,并且所述细菌和/或真菌b被悬浮。

在一个特别优选的实施方式中,制备包含组分a和c的小丸/颗粒,并示例性地通过将组分b浸泡或喷涂在包含组分a和c的小丸/颗粒上而用组分b涂覆。

在一个高度优选的实施方式中,混合物abc,特别是当以固态提供时(例如,以小丸/颗粒的形式),可以示例性地作为贮存器/储库添加到根际中。

在一个替代的优选实施方式中,所述方法包括以下步骤:

(i-ii)将组分a和c预混合,从而形成混合物ac,任选地在水溶液或悬浮液中,

在步骤(i)之后和进行步骤(ii)之前,其中步骤(ii)包括以下步骤

(ii-a)将混合物ac施用于在其上栽培或打算栽培植物的农业用途的基质s上,和

(ii-b)将组分b施用于在其上栽培或打算栽培植物的农业用途的基质s上,

其中步骤(ii-a)可以与步骤(ii-b)同时、在其之前或之后进行。

取决于生物体的选择,将步骤(ii-a)和(ii-b)彼此单独地进行(即,不同时进行)可以使对组分b的微生物的毒性风险最小化,并且可以为组合提供更高的灵活性。

在一个特别优选的实施方式中,可以通过浸泡植物的幼苗然后种植植物来进行将组分b施用于农业用途的基质s上。然后,可以在这一步骤之后将混合物ac供应到基质s上。

在另一个特别优选的实施方式中,可以通过供应贮存器(在根际中包含组分b的储库,并且可以通过任何方式将混合物ac另外添加至基质s)来进行将组分b施用于农业用途的基质s上。

可以在进行步骤(ii)之前、同时或之后将植物的种子施用到基质s上。

在一个优选的实施方式中,根据步骤(ii)将组分a、b和/或c中的至少一种施用于基质s上,同时将植物的种子施用于基质s上。

然后,步骤(ii)和(iii)涉及:

(ii)将组分a、b和c以及植物种子(同时)施用到打算在其上栽培植物的农业用途的基质s上;和

(iii)使植物在从步骤(ii)获得的基质s中能够(开始)生长。

示例性地,根据步骤(ii)将组分a施用于基质s上,同时将植物的种子施用于基质s上。可替代地,根据步骤(ii)将组分b施于基质s上,同时将植物的种子施用于基质s上。可替代地,根据步骤(ii)将组分c施用于基质s上,同时将植物的种子施用于基质s上。可替代地,根据步骤(ii)将组分a和b的组合(ab)施用于基质s上,同时将植物的种子施于基质s上。可替代地,根据步骤(ii)将组分a和c的组合(ac)施用于基质s上,同时将植物的种子施于基质s上。可替代地,根据步骤(ii)将组分b和c(bc)的组合施用于基质s上,同时将植物的种子施于基质s上。可替换地,根据步骤(ii)将组分a、b和c的组合(abc)施用于基质s上,同时将植物的种子施用于基质s上。在根据步骤(ii)将一种或多种组分施用于基质s,在与施加种子同时进行的这些情况下的每一种情况中,种子以及一种或多种种子可以彼此独立地施用或与另一种组合施用。另外的组分是分别添加的,其可以同时、在先或在后进行。

在一个优选的实施方式中,种子用包含一种或多种组分a、b和/或c的组合物涂覆。

示例性地,可以用包含组分a的组合物或包含组分b的组合物,或包含组分c的组合物,或包含组分a和b(ab)的组合物,或包含组分a和c(ac)的组合物,或包含组分c和b的组合物(cb),或包含组分a、b和c的组合物(abc)涂覆种子。将会很好地理解,涂层可以任选地包含其他成分,例如选自由粘合剂(例如,一种或多种糖)、填充剂、促进植物生长的矿物质、细菌和/或真菌养分及其两种或更多种的组合组成的组。本领域技术人员将知道可用于此类涂层的许多成分。另外的组分是分别添加的,其可以同时、在先或在后进行。

示例性地,可以用包含至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b(组分b)和包含硝化抑制剂(组分c)的铵源(组分a)的组合的组合物涂覆种子。在此实施例中,步骤(ii)和(ii)涉及:

(ii)施用

(a)用组合物涂覆的种子,所述组合物包含至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b,和

(b)包含至少一种铵源a和至少一种硝化抑制剂(例如dmpp)的组合物

至打算在其上栽培植物的农业用途的基质s;和

(iii)使植物在从步骤(ii)获得的基质s中能够(开始)生长。

在另一个替代的优选的实施方式中,在播种植物之前,通过根据本发明的方法制备基质s。然后,步骤(ii)和(ii)涉及:

(ii)将组分a、b和c施用到打算在其上栽培植物的农业用途的基质s上;

(ii*)将植物的种子施用于从步骤(ii)获得的基质s上;和

(iii)使植物在从步骤(ii)获得的基质s中能够(开始)生长。

在一个替代的优选实施方式中,在进行根据本发明的方法之前已经种植植物,并且步骤(iii)是指使得植物能够在从步骤(ii)获得的基质s中进一步生长。然后,步骤(ii)和(ii)涉及:

(ii)将组分a、b和c施用于(已经)在其上栽培了植物的农业用途的基质s上;和

(iii)使植物在从步骤(ii)获得的基质s中进一步生长。

如上所述,在一个优选的实施方式中,该方法用于改善植物的根系生长。

如上所述,本发明基于组分a、b和c的相互作用。因此,本发明包括所述组分的预期应用,特别是所述组分向基质s的同时补充。

如本文所用,术语“植物根”可在最广义上解释为根际任何部分的生长,即根系生长。特别优选地,与在不经受根据本发明的方法的同等条件下在同等的基质s*上生长的植物的根所获得的生物量相比,根的生物量(其总重量和/或干重)得到提高。

在一个特别优选的实施方式中,所述方法用于改善植物的植物根。因此,优选地刺激根的生长。与在不经受根据本发明的方法的同等条件下在同等的基质s*上生长的同等的植物相比,根的生物量(其总重量和/或干重)提高了。将理解的是,促进的根部生长还可以促进养分吸收、水分吸收和/或总植物生长,特别是根部生长。

本发明的另一方面涉及以下组分(组合)用于改善使用一种或多种选自由磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和锰组成的组的微溶矿物质的植物的营养的用途:至少一种铵源a,其中a的总氮含量的至少50mol%以铵和/或有机结合的氮的形式存在,至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b,其中b不构成a的一部分,以及至少一种硝化抑制剂c。

将会理解,在根据本发明的方法的上下文中列出的所有定义和优选实施方式在细节上作必要修改后也适用于该用途。因此,该用途优选进一步以在本文列出的方法的情况下列出的一个或多个特征为特征。

如在该用途的上下文中使用的,术语“组合”可以最广义地理解为使用所有组分a、b和c。这不一定意味着这些成分包含在单个组合物中。它们也可以与另一个单独地应用。

本发明的另一方面涉及可用于根据本发明的方法的组合物,所述组合物包含(特别是由以下组成):

(a)一种或多种铵源a,

(b)一种或多种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b,

(c)一种或多种硝化抑制剂c,

(d)任选地水,

(e)任选地一种或多种其他盐,进一步改善植物的营养,和

(f)任选地一种或多种选自由防腐剂、色素、细菌和/或真菌养分、有机溶剂和填充剂组成的组的添加剂,

其中所述组合物的总氮含量的至少50mol%以铵和/或有机结合的氮的形式存在,和

其中所述组合物不包含铵源a,所述铵源a包含具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类。

将理解的是,在根据本发明的方法的上下文中列出的所有定义和优选实施方式在细节上作必要修改后也适用于本发明的组合物。

如上所述,在一个优选的实施方式中,所述组合物不包含相当数量的(微溶的)矿物质的可溶性盐,例如选自磷(通常为磷酸盐)、铁、锌和锰组成的组的矿物质。将理解的是,所述组分可包含痕量的此类盐。在一个优选的实施方式中,所述组合物(基本上)不包含选自磷(通常是磷酸盐)、铁、锌和锰盐组成的组的盐,特别是(基本上)不包含这种固体形式和/或合成来源的盐,固体形式和/或合成来源的磷盐(通常为磷酸盐)。在一个优选的实施方式中,所述组合物(基本上)不包含这种固体形式和/或合成来源的盐,特别是(基本上)不包含固体形式和/或合成来源的磷盐(通常为磷酸盐)。

在一个优选的实施方式中,基于组分a、b和c的重量之和,组合物中磷的量低于10%(w/w),优选低于5%(w/w),更优选低于1%(w/w)或低于0.1%(w/w)。

在一个优选的实施方式中,所述至少一种细菌或真菌种类b不是解淀粉芽孢杆菌,并且基于组分a、b和c的的重量之和和磷总量,组合物中磷的量低于10%(w/w),优选低于5%(w/w),更优选低于1%(w/w)或低于0.1%(w/w)。

将理解的是,所述组合物不含这种铵源a,所述铵源a包含具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类。因此,所述组合物通常将典型地不含粪便、清除的污泥、沼气厂潮湿的残留物和土壤。在一个优选的实施方式中,一种或多种铵源a是一种或多种铵盐,更优选地是包含至少一种铵盐、特别是硫酸铵的化学肥料。

在一个优选的实施方式中,组分a和b在空间上可以彼此分离或可以不彼此分离。在一个优选的实施方式中,a和b是混合粉末。在另一个优选的实施方式中,将a和b在空间上分离的容器或袋中提供。

任选地,这种组合物也可以用作植物种子的涂层。因此,本发明还涉及用根据本发明的组合物涂覆的种子(通常(基本上)不用水)。

任选地,这种组合物也可以造粒。因此,本发明还涉及包含(或由其组成)根据本发明的组合物的小丸。

在一个优选的实施方式中,组合物包含一种或多种附加的盐,其作为组分e进一步改善植物的营养。可以选择这样的附加的盐e以减轻植物的应激。这样的附加的盐e可以示例性地选自由一种或多种锌(zn)盐、一种或多种镁(mg)盐、一种或多种锰(mn)盐、一种或多种海藻提取物及其组合组成的列表。在一个优选的实施方式中,组分e包含(或由其组成)zn/mn混合物(即,zn和mn盐的混合物)。

该组合物可以是粉末、液体或糖浆。任选地,它可以是商业产品。然而,优选地,使用者恰好在使用该组合物之前,即在将该组合物施用于在其上栽培或打算栽培植物的农业用途的基质s上完成该组合物。特别优选地,使用者在使用前将组分b、c以及任选的d、e和/或f添加到一种或多种铵源a中。本发明还涉及包含根据本发明的组合物的包装单元,例如罐或小袋/袋。

在一个特别优选的实施方式中,组合物是包含组分a、b和c以及任选地组分c、d和/或e中的一种或多种的小丸/颗粒。示例性地,这种小丸/颗粒的芯可以包含组分a和c,并且壳可以包含组分b。这可以任选地通过将包含组分a和c的前体小丸/颗粒用包含组分b的悬浮液喷涂或浸泡来实现。

根据组分b的微生物(即,具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的一种或多种细菌或真菌种类b),将选择组分的任选预混合和/或施用制剂。示例性地,可以单独使用包含组分a和c的液体制剂,用于种子行施用的液体微生物接种剂,育苗盆的土壤掺入或土壤浸湿。示例性地,可以使用粒状制剂(例如可以使用具有用于肥料和微生物的单独颗粒的混合产物,例如用于种子放置下的微生物)。

本发明的另一方面涉及一种用于根据本发明的方法的试剂盒,其包含至少一种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b,其中b不构成a的一部分,以及至少一种硝化抑制剂c和任选的一种或多种铵源a。

应当理解,以上在方法和根据本发明的组合物的上下文中列出的所有定义和优选实施方式在细节上作必要修改后也适用于本发明的试剂盒。

在一个优选的实施方式中,所述至少一种细菌和/或真菌种类b以孢子制剂的形式存在于试剂盒中。在一个特别优选的实施方式中,细菌和/或真菌种类以干燥状态,特别是干燥或冷冻干燥的孢子存储。这样的制剂可以具有更高的抗应力性并且具有更长的保存期限。细菌和/或真菌种类(孢子)可以以任何形式包装,例如在容器或小袋中。

任选地,试剂盒可以包含丸状(颗粒)形式的组分a、b和/或c中的一种、两种或全部,它们如上所述与另一种分离或组合。

在一个优选的实施方式中,所述试剂盒包含(或由其组成)以下组分作为功能成分:

(b)一种或多种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b,

(c)一种或多种硝化抑制剂c,

(a)任选地一种或多种铵源a,

(d)任选地水,

(e)任选地一种或多种其他盐,进一步改善植物的营养,

(f)任选地一种或多种选自由防腐剂、色素、细菌和/或真菌养分、有机溶剂和填充剂组成的组的添加剂,和

应当理解,试剂盒通常将进一步包括用于包装功能组件的装置。

在一个优选的实施方式中,该试剂盒进一步包括用于实施根据本发明的方法的用户说明书。

在一个优选的实施方式中,根据本发明的试剂盒不包含(即(基本上)不含)除细菌或真菌种类b之外的其他细菌种类x。

根据本发明的试剂盒可包含(或由其组成)以下组分作为功能组分:

a两种或多种组分,与另一种组分和一种或多种其他单独提供的组分预混合;

b一种预混合的组合物,其包含(或由其组成)组分b和c以及任选的a、d、e和/或f;

c所有组分b和c,以及任选地分别提供的a、d、e和/或f。

在一个特别优选的实施方式中,所述试剂盒包含(或由以下组成):

(i)一种粉末,其包含(或由其组成)组分b以及任选地组分e和/或f;

(ii)一种粉末,其包含(或由其组成)组分c和任选地组分f;和

(iii)任选地包含(或由其组成)组分a和/或f中任一者的组合物。

在一个替代的优选实施方式中,试剂盒包含(或由以下组成):

(i-ii)粉末,其包含(或由其组成)组分b和c以及任选地组分e和/或f;和

(iii)任选地包含(或由其组成)任意的组分a和/或f中任一者的组合物。

在一个替代的优选实施方式中,试剂盒包含(或由以下组成):

(i*)液体或糖浆组合物,其包含组分b(或由其组成)以及任选地组分e和/或f;

(ii)粉末,其包含(或由其组成)组分c和任选地组分f;和

(iii)任选地包含(或由其组成)任意的组分a和/或f中任一者的组合物。

在一个替代的优选实施方式中,所述试剂盒包含(或由以下组成):

(i)粉末组合物,其包含(或由其组成)组分b以及任选地组分e和/或f;

(ii*)液体或糖浆组合物,其包含(或由其组成)组分c和任选地组分f;和

(iii)任选地包含(或由其组成)任意的组分a和/或f中任一者的组合物。

在一个替代的优选实施方式中,试剂盒包含(或由以下组成):

(i*)液体或糖浆组合物,其包含(或由其组成)组分b以及任选地组分e和/或f;

(ii*)液体或糖浆组合物,其包含(或由其组成)组分c和任选地组分f;和

(iii)任选地包含(或由其组成)任意的组分a和/或f中任一者的组合物。

在一个替代的优选实施方式中,试剂盒包含(或由以下组成):

(i-ii*)液体或糖浆组合物,其包含(或由其组成)组分b和c,以及任选地组分e和/或f;和

(iii)任选地包含(或由其组成)任意的组分a和/或f中任一者的组合物。

只要合适和期望,可以通过本领域已知的任何方式将组分与另一种混合。示例性地,混合可以以未溶解/未稀释的状态进行(例如,当将一种或多种干粉和/或一种或多种糖浆与另一种混合时),或者可以在混合之前完全或部分溶解和/或稀释,例如在水性溶剂中,例如水。

当打算使用包含至少一种铵盐、粪肥、清除的污泥、沼气厂的潮湿残留物或其两种或多种的混合物,特别是硫酸铵的液体化学肥料作为铵源(组分a)时,该试剂盒优选包含(或由其组成)组分(i)和(ii)、(i*)和(ii)、(i)和(ii*)、(i*)和(ii*),仅(i-ii)或(i-ii*),并且用户在将其提供给基质s之前,将这些成分中的一种或两种添加到目标组分a中。

在一个替代的优选实施方式中,试剂盒包含(i-ii-iii)(或由其组成):包含(组分a、b和c以及任选地组分e和/或f(或由其组成)的粉末。

在一个替代的优选实施方式中,试剂盒包含(i-ii-iii*)(或由其组成):一种包含组分a、b和c以及任选地组分e和/或f(或由其组成)的液体或糖浆组合物。

在另一个优选的实施方式中,根据本发明的试剂盒包含(或由其组成)根据本发明的组合物。在此,如上所述,组合物可以是水性悬浮液或可以是粉末。

本发明的另一方面涉及一种组合物,其包含或由以下组成:

(a)一种或多种合成来源的铵源a,

(b)一种或多种具有磷酸盐增溶和/或促进根系生长特性的细菌或真菌种类b,

(c)一种或多种硝化抑制剂c,

(d)任选地水,

(e)任选地一种或多种附加的盐,进一步改善植物的营养,和

(f)任选地一种或多种选自由防腐剂、色素、细菌和/或真菌养分、有机溶剂和填充剂组成的组的添加剂,

其中优选地,组合物的总氮含量的至少50mol%以铵和/或有机结合的氮存在。

各个组分均如上所述定义。从最广泛的意义上讲,铵源a的存在是合成来源的,其可被理解为,铵源a构成化学肥料的一部分或为化学肥料。,基于该组合物作为整体的总重量,该组合物可以包含或可以不包含超过20%(w/w)、10%(w/w)、5%(w/w)、1%(w/w)或0.1%(w/w)的磷酸盐(通常为磷酸盐形式)。

在一个优选的实施方式中,组合物是固体组合物,其包含作为混合粉末的组分a、b和c以及任选的e和任选的f。然后,优选地,在可存储的组合物中优选地(基本上)不存在水。可以在向基质s供应组合物之前任选地添加水。该术语如所列出地定义贯穿本发明。

在一个优选的实施方式中,本发明的组合物可以包含或由以下组成:

(a)5-99.9%(w/w),优选5-50%(w/w)的一种或多种铵源a,

(b)0.05-1%(w/w)的一种或多种细菌或真菌种类b,

(c)0.05-20%(w/w)的一种或多种硝化抑制剂c,以总成分计,

以一种或多种铵源a中氮的总含量计,优选0.1至10%(w/w),更优选0.2至12%(w/w),

(d)0-80%(w/w)的水,

(e)0-80%(w/w)进一步改善植物营养的一种或多种其他盐,以及

(f)0-80%(w/w)的一种或多种选自由防腐剂、色素、细菌和/或真菌养分、有机溶剂和填充剂组成的组的添加剂。

在一个优选的实施方式中,本发明的组合物可以包含或由以下组成:

(a)5-99.85%(w/w),优选5-20%(w/w)的氮,其包含于一种或多种铵源a中;

(b)0.05-1%(w/w)的一种或多种细菌或真菌种类b,

(c)0.1-2%(w/w)的一种或多种硝化抑制剂c,以总组合物计,

以一种或多种铵源a中氮的总含量计,优选0.1至10%(w/w),更优选0.2至12%(w/w),

(d)0-80%(w/w)的水,

(e’)0-50%(w/w)的磷酸盐,以包含磷酸盐的盐计,

(e”)0-50%(w/w)的一种或多种附加的盐,其不含磷酸盐,以进一步改善植物的营养,以及

(f)0-80%(w/w)的一种或多种选自由防腐剂、色素、细菌和/或真菌养分、有机溶剂和填充剂组成的组的添加剂。

在一个优选的实施方式中,本发明的组合物可以包含或由以下组成:

(a)5-99.83%(w/w),优选7-15%(w/w)的氮,其包含于一种或多种铵源a中;

(b)0.07-0.5%(w/w)的一种或多种细菌或真菌种类b,

(c)0.1-5%(w/w)的一种或多种硝化抑制剂c,以总组合物计,

以一种或多种铵源a中氮的总含量计,优选0.1至20%(w/w),更优选0.2至12%(w/w),

(d)0-1%(w/w)的水,

(e’)0-40%(w/w)的磷酸盐,以包含磷酸盐的盐计,

(e”)0-50%(w/w)的一种或多种附加的盐,其不含磷酸盐,以进一步改善植物的营养,以及

(f)0-10%(w/w)的一种或多种选自由防腐剂、色素、细菌和/或真菌养分、有机溶剂和填充剂组成的组的添加剂。

该用量,特别是硝化抑制剂c的用量,将适合于各个化合物。

应当理解,以下实施例无意于限制权利要求的范围。提供以下实施例以进一步举例说明本发明并提供其具体实施方式。

附图说明

图1显示了播种后六周土壤缓冲能力对在基质上通过微生物生物肥料诱导的ca-p增溶作用的玉米的生长刺激的影响,该基质以ca-p和岩石-p作为唯一的p来源(nkebiwe,2017)。(no.bes=不使用微生物生物肥料的磷酸岩(阴性对照);+p=150mgpkg-1土壤的可溶性p为ca(h2po4)2,(阳性对照);pseu=假单胞菌种(souconpadena,tübingen德国);(vitalinpflanzengesundheit,oberamstadt,德国):枯草芽孢杆菌、链霉菌种、假单胞菌种、泡叶藻提取物、腐殖酸的混合物;penic=青霉菌种;paenibac=胶质类芽孢杆菌,每周三次接种wit)

图2显示了在田间条件下,在带有根部观察窗的根箱(rhizobox)培养系统中,玉米的根际(rhizosheath)形成沿单根发生。

图3显示了硝化抑制剂(dmpp)、微生物生物肥料和铵肥的协同作用。该图描述了不同微生物生物肥料的协同效应之间的比较。(此处:nop=无磷酸盐来源的背景对照;nobe=无微生物生物肥料的磷酸岩(阴性对照);trianump=哈茨木霉t22(保藏号:atcc20847);proradix=假单胞菌种,(保藏号:dmsz13134);combifectora包含:哈茨木霉omg16、荧光假单胞菌、枯草芽孢杆菌和微量营养素;rhizovital=rhizovitalfzb42:解淀粉芽孢杆菌亚种植物乳杆菌(bacillusamyloliquefacienssubsp.plantarum),同义词:贝莱斯芽孢杆菌(bacillusvelezensis)fzb42(分类号:326423;保藏号:dsm23117);类芽孢杆菌(paenibacillus)=胶质类芽孢杆菌;bfod=拜莱青霉(penicilliumbilaii);vitsp11=vitalinsp11;no3-=添加的硝酸盐;nh4+=添加的铵盐;岩石-p(rock-p)=作为唯一p源的微溶磷酸钙;solub-p=添加的可溶性磷源)。星号(*)表示与nobe相比,t检验是显著的(0.05α)。

图4显示了硝化抑制剂(dmpp)、微生物生物肥料和铵肥对玉米生长素生成的协同增效作用(此处:nobe=不含微生物生物肥料的磷酸岩(阴性对照);rhizovital=rhizovitalfzb42:解淀粉芽孢杆菌亚种植物乳杆菌,同义词:贝莱斯芽孢杆菌(bacillusvelezensis)fzb42(分类号:326423;保藏号:dsm23117);no3-=添加的硝酸盐;nh4+=添加的铵盐)。小写字母表示统计上可区分的组。

图5显示了硝化抑制剂(dmpp)、微生物生物肥料和铵肥在不同ph值下对植物生长的协同增效作用。(此处:1:无微生物生物肥料的磷酸岩(阴性对照);2:硝化抑制剂dmpp和铵盐的组合;3:硝化抑制剂dmpp、铵盐和rhizovitalfzb42的组合;4:添加的可溶性磷源和硝酸盐)。小写字母表示统计上可区分的组。

图6显示了微生物生物肥料和铵肥对玉米根长的协同作用。小写字母表示统计上可区分的组。

图7显示了稳定的铵肥施肥和微生物生物刺激剂接种(fzb42)对ph值为5.6的低磷土壤根际中的植物可用的磷(cal可提取的p)的影响。(1:未施肥的;2:岩石-p、nh4+;3:岩石-p、nh4+、fzb42(解淀粉芽孢杆菌);4:可溶性p、no3-)。小写字母表示统计上可区分的组。

具体实施方式

背景

将特定的微生物接种剂引入目标作物的根际,在其中,其可以通过提供植物根系分泌物作为能源进行繁殖,并增加宿主植物的养分有效性(menzies等,2011;sharma等,2013)。一系列所谓的微生物“生物肥料”产品已经可以商购。然而,在实际条件下所需肥料效果的有限的可重复性仍然代表着一个主要的未解决问题(menzies等,2011)。

因此,在最近的一项有关磷增溶微生物的研究项目中,在八个国家使用四种作物(玉米、小麦、大麦、番茄)和13种商业或新开发的细菌和真菌生物肥料产品进行了10多次实验,没有在根际发现微溶磷活化的迹象,尽管所有微生物菌株在人工生长培养基上的实验室筛选试验中均显示出磷增溶的潜力(sánchez-esteva等人2016;lekfeldt等人2016;nkebiwe,2017;thonar等人2017)。进一步的研究表明,许多田间土壤的高缓冲能力是一个重要因素,它限制了微生物诱导的土壤化学支持p增溶的修饰的表达(图1)。

在高度缓冲的石灰质土壤(b)上,只有可溶性p(+p)刺激玉米生长,而增溶p的微生物(pseu,sp11,penic,paenibac)无效(图1b)。但是,通过添加石英砂(70%w/w)降低基质的ph缓冲能力会通过微生物接种剂(a)刺激促进植物生长,尤其是根系生长。

研究了基于肥料的策略以提高微生物生物肥料作为植物接种剂的效率的潜力。

选择能够通过植物根部使土壤酸化的细菌,而这种酸化是由铵盐主导的施肥引起的,特别是在中性和碱性土壤上,可以增加磷酸盐(p)和微量元素的植物利用率(marschner,1995;neumann和2002)。这些土壤微生物被确定为还能够使用铵盐作为阳离子氮源,并与质子分泌相关以实现电荷平衡,从而导致培养基酸化(menzies等人,2011;nkebiwe2017)。

在本实施例中,记录了铵施肥结合硝化抑制作用对根系形态的影响,包括根毛的延长,这与土壤颗粒形成所谓根鞘的较高结合能力有关,从而改善根系土壤接触,并增加根际的径向延伸以获取养分和植物与微生物的相互作用。

基于芽孢杆菌、假单胞菌和木霉属的菌株的微生物接种剂(代表许多商业生物肥料)已被表征为可在人工生长培养基上溶解ca-p,并利用硫酸铵作为氮源。dmpp(二甲基吡唑磷酸盐)被确定为硝化抑制剂的合适实例之一,对各个接种剂的生长没有负面影响(nkebiwe2017)。

综上所述,令人惊讶地发现,通过与dmpp-铵施肥的组合,可以诱导并协同增加基于假单胞菌、芽孢杆菌和木霉属的菌株的微生物接种剂的植物/根系生长促进潜力。对于包含三种不同假单胞菌属菌株、三种木霉属菌株和五种芽孢杆菌属菌株及其组合的生物肥料产品,已经证明了其效果,迄今已用于三种不同的农作物(玉米、小麦、番茄)。

所述细菌或真菌种类b从以下供应商处获得:

trianump;哈茨木霉t22(保藏号:atcc20847;koppertbiologicalsystemsnederland,veilingweg14,2651beberkelenrodenrijs,荷兰)

rhizovitalfzb42:解淀粉芽孢杆菌亚种植物乳杆菌,同义词:贝莱斯芽孢杆菌(bacillusvelezensis)fzb42(分类学号:326423;保藏号:dsm23117;abitepgmbh,glienickerweg185,12489柏林,德国)

萎缩芽孢杆菌(bacillusatrophaeus)(abi02a1,保藏号:dsm32019;abitepgmbh,glienickerweg185,12489柏林,德国)

胶质芽孢杆菌(paenibacillusmucilaginosus)(abitepgmbh,glienickerweg185,12489柏林,德国)

proradix;假单胞菌种,(保藏号:dmsz13134;sourconpadenagmbh&co.kg,hechingerstr.262,72072蒂宾根,德国)

生物肥料od、青霉菌种(penicilliumsp.)(bayercropsciencebiologicsgmbh,inselstr.12,23999malchow/poel,德国)

哈茨木霉(trichodermaharzianum)omg16(安哈尔特大学生命科学应用科学中心,生物分析科学研究所(ibas)strenzfelderallee28,06406伯恩堡,德国)

vitalinsp11(vitalinpflanzengesundheitgmbh,pragelatostraβe113,64372ober-ramstadt,德国)

统计学:如果未另行说明,则通过单向annova和tukey检验进行统计分析,p=0.05

dmpp-铵施肥与假单胞菌种对促进植物生长的协同相互作用

使用基于假单胞菌的生物肥料(sourconpadena,蒂宾根,德国)作为模型接种剂,证明了dmpp稳定的硫酸铵施肥对玉米的生物量产量具有协同作用,玉米生长在ph为7.5且含有微溶的磷酸钙作为唯一的磷源(岩石-p)的沙土基质上,添加或者不添加石灰(ca(co3)220%(w/w)增加ph缓冲作用(表1)。

表1:在不同水平石灰浓度(0和25%ca(co3)2)和微溶的ca-磷酸盐作为唯一p来源(120mgpkg-1基质作为岩石-p)的沙土基质(钙质黄土底土ph7.6;pcal5mgkg-1土壤)上进行玉米(cvcolisee)的茎(shoot)生物量产量(g植物-1)。硝酸盐和dmpp-铵施肥(100mgnkg-1基质,如ca(no3)2或dmpp-(nh4)2so4novatecsolub,compo,德国)和每周三次接种proradix(109cfukg-1基质)的效果。

在低磷有效性(≤20mgpcalkg-1基质)和岩石-p作为微溶磷肥的真实田间土壤上(ph为6.8-7.5),用玉米进行的四个温室试验中,也检测到了相同的协同作用(表2)。平均而言,dmpp-铵与proradix的组合可将玉米茎的生物量产量与硝酸盐施肥相比增加了约53%,而proradix效应增加了21%。

表2:在两种不同的低磷有效性(≤20mgpcalkg-1基质)的黏性田间土壤中,用roc-p(rp)作为唯一的p源供应,玉米(cvcolisee)的茎干物质产量(g植物-1)(120mgpkg-1基质)。硝酸盐和dmpp-铵施肥(100mgnkg-1基质,如ca(no3)2或dmpp-(nh4)2so4novatecsolub,compo,德国)和每周三次通过proradix施肥灌溉接种(109cfukg-1基质)

n.d.=尚未确定

proradix和dmpp-铵施肥对植物生长刺激的协同作用并不限于玉米,在低磷粉质壤土有机耕作土壤(ph为6.4,pcal:7mgkg-1),用岩石-p(rp)作为微溶的p源供应。与未接种的对照相比,将proradix接种与dmpp-铵联合可显著提高最终谷物收成34%,而结合硝酸盐施肥的proradix效应并不显著(+8%)。

表3:在低磷粉质壤土有机耕作土壤(ph为7.6;7mgpcalkg-1土壤)上,供应岩石-p(rp)(150mgpkg-1基质)作为唯一的p源,春季小麦(cvschirocco)的生物量产量和谷物产量。硝酸盐和dmpp-铵施肥(100mgnkg-1基质,如ca(no3)2或dmpp-(nh4)2so4novatecsolub,compo,德国)的效果,以及在0、24和34天通过proradix(pro,109cfukg-1基质)施肥灌溉的三次接种。

dmpp-铵与不同微生物接种剂组合促进植物生长

在低磷,ph6.8的黏性壤土有机耕作土壤(可用p:20mgcal-pkg-1土壤)上,供应岩石-p(100mgpkg-1土壤)作为微溶性p源,针对玉米cvcolisee与dmpp-铵施肥的结合,测试基于芽孢杆菌、假单胞菌、木霉属、青霉菌的菌株及其组合的七种微生物生物肥料产品的促进植物生长潜力。不包括磷施肥(无磷)和具有可溶性磷供应(100mgpkg-1土壤,如ca(h2po4)2)的变体分别作为阴性和阳性对照。表3显示了与完全可溶性p施肥和硝酸盐供应(no3可溶性p=100%,阳性对照)和未施肥的阴性对照(无磷,p=0%)相比,微生物接种剂与dmpp-铵组合的相对变化(%)的影响。

与供应全可溶性磷肥(no3_可溶磷)的玉米植株相比,dmpp-铵与采用岩石-p施肥而不添加生物肥料(nh4_rp)诱导约60%的茎生物量产量。但是,铵-dmpp与所有基于假单胞菌、芽孢杆菌和木霉属的菌株的受试生物肥料产品结合使用(表4),即使对于那些先前已被证明与硝酸盐肥料结合无效的产品,也显著提高了茎生物量的产量(图1;表3)。唯一的例外是基于青霉菌的生物肥料(bfod)。对于组合产品vitsp11和combifectora,获得的生物量增加并不明显低于具有可溶磷施肥的阳性对照(表3)。除了基于木霉属的生物肥料trianum-p外,与具有可溶磷供应的阳性对照相比,茎生长刺激与根部生长的促进相关,p茎含量达到80-90%(表4)。

表4:稳定化铵(nh4)的施肥以及真菌和细菌生物肥料的接种对低磷有机耕作土壤上玉米(cvcolisee)生长及从微溶的岩石-p(rp)中获取磷的协同效应。与传统的基于硝酸盐的完全可溶性p供应(no3_可溶性p=100%)相比较的相对值(%)。

a=与可溶性p无显著差异;b=与nh4rp显著不同

真菌生物肥料:trianum.p(哈茨木霉t22)、bfod(拜莱青霉);细菌生物肥料:proradix(假单胞菌种dmsz13134)、rhizovital(解淀粉芽孢杆菌fzb42)、胶质类芽孢杆菌(paenibacillusmucilaginosus);组合产品:vitsp11(枯草芽孢杆菌、假单胞菌种、链霉菌种、腐殖酸、泡叶藻提取物)、combifecta(哈茨木霉omg16、3种芽孢杆菌菌株、假单胞菌种zn和mn)。

黑框示例性地示出了与dmpp-铵或与proradix结合硝酸盐施肥相比,dmpp-铵和proradix的协同作用。

除磷外,与单独的dmpp-铵/岩石-p施肥相比,通过将dmpp-铵与微生物生物肥料结合使用,还改善了其他矿质养分的吸收,例如n、k和mn(表5)。这些发现表明,铵-dmpp施肥和微生物接种剂对根系生长和养分增溶的协同作用不仅可以改善磷素营养,而且通常可以改善植物的营养状况。

表5:在以岩石-p作为微溶性p源供应的低磷有机耕作土壤上,dmpp-铵施肥和dmpp-铵与微生物生物肥料组合对玉米(cvcolisee)的茎养分含量的影响。与传统的基于硝酸盐的完全可溶性磷供应(no3_可溶性p=100%,阳性对照)相比的相对变化(%)。有关更多详细信息,请参见表3。

a=与可溶性p无显著差异;b=与nh4rp显著不同

在所述玉米实验中选择的基于假单胞菌、芽孢杆菌和木霉属的生物肥料(proradix、rhizovital、胶质类芽孢杆菌(paenibacillusmucilaginosus)、trianum-p)与dmpp-铵施肥配合使用时,也能在用春季小麦进行的盆栽试验发挥类似的作用,盆栽试验是在低磷始成土(cambisol)上进行的,茎生物量产量提高了14–28%,谷物产量提高了26–35%。

表6:在低磷有机耕作土壤(pcal7mgkg-1土壤)粉质壤土始成土上用春季小麦(cv.schirocco,kws,德国)进行的p盆栽试验中,微生物生物增效剂对生物量产量和谷物产量的影响,ph6.4,用dmpp稳定的铵施肥(点注入放置nh4150mgnkg-1土壤)和磷酸岩(rp150mgpkg-1土壤)作为磷肥。

a=与未接种对照相比显著不同

proradix=假单胞菌种dsmz13134;rhizovital=解淀粉芽孢杆菌fzb42;类芽孢杆菌=胶质类芽孢杆菌(3×109cfukg-1土壤);并且trianump=哈茨木霉t22(3×108cfukg-1土壤)。

通过将dmpp-铵与基于芽孢杆菌、假单胞菌和木霉属的菌株的微生物接种剂结合使用,可促进不同磷源供应的玉米的植物生长。

为了测试所研究的微生物接种剂与dmpp-铵施肥组合以促进植物从不同的微溶磷源(天然土壤p,岩石-p,无机循环肥料,例如污水污泥灰分和来自经过处理的沼气沼渣沼液的鸟粪石)获取p的潜力,玉米(cvcolisee)在低磷、粘性壤土的有机耕作土壤上生长,其土壤ph6.8(可利用的磷:20mgcal-pkg-1土壤),供应多种微溶磷源(100mgpkg-1土壤)。包括可溶性磷供应的变体(100mgpkg-1土壤如ca(h2po4)2)作为阳性对照。表4证明了proradix和combifectora被用作微生物接种剂,因为它们具有优越的促进植物生长的潜力。

结果表明,所有肥料或生物肥料处理都可以将植物生物量的产量提高到与供应完全可溶性磷和硝酸盐肥料的阳性对照植物相比没有显著差异的水平(表5)。与单独的dmpp铵营养相比,proradix结合铵对供应有岩石-p和无磷肥的植物具有显著的促生长作用,而combifectora改善了污水污泥灰分(ssa)上的植物生长。通过proradix和combifectora显著改善了岩石-p上茎p的积累,且通过combifectora显著改善了鸟粪石上茎p的积累,这与在combifectora的情况下,根系生长受到特别强烈的刺激有关(表5)。数据表明,dmpp-铵施肥与基于假单胞菌、芽孢杆菌和木霉属的菌株的微生物生物肥料的结合不仅促进植物生长和从磷酸岩中获取磷,而且还促进从其他微溶性土壤p形态和无机循环肥料产品中获取磷。

表7:无机磷肥(岩石-p、污水污泥灰分ssa、鸟粪石、可溶性磷)和接种微生物生物肥料(proradix;combifectora)对玉米(cvcolisee)在低p、以dmpp稳定的铵为氮源的ph6.8的黏性壤土有机耕作土壤上的生长和茎磷积累的影响。结果表示为与硝酸盐供应的完全可溶性磷施肥(=100%)相比的相对变化(%)。

b与提供可溶性磷和硝酸盐施肥的阳性对照显著不同。

a与未施用生物肥料的各自对照显著不同

dmpp-铵提高微生物接种剂作为玉米冷应激保护剂的性能。

春季低土壤温度是温带气候下热带和亚热带作物栽培的主要限制因素,并且与根系生长和活性的抑制有关。已经提出了各种策略作为实用措施来应对作物的低温应激,这些策略包括(i)靠近幼苗根部放置肥料(p,微量营养元素,如zn和mn),(ii)施用具有抗氧化和膜保护特性的植物和海藻提取物,以及(iii)通过接种促进植物生长的微生物来改善根系生长和植物养分的获取(bradacova等人2016)。在控制根区温度的实验装置中,对基于zn/mn-芽孢杆菌/木霉属的组合产品combifectora与其他微生物接种剂(bcsb=青霉菌基接种剂;abi02=耐寒芽孢杆菌菌株)相比进行了玉米在硝酸盐和dmpp稳定的铵施肥暴露于冷应激下(根区温度控制在12-14℃)的测试。与未接种的对照相比,叶片的氧化性损伤(坏死、萎黄和花青素形成)按以下顺序减少:没有生物肥料>abi02+znmn>单独的znmn=bfod+znmn>combifectora>未冷却的对照。与铵施肥相比,硝酸盐供应下的叶片损伤通常更为明显(表8)。铵施肥和冷应激下,combifectora取得了最高的茎生物量产量(77g),其次是bfod(70g),显著高于所有其他测试变体和未经处理的对照(表8)。

表8:微生物接种剂(abi02,耐寒萎缩芽孢杆菌;bfod青霉菌种;combifectora和zn/mn拌种(德国lebosolgmbh)对玉米的茎生物量产量鲜重(fwg植物-1)和叶片氧化损伤(萎黄/坏死的数量))的影响,通过施用硝酸盐或dmpp稳定的硫酸铵肥,在ph6.8的黏性壤土田间土壤上暴露于12-14℃的根区温度两周而诱导。

玉米茎组织中超氧化物歧化酶(sod)活性和多酚含量的显著增加也反映了combifectora的冷应激抑制作用,与硝酸盐施肥相比,其在铵盐中的表达量更高(未显示),反映了取决于微量营养素(锌、锰、铜、铁)作为酶促辅助因子的抗氧化应激的机制的更高表达。因此,在暴露于低根区温度的玉米植株中,关键的微量营养素状态被确定为生长限制因子(表9)。微量营养素种子的施用,dmpp稳定的铵施肥诱导的微生物接种剂和根际酸化,明显增加了根际中关键微量营养素的植物利用率(表9),从而刺激了抗氧化应激防御的表达。

由于相同的防御机制也参与了植物对其他非生物和生物胁迫因素的耐受性,因此目前还针对暴露于水分限制的植物进行了类似的研究。

表9:微生物接种剂(abi02,耐寒萎缩芽孢杆菌;bfod青霉菌种;combifectora和zn/mn拌种剂(zn/mns,lebosolgmbh,德国)对玉米中锌和锰营养状况以及根际土壤ph值变化的影响(相对于整体土壤ph值),是由暴露在硝酸盐或dmpp稳定的硫酸铵施肥的ph6.8的黏性壤土田间土壤的根区温度12-14℃下两周诱导的。nobe=未经处理的对照。

田间表现

为了研究dmpp-铵与芽孢杆菌、木霉属和假单胞菌基生物肥料的组合在实际操作条件下改善作物对磷的获取的潜力,在低磷到中等磷有效性的土壤中进行了田间试验,以生产青贮玉米(德国、捷克共和国、意大利南部)和冬小麦(德国)。

青贮玉米产量

德国和捷克共和国的田间地点(表10)的特征是粉质壤土到砂壤土,中等磷有效性(约50mgpcalkg-1土壤),适度酸性ph(5.2-5.9),而意大利在高ph(8.6)和适度低磷有效性(11mgpolsenkg-1土壤)的黏性壤土上进行试验。通过比较本地耕作实践和过磷酸钙或三过磷酸钙的全可溶性磷施肥,确定了具有和没有接种芽孢杆菌/木霉属和假单胞菌基生物肥料的dmpp-铵/岩石-p施肥的当地玉米品种的生物量产量。

表10:青贮玉米田间试验的场地特征

在意大利的低磷碱性土壤上,测试了于芽孢杆菌基的生物肥料(fzb42)与腐殖酸和海藻提取物的组合,以及富含锌/锰的芽孢杆菌-木霉属组合产品(cobifectora/b)。与未接种的对照相比,与dmpp-铵结合使用,所有生物肥料都以相似的程度刺激了玉米的生长。在不施磷肥的变体中,依赖于原生土壤的磷,通过接种剂平均增加了34.5%的生物量产量。即使对于在碱性土壤上溶解度特别低的岩石-p,接种剂也使生物量产量增加了11.5%,并且,与基于非稳定尿素/磷酸二铵施肥(50kgpha-1)的农民实践相比,生物量产量增加了22.4%(表11)。

表11:通过不同形式的氮和磷施肥以及接种芽孢杆菌(fzb42)和基于芽孢杆菌+木霉属(combifecta/b)的微生物生物肥料的方式,确定了意大利沃尔图诺堡田间玉米利马格兰公司(cvlimagrain)(lg)30.600的茎干物质[g植物-1]。

相比之下,在德国和捷克共和国,在中等磷有效性的酸性更强的土壤中,与未施肥的变种的比较表明,只有n而不是p是生长限制因子。在这些条件下,基于胶质芽孢杆菌、假单胞菌种和芽胞杆菌/木霉属组合产品combifectora的微生物接种剂与dmpp-铵的结合不会产生明显的促生长作用。

冬小麦产量

2015/2016年,在德国西南部内卡河畔霍尔布附近的草地转化田间地点,进行了冬小麦(科迈图斯公司)(cv.kometus)的田间试验,以测试基于假单胞菌的生物肥料产品proradix与不同的氮肥和磷肥的组合,弱酸性土壤的ph值为6.6(cacl2),磷的有效性较低(21mgcalpkg-1土壤)。播种前将proradix用作含水混悬剂,并掺入表土,冬季后植被开始生长时以23kgha-1的比例施用在小麦植株的顶部。表12总结了不同的施肥变体。

表12:德国西南部2015/16霍尔布冬小麦田间试验中的肥料施用情况-(asn=硫酸铵/硝酸盐;can=钙-硝酸铵,as=硫酸铵;mp=鸡粪颗粒,agriges,意大利)

与磷酸岩和dmpp铵施肥组合使用以及dmpp稳定的有机鸡粪肥组合使用,proradix接种均显示出谷物增产的趋势(+9-11%),但标准和非稳定的dap施肥均没有(表13),确认相关盆栽实验的结果。但是,比较所有测试的施肥策略,只有具有dmpp稳定铵的proradix+岩石p可以与标准施肥实践竞争(表13)。

表13:在德国西南部的霍尔布市进行的2015/16冬小麦田间试验的谷物产量(1000kgha-1),由不同形式的氮和磷施肥以及接种基于假单胞菌的微生物生物肥料proradix确定。数据代表平均值±平均值的标准误差(sem;n=5)。显著差异由不同字符表示(tukey检验,p≤0.05)。

n.d=未确定的

作用方式

所报道的作用很可能是根际化学、激素影响和根系形态变化水平上的复杂的、多种植物-肥料-微生物相互作用的结果。

铵诱导的根际酸化

铵营养会因根诱导质子分泌而引起根际酸化,以达到铵吸收的电荷平衡(表14),并有充分的证据表明对磷酸钙、岩石p和微量营养素的溶解度增加有影响,对弱酸性到各种养分溶解度有限的碱性土壤尤为重要(neumann和2002)。原则上,微生物也会响应铵的吸收而释放质子(menzies等,2011)。但是,在表14所示的实施例中,虽然铵是接种细菌的有效氮源,但使用基于假单胞菌的生物肥料proradix接种在低磷有机耕作土壤(ph为6.8)上种植的玉米植株显然对根际酸化强度没有明显贡献(nkebiwe,2017)。但是,proradix可能会导致根际酸化持续时间更长(表14)。与刺激根部生长一起,这会导致更大的酸化根系,并引起铵诱导的根际酸化的时间延伸。但是,表9中显示的结果表明,其他微生物接种剂也可能能够局部增强根际土壤中铵诱导的酸化作用。

表14:在ph6.8的低磷黏性壤土有机耕作土壤上接种或不接种基于假单胞菌的生物肥料proradix后,岩石p和硝酸盐或dmpp稳定的铵施肥供应的玉米,沿种子根部的根际ph的变化(相对于块状土壤)。用直径为1毫米的锑微电极进行测量(等,1985)。

根际的空间扩展

所谓的根鞘形成,是由结合在植物根和根际微生物释放的胞外多糖基质中的土壤颗粒形成的,它可以覆盖根系的大部分(图2),这是许多草、也干旱适应性植物物种的典型特征(mccully,1999)。

根鞘的形成改善了根与土壤的接触(图2),对养分吸收和根际中难利用养分的活化具有积极作用。此外,与块状土壤相比,在根鞘中结合的土壤显示出更高的持水能力,这是在缺水条件下的一项重要好处(huang等,1993)。根鞘的大小以及根际的扩展在很大程度上取决于根毛的长度(图2;halling等,2014)。根系生长反应(包括根毛的形成)在很大程度上取决于养分的有效性,其对铵施肥的响应具有特别高的可变性,取决于剂量、土壤ph、肥料的位置和基因型(kania等,2007;pan等,2016)。

研究在具有和没有proradix(假单胞菌种)在供应磷酸岩作为磷肥的低磷有机耕作土壤(ph为6.8)上接种的情况下玉米对稳定的dmpp-铵与硝酸盐施肥(均为100mgnkg-1的土壤)的根系生长响应,显示出通过dmpp-铵施肥诱导了根毛伸长的刺激和根鞘直径的相应延长(表15)。尽管proradix接种对根毛的长度和根鞘的延伸没有显著影响(表15),但通过刺激根增殖,根毛的总数增加了。

表15:n形式(硝酸盐对dmpp稳定铵营养)和proradix接种(假单胞菌种dmsz13134)对玉米根毛发育和根鞘直径的影响,该玉米生长在施用岩石-p肥料的低磷黏性壤土有机耕作土壤(ph6.8)上。

微生物接种剂对根系生长的刺激被认为是由微生物产生的激素因子(主要是生长素)或对植物激素信号系统的干扰(通过群体感应信号或乙烯前体的降解)介导的。但是,在琼脂平板上的人工生长培养基上,微生物接种剂各自代谢活性的潜力最经常得到证实,在根际条件下的研究很少。

作为一种替代筛选方法,在如上所述的对玉米进行的根际研究中,从玉米植株的根际中重新分离出细菌种群,并对其进行硝酸盐或dmpp稳定的铵供应,无论是否预先接种了不同的微生物生物肥料,随后用标准分析法测试了重新分离的种群的生长素生产潜力(bharucha等,2013)。表16显示了在三种不同的田间土壤上使用两种不同的微生物生物肥料产品(proradix;ecag2895)作为接种剂进行的三个实验的结果。在所有情况下,从预先接种供应铵肥的植物中重新分离出来的细菌种群的生长素产量均高于未预先接种的植物,具有产生显著影响,特别是对于微生物组合产品ecag2895,并且这与在各个处理中促进根系生长的作用有关。这些发现进一步促进了微生物生长素的产生,作为促进根系生长的推定因素。稳定的铵施肥的协同效应与文献报道一致,在人工生长培养基上,以铵为氮源供应假单胞菌能增加植物生长素的产量(bharucha等,2013)。

表16:从附着于生长在三种不同田间土壤(黏性壤土-粉质壤土ph5.8-7.5)上的玉米植株根部的根际土壤中重新分离的细菌种群的生长素产量g-1微生物生物量(相对值,salkowski分析)和硝酸盐或dmpp稳定的铵(dmppnh4)施肥,有和无微生物接种剂(proradix;ecag2895)和磷酸岩(rp)或可溶性ca(h2po4)2(psol)作为磷肥。

但是,这不是一般原则。dmpp稳定的铵施肥与不同的微生物接种剂的协同效应可能取决于不同的作用方式。如表4所示的实验所示,真菌木霉属基生物肥料(trianump)与dmpp-铵结合使用可改善玉米的植株生长和从岩石p中磷的获取。在这种情况下,改善的磷获取与根系生长的任何促进作用无关,表明通过根际中的化学变化对磷的增溶有直接影响。相比之下,由dmpp-铵和芽孢杆菌/木霉属/锌/锰结合产品combifectora联合作用诱导的植物生长的促进与根部生长的大量促进有关(表4),对获取不同养分具有显著的积极作用,例如n、k和mn(表5)。这也可能为铵施肥与迄今为止记录的多种不同微生物接种剂之间协同作用的广泛表达提供了解释。独立于其作用方式,根部生长刺激的be和p增溶be均可以协同支持作为所有作物一般反应的铵触发质子分泌(表14)和表15中证明的铵诱导根际延伸诱导的根部介导的养分活化。

硝化抑制剂(dmpp)、微生物生物肥料和铵施肥对植物生长的协同效应–不同微生物生物肥料之间的比较

如上所述,已经实施了该实施例。dmpp用作样品中的硝化抑制剂。如图3所示,微生物生物肥料对含有微溶的磷酸钙作为唯一p源的土壤中的植物生长显示出统计学显著的有益影响。接种属于木霉属、青霉属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、类芽孢杆菌属和链霉菌属的其他细菌和真菌后,也发现了类似的协同铵作用。该实施例显示了微生物生物肥料(生物刺激剂)和稳定的铵态氮的组合对植物生长的积极影响,该作用是通过诱导增加从磷酸岩中的磷吸收引起的。稳定的铵施肥协同支持供应微溶性ca-p(岩石-p)的玉米的植株生长的促进。该实施例显示了生物刺激剂和稳定的铵态氮组合对植物生长的积极影响,这是由于在ph值为6.9的粉质壤土中诱导增加的从磷酸岩中的磷吸收引起的。对于用硝酸盐代替铵的土壤,换言之,添加大量硝酸盐的土壤,未发现这种作用。

硝化抑制剂(dmpp)、微生物生物肥料和铵施肥对生长素产生和根系生长的协同作

如上所述,已经实施了该实施例。dmpp用作样品中的硝化抑制剂。生长因子生长素的根际细菌生产潜力(由glickmann&dessaux确定,1995年)通过生物刺激剂(fzb42)与稳定的铵施肥结合而显著增加(参见图4),从而增加了各个植物的植株和根系的生长(参见图6)。已发现,通过与微生物生物肥料(生物刺激剂)(fzb42)与稳定的铵施肥结合,可以显著提高玉米中生长因子生长素的产量,从而增加植株和根系生长。结果如图4所示。在体外(a)和从玉米根际重新分离后,铵作为氮源增加了细菌菌株的生长素产生潜力。

除了对根际细菌的生长素产生潜力有刺激作用(参见图4),与硝酸盐施肥的对照相比,稳定的铵施肥还增加了玉米植株的茎组织中植物生长激素的内部水平,例如生长素(吲哚乙酸)、细胞分裂素(玉米素)和赤霉烷酸(表17,根据moradtalab等人的uhplc-ms分析确定,2018)。铵诱导的内部生长激素水平升高可能会增加寄主植物对微生物接种剂激素产生的反应性。

表17:受氮施肥形式(硝酸钙或稳定的硫酸铵)影响,ph6.9的黏性壤土土壤上玉米茎(播种后3周)中的植物激素水平

硝化抑制剂(dmpp)、微生物生物肥料和铵施肥对不同ph值条件下植物生长的协同作用

如上所述,已经实施了该实施例。dmpp用作样品中的硝化抑制剂。已发现,与较低的ph值相比,在较高的土壤ph值下,协同作用增强,而在较低的ph值下,整个玉米植株的生长较弱。不受此理论的束缚,假定磷酸岩的溶解度在较低的ph值下较高。该实施例表明,本发明在中性和弱碱性ph值下具有特别高的效果。玉米在两种非洲土壤上生长,ph值差异大,供应稳定的铵肥和接种解淀粉芽孢杆菌fzb42。

与ph值较低的环境相比,在中性至碱性土壤ph值下,磷酸岩-生物刺激剂-硝化抑制剂(ni)稳定铵的组合具有明显的协同作用(参见图5),因为无论如何在后一种(ph值较低)情况下,磷酸岩的溶解度更好。但是,即使在较酸性的土壤上,对磷有效性的有益影响仍然可以检测到,尽管由于没有生物刺激剂的处理已经提供了足够的磷,但不一定能转化为更好的植物生长(参见图7)。

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