一种提高植物抗逆性的肥料及其制备方法与流程

1.本发明涉及肥料技术领域，具体涉及一种提高植物抗逆性的肥料及其制备方法。


背景技术：

2.在自然界中，植物经过了长期的适应与进化，对恶劣环境产生了一定的抵抗能力与适应性。植物抗逆性即植物对逆境或者个钟胁迫因子的抵抗能力，一般来说，植物在生长发育过程中会受到多种胁迫，包括生物胁迫和非生物胁迫，如高温、低温、病原菌侵染、干旱、盐碱等，其对植物适应不利环境有重要作用。这些逆境会严重影响植物的生长发育及产量和品质，主要是使植物细胞脱水、膜系统受害、叶绿体受伤、光和过程的有关酶失活或变性等。在生物进化过程中，植物在遭受逆境胁迫时产生一种适应性的防御机制，首先通过直接或间接的方式产生水分胁迫，然后在植物体内累积有机物质如甜菜碱和脯氨酸等，细胞液浓度提高，其渗透势则相应降低，从而使植物体内的水分得以保持，将逆境对其产生的伤害降低。植物的固生特性决定了其在生长过程中会受到各种各样的逆境胁迫，经济作物在各种胁迫下会产生重大损失，所以提高作物抗逆性一直是作物育种领域的焦点。所以一般会采取给植物施用肥料以提高植物的抗逆性。
3.如今存在包括无机肥料和微生物菌剂的提高植物抗逆性的复合肥，但是由于微生物菌剂与碱性肥料混溶后会影响微生物的活性，影响肥效。同时肥料中如果酸性和碱性成分混合，在一定温度和高湿条件下会发生酸碱中和反应，导致成分失效。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种提高植物抗逆性的肥料，将肥料中酸性成分和碱性成分隔离，该肥料无机养分全面、富有有机质又提高作物抗逆性；本发明的目的之二在于提供一种提高植物抗逆性的肥料的制备方法，将碱性成分以包膜的形式包裹在酸性肥料颗粒上，避免两者直接混合接触，影响肥效。
5.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
6.一种提高植物抗逆性的肥料，包括以下按重量份计的原料：尿素100～150份、腐植酸钾10～20份、水30～50份、磷酸二胺50～100份、磷酸二氢钾40
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50份、微量元素20～30份、微生物菌剂40～50份和维生素微胶囊5～10份；其中，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、巴西固氮螺菌、胶质芽孢杆菌或解淀粉芽孢杆菌中的至少一种；所述维生素微胶囊是通过淀粉和交联剂包埋维生素b和/或维生素c粉末得到。
7.腐植酸钾属于腐植酸类钾肥，是有机质中重要的组成部分，可以减少肥料的施用，提高养分使用效率，部分替代生物合成的植物生长调节剂，并改善蔬果品质，提高植物抗旱性，减少病虫害发生，促进植株早发和开花等，也适合于作为微生物的载体应用于作物栽培中。
8.维生素微胶囊为植物提供维生素b和/或维生素c，其在植物发育过程中起到重要的作用，它能刺激作物生长发育，促进酶的活性，增强抗病抗逆能力。但由于维生素b和维生
素c的性质不稳定，如温度、金属离子和ph值等环境因素都会影响其稳定性，所以需要采用微胶囊技术对维生素b和/或维生素c进行包埋。由于微胶囊技术包埋属于现有技术，所以本申请就不再赘述。具体地，维生素b和/或维生素c的包埋率为3～5％。
9.巴西固氮螺菌为螺旋状革兰氏阴性细菌，兼性厌氧，能利用多种碳源和氮源进行代谢，在不良环境下形成概念胞素，同时分泌大量多糖，并在体内形成聚b
‑
羟基丁酸作为能源以度过不良环境。生长温度和ph条件范围较广，在适合条件下有较高的固氮酶活性，有溶磷特性和促进作物生长的作用。
10.枯草芽孢杆菌在空间位点竞争上占更多优势，即在植物体内及植物生长的土壤中快速、大量繁衍和定植，有效地阻止病原微生物的繁殖，干扰植物病原微生物对植物侵染，破坏病原微生物在植物上的定殖，从而达到抑菌控病效果。
11.胶质芽孢杆菌又称硅酸盐细菌，其重要特性是能够分解出长石、云母等矿物中的钾、硅，也能分解出磷灰石中的磷，以及分泌植物生长刺激素及多种酶，以增强作物对一些病害的抵抗力。
12.解淀粉芽孢杆菌的作用机理主要包括分泌抗菌物质，产生拮抗作用，营养与空间的竞争，诱导寄主产生抗性和促进植物生长等。解淀粉芽孢杆菌可产生低分子量抗生素以及抗菌蛋白或多肽等活性物质，抑制植物病原菌，并且可作为根围细菌促进植物生长。通过非核糖体途径合成分子量小热稳定性好、含有d
‑
氨基酸、耐受蛋白酶水解以及有机溶剂作用的脂肽类抗生素，在生物防治应用中对植物病原细菌、真菌、病毒、线虫的抑制起到主要作用。
13.进一步，所述微量元素为硫酸铜、硫酸锰、硫酸锌、硼砂、钼酸铵或硫酸亚铁中的至少一种。
14.再进一步，所述交联剂为明胶，所述淀粉为大米淀粉。
15.进一步，所述维生素微胶囊的制备方法为：将淀粉、交联剂、维生素b和/或维生素c粉末加水搅拌，形成溶液后再进行喷雾干燥，得到维生素微胶囊。
16.再进一步，所述微生物菌剂的制备方法为：先将各种单一菌种接种到培养基上，在35～40℃下培养箱中培养4～6天，得到菌种发酵液；将菌种发酵液接种到固体发酵基质中，发酵4～6天，在40～50℃下烘干后得到单一的固体菌种；将各种固体菌种粉碎后混合，得到复合的微生物菌剂。
17.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
18.提高植物抗逆性的肥料的制备方法，包括以下步骤：
19.1)向反应器中加入磷酸二胺、磷酸二氢钾和微量元素进行加热搅拌，冷却后，得到第一混合物；
20.2)将步骤1)所得的第一混合物与微生物菌剂和维生素微胶囊进行加热搅拌，得到第二混合物；
21.3)将第二混合物进行造粒，得到复合肥颗粒；
22.4)将尿素、水和腐植酸钾混合，得到浆液；
23.5)将步骤4)的浆液喷到步骤3)的复合肥颗粒的表面，干燥冷却后，在复合肥颗粒表面上形成包膜，得到提高植物抗逆性的肥料。
24.提高植物抗逆性的肥料的碱性成分为尿素和腐植酸钾；酸性成分为磷酸二铵、磷
酸二氢钾、微量元素、微生物菌剂和维生素微胶囊。需要注意的是，酸性成分不一定是本身呈酸性，可以是在酸性条件下仍能保持稳定的物质。复合肥颗粒的成分均为能在酸性条件下稳定存在的物质，ph范围大概为4～6。将呈碱性的浆液喷在酸性的复合肥颗粒上，干燥后形成包膜，碱性物质和酸性物质隔离，避免肥料失效。
25.进一步，步骤1)中，加热温度为80～90℃，冷却温度50～60℃。
26.再进一步，步骤2)中，加热温度为50～60℃，在50～60℃较低温度下加热，能保持微生物菌剂和维生素微胶囊的活性。
27.进一步，步骤3)中，在高塔造粒机下进行造粒。
28.再进一步，步骤4)中，所述复合肥颗粒送入回转滚筒干燥机内，所述浆液在55～65℃下，压力为0.4～0.8mpa下雾化喷入回转滚筒回转机内，与复合肥颗粒混合。
29.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
30.(1)提高植物抗逆性的肥料通过加入腐植酸钾和微生物菌剂，再辅以维生素微胶囊以及常量元素、微量元素肥料成分复配协同，营养全面，促进作物的生长发育，增强植物的抗病抗逆能力。
31.(2)本发明将尿素和腐植酸钾这类碱性成分制成浆液，将其余能在酸性条件下稳定存在的物质制成复合肥颗粒，将碱性浆液包裹在复合肥颗粒表面形成包膜，避免酸性和碱性成分发生酸碱中和反应影响肥效；同时，在复合肥颗粒表面形成包膜能阻止复合肥颗粒与土壤和作物根系直接接触，水分逐渐溶解包膜，包膜内部的复合肥颗粒逐渐被释放出，向土壤溶液扩散，不断被作物吸收利用，有利于提高肥料利用率。
具体实施方式
32.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
33.实施例1
34.一种提高植物抗逆性的肥料，包括以下按重量份计的原料：尿素123份、腐植酸钾16份、水44份、磷酸二胺86份、磷酸二氢钾45份、微量元素(硫酸铜15份、硫酸锰5份、钼酸铵3份)、微生物菌剂42份和维生素微胶囊6份。其中，所述维生素微胶囊的制备方法为：将大米淀粉、明胶、维生素b和/或维生素c粉末加水搅拌，形成溶液后再进行喷雾干燥，得到维生素微胶囊。维生素b和维生素c在维生素微胶囊的占比均为3％。
35.所述微生物菌剂的制备方法为：先将各种单一菌种接种到培养基上，在40℃下培养箱中培养6天，得到菌种发酵液；将菌种发酵液接种到固体发酵基质中，发酵6天，在50℃下烘干后得到单一的固体菌种；将各种固体菌种粉碎后混合，得到复合的微生物菌剂。所述微生物菌剂为混合比为1：1：1：1的枯草芽孢杆菌、巴西固氮螺菌、胶质芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌。
36.提高植物抗逆性的肥料的制备方法，包括以下步骤：
37.1)向反应器中加入磷酸二胺、磷酸二氢钾和微量元素进行在90℃进行加热搅拌，冷却至60℃后，得到第一混合物；
38.2)将步骤1)所得的第一混合物与微生物菌剂和维生素微胶囊进行在60℃下加热搅拌，得到第二混合物；
39.3)将第二混合物在高塔造粒机中进行造粒，得到复合肥颗粒；
40.4)将尿素、水和腐植酸钾混合，得到浆液；
41.5)所述复合肥颗粒送入回转滚筒干燥机内，所述浆液在65℃下，压力为0.8mpa下雾化喷入回转滚筒回转机内，与复合肥颗粒混合，干燥冷却15分钟后，在复合肥颗粒表面上形成包膜，得到提高植物抗逆性的肥料。
42.实施例2
43.一种提高植物抗逆性的肥料，包括以下按重量份计的原料：尿素100份、腐植酸钾10份、水30份、磷酸二胺50份、磷酸二氢钾40份、微量元素(五水硫酸铜5份、硫酸锰5份、硫酸锌5份和钼酸铵5份)、微生物菌剂40份和维生素微胶囊5份。
44.其中，所述维生素微胶囊的制备方法为：将大米淀粉、明胶和维生素c粉末加水搅拌，形成溶液后再进行喷雾干燥，得到维生素微胶囊。维生素c在维生素微胶囊的占比为3％。
45.所述微生物菌剂的制备方法为：先将各种单一菌种接种到培养基上，在40℃下培养箱中培养4天，得到菌种发酵液；将菌种发酵液接种到固体发酵基质中，发酵6天，在40℃下烘干后得到单一的固体菌种；将各种固体菌种粉碎后混合，得到复合的微生物菌剂。所述微生物菌剂为混合比为1：1的枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌。
46.提高植物抗逆性的肥料的制备方法，包括以下步骤：
47.1)向反应器中加入磷酸二胺、磷酸二氢钾和微量元素进行在80℃进行加热搅拌，冷却至50℃后，得到第一混合物；
48.2)将步骤1)所得的第一混合物与微生物菌剂和维生素微胶囊进行在50℃下加热搅拌，得到第二混合物；
49.3)将第二混合物在高塔造粒机中进行造粒，得到复合肥颗粒；
50.4)将尿素、水和腐植酸钾混合，得到浆液；
51.5)所述复合肥颗粒送入回转滚筒干燥机内，所述浆液在55℃下，压力为0.4mpa下雾化喷入回转滚筒回转机内，与复合肥颗粒混合，干燥冷却20分钟后，在复合肥颗粒表面上形成包膜，得到提高植物抗逆性的肥料。
52.实施例3
53.一种提高植物抗逆性的肥料，包括以下按重量份计的原料：尿素150份、腐植酸钾20份、水30～50份、磷酸二胺50～100份、磷酸二氢钾40
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50份、微量元素(硫酸铜5份、硫酸锰5份、硫酸锌5份、钼酸铵5份和硫酸亚铁5份)、微生物菌剂50份和维生素微胶囊10份。
54.其中，所述维生素微胶囊的制备方法为：将大米淀粉、明胶和维生素b粉末加水搅拌，形成溶液后再进行喷雾干燥，得到维生素微胶囊。维生素b在维生素微胶囊的占比为3％。
55.所述微生物菌剂的制备方法为：先将各种单一菌种接种到培养基上，在35℃下培养箱中培养4天，得到菌种发酵液；将菌种发酵液接种到固体发酵基质中，发酵4天，在40℃下烘干后得到单一的固体菌种；将各种固体菌种粉碎后混合，得到复合的微生物菌剂。所述微生物菌剂为混合比为1：1：1的枯草芽孢杆菌、巴西固氮螺菌和解淀粉芽孢杆菌。
56.对比例1
57.对比例1与实施例1的不同之处在于：对比例1不添加腐植酸钾。其余组分和制备方
法与实施例1相同。
58.对比例2
59.对比例2与实施例1的不同之处在于：对比例2不添加微生物菌剂。其余组分和制备方法与实施例1相同。
60.对比例3
61.对比例3与实施例1的不同之处在于：对比例3不添加维生素微胶囊。其余组分和制备方法与实施例1相同。
62.对比例4
63.对比例4与实施例1的不同之处在于：在步骤2)得到第二混合物后，再加入尿素、腐植酸钾和水进行混合，然后进行造粒，得到肥料。
64.棉花抗逆性能测试
65.选用特定区域种植棉花实验来验证肥料对模拟盐胁迫的棉花抗逆性能的影响。实验组一共有7组，每组在种植过程中每天分别施用实施例1～3的肥料和对比例1～4的肥料，每组使用等量。设置一组空白对照组，即在种植过程中不使用肥料。
66.每组称取适量的棉花种子，经过浓硫酸脱绒，10％的双氧水消毒10分钟后，将种子种植在16cm
×
25cm
×
10cm的区域，每组的区域尺寸均相同，每组在区域内均种植30粒棉花种子，每组区域内的土壤均隔两天浇灌等量0.3％nacl溶液(模拟盐胁迫环境)。种植完成后再覆盖一层沙土，浇水至土壤湿润即可。在日照黑夜各为12h，光照温度为30℃，黑暗温度为25℃条件下培养。注意需要每天浇水，保持土壤含水率在58％以上。每隔3天施肥一次，将实施例1～3和对比例1～4的肥料稀释200倍后喷洒在种植区域上，每组的喷洒量相同。
67.观察种子的发芽情况，并计算种植10天后的发芽率，待8组种子萌发15天后测定幼苗的pod酶活性、丙二醛、叶绿素、脯氨酸含量以及根系活力等相关指标。
68.其中，过氧化物酶(pod)活性采用愈创木酚比色法；脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮显色法；丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸比色法；叶绿素含量测定采用乙醇丙酮浸提法；发芽率＝(种植10天后全部发芽的种子数/每组试验的种子总数)
×
100％。
69.表1使用实施例1～3和对比例1～4的肥料的棉花的发芽情况
70.[0071][0072]
表2使用实施例1～3和对比例1～4的肥料对棉花各项参数的影响
[0073][0074]
注：同行同一指标数据后字母不同者代表差异达0.05显著水平。
[0075]
根据表1～2的数据可知，采用实施例1～3的肥料浇灌的棉花种子发芽率较空白对照组和对比例1～4更高，说明实施例1～3的肥料能促进棉花种子的生长发育，其中，实施例1为最优实施例。
[0076]
丙二醛含量是植物细胞膜过氧化程度的体现，丙二醛含量高，说明植物细胞膜过氧化程度高，细胞膜受到的伤害严重。实施例1的肥料处理棉花种子后，棉花幼苗的丙二醛含量降低，说明实施例1的肥料增强的棉花抗逆能力最强。
[0077]
与空白对照组相比，实施例1～3的肥料处理明显提高了棉花幼苗在盐胁迫条件下的叶绿素含量、脯氨酸含量和pod酶的活性，根据叶绿素含量和脯氨酸含量从大到小排序为：实施例1＞实施例3＞实施例2＞对比例2＞对比例3＞对比例4＞对比例1。说明本发明的
肥料是通过特定材料组合配比达到最优的抗逆效果，腐植酸钾、微生物菌剂和维生素微胶囊这三种为主要提高棉花幼苗的抗逆性能的成分。对比例4中虽然同时具有这三种材料，但是由于没有采用酸碱分离的包膜法制备，从而酸性和碱性肥料成分在制备过程中直接发生酸碱中和反应，所以导致肥料失效。
[0078]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。