抗旱生物源刺激剂、作物肥料及作物灌施方法技术领域
本发明属于作物抗旱技术领域,尤其涉及抗旱生物源刺激剂、作物肥料及作物灌
施方法。
背景技术
干旱是一个长期存在的世界性难题。目前世界上有1/3以上的土地处于干旱和半
干旱地带,其他地区(干旱和半干旱地带除外的地区)在植物生长季节也常发生不同程度的
干旱现象。干旱现象会直接影响植物各个阶段的生长发育和生理代谢过程,因此,提高植物
的抗旱能力已经成为现代植物研究工作中急需解决的关键问题之一。现有技术,部分研究
人员对植物抗旱生理生态、抗旱机理和抗旱指标鉴定等方面作了大量的研究工作,并取得
了一定的突破性进展。但是,现有研发出的植物抗旱剂大多存在组分复杂、应用成本高的缺
陷,难以得到推广应用。且作物抗旱是一个复杂的机理,不同作物和品种适应干旱的方式是
多种多样的,一些作物具有综合性、几种机理共同作用的抗旱特性,因此,如何根据作物的
生长环境特点,不断提升作物的抗旱能力以使作物在干旱环境下实现增产的问题,仍然是
作物抗旱技术领域中普遍存在的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的至少一个不足之处,提供了抗旱生物源刺
激剂、作物肥料及作物灌施方法,其解决了如何提升作物抗旱能力以使作物在干旱环境下
实现增产的技术问题。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:抗旱生物源刺激剂,包括如下组分:
木霉发酵提取物、黄腐酸混合物和柠檬酸盐,其中,所述木霉发酵提取物的重量份为40-60
份,所述黄腐酸的重量份为20-30份,所述柠檬酸盐的重量份为10-20份。
可选地,所述抗旱生物源刺激剂的组分还包括硼酸,所述硼酸的重量份0.5-2份。
可选地,所述柠檬酸盐包括如下组分:柠檬酸钙5-10重量份,柠檬酸锌0.5-5重量
份,柠檬酸铁0.5-2重量份。
可选地,所述木霉发酵提取物为哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉,且/或,所述
黄腐酸混合物为生化黄腐酸混合物。
可选地,所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉中,水溶性生物腐植酸的含量大
于或者等于8.5%;且/或,
所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉中,氮、五氧化二磷、氧化钾的含量总和大
于或者等于5.0%;且/或,
所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉中,水分的含量小于或等于2.0%;且/或,
每克所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉中,有效活菌孢子数大于或等于4×
105;且/或,
所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉中,氨基酸的含量大于或等于2.0%;且/
或,
所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉的pH值在7.5-8.5之间;且/或,
所述生化黄腐酸混合物中,生化黄腐酸的含量大于或等于45%;且/或,
所述生化黄腐酸混合物中,氮、五氧化二磷、氧化钾的含量总和大于或者等于
13.0%;且/或,
所述生化黄腐酸混合物中,水分的含量小于或等于2.0%;且/或,
所述生化黄腐酸混合物中,氨基酸的含量大于或等于2.0%;且/或,
所述生化黄腐酸混合物的pH值在6.0-7.0之间。
可选地,所述抗旱生物源刺激剂包括如下组分:木霉发酵提取物55重量份,生化黄
腐酸混合物21重量份,柠檬酸钙10重量份,柠檬酸锌5重量份,柠檬酸铁2重量份,硼酸2重量
份;或者,
所述抗旱生物源刺激剂包括如下组分:木霉发酵提取物60重量份,生化黄腐酸混
合物21重量份,柠檬酸钙10重量份,柠檬酸锌5重量份,柠檬酸铁2重量份,硼酸2重量份。
本发明提供的抗旱生物源刺激剂,利用木霉发酵提取物作为激活抗旱活性成分,
利用黄腐酸混合物作为有机质载体,利用中微量元素的柠檬酸盐作为营养调节成分,这样,
作物在干旱环境下使用抗旱生物源刺激剂,既可有效提升作物的抗旱能力,又能保证作物
能有效吸收其成长所需的营养成分,实现了作物在干旱环境中增产的显著效果。
进一步地,本发明还提供了作物肥料,其包括上述的抗旱生物源刺激剂和与所述
抗旱生物源刺激剂混合的农用化合物,所述农用化合物为尿素、磷酸二胺、钾肥中的至少一
种。
本发明提供的作物肥料,由于采用了上述的抗旱生物源刺激剂和农用化合物组
合,故,其在能满足作物特定的营养需求外,还能有效提高作物的抗旱能力,利于实现作物
在干旱环境中产量增加的效果。
进一步地,本发明还提供了作物灌施方法,其具体实施方案为:在播种作物前,浇
灌一次水;在作物的出苗期至团棵期,使作物充分受旱后,采用上述的抗旱生物源刺激剂与
水调配后进行第一次灌施操作;在作物的膨大期,采用上述的抗旱生物源刺激剂与水调配
后进行第二次灌施操作。
可选地,所述第一次灌施操作为:按两公斤每亩的量称取所述抗旱生物源刺激剂,
用水稀释250倍制成第一灌施溶液,浇灌所述第一灌施溶液;且/或,
所述第二次灌施操作为:按两公斤每亩的量称取所述抗旱生物源刺激剂,用水稀
释250倍制成第二灌施溶液,浇灌所述第二灌施溶液。
可选地,所述作物为马铃薯或者花生或者豇豆。
本发明提供的作物灌施方法,采用上述的抗旱生物源刺激剂进行优化设计作物的
灌施方法,既充分保证了作物的产量,又减少了灌水的量,即在保证作物产量的前提下还有
效节约了水源,非常利于在干旱环境下的大量推广使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明
进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于
限定本发明。
本发明实施例提供的抗旱生物源刺激剂,包括如下组分:木霉发酵提取物、黄腐酸
混合物和柠檬酸盐,其中,所述木霉发酵提取物的重量份为40-60份,所述黄腐酸的重量份
为20-30份,所述柠檬酸盐的重量份为10-20份。木霉发酵提取物主要用于激活作物的抗旱
活性;黄腐酸混合物作为有机质载体,主要用于对作物进行生长调节;柠檬酸盐主要用于调
节作物根部的渗透势(渗透势亦称溶质势,由于溶质颗粒的存在降低了水的自由能,因而其
水势低于纯水的水势,以负值表示)和为作物根部补充营养。本发明实施例提供的抗旱生物
源刺激剂,利用木霉发酵提取物作为激活抗旱活性成分,利用黄腐酸混合物作为有机质载
体,利用中微量元素的柠檬酸盐作为营养调节成分,这样,作物在干旱环境下使用抗旱生物
源刺激剂,既可有效提升作物的抗旱能力,又能保证作物能有效吸收其成长所需营养成分,
实现了作物在干旱环境中产量增加的显著效果。
具体地,木霉属于半知菌门,常见的木霉有绿色木霉、康宁木霉、棘孢木霉、深绿木
霉、哈茨木霉、长枝木霉等。研究表明木霉所产生的次生代谢产物中,含有对作物生长发育
起到刺激作用的物质,如生长素(IAA)、赤霉素GA5和细胞分裂素(CTK)等。具体地,在木霉生
命活动过程中,可分泌抗生素,抑制土壤中病原微生物的生长与繁殖,减少作物病原菌对作
物的危害,如减少Azospirillum(固氮螺菌)、Klebsiella(克雷白氏杆菌)、Alcaligenes(产
碱杆菌)等菌种所分泌的氧肪酸类或邻苯二酚等高铁载体对作物的危害。
优选地,所述抗旱生物源刺激剂的组分还包括硼酸,所述硼酸的重量份0.5-2份。
此处,在抗旱生物源刺激剂的组分中增设硼酸,利于促进作物根系更好地吸收营养成分。
优选地,所述柠檬酸盐包括如下组分:柠檬酸钙5-10重量份,柠檬酸锌0.5-5重量
份,柠檬酸铁0.5-2重量份。柠檬酸钙、柠檬酸锌和柠檬酸铁可分别为作物根部补充钙、锌、
铁营养成分,且作物吸收效果较好。
优选地,所述木霉发酵提取物为哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉。研究表明哈
茨木霉T2-16在改良后的GPF培养基中培养所获得的发酵产物,其可对作物根瘤菌菌株耐逆
性及对抗生素抗性等多个表型性状产生影响。试验结果表明,经该发酵产物处理后,可明显
提高作物根系的活力,供试的一些根瘤菌菌株的耐高温、耐盐碱能力有所提高,对一些抗生
素的抗性也有一定的增加,显示了木霉发酵产物在提高土著根瘤菌固氮活性方面的潜能。
优选地,所述黄腐酸混合物为生化黄腐酸混合物。生化黄腐酸是从微生物发酵后
的植物废料中提取的,其组成结构较复杂,主要成分除了芳香族羟基羧酸外,还有一定数量
的水溶性碳水化合物、氨基酸、蛋白质、糖酸类物质。
优选地,所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉中,水溶性生物腐植酸的含量大
于或者等于8.5%;且/或,氮、五氧化二磷、氧化钾的含量总和大于或者等于5.0%,即N+P2O5
+K2O≥5.0%;且/或,水分的含量小于或等于2.0%;且/或,有效活菌孢子数大于或等于4×
105;且/或,氨基酸的含量大于或等于2.0%;且/或,所述哈茨木霉T2-16菌株的发酵提取干粉
的pH值在7.5-8.5之间。
优选地,所述生化黄腐酸混合物中,生化黄腐酸的含量大于或等于45%;且/或,
氮、五氧化二磷、氧化钾的含量总和大于或者等于13.0%,即N+P2O5+K2O≥13.0%;且/或,水
分的含量小于或等于2.0%;且/或,氨基酸的含量大于或等于2.0%;且/或,所述生化黄腐
酸混合物的pH值在6.0-7.0之间。
作为本发明实施例的一较佳实施方案,所述抗旱生物源刺激剂包括如下组分:木
霉发酵提取物55重量份,生化黄腐酸混合物21重量份,柠檬酸钙10重量份,柠檬酸锌5重量
份,柠檬酸铁2重量份,硼酸2重量份;或者,作为本发明实施例的另一较佳实施方案,所述抗
旱生物源刺激剂包括如下组分:木霉发酵提取物60重量份,生化黄腐酸混合物21重量份,柠
檬酸钙10重量份,柠檬酸锌5重量份,柠檬酸铁2重量份,硼酸2重量份。经试验发现,在干旱
环境下使用这两个实施方案的抗旱生物源刺激剂,都能达到提升作物抗旱能力、提高作物
增产的目的。
进一步地,本发明实施例还提供了作物肥料,其包括上述的抗旱生物源刺激剂和
与抗旱生物源刺激剂混合的农用化合物,所述农用化合物为尿素、磷酸二胺、钾肥中的至少
一种。
其中,尿素是由碳、氮、氧、氢组成的有机化合物,含氮量为46.65%,是含氮量最高
的固体氮肥。尿素作为一种中性肥料,适用于各种土壤和植物,其在土壤中不会残留任何有
害物质,长期施用没有不良影响。
磷酸二铵是一种含氮、磷二种营养元素的二元高效复合肥,它既可作基肥,又可作
追肥,既适应旱地作物,也适应水田作物,不仅适用于酸性土壤,也可用于碱性土壤,对各种
农作物均有显著的增产效果,并且比同等养份的单体氮肥和磷肥增产幅度大。
钾肥全称钾素肥料,它是以钾为主要养分的肥料。钾肥能被土壤吸收,不易流失,
且能提高土壤供钾能力和植物的钾营养水平。钾肥施用适量时,能使作物茎秆长得坚强,防
止倒伏,促进开花结实,增强抗旱、抗寒、抗病虫害能力。
本发明实施例提供的作物肥料,由于采用了上述的抗旱生物源刺激剂和农用化合
物组合,故,其在能满足作物特定的营养需求外,还能有效提高作物的抗旱能力,利于实现
作物在干旱环境中产量增加的效果。
进一步地,本发明实施例还提供了作物灌施方法,其具体实施方案为:在播种作物
前,浇灌一次水,以保证苗全;在作物的出苗期至团棵期不浇水,使作物充分受旱后,采用上
述的抗旱生物源刺激剂与水调配后进行第一次灌施操作;在作物的膨大期,采用上述的抗
旱生物源刺激剂与水调配后进行第二次灌施操作。经试验证明,采用本发明实施例提供的
作物灌施方法,既充分保证了作物的产量,又减少了灌水的量,即在保证作物产量的前提下
还有效节约了水源,非常利于在干旱环境下的大量推广使用。
优选地,所述第一次灌施操作为:按两公斤每亩的量称取所述抗旱生物源刺激剂
(即每亩地称取两公斤的抗旱生物源刺激剂),用水稀释250倍制成第一灌施溶液,浇灌所述
第一灌施溶液。采用这种灌施方式,可使得作物的产量有效增加。
优选地,所述第二次灌施操作为:按两公斤每亩的量称取所述抗旱生物源刺激剂
(即每亩地称取两公斤的抗旱生物源刺激剂),用水稀释250倍制成第二灌施溶液,浇灌所述
第二灌施溶液。采用这种灌施方式,可使得作物的产量有效增加。第一次灌施操作和第二次
灌施操作的操作过程相同,只是实施时间段不同。
优选地,所述作物为马铃薯,即本发明实施例提供的抗旱生物源刺激剂、作物肥料
及作物灌施方法可用于马铃薯,有效提升了马铃薯的抗旱能力,并使得马铃薯在干旱环境
下实现产量增加的效果。当然了,具体应用中,作物也可为其它物品,如花生或者豇豆等。
研究表明,脯氨酸含量可以作为抗旱育种的生理指标,这是因为:脯氨酸是作物蛋
白质的组分之一,其能够以游离状态广泛存在于作物体中;在干旱、盐渍等胁迫条件下,许
多作物体内脯氨酸大量积累;积累的脯氨酸除了可作为作物细胞质内渗透调节物质外,还
在稳定生物大分子结构、降低细胞酸性、解除氨毒以及作为能量库调节细胞氧化还原势等
方面起到重要作用;在逆境条件下(旱、盐碱、热、冷、冻),作物体内脯氨酸的含量显著增加;
作物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了作物的抗逆性,抗旱性强的品种往往积累较多的
脯氨酸,因此,测定脯氨酸含量可以作为抗旱育种的生理指标。
为了验证本发明实施例提供的抗旱生物源刺激剂、作物肥料及作物灌施方法的效
果,申请人做了如下试验,试验中将脯氨酸含量作为抗旱育种的生理指标。
具体试验如下:
试验地为云南石林县,试验时间为2015年11月-2016年4月,该试验时间段内降雨
量为115mm。试验地前茬作物为番茄,试验作物为马铃薯。播种前结合整地施入复合肥100公
斤/亩,试验过程分为干旱处理、灌水处理、干旱-灌水处理三种不同处理方式,每种处理方
式的马铃薯均采用随机区组排列,其行长为1.5m、行距为50cm、穴距为10cm,采用3行区、3次
重复的分布方式。为了便于分析试验结果,将灌水处理方式定义为处理方式1,将干旱-灌水
处理方式定义为处理方式2,将干旱处理方式定义为处理方式3,各处理方式的处理过程如
下:
处理方式1(灌水处理):按当地大田生产管理,全生育期灌水6次,以满足正常生长
发育的水分需要,整个生产过程总计用水8立方/亩。
处理方式2(干旱-灌水处理):按当地大田生产管理,全生育期灌水6次,灌水时期
与处理方式1中的灌水时期一致,但用水量减少一半,整个生产过程总计用水4立方/亩。
处理方式3(干旱处理):播种马铃薯前灌一次水,以保证苗全;出苗至团棵期不灌
水,使其充分受旱;然后灌水冲施一次抗旱生物源刺激剂(按2公斤/亩的量配比,并用水稀
释250倍后灌施),即进行第一次灌施操作;在薯块膨大期再灌水冲施一次抗旱生物源刺激
剂(按2公斤/亩的量配比,并用水稀释250倍后灌施),即进行第二次灌施操作,整个生产过
程总计用水2立方/亩。
据试验观察,施用本发明实施例提供的抗旱生物源刺激剂(即采用处理方式3)得
到的马铃薯植株较壮,薯块较大,脯氨酸含量高,其具体试验结果如表1所示。
表1
表1中数据后面不同小写字母(a、b、c)表示经Duncan法(p<0.05)检测的差异显著
性。
从表1可以看出,采用处理方式3得到的马铃薯脯氨酸含量显著高于其它两个处理
方式处理得到的马铃薯脯氨酸含量,这表明处理方式3中已经激活了马铃薯的抗逆反应,实
现了提高马铃薯抗旱能力的效果;同时,从表1也可以看出,采用处理方式3得到的马铃薯产
量显著高于采用处理方式2得到的马铃薯产量,且与采用处理方式1得到的马铃薯产量之间
没有很大的差异,从而表明采用处理方式3得到的马铃薯产量显著增加了。由此进一步验证
了采用本发明实施例提供的抗旱生物源刺激剂,能够达到提升作物抗旱能力、提高作物增
产的目的。
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、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。