專利名稱：促進(jìn)植物生長(zhǎng)和發(fā)育的生物刺激劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包括一種通過一種植物生物刺激劑組合物結(jié)合尿素和/或其它農(nóng)用化合物的施用以促進(jìn)植物生長(zhǎng)響應(yīng)、減少氮的投入量和促進(jìn)植物發(fā)育的方法。本發(fā)明還包括一種將所述組合物與尿素和/或其它農(nóng)用化合物結(jié)合的方法。本發(fā)明進(jìn)一步包括一種用于獲得促進(jìn)的植物生長(zhǎng)的生物刺激劑組合物，所述組合物可以與尿素和/或其它農(nóng)用化合物組合或不組合。
背景技術(shù)：
新西蘭傳統(tǒng)上依賴于苜蓿和其它豆科植物將種植牧草所需的氮進(jìn)行生物固定。近來，為進(jìn)一步提高牧草的產(chǎn)量和解決飼料供應(yīng)季節(jié)性短缺，氮肥(如尿素)的使用有所增加。氮肥的過度使用會(huì)帶來許多負(fù)面環(huán)境影響。最常被宣傳的是硝酸鹽水平增加的可能性，硝酸鹽會(huì)滲入地下水中而污染水道。還涉及到與溫室氣體相關(guān)的擔(dān)憂。氮肥的大量使用會(huì)促進(jìn)反硝化作用的水平，導(dǎo)致高水平的一氧化二氮(一種有效的溫室氣體)的釋放。 此外，人工氮肥的生產(chǎn)是高度能源集中的；所需能源來源于天然氣的燃燒，這會(huì)導(dǎo)致另一種溫室氣體二氧化碳的產(chǎn)生。這也代表了有限的天然氣資源的一個(gè)主要用途，而有限的天然氣資源在其它方面(包括發(fā)電)的用途是越來越重要的。氮肥的使用在穩(wěn)定地增長(zhǎng)。在新西蘭，對(duì)于經(jīng)濟(jì)著重依賴于乳牛、羊和肉牛養(yǎng)殖的鄉(xiāng)村，總化肥的使用量在1968年到2002年間增加了 113% (Statistics New Zealand, Fertiliser use and the environment, August 2006 (新西蘭統(tǒng)計(jì)局，化月巴的使用與環(huán)境， 2006年8月))。尿素的使用在2002年和2004年間增加了大約27% (出處同上)。氮肥使用的問題是通常給牧草施用了過量的氮。而且，如果使用氮的時(shí)間不正確 (例如，在植物生長(zhǎng)不活躍的時(shí)期使用)，氮的損失就會(huì)更加嚴(yán)重。目前，已經(jīng)有多種減少肥料使用的不利影響的方法得到推行。這些方法的其中之一是使用硝化作用抑制劑。最常見的硝化作用抑制劑有2-氯-6(三氯甲基)吡啶 (2-chloro-6 (trichloromethyl) pyridine)、雙氰胺和 3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽(3， 4-dimethylpyrazole-phosphate) 0這些抑制劑具有減少硝酸鹽滲透和氮的氧化物釋放的功效。植物生長(zhǎng)得到促進(jìn)。然而，這種效果是不穩(wěn)定的，并且取決于施用的時(shí)期、氮肥施用的量以及物理因素如土壤溫度、濕度和PH值。脲酶抑制劑也被用于防止氮元素以氨氣的形式揮發(fā)而流失到大氣中去。脲酶抑制劑通過減慢水解速度來發(fā)揮作用。農(nóng)場(chǎng)管理實(shí)踐中還有其它減少氮流失的方法，包括施肥時(shí)期、分批的肥料施用、放牧的管理、牧草種類的選擇、作物類型和地形的改造。
然而，仍然需要新的產(chǎn)品和方法來促進(jìn)植物生長(zhǎng)和發(fā)育，同時(shí)減少氮的投入量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括微生物生物刺激劑組合物，不管是單獨(dú)使用還是與固體氮肥一起使用，該組合物都可以提高牧草產(chǎn)量。作用方式包括促進(jìn)氮的吸收和氨基酸的合成。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種尿素用量低于50%的刺激植物生長(zhǎng)的方法，或者至少提供一種有效的刺激植物生長(zhǎng)的其它方法的替代。一方面，本發(fā)明包括一種促進(jìn)植物生長(zhǎng)的方法，所述方法通過生物刺激劑組合物與尿素和/或其它農(nóng)用化合物組合或不組合的施用來進(jìn)行。該方法也用于減少氮的投入量和促進(jìn)植物發(fā)育。所述農(nóng)用化合物可以為尿素、肥料、葉面肥、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑或礦物溶液。另一方面，本發(fā)明包括一種用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)的生物刺激劑組合物，所述組合物可以與尿素和/或其它農(nóng)用化合物組合使用也可以不組合使用。所述組合物也可以用于減少氮的用量和促進(jìn)植物生長(zhǎng)。所述農(nóng)用化合物可以為尿素、化肥、除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑或葉面肥料或礦物溶液。在一個(gè)特定的方面，本發(fā)明的所述生物刺激劑組合物含有發(fā)酵的培養(yǎng)液，所述培養(yǎng)液含有一種或株或者多種或株的微生物，所述微生物培養(yǎng)在所述發(fā)酵的培養(yǎng)液中，隨后在所述發(fā)酵的培養(yǎng)液里處死或裂解以產(chǎn)生細(xì)胞組分混合物(如裂解的發(fā)酵的培養(yǎng)液)。在進(jìn)一步的方面，本發(fā)明包括一種將本發(fā)明的生物刺激劑組合物與尿素和/或其它農(nóng)用化合物組合的方法。在一個(gè)特定的方面，所述方法包括將尿素溶解于水中，再往溶液中加入所述生物刺激劑組合物。這樣施用于植物，相對(duì)于尿素的顆粒施用方式，可以獲得更多的施用方式(如通過噴灑)。而且還有利于增加葉面的吸收并且降低生物刺激劑組合物的植物硝酸鹽水平。在更進(jìn)一步的方面，本發(fā)明包括一種制劑，所述制劑將本發(fā)明的生物刺激劑組合物與尿素和/或其它農(nóng)用化合物進(jìn)行組合。所述制劑可以含有添加到所述生物刺激劑組合物中的溶解尿素。該制劑可以適用于葉面施用(如葉面噴霧或滴灌)。所述制劑可以用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)。


參照本發(fā)明的具體實(shí)施方式
并且參照附圖描述本發(fā)明。圖1 本發(fā)明中的生物刺激劑組合物(Donaghys LessN 40)對(duì)比相同量的尿素 (U40)及雙倍量的尿素(U80)噴劑在23日的田間測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中的生物刺激劑通過一種或組合的微生物的發(fā)酵然后處死或裂解而得到制備，所述微生物包括但不限于乳酸菌和酵母。根據(jù)本發(fā)明，可以使用任何能進(jìn)行發(fā)酵的微生物或微生物的組合。所述發(fā)酵可以涉及培養(yǎng)含有用于微生物的碳水化合物及礦物質(zhì)源的液態(tài)培養(yǎng)液。可以使用任何發(fā)酵培養(yǎng)基，其中許多適用的培養(yǎng)基已為本領(lǐng)域眾所周知。適用于本發(fā)明的細(xì)菌包括但不限于植物乳桿菌(LactcAacillus ρlantarum),嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)(也稱為唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius))及費(fèi)氏丙酸桿菌(Propionibacter freudenreichii)。本發(fā)明包括乳桿菌屬(Lactobaccillus)、鏈球菌屬(Streptococcus)禾口丙酸桿菌屬(Propionibacter)的多個(gè)種。進(jìn)一步舉例來說，本發(fā)明包括嗜酸乳桿菌(LactcAacillus acidophilus)、布氏乳桿菌(Lactobacillus buchneri)、約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)、小鼠乳桿菌、 (Lactobacillus murinus)類植物乳桿菌戊糖乳桿菌(Lactobacillus paraplantarum) (Lactobacillus pentosus)、德氏乳桿菌(Lactobacillus delbrueckii)、乳酸乳球菌 (Lactococcus lactis)、酒明串珠菌(Leuconostoc oenos)、兩歧雙歧桿菌(Bifidobacter bifidus)、i|t 氏丙酸桿菌(Propionibacter shermani)、口譽(yù)夕尼丙酸桿菌(Propionibacter pelophilus)禾口泥生丙酸桿菌(Propionivibrio limicola)。適用于本發(fā)明的酵母包括但不限于釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。 本發(fā)明包括酵母屬(Saccharomyces)的多個(gè)種。進(jìn)一步舉例來說，本發(fā)明包括巴斯德 _ 母(Saccharomyces pastorianus)> ii BJ (Saccharomyces boulardii)> 貝 _ 母(Saccharomyces bayanus)、狹小酵母(Saccharomyces exiguous)、粟酒裂殖酵母 (Saccharomyces pombe)、還有假絲酵母屬(Candida)、畢赤酵母屬(Pichia)、有孢漢遜酵母屬(Hanseniaspora)(Metschnikowia) Hs^BJM (Issatchenkia) > 酵母屬(Kluyveromyces)和克勒克酵母屬(Kloeckera)的種。根據(jù)本發(fā)明，所述微生物產(chǎn)生一系列生長(zhǎng)促進(jìn)化合物，其中包括細(xì)胞分裂素、甜菜堿、赤霉素以及抗氧化物。還有一系列的氨基酸、寡肽及微生物裂解產(chǎn)生的細(xì)胞碎片。在特定的方面，所述微生物可以在培養(yǎng)基中培養(yǎng)至約104cfu/ml、約105cfu/ml、約106cfu/ml、 約 107cfu/ml、約 108cfu/ml、約 109cfu/ml、約 1010cfu/ml、約 IO11CfuAiL 約 1012cfu/ml、約 1013cfu/ml、約 1014cfu/ml、或在約 IO6 至約 101Qcfu/ml、或約 107cfu/ml 至約 109cfu/ml 范圍內(nèi)的濃度?？梢酝ㄟ^多種方式處死或裂解所述微生物，例如，冷凍、加熱、研磨(bead beating)、洗滌劑(包括非離子型及兩性離子洗滌劑)、低pH值處理(包括利用鹽酸、 氫氟酸及硫酸)、高PH值處理(通過氫氧化鈉)。還包括酶裂解，所述酶裂解包括但不限于一種或多種類型的纖維素酶、聚糖酶、溶菌酶、溶葡球菌酶、甘露聚糖酶、變?nèi)芫?(mutanolysin)、蛋白酶和消解酶。還包括的方法為溶劑處理法，如先后用十二烷基硫酸鈉及丙酮溶液處理或進(jìn)行超聲處理。進(jìn)一步包括的方法是先加壓后迅速降壓，例如通過壓力噴霧罐(pressure bomb)、細(xì)胞噴霧罐(cell bomb)或提供高剪切壓力的處理器如閥門式處理器(valve type processor)(包括但不限于弗氏壓力細(xì)胞壓碎器(French pressure cell press)或轉(zhuǎn)子-定子處理器(rotor-stator processors)或固定幾何流體處理器(fixed geometry fluid processors))實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中的組合物及制劑可以通過多種方式施用于植物，其中包括噴、灑、滴、蘸、 浸、敷、涂和任何類型的灌溉系統(tǒng)。作為非限制性的實(shí)例，本發(fā)明包括葉面噴灑、草皮噴灑、 犁溝噴灑、蘸根、浸根、浸莖、浸種、浸塊莖、浸果實(shí)、滴土壤以及注入土壤。作為進(jìn)一步的實(shí)例，所述組合物及制劑可以以干燥的形式施用，如顆粒、微顆粒、粉末、小球、棒、薄片、晶體及碎屑。
對(duì)于制劑，所述生物刺激劑組合物可以與尿素組合，例如，尿素的濃度可以為約 0. lkg/L、約 0. Ukg/L、約 0. Mkg/L、約 0. Wkg/L、約 0. 2kg/L、約 0. 2^ig/L、約 0. 2^g/L、約 0. 2^g/L、約 0. 3kg/L、約 0. 35kg/L、約 0. 38kg/L、約 0. 4kg/L、約 0. 42kg/L、約 0. 45kg/L、約 0. 48kg/L、或約 0. 50kg/L、或在約 0. 15kg/L 至約 0. 25kg/L、或約 0. 18kg/L 至約 0. 22kg/L、 或約0. 35kg/L至約0. 45kg/L、或約0. 38kg/L至約0. 42kg/L的范圍內(nèi)。本發(fā)明中的組合物可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)及植物的免疫系統(tǒng)?？梢杂糜诳朔参锏哪婢畴A段。需要特別指出的是，本發(fā)明中的生物刺激劑組合物可以用于幫助植物獲得更加高效的養(yǎng)分利用。本發(fā)明中的組合物作為生物生長(zhǎng)促進(jìn)劑發(fā)揮作用，通過促進(jìn)植物光合作用、 細(xì)小營(yíng)養(yǎng)根的無性繁殖和繼而對(duì)養(yǎng)分吸收的增加，來提高牧草產(chǎn)量。所述生物刺激劑組合物可以在土壤溫度有利于牧草或作物生長(zhǎng)發(fā)育的時(shí)期施用。 所述組合物可以以稀釋到至少十分之一的比例，并且通過噴灑或灌溉來播撒的方式施用。 所述生物刺激劑組合物可以用于促進(jìn)牧草生長(zhǎng)，也可廣泛用于其它作物。本發(fā)明的組合物還含有一系列自然產(chǎn)生且平衡的生長(zhǎng)促進(jìn)因子。其重要的前體是細(xì)胞分裂素(一種具有促進(jìn)細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)功能的微生物和植物激素)、甜菜堿(植物細(xì)胞用于抵抗?jié)B透壓、干旱、高鹽或高溫的物質(zhì))和寡肽(促進(jìn)通過細(xì)胞膜吸收養(yǎng)分的氨基酸組成的短鏈)。雖然植物可以自己合成細(xì)胞分裂素，但當(dāng)其處于逆境中時(shí)合成會(huì)受到抑制。本發(fā)明的組合物的使用促進(jìn)了氮的吸收。所述組合物顯示出對(duì)毗鄰于多年生黑麥草的白苜蓿的生長(zhǎng)的促進(jìn)。由于白苜蓿具有極高的飼料價(jià)值和該植物的根瘤可以進(jìn)行固氮的重要性(以使更多的氮可被植物自身或其它牧草利用)，這是有好處的。而且，本發(fā)明的組合物的使用減少了需要施用的尿素的量。由于更高比例的氮會(huì)潛在地減少苜蓿的固氮率，而且還使得雜草的生長(zhǎng)超過苜蓿的生長(zhǎng)，這有利于牧草中的苜蓿成分。實(shí)施例本文描述的實(shí)施例是基于闡釋本發(fā)明的實(shí)施方案的目的。其它實(shí)施方案、分析的方法和類型在分子診斷領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的范圍內(nèi)并且不需要對(duì)其詳細(xì)描述。本領(lǐng)域范圍內(nèi)的其它實(shí)施方案被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。實(shí)施例1發(fā)酵的培養(yǎng)液用本領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)方法分離并培養(yǎng)了細(xì)菌(植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、費(fèi)氏丙酸桿菌)及酵母(釀酒酵母)。培養(yǎng)液的基質(zhì)使用添加以下成分的Diffco 乳桿菌MRS培養(yǎng)液 (Diffco Lactobacilli MRS Broth)制備。表1.發(fā)酵的培養(yǎng)液的組成(每升培養(yǎng)液中的所有組分)
權(quán)利要求
1.一種用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)或植物發(fā)育的組合物，該組合物含有發(fā)酵的培養(yǎng)液，其中，所述發(fā)酵的培養(yǎng)液含有細(xì)胞組分的混合物，所述細(xì)胞組分來源于在培養(yǎng)液中培養(yǎng)并隨后裂解于該培養(yǎng)液中的一株或多株細(xì)菌和一株或多株酵母。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述細(xì)菌選自由乳酸菌屬(LactcAacillus)、 鏈球菌屬(Mi^ptococcus)和丙酸桿菌屬(Propionibacter)的菌株組成的組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述酵母選自酵母屬(Saccharomyces)的菌株。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，所述細(xì)菌為植物乳桿菌(Lactobacillus ρ 1 ant arum)、嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)或費(fèi)氏丙酸桿菌 (Propionibacter freudenreichii)中的一個(gè)或多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的組合物，其中，所述酵母為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)0
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述一株或多株細(xì)菌或一株或多株酵母被培養(yǎng)至約106Cfu/ml至約101(lCfu/ml的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述一株或多株細(xì)菌或一株或多株酵母被培養(yǎng)至約107cfu/ml至約109cfu/ml的范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述細(xì)菌和酵母通過先加壓后迅速降壓的方式裂解。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述細(xì)菌和酵母通過固定幾何流體處理器得到裂解。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述組合物進(jìn)一步含有化肥、 除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑或礦物溶液中的任意一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述組合物進(jìn)一步含有尿素。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，所述尿素的含量范圍為約0.15kg/L至約 0. 25kg/L。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，所述尿素的含量范圍為約0.18kg/L至約 0. 22kg/L。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，所述尿素的含量范圍為約0.35kg/L至約 0. 45kg/L。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，所述尿素的含量范圍為約0.38kg/L至約 0. 42kg/L0
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)所述的組合物，該組合物被配制用于葉面施用。
17.一種促進(jìn)植物生長(zhǎng)或植物發(fā)育的方法，該方法包括對(duì)植物施用權(quán)利要求1-16中任意一項(xiàng)所述的組合物，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)或植物發(fā)育。
18.一種促進(jìn)植物生長(zhǎng)或植物發(fā)育的方法，該方法包括對(duì)植物施用含有權(quán)利要求1-10 中任意一項(xiàng)所述的組合物和尿素的制劑，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)或植物發(fā)育。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范圍為約0.15kg/L至約 0. 25kg/L。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范圍為約0.18kg/L至約·0.22kg/L。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范圍為約0.35kg/L至約 0. 45kg/L。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范圍為約0.38kg/L至約 0. 42kg/L0
23.根據(jù)權(quán)利要求1-22中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述制劑以葉面施用方式施用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于獲得促進(jìn)的植物生長(zhǎng)的生物刺激劑組合物。該生物刺激劑組合物為發(fā)酵的培養(yǎng)液的形式，所述培養(yǎng)液含有細(xì)胞裂解物組分的混合物，所述細(xì)胞裂解物組分來自在先培養(yǎng)和裂解于所述培養(yǎng)液中的一株或多株細(xì)菌以及一株或多株酵母。所述生物刺激劑組合物可以進(jìn)一步與其它農(nóng)用化合物(例如尿素)組合，以適應(yīng)所希望的應(yīng)用的特定需要或要求。
文檔編號(hào)C12R1/01GK102404992SQ200980158150
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者T·A·詹金斯 申請(qǐng)人:唐納吉實(shí)業(yè)有限公司