本文作者:kaifamei

一種植物生長調節劑及其制備方法與流程

更新時間:2025-12-28 10:52:10 0條評論

一種植物生長調節劑及其制備方法與流程



1.本發明涉及植物生長調節劑技術領域,具體涉及一種植物生長調節劑及其制備方法。


背景技術:

2.植物激素亦稱為植物天然激素或植物內源激素,是由植物自身產生并直接或間接作用于靶器官或靶組織以調控植物生長的一類有機物質,植物激素的生理作用非常復雜,可以影響植物根系的分裂、生長和分化、植物發芽、開花、結果和性別分化等。這種自然合成的植物激素含量甚微,因而,要大量提取植物激素來提升作物產量成本較高,于是科學家們通過大量研究,最終發現采取化學合成法可以合成與天然植物激素擁有類似結構和作用功效的有機化合物,即植物生長調節劑。植物生長調節劑被吸收后可促使植物體內的各類活性酶類物質聯合作用,從而影響植物的理化進程。
3.從20世紀30年代對生長素的研究開始,植物生長調節劑便得到了快速的發展,隨后又陸續發現了赤霉素(ga)、脫落酸(aba)、細胞分裂素(ctk)和乙烯等植物生長調節劑。如今植物生長調節劑已在經濟作物、園林景觀和藥用植物等各個領域得以應用。
4.植物生長調節劑是一個泛稱,根據對植物生長的影響不同通常又可分為三大類,即包括有生長素、細胞分裂素、赤霉素和油菜素甾醇的植物生長促進劑,以肉桂酸、香豆素、脫落酸和水楊酸等為代表的植物生長抑制劑,含矮壯素、多效唑(pp333)和烯效唑在內的植物生長延緩劑。
5.隨著地球上可耕地面積日趨減少,而人口卻日益增長,加上自然災害的頻發,植物生長調節劑在保障糧食安全和提高產量方面越來越受到關注。傳統的植物生長調節劑藥液殘留量高,污染大,使用安全性較差,利用率低,不符合生態農業的發展需要。


技術實現要素:

6.本發明的目的在于提出一種植物生長調節劑及其制備方法,能促進種子生根,促進植物發芽、長苗,利于苗齊苗壯,增強植物耐旱耐澇性能、抗逆性,提高耐病耐蟲耐菌的效果,顯著提高作物產量,成分安全無毒,易于降解,不會造成環境污染,具有良好的應用前景。
7.本發明的技術方案是這樣實現的:
8.本發明提供一種植物生長調節劑的制備方法,將玉米秸稈、蕎麥種子和油菜花粉混合后,經過復合酶酶解得到的酶解產物中接種酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉進行發酵,得到發酵產物,與助劑、水混合均勻,得到植物生長調節劑;所述復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物。
9.作為本發明的進一步改進,包括以下步驟:
10.s1.組合物的制備:將玉米秸稈、蕎麥種子和油菜花粉分別洗凈,干燥,粉碎,混合均勻,得到組合物;
11.s2.酶解:將步驟s1中組合物加入水中,加入復合酶酶解,滅酶,得到酶解產物;所述復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物;
12.s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,活化培養,然后培養成活化菌種液;
13.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基(馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基),活化培養,得到活化紫紅曲霉;
14.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液;
15.s6.液體培養基的制備:將碳源、氮源、維生素和無機鹽用無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值,紫外線滅菌備用;
16.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,培養,得到菌種種子液;
17.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋,得到復合發酵菌液;
18.s9.發酵:將步驟s8制得的復合發酵菌液加入步驟s2制得的酶解產物中,發酵,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
19.s10.植物生長調節劑的制備:將步驟s9制得的發酵產物、助劑和水混合均勻,得到植物生長調節劑。
20.作為本發明的進一步改進,步驟s1中所述玉米秸稈、蕎麥種子和油菜花粉的質量比為(5-10):(3-5):(2-7);步驟s2中所述復合酶中纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的質量比為(5-12):(2-5):(1-3);所述組合物、水、復合酶的質量比為20:(70-100):(1-3);所述酶解條件為35-45℃酶解3-5h。
21.作為本發明的進一步改進,步驟s3中所述酵母菌和枯草芽孢桿菌的接種量為1-3%和2-4%;所述活化培養的條件為35-40℃,培養時間為24-36h;步驟s4中所述紫紅曲霉的接種量為3-5%,所述活化培養的條件為35-40℃,培養時間為24-36h;步驟s5中所述紫紅曲霉孢子懸浮液的孢子濃度為10
5-106個/ml。
22.作為本發明的進一步改進,步驟s6中所述碳源選自糖蜜、葡萄糖、麥芽糖、乳糖、蔗糖、果糖、可溶性淀粉中的一種或幾種混合;所述氮源選自蛋白胨、魚粉、氨水、尿素、銨鹽、硝酸鹽、氨基酸;所述維生素選自維生素c、維生素b1、維生素b2、維生素b6、維生素a、維生素k、維生素b12、維生素d、維生素e中的一種或幾種混合;所述無機鹽選自氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、硫酸鎂、氯化鐵、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸錳、氯化鋅、氯化銅、氯化錳中的一種或幾種混合;所述氨基酸選自絲氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、氨酸、亮氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸中的一種或幾種混合;所述碳源、氮源、維生素、無機鹽和無菌水的質量比為(7-12):(2-5):(0.02-0.15):(0.4-1):100;所述培養基ph值調節為6.7-7.0。
23.作為本發明的進一步改進,步驟s7中所述培養的條件為35-40℃,培養時間為36-48h,所述菌種種子液的含菌量為10
7-108cfu/ml;步驟s8中所述稀釋倍數為100-200倍。
24.作為本發明的進一步改進,步驟s9中所述復合發酵菌液和酶解產物的質量比為2:(3-5);所述發酵條件為36-38℃發酵培養48-72h。
25.作為本發明的進一步改進,步驟s10中所述助劑包括成膜劑、增稠劑、分散劑、潤濕劑、表面活性劑中的至少一種;所述成膜劑選自海藻粉、羥甲基纖維素鈉和甲殼素中的至少一種;所述增稠劑選自黃原膠、羥甲基纖維素、明膠、海藻類、石膏、羥乙基纖維素、甲基纖維素、硅酸鎂鋁和聚乙烯醇中的至少一種;所述分散劑選自morwetd-425、terspense-2500、萘磺酸鹽、木質素磺酸鹽和聚羧酸鹽中的至少一種;所述潤濕劑選自十二烷基硫酸鈉、morwetefw、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一種;所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十六烷基硫酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、十八烷基磺酸鈉、吐溫-80中的至少一種;所述發酵產物、助劑、水的質量比為(2-5):(2-4):100。
26.作為本發明的進一步改進,具體包括以下步驟:
27.s1.組合物的制備:將5-10重量份玉米秸稈、3-5重量份蕎麥種子和2-7重量份油菜花粉分別洗凈,干燥,粉碎,混合均勻,得到組合物;
28.s2.酶解:將20重量份步驟s1中組合物加入70-100重量份的水中,加入1-3重量份復合酶,35-45℃酶解3-5h,105-110℃滅酶10-15min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為(5-12):(2-5):(1-3);
29.s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為1-3%和2-4%,35-40℃活化培養24-36h,然后培養成活化菌種液;
30.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為3-5%,35-40℃活化培養24-36h,得到活化紫紅曲霉;
31.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩10-20min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為10
5-106個/ml;
32.s6.液體培養基的制備:將7-12重量份碳源、2-5重量份氮源、0.02-0.15重量份維生素和0.4-1重量份無機鹽用100重量份無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.7-7.0,紫外線滅菌備用;
33.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,35-40℃培養36-48h,得到菌種種子液,含菌量為10
7-108cfu/ml;
34.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋100-200倍,得到復合發酵菌液;
35.s9.發酵:將2重量份步驟s8制得的復合發酵菌液加入3-5重量份步驟s2制得的酶解產物中,36-38℃發酵培養48-72h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
36.s10.植物生長調節劑的制備:將2-5重量份步驟s9制得的發酵產物、2-4重量份助劑和100重量份水混合均勻,得到植物生長調節劑。
37.本發明進一步保護一種上述的制備方法制得的植物生長調節劑。
38.本發明具有如下有益效果:玉米秸稈中含有豐富的氮素、碳素等植物生長所需的
營養成分,蕎麥種子中含有豐富的植物生長促進劑包括細胞分裂素、生長素、赤霉素等,油菜花粉中含有多種蕓苔素內酯,將三者混合后進行酶解,具有協同增效的作用,在復合酶的作用下,包括纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶,玉米秸稈、蕎麥種子以及油菜花粉的細胞壁被酶解,大量營養物質被釋放出來,同時,蛋白質類物質酶解成小分子短肽、氨基酸類,從而得到含有豐富成分的酶解產物;
39.進一步,將酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌進行菌種活化后培養成菌種種子液,對上述得到的酶解產物進行發酵,不僅能進一步將營養物質發酵產生小分子碳素、氮素、鉀素、磷素等植物生長所需的營養物質,另外,菌種發酵過程中還產生了促進植物生長的物質,包括d-手性肌醇(維生素b的一種),維生素b1、維生素b12等調節生長的維生素類物質,以及油菜素甾醇、生長素等促進細胞分裂,植物生長的小分子物質,從而,制得的發酵產物能起到很好的促進植物生長的效果;另外,還產生了較多的脯氨酸等,能明顯提高植物的抗逆性,以及產生了大量的酚類物質如綠原酸、原兒茶酸、兒茶素等,從而提高耐菌、抗蟲性能,提高植物的耐病性,明顯提高作物產量,一定程度上提高植物的耐旱耐澇性能,且該植物生長調節劑成分安全無毒,易于降解,不會造成環境污染。
40.本發明制得的植物生長調節劑能促進種子生根,促進植物發芽、長苗,利于苗齊苗壯,增強植物耐旱耐澇性能、抗逆性,提高耐病耐蟲耐菌的效果,顯著提高作物產量,成分安全無毒,易于降解,不會造成環境污染,具有良好的應用前景。
附圖說明
41.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
42.圖1為本發明測試例中各組根系脯氨酸含量對比圖;
43.圖2為本發明測試例中各組葉片脯氨酸含量對比圖。
具體實施方式
44.下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
45.玉米秸稈為玉米品種為“偉科702”的收獲期玉米秸稈;蕎麥種子購于江蘇長景種業有限公司;油菜花粉,1kg每袋,含量大于99%,購于武漢鵬壘生物科技有限公司。
46.纖維素酶,品牌夏盛fdy-2236,酶活力5000u/g,木瓜蛋白酶,品牌夏盛fdg-2203,酶活力100000u/g,果膠酶,品牌夏盛fdy-2212,酶活力60000u/g,購于夏盛(北京)生物科技開發有限公司。
47.酵母菌,為安琪高活性干酵母,購于安琪酵母股份有限公司;枯草芽孢桿菌,1000億cfu/g,購于歐科拜克生物技術股份有限公司;紫紅曲霉為accc30352紫紅曲霉,購自上海復祥生物科技有限公司。
48.實施例1
49.本實施例提供一種植物生長調節劑的制備方法,具體包括以下步驟:
50.s1.組合物的制備:將150g玉米秸稈、90g蕎麥種子和60g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
51.s2.酶解:將300g步驟s1中組合物加入1400g的水中,加入20g復合酶,35℃酶解3h,105℃滅酶10min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為5:2:1;
52.s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為1%和2%,35℃活化培養24h,然后培養成活化菌種液;
53.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為3%,35℃活化培養24h,得到活化紫紅曲霉;
54.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩10min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為105個/ml;
55.s6.液體培養基的制備:將7g葡萄糖、2g蛋白胨、0.01g維生素c、0.01g維生素b1和0.2g氯化鈉、0.1g硫酸鋅、0.1g硫酸銅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.7,紫外線滅菌備用;
56.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,35℃培養36h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為107cfu/ml;
57.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋100倍,得到復合發酵菌液;
58.s9.發酵:將200g步驟s8制得的復合發酵菌液加入300g步驟s2制得的酶解產物中,36℃發酵培養48h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
59.s10.植物生長調節劑的制備:將200g步驟s9制得的發酵產物、200g助劑和10kg水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括海藻粉、十二烷基磺酸鈉、morwetd-425,質量比為3:1:1。
60.實施例2
61.本實施例提供一種植物生長調節劑的制備方法,具體包括以下步驟:
62.s1.組合物的制備:將200g玉米秸稈、100g蕎麥種子和140g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
63.s2.酶解:將440g步驟s1中組合物加入2200g的水中,加入66g復合酶,45℃酶解5h,110℃滅酶15min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為12:5:3;
64.s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為3%和4%,40℃活化培養36h,然后培養成活化菌種液;
65.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為5%,40℃活化培養36h,得到活化紫紅曲霉;
66.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環
刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩20min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
67.s6.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、6g麥芽糖、3g蛋白胨、2g魚粉、0.05g維生素b1、0.05g維生素b2、0.05g維生素b6、0.4g氯化鈉、0.2g鎂、0.2g氯化鐵、0.2g硫酸鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為7.0,紫外線滅菌備用;
68.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,40℃培養48h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
69.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋200倍,得到復合發酵菌液;
70.s9.發酵:將200g步驟s8制得的復合發酵菌液加入500g步驟s2制得的酶解產物中,38℃發酵培養72h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
71.s10.植物生長調節劑的制備:將500g步驟s9制得的發酵產物、400g助劑和10kg水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括海藻粉、明膠、十六烷基苯磺酸鈉,質量比為3:2:1。
72.實施例3
73.本實施例提供一種植物生長調節劑的制備方法,具體包括以下步驟:
74.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、40g蕎麥種子和50g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
75.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;
76.s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為2%和3%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
77.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為4%,37℃活化培養30h,得到活化紫紅曲霉;
78.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩15min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
79.s6.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
80.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
81.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
82.s9.發酵:將180g步驟s8制得的復合發酵菌液加入360g步驟s2制得的酶解產物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
83.s10.植物生長調節劑的制備:將350g步驟s9制得的發酵產物、300g助劑和10kg水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
84.實施例4
85.與實施例3相比,復合酶為纖維素酶和果膠酶的復配混合物,質量比為10.5:2,其他條件均不改變。
86.實施例5
87.與實施例3相比,復合酶為木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為10.5:2,其他條件均不改變。
88.對比例1
89.與實施例3相比,步驟s1中未添加蕎麥種子,其他條件均不改變。
90.具體包括以下步驟:
91.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、90g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
92.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;
93.s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為2%和3%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
94.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為4%,37℃活化培養30h,得到活化紫紅曲霉;
95.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩15min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
96.s6.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
97.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
98.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
99.s9.發酵:將180g步驟s8制得的復合發酵菌液加入360g步驟s2制得的酶解產物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
100.s10.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s9制得的發酵產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
101.對比例2
102.與實施例3相比,步驟s1中未添加油菜花粉,其他條件均不改變。
103.具體包括以下步驟:
104.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、90g蕎麥種子分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
105.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為2%和3%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
106.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為4%,37℃活化培養30h,得到活化紫紅曲霉;
107.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩15min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
108.s6.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
109.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
110.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
111.s9.發酵:將180g步驟s8制得的復合發酵菌液加入360g步驟s2制得的酶解產物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
112.s10.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s9制得的發酵產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
113.對比例3
114.與實施例3相比,未進行步驟s2酶解,其他條件均不改變。
115.具體包括以下步驟:
116.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、40g蕎麥種子和50g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
117.s2.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為2%和3%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
118.s3.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為4%,37℃活化培養30h,得到活化紫紅曲霉;
119.s4.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s3中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩15min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
120.s5.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水
溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
121.s6.菌種種子液的制備:將步驟s2中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s4得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s5制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
122.s7.復合發酵菌液的制備:將步驟s6得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
123.s8.發酵:將200g步驟s7制得的復合發酵菌液加入400g步驟s1制得的組合物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
124.s9.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s9制得的發酵產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
125.對比例4
126.與實施例3相比,未添加枯草芽孢桿菌,其他條件均不改變。
127.具體包括以下步驟:
128.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、40g蕎麥種子和50g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
129.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;s3.酵母菌的活化:將酵母菌接種到高氏培養基中,接種量為5%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
130.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為4%,37℃活化培養30h,得到活化紫紅曲霉;
131.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩15min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
132.s6.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
133.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
134.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的酵母菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
135.s9.發酵:將180g步驟s8制得的復合發酵菌液加入360g步驟s2制得的酶解產物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
136.s10.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s9制得的發酵產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
137.對比例5
138.與實施例3相比,未添加酵母菌,其他條件均不改變。
139.具體包括以下步驟:
140.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、40g蕎麥種子和50g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
141.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;s3.枯草芽孢桿菌的活化:將枯草芽孢桿菌接種到高氏培養基中,接種量為5%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
142.s4.紫紅曲霉的活化:將紫紅曲霉接種到pda培養基,接種量為4%,37℃活化培養30h,得到活化紫紅曲霉;
143.s5.紫紅曲霉孢子懸浮液的制備:將步驟s4中活化紫紅曲霉加入無菌水,用接種環刮取瓊脂表面,使孢子被刮下,收集孢子懸浮液,振蕩15min,用無菌濾紙過濾,計數,重新加入無菌水,得到紫紅曲霉孢子懸浮液,孢子濃度為106個/ml;
144.s6.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
145.s7.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的枯草芽孢桿菌活化菌種液,以及步驟s5得到的紫紅曲霉孢子懸浮液分別接種于步驟s6制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
146.s8.復合發酵菌液的制備:將步驟s7得到的枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
147.s9.發酵:將180g步驟s8制得的復合發酵菌液加入360g步驟s2制得的酶解產物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
148.s10.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s9制得的發酵產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
149.對比例6
150.與實施例3相比,未添加紫紅曲霉,其他條件均不改變。
151.具體包括以下步驟:
152.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、40g蕎麥種子和50g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
153.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;s3.酵母菌和枯草芽孢桿菌的活化:將酵母菌和枯草芽孢桿菌分別接種到高氏培養基中,接種量分別為2%和3%,37℃活化培養30h,然后培養成活化菌種液;
154.s4.液體培養基的制備:將6g葡萄糖、2g蔗糖、2g果糖、2g尿素、1.5g硝酸銨、0.05g維生素b1、0.05g維生素k、0.3g氯化鉀、0.1g硫酸銅、0.1g硫酸錳、0.1g氯化鋅用100g無菌水溶解,混合均勻后,用pbs溶液調節培養基ph值為6.85,紫外線滅菌備用;
155.s5.菌種種子液的制備:將步驟s3中得到的酵母菌活化菌種液和枯草芽孢桿菌活
化菌種液分別接種于步驟s4制得的液體培養基中,37℃培養42h,得到菌種種子液,所述每種菌種種子液的含菌量為108cfu/ml;
156.s6.復合發酵菌液的制備:將步驟s5得到的酵母菌、枯草芽孢桿菌菌種種子液等體積混合并稀釋150倍,得到復合發酵菌液;
157.s7.發酵:將200g步驟s6制得的復合發酵菌液加入400g步驟s2制得的酶解產物中,37℃發酵培養56h,過濾,固體用無菌水洗滌,合并洗滌液和濾液,冷凍干燥,得到發酵產物;
158.s8.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s7制得的發酵產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
159.對比例7
160.與實施例3相比,未進行發酵步驟,其他條件均不改變。
161.具體包括以下步驟:
162.s1.組合物的制備:將70g玉米秸稈、40g蕎麥種子和50g油菜花粉分別洗凈,70℃干燥2h,粉碎,混合均勻,得到組合物;
163.s2.酶解:將160g步驟s1中組合物加入640g的水中,加入16g復合酶,40℃酶解4h,107℃滅酶12min,得到酶解產物;復合酶為纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,質量比為7:3.5:2;s3.植物生長調節劑的制備:將35g步驟s2制得的酶解產物、30g助劑和1000g水混合均勻,得到植物生長調節劑。助劑包括羥甲基纖維素鈉、黃原膠、morwetd-425、吐溫-80,質量比為5:2:2:1。
164.測試例1
165.1、對玉米種子發芽促進試驗
166.挑選顆粒飽滿、大小均勻的玉米種子分組,分成14組,每組100粒,品種為“偉科702”,分別為實施例1-5組、對比例1-7組、清水組和吲哚乙酸組,將每組玉米種子分別放入鋪有雙層濾紙的培養皿中,首次注入樣品液體25ml,25
±
2℃恒溫箱內避光培養,每天新注入樣品液體2ml;
167.樣品液體:實施例1-5組、對比例1-7組為實施例1-5和對比例1-7制得的植物生長調節劑,吲哚乙酸組注入50μg/ml的吲哚乙酸水溶液,清水組為清水。
168.觀察5天后胚芽發芽情況,以胚芽長超過種子長度1/2為發芽標準;計算發芽率。
169.發芽率(%)=發芽種子數/試驗樣品總數
×
100%;
170.結果見表1。
171.表1
172.組別發芽率(%)實施例1100實施例2100實施例3100實施例484實施例580對比例167對比例264
對比例375對比例477對比例582對比例670對比例762清水45吲哚乙酸71
173.由上表可知,本發明實施例1-3制得的植物生長調節劑具有良好的促進玉米種子發芽的效果,優于吲哚乙酸。
174.2、促進生長試驗
175.待上述各組玉米種子發芽后每組選擇5株長勢最好的種子進行盆栽,每天定量的澆灌相應濃度的樣品液體,以保證其正常生長。5葉期測定株高、主根長和葉片的鮮重,并計算其促進率。并測定根系和葉片游離脯氨酸的含量。
176.株高、主根長和葉片的鮮重促進率(%)=(該組株高、主根長和葉片的鮮重-清水組株高、主根長和葉片的鮮重)/清水組株高、主根長和葉片的鮮重
×
100%。
177.結果見表2和圖1-2。
178.表2
[0179][0180]
由上表可知,本發明實施例1-3制得的植物生長調節劑具有良好的促進玉米幼苗生長的效果,優于吲哚乙酸。
[0181]
脯氨酸(pro)是植物蛋白質的組分之一,并可以游離狀態廣泛存在于植物體中。在干旱、鹽漬等脅迫條件下,許多植物體內需要大量積累脯氨酸。積累的脯氨酸除了作為植物細胞質內滲透調節物質外,還在穩定生物大分子結構、降低細胞酸性、解除氨毒以及作為能量庫調節細胞氧化還原勢等方面起重要作用。在逆境條件下(旱、鹽堿、熱、冷、凍),植物體內脯氨酸的含量顯著增加。植物體內脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性,抗旱
性強的品種往往積累較多的脯氨酸。因此測定脯氨酸含量可以作為抗旱育種的生理指標。另外,由于脯氨酸親水性極強,能穩定原生質膠體及組織內的代謝過程,因而能降低凝固點,有防止細胞脫水的作用。在低溫條件下,植物組織中脯氨酸增加,可提高植物的抗寒性,因此,亦可作為抗寒育種的生理指標。
[0182]
由圖1-2可知,本發明實施例1-3制得的植物生長調節劑能明顯提高植株的脯氨酸含量,從而促進植物發芽、長苗,利于苗齊苗壯,增強植物耐旱耐澇性能、抗逆性,提高耐病耐蟲耐菌的效果,顯著提高作物產量。
[0183]
對比例1、2與實施例3相比,步驟s1中未添加蕎麥種子或油菜花粉,其促進生根、生芽和生長效果明顯下降。玉米秸稈中含有豐富的氮素、碳素等植物生長所需的營養成分,蕎麥種子中含有豐富的植物生長調節劑包括細胞分裂素、生長素、赤霉素等,油菜花粉中含有多種蕓苔素內酯,將三者混合后進行酶解,能產生大量促進生長的物質,如蕓苔素內酯、細胞分裂素、生長素、赤霉素等,具有協同增效的作用。
[0184]
實施例4、5與實施例3相比,復合酶為纖維素酶和果膠酶的復配混合物或者為木瓜蛋白酶和果膠酶的復配混合物,其促進生根、生芽和生長效果下降,植物體內的脯氨酸含量降低;對比例3與實施例3相比,未進行步驟s2酶解,其促進生根、生芽和生長效果明顯下降,植物體內的脯氨酸含量明顯降低。本發明將玉米秸稈、蕎麥種子和油菜花粉混合后進行酶解,具有協同增效的作用,在復合酶的作用下,包括纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶,細胞壁被酶解,大量營養物質被釋放出來,同時,蛋白質類物質酶解成小分子短肽、氨基酸類,包括脯氨酸等,從而得到含有豐富成分的酶解產物,能明顯促進植物生長,并且提高其抗逆性。
[0185]
對比例4、5與實施例3相比,未添加枯草芽孢桿菌或酵母菌,對比例6與實施例3相比,未添加紫紅曲霉,其促進生根、生芽和生長效果下降,植物體內的脯氨酸含量降低。對比例7與實施例3相比,未進行發酵步驟,其促進生根、生芽和生長效果顯著下降,植物體內的脯氨酸含量顯著降低。將酵母菌、枯草芽孢桿菌和紫紅曲霉菌進行菌種活化后培養成菌種種子液,對上述得到的酶解產物進行發酵,不僅能進一步將營養物質發酵產生小分子碳素、氮素、鉀素、磷素等植物生長所需的營養物質,另外,菌種發酵過程中還產生了促進植物生長的物質,包括d-手性肌醇(維生素b的一種),維生素b1、維生素b12等調節生長的維生素類物質,以及油菜素甾醇、生長素等促進細胞分裂,植物生長的小分子物質,從而,制得的發酵產物能起到很好的促進植物生長的效果;另外,還產生了較多的脯氨酸等,能明顯提高植物的抗逆性,以及產生了大量的酚類物質如綠原酸、原兒茶酸、兒茶素等,從而提高耐菌、抗蟲性能,提高植物的耐病性,明顯提高作物產量,一定程度上提高植物的耐旱耐澇性能,且該植物生長調節劑成分安全無毒,易于降解,不會造成環境污染。
[0186]
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。


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