专利名称：促进植物生长和发育的生物刺激剂的制作方法
技术领域：
本发明包括一种通过一种植物生物刺激剂组合物结合尿素和/或其它农用化合物的施用以促进植物生长响应、减少氮的投入量和促进植物发育的方法。本发明还包括一种将所述组合物与尿素和/或其它农用化合物结合的方法。本发明进一步包括一种用于获得促进的植物生长的生物刺激剂组合物，所述组合物可以与尿素和/或其它农用化合物组合或不组合。
背景技术：
新西兰传统上依赖于苜蓿和其它豆科植物将种植牧草所需的氮进行生物固定。近来，为进一步提高牧草的产量和解决饲料供应季节性短缺，氮肥(如尿素)的使用有所增加。氮肥的过度使用会带来许多负面环境影响。最常被宣传的是硝酸盐水平增加的可能性，硝酸盐会渗入地下水中而污染水道。还涉及到与温室气体相关的担忧。氮肥的大量使用会促进反硝化作用的水平，导致高水平的一氧化二氮(一种有效的温室气体)的释放。 此外，人工氮肥的生产是高度能源集中的；所需能源来源于天然气的燃烧，这会导致另一种温室气体二氧化碳的产生。这也代表了有限的天然气资源的一个主要用途，而有限的天然气资源在其它方面(包括发电)的用途是越来越重要的。氮肥的使用在稳定地增长。在新西兰，对于经济着重依赖于乳牛、羊和肉牛养殖的乡村，总化肥的使用量在1968年到2002年间增加了 113% (Statistics New Zealand, Fertiliser use and the environment, August 2006 (新西兰统计局，化月巴的使用与环境， 2006年8月))。尿素的使用在2002年和2004年间增加了大约27% (出处同上)。氮肥使用的问题是通常给牧草施用了过量的氮。而且，如果使用氮的时间不正确 (例如，在植物生长不活跃的时期使用)，氮的损失就会更加严重。目前，已经有多种减少肥料使用的不利影响的方法得到推行。这些方法的其中之一是使用硝化作用抑制剂。最常见的硝化作用抑制剂有2-氯-6(三氯甲基)吡啶 (2-chloro-6 (trichloromethyl) pyridine)、双氰胺和 3，4- 二甲基吡唑磷酸盐(3， 4-dimethylpyrazole-phosphate) 0这些抑制剂具有减少硝酸盐渗透和氮的氧化物释放的功效。植物生长得到促进。然而，这种效果是不稳定的，并且取决于施用的时期、氮肥施用的量以及物理因素如土壤温度、湿度和PH值。脲酶抑制剂也被用于防止氮元素以氨气的形式挥发而流失到大气中去。脲酶抑制剂通过减慢水解速度来发挥作用。农场管理实践中还有其它减少氮流失的方法，包括施肥时期、分批的肥料施用、放牧的管理、牧草种类的选择、作物类型和地形的改造。
然而，仍然需要新的产品和方法来促进植物生长和发育，同时减少氮的投入量。
发明内容
本发明包括微生物生物刺激剂组合物，不管是单独使用还是与固体氮肥一起使用，该组合物都可以提高牧草产量。作用方式包括促进氮的吸收和氨基酸的合成。本发明的一个目的是提供一种尿素用量低于50%的刺激植物生长的方法，或者至少提供一种有效的刺激植物生长的其它方法的替代。一方面，本发明包括一种促进植物生长的方法，所述方法通过生物刺激剂组合物与尿素和/或其它农用化合物组合或不组合的施用来进行。该方法也用于减少氮的投入量和促进植物发育。所述农用化合物可以为尿素、肥料、叶面肥、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂或矿物溶液。另一方面，本发明包括一种用于促进植物生长的生物刺激剂组合物，所述组合物可以与尿素和/或其它农用化合物组合使用也可以不组合使用。所述组合物也可以用于减少氮的用量和促进植物生长。所述农用化合物可以为尿素、化肥、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂或叶面肥料或矿物溶液。在一个特定的方面，本发明的所述生物刺激剂组合物含有发酵的培养液，所述培养液含有一种或株或者多种或株的微生物，所述微生物培养在所述发酵的培养液中，随后在所述发酵的培养液里处死或裂解以产生细胞组分混合物(如裂解的发酵的培养液)。在进一步的方面，本发明包括一种将本发明的生物刺激剂组合物与尿素和/或其它农用化合物组合的方法。在一个特定的方面，所述方法包括将尿素溶解于水中，再往溶液中加入所述生物刺激剂组合物。这样施用于植物，相对于尿素的颗粒施用方式，可以获得更多的施用方式(如通过喷洒)。而且还有利于增加叶面的吸收并且降低生物刺激剂组合物的植物硝酸盐水平。在更进一步的方面，本发明包括一种制剂，所述制剂将本发明的生物刺激剂组合物与尿素和/或其它农用化合物进行组合。所述制剂可以含有添加到所述生物刺激剂组合物中的溶解尿素。该制剂可以适用于叶面施用(如叶面喷雾或滴灌)。所述制剂可以用于促进植物生长。
参照本发明的具体实施方式
并且参照附图描述本发明。图1 本发明中的生物刺激剂组合物(Donaghys LessN 40)对比相同量的尿素 (U40)及双倍量的尿素(U80)喷剂在23日的田间测试结果。
具体实施例方式本发明中的生物刺激剂通过一种或组合的微生物的发酵然后处死或裂解而得到制备，所述微生物包括但不限于乳酸菌和酵母。根据本发明，可以使用任何能进行发酵的微生物或微生物的组合。所述发酵可以涉及培养含有用于微生物的碳水化合物及矿物质源的液态培养液。可以使用任何发酵培养基，其中许多适用的培养基已为本领域众所周知。适用于本发明的细菌包括但不限于植物乳杆菌(LactcAacillus ρlantarum),嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)(也称为唾液链球菌(Streptococcus salivarius))及费氏丙酸杆菌(Propionibacter freudenreichii)。本发明包括乳杆菌属(Lactobaccillus)、链球菌属(Streptococcus)禾口丙酸杆菌属(Propionibacter)的多个种。进一步举例来说，本发明包括嗜酸乳杆菌(LactcAacillus acidophilus)、布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、小鼠乳杆菌、 (Lactobacillus murinus)类植物乳杆菌戊糖乳杆菌(Lactobacillus paraplantarum) (Lactobacillus pentosus)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、乳酸乳球菌 (Lactococcus lactis)、酒明串珠菌(Leuconostoc oenos)、两歧双歧杆菌(Bifidobacter bifidus)、i|t 氏丙酸杆菌(Propionibacter shermani)、口誉夕尼丙酸杆菌(Propionibacter pelophilus)禾口泥生丙酸杆菌(Propionivibrio limicola)。适用于本发明的酵母包括但不限于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。 本发明包括酵母属(Saccharomyces)的多个种。进一步举例来说，本发明包括巴斯德 _ 母(Saccharomyces pastorianus)> ii BJ (Saccharomyces boulardii)> 贝 _ 母(Saccharomyces bayanus)、狭小酵母(Saccharomyces exiguous)、粟酒裂殖酵母 (Saccharomyces pombe)、还有假丝酵母属(Candida)、毕赤酵母属(Pichia)、有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora)(Metschnikowia) Hs^BJM (Issatchenkia) > 酵母属(Kluyveromyces)和克勒克酵母属(Kloeckera)的种。根据本发明，所述微生物产生一系列生长促进化合物，其中包括细胞分裂素、甜菜碱、赤霉素以及抗氧化物。还有一系列的氨基酸、寡肽及微生物裂解产生的细胞碎片。在特定的方面，所述微生物可以在培养基中培养至约104cfu/ml、约105cfu/ml、约106cfu/ml、 约 107cfu/ml、约 108cfu/ml、约 109cfu/ml、约 1010cfu/ml、约 IO11CfuAiL 约 1012cfu/ml、约 1013cfu/ml、约 1014cfu/ml、或在约 IO6 至约 101Qcfu/ml、或约 107cfu/ml 至约 109cfu/ml 范围内的浓度。可以通过多种方式处死或裂解所述微生物，例如，冷冻、加热、研磨(bead beating)、洗涤剂(包括非离子型及两性离子洗涤剂)、低pH值处理(包括利用盐酸、 氢氟酸及硫酸)、高PH值处理(通过氢氧化钠)。还包括酶裂解，所述酶裂解包括但不限于一种或多种类型的纤维素酶、聚糖酶、溶菌酶、溶葡球菌酶、甘露聚糖酶、变溶菌素 (mutanolysin)、蛋白酶和消解酶。还包括的方法为溶剂处理法，如先后用十二烷基硫酸钠及丙酮溶液处理或进行超声处理。进一步包括的方法是先加压后迅速降压，例如通过压力喷雾罐(pressure bomb)、细胞喷雾罐(cell bomb)或提供高剪切压力的处理器如阀门式处理器(valve type processor)(包括但不限于弗氏压力细胞压碎器(French pressure cell press)或转子-定子处理器(rotor-stator processors)或固定几何流体处理器(fixed geometry fluid processors))实现。本发明中的组合物及制剂可以通过多种方式施用于植物，其中包括喷、洒、滴、蘸、 浸、敷、涂和任何类型的灌溉系统。作为非限制性的实例，本发明包括叶面喷洒、草皮喷洒、 犁沟喷洒、蘸根、浸根、浸茎、浸种、浸块茎、浸果实、滴土壤以及注入土壤。作为进一步的实例，所述组合物及制剂可以以干燥的形式施用，如颗粒、微颗粒、粉末、小球、棒、薄片、晶体及碎屑。
对于制剂，所述生物刺激剂组合物可以与尿素组合，例如，尿素的浓度可以为约 0. lkg/L、约 0. Ukg/L、约 0. Mkg/L、约 0. Wkg/L、约 0. 2kg/L、约 0. 2^ig/L、约 0. 2^g/L、约 0. 2^g/L、约 0. 3kg/L、约 0. 35kg/L、约 0. 38kg/L、约 0. 4kg/L、约 0. 42kg/L、约 0. 45kg/L、约 0. 48kg/L、或约 0. 50kg/L、或在约 0. 15kg/L 至约 0. 25kg/L、或约 0. 18kg/L 至约 0. 22kg/L、 或约0. 35kg/L至约0. 45kg/L、或约0. 38kg/L至约0. 42kg/L的范围内。本发明中的组合物可以促进植物生长及植物的免疫系统。可以用于克服植物的逆境阶段。需要特别指出的是，本发明中的生物刺激剂组合物可以用于帮助植物获得更加高效的养分利用。本发明中的组合物作为生物生长促进剂发挥作用，通过促进植物光合作用、 细小营养根的无性繁殖和继而对养分吸收的增加，来提高牧草产量。所述生物刺激剂组合物可以在土壤温度有利于牧草或作物生长发育的时期施用。 所述组合物可以以稀释到至少十分之一的比例，并且通过喷洒或灌溉来播撒的方式施用。 所述生物刺激剂组合物可以用于促进牧草生长，也可广泛用于其它作物。本发明的组合物还含有一系列自然产生且平衡的生长促进因子。其重要的前体是细胞分裂素(一种具有促进细胞分裂和生长功能的微生物和植物激素)、甜菜碱(植物细胞用于抵抗渗透压、干旱、高盐或高温的物质)和寡肽(促进通过细胞膜吸收养分的氨基酸组成的短链)。虽然植物可以自己合成细胞分裂素，但当其处于逆境中时合成会受到抑制。本发明的组合物的使用促进了氮的吸收。所述组合物显示出对毗邻于多年生黑麦草的白苜蓿的生长的促进。由于白苜蓿具有极高的饲料价值和该植物的根瘤可以进行固氮的重要性(以使更多的氮可被植物自身或其它牧草利用)，这是有好处的。而且，本发明的组合物的使用减少了需要施用的尿素的量。由于更高比例的氮会潜在地减少苜蓿的固氮率，而且还使得杂草的生长超过苜蓿的生长，这有利于牧草中的苜蓿成分。实施例本文描述的实施例是基于阐释本发明的实施方案的目的。其它实施方案、分析的方法和类型在分子诊断领域的普通技术人员的范围内并且不需要对其详细描述。本领域范围内的其它实施方案被认为是本发明的一部分。实施例1发酵的培养液用本领域的标准方法分离并培养了细菌(植物乳杆菌、嗜热链球菌、费氏丙酸杆菌)及酵母(酿酒酵母)。培养液的基质使用添加以下成分的Diffco 乳杆菌MRS培养液 (Diffco Lactobacilli MRS Broth)制备。表1.发酵的培养液的组成(每升培养液中的所有组分)
权利要求
1.一种用于促进植物生长或植物发育的组合物，该组合物含有发酵的培养液，其中，所述发酵的培养液含有细胞组分的混合物，所述细胞组分来源于在培养液中培养并随后裂解于该培养液中的一株或多株细菌和一株或多株酵母。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述细菌选自由乳酸菌属(LactcAacillus)、 链球菌属(Mi^ptococcus)和丙酸杆菌属(Propionibacter)的菌株组成的组。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述酵母选自酵母属(Saccharomyces)的菌株。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述细菌为植物乳杆菌(Lactobacillus ρ 1 ant arum)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)或费氏丙酸杆菌 (Propionibacter freudenreichii)中的一个或多个。
5.根据权利要求1或4所述的组合物，其中，所述酵母为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)0
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述一株或多株细菌或一株或多株酵母被培养至约106Cfu/ml至约101(lCfu/ml的范围。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述一株或多株细菌或一株或多株酵母被培养至约107cfu/ml至约109cfu/ml的范围。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的组合物，其中，所述细菌和酵母通过先加压后迅速降压的方式裂解。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的组合物，其中，所述细菌和酵母通过固定几何流体处理器得到裂解。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物进一步含有化肥、 除草剂、杀虫剂、杀真菌剂或矿物溶液中的任意一种。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物进一步含有尿素。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述尿素的含量范围为约0.15kg/L至约 0. 25kg/L。
13.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述尿素的含量范围为约0.18kg/L至约 0. 22kg/L。
14.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述尿素的含量范围为约0.35kg/L至约 0. 45kg/L。
15.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述尿素的含量范围为约0.38kg/L至约 0. 42kg/L0
16.根据权利要求1-15中任意一项所述的组合物，该组合物被配制用于叶面施用。
17.一种促进植物生长或植物发育的方法，该方法包括对植物施用权利要求1-16中任意一项所述的组合物，以促进植物生长或植物发育。
18.一种促进植物生长或植物发育的方法，该方法包括对植物施用含有权利要求1-10 中任意一项所述的组合物和尿素的制剂，以促进植物生长或植物发育。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范围为约0.15kg/L至约 0. 25kg/L。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范围为约0.18kg/L至约·0.22kg/L。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范围为约0.35kg/L至约 0. 45kg/L。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述尿素的含量范围为约0.38kg/L至约 0. 42kg/L0
23.根据权利要求1-22中任意一项所述的方法，其中，所述制剂以叶面施用方式施用。
全文摘要
本发明涉及一种用于获得促进的植物生长的生物刺激剂组合物。该生物刺激剂组合物为发酵的培养液的形式，所述培养液含有细胞裂解物组分的混合物，所述细胞裂解物组分来自在先培养和裂解于所述培养液中的一株或多株细菌以及一株或多株酵母。所述生物刺激剂组合物可以进一步与其它农用化合物(例如尿素)组合，以适应所希望的应用的特定需要或要求。
文档编号C12R1/01GK102404992SQ200980158150
公开日2012年4月4日 申请日期2009年3月23日 优先权日2009年3月23日
发明者T·A·詹金斯 申请人:唐纳吉实业有限公司