本发明属于肥料技术领域,具体涉及一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥及其制备方法。
背景技术：
葡萄不仅味美可口，而且营养价值很高。成熟的浆果中葡萄含糖量高达10％-30％，以葡萄糖为主。葡萄中的多种果酸有助于消化，适当多吃些葡萄，能健睥和胃。葡萄中含有矿物质钙、钾、磷、铁以及多种维生素b1、维生素b2、维生素b6、维生素c和维生素p等，还含有多种人体所需的氨基酸，常食葡萄对神经衰弱、疲劳过度大有裨益，研究发现，葡萄比阿司匹林能更好地阻止血栓形成，并能降低人体血清胆固醇水平，降低血小板的凝聚力，对预防心脑血管病有一定作用。每天食用适量的鲜葡萄，不仅会减少心血管疾病的发病风险，还特别有益于那些局部缺血性心脏病和动脉粥样硬化心脏病患者的健康。我国葡萄生产区域极广，除广东、海南和台湾省外，其他各省、市、自治区均有经济产量的报告，产量居前5位的分别为新疆、河北、陕西、山东、云南，占全国总产量的50％以上。
白藜芦醇(resveratrol，res)是一种非黄酮类多酚化合物，存在于虎杖、葡萄、花生等70余种植物中，是植物处于逆境下产生的一种植物抗毒素。白藜芦醇由于“法国悖论”而受到人们的关注，对其生理活性进行了大量研究。白藜芦醇可清除自由基，抑制由活性氧引起的脂质过氧化和脂蛋白修饰，从而起到对心血管系统的保护作用。白藜芦醇通过调节转录因子、控制小rna表达等机理表现出抗癌活性。有报道认为白藜芦醇具有延缓衰老的作用，可以延长酵母、果蝇、线虫和小鼠的寿命。由于白藜芦醇具有诸多上述有益健康的生理作用，它在保健食品、化妆品、药品等方面有着广泛的应用前景。
白藜芦醇具有抗癌、抗菌消炎、抗氧化、调节血脂、保护心脏血管等多方面有益人类健康的重要功能，但是白藜芦醇在葡萄中的含量不高，导致植物提取效率差，目前市售肥料都是以提升葡萄产量和食用品质为目生产和研发，很少有针对提升葡萄中白藜芦醇含量而设计研发的肥料，市场潜力巨大。
技术实现要素：
本发明提供一种可以高效提升葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，同时提高葡萄产量和品质，改善土壤状况，安全环保无污染。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，是由以下重量份的原料制备而成：尿素50-80份、磷酸一铵40-60份、硫酸钾40-60份、硅藻土10-20份、小麦秸秆10-20份、改性腐殖酸10-20份、苯丙氨酸3-5份、铜盐10-15份、过磷酸钙3-8份、硫酸镁3-8份、硫酸锌3-9份、复合菌粉3-5份、硼砂1-3份。
所述改性腐殖酸是由以下步骤制备而的：
(1)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(2)取步骤(1)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌2-3h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中500-600w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸。
所述复合菌粉是枯草芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、淡紫拟青霉菌菌粉和胶质芽孢杆菌菌粉按照质量比1:3:1.5:1.5混合而得。
所述铜盐为硫酸铜和edta-cu按照质量比1:5混合而得。
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取小麦秸秆，干燥粉碎后于500℃下煅烧1h，后将其研磨，过0.45mm筛，并与70℃下烘干24h，备用，得到生物炭；
(2)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(3)取步骤(2)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌2-3h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中500-600w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸；
(4)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、铜盐、过磷酸钙、硫酸镁、硫酸锌、硼砂溶解于蒸馏水中，再加入步骤(1)所得生物炭和复合菌粉，磁力搅拌24h后于50℃下烘干，得到预混料；
(5)将预混料置于包衣机中，再加入硅藻土、改性腐殖酸、苯丙氨酸，设置包衣机转速为70r/min，混合搅拌1h后，均匀喷洒5％的聚乙烯醇溶液，使得物料成粒，造粒完成后置于烘箱中50℃下烘干，得到本发明所述肥料成品。
步骤(5)成品肥料含水量为5-10％。
本发明所用枯草芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、淡紫拟青霉菌菌粉和胶质芽孢杆菌菌粉为市售所得，活菌数均＞200亿/g。
白黎芦醇生物合成能够被多种生物性或非生物性物因子所诱导。激发因子是一类来源广泛的物质，可引起植物生理或形态方面的改变，并且促进植保素类化合物的积累。常见的诱导因子可分为生物类和非生物类两种：生物类诱导因子主要包括真菌、细菌、病毒和某些植物细胞壁组分，及植物病原菌侵染或食草动物捕食后所分泌的某些物质；非生物类诱导因子主要为一些金属离子或无机物。
金属离子是诱导植物产生白黎芦醇的非生物类诱导因子，适当浓度的铜离子，能够使苯丙氨酸解氨酶活性在一定程度上提高，从而使多酶类、黄酮类物质合成量也显著增加。利用这一原理，得到本发明研发思路。
有益效果：
(1)本发明科学配比葡萄所需要的npk营养元素，同时加大铜、钙，锌、镁等金属元素配比，提升白藜芦醇合成关键物质-白藜芦醇合成酶的生物活性，促进作物体内白藜芦醇的合成。
(2)本发明利用小麦秸秆制备生物炭，其具备较大的比表面积和孔隙率，将其与金属盐、微生物菌粉混合制备肥料后，可以使肥料营养元素缓慢释放，为作物提供持续的营养。同时，微生物产生活性物质，可以有效抑制有害微生物的繁殖，有效降低了作物生长过程中病虫害发生的风险，提升作物抗病虫害的能力，改善生态环境，有耐高温、耐酸碱、耐温度变化等的特点。
(3)本发明通过高温煅烧-微波-化学改性的方法，对腐殖酸进行活化改性，一方面可提升腐殖酸原料中活性物质的溶出，促进作物对基础营养物质，特别是金属元素的吸收，进而促进葡萄白藜芦醇的合成；另一方面可起到一定的缓释效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，是由以下重量份的原料制备而成：尿素50份、磷酸一铵40份、硫酸钾40份、硅藻土10份、小麦秸秆10份、改性腐殖酸10份、苯丙氨酸3份、铜盐10份、过磷酸钙3份、硫酸镁3份、硫酸锌3份、复合菌粉3份、硼砂1份。
所述改性腐殖酸是由以下步骤制备而的：
(1)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(2)取步骤(1)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌2h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中500w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸。
所述复合菌粉是枯草芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、淡紫拟青霉菌菌粉和胶质芽孢杆菌菌粉按照质量比1:3:1.5:1.5混合而得。
所述铜盐为硫酸铜和edta-cu按照质量比1:5混合而得。
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取小麦秸秆，干燥粉碎后于500℃下煅烧1h，后将其研磨，过0.45mm筛，并与70℃下烘干24h，备用，得到生物炭；
(2)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(3)取步骤(2)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌2h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中500w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸；
(4)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、铜盐、过磷酸钙、硫酸镁、硫酸锌、硼砂溶解于蒸馏水中，再加入步骤(1)所得生物炭和复合菌粉，磁力搅拌24h后于50℃下烘干，得到预混料；
(5)将预混料置于包衣机中，再加入硅藻土、改性腐殖酸、苯丙氨酸，设置包衣机转速为70r/min，混合搅拌1h后，均匀喷洒5％的聚乙烯醇溶液，使得物料成粒，造粒完成后置于烘箱中50℃下烘干，得到本发明所述肥料成品。
步骤(5)成品肥料含水量为5-10％。
实施例2
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，是由以下重量份的原料制备而成：尿素65份、磷酸一铵50份、硫酸钾50份、硅藻土15份、小麦秸秆15份、改性腐殖酸15份、苯丙氨酸4份、铜盐13份、过磷酸钙5份、硫酸镁5份、硫酸锌6份、复合菌粉4份、硼砂2份。
所述改性腐殖酸是由以下步骤制备而的：
(1)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(2)取步骤(1)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌2.5h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中550w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸。
所述复合菌粉是枯草芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、淡紫拟青霉菌菌粉和胶质芽孢杆菌菌粉按照质量比1:3:1.5:1.5混合而得。
所述铜盐为硫酸铜和edta-cu按照质量比1:5混合而得。
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取小麦秸秆，干燥粉碎后于500℃下煅烧1h，后将其研磨，过0.45mm筛，并与70℃下烘干24h，备用，得到生物炭；
(2)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(3)取步骤(2)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌2.5h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中550w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸；
(4)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、铜盐、过磷酸钙、硫酸镁、硫酸锌、硼砂溶解于蒸馏水中，再加入步骤(1)所得生物炭和复合菌粉，磁力搅拌24h后于50℃下烘干，得到预混料；
(5)将预混料置于包衣机中，再加入硅藻土、改性腐殖酸、苯丙氨酸，设置包衣机转速为70r/min，混合搅拌1h后，均匀喷洒5％的聚乙烯醇溶液，使得物料成粒，造粒完成后置于烘箱中50℃下烘干，得到本发明所述肥料成品。
步骤(5)成品肥料含水量为5-10％。
实施例3
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，是由以下重量份的原料制备而成：尿素80份、磷酸一铵60份、硫酸钾60份、硅藻土20份、小麦秸秆20份、改性腐殖酸20份、苯丙氨酸5份、铜盐15份、过磷酸钙8份、硫酸镁8份、硫酸锌9份、复合菌粉5份、硼砂3份。
所述改性腐殖酸是由以下步骤制备而的：
(1)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(2)取步骤(1)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌3h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中600w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸。
所述复合菌粉是枯草芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、淡紫拟青霉菌菌粉和胶质芽孢杆菌菌粉按照质量比1:3:1.5:1.5混合而得。
所述铜盐为硫酸铜和edta-cu按照质量比1:5混合而得。
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取小麦秸秆，干燥粉碎后于500℃下煅烧1h，后将其研磨，过0.45mm筛，并与70℃下烘干24h，备用，得到生物炭；
(2)将腐殖酸粉碎过0.2mm筛后，置于马弗炉中400℃加热1h，冷却至室温；
(3)取步骤(2)所得腐殖酸1kg，按照固液比1g：1ml的比例加入2mol/l的盐酸，室温下搅拌3h，然后在120℃下烘干5h，再置于微波炉中600w下微波20min后，置于100℃下烘干24h即得改性腐殖酸；
(4)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、铜盐、过磷酸钙、硫酸镁、硫酸锌、硼砂溶解于蒸馏水中，再加入步骤(1)所得生物炭和复合菌粉，磁力搅拌24h后于50℃下烘干，得到预混料；
(5)将预混料置于包衣机中，再加入硅藻土、改性腐殖酸、苯丙氨酸，设置包衣机转速为70r/min，混合搅拌1h后，均匀喷洒5％的聚乙烯醇溶液，使得物料成粒，造粒完成后置于烘箱中50℃下烘干，得到本发明所述肥料成品。
步骤(5)成品肥料含水量为5-10％。
对比例1
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，是由以下重量份的原料制备而成：尿素80份、磷酸一铵60份、硫酸钾60份、硅藻土20份、小麦秸秆20份、腐殖酸20份、苯丙氨酸5份、铜盐15份、过磷酸钙8份、硫酸镁8份、硫酸锌9份、复合菌粉5份、硼砂3份。
所述复合菌粉是枯草芽孢杆菌菌粉、黑曲霉菌粉、淡紫拟青霉菌菌粉和胶质芽孢杆菌菌粉按照质量比1:3:1.5:1.5混合而得。
所述铜盐为硫酸铜和edta-cu按照质量比1:5混合而得。
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)取小麦秸秆，干燥粉碎后于500℃下煅烧1h，后将其研磨，过0.45mm筛，并与70℃下烘干24h，备用，得到生物炭；
(2)将尿素、磷酸一铵、硫酸钾、铜盐、过磷酸钙、硫酸镁、硫酸锌、硼砂溶解于蒸馏水中，再加入步骤(1)所得生物炭和复合菌粉，磁力搅拌24h后于50℃下烘干，得到预混料；
(3)将预混料置于包衣机中，再加入硅藻土、腐殖酸、苯丙氨酸，设置包衣机转速为70r/min，混合搅拌1h后，均匀喷洒5％的聚乙烯醇溶液，使得物料成粒，造粒完成后置于烘箱中50℃下烘干，得到本对比例所述肥料成品。
步骤(3)成品肥料含水量为5-10％。
本对比例所用腐殖酸为市购腐殖酸原料，即不进行活化，其余同实施例3。
对比例2
一种可提高葡萄中白藜芦醇含量的生物肥，是由以下重量份的原料制备而成：尿素80份、磷酸一铵60份、硫酸钾60份、硅藻土20份、小麦秸秆20份、改性腐殖酸20份、苯丙氨酸5份、过磷酸钙8份、硫酸镁8份、硫酸锌9份、复合菌粉5份、硼砂3份。
本对比例肥料除不添加铜盐的添加外，其余原料及制备方法同实施例3。
种植实验
试验在山东省潍坊市寿光某水果种植基地内进行，供试品种：巨峰。
本实验设置8个试验组，分别施用本发明实施例1-3所得肥料、对比例1-2所得肥料、市售通用型葡萄专用肥，以及空白对照组(不施加任何肥料)。
其中，含糖量测定采用蒽酮比色法，维生素含量的测定采用2,6—二氯靛酚滴定法。
白藜芦醇合成酶活性测定：使用紫外可见光光度计进行测试，参照schoppner和kindl的方法(schoppner，1984)。称取鲜样5g(精确至0.1mg)，置于研钵中，加入5ml提取缓冲液(50mmtris-hcl:ph8.9，15mmβ-琉基乙醇，5mmedta，5mmvc，10μmleuperptin，1mmpmsf，0.15％：w/vpvp)，在冰浴条件下研磨成匀浆，将匀浆全部转移到离心管中，于4℃、12000r/min离心30min，收集上清液，即为白藜芦醇粗酶提取液。吸取0.8ml酶提取液，2.2ml缓冲液(50nmtris-hcl：ph8.9,1mmol/l丙二酰辅酶a，0.1mmol/l4-香豆酰辅酶a)，在30℃下保温5min后331nm波长处比色，参比为不加酶提取液，测定吸光度值，带入公式计算。
白藜芦醇含量采用高效液相色谱测试(岛津lc-20a高效液相色谱仪)。葡萄成熟后取果实进行测试：
样品提取方法：取2g葡萄样品于研钵中加入液氮研磨后，按料液比为1∶10(体积比)加入乙酸乙酯于100ml的三角瓶中混匀，置于60℃条件下超声(功率为99hz)浸提30min，重复超声3次，利用玻璃砂芯漏过滤，滤液浓缩定容至5ml即为粗提取液，置于4℃冰箱中放置备用。
应用效果见表1：
表1葡萄种植应用效果
表中数据可以看出，施用本发明实施例的葡萄，其产量明显提升，果实含糖量和维生素含量也明显提升，果实中白藜芦醇含量和白藜芦醇合成酶活性明显高于对比例和市售肥料，可见，本发明中，改性腐殖酸和铜盐的存在，对肥料功能起到了关键作用，两者相辅相成，缺一则效弱，共同保证了本发明肥效的实现。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。