一种用于紫色土烤烟根系调理产品及制备方法与应用与流程

本发明涉及一种植物根系生长的复合调节剂，特别涉及一种用于紫色土烤烟根系调理产品及制备方法与应用。

背景技术：

烟草是一种重要的经济作物，广东省南雄市紫色土作为南方特色的植烟土壤，主要生产浓香型烤烟。据国内学者报道：南雄紫色土具有土层薄、易板结、保水保肥能力差、有机质含量低等特点，这导致了烟草根系生长不好，进而影响了烤烟产量和品质。

精确的土壤养分含量测定有利于合理施肥，同时，合理施用菌剂肥料，既能提高土壤肥力，又能改善土壤的重茬障碍。

目前，中国专利(公开号：CN104541646A)公开了一种改良南方紫色土旱坡地植烟土壤的方法，该专利通过种植猪屎豆压青处理后制成绿肥，进行改良紫色土，但该专利未考虑养分平衡的问题。中国专利(公开号：CN103820125A)公开了植烟紫色土改良剂及其使用方法，该专利把聚丙烯酰胺、风化煤进行混合造粒，通过改善土壤通气状况，进而改良土壤，由于人工耗时多、养分供应少导致其有不足之处。中国专利(公开号：CN103102216A)报道了诱导根系生长的包膜肥料及其制备，有促根物质复硝酚钠、萘乙酸等的加入，田间试验表明，该专利不能对南雄紫色土上烤烟根系生长起到明显促进效果。中国专利(公开号：CN104892177A)公开了一种苹果树专用微生物菌肥，直接把微生物菌液喷于肥芯表面，肥芯溶解后可能会导致微生物菌的盐胁迫失活，因此，在大田中应用，存在效果不稳定的问题。

目前，针对上述问题和国内现状，还没有出现针对广东省南雄市紫色土烤烟根系生长调理产品的报道。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于紫色土烤烟根系调理产品。

本发明的另一目的在于提供通过所述的用于紫色土烤烟根系调理产品的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述用于紫色土烤烟根系调理产品的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于紫色土烤烟根系调理产品，包括由内至外依次排布的肥芯、有机营养物质层和复合微生物层；

所述的肥芯中的有效成分为大量元素氮磷钾元素、中量元素钙镁硫元素和微量元素；

所述的有机营养物质层中的营养物质为海藻提取物和低分子量壳聚糖；

所述的复合微生物为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌。

所述的大量元素氮磷钾、中量元素钙镁硫和微量元素按质量比(70～85)：(10～20)：(2～5)配比；优选为按质量比76：18：5配比。

所述的有机营养物质层和所述的复合微生物的含量如下：每1000g肥芯配比0.6～0.7g海藻提取物、0.019～0.02g低分子量壳聚糖、15～25亿个枯草芽孢杆菌、15～30亿个解淀粉芽孢杆菌、10～20亿个胶冻样芽孢杆菌；优选为每1000g肥芯配比0.62g海藻提取物、0.02g低分子量壳聚糖、15～25亿个枯草芽孢杆菌、15～30亿个解淀粉芽孢杆菌、10～20亿个胶冻样芽孢杆菌。

所述的大量元素氮磷钾元素中N:P₂O₅:K₂O优选按质量比3:2:4配比。

所述的中量元素钙镁硫元素中Ca:Mg:S优选按质量比5:6:6配比。

所述的微量元素包括铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、硼(B)、钼(Mo)；优选为铁：锰：铜：锌：硼：钼＝1：1：1：4：1：0.2(质量比)。

所述的大量元素氮磷钾元素中氮为速效氮和缓释氮的复合物；钾包括速效钾和缓释钾。

所述的速效氮的来源优选为尿素。

所述的缓释氮的来源优选为脲甲醛尿素。

所述的缓释钾的来源优选为海藻酸钾。

所述的速效钾的来源优选为磷酸二氢钾、硝酸钾和硫酸钾中的至少一种。

所述的速效氮和所述的缓释氮按质量比6:1配比。

所述的速效钾和所述的缓释钾按质量比4:1配比。

所述的中量元素钙镁硫元素的来源优选为七水硫酸镁与硝酸钙形成的组合物。

所述的微量元素的来源优选为EDTA-锌、EDTA-铁、EDTA-铜、EDTA-锰、硼酸和钼酸铵。

所述的低分子量壳聚糖为平均分子量3000～4000Da的壳聚糖；优选平均分子量3500Da的壳聚糖。

所述的用于紫色土烤烟根系调理产品为颗粒状，因此每一层制作时，加入粘结剂，更为有利成型。

所述的粘结剂优选为改性淀粉、羟乙基纤维素、纤维素、黄原胶和卡拉胶中的至少一种。

所述的粘结剂的用量以能使肥芯成型、用于紫色土烤烟根系调理产品成型为宜。

在所述的肥芯中，所述的粘结剂的质量百分含量优选为0.02～0.03％；更优选为0.026％。

在所述的有机营养物质层中，所述的粘结剂的质量百分含量优选为1.5～2％；更优选为1.8％。

所述的成品的直径为3.3～5.5mm，单颗粒重为0.15～0.22g；其中的肥芯的直径优选为3～5mm。

所述的紫色土为具有如下特征的土壤：pH值约为7.94、碱解氮含量约为58.22mg/kg、速效磷约为34.98mg/kg、速效钾约为70.42mg/kg、有效钙约为1.65g/kg、有效镁约为2.1g/kg、有效铁约为5.51mg/kg、有效锰约为1.32mg/kg、有效锌约为0.92mg/kg、有效铜约为0.63mg/kg、有效硼约为0.17mg/kg、有机质含量约为1％，约的含义表示，在±5％的范围内，优选为±3％的范围内，更优选为±1％的范围内。

一种用于紫色土烤烟根系调理产品的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将大量元素氮磷钾元素、中量元素钙镁硫元素和微量元素粉碎、充分混合后，加入粘结剂再混匀，通过挤压造粒，制备成肥芯颗粒；

(2)将海藻提取物、低分子量壳聚糖降解液和粘结剂混匀，得到具有粘性的复合溶液；将复合降解液均匀喷于肥芯颗粒表面，在肥芯颗粒表面形成一层有机营养物质层；

(3)待步骤(2)中的有机营养物质层干燥后，在其表面喷施粘结剂；然后再喷施复合微生物菌液，自然晾干，得到专用于紫色土的烤烟根系调理产品；

其中，大量元素氮磷钾、中量元素钙镁硫和微量元素按质量比(70～85)：(10～20)：(2～5)配比；每1000g肥芯颗粒配比0.6～0.7g海藻提取物、0.019～0.02g低分子量壳聚糖、15～25亿个枯草芽孢杆菌、15～30亿个解淀粉芽孢杆菌、10～20亿个胶冻样芽孢杆菌。

步骤(1)中所述的粘结剂在所述的肥芯颗粒中的含量优选为质量百分比0.02～0.03％。

步骤(1)中所述的肥芯颗粒的直径优选为3～5mm。

步骤(2)中所述的海藻提取物优选为通过如下步骤制备得到：将海藻粉碎制成匀浆，按匀浆：PPC复合酶质量比等于10000:2加入PPC复合酶，于45～55℃进行震荡酶解，4h后离心得到的上清液为海藻提物。

步骤(2)中所述的低分子量壳聚糖为平均分子量3000～4000Da的壳聚糖；优选平均分子量3500Da的壳聚糖。

步骤(2)中所述的低分子量壳聚糖降解液优选通过如下步骤制备得到：将浓度为质量百分比5％的壳聚糖液、浓度为质量百分比30％的过氧化氢溶液和浓度为质量百分比99.5％的冰醋酸溶液按体积比4:1:1混合，于40℃加热，充分搅拌7小时，得到壳聚糖降解液。

所述的海藻提取物优选为通过如下步骤制备得到：将新鲜海带粉碎，制成匀浆，按匀浆：PPC复合酶质量比＝10000:2加入PPC复合酶，于48～50℃进行震荡酶解，4h后离心得到的上清液即为海藻提取物。

步骤(2)中所述的粘结剂在所述的有机营养物质层中的含量优选为质量百分比1.5～2％。

步骤(4)中所述的成品的直径为3.3～5.5mm，单颗粒重为0.15～0.22g。

所述用于紫色土烤烟根系调理产品的使用方法，包括如下步骤：

A、在烟苗移栽到紫色土壤后，将本发明的根系调理产品施于烟苗的根部，每株施用20粒；

B、在团稞期时，再次将本发明的根系调理产品施于烟苗的根部，每株施用30粒。

所述的紫色土壤更优选为南雄地区的紫色土壤。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明采用测土配方施肥的原理，既能针对性的满足烤烟生长所需的养分，又能有效提高烤烟的产量和品质。本发明采用微生物菌剂，提供多种土壤有益微生物菌种，提高烟草抗病性(抗青枯病、炭疽病)，缓解土壤板结问题，提高土壤养分利用率；采用脲甲醛尿素作为氮源，既可以提供烤烟所需的氮素营养，也可以对氮肥起到缓释效果，提高养分利用效率；采用低分子量的壳聚糖降解液和海藻提取物包膜的方式，既有利于根系的吸收，又对肥料的利用起到缓释效果；添加有机营养物质，由于壳聚糖降解液具有很高的生物活性，刺激植物内源激素的产生，迅速促进细胞分裂，促进侧根生长，诱导不定根的形成，大大增加根系密度，为烤烟提供庞大而发达的根系，可以更广泛的吸收养分供烤烟生长所需。另外包膜材料价格低廉、易得，很大程度降低了本发明的生产成本，采用包膜的方式还能对养分起到缓释的效果，提高养分的利用效率。一次包膜使用的是多糖类物质，避免了二次包膜的微生物菌直接与无机养分接触，还能为微生物菌提供营养物质，避免失活。

本发明的试验结果表明，在烟草移栽初期，将本发明的根系调理产品施用到每株烟苗后，缩短了还苗期的时间，增加了根系密度和比根长，也就是增加了单位土体积内的侧根数目。本发明的具体施用效果为：与对照相比，该根系调理产品显着增加紫色土0～20cm土层内的根系数量，明显提高烟叶产量，并改善烟叶品质，具体数据见表3、4、5、6。

附图说明

图1是实施例1制备的用于紫色土上烤烟根系调理产品的外观图。

图2是紫色土烤烟根系调理产品对根系的影响结果图；其中，图(A)为对照组，图(B)为实验组。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

壳聚糖降解液的制备：将5％壳聚糖液(此壳聚糖为农业级壳聚糖，购于肇庆长龙生物科技有限公司)、浓度为质量百分比30％的过氧化氢溶液、浓度为质量百分比99.5％的冰醋酸溶液按体积比4:1:1混合，于40℃水浴恒温加热，充分搅拌7小时，得到壳聚糖降解液。采用铁氰化钾显色法测得降解后的壳聚糖平均分子量为3500Da，所得低分子量壳聚糖溶液含量为3.3％。

海藻提取液的制备：将新鲜海带粉碎，制成匀浆，按匀浆：PPC复合酶质量比＝10000:2加入PPC复合酶，于48～50℃进行震荡酶解，4h后离心得到的上清液即为海藻提液。

实施例1：产品制备

广东省南雄市紫色土典型土壤样品的分析结果如下：pH值为7.94、碱解氮含量58.22mg/kg、速效磷34.98mg/kg、速效钾70.42mg/kg、有效钙1.65g/kg、有效镁2.1g/kg、有效铁5.51mg/kg、有效锰1.32mg/kg、有效锌0.92mg/kg、有效铜0.63mg/kg、有效硼0.17mg/kg、有机质含量1％。

根据上述的土壤养分含量指标，并结合表1国家土壤普查标准和权利要求中的优选配比范围，按9㎏肥芯重进行配制：

(1)先将硝酸钾1964g、磷酸二氢钾2633g、脲甲醛尿素460g、海藻酸钾1145g、硝酸钙800g、七水硫酸镁1430g、EDTA-锌224g、EDTA-铜63g、EDTA-铁67g、EDTA-锰68g、硼酸56g、钼酸铵10g、质量百分比为3％的纤维素溶液80g混合打碎、混匀，挤压造粒，得到肥芯，直径为3～5mm。

(2)取海藻提取液5.6g、壳聚糖降解液5.4g和黄原胶3.3g加水配制成180g的混合溶液。

(3)把步骤(2)中配制的混合液均匀喷于步骤(1)中的肥芯表面，使用的方法是圆盘造粒转动时进行均匀喷洒，形成包膜物。

(4)在上述包膜物干燥后，继续使用圆盘转动，喷洒质量比3％的羟乙基纤维素溶液90g，然后再喷90g含2.5亿/ml的枯草芽孢杆菌、2.0亿/ml解淀粉芽孢杆菌、1.5亿/ml胶冻样芽孢杆菌(三种菌株均购于江门市金远洋生物科技有限公司)的复合微生物菌液。自然干燥后即得到专用于紫色土上烤烟根系调理产品(如图1所示)，总重9.1㎏。

表1国家土壤普查养分分级标准

摘自：刘凤枝主编.农业环境监测实用手册.北京：中国标准出版社，2001：610

实施例2：盆栽试验

试验地点：华南农业大学网室进行。为了观察南雄紫色土烤烟根系调理产品施用后完整的根系状况，使用盆栽试验的方法对根系进行研究，设置对照处理和实施例1制备施用根系调理产品(为实验组)处理，本发明根系调理剂的处理方法：(1)将粤烟97种子播于育苗盘中进行漂浮育苗，待烟苗长至四叶一心时开始移栽，然后把实施例1制备的根系调理产品施于烟苗的根部，每株施用20粒(每粒约0.15～0.20g)，亩施约15kg；(2)在团稞期，再次将本发明的根系调理产品施于烟草根部，每株施用30粒，亩施约20kg。对照处理是：含有与根系调理产品相同量的有机无机原料、粘结剂、菌剂，没有包膜处理直接混合造粒得到的产品。每个处理4个重复，待烤烟移栽70d后进行洗根(如图1)，然后把完整的根系进行烘干测干重，测定结果见表2，施用本发明后烟草根系的干重提高了32.5％，地上部干重提高了24.6％。

表2南雄紫色土烤烟根系调理产品对根系干重的影响

实施例3：大田试验

试验地点：广东省南雄市烟草科学研究所紫色土试验田。供试烟苗品种为粤烟98，每个处理为3垄。本发明根系调理剂的处理方法与盆栽试验相同。

待四叶一心的烟苗移栽后30d、50d、70d取0-10cm、10-20cm、20-30cm土层的根系测定根长密度和比根长，每次取样都在距主根轴5-10cm处，每次各处理的取样数为5株。根长密度是指单位土壤体积内的根长，是衡量根系多少的重要指标。比根长(根系长和根系干重比值)是衡量根直径的重要参数，比根长的值越大，说明根系越细小。

如表3，烟苗移栽后，对于0-10cm土层，在0-70d对照处理和根系调理产品处理的根长密度逐渐增加，根系调理产品处理30d、50d、70d的根长密度分别比对照处理增加122％、78％、23％。对于10-20cm的土层，根系调理产品处理30d、50d、70d的根长密度分别比对照处理增加55％、137％、45％。对于20-30cm的土层，施用根系调理产品处理30d、50d、70d的根长密度和对照处理的差异不显着。因此可以知道：施用南雄紫色土烤烟根系调理产品能够显着增加0-20cm土层的根长密度，显着增加单位体积内的根系密度，有利于更多营养的吸收。如表4，对于0-10cm土层，在0-70d对照处理和施用根系调理产品处理的比根长逐渐增加，根系调理产品处理30d、50d、70d的根长密度分别比常规处理增加24％、16％、17％。对于10-20cm土层的比根长在30d时增加了18％，在50d和70d增加不明显。对于20-30cm土层常规处理和根系调理产品处理的比根长增加也不显着。由此说明：施用南雄紫色土根系调理产品后能够增加浅层土壤中根系的比根长。

综上所述，在0-20cm土层，施用烤烟根系调理产品同时增加根长密度和比根长，即单位土体积内的根系密度和总长度增加，说明了侧根数目的大幅度提高，这对养分的吸收起到促进作用。

表3南雄紫色土烤烟根系调理产品对根长密度的动态影响

注：同一列同一生育时期数据后的不同小写字母表示二者差异显着。

表4南雄紫色土烤烟根系调理产品对比根长的动态影响

注：同一列同一生育时期进行差异性比较。

实施例4：大田示范试验

烟叶内的化学成分及其比值是衡量烟叶内在质量的重要指标，烟叶中的常规化学成分含量对烟草的香味有重要影响。表5可知，施用烤烟根系调理产品促进了中部烟叶还原糖、总糖和蛋白质的积累，但是蛋白质含量的增加不显着；在总氮方面，根系调理产品处理比对照处理有明显促进作用，但是对总烟碱无影响。糖碱比和氮碱比均表现为根系调理产品>对照处理。

表5本发明的根系调理产品对中部烟叶(C3F)化学成分的影响

烟草收获烘烤后，测定各处理的烟叶产量并根据当地的收购价计算产值。从表6可以看出，根系调理产品处理的产量比对照处理高10.32％；产值增加达345.77元。根据烤烟根系调理产品的施用量计算肥料成本，进而计算产出投入比值，得出根系调理产品的产投比达3.11。

表6本发明的根系调理产品对烟叶产量和产值的影响

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。