一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业技术领域，且特别涉及一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥及其制备方法。
背景技术
植物体内存在着一套负责清除活性氧产生的抗氧化系统。在植物正常生长情况下，抗氧化系统负责使活性氧的产生和清除处于动态平衡状态。但当植物处于逆境条件下，诸如干旱、低温、重金属、损伤等逆境，植物体内的抗氧化系统对活性氧的清除能力下降，活性氧的动态平衡被打破。诸如干旱、低温、重金属、损伤等逆境，对植物叶片产生胁迫的响应，对植物的生长产生不利影响。为了提高植物的抗逆性，促进植物的生长，化肥被广泛应用。但是，化肥的过度使用容易引起土壤的破坏和环境的污染。
目前为了减少化肥与农药的使用，弥补根系吸收养分的不足以及防病除病的治疗，通常选用直接作用于植物叶面的叶面肥。但是现在市售的大部分叶面肥都是通过在叶面肥中添加农药、激素等以促进作物生长和抗病虫害，容易引发安全问题。而并无针对植物叶片抗氧化系统修复的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥的制备方法，采用废弃资源-水飞蓟粕为培养基，利用复合菌种进行发酵得到适用于植物叶面的菌肥。
本发明的另一目的在于提供一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥，该菌肥含有的微生物菌群以及水飞蓟粕的发酵产物，对植物叶片具有良好的抗氧化效果。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥的制备方法，包括以下步骤：
S1，获得复合菌种发酵液，其中，复合菌种包括乳酸菌和酵母菌；
S2，将所述复合菌种发酵液接种至水飞蓟粕培养基中，经过厌氧发酵得到发酵产物；
S3，将所述发酵产物进行过滤，得到水飞蓟粕发酵液；
S4，在所述水飞蓟液中添加芽孢杆菌和微量元素，得到所述菌肥。
本发明提出一种于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥，其根据上述的制备方法制备得到。
本发明实施例的于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥及其制备方法的有益效果是：
菌肥，又可以称作微生物肥料，其不但含有农作物生长所需的营养成分，还含有大量的微生物菌群。本发明以废弃资源水飞蓟粕作为发酵原料，利用乳酸菌和酵母菌的复合菌种发酵液进行发酵，制备方法简单高效，成本低廉。获得发酵的发酵液能够增加植物源性抗氧化物质，帮助平衡植物叶片的抗氧化系统，促进植物生长，增强抗病害能力，减少农药的使用。此外，在发酵液中添加芽孢杆菌和微量元素，微量元素用以为植物生长提供充足的营养的成分。芽孢杆菌能够在植物叶片进行繁衍和定值，有效阻断植物病原微生物的侵染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1的菌肥的制备流程图；
图2为本发明试验例2的种子发芽试验结果图；
图3为本发明试验例3中施用菌肥前的茶叶照片；
图4为本发明试验例3中施用菌肥三天后茶叶照片；
图5为本发明试验例4中未施用菌肥的马蹄番茄照片；
图6为本发明试验例4中施用菌肥的马蹄番茄照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥及其制备方法进行具体说明。
本实施例提供一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥的制备方法，包括以下步骤：
S1，获得复合菌种发酵液，其中，复合菌种包括乳酸菌和酵母菌。
本实施例中，复合菌种发酵液按如下步骤制得：将复合菌种接入菌种培养基，在35～40℃培养24～80h得到。进一步优选地，按照质量分数计，所述菌种培养基包括糖蜜1～4％、氯化钠0.5～2％、麦芽糖0.5～2％、蛋白胨1～5％，余量为水。通过对菌种进行发酵培养，获得活性高的复合菌种发酵液。
进一步地，本实施例中，乳酸菌和酵母菌的接种量为1～4：1～4。优选地，乳酸菌与酵母菌的接种量为2:1。通过调控接种量的不同，调整复合菌种发酵液的菌群组成，乳酸菌占更大优势情况下，对于水飞蓟粕的降解效率更高，活性成分更多。
进一步地，乳酸菌选自粪肠球菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳链球菌和屎肠球菌中的一种或多种。酵母菌选自酿酒酵母和产朊假丝酵母中的一种或两种。
具体地，本发明的实施例中，乳酸菌菌种为ACCC10180粪肠球菌(Entreococcusfaecalis)、ACCC10637嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、ACCC11118植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、ACCC10653乳链球菌(Streptococcus lactis)和ACCC06037屎肠球菌(Enterococcus faecium)。酵母菌菌种为ACCC20065酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，ACCC20059产朊假丝酵母(Candida utilis)。所有的菌种均购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
粪肠球菌等乳酸菌以及酿酒酵母等酵母菌代谢时能够产生大量的维生素、有机酸、蛋白酶、促生因子等，能够对水飞蓟粕进行发酵，刺激水飞蓟粕中活性氧的分泌，代谢生成抗氧化成分、氨基酸、有机酸、辅酶因子等。通过上述特定菌种的复配使用对水飞蓟粕进行发酵。乳酸菌和酵母菌在生长过程中具有互相促进作用，共生基础好。共同发酵可以提高发酵速度，加速代谢产物的积累。乳酸菌生长过程中产乳酸能够为酵母提供良好的酸性生长环境，酵母菌对乳酸菌的生长同样具有促进作用。
S2，将步骤S1得到的复合菌种发酵液接种至水飞蓟粕培养基中，经过厌氧发酵得到发酵产物。
进一步地，该步骤中，水飞蓟粕培养基包括水飞蓟粕、糖蜜、硫酸镁和水。优选地，糖蜜、硫酸镁和水分别为水飞蓟粕质量分数3～6％、0.1～2％和35～40％。本发明以水飞蓟粕为主要发酵原料，加入适量糖蜜、硫酸镁和水，以乳酸菌和酵母菌的复合菌种进行发酵，能够对水飞蓟粕进行降解，获得大量的抗氧化物质，提高可溶物的含量，提高菌肥对植物的抗氧化效果。
进一步地，该步骤中，复合菌种发酵液在水飞蓟粕培养基中的接种量为1～5wt％。调控复合菌种发酵液的接种量，以良好控制发酵程度，保证发酵产物的质量。
进一步地，该步骤中，厌氧发酵参数为：密闭发酵，发酵温度为25～40℃，发酵时间为60～80h。
S3，将步骤S2得到的发酵产物进行过滤，得到水飞蓟粕发酵液。
水飞蓟粕是草本植物水飞蓟经过水飞蓟素提取之后的残渣，作为一种废弃物资源，产量大，易造成周边环境污染。目前对水飞蓟粕的应用主要为作为饲料添加物使用，一般为对水飞蓟粕进行发酵，使其成为高蛋白饲料。本发明利用复合菌种对水飞蓟粕进行发酵，使得水飞蓟粕中的抗氧化成分以及其他活性成分降解溶出。同时，复合菌种发酵水飞蓟粕过程中，还会产生活性物质和杀菌物质，增强植物灯额免疫力和抗病性，间接减少病害的发生。通过压榨过滤等方式去除发酵残渣，保留发酵液，作为菌肥使用，而压榨后剩余的发酵残渣可以进一步作为土壤肥料或动物饲料进行使用。
S4，在步骤S3得到的水飞蓟液中添加芽孢杆菌和微量元素，得到菌肥。
进一步地，该步骤中，芽孢杆菌的添加量为50～1009cfu/ml。芽孢杆菌选自枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中的一种或多种。芽孢杆菌是能够与致病菌形成营养竞争和空间位点竞争，通过芽孢杆菌的繁衍和定殖，保护植物不受病菌的侵染，防止病菌在植物体内的扩散。
进一步地，该步骤中，微量元素的添加量为水飞蓟粕发酵液质量分数的2～4％，微量元素选自Fe、Mn、Cu、Zu、Mo和B中的一种或多种。加入微量元素，用以进一步加强对植物的营养补充，促进植物的良性生长。
可以理解的是，微量元素的添加，例如通过添加钼酸铵以提供Mo，通过添加硼酸以提供B，通过添加螯合铁以提供Fe等。本实施例中，微量元素的添加量2～4％，以微量元素的添加量计。
本发明实施例还提供一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥，如上述的制备方法制得。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供的一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥，其根据以下步骤制得：
(1)种子培养：在灭菌水中加入的糖蜜2wt％，氯化钠0.5wt％，麦芽糖1wt％、蛋白胨3wt％，配置得到菌种培养基。然后按照乳酸菌与酵母菌的接种量为2:1接种，在接种乳酸菌及酵母菌在37℃培养48h，得到复合菌种发酵液。
(2)发酵：在水飞蓟粕中添加1wt％的糖蜜、0.5wt％的硫酸镁和40wt％的水，于90℃灭菌30min后作为发酵培养基。复合菌种发酵液混匀后以5wt％的接种量与发酵培养基混合均匀，装入发酵桶，封口密闭进行厌氧发酵。发酵温度控制在30℃；发酵到72h，结束发酵。
(3)将发酵后的发酵产物压榨过滤取得滤液，按509cfu/ml的含量添加巨大芽孢杆菌菌粉、按2wt％的含量添加微量元素，微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zu、Mo和B。混合均匀，得到菌肥。
实施例2
本实施例提供的一种用于修复植物叶片抗氧化系统的菌肥，其根据以下步骤制得：
(1)种子培养：在灭菌水中加入的糖蜜2wt％，氯化钠0.5wt％，麦芽糖1wt％、蛋白胨3wt％，配置得到菌种培养基。然后按照乳酸菌与酵母菌的接种量为1:1接种，在接种乳酸菌及酵母菌在37℃培养48h，得到复合菌种发酵液。
(2)发酵：在水飞蓟粕中添加1wt％的糖蜜、0.5wt％的硫酸镁和40wt％的水，于90℃灭菌30min后作为发酵培养基。复合菌种发酵液混匀后以5wt％的接种量与发酵培养基混合均匀，装入发酵桶，封口密闭进行厌氧发酵。发酵温度控制在30℃；发酵到72h，结束发酵。
(3)将发酵后的发酵产物压榨过滤取得滤液，按609cfu/ml的含量添加巨大芽孢杆菌菌粉、按2wt％的含量添加微量元素，微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zu、Mo和B。混合均匀，得到菌肥。
对比例1
本对比例提供的一种页面肥，通过以下步骤获得：
(1)种子培养：在灭菌水中加入的糖蜜2wt％，氯化钠0.5wt％，麦芽糖1wt％、蛋白胨3wt％，配置得到菌种培养基。然后按照乳酸菌与酵母菌的接种量为2:1接种，在接种乳酸菌及酵母菌在37℃培养48h，得到复合菌种发酵液。
(2)发酵：在豆粕和秸秆粉末的混合物中添加1wt％的糖蜜、0.5wt％的硫酸镁和40wt％的水，于90℃灭菌30min后作为发酵培养基。复合菌种发酵液混匀后以5wt％的接种量与发酵培养基混合均匀，装入发酵桶，封口密闭进行厌氧发酵。发酵温度控制在30℃；发酵到72h，结束发酵。
(3)将发酵后的发酵产物压榨过滤取得滤液，按509cfu/ml的含量添加巨大芽孢杆菌菌粉、按2wt％的含量添加微量元素，微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zu、Mo和B。混合均匀，得到叶面肥。
对比例2
本对比例提供的一种页面肥，通过以下步骤获得：
(1)种子培养：在灭菌水中加入的糖蜜2wt％，氯化钠0.5wt％，麦芽糖1wt％、蛋白胨3wt％，配置得到菌种培养基。然后按照乳酸菌与酵母菌的接种量为2:1接种，在接种乳酸菌及酵母菌在37℃培养48h，得到复合菌种发酵液。
(2)在复合菌种发酵液中按509cfu/ml的含量添加巨大芽孢杆菌菌粉、按2wt％的含量添加微量元素，微量元素包括Fe、Mn、Cu、Zu、Mo和B。混合均匀，得到叶面肥。
试验例1
在福建水稻种植基地，分别使用实施例1、实施例1和对比例1中的产品，在水稻插秧8天后进行叶面喷洒作为试验组，喷洒时稀释300倍，按每3亩喷洒1L的用量对试验组进行喷洒。所有试验田的稻种、种植手段和施肥方法和管理方法均保持一致。同时以未施加叶面肥的试验田为对照组。
表1
*病害防治率＝(1-试验组发病率/对照组发病)×100％
试验例2
在温室内进行的种子(上海青)发芽试验，分别使用实施例1、实施例1和对比例1中的产品在种子表面喷洒，作为试验组，各试验组的喷洒量保持一致。以未喷洒的种子作为对照组。所有的种子的其他试验条件均保持相同。
观察7天，测定发芽率，并采用TTC法测定根系活力，测试结果如下：
表2
如图2所示为实施例1的种子的发芽结果图，可见，使用本发明的菌肥后，种子发芽率高，叶绿素含量高，极大地改善了种子的发芽质量。
试验例3
将实施例1制得菌肥应用于茶叶种植基地，施用方法为喷洒在茶叶叶面，图3和图4为施用菌肥前和施用三天后茶叶的对比照片。试验结果表明，使用本发明实施例的菌肥后，茶叶的叶片增长明显，叶片油绿发亮，农药用量减少70％，产量提升13.5％，经济效益增产12％。
试验例4
将实施例1制得菌肥应用于马蹄番茄种植基地，施用方法为喷洒在番茄叶面，图5为未使用菌肥的马蹄番茄照片，图6为施用实施例1制得的菌肥的马蹄番茄的照片。未施加菌肥的马蹄番茄结果少，植株叶片略微发黄，每株表面开裂的果实约为2个，每株平均结果数量为7个，果实平均直径为3.4cm。使用本实施例的菌肥后，叶片油绿，无干尖，未见病害，番茄表面未见开裂，结果数量显著增加，每株平均结果数量为15个，果实平均直径7.2cm。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
