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增效肥料及其生產(chǎn)方法

文檔序號:383835閱讀:385來源:國知局

專利名稱::增效肥料及其生產(chǎn)方法
技術領域
:本發(fā)明涉及增效肥料,增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法以及肥土的方法。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)上述增效肥料的方法。具體來說,本發(fā)明涉及包含相容的菌種組合的增效肥料,所述菌種聯(lián)合作用,優(yōu)選協(xié)同作用以增加植物生長、發(fā)育和產(chǎn)量。
背景技術
:在農(nóng)業(yè)上肥料沿用已久。肥料技術和科學蓬勃發(fā)展,在現(xiàn)代大規(guī)模農(nóng)業(yè)中,配制肥料用于非常具體的用途。近來,已在研究多種微生物在促進植物生長中所起的作用。已發(fā)現(xiàn)向土壤補充某些類型的微生物在實現(xiàn)提高的作物產(chǎn)量、增加的植物根部礦質肥料吸收、增強的有機物分解代謝(以及所強調的其他對植物有利的因素)中以及還在幫助克服由于使用人造肥料而導致的某些土壤貧化中能產(chǎn)生非常有益的結果。許多不同類型的微生物有益于土壤且已為本領域所知。這些微生物包括,例如固氮細菌。固氮細菌能直接從空氣中將氮氣轉化(或固定)為植物可以利用進行蛋白質合成的有機氮。這些固氮細菌還可通過讓有機氮物質存在于用于隨后作物種植的土壤中從而使植物周圍的土壤肥沃。迄今為止,人們認為肥料和細菌要分別施加于土壤,因為液體肥料以及特別是礦質氮和包含在其中的其他無機物在大濃度下對細菌是有毒性的。肥料可以固態(tài)形式(最常見的)或通過以液態(tài)形式噴霧進行施加。同樣地,已建議使用干燥的休眠細菌或通過讓細菌與惰性栽體混合將細菌施加于土壤。在諸如曠野的不同環(huán)境下也實施對特定植物的噴霧或噴射入土壤中。使用噴霧的一個問題是紫外線能對細菌產(chǎn)生有害效應,因此重要的是要控制條件。此外,所施加的霧化細菌能被雨水沖走。而且,細菌在經(jīng)歷了干燥操作之后經(jīng)常以休眠狀態(tài)施加,其中出現(xiàn)大量細胞損傷,因此細菌無法以其最具活性的狀態(tài)存在。事實上,在恢復其活性之前,對再起動酶系統(tǒng)或修復為施加于酵素使之干燥的處理所損壞的酶系統(tǒng)功能或在長期保存期間修復酶系統(tǒng)功能來說,細菌具有延滯期是必需的。最常見的是,處理的條件使得酵素僅含有孢子。對于細菌恢復它們的全部活性所必需的延滯時間(或延滯期)可多于2小時。應特別期望的是提供能容許在單步中遞送細菌和肥料的增效肥料。應特別期望的是提供肥土的方法和增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法。還應特別期望的是提供生產(chǎn)增效肥料的方法。還應特別期望的是提供通過施加相容的菌種組合增強肥料或土壤性能的方法,在此菌種聯(lián)合作用,優(yōu)選協(xié)同作用以增效。發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供植物增效肥料。本發(fā)明的另一個目的是提供增加植物生長、產(chǎn)量或發(fā)育的方法。本發(fā)明的又一個目的是提供用于增加在其中生長的植物生長、產(chǎn)量或發(fā)育的肥土的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供生產(chǎn)增效肥料的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供增強肥料或土壤性能的方法。根據(jù)第一方面,本發(fā)明提供了植物增效肥料,所述肥料包含肥料顆粒、乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌。在一個實施方案中,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌復水后是活性的。在另一個實施方案中,乳酸細菌來自于選自下組的牙牛乳^干菌牙牛(Lactobacillaceae)、《連3求菌牙牛(Streptococcaceae)、H3求菌牙+(Lactococcaceae)、明串珠菌科(Leuconostocs)和雙歧桿菌科(Bifidobacteriaceae)。在另一個實施方案中,乳酸細菌來自于選自下組的菌種嗜酸乳牙干菌(丄acto6ac/〃usac/dop/zz'/i^)、乳酸《連;求菌(5^eptococcz^/ac"、)、乳月旨4連J求菌(5^e/tococcMScremo〃's)、只又乙酰專'L纟連玉求菌(5Vreptococcwst//ace/y/(3cto)、嗜熱鏈3求菌(5^ep/ococcif/zermop/n7M力、乳月旨明串玉朱菌(丄ewcowas"toccrewor/力、雙乙酰乳明串i朱菌(丄ewcowostocA.ace/y/ac/7'力、乳酉臾雙^支沖干菌C^y(i6^acfen'MW/ac/7'力和短只又it支^干菌C6折(ioZ)actehwm6reW力。在又一個實施方案中,乳酸細菌來自于嗜酸乳桿菌菌種。在另一個實施方案中,芽孢桿菌科細菌來自于選自下組的菌種枯草芽孢桿菌(5ac/〃ww磁.)和地衣芽孢桿菌(6ac/〃w//c/zew/orw/力。在又一個實施方案中,增效肥料進一步包含來自于惡臭假單胞菌(尸化^/owo朋5pw/^a)菌種的細菌。在再一個實施方案中,將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌噴在肥料顆粒上,在又一個實施方案中,將它們同時或分別噴在肥料顆粒上。在一個實施方案中,將包含乳酸細菌的第一酵素噴在肥料顆粒上。在另一個實施方案中,第一酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。在再一個實施方案中,第一酵素的細菌濃度為約107-約10"個細胞/毫升,以及還在又一個實施方案中,為約108-約109個細胞/毫升。在一個實施方案中,將包含芽孢桿菌科細菌的第二酵素噴在肥料顆粒上。在另一個實施方案中,第二酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約l。在另一個實施方案中,第二酵素進一步包含惡臭假單胞菌菌種的細菌。在又一個實施方案中,第二酵素的細菌濃度為約107-約10"個細胞/毫升,以及在另一個實施方案中為約108-約109個細胞/毫升。在另一個實施方案中,增強劑包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌的營養(yǎng)物。在一個實施方案中,增效肥料可用于選自下組的植物干草、棉花、花椰菜、玉米和大豆。在一個實施方案中,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌能附著于肥料顆粒,以及在又一個實施方案中,它們直接附著或通過與粘合劑結合而附著。在一個實施方案中,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌處于其指數(shù)生長期。在另一方面,本發(fā)明提供了一種植物肥料增強劑(enhancer),該增強劑包含本文所述的乳酸細菌和本文所述的芽孢桿菌科細菌。在一個實施方案中,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌能附著于肥料顆粒。在又一方面,本發(fā)明提供了一種增強植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的土壤添加劑。在一個實施方案中,該土壤添加劑包含本文所述的乳酸細菌和本文所述的芽孢桿菌科細菌。在另一個實施方案中,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌能附著于本文所述的肥料顆粒。在再一方面,本發(fā)明提供了一種增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法,所述方法包括將本文所述的增效肥料施加于鄰近植物根部的土壤。在另一方面,本發(fā)明提供了一種增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法,所述方法包括在植物種子下施加本文所述的增效肥料。在又一方面,本發(fā)明提供了一種增加在其中生長的植物生長、產(chǎn)量或發(fā)育的肥土的方法。在一個實施方案中,所述方法包括將本文所述的增效肥料添加到土壤的步驟。在另一方面,本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)增效肥料的方法。在一個實施方案中,所述方法包括將肥料顆粒與乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌混合。在另一個實施方案中,將包含乳酸細菌的第一酵素與肥料顆?;旌稀T诹硪粋€實施方案中,第一酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。在另一個實施方案中,與肥料顆?;旌现袄鋮s第一酵素,在又一個實施方案中,將第一酵素冷卻至約0。C-約12。C或至約0。C-約5°C。在另一個實施方案中,將包含的芽孢桿菌科細菌第二酵素與肥料顆?;旌稀T谟忠粋€實施方案中,第二酵素進一步包含惡臭假單胞菌菌種的細菌。在另一個實施方案中,第二酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。在一個實施方案中,在與肥料顆?;旌锨袄鋮s第二酵素,以及在又一個實施方案中,將第二酵素冷卻至約0。C-約12。C或至約0。C-約5°C。在另一個實施方案中,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌處于其指數(shù)生長期。在又一個實施方案中,第一酵素的細菌濃度為約107-約1()H個細胞/毫升,以及在又一個實施方案中,第一酵素的細菌濃度為約108-約109個細胞/毫升。在另一個實施方案中,第二酵素細菌濃度為約107-約10"個細胞/毫升,以及在又一個實施方案中,第二酵素細菌濃度為約108-約109個細胞/毫升。在一個實施方案中,乳酸細菌來自于選自下組的科乳桿菌科、鏈球菌科、乳球菌科、明串珠菌科和雙歧桿菌科。在又一個實施方案中,乳酸細菌來自于選自下組的菌種乳酸鏈球菌、乳脂鏈球菌、雙乙酰乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌、乳脂明串珠菌、雙乙酰乳明串珠菌、嗜酸乳桿菌、乳酸雙歧桿菌和短雙歧桿菌。在另一個實施方案中,乳酸細菌來自于嗜酸乳桿菌菌種。在又一個實施方案中,芽孢桿菌科細菌來自于選自下組的菌種枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。在又一個實施方案中,將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌的營養(yǎng)物與肥料顆粒混合。在再一個實施方案中,將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌噴在肥料顆粒上。在另一個實施方案中,將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌同時或分別噴在肥料顆粒上。對本發(fā)明來說,下列術語定義如下。術語"酵素(ferment)"意指有機底物通過菌抹發(fā)酵的產(chǎn)物。該產(chǎn)物能以任何形式獲取,但優(yōu)選以液體形式獲取并可易于噴霧(pulverize)或霧化(atomize)。術語"混合酵素"意指有機底物通過多于一種菌才朱發(fā)酵的產(chǎn)物。該產(chǎn)物能以任何形式獲取,但優(yōu)選以液體形式獲取并可易于噴霧或霧化。如本文所使用的,術語"發(fā)酵,,涉及有機底物的受控轉化,通常是酶促的,更優(yōu)選通過細菌。術語"活性菌株,,意指能快速再啟動發(fā)酵,具有很短的或沒有延滯期(通常小于2小時以再啟動活性增殖和生長)的菌抹。術語"肥料"意指成塊的化學物質固體顆粒。在一個實施方案中,肥料顆??珊械?N)、磷(P)和鉀(K)的任何一種、組合或全部。術語"肥料顆粒"是組成肥料的固體物質。肥料顆??珊械?N)、磷(P)和鉀(K)的任何一種、組合或全部。就其氮(N)、磷(P)和鉀(K)含量而論,包含在肥料中的顆粒可以是均質的、部分均質的、部分異質的或異質的。術語"增加植物生長、產(chǎn)量或發(fā)育"意指物質促進、加速或增加植物生長、植物發(fā)育或植物產(chǎn)量的能力。術語"肥土(enhancingasoil),,意指肥土以促進、加速或增加植物生長、植物發(fā)育或植物產(chǎn)量的作用(action)。術語"粘合劑,,意指用于結合細菌和肥料顆粒的惰性物質。例如,滑石(talc)可用作為粘合劑。術語"滑石,,是天然硅酸鎂粉末的常用名。術語"滑石"還意指任何具有良好和快速吸濕性能的粉末介質(powdermedium)。在農(nóng)業(yè)領域中,滑石常用作為粘合劑,特別是在殺蟲劑領域中。滑石通常能迅速地固水。優(yōu)選實施方案的詳述不同的微生物例如不同的細菌產(chǎn)生不同的酶。在共生情況中這些差別是有利的。這樣的酶差異在農(nóng)業(yè)和工業(yè)上能互補地應用于生物材料生物降解或由于在蛋白質、脂肪酸、芳香族和環(huán)狀衍生物的復合糖或毒性物質的些礦質元素的主動轉運中,不同的微生物還可起不同的作用。能通過使用微生物混合物或含有兩種或多種不同但相容的菌種組合的不同的混合物來開發(fā)這些差異,所述菌種聯(lián)合作用,優(yōu)選協(xié)同作用以不但加速有機物和毒性物質的降解,還釋放存在肥料中的可溶和能吸收的營養(yǎng)物和礦質元素和/或增加植物對可吸收的營養(yǎng)物和礦質元素的吸收。根據(jù)本發(fā)明,首先來自于母液的期望菌種經(jīng)歷了發(fā)酵過程,接著與肥料結合。單獨培養(yǎng)(培育)或共同培養(yǎng)不同的菌種。通常,在適當?shù)呐囵B(yǎng)基中開始細菌發(fā)酵過程,其中期望的營養(yǎng)物使細菌能生長。該培養(yǎng)基應含有支持細菌細胞生長的碳源(例如乳糖、蔗糖或葡萄糖)、細菌能易于代謝的蛋白質源(大豆、蛋白胨、乳蛋白、魚蛋白或動物蛋白)以及無機物源。所選擇的培養(yǎng)基應不能抑制細菌生長。在一個實施方案中,培養(yǎng)基是蛋白質加強的乳清(例如含有5%干物質的乳清)或基于奶粉的培養(yǎng)基。當細菌最初被置于培養(yǎng)基中時,它們通常顯示至多2小時的休眠期,其中很少的細菌增殖或沒有細菌增殖被觀察到。該第一生長期被本領域技術人員稱為延滯期。然后,細菌通常進入對數(shù)期或指數(shù)增殖期(指數(shù)生長期),直至細菌群體達到大約10M()U個細胞/毫升(優(yōu)選108-109個細胞/毫升)的濃度。在它們達到該濃度后,細菌通常進入生長平臺期,且增殖通常顯示緩慢下降。在本領域中,該生長平臺期通常解釋為缺少營養(yǎng)物或積聚毒性發(fā)酵副產(chǎn)物。培養(yǎng)存在于增效肥料中的細菌直至它們達到指數(shù)生長期,但要在它們達到生長平臺期之前。在一個實施方案中,添加到肥料顆粒中的酵素的細菌濃度為約107-10"個細胞/毫升,以及優(yōu)選約108-109個細胞/毫升。如本文所示,利用處于其指數(shù)生長期的細菌與肥料結合確保了在增效肥料施加到土壤(并因此細菌復水)后,它們恢復生長和/或代謝活性(小于2小時)。增效肥料(以及有關方法)可包含多種菌種(bacterialspecies),但更優(yōu)選對植物或作物生長、產(chǎn)量或發(fā)育能具有有益作用的菌種。能用于本發(fā)明的特定類型的細菌或微生物可以是任何能成功地經(jīng)受以上處理的已知期望類型的菌種。這樣的已知菌種包括固氮細菌、用于土壤生物治療的微生物、用于乳品加工業(yè)的微生物等。本文所述的組合物和方法的一個優(yōu)點是當微生物與常規(guī)肥料混合時,它們以正常狀態(tài)(healthystate)存在的事實。因此,利用本文所述方法細菌細胞受損最小并在復水后就恢復它們的生長和/或代謝活性。與本領域已知的其他方法和組合物相比,細菌生長具有最短的延滯時間。在一個實施方案中,增效肥料包含肥料顆粒、乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌。乳酸細菌可以是,例如乳桿菌科、鏈球菌科、乳球菌科、明串珠菌科和/或雙歧桿菌科的乳酸細菌。乳酸細菌菌種可以是,例如嗜酸乳桿菌,乳酸鏈球菌,乳脂鏈球菌,雙乙酰乳鏈球菌,嗜熱鏈球菌,乳脂明串珠菌,雙乙酰乳明串珠菌,乳酸雙歧桿菌和/或短雙歧桿菌。芽孢桿菌科細菌菌種可以是,例如凝固酶陰性的蠟狀芽孢桿菌(Bac///^ce"M力、枯草芽孢桿菌和/或地衣芽孢桿菌。芽孢桿菌科細菌可產(chǎn)生多種胞外酶(exoenzyme)。本領域技術人員應認識到為了健康原因要避免使用能產(chǎn)生溶血素(haemolysin)的芽孢桿菌菌林以及具有敗血性的菌抹。在另一個實施方案中,增效肥料可進一步包含對植物生長、產(chǎn)量和發(fā)育具有有益作用的細菌。在一個實施方案中,細菌可來自于惡臭假單胞菌菌種。惡臭假單胞菌細菌常用于生物治療過程。其可組成約8-9%的共培養(yǎng)物,并在植物無機物吸收中發(fā)揮積極和有益的作用。其還可促進毒性物質如碳氫化合物和其他可存在于土壤中的污染物質的降解。本文所述的增效肥料包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌。在它們與肥料顆粒結合之前,可將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌單獨培養(yǎng)或共培養(yǎng)。在一個實施方案中,可將多于一種的乳酸細菌與常規(guī)肥料以及來自芽孢桿菌科的細菌組合。在它們與肥料顆粒以及來自芽孢桿菌科的細菌組合之前,可將不同的乳酸細菌單獨培養(yǎng)或共培養(yǎng)。在一個實施方案中,可將多于一種的來自芽孢桿菌科的細菌與肥料顆粒和乳酸細菌組合。在它們與肥料顆粒和乳酸細菌組合之前,可將不同的來自芽孢桿菌科的細菌菌種單獨培養(yǎng)或共培養(yǎng)。在另一個實施方案中,可將來自惡臭假單胞菌菌種的細菌與肥料顆粒、乳酸細菌(或多種乳酸細菌)和芽孢桿菌科細菌(或多種芽孢桿菌科細菌)組合。在其與肥料顆粒、乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌組合之前,可將惡臭假單胞菌菌種的細菌單獨培養(yǎng)或共培養(yǎng)。在共培養(yǎng)發(fā)酵過程中培養(yǎng)的細菌應當是"相容的"。如本文所使用的,術語"相容的"涉及不同菌種在一起生長,而對它們各自生長特性或生物活性無不利影響的能力。不同的菌種還可在單獨的發(fā)酵過程中培養(yǎng)并隨后與肥料顆粒結合。與肥料顆粒結合的細菌當它們施加于土壤時,必須能保留它們各自的生長特性或生物活性。在一個實施方案中,優(yōu)選能一旦施加于土壤就恢復它們生長和/或代謝活性的細菌。為了實現(xiàn)該結果,一旦細菌達到它們的指數(shù)生長期,就可阻斷發(fā)酵過程中的細菌生長??赏ㄟ^冷卻或任何本領域已知的其他方法實現(xiàn)該阻斷。在發(fā)酵過程已進行到細菌群體處于1oMo"個細胞/毫升(優(yōu)選ioS-ios個細胞/毫升)這一點之后,細菌細胞被馴化以達到其最大的發(fā)育潛能。在這一點上,優(yōu)選進行發(fā)酵以停止細菌增殖。發(fā)酵優(yōu)選迅速停止(如在1小時內,在30分鐘內或優(yōu)選在10-25分鐘之間)。當發(fā)酵過程迅速停止時,發(fā)酵帶給細菌的損傷減少到最小,并且細菌不再趨向于轉變?yōu)樾菝咂诨蜴咦印R虼?,當發(fā)酵過程迅速停止時,在它們與肥料顆?;旌现?,一旦復水存在于酵素中的細菌就會更迅速地再生。在一個實施方案中,優(yōu)選使酵素達到0。C-12。C的溫度,以及更優(yōu)選達到0°C-5°C的溫度。為降低酵素溫度,可用任何本領域已知的冷卻方法冷卻發(fā)酵過程。在一個實施方案中,可將酵素置于冰浴中。在一個實施方案中,當細菌濃度適當時,可將酵素直接噴在肥料顆粒上,由此降低酵素溫。還可將酵素噴成霧滴落在吸收性物質上以使細菌非常迅速地脫水,使得增殖不再可能?;蛘?,可通過在緩沖培養(yǎng)基中透濾或快速離心實現(xiàn)冷卻。此外,本領域技術人員還能利用使用低溫保護劑的快速冷凍法,其中在液相冷凍后的升華應模擬假凍干(pseudo-lyophilization)。接著在正要噴在肥料上之前,可復水通過該方法干燥的細菌。本文所述的冷卻技術目的在于阻止細菌應激反應(由此導致孢子形成或進入休眠期),并確保一旦復水細菌保留全部活性和功能,具有最短的延滯時間。可將其中細菌增殖業(yè)已阻斷的酵素施加于干燥的顆粒肥料上。在一個實施方案中,使細菌酵素汽化在干燥的肥料顆粒上。取決于它們各自的物理/化學特性,肥料顆粒能使酵素的細菌微滴非??焖俚貜退??;剡^來,細菌微滴快速地復水有利于細菌的生存力和活性,因此當細菌再次復水時(如當增效肥料施加于土壤時),使得細菌能迅速地恢復它們的活性。在酵素迅速冷卻后,優(yōu)選在72小時之內,以及更優(yōu)選在48小時之內將酵素結合在肥料顆粒上。在一個實施方案中,將酵素噴在肥料顆粒上。不同菌種的單獨的酵素可一起施用,或在施用之前或在施用過程中混合單獨的酵素,或可同時(并行地)施用單獨的酵素,例如,通過不同的噴霧器噴涂?;蛘?,可單獨或順次地(獨立地)施用單獨的酵素。如果需要施用在肥料顆粒上的濃度較高(如高于108-109個細胞/毫升),則酵素可進行濃縮步驟,例如透析-離心(dia-centrifigation),以增加其濃度至約101()個細胞/毫升。在一個實施方案中,在這一點上,將共培養(yǎng)的(或混合的)酵素或不同菌種的不同的單獨的酵素噴在固體肥料顆粒上,使得細菌附著于肥料顆粒上。不同菌種的酵素可一起施用,或在施用之前或在施用過程中混合單獨的酵素,或可同時施用單獨的酵素,例如通過不同的噴霧器噴涂?;蛘?,可誠:此獨立地施用單獨的酵素。相對干燥的肥料顆粒會吸附細菌顆粒,并且水分會四散,從而細菌處于休眠的穩(wěn)定態(tài)。酵素應以0.2-4.0升/噸肥料顆粒的比率噴在肥料顆粒上,或以優(yōu)選約2.0升/噸肥料顆粒的比率噴在肥料顆4立上。高比率噴涂能使化學肥料部分增溶,釋放富集在肥料表面上的氮,存在于細菌周圍,在這樣富集的微環(huán)境中其對細菌是有毒性的。優(yōu)選地,酵素以0.5-2.0升/噸的比率噴涂,最優(yōu)選以2.0升/噸的比率噴在肥料上。在本發(fā)明的又一且不同的方面,可將酵素噴在種子顆粒上。除了噴涂之外,還可利用諸如淀粉或滑石的粘合劑或任何其他能起結合細菌和種子產(chǎn)品作用的適合的產(chǎn)品施用酵素。奶粉特別適合于這樣的應用。事實上,任何干的粉末,例如滑石、面粉、糖、淀粉或奶粉可補充以例如能使干的粉末結合細菌和肥料的諸如油或乳脂的粘合劑。因此,根據(jù)本發(fā)明可以使用的干的粉末是那些能通過接觸水分從而吸收,對細菌無毒且可作為粘合劑的那些。一旦細菌附著于粘合劑上,在施加于土壤之前其能與肥料結合。在上述過程中,肥料可以是任何所期望的。如上所述,肥料產(chǎn)品吸收過量水分,為此應配制具有該能力的肥料。當然,肥料產(chǎn)品會通常具有至少幾倍大于液體酵素顆粒的體積。換句話說,液體酵素能霧化或噴涂在肥料產(chǎn)品上,水分被整個肥料產(chǎn)品所吸收,并因此使細菌脫水處于休眠的穩(wěn)定態(tài),期間仍然是相對健康的,細胞損傷很少。同樣地,在土壤中細菌能保持穩(wěn)定和活性并在適當?shù)膹退畻l件下能隨時恢復它們的活性。在一個特定的實施方案中,可調節(jié)酵素中營養(yǎng)元素的濃度使得在發(fā)酵過程停止的那一刻,一定量的營養(yǎng)物質存留在酵素中。然后,可將該營養(yǎng)物質與微生物噴在肥料顆粒上。當肥料顆粒在土壤中水合時,則在所期望的營養(yǎng)物質易于利用的條件下,細菌或微生物會恢復其活性。當然,營養(yǎng)物質還可供土壤利用。可從許多已知物質中選擇發(fā)酵處理中的營養(yǎng)物質,所述已知物質包括不同的奶、用于任何微生物培養(yǎng)的發(fā)酵目的的在發(fā)酵培養(yǎng)基中所通常使用和公認的任何成分,包括合成培養(yǎng)基,或動物和魚副產(chǎn)物以及糖等。在本發(fā)明的又一且不同的方面,酵素,無論是不同菌種的混合的酵素還是單獨的酵素,可直接施加于土壤,無論施肥與否,作為土壤添加劑以提高在這樣的土壤中生長的植物的生長或產(chǎn)量。當酵素在土壤中復水時,細菌或微生物則會恢復其活性,以加速有機物質或毒性物質的降解,或釋放可溶性和可吸收的營養(yǎng)物和礦質元素供植物使用,或增加植物對可吸收的(assimilatable)營養(yǎng)物和礦質元素的吸收。當然,營養(yǎng)物質還可供土壤利用。在本發(fā)明的又一方面,本文所述的增效肥料可在任何其他常規(guī)肥料施用之前、之后或同時施用。在另一方面,本發(fā)明提供了植物肥料增強劑。該增強劑可包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌。該乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌應進行改造以便附著于肥料顆粒。這樣的改造可包括,例如,可將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌固定于能結合肥料的粘合劑分子??稍谑┘佑谕寥乐皩⒃鰪妱┡c肥料混合??稍诜柿鲜┘佑谕寥乐?、同時或之后,將增強劑施加于土壤。在又一方面,本發(fā)明提供了土壤添加劑以增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量。該土壤添加劑可包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌。該乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌應進行改造以便附著于肥料顆粒。這樣的改造可包括,例如,可將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌固定于能結合肥料的粘合劑分子,或可包嚢于能結合肥料的材料??稍谑┘佑谕寥乐皩⑼寥捞砑觿┡c肥料混合??稍趯⒎柿鲜┘佑谕寥乐啊⑼瑫r或之后,將土壤添加劑施加于土壤。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提供一種方法,其用于遞送細菌給土壤,使之正好位于土壤中的肥料顆粒上或周圍,阻止細菌在土壤總質量中分散,并在肥料顆粒附近具有局部增加的細菌細胞濃度。在一個實施方案中,本文所述的方法供大多數(shù)的噴涂方法之用以噴涂帶有細菌的肥料、土壤或種子。在這方面,一種噴涂方法利用了兩種或更多種不同類型的細菌,各自選擇它們已知的酶或功能特性用于產(chǎn)生對肥料、土壤、種子有意和有利的結果。因此,這種可能性容許一種噴涂方法在不同的發(fā)酵條件下能具有兩種或更多種不同的發(fā)酵過程。因此,如本領域所知的,對于不同種類的微生物使用不同參數(shù),并因此當順次或同時噴涂肥料、土壤或種子顆粒時,可在不同條件下分別運行多個發(fā)酵過程。當使用多種酵素時,可單獨或同時噴涂該多種酵素,在這種情況下,優(yōu)選剛好在噴涂到肥料、土壤或種子上之前,就將它們混合在一起。為了施加于土壤,可使用常規(guī)設備并因此將費用減少到最小,且可在單次操作中就完成該過程,從而進一步節(jié)約了費用。如上所述,有利的優(yōu)點還在于微生物以良好的狀態(tài)施加于土壤中并當土壤水合時,隨時恢復生長(延滯時間最短)??蓪⒃鲂Х柿鲜┘佑谌魏沃参?。例如,可將增效肥料施加于多葉植物、水果、蔬菜、觀賞園藝用植物、草碎草、谷物、花卉、喬木和灌木??蓪⒃鲂Х柿鲜┘佑诙喾N產(chǎn)物,包括例如干草、甘藍、咖啡樹、三葉橡膠樹、芽菜、圓白菜、馬鈴薯、萵苣、黃瓜、稻、玉米、大豆、花椰菜和棉花。所有上述植物都具有增加或更多的產(chǎn)量。肥料顆粒是能迅速捕獲酵素微滴水分的有利環(huán)境。然而,可利用其他能起相同作用的粒狀或粉末產(chǎn)品。例子是滑石、糖、面粉和任何其他吸收性物質例如商用吸收產(chǎn)品,其能非??焖俚厥菇退匚⒌蚊撍⑹沟没旌衔锏淖罱K水合為這樣,即殘留的水分不允許任何生長或甚至任何代謝活性,直至所得到的產(chǎn)物與足夠的水分再次接觸以再次起動代謝。這樣的滑石、糖、面粉和其他吸收性材料能與肥料混合以附著于其上。因為通過選擇具有粘結性的粒狀或粉末吸收產(chǎn)品,粉末或顆??赏ㄟ^中和或濃縮過程如超濾等所獲得的濃縮酵素來富集并最終與例如土壤、肥料或種子混合,故應用很廣。通過使用機械混合器該方法可簡單地應用于的粉末。這;就減少了所需一的投資。此外',混合物的每種酵素成分可分別再生,然后在其濃度受控后,可精確地混合在一起。該改良的技術可應用于堆肥以及農(nóng)業(yè)中所應用的任何物質。例如,倘若需要的話,本發(fā)明的方法可用于以微生物或微生物混合物或混合物(cocktail)來包覆(coating)種子,或處理土壤。根據(jù)又一方面,本發(fā)明提供了一種用于增加在其中生長的植物的生長、發(fā)育或產(chǎn)量的肥土的方法。該方法包括將本文所述的增效肥料添加到土壤的步驟。還在另一方面,本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)增效肥料的方法。該方法包括將肥料顆粒與乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌混合。在一個實施方案中,乳酸細菌存在于第一酵素中。以約1L酵素/噸肥料的比率將該第一酵素與肥料顆?;旌稀?yōu)選地,在與肥料顆粒混合前冷卻第一酵素(至約0。C-12。C或至約0。C-5°C),以確保細菌一旦復水就恢復其生長和代謝活性。在另一個實施方案中,芽孢桿菌科細菌存在于第二酵素中。該第二酵素還可含有惡臭假單胞菌菌種的細菌。以約1L酵素/噸肥料的比率將該第二酵素與肥料顆粒混合。優(yōu)選地,在與肥料顆?;旌锨袄鋮s第二酵素(至約0°C-12。C或至約0。C-5。C),以確保細菌一旦復水就恢復其生長和代謝活性。在它們與肥料顆粒組合前,乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌優(yōu)選處于其指數(shù)生長期。第一酵素和第二酵素的細菌濃度為約107-約1()H個細胞/毫升。在一個實施方案中,可將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌的營養(yǎng)物與肥料顆?;旌?。在另一個實施方案中,將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌噴在肥料顆粒上,并優(yōu)選地,同時噴在肥料顆粒上。參考以下實施例將會更易理解本發(fā)明,給出所述實施例以舉例說明本發(fā)明而非限制其范圍。實施例I制備增效肥料酵素I僅含有嗜酸乳桿菌。在基于乳清的培養(yǎng)基中于約30土3。C的溫度培養(yǎng)嗜酸乳桿菌。該細菌可在5。C直至其最高致死溫度的其他溫度下培養(yǎng)。本領域技術人員應認識到當使用其他菌林時,不同的最適溫度和生長范圍會相應地改變。酵素n含有枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和惡臭假單胞菌。在基于乳清的培養(yǎng)基中于約27士2。C的溫度共培養(yǎng)枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和惡臭假單胞菌。選擇芽孢桿菌科成員的非孢子形成的形式,因為它們處于其最有活性的狀態(tài)??稍谒鼈兩L范圍內的其他溫度下培養(yǎng)細菌。本領域技術人員應認識到當使用其他菌抹時,最適生長溫度和生長范圍會相應地改變一旦細菌培養(yǎng)物達到108-109個細菌纟田胞/毫升,冷卻酵素I和II(用冰浴)并同時噴在肥料顆粒上。被噴涂的肥料可以是任何肥料領域專家依據(jù)對特定植物土壤分析結果所推薦的無機肥料。每種酵素被單獨霧化并同時噴在移動的肥料顆粒上。表1顯示了用于下列實施例中的噴在肥料上的酵素的不同組合。表1-每噸肥料噴霧的酵素I和II的組合組合酵素I的升^:酵素II的升數(shù)A00B02c11D20E0.51.5實施例Il將增效肥料施用于干草和棉花為了干草田間試驗(hayfieldtrail),用實施例I中所述的組合C噴涂具有20-13-19的N-P-K的肥料。還使用了未噴涂有該組合的對照肥料。然后在田間試驗中以100公斤/英畝的比率將這兩種肥料施用于其中事先施用了100公斤/英畝無機肥料的干草地。該處理重復進行兩次。在收割干草的時候,結果顯示組合C中的每種酵素產(chǎn)生了最好的結果。在收割的時候,用組合C處理的干草顏色更深,差不多達到6英寸高。一綠并更健壯。這些結果顯示存在于組合中的不同菌抹之間的協(xié)同相互作用。為了棉花田間試驗,用實施例I中所述的組合噴涂含有2公斤硫的具有20-13-19的N-P-K的肥料。然后將肥料施用于棉花地。該處理重復進行兩次。施用以組合B、D和E噴涂的肥料對棉花產(chǎn)生某些益處,但遜于使用組合C所獲得的結果且較不規(guī)律(regular)。這些結果還顯示了肥料中所使用的酵素之間的協(xié)同作用。實施例III細菌生活力測試為了檢驗噴在肥料上的細菌是活的,將包覆的肥料(coatedfertilizer)(50克)溶解在40升的無菌磷酸緩沖液中。然后,用另外40升的磷酸緩沖液對溶解的肥料進行超濾。接著,在LBS和MRS上溫育濾液。結果顯示細菌確實能恢復其生長。實施例IV增效肥料對花椰菜生長和發(fā)育的作用在Boson公社(BacNinh鎮(zhèn),Bacninh省,越南)進行田間試驗。研究的花椰菜是中國品種?;ㄒ松L85-90天(包括育苗(nursery)時間)。在2005年11月3日移植花椰菜并在2006年1月23日收獲。4朱距為70厘米x40厘米。密度為36,000抹植物/公項。將植物處理5次,方案重復4次。樣地大小為24平方米。表2顯示了在多次處理中所用的總肥料。表2在試驗處理中所用的總肥料(公斤/公項)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>噴在表2所述的肥料上的組合僅用于基施(basalapplication)。對于處理1-4,用不同組合噴涂的肥料的第一次基施(20%的總肥料)只施加于所栽種的種子下。15公斤/公項磷酸氫二銨(DAP)和40%的總肥料(未噴涂的)的第一次根外追肥(topdressing)在出苗后15天施加于植物根部的土堆(sidehill)。35公斤/公項磷酸氫二銨(DAP)和20%的總肥料(未噴涂的)的第二次根外追肥在出苗后35天施加于植物根部的土堆。5公斤/公項磷酸氫二銨(DAP)和20%的總肥料(未噴涂的)的第三次根外追肥在出苗后50天施加于植物根部的土堆。對于處理5(對照),F(xiàn)YM肥料(堆肥和植物殘留物的組合)、50公斤/公項P205、20公斤/公項N和20公斤/公項K20的第一次基施只施加于所栽種的種子下。15公斤/公項磷酸氫二銨(DAP)和40公斤/公項(N)以及40公斤/公項K20的第一次才艮外追肥在出苗后15天施加于植物根部的土堆。35乂/>斤/公項磷酸氫二銨(DAP)、50公斤/公項P205、20公斤/公項N和20公斤/公頃K20的第二次根外追肥在出苗后35天施加于植物根部的土堆。50公斤/公項磷酸氬二銨(DAP)、20公斤/公項N和20公斤/公項K20的第三次才艮外追肥在出苗后50天施加于植物根部的土堆。在處理后,收獲花椰菜并測定一些參數(shù)。表3顯示了所收獲的花椰菜的總生物量(莖、葉和花)和花質量的收獲數(shù)據(jù)。表4顯示了對花椰菜生物量(CVo/。為4.43,LSD0.05為0.61)以及花椰菜花質量(適銷產(chǎn)品,CV%4.78,LSD0.050.25)的處理的效果。用組合C處理的植物(處理l)不但具有最高的總生物量,還具有最高的花質量,因此適銷指數(shù)也最高。相對于對照處理(處理5),用組合C處理的植物的適銷產(chǎn)品指數(shù)增加了14%以上。相對于對照處理(處理5),用組合(處理2)處理的植物的適銷產(chǎn)品指數(shù)增加了12%以上。表3收獲數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表4平均花椰菜生物量和花質量以及適銷指數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>*(總花質量/總生物量)實施例V將增效肥料施用于玉米和大豆作物為了玉米田間試驗,將實施例I中所述的組合C噴在具有20-10-20的N-P-K的肥料(購自Synagri)(在此稱為"TOTAL")上,或噴在含有鈣、鎂和多種填料的肥料的一部分(在此稱為"FRACTION,,)上。然后,在田中于正常的播種過程之外,將肥料以325公斤/英畝的濃度施加于玉米地。為了大豆田間試^^,將實施例I中所述的組合C噴在具有15-20-20的N-P-K的肥料(購自Synagri)(在此稱為"TOTAL")上,或噴在含有鈣、^:和多種填料的肥料的一部分(在此稱為"FRACTION,,)上。然后,將肥料以1407>斤/英畝的濃度施加于大豆田。收獲玉米和大豆作物并測定它們的總生物量。表5和6顯示了所獲得的原始收獲數(shù)據(jù)。表5玉米收獲數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表6大豆收獲數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>相對于對照玉米(用未噴涂的肥料處理的)的總生物量,用噴涂有組合C的肥料(全部或部分)處理的玉米作物的總生物量增加了1.8-7%。相對于對照大豆(用未噴涂的肥料處理的)的總生物量,用噴涂有組合c的肥料(全部或部分)處理的大豆作物的總生物量增加了約10%。雖然本發(fā)明已結合其具體的實施方案進行描述,但可理解能將其進一步修改,且該申請意欲涵蓋通常根據(jù)本發(fā)明的原理對本發(fā)明的任何改變、應用或改進,并包括在已知范圍之內或作為本發(fā)明所屬領域之慣例的這些相對于本公開的偏離,并可應用于上文所列之基本特征以及如下所附的權利要求的范圍中。權利要求1.一種植物肥料,所述肥料包含(a)肥料顆粒;(b)乳酸細菌;和(c)芽孢桿菌科的細菌。2.權利要求1的增效肥料,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌是復水后有活性的。3.權利要求1的增效肥料,其中乳酸細菌來自于選自下組的科乳桿菌科、鏈球菌科、乳球菌科、明串珠菌科和雙歧桿菌科。4.權利要求1的增效肥料,其中乳酸細菌來自于選自下組的菌種嗜酸乳桿菌、乳酸鏈球菌、乳脂鏈球菌、雙乙酰乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌、乳脂明串珠菌、雙乙酰乳明串珠菌、乳酸雙歧桿菌和短雙歧桿菌。5.權利要求1的增效肥料,其中乳酸細菌來自于嗜酸乳桿菌菌種。6.權利要求1的增效肥料,其中芽孢桿菌科細菌來自于選自下組的菌種枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。7.權利要求1的增效肥料,增效肥料進一步包含來自于惡臭假單胞菌菌種的細菌。8.權利要求1的增效肥料,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌噴在肥料顆粒上。9.權利要求1的增效肥料,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌同時噴在肥料顆粒上。10.權利要求1的增效肥料,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌分別噴在肥料顆粒上。11.權利要求8的增效肥料,其中將包含乳酸細菌的第一酵素噴在肥料顆粒上。12.權利要求ll的增效肥料,其中第一酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。13.權利要求11的增效肥料,其中第一酵素的細菌濃度為約107-約1011個細胞/毫升。14.權利要求11的增效肥料,其中第一酵素的細菌濃度為約108-約109個細胞/毫升。15.權利要求8的增效肥料,其中將包含芽孢桿菌科細菌的第二酵素噴在肥料顆粒上。16.權利要求15的增效肥料,其中第二酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。17.權利要求15的增效肥料,其中第二酵素進一步包含惡臭假單胞菌菌種的細菌。18.權利要求15的增效肥料,其中第二酵素的細菌濃度為約107-約10"個細胞/毫升。19.權利要求15的增效肥料,其中第二酵素的細菌濃度為約108-約109個細胞/毫升。20.權利要求1的增效肥料,進一步包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌的營養(yǎng)物。21.權利要求1的增效肥料,其中植物選自下組干草、棉花、花椰菜、玉米和大豆。22.權利要求1的增效肥料,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌能附著于肥料顆粒。23.權利要求22的增效肥料,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌直接附著于肥料顆粒。24.權利要求22的增效肥料,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌與附著于肥料顆粒的粘合劑結合。25.權利要求1的增效肥料,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌處于其指數(shù)生長期。26.—種植物肥料增強劑,該增強劑包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌能附著于肥料顆粒。27.—種增加4i物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的土^裏添加劑,該土i裏添加劑包含乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌能附著于肥料顆粒。28.—種增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法,所述方法包括將權利要求1的增效肥料施加于靠近植物根部的土壤。29.—種增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法,所述方法包括在植物種子下施加權利要求1的增效肥料。30.—種用于增加在其中生長的植物的生長、發(fā)育或產(chǎn)量的肥土的方法,該方法包括將權利要求1的增效肥料添加到土壤的步驟。31.—種生產(chǎn)增效肥料的方法,該方法包括將肥料顆粒與乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌混合。32.權利要求31的方法,其中將包含乳酸細菌的第一酵素與肥料顆粒混合。33.權利要求32的方法,其中第一酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。34.權利要求32的》&,其中在與肥料顆粒混合之前冷卻第一酵素。35,權利要求34的方法,其中將第一酵素冷卻至約0。C-約12°C。36.權利要求34的方法,其中將第一酵素冷卻至約0。C-約5。C。37.權利要求31的方法,其中將包含芽孢桿菌科細菌的第二酵素與肥料顆?;旌?。38.權利要求37的方法,其中第二酵素進一步包含惡臭假單胞菌菌種的細菌。39.權利要求37的方法,其中第二酵素和肥料顆粒之間的比率(升/噸)為約1。40.權利要求37的方法,其中在與肥料顆?;旌现袄鋮s第二酵素。41.權利要求40的方法,其中將第二酵素冷卻至約0°C-約12。C。42.權利要求40的方法,其中將第二酵素冷卻至約0。C-約5°C。43.權利要求31的方法,其中乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌處于其指數(shù)生長期。44.權利要求32的方法,其中第一酵素的細菌濃度為約107-約IO"個細胞/毫升。45.權利要求32的方法,其中第一酵素的細菌濃度為約108-約109個細胞/毫升,46.權利要求37的方法,其中第二酵素的細菌濃度為約107-約IO"個細胞/毫升。47.權利要求37的方法,其中第二酵素的細菌濃度為約108-約109個細胞/毫升。48.權利要求31的方法,其中所述乳酸細菌來自于選自下組的科乳桿菌科、鏈球菌科、乳球菌科、明串珠菌科和雙歧桿菌科。49.權利要求31的方法,其中乳酸細菌來自于選自下組的菌種乳酸鏈球菌、乳脂鏈球菌、雙乙酰乳鏈球菌、嗜熱鏈球菌、乳脂明串珠菌、雙乙酰乳明串珠菌、嗜酸乳桿菌、乳酸雙歧桿菌和短雙歧桿菌。50.權利要求31的方法,其中乳酸細菌來自于嗜酸乳桿菌菌種。51.權利要求31的方法,其中芽孢桿菌科細菌來自于選自下組的菌種枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。52.權利要求31的方法,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌的營養(yǎng)物與肥料顆?;旌?。53.權利要求31的方法,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌噴在肥料顆粒上。54.權利要求31的方法,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌同時噴在肥泮牛顆纟立上。55.權利要求31的方法,其中將乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌分別噴在月£4+顆4立上。全文摘要本發(fā)明涉及增效肥料。具體來說,本發(fā)明涉及包含肥料顆粒、乳酸細菌和芽孢桿菌科細菌的增效肥料。本發(fā)明還涉及增加植物生長的肥料增強劑和土壤添加劑。本文還描述了用于增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的方法和用于增加植物生長、發(fā)育或產(chǎn)量的肥土的方法。還描述了生產(chǎn)增效肥料的方法。文檔編號C05F11/08GK101163653SQ200680013450公開日2008年4月16日申請日期2006年2月22日優(yōu)先權日2005年2月22日發(fā)明者亞歷山大·布萊斯申請人:Evl股份有限公司
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