一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及植物刺激素技术领域，特别涉及一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素及制备方法和应用。

背景技术

植物生长刺激素是指一类能够促进植物生长的物质，通常是通过调节植物体内激素的平衡来实现。在实际应用中，植物生长刺激素常用于促进植物的生长速度和产量，以及改善植物的质量和抗性。随着农业现代化进程的加速，开发和应用植物生物刺激素已经成为现代农业的重要技术手段之一，对于提高植物的生长速度和产量、改善植物的质量和抗性、促进植物生理过程、推动农业现代化以及保护环境和人类健康都具有重要的意义。

目前褐藻寡糖、多肽、壳寡糖都是经过实践确认的效果突出的植物刺激素，褐藻寡糖促生根，多肽提高作物品质，壳寡糖提高作物抗病害能力。

褐藻寡糖、多肽、壳寡糖分为液体型产品和固体型产品，液体型产品一般是由酶解制成，固体型产品需要由液体产品经过喷雾干燥制成，因此，固体产品生产成本很高。其中，液体型品一般用在液体类肥料上，固体型产品可以用在固体的大量元素、复合肥、掺混肥上等。

目前褐藻寡糖、多肽、壳寡糖三者配合型产品开发存在的问题：

一、多肽产品一般会自带较高含量的钙，当肥料中褐藻寡糖、钙和壳寡糖同时存在时，肥料溶解过程中会生变成不溶凝胶团，导致肥料无法正常使用。这些因素限制了褐藻寡糖、多肽、壳寡糖三者之间的配合应用，以及以上成分混合型产品的开发。

二、固体型产品的褐藻寡糖、多肽、壳寡糖，价格高，限制了他们在固体肥料中的添加应用；而液体型产品虽然价格低，但因较高的含水量，不适合在固体肥料中掺混添加。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素及制备方法和应用，以解决现有技术中褐藻寡糖、多肽、壳寡糖三者制备的植物刺激素在使用时，会形成不溶性凝胶团，导致肥料和滴灌设备无法正常使用，且用到土壤中，因凝胶体积大，滞留在土壤表面，很难发挥作用的问题。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素，所述植物刺激素由钙离子、多肽、褐藻寡糖、壳寡糖相互作用生成可逆凝胶颗粒，其中，所述多肽占植物刺激素的重量百分比为40-50％，壳寡糖占植物刺激素的重量百分比为2-5％，褐藻寡糖占植物刺激素的重量百分比为1-5％。

进一步的，所述多肽中的钙含量占植物刺激素的重量百分比为3-5％。

进一步的，所述多肽中的钙含量占植物刺激素的重量百分比小于3％时，添加硝酸钙为补充钙源。

进一步的，所述凝胶颗粒的pH为4-5，凝胶强度≥1200g/cm2，颗粒粒度小于120目，水分含量≤35％。

进一步的，所述凝胶颗粒的表面包覆有黄腐酸钾和/或麦芽糊精。

凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素的制备方法，

(1)称取多肽液体加入反应器中，加入壳寡糖，搅拌溶解完全，继续加少量醋酸调节pH至4-5；

(2)称取褐藻寡糖溶液，将寡糖溶液缓慢倒入多肽与壳寡糖的混合液体中，搅拌均匀，室温静置18小时，混合液形成了果冻状凝胶；

(3)将凝胶用均质机破碎研磨，并过120目筛，得到均匀的凝胶颗粒；

(4)将凝胶颗粒与黄腐酸钾和/或麦芽糊精充分混匀得到植物刺激素。

进一步的，所述(1)中还需加入硝酸钙，使钙离子含量达3-5％。

进一步的，所述黄腐酸钾和/或麦芽糊精占凝胶颗粒的重量百分比为1-5％。

凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素的应用，所述植物刺激素用于肥料的增效剂和肥料造粒的凝结剂。

进一步的，所述植物刺激素在肥料中添加的重量百分比为2-10％；

植物刺激素发挥肥料增效作用的pH条件为4-9。

本发明一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素及制备方法和应用的有益效果是：

本发明植物刺激素为可逆凝胶颗粒，可溶解于土壤中，作为增效剂和粘结剂，方便使用，提高肥效，利于肥料混料和造粒加工，促进植物生长，制备成本低。

附图说明

图1是本发明实施例可逆凝胶颗粒的实物图；

图2是本发明现有技术中褐藻寡糖和多肽溶液形成的凝胶团的实物图；

图3为本发明实施例可逆凝胶颗粒与肥料混合的实物图；

图4为本发明实施例盆栽使用植物刺激素的植物生长对比图；

图5为本发明实施例大田使用植物刺激素的植物生长对比图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1-5所示，一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素，所述植物刺激素由钙离子、多肽、褐藻寡糖、壳寡糖相互作用生成可逆凝胶颗粒，其中，所述多肽占植物刺激素的重量百分比为40-50％，壳寡糖占植物刺激素的重量百分比为2-5％，褐藻寡糖占植物刺激素的重量百分比为1-5％。所述多肽中的钙含量占植物刺激素的重量百分比为3-5％。所述多肽中的钙含量占植物刺激素的重量百分比小于3％时，添加硝酸钙为补充钙源。所述凝胶颗粒的pH为4-5，凝胶强度≥1200g/cm

一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素的制备方法，

(1)称取多肽液体加入反应器中，加入壳寡糖，搅拌溶解完全，继续加少量醋酸调节pH至4-5；所述多肽中通常含有钙离子，当多肽中钙的含量低于3％时，需要加入钙源硝酸钙，使钙离子含量达3-5％。在酸性条件下钙与多肽形成多肽螯合钙，形成的缓释钙体系是钙和褐藻寡糖在静置条件形成均匀凝胶的前提；

(2)称取褐藻寡糖溶液，将寡糖溶液缓慢倒入多肽与壳寡糖的混合液体中，搅拌均匀，室温静置18小时，混合液形成了果冻状凝胶，壳寡糖和多肽通过保水吸水作用提高了凝胶硬度、强度；

(3)将凝胶用均质机破碎研磨，并过120目筛，得到均匀的凝胶颗粒；

(4)将凝胶颗粒与黄腐酸钾和/或麦芽糊精充分混匀得到植物刺激素，使凝胶颗粒表面包覆有黄腐酸钾和/或麦芽糊，所述黄腐酸钾和/或麦芽糊精占凝胶颗粒的重量百分比为1-5％。凝胶颗粒作为一种植物生长刺激素，其成分为多肽螯合钙、多肽、褐藻寡糖、壳寡糖，四种成分有效共存。

包埋的黄腐酸钾和/或麦芽糊精，一方面提高凝胶颗粒之间的分撒性，颗粒不抱团，另一方面提高凝胶颗粒的缓释性和释放性，提高使用效果：黄腐酸钾或麦芽糊精粉末在凝胶颗粒表面形成一层包膜，因黄腐酸钾或麦芽糊精粉末水溶性很好，黄腐酸钾或麦芽糊精粉末包埋的凝胶颗粒遇水后会快速分散很崩解，扩大了凝胶颗粒的表面积。

一种凝胶型褐藻寡糖多肽植物刺激素的应用，所述植物刺激素用于肥料的增效剂和肥料造粒的凝结剂。所述植物刺激素在肥料中添加的重量百分比为2-10％；植物刺激素发挥肥料增效作用的pH条件为4-9。

图1为可逆凝胶颗粒的实物图；图2是现有技术中褐藻寡糖和多肽溶液形成的凝胶团的实物图；图3为可逆凝胶颗粒与肥料混合的实物图；现有技术中褐藻寡糖、多肽、有机钙、壳寡糖以固体粉末或液体形式在肥料中添加，且四种成份不能同时在肥料中有效存在，会形成不溶性的凝胶团。本申请中多肽螯合钙、多肽、褐藻寡糖、壳寡糖，四种成分有效共存，使用时，先溶解再滴灌或冲施到地里土壤中，植物刺激素与肥料混合后加水溶解使用，凝胶颗粒足够小且和溶液体系中黄腐酸钾的金属离子发生缓慢的离子交换出现溶解至溶解平衡，不会堵塞滴灌喷头；植物刺激素中的钙离子和土壤中单价金属离子，比如钾离子，于水中作用一定时间后，发生置换后缓慢溶解释放褐藻寡糖、多肽、壳寡糖等刺激素成分。

实施例2：

1、称取900kg多肽液体加入反应器中，多肽原液的指标是固含量60％，钙含量5％,加入50kg壳寡糖，搅拌溶解完全，继续加少量醋酸调节pH 4.0。

2、称取100kg褐藻寡糖溶液，寡糖含量25％。

3、将寡糖溶液缓慢倒入多肽液体中，搅拌均匀。室温，静置18小时，混合液形成了果冻状凝胶。凝胶强度1600g/cm

4、将凝胶用均质机破碎研磨，并过120目筛，得到均匀的凝胶颗粒。

5、将凝胶颗粒和25kg麦芽糊精充分混匀。

得到的植物刺激素的指标为，水分41％，粒度120目，褐藻寡糖含量2％,壳寡糖含量5％,多肽含量45％,钙含量4.5％，pH 4.5。

植物刺激素有以下特性：

1.将凝胶颗粒撒入土中，浇水后，凝胶颗粒和土壤中的金属离子发生离子交换缓慢溶解，养分释放。

2.将凝胶颗粒和大量元素粉剂按10：1000混合，凝胶颗粒保持性状稳定，保水性良好。

本申请的植物刺激素作为一种肥料增效剂，具备多肽-多肽螯合钙-褐藻寡糖-壳寡糖的功效：

1、可快速降低土壤的高盐分；快速补充土壤碳氮源，使有益微生物增殖，拮抗病原菌，形成良好的土壤微生态环境；快速增加土壤有机质，使土壤疏松；双向调节土壤酸碱度。使植物在本肥料营造的良好土壤环境下自然扎根，毛根发达、健康、持久。

2、含有的多肽，不耗植物转化能量，可被根系叶片100％直接吸收利用。快速补充植物能量，使植物具有较强的生长势能。

3、增钙强效本品多肽螯合的活性钙离子可100％被植物吸收利用，使植物细胞壁增厚，使植物细胞健康，充满活力，故使植物抵御病害侵袭，抵御高温、冻害之抗性强大。

4、与大量元素肥料组合使用利用率提高，可使大量元素减少10-15％使用量。

5、可使叶片挺拔、舒展、厚绿，机能强大，使植物光合作用和同化作用提升，制造的有机营养丰富而充盈，果实产量高并可提早成熟。

6、生产的果实--果肉密度高、硬度高、含钙高、果形端正、蜡质层厚、表面光亮色美、抗氧化程度高耐储存、单重增加，使果实口感回归自然风味。

实施例3：

采用盆栽种植小白菜，灌根的施肥方式，将实施例1制备的褐藻寡糖多肽凝胶颗粒和500ml水混合，施用于盆栽中，处理方案如表1。

表1

图4为盆栽使用植物刺激素的植物生长对比图，从左至右依次为褐藻寡糖多肽凝胶颗粒0g，0.5g,1g,2g；结果表明：褐藻寡糖多肽凝胶颗粒可有效促进小白菜生长，提高地上部生物量。

图5为大田使用植物刺激素的植物生长对比图，结果表明：褐藻寡糖多肽凝胶颗粒可有效促进作物生长。

实施例4：

1、将实施例1制备的褐藻寡糖多肽凝胶颗粒进行对照试验，表2为植物刺激素对番茄产量的影响：结果为，可显著提高产量。

表2

2、表3为尿素添加不同含量植物刺激素对生菜地上生长的影响：结果为，可显著提高肥效。

表3

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。