一种具有促进营养吸收和提高逆境胁迫能力的多功能营养剂及其应用的制作方法

本发明属于植物营养剂，特别是涉及一种具有促进营养吸收和提高逆境胁迫能力的多功能营养剂及其制备方法。

背景技术：

1、作物生长过程中常会遭受各种非生物胁迫(贫、旱、冻、盐碱等)，各种胁迫导致的生长障碍导致作物减产或绝产。

2、γ-聚谷氨酸(γ-pga)是经微生物发酵后由单个谷氨酸分子之间的α-氨基和γ-羧基聚合形成的酰胺键链接而成的高分子聚酰胺。由于其阴离子特性、吸附性、螯合性、吸水保水性、絮凝性、生物可降解和生物兼容性等特点，其可以作为一种良好的肥料增效剂。γ-聚谷氨酸具有显著的促进养分吸收、增产、提高养分利用效率的功能。此外，γ-聚谷氨酸还能显著增加植株抗旱、抗盐、抗寒胁迫的能力。

3、γ-氨基丁酸(gaba)是一种自由态的四碳非蛋白质氨基酸，在动物神经系统中是重要的神经传导介质,对中枢神经系统有抑制作用，广泛存在于各种动植物和各个器官中。当植物受到贫、旱、冻、盐等各种胁迫时，外源施用氨基丁酸能显著提高植物对各种逆境的抗受能力，低浓度的gaba有助于植物生长发育，高浓度下又会起相反的作用。

4、为了达到同时促进作物生长、提高肥料利用率和提高作物逆境抗性的目的，可以在传统水溶性肥的基础上添加一定量的γ-聚谷氨酸和γ-氨基丁酸，有机耦合和充分发挥γ-聚谷氨酸、γ-氨基丁酸的优势和特点，在提升肥料肥效的同时增加肥料功能。这不仅能有效缓解农业生产中不可避免的逆境胁迫问题，还有助于提高肥料利用率、减少环境污染。虽然γ-pga和gaba在提升作物养分利用，改善土壤环境的作用早已得到验证，但现有研究多针对γ-pga和gaba的纯品对农作物和土壤的影响，但纯品的制备过程大多需要提取、纯化等繁琐的流程，在这一过程中也不可避免地会有部分产物的损失，这可能会大大降低了作用效果。目前，对于直接施用同时含有活性菌体的γ-pga发酵液和gaba发酵液的研究较少，如果可以验证其增效营养剂的功能，不仅可在工艺上简化流程，降低制备成本，保证有效成分的同时也可推动绿色投入品的研究和应用。因此很有必要研发一款同时含有聚-γ-谷氨酸发酵液和氨基丁酸发酵液，且二者稳定共存，技术效果优异的增效营养剂。

技术实现思路

1、本发明提供了一种具有促进营养吸收和提高逆境胁迫能力的多功能营养剂，该营养剂中同时含有聚-γ-谷氨酸发酵液和氨基丁酸发酵液，且二者稳定共存，与紫草素脂质纳米粒子协同作用达到促进植物养分吸收和提高植株多种逆境胁迫能力的效果，大田试验结果表明，本发明可以对多种作物在冻害、干旱和盐碱的逆境情况下产生良好抗逆能力。

2、为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种具有促进营养吸收和提高逆境胁迫能力的多功能营养剂，它是由γ-聚谷氨酸发酵液、紫草素脂质纳米粒子、γ-氨基丁酸发酵液组成；所述γ-聚谷氨酸发酵液与γ-氨基丁酸发酵液的体积比为1：0.8-1；所述紫草素脂质纳米粒子用量为γ-聚谷氨酸发酵液质量的2％。

4、优选的，所述紫草素纸质纳米粒子是采用下述方法制备得到的：

5、(1)将卵磷脂和槐糖脂按比例加入到ph＝6.5，5mm的磷酸盐缓冲液中，室温下搅拌30min后将混合液采用高压微射流均质机中微射流运行三次，运行压力120mpa，得到混合液a；

6、(2)将50mg紫草素粉末溶解于100ml 0.1m的naoh溶液中得到混合液b；

7、(3)将混合液a和混合液b按照体积比1：1混合后调节混合液ph至6.5，然后室温下搅拌反应1h后，于离心机离心去除不溶物得到紫草素脂质纳米粒子。

8、优选的，所述步骤(1)中卵磷脂的质量体积浓度为1％，槐糖脂质量体积浓度为0.5％。

9、优选的，所述步骤(3)中离心转速为10000r/min，时间为20min。

10、优选的，所述γ-聚谷氨酸发酵液是采用下述方法制备得到的：

11、1)在无菌条件下，取1环保存于-4℃的冰箱中的枯草芽孢杆菌接种于平板培养基中，37℃恒温培养12～14h，得到活化菌种；所述平板培养基组成为：蛋白胨10g/l，牛肉膏3g/l，氯化钠5g/l，葡萄糖20g/l，琼脂2g/l，ph7.1，灭菌条件：121℃，30min。

12、2)将活化后的菌种接种于种子培养基中，在37℃，250r/min条件下培养12～16h，得到种子培养液；所述种子培养基组成为：葡萄糖5g/l，酵母粉5g/l，谷氨酸钠3g/l，mgso4·7h2o0.15g/l，k2hpo41 g/l，ph 7.1，灭菌条件：121℃，30min；

13、3)将种子培养液按5％(v/v)的转种量，接种于发酵培养基中，在37℃，250r/min条件下培养72h后得到γ-聚谷氨酸发酵液；所述发酵培养基组成为：蔗糖20g/l、蛋白胨10g/l、氯化钠0.5g/l、谷氨酸钠15g/l、mgso4·7h2o 0.05g/l，k2hpo40.25 g/l、(nh4)2so45 g/l，ph 7.1，灭菌条件：121℃，30min。

14、优选的，所述枯草芽孢杆菌保藏编号为cgmcc 1.12938，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏时间为2014年5月30日。

15、优选的，所述γ-氨基丁酸发酵液是采用下述方法制备得到的：

16、a.在无菌条件下，取1环保存于-4℃的冰箱中的嗜酸乳杆菌接种于液体mrs培养基中，在37℃，200r/min条件下培养12～16h，得到一次活化菌液；将一次活化菌液接种于装有100ml液体mrs培养基的500ml三角瓶中，在37℃，200r/min条件下培养12～16h，得到二次活化菌液；

17、b.将二次活化菌液按4％(v/v)的转种量，接种于发酵培养基中，在37℃，200r/min条件下培养48h后得到γ-氨基丁酸发酵液；所述发酵培养基组成为：蔗糖20g/l、蛋白胨10g/l、牛肉粉8g/l，酵母粉5g/l、l-谷氨酸2g/l、mgso4·7h2o 0.15g/l，k2hpo42 g/l、mnso40.05g/l、吐温-80 1g/l、柠檬酸氢二铵2g/l、乙酸钠5.0g/l、琼脂粉2g/l，ph 6.0，灭菌条件：121℃，30min。

18、优选的，所述嗜酸乳杆菌保藏编号为cgmcc 1.12735，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏时间为2013年12月17日。

19、本发明还提供了一种具有促进营养吸收和提高逆境胁迫能力的多功能营养剂在促进营养吸收和提高逆境胁迫能力中的应用。

20、本发明所用原料及试剂均为市售购买得到。其中液体mrs培养基购自青岛高科技工业园海博生物技术有限公司。本发明多功能营养剂为液体剂型，可以与肥料混合或单独使用，混合使用时用量为肥料质量的2％；单独使用时可以直接喷施或根施于作物，使用量为10kg/亩。

21、本发明的有益效果是：本发明的多功能营养剂为特定配比的原料制成，其中的紫草素脂质纳米粒子一方面对发酵液中的部分难吸收性物质、氯离子和重金属离子等具有良好的吸附能力，有效降低土壤中有害物质含量；另一方面纳米粒子其高比表面积的特点使其具有良好的分散性和高生物利用度，可以提高发酵液中含有的大量活性菌株的生物活性，从而进一步活化土壤养分，增强植株光合作用，提高植物对γ-pga和γ-氨基丁酸的吸收利用，从而增加作物产量；同时含有的γ-pga发酵液和γ-氨基丁酸发酵液，二者可以稳定共存，在紫草素脂质纳米粒子的共同作用下，三种成分协同作用，达到良好的促进作物生长、提高肥料利用率和提高作物逆境抗性的效果。