一种含有几丁寡糖的肥料增效剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种含有几丁寡糖和/或几丁寡糖盐的肥料增效剂及其应用，所述几丁寡糖是由氨基葡萄糖(≤85％)和乙酰氨基葡萄糖(≥15％)通过β‑1,4‑糖苷键连接而成的低聚物，分子量大于300Da，小于5000Da。所述的几丁寡糖可通过酶水解壳聚糖底物获得，所采用的酶为几丁质酶、壳聚糖酶或具有壳聚糖水解活性的非特异性酶类。所述的几丁寡糖也可通过寡聚氨基葡萄糖为底物经乙酰化修饰获得。所述的几丁寡糖还可通过以甲壳素为底物，利用酸、微波、超微粉碎等方式获得。本发明专利技术所述的几丁寡糖对于提高肥料中营养元素的利用率、减少肥料使用量具有显著作用，可在肥料添加剂领域进行广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种含有几丁寡糖的肥料增效剂及其应用
本专利技术属于肥料增效剂领域，具体涉及一种含有几丁寡糖的肥料增效剂和肥料组合物及其在提高肥料利用率中的应用。
技术介绍
肥料的使用是保障作物产量和粮食安全必不可少的措施。然而，近年来发现肥料的过量投入并未能进一步提升肥料增产效应，反而导致肥料利用率低、土壤无机养分过量积累、并进一步家具土壤板结酸化等一系列问题。因此，如何能够改善并提升肥料的利用率，减少土壤中无机养分的过量积累，是解决减少肥料投入、改善土壤环境并保证农作物产量的关键问题。其中，在肥料中添加肥料增效剂是提高肥料利用率的一个重要措施。例如，脲酶抑制剂和硝化抑制剂对提高大量元素肥料中氮的利用率具有显著效果。然而，这类肥料增效剂效果单一，仅能对某一类元素的增效具有显著效果，且存在环境安全隐患。因此，对于一些具有增加肥料中多种元素利用率的生物安全的肥料增效剂具有迫切的需求。几丁寡糖是一种由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的低聚物，虽然目前已发现特定结构的几丁寡糖能够诱导植物抗病(PNAS，2014,E404–E413)，诱导植物产生抗虫活性(中国专利技术专利：201810531128.9)，促进大麻生长(中国专利技术专利：201811607504.4)，但其在农业上的研究刚刚起步，对于几丁寡糖的应用还有待进一步探讨。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种含有几丁寡糖的肥料增效剂用于提高肥料利用率。本专利技术的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种肥料增效剂，所述肥料增效剂中含有几丁寡糖；所述几丁寡糖是由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的低聚物。此处所述几丁寡糖包括以各种盐形式存在的几丁寡糖，如几丁寡糖乙酸盐、几丁寡糖盐酸盐、几丁寡糖磷酸盐、几丁寡糖硫酸盐、几丁寡糖乳酸盐等。优选地，所述乙酰氨基葡萄糖单元占比大于等于15％，所述氨基葡萄糖单元占比小于等于85％。作为进一步的优选，所述几丁寡糖中，所述乙酰氨基葡萄糖单元占比大于等于35％，所述氨基葡萄糖单元占比小于等于65％。优选地，所述几丁寡糖的分子量大于300Da，小于5000Da。作为进一步的优选，所述几丁寡糖的分子量大于400Da，小于3000Da。第二方面，本专利技术提供了上述几丁寡糖的制备方法，所述制备方法为酶降解法、乙酰化法或甲壳素降解法；所述酶降解法：通过几丁质酶、壳聚糖酶或具有壳聚糖水解活性的非特异性酶类水解壳聚糖获得所述几丁寡糖；所述乙酰化法：在以壳寡糖为底物的溶液中，加入乙酰化试剂经乙酰化反应获得所述几丁寡糖；所述甲壳素降解法：以甲壳素为底物，通过酸水解、微波降解或超微粉碎的方式获得所述几丁寡糖。第三方面，本专利技术提供了一种肥料增效剂的应用，将所述肥料增效剂用于提高大量元素肥料、中量元素肥料、微量元素肥料中营养元素的吸收率。大量元素肥料，是指在作物干物质组分中，营养元素氮、磷、钾的含量大于百分之一，称为大量元素，含有大量元素的肥料称为大量元素肥料。中量元素肥料，是指在作物干物质组分中，营养元素钙、镁、硫的含量一般在百分之一到万分之一，称为中量元素，含有这些元素的肥料称为中量元素肥料。微量元素包括硼、锌、钼、铁、锰、铜等营养元素。优选地，将所述肥料增效剂用于提高大量元素肥料中氮的利用率；或用于提高中量元素肥料中钙的利用率；或用于提高微量元素肥料中硼的利用率。优选地，将所述肥料增效剂用于提高水稻对大量元素肥料中氮的利用率；或用于提高苹果树对中量元素肥料中钙的利用率；或用于提高花生对微量元素肥料中硼的利用率。第四方面，本专利技术提供了一种农用肥料组合物，所述肥料组合物中含有营养元素和上述的肥料增效剂。优选地，所述营养元素为氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、铁、铜中的任一种或几种；所述肥料组合物中几丁寡糖的质量分数为0.1％-10％。第五方面，本专利技术提供了一种肥料组合物的使用方法，所述方法为：所述的肥料组合物用于5kg-100kg/亩撒施；或稀释100-5000倍喷施；或稀释100-5000倍冲施；或稀释100-5000倍滴灌。有益效果1、本专利技术提供了一种含有几丁寡糖的肥料增效剂，其所含有的几丁寡糖可以提高肥料中的营养元素利用率，可减少化学肥料的使用，减少土壤无机营养元素的积累，从而改善土壤环境。2、本专利技术所提供的含几丁寡糖的肥料增效剂可提高肥料中多种元素的利用率，尤其地，可促进花生、苹果或水稻等植物对肥料中氮、钙和硼等元素的吸收利用，从而提高作物产量。3、本专利技术所提供的含有几丁寡糖的肥料增效剂可通过减少化学肥料的使用降低生产成本。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。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，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1：利用酶降解法制备几丁寡糖称取脱乙酰度为60％的壳聚糖1kg作为底物，加至装有20L含量为1.5％(m/v)乙酸水溶液的恒温反应釜中，充分搅拌使其完全溶解。调节反应温度至40℃，加入10000U壳聚糖酶，恒温反应48小时。反应结束后，利用微滤装置滤去不溶物，随后经喷雾干燥装置去除水分，制得糖链中乙酰氨基葡萄糖单元占比为约为40％、氨基葡萄糖单元占比约为60％的几丁寡糖(NA-COS1)，分子量分布在300Da-2000Da。实施例2：利用乙酰化法制备几丁寡糖取1kg壳寡糖(分子量为300-2000Da，脱乙酰度为90％)溶于10L水中，加入600mL甲醇，加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)20g，加入乙酸900mL，于80℃下乙酰化反应6小时，随后经喷雾干燥装置去除水分，制得几丁寡糖(NA-COS2)。经核磁共振谱计算，乙酰度为87％，羟基没有发生反应，即糖链中乙酰氨基葡萄糖单元占比为约为87％、氨基葡萄糖单元占比约为13％。分子量分布在300Da-2000Da。1、几丁寡糖对肥料中氮的利用率的影响以实施例1和实施例2所制备的几丁寡糖作为大量元素肥料的肥料增效剂，供试作物为水稻，共设6个不同试验，实验方案见下表1。其中，壳寡糖(COS，脱乙酰度大于90％，购自大连中科格莱克生物科技有限公司)作为对照肥料增效剂。氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾。所有施肥处理的氮肥和钾肥分两次施用：50％做基肥，50％做分蘖肥；磷肥做基肥一次性施用。表1水稻实验方案每个试验设3次重复，小区面积20m2，随机区组排列，实行单独排灌。各小区单打单晒，称计实产，采集植株样测定稻谷和稻草氮含量。采集各处理0-20cm耕层土样，用于测定硝态氮、铵态氮和微生物量氮，并采用环刀法取耕层土壤测定土壤容重。稻谷和稻草中氮含量的测定采用NY/T2017-2011植物中氮、磷、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂含有几丁寡糖；所述几丁寡糖是由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的低聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种肥料增效剂，其特征在于：所述肥料增效剂含有几丁寡糖；所述几丁寡糖是由氨基葡萄糖和乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的低聚物。


2.根据权利要求1所述的肥料增效剂，其特征在于：所述几丁寡糖中，所述乙酰氨基葡萄糖单元占比大于等于15％，所述氨基葡萄糖单元占比小于等于85％；所述几丁寡糖的分子量大于300Da，小于5000Da。


3.根据权利要求2所述的肥料增效剂，其特征在于：所述几丁寡糖中，所述乙酰氨基葡萄糖单元占比大于等于35％，所述氨基葡萄糖单元占比小于等于65％；所述几丁寡糖的分子量大于400Da，小于3000Da。


4.一种权利要求1～3所述的几丁寡糖的制备方法，其特征在于：所述制备方法为酶降解法、乙酰化法或化学物理降解法；
所述酶降解法：通过几丁质酶、壳聚糖酶或具有壳聚糖水解活性的非特异性酶类水解壳聚糖获得所述几丁寡糖；
所述乙酰化法：在以壳寡糖为底物的溶液中，加入乙酰化试剂经乙酰化反应获得所述几丁寡糖；
所述化学物理降解法：以甲壳素为底物，通过酸水解、微波降解或超微粉碎的方式获得所述几丁寡糖。


5.一种权利要求1～3所述的肥料增...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹海龙，刘同梅，郑旭含，
申请(专利权)人：中科禾一大连农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21