本發(fā)明涉及植物的栽培領域，尤其是非豆科植物的栽培領域。更具體地，本發(fā)明涉及一種改善非豆科植物的生產(chǎn)率的方法，其使用至少一種菌根(mycorhize)和至少一種酵母提取物，還涉及包含菌根和酵母提取物、以及任選的基質(zhì)的組合物。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)在不斷尋求改善作物的生產(chǎn)率，以改善經(jīng)濟主體(acteurs)的競爭力和滿足增加的市場需求。一方面，這種改善包括增加產(chǎn)量和改善質(zhì)量特征，以及另一方面，減少用于生產(chǎn)一個生產(chǎn)單位所投入的量和成本。此外，為了保護環(huán)境和引入可持續(xù)農(nóng)業(yè)實踐的目標，許多研究旨在增加生產(chǎn)率，不增加、或甚至減少化學投入的供給。實現(xiàn)這些目標的一種方式是使用共生微生物，其幫助植物的根最有效地使用可獲得的資源。進行這個的最常見方法是通過提供選擇的菌株或局部收集并在工業(yè)上增加的菌株，來增加這些微生物的群。在接近根的地方進行這些接種物的供給，例如通過加入土壤中或通過摻入基質(zhì)中，或者通過處理種子。因此使用根瘤菌屬(Rhizobium sp)細菌，其使得將大氣氮轉(zhuǎn)移到植物成為可能，或者使用菌根(mycorhiziens)真菌，其附著到植物的根并為它們提供礦物質(zhì)和水。
尤其是，Verbruggen E等人(New Phytologist 197卷,第4期,1104-1109頁,2013年3月)指出菌根的使用改善植物的生產(chǎn)率。此外，Sampedro等人(Mycorriza.2004年8月；14(4):229-34)描述了活酵母對菌根孢子長度的有利作用。
使用菌根真菌接種根使得增加植物的生產(chǎn)率成為可能。然而，獲得的作用有時不足，這阻礙了這項技術(shù)的發(fā)展，并且有必要改善該方法，以便更成功地滿足它的使用者的需求。
為了這個目的，已經(jīng)開發(fā)了一種方法，其旨在通過向土壤施加菌根和滅活的酵母的接種物來改善非豆科植物的生物質(zhì)生產(chǎn)(FR 2 901 271)。
FR 2 901 271顯示通過與菌根施加至土壤，滅活的酵母對非豆科植物作物發(fā)揮有益作用。根據(jù)這項專利申請的所有者所稱，這個結(jié)果證明是令人驚訝的，因為根據(jù)所述所有者所稱，已知使用死亡的酵母(滅活的酵母是死亡的酵母)或酵母部分對非豆科植物的菌根化(mycorhization)沒有作用。
因此，根據(jù)該教導，對于本領域技術(shù)人員而言，酵母部分(例如酵母壁或酵母提取物)對非豆科植物的菌根化沒有作用。更不必說，酵母提取物(其是酵母部分)對非豆科植物的菌根化是沒有作用的。
此外，Kobayashi等人(Plant and Soil 1980,57卷,第1期,pp.41-47)描述了一種組合物，其包含通過自溶提取的釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)酵母提取物，用于改善植物(“無蔓豌豆(vineless pea)”)的生長，應當理解，豌豆一般是豆科植物。
Hanafy等人(Plants Journal of Horticultural Science&Ornamental Plants 4(1):26-33,2012)描述了釀酒酵母酵母提取物對熱帶樹鵝掌柴(Schefflera)生長的作用。FR 2 873 688描述了使用活性或滅活的酵母用于改善番茄或草的營養(yǎng)。
然而，這些文件都沒有提及或暗示當酵母提取物與菌根施加時，其可能對菌根化有作用。此外，這些文件并未暗示酵母提取物或菌根的組合使用可能觀察到協(xié)同作用，如在本申請的實施例中所顯示的。
與本領域技術(shù)人員的偏見相反，申請人已經(jīng)測試了酵母提取物和菌根的組合，并且由于與先前教導完全相反，申請人令人驚訝地注意到它們本身和與基質(zhì)混合均具有有益作用，并且使用富含酵母提取物和菌根的這樣的基質(zhì)使得可以獲得以下令人驚訝的結(jié)果的至少一個：
-改善非豆科植物作物的菌根化，這是改善其它參數(shù)的手段，
-改善非豆科植物作物的生根，
-改善非豆科植物作物的生長，
-改善非豆科植物作物的開花(量和早熟)，
-改善非豆科植物作物的新鮮生物質(zhì)，
-改善非豆科植物作物的干生物質(zhì)，
-改善非豆科植物作物的產(chǎn)量，
-改善非豆科植物的礦物質(zhì)營養(yǎng)，
-改善水營養(yǎng)和對水脅迫的抗性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于這些結(jié)果令人難以置信的有效性，本發(fā)明的主旨是一種改善以上參數(shù)中的至少一種的方法，其使用包含至少一種菌根和至少一種酵母提取物的組合物。
定義
在本發(fā)明中，下面的術(shù)語以以下方式定義：
-術(shù)語“酵母提取物”指酵母細胞的內(nèi)含物，所述內(nèi)含物通過本領域技術(shù)人員已知的任何合適的提取方法獲得。根據(jù)一個實施方式，根據(jù)本發(fā)明的酵母提取物通過選自以下的方法獲得：質(zhì)壁分離、自溶、以及質(zhì)壁分離和自溶的組合，優(yōu)選自溶。有利地，可以在提取過程期間加入蛋白水解酶以增加所述方法的效率。
-術(shù)語“酵母部分”涵蓋通過分離酵母細胞的殼和其余部分所獲得的物質(zhì)；例如，“酵母細胞壁”部分對應于酵母細胞的殼，排除了細胞的內(nèi)含物；“酵母提取物”部分對應于排除殼的酵母細胞的內(nèi)含物。
-術(shù)語“滅活的酵母”是指通過任何物理、化學或物理化學方法已經(jīng)被殺死的酵母。最常見的是，酵母在生產(chǎn)方法結(jié)束時通過熱休克殺死，然后干燥。
-術(shù)語“酵母衍生物”涵蓋所有基于酵母的產(chǎn)品：部分，滅活的酵母和其它組合物。
-術(shù)語“菌根”是指真菌的菌絲體的菌絲和植物的根之間的共生締合。菌絲體的外部菌絲與植物的根組合，并因此構(gòu)成根系統(tǒng)的實際延伸，其將探測在根的周邊的土壤。因此，土壤中的菌絲體的網(wǎng)絡可以達到幾百萬公里/公頃，將根探測的面積增加了20至25倍。菌絲體不是分割的，因此使轉(zhuǎn)移流體化。延伸開來，術(shù)語“菌根”在本文中涵蓋術(shù)語“菌根真菌”。
-術(shù)語“繁殖體”用于同時表示孢子、囊泡和含有囊泡的根的片段，因為所有這些結(jié)構(gòu)都用于繁殖物種。實際上，菌根真菌形成旨在繁殖和傳播物種的孢子(在子實體(sporocarpes)中分離或聚集在一起)。在某些物種中，稱為根內(nèi)囊泡的生殖結(jié)構(gòu)在根皮層中分化并具有與孢子相似的那些性質(zhì)(Les mycorhizes,La nouvelle révolution verte J.Fortin,C.Plenchette,Y.Piché2008)。
-術(shù)語“基質(zhì)”是指培養(yǎng)支持物，即旨在用作某些植物的培養(yǎng)介質(zhì)的一組產(chǎn)品。它們的使用導致在空氣和水中具有多孔性的介質(zhì)的形成，使得它們能夠錨定植物的吸收器官并且使它們能夠與它們的生長所需的溶液接觸。它們一般由有機物和無機物組成。它們一般由泥炭(有機物通常占主導)、其它有機材料(尤其是椰子纖維、樹皮、木纖維、綠色廢物堆肥)和無機材料(沙、火山灰、粘土、礦物棉、珍珠巖、蛭石)組成。在本說明書中，前面沒有形容詞的術(shù)語“基質(zhì)”涉及既不含有菌根也不含有酵母提取物的產(chǎn)品；術(shù)語“接種的基質(zhì)”涉及已向其中加入至少一種菌根的基質(zhì)；術(shù)語“富集的基質(zhì)”涉及包含基質(zhì)、至少一種菌根和至少一種酵母提取物的系統(tǒng)。
-術(shù)語“菌根化的程度”表示觀察到的植物根的菌根感染的水平。有兩種不同的評價菌根感染的方法：Giovannetti和Mosse(1980)的方法和Trouvelot等人(1986)的方法。Giovannetti和Mosse的方法尤其適合于快速評價根的菌根感染，并提供菌根化的程度。第二種方法，Trouvelot等人，更完整但更長，使得可以計算菌根化的程度、樣品的菌根化程度和叢枝(arbuscules)和囊泡豐富度。這是申請人描述的用于測試的方法。
-術(shù)語“非豆科植物”是指其果實不是莢果(gousse)并且不屬于豆科的植物。
-術(shù)語“生物質(zhì)”是指構(gòu)成植物的所有有機的和礦物的物質(zhì)。
-在數(shù)值前放置的術(shù)語“大約”表示該數(shù)值的正或負10％。
描述
因此，本發(fā)明涉及一種用于改善非豆科植物的生長和/或發(fā)育和生產(chǎn)率的方法，其包括施用或供給包含至少一種菌根和至少一種酵母提取物的組合物。
根據(jù)本發(fā)明，改善非豆科植物作物的生長和/或發(fā)育以及生產(chǎn)率包括改善以下參數(shù)中的至少一個：菌根化的程度、生根、植物的生長、植物的高度、開花尤其是在量或早熟方面、新鮮生物質(zhì)、干生物質(zhì)、產(chǎn)量、礦物質(zhì)營養(yǎng)、水營養(yǎng)或?qū)Ψ巧锩{迫的抗性尤其是對水脅迫的抗性。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該方法不包括加入堆肥或堆肥提取物。
本發(fā)明適用于任何類型的非豆科植物，尤其是禾本(禾本科植物)和雙子葉植物，一年生、兩年生和多年生植物，蔬菜、谷物包括小麥、大麥、稻、玉米、斯佩耳特小麥、燕麥、福尼奧米(fornio)、黑麥、高粱(尤其是Friggo)和粟、產(chǎn)油植物、馬鈴薯、甘蔗、香蕉、菠蘿、可可、咖啡、煙草、木質(zhì)植物、果樹或非果樹、藤蔓和觀賞植物(尤其是Rose Fluo天竺葵)。
根據(jù)本發(fā)明，菌根包含內(nèi)生菌根和/或外生菌根真菌的活性菌株。優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中使用的菌根包含一種或多種內(nèi)生菌根真菌的活性菌株，更具體地，球囊霉目(Glomerales)的內(nèi)生菌根真菌的活性菌株。在球囊霉目中，可以提及球囊霉屬(Glomus sp)(新名為硬囊霉屬(Sclérocystis sp)；Schüβler和Walker，2010)，更具體地，LPA Val1編碼的菌株球囊霉屬，其是由Agrauxine公司開發(fā)和銷售的產(chǎn)品的活性成分。產(chǎn)品是顆粒形式的，并含有最低濃度為10繁殖體/克的內(nèi)生菌根真菌硬囊霉屬(以前為球囊霉屬)。
本發(fā)明中使用的酵母提取物是通過酵母的質(zhì)壁分離或自溶、或者質(zhì)壁分離和自溶的組合獲得的，尤其是酵母屬(Saccharomyces)、克魯維酵母菌屬(Kluyveromyces)、假絲酵母屬(Candida)或圓酵母屬(Torula)，優(yōu)選釀酒酵母(S.cerevisiae)。
根據(jù)另一個實施方式，用于提取酵母的方法可以通過加入添加劑來增強，比如酶，尤其是蛋白水解酶，或者化學化合物，尤其是亞硫酸鹽。
在本發(fā)明中使用的酵母提取物可以來自所有種類的酵母，尤其是酵母屬的酵母，尤其是釀酒酵母。更具體地，酵母提取物是由Agro-Levures et Dérivés公司銷售的那些類型。
本發(fā)明還包含一種組合物，其包含至少一種菌根和至少一種酵母提取物。
因此可以設想由補充有至少一種菌根和至少一種酵母提取物的基質(zhì)組成的組合物，非豆科植物可以直接種植在其中。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，菌根/酵母提取物的重量比是0.01至100，優(yōu)選0.05至20，更優(yōu)選0.1至10。在另一個實施方式中，菌根/酵母提取物重量比等于約16、約8、約4或約2。
在本發(fā)明的組合物中，菌根的量為組合物的0.1至15kg/m3，優(yōu)選0.5至8kg/m3，更優(yōu)選1至4kg/m3。
在另一個實施方式中，在組合物中菌根的量等于約2kg/m3、約4kg/m3或約8kg/m3。
本發(fā)明的組合物中酵母提取物的量為0.1至10kg/m3，優(yōu)選0.2至5kg/m3，更優(yōu)選每m3的基質(zhì)0.4至2kg的干物質(zhì)。根據(jù)另一個實施方式，酵母提取物的量是富集的基質(zhì)的約0.5kg/m3或約1kg/m3。
根據(jù)一個具體的實施方式，本發(fā)明的組合物不包含堆肥或堆肥提取物。根據(jù)一個實施方式，本發(fā)明的組合物不包含細菌。
根據(jù)一個實施方式，根據(jù)本發(fā)明的組合物可以是可濕性粉劑(WP)、顆粒劑(WG)或液體形式的。
根據(jù)另一個實施方式，通過施用于土壤(在條播機中或在曠野中噴霧、撒播、噴灑、灌溉、逐滴)，通過根浸漬，通過種子處理或通過摻入培養(yǎng)支持物，或者通過可以將組合物立即或在將來與待接種的根接觸的任何方式，同時或相繼施用酵母提取物和菌根。
根據(jù)一個實施方式，本發(fā)明中使用的菌根和酵母提取物在同一容器中混合，或者置于兩個單獨的容器中。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，每公頃提供的菌根的量是0.1至100kg/ha，優(yōu)選0.3至50kg/ha，更優(yōu)選0.5至20kg/ha。
在另一個實施方式中，根據(jù)本發(fā)明，每公頃提供的酵母提取物的量是0.1至50kg/ha，優(yōu)選0.5至20kg/ha，更優(yōu)選每公頃1至10kg的干物質(zhì)。
根據(jù)一個實施方式，根據(jù)本發(fā)明的組合物包含至少一種菌根和至少一種酵母提取物和基質(zhì)。
在這個實施方式中，組合物優(yōu)選是以固體形式的，尤其是以顆粒固體形式，并且在某些實施方式中是以粉末形式的。
有利地，所述基質(zhì)以非限制性的方式包含純粘土和/或泥炭、沙、火山灰、珍珠巖、木纖維、椰子纖維、金泥炭(tourbe blonde)、黑泥炭、石南(terre de bruyère)、樹皮、蛭石、苦土、石灰、毛。所述基質(zhì)可以是有機的修飾物、種植基質(zhì)、開花基質(zhì)或任何其它農(nóng)業(yè)基質(zhì)。根據(jù)一個實施方式，基質(zhì)是由專業(yè)的園藝家的專家出售的那些類型的培養(yǎng)支持物。
因此，本發(fā)明的主旨是用于種植或培養(yǎng)非豆科植物的介質(zhì)，其包含至少一種菌根和至少一種酵母提取物，以及任選的基質(zhì)。
本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)包含至少一種菌根和至少一種酵母提取物的組合物的方法，其中所述菌根和所述酵母提取物被混合。本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的富集的基質(zhì)的方法，其包括同時或相繼將菌根和酵母提取物摻入基質(zhì)中。
本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的富集的基質(zhì)的方法，其包括在第一步中將菌根與基質(zhì)混合，然后加入至少一種酵母提取物。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，置于富集的基質(zhì)中的植物的菌根化程度的改善意味著相對于如果植物被置于非富集的基質(zhì)中獲得的菌根化，菌根化增加10％至150％，優(yōu)選12％至90％，更優(yōu)選15％至70％。
根據(jù)另一個實施方式，置于富集的基質(zhì)中的植物的高度的改善意味著相對于如果植物被置于非富集的基質(zhì)中所觀察的植物的高度，所述植物的高度增加10％至150％，優(yōu)選12％至110％，更優(yōu)選15％至80％。
根據(jù)另一個實施方式，置于富集的基質(zhì)中的植物的新鮮和干生物質(zhì)的改善意味著相對于如果植物置于非富集的基質(zhì)中獲得的新鮮或干生物質(zhì)，新鮮或干生物質(zhì)增加5％至250％，優(yōu)選20％至200％，更優(yōu)選增加30％至160％。
根據(jù)另一個實施方式，置于富集的基質(zhì)中的植物的開花質(zhì)量的改善意味著相對于如果植物被置于非富集的基質(zhì)中觀察到的花蕾的數(shù)量，花蕾的數(shù)量增加10％至150％，優(yōu)選增加15％至100％，更優(yōu)選增加20％至80％。
具體實施方式
實施例
通過閱讀以非限制性的方式說明本發(fā)明的以下實施例，將更清楚地理解本發(fā)明。
1.材料和方法
材料和方法是所提出的四個實施例共有的。
試驗的次數(shù)：進行四次試驗，一次在天竺葵上(實施例1)，兩次在高粱上(實施例2和3)，以及一次在菊花上(實施例4)。
地點：在法國昂熱，在溫室中進行試驗。
植物材料：對三種類型的植物進行測試：Friggo高粱、Rose Fluo天竺葵和菊花。
酵母產(chǎn)品：
-酵母提取物：Lev1提取物和Lev2提取物
-滅活的酵母：INACT1
菌根：使用的菌根對應于由Agrauxine公司銷售的PRO產(chǎn)品。它們含有內(nèi)生菌根真菌球囊霉屬的活性菌株。
基質(zhì)：使用的基質(zhì)具有以下組分：純粘土、沙、火山灰、珍珠巖、泥炭。
試驗裝置和模式：
-每種模式四次重復，每次重復用一種植物每盆，即每種模式四種植物。
-在1、2或3劑量：DN(8kg/m3)、DN/2(4kg/m3)、DN/3(2.7kg/m3)測試所使用的菌根(Pro)。
-在1kg/m3測試酵母提取物(Lev1提取物和Lev2提取物)。
-在1kg/m3測試滅活的酵母(INACT1)。
試驗的評價：
試驗將通過測量以下定量參數(shù)來評價：
-根系統(tǒng)的菌根化的程度；
-植物的高度的測量(除實施例1以外)；
-新鮮和干的總生物質(zhì)的重量(除實施例1以外)；
-花蕾的數(shù)量(僅實施例4)。
2.結(jié)果
菌根以基質(zhì)的8、4或2.7kg/m3的濃度與基質(zhì)手動混合。然后將酵母提取物(Lev1提取物和Lev2提取物)或滅活的酵母(INACT1)加入接種的基質(zhì)中。
實施例1(天竺葵)：酵母提取物與滅活的酵母比較
對菌根化的程度(TM)的作用，以百分比表示
表1A：天竺葵的菌根化的程度的評價
表1A顯示酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加了天竺葵的菌根化的程度(+31-37％)。相反，滅活的酵母對天竺葵的菌根化的程度顯示負面作用。當單獨使用酵母提取物時，沒有觀察到菌根化。
實施例2(高粱)：酵母提取物與滅活的酵母比較
對菌根化的程度(TM)的作用，以百分比表示
表2A：高粱的菌根化的程度的評價
*這行對應于沒有Pro的單獨的酵母提取物觀察到的結(jié)果。
表2A確認了在天竺葵上觀察到的結(jié)果：酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加高粱的菌根化的程度(+62-68％)。相反，滅活的酵母對高粱的菌根化的程度顯示負面作用。
單獨的酵母提取物(或不存在產(chǎn)品、陰性對照)不能夠觀察到任何菌根化。當使用較低劑量的酵母提取物時，也觀察到菌根化的增加。
對植物高度(HP)的作用，以cm計，在第6周和10周
表2B：播種后6周和10周高粱植物的高度的評價
*這行對應于沒有Pro的單獨的酵母提取物觀察到的結(jié)果。
表2B顯示酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加高粱的生長(高度)(+24-38％)。觀察到的這種令人驚訝的作用比用滅活的酵母和菌根的組合所觀察到的作用大得多。
此外，當酵母提取物與菌根組合使用時觀察到協(xié)同作用。
對植物的高度(HP)的作用，以cm計，在第10周
當酵母提取物以較低劑量使用時，與普通劑量(DN)的菌根組合使用時，也觀察到協(xié)同作用。
新鮮生物質(zhì)(BF)和干生物質(zhì)(BS)的重量，以g計
表2C：播種后10周的新鮮和干高粱生物質(zhì)的評價
*這行對應于沒有Pro的單獨的酵母提取物觀察到的結(jié)果。
表2C顯示酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合非常顯著地增加了新鮮和干高粱生物質(zhì)(+118-145％)。觀察到的這種令人驚訝的作用比用滅活的酵母和菌根(+59-71％)的組合所觀察到的作用大得多。
實施例3(高粱)：比較兩種酵母提取物
對菌根化的程度(TM)的作用，以百分比表示
表3A：高粱的菌根化的程度的評價
表3A確認了在實施例1和2中觀察到的結(jié)果：酵母提取物(Lev1提取物或Lev2提取物)和菌根的組合顯著增加高粱的菌根化程度(+28-38％)。
對植物的高度(HP)的作用，以cm計，在第10周
表3B：播種后10周的高粱植物的高度的評價
表3B確認了實施例2中觀察到的結(jié)果：酵母提取物(Lev1提取物或Lev2提取物)和菌根的組合顯著增加了高粱的生長(高度)(+22-26％)。
新鮮生物質(zhì)(BF)和干生物質(zhì)(BS)的重量，以g計
表3C：播種后10周的新鮮和干高粱生物質(zhì)的評價
表3C確認了實施例2中觀察到的結(jié)果：酵母提取物(Lev1提取物或Lev2提取物)和菌根的組合顯著增加了新鮮和干高粱生物質(zhì)(+53-70％)。
總之，測試的兩種酵母提取物與菌根組合均顯示非常有利的作用。
實施例4(菊花)：
對菌根化的程度(TM)的作用，以百分比表示
表4A：菊花的菌根化的程度的評價
表4A確認了在天竺葵和高粱上觀察到的結(jié)果：酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合在14周后顯著增加菊花的菌根化的程度(+36-49％)，并且使得可以減少菌根劑量到DN/3，同時保持良好的菌根化的程度。單獨使用酵母提取物不能夠觀察到任何菌根化。
對植物高度(HP)的作用，以cm計，在第10周
表4B：在第10周時菊花植物的高度的評價
表4B確認了在天竺葵和高粱上觀察到的結(jié)果：14周后，酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加了菊花的生長(高度)(+41-53％)。
新鮮生物質(zhì)(BF)和干生物質(zhì)(BS)的重量，以g計
表4C：在10周時新鮮和干菊花生物質(zhì)的評價
表4C確認了在天竺葵和高粱上觀察到的結(jié)果：酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加了新鮮和干菊花生物質(zhì)(+6-39％)。
對開花的作用(花蕾的數(shù)量)
表4D：菊花花蕾的數(shù)量的評價
表4D顯示酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加菊花花蕾的數(shù)量(大于50％)。
實施例5：木槿
對開花的作用(花蕾的數(shù)量)
表5：木槿花蕾的數(shù)量的評價
表5顯示酵母提取物(Lev1提取物)和菌根的組合顯著增加了木槿花蕾的數(shù)量。