CN103086784A - 一种氨基酸加酶生物肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨基酸加酶生物肥及其制备方法，本发明的生物肥包含游离氨基酸、发酵有机质、土壤酶，有益微生物、氮磷钾以及微量元素，本发明的氨基酸加酶生物肥，重点在于外加土壤酶，有了土壤酶的酶促作用提高了尿素、磷酸盐、生物钾的降解速率，从而增加了肥料利用率，同时有了土壤酶形成了对于作物根部的生长氛围，而氨基酸和微生物的组分的添加，又使土壤酶提高了活性，所以肥料组成是相辅相成的增进作物营养的一个组合体。氨基酸加酶生物肥自研发以后，在国内北京、河南、湖南、海南等几十个县市的示范结果均获得非常好的效果，因此，肥料利用率高、易于改良土壤，能够显著提高作物品质。

Description

一种氨基酸加酶生物肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业用肥，特别涉及一种氨基酸加酶生物肥及其制备方法。属于肥料生产加工领域。

背景技术

作物的根系要从土壤中获取养分，土壤由气、固、液相份组成，含有无机的矿物质、有机质、微生物和有活性的土壤酶。植物对氮、磷的利用要靠土壤酶的酶促功能来完成，比如氮素吸收的降解过程：

我们施入土壤的氮肥，大多是尿素和氨态氮，所以，在一定程度上酶的活性，或者说具有活性酶的数量决定了氮磷肥料的利用率，而酶的活性是靠氨基酸、发酵有机质等的赋活作用来进行激活的，是靠微生物分泌物来激活的，这就需要在氮磷钾肥料中添加外源的氨基酸、发酵有机质、微生物和具有活性的土壤酶。形成的产品即是氨基酸加酶生物肥。

发明内容

本发明的目的是提供一种用游离氨基酸、发酵有机质、土壤酶，及有益微生物和氮磷钾组成的，肥料利用率高、易于改善土壤，提高作物品质的氨基酸加酶生物肥。

实现本发明的目的同时是提供上述氨基酸加酶生物肥的制造方法。

一种氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述生物肥包括：按质量计，15～25％的农用氨基酸，5～10％的含酶物料，15～25％的由植物种子粕为原料制成的微生物有机发酵料及40～60％的由无机肥与微量元素组成的混合物；

所述的氨基酸加酶生物酶是由以下方法制备得到的：

(1)农用氨基酸的制备：把动植物蛋白原料用硫酸和水进行水解反应，再加入碳酸氢铵中和后浓缩到原体积的50％，使酸度达到PH 4～6之间；再经植物饼粕吸附干燥即得到富含游离氨基酸的农用氨基酸；

(2)含酶物料的制备：市购的一种或几种含酶物料的混合物，其中含有蛋白酶、脲酶、植酸酶或几丁质酶其中一种或多种；所述的含酶物料中所含的蛋白酶、脲酶、植酸酶或几丁质酶其中一种或多种的总量占含酶物料重量的2％～5％；

(3)有机发酵料的制备：将植物种子粕与腐殖酸或者将植物种子粕与草炭，按照质量比为1.5～2∶0.5～1.5的比例混合，含水40～45％，得到发酵原料，用商品菌粉制取扩大菌，然后加入发酵原料中进行发酵处理；

(4)无机肥与微量元素的混合物的制备：根据不同植物及/或不同土壤按照一定比例配制无机肥与微量元素的混合物；

(5)按照所制备的生物肥中含有的各组分的质量百分数混合以上四种组分，即得所述的氨基酸加酶生物肥。

在本发明的具体实施例中，农用氨基酸的制备中，所述的水解反应是按照动植物蛋白原料∶93-98％硫酸溶液∶水＝1∶1∶1.5的重量比，在113～115℃下，水解10～12小时，所述的中和反应是加入硫酸重量的1.62倍的碳酸氢铵在40～80℃下进行中和6～8小时，中和液经浓缩到大约原体积的1/2量，经植物饼粕吸附干燥即得到富含游离氨基酸的农用氨基酸。

在本发明的具体实施例中，步骤(1)中所述制取农用氨基酸的动植物蛋白为角蛋白、羽毛粉、豆粕、菜籽粕或蓖麻粕中的一种或多种的混合物。

在本发明的具体实施例中，步骤(2)中所述含酶物料是从试剂酶的生产厂购买的一种或几种含酶物料，包括试剂酶生产厂的多种下脚料，其中含有蛋白酶、脲酶、植酸酶或几丁质酶其中一种或多种。

在本发明的具体实施例中，步骤(3)中所述制取有机发酵料的植物种子粕为菜籽粕、棉籽粕、桐籽粕、蓖麻籽粕、花生粕或豆粕中的一种或多种的混合物；腐殖酸或草炭包括产自各地的、低价的腐殖酸和草炭有机原料。

在本发明的具体实施例中，步骤(3)中，用商品菌粉制取扩大菌是按菌粉∶糖蜜∶麦麸或米糠∶水＝10∶1∶37∶25的重量比例配料制取得到扩大菌，将得到的扩大菌按照发酵原料重量的5～10％接入发酵原料中，优选的，将得到的扩大菌按照发酵原料重量的7.3％接入发酵原料中，然后拌匀得到接种料，进行发酵处理，发酵时保持温度在40～70℃，水分35～45％，避光耗氧，每10-24小时或发酵料堆温度升高超过65度时翻动一次，发酵周期为140～180小时。

本发明的商品菌粉可以是农肥领域中普通发酵用商品菌粉，例如酵素菌，该菌种由日本岛本公司生产，在中国市场上可以购买得到，它是含有30多个菌种的复合菌群。

发酵完成以后物料含水约为25～30％，进行低温风力干燥，干燥温度应为60～70℃，干燥时间3～4小时，含水约15～18％，在生产中可作含有微生物0.5亿个/克的发酵料备用。

经过发酵后N素大部分构成菌体蛋白，发酵中微生物的增殖所产生的土壤酶(包括蛋白酶、脲酶、植酸酶、几丁质酶等)能酶促生化过程，产生的其他发酵物质可以增加多种养分的有效利用率，同时，发酵后的混合料具有酱香味，水分也多转化成附着水，易于干燥。

含酶物料是从生产厂购买得到的，试剂酶生产厂的多种产品中含有2-5％(w/w)的蛋白酶、脲酶、植酸酶、几丁质酶等其中一种或几种。几种酶共有的情况下，其含有的各种酶的总量为2-5％(w/w)。按照保证一定的酶活性为原则，将得到的含酶物料按照5～10％的比例添加到所要制备的肥料中，也就是将蛋白酶、脲酶、植酸酶、几丁质酶等的一种或几种的混合物按照质量百分数为0.1～0.5％的比例添加到本项目的肥料产品中去，按照不同的作物和不同的土质配方添加不同的土壤酶，比如需要加入脲酶0.16％，则每1吨肥料中需要加入含量为2％(w/w)的商品脲酶制剂(含酶物料)80公斤。对于两种以上的酶共同添加的时候，几种酶的添加量的总和占肥料重量的0.1-0.5％，而其中所添加的各种酶的比例可根据不同植物及/或不同土壤按照一定比例配制。通过添加蛋白酶、脲酶、植酸酶、几丁质酶等来加强外源酶的酶促功能，比如：蛋白质降解成氨基酸需要蛋白酶、尿素降解成为氨态氮需要脲酶、磷素需要植酸酶来酶促、几丁质酶可降解几丁质(线虫外壳的主要成分)，从而可驱杀线虫。

含酶物料的生产厂在江苏、浙江、湖北、山东、北京、上海都有很多，产品系列也很多，举例如下：

①、中性蛋白酶：枯草杆菌代谢生产的中性蛋白酶制剂，能在中性条件下水解蛋白质，生成氨基酸和多肽。酶活：≥10万u/g；最佳使用条件：pH：7.5；最佳温度：45℃；用于蛋白质分解。外观：淡黄色固体粉末制剂，每公斤45元，浙江湖州巴克生物科技有限公司生产，公司所在地：浙江省湖州市八里店镇中小科技园D幢。

②、脲酶，系自植物刀豆(Canavaliaensz formis)提取的尿素水解酶，相对分子质量48900。为白色细微结晶性粉末。能溶于水，不溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。酶活性受重金属离子抑制。等电点pl＝5.0～5.1，最适pH为8.0。它能催化尿素水解成氨和二氧化碳。武汉富强科技发展有限责任公司有售，所在地区：湖北武汉市武昌中山路426号，脲酶价格：2元/kg，最小起订量：2kg，含量大于2％。

③、植酸酶：是催化植酸及其盐类水解为肌醇与磷酸(盐)的一类酶的总称，属磷酸单酯水解酶。植酸酶具有特殊的空间结构，能够依次分离植酸分子中的磷，将植酸(盐)降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸(盐)结合的其它营养物质。含量大于1.8％，使用的最适pH为4.8-5.2，温度为55-60℃(131-140°F)。外观固体，酶活力5000U/g是苏柯汉(潍坊)生物工程有限公司生产，地址：山东省潍坊市高新区卧龙东街1689号

④、几丁质酶作用于真菌细胞壁的降解和重组，几丁质酶具有溶菌酶活性，自然赋存在几丁质中，商品几丁质又称甲壳素，商品含量0.7-0.8％及1-3％两种规格，只溶于强无机酸。具有强吸湿性，0.7-0.8％的价格每公斤70-80元；由山东潍坊东兴甲壳制品厂生产。地址：山东省潍坊市大胥家工业园共建路318号。

无机氮磷钾用来供给作物必要的养分，满足40～60％的无机肥和微量元素的比例，其中所述无机肥可为磷铵、尿素、硫酸钾等，优选包括氮肥、磷肥和钾肥的混合物，所述微量元素包括但不限于铜，铁、锰、锌、硼、钼的硫酸盐，微量元素是按照地区土壤缺素情况来确定补充的，比如该地区土壤缺硼，则补充硼酸10kg，如果缺锌又缺硼，则补充硼酸加硫酸锌共10kg，硼和锌的补充比例也需要根据地区土壤缺素情况来确定。其中无机肥和微量元素的比例为45～55∶1。如此制备的氨基酸生物肥中无机氮磷钾的含量应为35～55％，氨基酸含量应为10-15％，氨基酸生物肥中有益微生物总量可达到0.2～0.5亿个/克。

根据以上所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述有机肥为磷肥、氮肥和钾肥的混合物，本领域技术人员可以根据不同植物及/或不同土壤按照一定比例配制无机肥与微量元素的混合物，在本发明的具体实施例中，按质量计，磷肥、氮肥和钾肥的重量比为1～2∶1～2∶1～2；所述微量元素包括铜，铁、锰、锌、硼或钼其中一种或多种。

本发明所述的生物肥为粉状、小园粒、柱状粒、固体不规则颗粒、液体肥或水溶肥。

本发明的加酶生物肥中各组分的作用如下：

所述有机质和有机氮磷钾用来供给作为所需的长效养分，所述游离氨基酸用于供给作为直接利用的和速效的养分，并和无机养分的金属离子构成络合物和鳌合物，所述土壤酶的应用，酶促肥料的降解，提高肥料利用率和作物养分的转化率，从而产生养分吸收上的叠加效应，取得提高肥料利用率、超产提质、增产高收的效果。氨基酸加酶生物肥中各组分的作用如表1所示。

表1 氨基酸加酶生物肥中各组分的作用

从上表来看，本发明的氨基酸加酶生物肥，重点在于外加土壤酶有了土壤酶的酶促使得提高了尿素、磷酸盐、生物钾的降解速率，从而增加了肥料利用率，同时有了土壤酶形成了对于作物根部的生长氛围，而氨基酸的添加和微生物的组分，又是给予土壤酶提高活性，所以肥料组成是相辅相成的增进作物营养的一个组合体。

氨基酸加酶生物肥的产品外观，具有多种形式：可以是粉状、小园粒、柱状粒、也可以是固体不规则颗粒、液体肥、水溶肥。

氨基酸加酶生物肥自研发以后，在国内北京、河南、湖南、海南等几十个县市的示范结果均获得非常好的效果，主要表现如下：

1、肥效大大高于等养分含量的其它肥料：在多种作物中试用的数据统计表明，肥效是同养分其他化肥的1.6～1.8倍甚至达到两倍以上。在整个作物生长期可均衡供给作物生长的养分。能够大大提高作物的产量，如水稻提高22％(湖南)，小麦提高16％(河南)，红薯提高100％(湖南、湖北)，马铃薯提高87％(河南、新疆)，芹菜提高68％(海南)，辣椒提高85％(海南)，棉花提高32％(河南、新疆)，葡萄提高62％(河南)，大蒜提高43％(河南)等等。

2、由于氨基酸、同功酶在植物体内的作用，改善了作物的风味和口味，可提高作物的品质。

3、由于氨基酸、土壤酶、微生物、有机质的多方作用，能够改良和熟化土壤，凡使用氨基酸加酶生物肥的地区，根治板结，一季作物即时见效。

4、使用方便，降低施肥操作强度，节约劳动成本。

5、氨基酸生物肥属主力肥料，适用于任何作物和适用于一切土壤，价格便宜，产出投入比高，市场竞争力强，易于市场推广。氨基酸加酶生物肥与其它肥料的比较如表2所示。

表2 氨基酸加酶生物肥与其它肥料的比较

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

本发明实施例所用的原料

原料：酵素菌(苏柯汉(潍坊)生物工程有限公司有售，地址：潍坊市高新区卧龙东街1689号)；腐殖酸、菜籽粕、红糖、麦麸、豆粕、无机肥及微量元素等其他材料可从市场购买得到。所述市购含酶物料见下表3。

表3 市购含酶物料

实施例1

用腐殖酸、菜籽粕、按1∶2的比例的混合料3000kg，加入扩大菌(酵素菌∶红糖∶麦麸∶水＝10∶1∶37∶25)300kg，在电脑控制的机械自翻发酵床中进行避光耗氧发酵，温度为60℃，水分40％左右，每12小时翻动一次，发酵160小时后，含有益微生物大约1.2亿个/g，物料发酵成熟，此时含水已降至25％左右，再在回转风干机内低温脱水到含水20％，制成含有机质70～80％的有机发酵料备用。

再用豆粕为原料，按照豆粕∶93％硫酸∶水＝1∶1∶1.5的比例在113℃的条件下，在搪瓷水解罐中水解12小时后用硫酸重量1.62倍的碳酸氢铵在搪瓷罐中中和浓缩到原体积的50％，此时PH5.5～6，得到含氮的氨基酸液。用菜籽粕吸附氨基酸液，经过干燥得到含氨基酸30％的农用氨基酸。

用含氮氨基酸30％的农用氨基酸200kg，有机发酵料200kg，市购含酶物料80kg(含有2％～5％尿酶的含酶物料40kg，含有2％～5％的植酸酶的含酶物料40kg)，磷酸一铵170kg，尿素180kg，硫酸钾160kg，微量元素10kg(硼酸加硫酸锌共10kg，硼和锌的补充比例为1∶1)在双螺旋混料机中混合均匀后，造粒包装，可得到含氨基酸大约10％、含氮、五氧化二磷、氧化钾大约12％、8％、10％、含土壤酶0.3％、含有益微生物大约0.24亿个/g，肥效高于45～48％养分无机肥的氨基酸加酶生物肥。

实施例2

用蓖麻粕、草炭、按2∶1的比例的混合料3000kg，加入扩大菌(酵素菌∶红糖∶麦麸∶水＝10∶1∶37∶25)219kg，在电脑控制的机械自翻发酵床中进行避光耗氧发酵，温度为60℃，水分40％左右，每20小时翻动一次，发酵180小时后，含微生物大约1.2亿个/g，物料发酵成熟，此时含水已降至25％左右，再在回转风干机内低温脱水到含水20％，制成含有机质60～70％的有机发酵料。

再用羽毛粉为原料，按照羽毛粉∶98％硫酸∶水＝1∶1∶1.5的比例在115℃的条件下，在搪瓷水解罐中水解10小时后用硫酸重量1.62倍的碳酸氢铵在搪瓷罐中中和浓缩到原体积的50％，此时PH5.5～6，得到含氮的氨基酸液。用蓖麻粕吸附氨基酸液，经过干燥得到含氨基酸30％的农用氨基酸

用含氮氨基酸30％的农用氨基酸180kg，有机发酵料220kg，市购含酶物料90kg(含量2％～5％的几丁质酶的含酶物料90kg)，磷酸一铵160kg，尿素180kg，硫酸钾160kg，硼酸10kg，同样在双螺旋混料机中混合均匀后，造粒包装，可得到含氨基酸10％、含氮、五氧化二磷、氧化钾大约14％、6％、10％、含土壤酶0.5％、含微生物大约0.3亿个/g，肥效高于45～48％养分无机肥的价格较便宜的产品氨基酸加酶生物肥。

实施例3

由上述实施例1或实施例2制备得到的氨基酸加酶生物肥自研发以后，在国内北京、河南、湖南、海南等几十个县市的示范结果均获得非常好的效果，在多种作物中试用的数据统计表明，肥效是同养分其他化肥的1.6～1.8倍甚至达到两倍以上。在整个作物生长期可均衡供给作物生长的养分。能够大大提高作物的产量，如水稻提高22％(湖南)，小麦提高16％(河南)，红薯提高100％(湖南、湖北)，马铃薯提高87％(河南、新疆)，芹菜提高68％(海南)，辣椒提高85％(海南)，棉花提高32％(河南、新疆)，葡萄提高62％(河南)，大蒜提高43％(河南)等等。氨基酸加酶生物肥与其它肥料的比较如下表(表2)所示。

Claims (10)

1.一种氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述生物肥包括：按质量计，15～25％的农用氨基酸，5～10％的含酶物料，15～25％的由植物种子粕为原料制成的微生物有机发酵料及40～60％的由无机肥与微量元素组成的混合物；

所述的氨基酸加酶生物肥是由以下方法制备得到的：

(1)农用氨基酸的制备：把动植物蛋白原料用硫酸和水进行水解反应，再加入碳酸氢铵中和后浓缩，使酸度达到PH 4～6之间；再经植物饼粕吸附干燥即得到富含游离氨基酸的农用氨基酸；

(2)含酶物料的制备：市购的一种或几种含酶物料的混合物，其中含有蛋白酶、脲酶、植酸酶或几丁质酶其中一种或多种；所述的含酶物料中所含的蛋白酶、脲酶、植酸酶或几丁质酶其中一种或多种的总量占含酶物料重量的2％-5％；

(3)有机发酵料的制备：将植物种子粕与腐殖酸或者将植物种子粕与草炭，按照质量比为1.5～2∶0.5～1.5的比例混合，含水40～45％，得到发酵原料，用商品菌粉制取扩大菌，然后加入发酵原料中进行发酵处理；

(4)无机肥与微量元素的混合物的制备：根据不同植物及/或不同土壤按照一定比例配制无机肥与微量元素的混合物；

(5)按照所制备的生物肥中含有的各组分的质量百分数混合以上四种组分，即得所述的氨基酸加酶生物肥。

2.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于步骤(1)中，所述的水解反应，是将动植物蛋白原料，93-98％硫酸溶液及水按照动植物蛋白原料∶93-98％硫酸溶液∶水＝1∶1∶1.5的重量比混合，在113～115℃下，水解10～12小时。

3.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于步骤(1)中，所述的中和反应是加入硫酸重量的1.62倍的碳酸氢铵在40～80℃下进行中和6～8小时，得到中和液，中和液浓缩为原体积的1/2。

4.根据权利要求1或2所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述的动植物蛋白为角蛋白、羽毛粉、豆粕、菜籽粕或蓖麻粕中的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于步骤(2)中所述含酶物料是从试剂酶的生产厂购买的一种或几种含酶物料，包括试剂酶生产厂的多种下脚料，其中含有蛋白酶、脲酶、植酸酶或几丁质酶其中一种或多种。

6.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于步骤(3)中所述的植物种子粕为菜籽粕、棉籽粕、桐籽粕、蓖麻籽粕、花生粕或豆粕中的一种或多种的混合物；腐殖酸或草炭包括产自各地的、低价的腐殖酸和草炭有机原料。

7.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于步骤(3)中，用商品菌粉制取扩大菌是按菌粉∶糖蜜∶麦麸或米糠∶水＝10∶1∶37∶25的重量比例配料制取得到扩大菌，将得到的扩大菌按照发酵原料重量的5～10％接入发酵原料中，优选的，将得到的扩大菌按照发酵原料重量的7.3％接入发酵原料中，然后拌匀得到接种料，进行发酵处理，发酵时保持温度在40～70℃，水分35～45％，避光耗氧，每10-24小时或发酵料堆温度升高超过65度时翻动一次，发酵周期为140～180小时。

8.根据权利要求1或7所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述的商品菌粉为酵素菌。

9.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述的无机肥为磷肥、氮肥和钾肥的混合物，按质量计，磷肥、氮肥和钾肥的重量比为1～2∶1～2∶1～2；所述微量元素包括铜，铁，锰，锌，硼及钼其中一种或多种，按质量计算，无机肥∶微量元素＝45～55∶1。

10.根据权利要求1所述的氨基酸加酶生物肥，其特征在于所述的生物肥为粉状、小园粒、柱状粒、固体不规则颗粒、液体肥或水溶肥。