CN104496651A - 氨基酸液体肥料、制备方法及盐碱地土壤改良施用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氨基酸液体肥料及盐碱地土壤改良施用方法，属于绿色液体有机肥和盐碱地土壤改良技术领域。氨基酸液体肥料，其原料按重量份额组成：取均匀状态的羽毛悬浮液1000～3000份；3942中性蛋白酶5～30份；1398中性蛋白酶5～30份；166放线菌蛋白酶5～30份；胰酶2～10份；尿素5～30份；亚硫酸氢钠1-10份；氯化锰1～10。该生物有机液体肥料实现了“变废为宝”、“绿色”，具有改良盐碱地土壤理化性状、低碳安全的功能，并且能够全面供给植物所需的有机、微量营养元素。

Description

氨基酸液体肥料、制备方法及盐碱地土壤改良施用方法

技术领域

本发明涉及一种氨基酸液体肥料及盐碱地土壤改良施用方法，属于绿色液体有机肥和盐碱地土壤改良技术领域。

背景技术

依据我国发展低碳、循环、有机农业，抢救、改良、修复耕地以确保国家粮食安全及保障食品安全的农业发展规划，本着提高农产品品质、降低生产成本的目的，研究农作物绿色生物有机肥成为一种必然趋势。生物有机液体肥也是生物有机肥的一种。

氨基酸液体肥料是用作肥料的绿色动物体的提取物。生物有机肥是一种养分完全的绿色生物肥源，氨基酸液体肥料不仅是增辟肥源的有效方法，对改良土壤也有很大作用，具体来说，氨基酸生物有机液肥有以下优势：

(1)能为土壤提供丰富的养分。各种动植物体，含有丰富的养分，一旦在生物化学作用下分离出小分子多肽有机物，能大量地增加土壤中的有机质和氮、磷、钾、钙、镁和各种微量元素。

(2)氨基酸液体肥料使土壤中难溶性养分转化，以利于作物的吸收利用。生物有机液体肥分解产生的有机酸能使土壤中难溶性的磷、钾转化为作物能利用的有效性磷、钾。

(3)能改善土壤的物理化学性状。生物有机肥施入土壤后，在微生物的作用下，不断地分解，除释放出大量有效养分外，还形成腐殖质，腐殖质与钙结合能使土壤胶结成团粒结构，有团粒结构的土壤疏松、透气，保水保肥力强，调节水、肥、气、热的性能。特别是氨基酸可以调节盐碱地土壤的PH值趋向中性土壤，对盐碱地土壤的改良有非常良好的应用价值，有利于我国北方地区耕地的盐渍化和次盐渍化的改良修复。

(4)促进土壤微生物的活动。氨基酸液体肥料施入土壤后，增加了新鲜有机能源物质，使微生物迅速繁殖，活动增强，促进腐殖质的形成，养分的有效化，加速土壤熟化。

目前我国对生物有机液体肥已有研究，如专利申请号：200980158552.2公开了一种使用家禽血液制备氨基酸液体肥料的方法和由此制备的氨基酸液体肥料。1)收集家禽血液并对家禽血液进行研磨；2)将大豆中提取的蛋白酶加入经过研磨的血液中，将加入蛋白酶的血液放入保持50-70℃的反应器中，在密闭的条件下进行反应约8-15小时，当血液的pH值为7.5-8.0时终止反应，使反应物冷却约3-4小时。3)在约25℃-80℃下在单独的混合器中，将尿素、钾碱、磷酸氢二铵、水性锌和EDTA加入到水中，彻底混合该混合物以制备添加剂混合物溶液。4)采用100目过滤器过滤第二步中制得的血液，将第三步制得的添加剂混合物溶液与该经过滤的血液混合。采用上述方法制备的氨基酸液体肥料原料中的家禽血液收集比较麻烦且数量有限。不能全程提供植物生殖生长和营养生物所必须的有机营养“葡萄糖、果糖、低聚糖、核苷酸、维生素、中量元素、微量元素”，同时现有技术中的技术未能改善土壤生物性状、能修复土壤胶体和团粒结构性状改善PH值；修复和提高土壤物理质量标准、成份中不含植物防卫素，不能对土传病害起到防治作用，因此目前已有的生物有机液体肥料不是专门针对盐碱地土壤改良来研制的，其针对性不强。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种氨基酸液体肥料、制备方法及盐碱地土壤改良施用方法。该生物有机液体肥料实现了“变废为宝”、“绿色”，具有改良盐碱地土壤理化性状、低碳安全的功能，并且能够全面供给植物所需的有机、微量营养元素。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种氨基酸液体肥料，其原料按重量份额组成：取均匀状态的羽毛悬浮液1000～3000份；3942中性蛋白酶5～30份；1398中性蛋白酶5～30份；166放线菌蛋白酶5～30份；胰酶2～10份；尿素5～30份；亚硫酸氢钠1-10份；氯化锰1～10。

本发明进一步地，所述3942中性蛋白酶的活力为200000U/g，所述1398中性蛋白酶的活力为30000U/g，106～109所述166放线菌蛋白酶的活力为30000U/g，所述胰酶中主酶活力与辅酶的活力比为1:60。

本发明还提供一种氨基酸液体肥料的制备方法，按上述所述重量份额的原料，通过以下步骤制备：

A.将禽类羽毛制备成均匀状态的羽毛悬浮液；

B.将制备好的羽毛悬浮液放置反应釜中，依次加入尿素、亚硫酸氢钠、胰酶，维持180转/min的搅拌速度搅拌2h，并升温至45-47℃，加入3942中性蛋白酶及1398中性蛋白酶，维持180转/min的搅拌速度12h后加入酶制剂166放线菌蛋白酶制成悬浮液，使用30％氢氧化钙调节pH值至6.8-7.2，并在1.1×105～1.1×110Pa压力下继续酶水解18h后，加入氯化锰，以12mol/L硫酸调节pH值至5.0，加热至76-80℃保温5h，压力玻璃纤维滤袋机600目过滤，收集到的滤渣富含氨基酸和多种微量元素及有机质是蔬菜、花卉的绿色有机肥，收集的滤液就是酶水解禽类羽毛氨基酸液体肥料，无菌分装入库，所制备完成的氨基酸液体肥料所含氨基酸总量200-220g/L。

所述禽类羽毛为鸡、鸭或鹅的羽毛。

进一步地，羽毛悬浮液的制备为：

1)将禽类羽毛收集，经去杂、清洗，至水清止，放置通风干燥处并接受太阳光照晾干，其含水约8-10％后，再放置烘箱中进行烘干，烘干温度设定在47-52℃得到干燥羽毛；

2)将制备的干燥羽毛放置粉碎机中粉碎成1-3mm的片状，按质量比例配制混合液，粉体羽毛︰蒸馏水为1︰5，将复配后的混合液放置在胶体磨中研磨成0.02-0.03mm的片状混合液，再将片状混合液放置均质机器中制备成均匀状态的羽毛悬浮液。

本发明还提供一种氨基酸液体肥料改良盐碱地土壤的施用方法，进行盐碱地土壤改良施用时要随水冲施，将大田灌溉水先导入配肥池，将制备好的氨基酸液体肥料按照：肥料︰水＝1︰3000的倍数加入至配肥池，停滞2-4h待水肥充分混合并且水温提升至0.5-3℃时再进行大田灌溉。

将制备完成的氨基酸液体肥料，按照50-150公斤/亩(667m²)的施用量进行施肥。

本发明的机理：

1.所选禽类羽毛的肥效机理：

(1)禽类羽毛有效成分研究进展：

随着检测技术的不断提高，禽类羽毛含有：赖氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸、甘氨酸、胱氨酸等16种以上动植物所必须的氨基酸，还含有常量元素、微量元素、维生素以及未知生长因子。氨基酸作为蛋白质的单体，其应用前景十分广阔，其中羽毛蛋白质是一种不溶性角蛋白，具有较强的稳定性，一般情况下很难水解。

(2)促进微生物生长:

自然界中各类微生物在其生命活动过程中都需要多种营养物质，主要包括水、碳源、氮源、矿物元素、生长素等。而生长素对于微生物的生长具有重要的意义，因为它们是微生物内各类酶的辅基成分，一旦缺乏这些物质，酶就没有活力，微生物的生命活动也就停止了。而氨基酸中含有的离子、酵母菌等多种微生物所需的生长素，能更好地促进这些微生物的生长繁殖。

(3)氨基酸的抑菌作用：

国内外农业专家应用色氨酸等类别氨基酸喷洒在植物体上都有抵御和消灭农作物病菌的作用效果。根据多种医药学文献报道，多肽(氨基酸的总称)对痢疾杆菌、白喉杆菌、变形杆菌、鼠伤寒杆菌、绿胀杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、腊样杆菌、八叠杆菌等多种病原性微生物均有较好的抑制作用。

2.所选氨基酸的营养肥效机理：

1)首先是氨基酸的生理功能：氨基酸通过肽键连接起来成为肽与蛋白质。氨基酸、肽与蛋白质均是有机生命体组织细胞的基本组成成分，对生命运动发挥着举足轻重的作用。某些氨基酸除可形成蛋白质外，还参与一些特殊的代谢反应，表现出某些重要的生命科学特性。

2)氨基酸的离解性质形成了氨基酸特有的pH值酸碱平衡功能：氨基酸在结晶形态或在水溶液中，不以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化(-NH₃ ⁺)形式存在，羧基是以离解状态(-COO^-)存在。在不同的pH条件下。两性离子的状态也随之发生变化。氨基酸还具备两性解离性质及等电点，当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等，成为两性离子，从而平衡盐碱地土壤的pH值逐步趋向中性。并且氨基酸不受所溶合的土壤中的Na+和Na-离子及PH值的影响和干扰，氨基酸所链接的其它营养元素可以被作物直接吸收。

3)氨基酸液体肥料用于农作物，具有明显的提高产量、改善品质、降低农药残留、保护生态环境等作用。

本发明与现有技术相比，其有益效果及特点在于：

a)本发明主要是实现盐碱地土壤改良(中性PH值)在盐碱地上实现有机农业种植的丰产增收(提质降本)。在不使用和少使用化学肥料的前途下，最大安全度的保证有机农业能够收获和增收。

b)解决农业生产中的连做障碍问题。表现在：增加土壤有机质含量和微量元素。特别是增加植物生殖生长和营养生长所必须吸收的有机营养元素：比如葡萄糖、果糖、低聚糖、核苷酸、维生素、氨基酸等等。这些有机营养都是通过氨基酸和乳酸菌的腐植化过程中提供给植物生长全过程的。

c)通过有机物质自身所具备的有效元素抑制土壤中的有害微生物，改善土壤微生物环境，达到修复和提高土壤的化学质量标准。

d)通过增加土壤中的氨基酸和乳酸菌及动植物蛋白修复土壤胶体和团粒结构性状，改善土壤PH值；达到修复和提高土壤物理质量标准。

e)对土传病害有一定的防治作用。因为生物源杀菌剂是利用有些植物里含有的某些抗菌物质或诱导产生的植物防卫素，杀死或有效抑制某些病原菌的生长发育。植物体内的抗菌化合物是植物体产生的多种具有抗菌活性的次生代谢产物，包含了生物碱类、类黄酮类、蛋白质类、有机酸类和酚类化合物等许多不同的类型，如毛蒿素(Capillin)、皂角苷类(Saponin)。

f)本发明安全无污染，有机无机复合提高营养元素的有效利用，能广泛适用于玉米、棉花、油菜、花生、豆类及蚕桑、茶林、果树、各种蔬菜等经济作物。

具体实施方式

实施例1：

本实施例所述的一种氨基酸液体肥料，由以下重量份(kg)的原料组成：取均匀状态的羽毛悬浮液3000份；3942中性蛋白酶15份；1398中性蛋白酶7.5份；166放线菌蛋白酶7.5份；胰酶3份；尿素15份；亚硫酸氢钠10份；氯化锰3份。

制备方法包括以下步骤：按照原料重量份配比操作：

步骤1)：将禽类(鸡、鸭、鹅)羽毛收集、去杂、清洗(清水)后；放置通风干燥处并接受太阳光照晾干至含水约8-10％后，再放置烘箱中二次烘干，烘干温度设定在47-52℃。

步骤2)将干燥羽毛放置粉碎机中粉碎成1-3mm；按质量比例配制混合剂粉体羽毛︰蒸馏水＝1︰5，将复配后的混合剂放置胶体磨中研磨成0.02-0.03mm混合液，再将混合液放置均质机器中制备成均匀状态的羽毛悬浮液。

步骤3)通过酶促反应(酶水解)制备氨基酸。使用酶制剂种类：3942中性蛋白酶(活力200000U/g)；1398中性蛋白酶(活力30000U/g)；166放线菌蛋白酶(活力30000U/g)；胰酶(胰酶中主酶活力与辅酶的活力比为1:60)。

步骤4)将制备好的羽毛悬浮液3吨放置5m³的反应釜中，加入尿素15kg,亚硫酸氢钠10kg,胰酶3kg维持180转/min的搅拌速度搅拌2h并升温至45-47℃加入3942中性蛋白酶15kg及1398中性蛋白酶7.5kg，维持180转/min的搅拌速度12h后加入酶制剂166放线菌蛋白酶7.5kg，使用30％氢氧化钙将悬浮液调节并维持pH6.8-7.2；维持在1.1×105～1.1×110Pa压力继续酶水解18h加入氯化锰3kg，以12mol/L硫酸调节pH至5.0，加热至76-80℃保温5h，压力玻璃纤维滤袋机600目过滤，收集到的滤渣富含氨基酸和多种微量元素及有机质是蔬菜、花卉的绿色有机肥。收集的滤液就是酶水解禽类羽毛氨基酸液体肥；无菌分装入库即可。所制备完成的氨基酸液体肥所含氨基酸总量200-220g/L。

实施例2：

本实施例所述的一种氨基酸液体肥料，由以下重量份(kg)的原料组成：

均匀状态的羽毛悬浮液2000份；3942中性蛋白酶(活力200000U/g)20份；1398中性蛋白酶(活力30000U/g)30份；166放线菌蛋白酶(活力30000U/g)12.5份；胰酶5份。尿素12.5份,亚硫酸氢钠7.5份,氯化锰5。

制备方法按照原料重量份配比操作和实施例1相同。

实施例3：

本实施例所述的一种氨基酸液体肥料，由以下重量份(kg)的原料组成：均匀状态的羽毛悬浮液1000份；3942中性蛋白酶(活力200000U/g)15份；1398中性蛋白酶(活力30000U/g)25份；166放线菌蛋白酶(活力30000U/g)18份；胰酶6份；尿素25份；亚硫酸氢钠8份；氯化锰9。

制备方法按照原料重量份配比操作和实施例1相同。

实施例4：

本实施例所述的一种氨基酸液体肥料，其原料按重量份额组成：取均匀状态的羽毛悬浮液2500份；3942中性蛋白酶20份；1398中性蛋白酶9份；166放线菌蛋白酶16份；胰酶7份；尿素25份；亚硫酸氢钠1份；氯化锰2.5。

制备方法按照原料重量份配比操作和实施例1相同。

实施例5：

本实施例所述的一种氨基酸液体肥料，其原料按重量份额组成：取均匀状态的羽毛悬浮液1500份；3942中性蛋白酶30份；1398中性蛋白酶10份；166放线菌蛋白酶8.5份；胰酶5.5份；尿素15份；亚硫酸氢钠8份；氯化锰7。

制备方法按照原料重量份配比操作和实施例1相同。

一种氨基酸液体肥料改良盐碱地土壤的施用方法，

1)将制备完成的氨基酸液体肥料，按照50-150公斤/亩的施用量；

2)进行盐碱地土壤改良施用时要随水冲施，将大田灌溉水先导入配肥池，将制备好的氨基酸液体肥料按照：肥料︰水＝1︰3000的倍数加入至配肥池，停滞2-4h待水肥充分混合并且水温提升至0.5-3℃时再进行大田灌溉。

实施例4：施用方法实验：

一、试验目的

为探索冬小麦在盐碱地施用氨基酸液体肥料在小麦生长发育规律、抗性表现和产量方面的结果，设计并实施本试验，为冬小麦在盐碱地种植绿色无公害化及有机化生产提供科学依据。

二、试验设计

采用大区对比试验，即全程施用氨基酸液体肥料(以下简称液肥)为处理，全程施用化肥为对照(ck)。施肥结构两处理分别以液肥和化肥进行底肥和一次追肥的施用。处理施肥量如表1。化肥处理(ck)的底肥和追肥均为复混肥(N：P：K＝22：11：12)。液肥处理的底肥和追肥均为药肥。大区面积为667m2；设三个重复。

表1、试验处理施肥量

单位：公斤/亩

三、供试材料

供试小麦品种：小偃6号，液肥为氨基酸液体肥料，复混肥为市场上购买的普通商品肥。

四、供试田块基本情况

供试田块位于蒲城县罕井镇东旺村3组，海拔637.2m，年平均气温12℃.≥10℃积温4013.6℃.无霜期期161-209d.土壤母质为第四纪风积黄土。质地中下壤，土壤肥力为中下等；PH值8.03前茬为玉米，单产640公斤；排灌条件一般，交流较便利。

五、试验结果经济性状比较分析

成穗期田间测产、室内考种及实割实打产量列表2。从表2中可以看到，氨基酸液体肥料处理，除了亩有效穗比对照少1.70万穗外，其它性状如穗长、穗粒数、千粒重均比对照高或多0.10cm、0.9粒、1.88克，产量结果比对照增产27公斤，产量增幅为11.48％，达到较显著水平。有此表明，氨基酸液体肥料处理不仅生长稳健，发育正常，而且有利于穗部性状的优化，实现稳产高产。

表2、不同处理小麦性状及产量比较(3个重复平均值)

六、试验结果抗逆性比较分析

整个生育期观察和调查两处理抗逆性表现，主要抗性列表三。从表三可知，氨基酸液体肥料处理有利于提高小麦综合抗性，最终直接或间接影响到结实率和千粒重，表二的经济性状表现也验证了这一点。

表3、抗逆性比较

                            单位：％

七、结论与讨论

1、本试验表明，在盐碱地中下等肥力或中等田块，栽培冬小麦，亩施氨基酸液体肥料150公斤，完全能够满足冬小麦对三大营养元素的需求，实现高产。

2、氨基酸液体肥料养分全，尤其是有机质和维生素类含量高，而且持效期长，既不会造成小麦疯长，在不追穗肥的情况下也不会导致脱肥早衰。

3、相对化肥而言，氨基酸液体肥料肥效较缓，作追肥应尽可能早施，即在小麦生长高峰出现前施下，以满足小麦正常生长需求。

4、施用氨基酸液体肥料减少了农化物对农田环境的污染，节约了生产投资，有利于促进绿色、有机农产品生产，盐碱地土壤改良同时还提高了农作物抗逆性，优化了品质。因此，大力开发氨基酸液体肥料，是发展可持续农业和循环、生态有机农业的重要环节。

Claims (7)

1.一种氨基酸液体肥料，其特征在于，其原料按重量份额组成：取均匀状态的羽毛悬浮液1000～3000份；3942中性蛋白酶5～30份；1398中性蛋白酶5～30份；166放线菌蛋白酶5～30份；胰酶2～10份；尿素5～30份；亚硫酸氢钠1-10份；氯化锰1～10。

2.按照权利要求1所述的氨基酸液体肥料，其特征在于，所述3942中性蛋白酶的活力为200000U/g，所述1398中性蛋白酶的活力为30000U/g，106～109所述166放线菌蛋白酶的活力为30000U/g，所述胰酶中主酶活力与辅酶的活力比为1:60。

3.一种氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，按权利要求1所述重量份额的原料，通过以下步骤制备：

A.将禽类羽毛制备成均匀状态的羽毛悬浮液；

B.将制备好的羽毛悬浮液放置反应釜中，依次加入尿素、亚硫酸氢钠、胰酶，维持180转/min的搅拌速度搅拌2h，并升温至45-47℃，加入3942中性蛋白酶及1398中性蛋白酶，维持180转/min的搅拌速度12h后加入酶制剂166放线菌蛋白酶制成悬浮液，使用30％氢氧化钙调节pH值至6.8-7.2，并在1.1×105～1.1×110Pa压力下继续酶水解18h后，加入氯化锰，以12mol/L硫酸调节pH值至5.0，加热至76-80℃保温5h，压力玻璃纤维滤袋机600目过滤，收集到的滤渣富含氨基酸和多种微量元素及有机质是蔬菜、花卉的绿色有机肥，收集的滤液就是酶水解禽类羽毛氨基酸液体肥料，无菌分装入库，所制备完成的氨基酸液体肥料所含氨基酸总量200-220g/L。

4.按照权利要求1所述的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，所述禽类羽毛为鸡、鸭或鹅的羽毛。

5.按照权利要求1所述的氨基酸液体肥料的制备方法，其特征在于，羽毛悬浮液的制备为：

1)将禽类羽毛收集，经去杂、清洗，至水清止，放置通风干燥处并接受太阳光照晾干，其含水约8-10％后，再放置烘箱中进行烘干，烘干温度设定在47-52℃得到干燥羽毛；

2)将制备的干燥羽毛放置粉碎机中粉碎成1-3mm的片状，按质量比例配制混合液，粉体羽毛︰蒸馏水为1︰5，将复配后的混合液放置在胶体磨中研磨成0.02-0.03mm的片状混合液，再将片状混合液放置均质机器中制备成均匀状态的羽毛悬浮液。

6.一种按照权利要求1或3的氨基酸液体肥料改良盐碱地土壤的施用方法，其特征在于，进行盐碱地土壤改良施用时要随水冲施，将大田灌溉水先导入配肥池，将制备好的氨基酸液体肥料按照：肥料︰水＝1︰3000的倍数加入至配肥池，停滞2-4h待水肥充分混合并且水温提升至0.5-3℃时再进行大田灌溉。

7.按照权利要求6所述的氨基酸液体肥料改良盐碱地土壤的施用方法，其特征在于，将制备完成的氨基酸液体肥料，按照50-150公斤/亩的施用量进行施肥。