一种多形态生物多肽有机肥的制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机肥的制备方法,特别涉及一种多形态生物多肽有机肥的制备方法,属于有机肥生产技术领域。
背景技术
多肽是指与蛋白质具有同样结构和成分的小分子活性物质,一般由2-100个氨基酸组成。外源多肽不仅可以为作物提供有机营养物质,而且可以调节作物的生理功能,活化作物细胞活性,提高作物的抗逆性能,降低作物发病机率。近年来,多肽在农作物栽培中节约肥料、提高肥料利用率等方面的研究越来越多,含有多肽的肥料越来越受到重视,例如,CN103204735A(CN201310116458)公开了一种活性多肽水溶肥及其制备方法,其特征是:按重量百分数计,10~20%的水解活性多肽以及80%-90%的无机肥与微量元素混合而成,其中活性多肽,采用水解动植物蛋白,经中和过滤后,用滤液喷雾干燥取得。CN101139221A(CN200710016349)涉及一种固体多肽肥的制备方法,它以蓖麻饼(粕)、菜籽饼(粕)、豆饼(粕)等含植物蛋白质物料中的任何一种为原料,经粉碎过筛、酸法控制水解、出料调pH值、烘干粉碎、造粒包装等工艺制备而成。CN101747093B(CN200910248459)是一种以维生素C生产工艺形成的废弃发酵醪液和古龙酸母液生产菌体蛋白和多肽有机肥的方法,在100份维生素C废弃醪液蛋白中添加5-20份古龙酸母液,调解pH值至2.0-5.0,然后,在40-70℃条件下,经温和水解0.5-12小时。醪液蛋白中的部分蛋白质被水解,变成多肽和氨基酸,溶于水中,经调解pH值和适当浓缩,再补加适量微量元素即成为多肽有机肥。上述文件是利用酸解的方式将有机物中蛋白质水解成小分子多肽,生产多肽肥料。尽管酸解蛋白质也能产生多肽,但所得到的多肽形态单一,生物活性有限,同时CN101139221A仅以蓖麻饼(粕)、菜籽饼(粕)、豆饼(粕)等为原料,虽然生产的有机肥多肽含量较高,但原料价格贵,资源量少,不利于有机肥的大规模生产和降低成本。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种多形态生物多肽有机肥的制备方法。
发明概述:
本发明以原料丰富、蛋白质含量较高的农业废弃物花生秸杆、食用菌培养料废渣为主要原料,再配以麦麸、豆粕,先经过加水放置以浸出所含蛋白质;再利用不同的蛋白酶制剂分解其中的蛋白质,经过三级分解,形成多种形态的多肽成分,制备成高肥效、低成本的生物多肽有机肥。经过试验,取得了良好的增产效果。
本发明的技术方案如下:
一种多形态生物多肽有机肥的制备方法,步骤如下:
(1)按质量份,取粉碎的花生秸杆300~420份,食用菌培养料废渣300~450份,放入容器内,加水800~1000份,混合均匀,于20~30℃条件下放置4~7天;再加入麦麸100~200份,豆粕50~150份,于22~30℃条件下再放置35~48小时,结束后通入水蒸汽,达到95℃时保持20~30分钟,降至40~45℃,得混合料,备用;
(2)按质量份,取步骤(1)制备的混合料100~150份,调节pH至7.8~8.2,加入碱性蛋白酶制剂0.3~0.5份,混合均匀,于40~50℃条件下放置4~6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅰ;
(3)将步骤(2)制备的蛋白酶分解物Ⅰ调节pH至6.5~7.5,按质量份,加入中性蛋白酶制剂0.2~0.4份,混合均匀,于45~55℃条件下放置4~6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅱ;
(4)将步骤(3)制备的蛋白酶分解物Ⅱ调节pH至5.5~6.0,按质量份,加入酸性蛋白酶制剂0.3~0.5份,混合均匀,于40~50℃条件下放置5~7小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅲ;
(5)将步骤(4)制备的蛋白酶分解物Ⅲ烘干至水分含量20wt%以下,得粉状多形态生物多肽有机肥;或造粒,得颗粒状多形态生物多肽有机肥。
所述的花生秸杆粉碎至过2毫米孔筛,食用菌培养料废渣粉碎至粒径小于0.5厘米,麦麸、豆粕粉碎过20目筛。
所述的食用菌培养料废渣是栽培杏鲍菇、平菇、白灵菇等菇类废弃的菌棒。主要利用成分有棉籽壳,玉米芯,麦麸,锯末、菌丝体等。
根据本发明,步骤(1)优选的:按质量份,粉碎的花生秸杆350份,食用菌培养料废渣320份,水900份,温度25℃,放置5天;再取麦麸180份,豆粕150份,温度28℃条件下放置40小时,95℃保持25分钟。
根据本发明,步骤(2)优选的:按质量份,混合料130份,碱性蛋白酶制剂0.4份,pH8.0,温度45℃,放置6小时。
根据本发明,步骤(3)优选的:按质量份,中性蛋白酶制剂0.3份,pH7.0,温度50℃,放置5小时。
根据本发明,步骤(4)优选的:按质量份,酸性蛋白酶制剂0.5份,pH5.8,温度50℃,放置5小时。
根据本发明,优选的,所述的碱性蛋白酶制剂选自胰蛋白酶,酶活力100,000U/g;所述的中性蛋白酶制剂选自枯草杆菌发酵制成的中性蛋白酶制剂,酶活力200,000U/g;所述的酸性蛋白酶制剂选自黑曲霉发酵制成的酸性蛋白酶制剂,酶活力100,000U/g。
上述制备方法中未详细限定的均按现有技术。
本发明方法制备的多形态生物多肽有机肥适用于蔬菜、果树、草本水果等作物。
本发明方法制备的多形态生物多肽有机肥的施用方法为,将本发明肥料在作物种植前均匀撒施于土壤表面翻耕入土,或施于栽植(或播种)穴内,与土混合后在其上移栽幼苗(或播种)。肥料用量蔬菜作物每亩500~800公斤,果树每亩300~600公斤,草本水果700~800公斤。
本发明的优良效果如下:
1.本发明制备的肥料所含多肽形态丰富
蛋白酶分解蛋白质是对蛋白质的肽键起作用而使其分解成多肽。不同的蛋白酶作用于蛋白质的不同肽键而形成不同形态的多肽,例如,碱性蛋白酶(如胰蛋白酶)催化蛋白质分解的部位为赖氨酸或精氨酸的羧基参与形成的肽键,而酸性蛋白酶催化蛋白质分解的部位为酪氨酸的羧基参与形成的肽键,三种蛋白酶结合能将蛋白质分解充分。不同的多肽对作物生长的促进作用是不同的,有的多肽作为激素参与植物细胞的分裂与分化,有的多肽提高作物的抗病能力,还有的多肽具有抗氧化功能,预防作物早衰。本发明利用不同的蛋白酶分解原料中的蛋白质,所制备的有机肥多肽含量不仅丰富,且形态多样,有利于促进作物更好的生长。
2.本发明的方法充分利用废弃资源
与其它作物秸杆相比,花生秸杆含有较多的粗蛋白,食用菌培养料废渣也含有较多的菌丝蛋白,以此两种农业废弃物作为本发明有机肥生产的主要原料,原料来源广,既充分利用了其中所含的蛋白质,又便于大规模生产。
3.成本低、肥效好
本发明利用花生秸杆、食用菌培养料废渣、麦麸、豆粕为原料,经过水浸、酶解,整个生产中无需分离、提纯等繁琐、耗能的后处理过程,大大降低多肽有机肥的生产成本。且因多种形态多肽而使肥效提高,经过田间试验,取得了良好的效果。利用两种作物进行的田间试验显示,与应用相同的有机物原料和现有发酵技术生产的有机肥相比,本发明肥料在大棚黄瓜的增产率为8.7%~11.2%,Vc含量提高6.5%~7.3%;生姜增产6.9%~10.3%,Vc含量提高7.5%~8.1%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。实施例中的原料用量份数均为质量份,所有的百分比均为质量百分比,特别说明的除外。
碱性蛋白酶制剂、中性蛋白酶制剂、酸性蛋白酶制剂,分别为河南德大化工有限公司购得的胰蛋白酶-10、中性蛋白酶-20、酸性蛋白酶-10,酶活力分别为100,000U/g、200,000U/g、100,000U/g。花生秸杆粉碎至过2毫米孔筛,食用菌培养料废渣粉碎至粒径小于0.5厘米,麦麸、豆粕粉碎过20目筛。食用菌培养料废渣为栽培杏鲍菇和平菇的废弃菌棒(主要成分有棉籽壳、玉米芯、麦麸、菌丝体),其中实施例1-2用栽培杏鲍菇的培养料废渣,实施例3-4用栽培平菇的培养料废渣。
实施例1:一种多形态生物多肽有机肥的制备方法,步骤如下:
(1)取粉碎的花生秸杆350份,栽培杏鲍菇的培养料废渣320份,放入容器内,加水900份,混合均匀,于25℃条件下放置5天;再取麦麸180份,豆粕150份加入,28℃条件下再放置40小时,结束后通入水蒸汽,达到95℃时保持25分钟,降至40~45℃,得混合料,备用;
(2)取步骤(1)制备的混合料130份,调节pH至8.0,加入碱性蛋白酶制剂0.4份,混合均匀,于45℃条件下放置6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅰ;
(3)将步骤(2)制备的蛋白酶分解物Ⅰ调节pH至7.0,加入中性蛋白酶制剂0.3份,混合均匀,于50℃条件下放置5小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅱ;
(4)将步骤(3)制备的蛋白酶分解物Ⅱ调节pH至5.8,加入酸性蛋白酶制剂0.5份,混合均匀,于50℃条件下放置5小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅲ;
(5)将步骤(4)制备的蛋白酶分解物Ⅲ烘干至水分含量20wt%以下,得粉状多形态生物多肽有机肥。本实施例制备的多肽有机肥多肽总含量约8.9wt%,有机质约53wt%。
实施例2:一种多形态生物多肽有机肥的制备方法,步骤如下:
(1)取粉碎的花生秸杆300份,栽培杏鲍菇的培养料废渣450份,放入容器内,加水800份,混合均匀,于28℃条件下放置4天;再取麦麸130份,豆粕120份加入,25℃条件下再放置40小时,结束后通入水蒸汽,达到95℃时保持30分钟,降至40~45℃,得混合料,备用;
(2)取步骤(1)制备的混合料150份,调节pH至8.2,加入碱性蛋白酶制剂0.5份,混合均匀,于50℃条件下放置5小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅰ;
(3)将步骤(2)制备的蛋白酶分解物Ⅰ调节pH至7.2,加入中性蛋白酶制剂0.4份,混合均匀,于52℃条件下放置6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅱ;
(4)将步骤(3)制备的蛋白酶分解物Ⅱ调节pH至5.5,加入酸性蛋白酶制剂0.4份,混合均匀,于45℃条件下放置6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅲ;
(5)将步骤(4)制备的蛋白酶分解物Ⅲ烘干,造粒,粒径1~3毫米,得本发明粒状多形态生物多肽有机肥。本实施例有机肥多肽总含量约8.3wt%,有机质约54wt%。
实施例3:一种多形态生物多肽有机肥的制备方法,步骤如下:
(1)取粉碎的花生秸杆420份,栽培平菇的培养料废渣350份,放入容器内,加水1000份,混合均匀,于22℃条件下放置7天;再取麦麸100份,豆粕130份加入,23℃条件下再放置48小时,结束后通入水蒸汽,达到95℃时保持20分钟,降至40~45℃,得混合料,备用;
(2)取步骤(1)制备的混合料100份,调节pH至7.8,加入碱性蛋白酶制剂0.3份,混合均匀,于48℃条件下放置4小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅰ;
(3)将步骤(2)制备的蛋白酶分解物Ⅰ调节pH至6.8,加入中性蛋白酶制剂0.3份,混合均匀,于55℃条件下放置4小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅱ;
(4)将步骤(3)制备的蛋白酶分解物Ⅱ调节pH至6.0,加入酸性蛋白酶制剂0.3份,混合均匀,于40℃条件下放置7小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅲ;
(5)将步骤(4)制备的蛋白酶分解物Ⅲ烘干至水分含量20wt%以下,得粉状多形态生物多肽有机肥。本实施例有机肥多肽总含量约8.5wt%,有机质约51wt%。
实施例4:一种多形态生物多肽有机肥的制备方法,步骤如下:
(1)取粉碎的花生秸杆350份,栽培平菇的培养料废渣400份,放入容器内,加水950份,混合均匀,于30℃条件下放置6天;再取麦麸200份,豆粕50份加入,30℃条件下再放置35小时,结束后通入水蒸汽,达到95℃时保持28分钟,降至40~45℃,得混合料,备用;
(2)取步骤(1)制备的混合料130份,调节pH至8.0,加入碱性蛋白酶制剂0.5份,混合均匀,于40℃条件下放置6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅰ;
(3)将步骤(2)制备的蛋白酶分解物Ⅰ调节pH至7.0,加入中性蛋白酶制剂0.2份,混合均匀,于45℃条件下放置6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅱ;
(4)将步骤(3)制备的蛋白酶分解物Ⅱ调节pH至5.8,加入酸性蛋白酶制剂0.3份,混合均匀,于50℃条件下放置6小时,期间,每1小时搅拌1次,得蛋白酶分解物Ⅲ;
(5)将步骤(4)制备的蛋白酶分解物Ⅲ烘干,造粒,得本发明粒状多形态生物多肽有机肥。本实施例有机肥多肽总含量约8.0wt%,有机质约53wt%。
对比例:
普通发酵有机肥:以花生秸杆、平菇培养料废渣、麦麸、豆粕按1:1:0.3:0.2的质量比混合,常规堆置发酵而成。原料来源与实施例的完全相同。
实施例1~4和对比例的应用效果如下:
试验地点及作物:山东省寿光市大棚黄瓜,山东省莱芜市生姜。
试验时间:2014年4月至2015年5月。
寿光大棚黄瓜、莱芜生姜两处试验均设实施例1~4和对比例各5个处理。寿光市大棚黄瓜试验每个小区面积20平方米,实施例1~4的产品用量每亩700公斤,对比例用量与实施例相同;莱芜市生姜试验小区面积35平方米,实施例1~4的产品用量每亩800公斤,对比例用量与实施例相同。施用方法是分别在黄瓜移栽和生姜播种前施入栽培穴内,与土混合后栽植黄瓜幼苗和播种姜种,其它肥料施用按农民习惯统一进行,所有的管理措施一致。应用效果见表1。
表1.与对比例相比实施例1~4的应用效果