CN105272563A

CN105272563A - 一种用于延长植物花期的水合多肽复合物及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN105272563A
Application number: CN201510654322.2A
Authority: CN
Inventors: 李亚东; 王行国; 杨兰芳; 倪红; 李龙盘; 周姗娜; 李海波
Original assignee: Hubei University
Current assignee: Hubei University
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2016-01-27

Abstract

本发明公开了一种用于延长植物花期的水合多肽复合物及其制备方法和使用方法，该水合多肽复合物是将城市生活污水处理厂污泥或含蛋白废弃物在添加氧化钙（生石灰）6～46%（W/W）条件下，并在80～180℃高温反应釜中保温反应1～20h制得。本发明将富含蛋白质、微量元素、细胞生长因子、无机盐、碱基氮、维生素等的污泥和固体废弃物进行综合利用，并转化为植物容易利用、无氮磷流失的水合多肽复合物，施加了该水合多肽复合物后，所种植草本、花卉等植物无需施任何肥料，花卉植物中所含氮、磷、钾比目前所有肥料高，植物营养体生长旺盛，花瓣色泽鲜艳、含水量高、花期可延长15天以上，为旅游景点花卉观赏、城市园艺、花卉等提供了新途径。

Description

一种用于延长植物花期的水合多肽复合物及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明属于污泥的资源化利用和植物花卉花期调控技术领域，具体而言，涉及一种用于延长植物花期的水合多肽复合物及其制备方法和使用方法。

背景技术

开花的早晚和花期(植物开花到花谢的总时间段)调控是广大园艺、花卉工作者十分关注的重要问题，通过开花时间和花期调控可以使花卉集中在同一个时期开花，或者同一批种植的花卉分别在不同时间开花，也就是需让一部分先开花，一部分后开花，并且对总花期进行延长，为景观布置、花卉观赏时期的延长、创造美丽园艺环境、延长旅游收入旺盛期提供技术保证。花卉植物开花的早晚和花期的长短是受多种因素制约的，传统方法主要通过生长环境、栽培处理、激素处理等控制，其中：生长环境控制包括温度调节、光照调控、湿度处理等手段，但由于市场用花卉植物需求量较大、以及旅游景点花卉区域面积较大，如果利用温度、光照对花卉植物的开花或花期进行调控，则设备投资极大、技术复杂、作用周期长，成本高；而采用湿度调控开花和花期的方法必须时刻注意观察植物的状态，使其在适宜的环境下提前或推迟开花，由于湿度调控因植物种类而异，且对水质要求高，不同时节不同空气湿度都会影响植物生长和开花，开花期空气湿度过大则有碍开花，影响结实，且有可能导致植物花卉烂根烂叶，空气湿度过低又使花期缩短，花色变淡，另外，喷水不宜使用硬水和未经处理含有漂白粉的自来水，否则叶面上会留下难看的粉斑，从而影响观赏；生产上栽培处理通常是通过控制植物花卉繁殖期的时间先后来调节花期，例如，采取分期播种可在预期中开花也可以采用摘心、摘蕾、修剪、摘叶、环刻等措施，调节植物生长速度，控制花期，但栽培处理存在花期预定不精确，人工技术要求较高等缺点；激素处理目前主要采用赤霉素(GA₃)和IAA、IBA、NAA等生长素促进花芽分化或促进花数的增加和提早开花期，但激素处理对植物开花的效应比较复杂，它依调节剂和植物品种不同而异，也与处理的浓度、时间以及外界环境条件密切相关，往往伴随着花期不定，观赏品质降低的结果。

现在随着城市化的发展，每天都有大量的污水污泥产生。污泥既是一个重大的环境污染源，也是巨大的生物质资源与能源库。污泥中的有机物、病原菌、重金属等不经处理会对环境造成污染，但经妥善处理后的污泥能达到减量化、无害化和资源化的目的。污泥中含有丰富的氮、磷、钾等植物和农作物生长不可缺少的营养物，经过处理后达标的污泥可农用，以改良土壤；还可以利用污泥做有机肥料，因此，城市污泥、固体废物的无害化处理与资源化利用可较好地解决污泥日益严重的问题，防止污泥二次污染和保护生态环境。现有技术中公开了利用污泥制备的有机肥促进植物生长和花期调控，例如授权公告号为CN103102190B的专利公开了一种利用城市生活污泥制备夏堇专用肥的方法，主要根据蚯蚓消解后的污泥养分特征进行合理配伍，研制出了适宜于夏堇生长的专用肥，该专用肥使夏堇在进入盛花期时明显增加了每枝花朵数，同时显著延长了夏堇的花期。但是该专利采用的是堆肥与蚯蚓的联合处理，所制备的专用肥属于大分子物质，是不溶于水的，并且使用过程中部分颗粒状堆肥被冲洗到周围的湖泊、河流中而污染水源，将会导致新的面源污染，同时该专利制得的专用肥对植物的生长速度也就是普通有机肥速度，需20天以上才能生效，见效慢。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于延长植物花期的水合多肽复合物及其制备方法和使用方法。所述水合多肽复合物是利用蛋白废弃物进行生化解析而生成的，具有快速促进植物营养体生长、无机离子的吸收、提高土壤微生态种群结构数量的功能，可在不同浓度下延长多种花卉植物花期的功能，且简单可行，可重复实施，对植物生长、土壤环境等方面均无副作用。

为了实现本发明的上述目的，本发明人通过大量试验研究并不断探索，最终获得了如下技术方案：

一种用于延长植物花期的水合多肽复合物，所述的水合多肽复合物是向蛋白废弃物中添加氧化钙或生石灰的水溶液后，在80～180℃高温反应釜中保温反应1～20h制得。

进一步地，上述技术方案中所述的氧化钙或生石灰的添加量为蛋白废弃物的6～46％(W/W)。

进一步地，上述技术方案中所述反应温度优选为165℃，保温时间优选为2小时。

进一步地，上述技术方案中所述蛋白废弃物为污水处理厂污泥、植物蛋白废弃物、微生物菌体、发酵菌体中的一种或多种。

进一步优选地，所述植物蛋白废弃物优选为植物饼粕。

本发明的另一目的在于提供一种用于延长植物花期的水合多肽复合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：向蛋白废弃物中添加氧化钙或生石灰的水溶液后，在80～180℃高温反应釜中保温反应1～20小时，过滤后将滤液浓缩至15～20波美度，得到含钙离子、维生素、碱基氮的碱性水合多肽复合物，其中，所述氧化钙或生石灰的添加量为蛋白废弃物的6～46％(W/W)。

本发明制备得到的水合多肽复合物适用于花卉种植、旅游景点自然环境花卉、景观花卉等，可用于一年生草本花卉植物，也可适用于多年生草本、木本花卉等植物。

本发明的还一目的在于提供一种上述制备得到的用于延长植物花期的水合多肽复合物的使用方法。

上述水合多肽复合物应用于一年生草本花卉植物的具体使用方法如下：本发明所制备的水合多肽复合物施用于一年生草本花卉植物时，按照每平方米土壤0.6～1.2g氮施加，将上述制得的水溶性水合多肽复合物溶于水中进行喷灌、滴灌或直接施加；5～7天后直接播种或移栽小苗，等待种子发芽和芽苗生长到5～10cm，或移栽苗生长10天后，再施加相同氮含量的水合多肽复合物，并且每间隔15～20天重复喷灌或直接施加，直至开花中期。此时土壤中生长有大量微生物，微生物所含氮可经过自溶再释放氮素，可起到生物缓释氮肥作用，无需再施加水合多肽复合物，此水合多肽复合物由于含有水合肽、碱基氮、维生素、无机离子等成分，可使植物叶绿素含量高于所有肥料，花卉植物中所含氮、磷、钾比目前所有肥料高，植物营养体生长旺盛，花瓣色泽鲜艳、含水量高、花期可延长15天以上。为旅游景点花卉观赏、城市园艺、花卉等提供一条新技术。基于此，本发明提供一种植延长植物花期的水合多肽复合物的应用方案，即：上述的水合多肽复合物对一年生草本花卉植物延长花期的应用。

本发明所制备的水合多肽复合物使用于多年生草本、木本花卉植物时，按照每平方米土壤为0.8～2.5g氮施加，将上述制得的水溶性水合多肽复合物溶于水中进行喷灌、滴灌或直接施加于未发芽花卉植物的根部周围，当芽生长到2～5cm时，再施加相同氮含量的水合多肽复合物，并且每间隔15～20天重复喷灌或直接施加，直至开花中期，此时植物营养体生长旺盛，所开花卉色泽鲜艳、含水量高、花期可延长15～20天。此发明既节约成本又创造旅游收入和场地环境的美观，基于此，本发明提供一种延长植物花期的水合多肽复合物的应用方案，即：上述的水合多肽复合物对多年生草本、木本花卉植物延长花期的应用。

与现有技术相比，本发明涉及的用于延长植物花期的水合多肽复合物是将污泥中微生物细胞转化为水合多肽复合物、碱基氮、无机离子等营养成分供植物直接和间接吸收转化利用，施加了此水合多肽复合物后花卉植物无需施任何肥料，节省了操作成本，同时无氮、磷流失和面源污染(因全溶性，可被土壤快速吸收和微生物快速转化)，对周围的水源不会造成污染。具体说明如下：

(1)此水合多肽复合物能快速促进微生物生长，当施加到土壤中，只需3～5天，土壤表面即可生长出白色菌丝，被微生物转化为细胞自身结构成分，再经过细胞自溶而缓慢释放氮磷钾成分以供植物生长，相当于生物缓释肥的效应，加强了植物与微生物之间的关系，协同调控植物的生长；

(2)此水合多肽复合物能促进植物快速生长，当施加到土壤中只需5～7天花卉植物叶片可变绿(乌绿、尿素为深绿)，其速度与尿素相当，这是目前所有有机肥不能达到的，其叶绿素含量比任何肥料高，植物营养体生长旺盛，植株高大，所含氮磷钾高；

(3)此水合多肽复合物是完全可溶于水的活性物质，施加到土壤后，可快速溶解并渗透入土壤中，其氮含量稳定，无流失和迁移；

(4)此水合多肽复合物所种植出的花卉颜色鲜艳、花瓣大、含水量大、花色素高、氮磷钾营养成分丰富、花期长；

(5)本申请制得的水合多肽复合物是将污泥经过生化转化为分子量在5000～15000道尔顿以内的多肽类物质，包括部分其他可溶性物质，可直接供植物和微生物利用，而现有技术中的堆肥需要经过下雨或浇水等环节使自然环境中的微生物经过产生碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、胰蛋白酶等将污泥中的蛋白类物质缓慢分解后再可供植物和微生物利用，其过程属于耗能过程并且时间长，而本发明无需该缓慢分解过程，因而植物、微生物生长速度快，且生物量大，叶绿素含量高、花期长、花色鲜艳，因此，本申请的水合多肽复合物适合大规模产业化应用；

(6)本发明有效地将城市污泥、固体废物进行无害化处理与资源化利用，较好地解决了目前城市污泥日益严重的问题，具有明显的生态效益。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

利用植物饼粕为原料制备水合多肽复合物：

先将3000kg菜籽饼粉碎，然后用7.0m³水溶化200kg生石灰，制备出石灰乳溶液；将该石灰乳溶液输入添加有菜籽饼的配料桶中，搅拌均与，用泵输入到10m³的反应釜中，加热至115～155℃，保温1～4h，经过取样观测，如分层沉淀明显，且上清液为黄色即水解完成，用精密试纸测定其上清液pH为1.5～11.5，此时可直接作为延长花期肥料使用，但为了运输方便可进行直接浓缩，利用无真空的长管浓缩至15～20波美度，利用元素定氮仪测定氮含量为3.8～4.0，分光光度计测定多肽含量为27～30％，等离子发射光谱测定磷含量为2.4％，钾含量为1.85％，即获得pH为11.5，可延长植物花期的水合多肽复合物。

实施例2

利用污泥为原料制备水合多肽复合物：

在5m³的配料桶中加入将污水处理厂污泥2000kg，用2.0m³水溶化180kg生石灰或氧化钙，制备出石灰乳溶液，将该石灰乳溶液输入上述添加有污泥的配料桶中，搅拌均匀后，用泵输入5m³的反应釜中，通入0.6Mpa蒸汽加热至155～165℃水解与除臭，保温1.5～10h，经过取样观测，如分层沉淀明显，且上清液为黄色或红棕色即水解完成，用精密试纸测定其上清液pH为11～12，无需冷却，直接利用残留蒸汽作为动力进行板框过滤，将滤液浓缩至15～20波美度，利用元素定氮仪测定氮含量为4.0～4.5，分光光度计测定多肽含量为28～35％，等离子发射光谱测定磷含量为2.8％，钾含量为2.05％，即得到含钙离子的碱性水合多肽复合物，其滤渣可直接作为花卉种植用土，相当于已施肥的花卉土壤，同样可促进花卉植物的生长和延长植物花期，也可无需过滤，直接将混合物浓缩至15～20波美度，再用于延长植物花期。

应用试验例1

水合多肽复合物对一年生草本花卉植物花期的延长试验：

经过扦插或种子播种等形式种植一串红、菊花、百合花、康乃馨、蝴蝶兰、蕙兰、满天星等多种一年生草本花卉，当幼苗生长至5～10cm时，按照每平方米土壤为：0.6～1.2g氮施加，即每平方米土壤加入上述实施例1制得的水合多肽复合物量为15～30ml，先将水溶性水合多肽复合物溶于水进行喷灌、滴灌或直接施加，当芽生长到2～5cm时，仍按照每平方米土壤为0.6～1.2g的氮施加，再施加上述相同氮含量的水合多肽复合物，并且每间隔15～20天重复喷灌或直接施加，直至开花中期，此时土壤中生长有大量微生物，微生物所含氮可经过自溶再释放氮素，可起到生物缓释氮肥作用，无需再施加水合多肽复合物，此水合多肽复合物由于含有水合肽、碱基氮、维生素、无机离子等成分，可使植物叶绿素含量高于所有肥料，花卉植物中所含氮、磷、钾比目前所有肥料高，植物营养体生长旺盛，花瓣色泽鲜艳、含水量高、花期可延长15天以上。为旅游景点花卉观赏、城市园艺、花卉等提供了一条新技术。

应用试验例2

水合多肽复合物对多年生草本花卉植物花期的延长试验：

对多年生草本、木本花卉植物如牡丹、芍药、杜鹃、茉莉花、月季花、玫瑰、桂花、樱花、茶花、栀子花等，按照每平方米土壤施加水合多肽复合物为：即每平方米土壤加入上述实施例2制得的水合多肽复合物量为19～63ml，将水溶性水合多肽复合物溶于水中进行喷灌、滴灌或直接施加于未发芽花卉植物的根部周围，当芽生长到2～5cm时，仍按照每平方米土壤为0.8～2.5g氮施加，再施加上述相同氮含量的水合多肽复合物19～63ml，并且每间隔20天重复喷灌或直接施加，直至开花中期，此时植物营养体生长旺盛，所开花卉色泽鲜艳、含水量高、花期可延长15～20天，既节约成本又创造旅游收入和场地环境的美观。

另外，采用上述相同的应用试验例的使用方法将本申请制得的水合多肽复合物与现有技术中的有机肥、尿素、复合肥进行对比研究表明，本申请制得的水合多肽复合物对一年生草本花卉植物金盏菊、油菜花的花期影响均比目前普通市售肥料长10～15天以上，而对木本花卉植物牡丹花和多年生草本花卉植物芍药的花期延长5～7天(见下表1)，这说明本申请制得的水合多肽复合物对植物花期延长的效果明显优于现有技术中普通肥料。

表1不同肥料对植物花期(天数)的影响比较

Claims

1.一种用于延长植物花期的水合多肽复合物，其特征在于：所述的水合多肽复合物是向蛋白废弃物中添加氧化钙或生石灰的水溶液后，在80～180℃高温反应釜中保温反应1～20h制得。

2.根据权利要求1所述的一种延长植物花期的水合多肽复合物，其特征在于：所述的氧化钙或生石灰的添加量与蛋白废弃物的质量比为6～46：100。

3.根据权利要求1所述的一种延长植物花期的水合多肽复合物，其特征在于：所述反应温度为165℃，保温时间为2小时。

4.根据权利要求1所述的一种延长植物花期的水合多肽复合物，其特征在于：所述蛋白废弃物为污水处理厂污泥、植物蛋白废弃物、微生物菌体、发酵菌体中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种延长植物花期的水合多肽复合物，其特征在于：所述植物蛋白废弃物为植物饼粕。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述的用于延长植物花期的水合多肽复合物的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：向蛋白废弃物中添加氧化钙或生石灰的水溶液后，在80～180℃高温反应釜中保温反应1～20小时，过滤后将滤液浓缩至15～20波美度，得到含钙离子、维生素、碱基氮的碱性水合多肽复合物，其中，所述的氧化钙或生石灰的添加量与蛋白废弃物的质量比为6～46：100。

7.根据权利要求6所述的用于延长植物花期的水合多肽复合物的制备方法，其特征在于：所述蛋白废弃物为污水处理厂污泥、植物蛋白废弃物、微生物菌体、发酵菌体中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的用于延长植物花期的水合多肽复合物的制备方法，其特征在于：所述反应温度为165℃，保温时间为2小时。

9.一种根据权利要求1～5任一项所述的用于延长植物花期的水合多肽复合物的使用方法，其特征在于：施用于一年生草本花卉植物时，按照每平方米土壤0.6～1.2g氮施加，将所述水合多肽复合物溶于水中进行喷灌、滴灌或直接施加；5～7天后直接播种或移栽小苗，等待种子发芽和芽苗生长到5～10cm，或移栽苗生长10天后，再施加相同氮含量的水合多肽复合物，并且每间隔15～20天重复喷灌或直接施加，直至开花中期。

10.一种根据权利要求1～5任一项所述的用于延长植物花期的水合多肽复合物的使用方法，其特征在于：施用于多年生草本、木本花卉植物时，按照每平方米土壤为0.8～2.5g氮施加，将所述水合多肽复合物溶于水中进行喷灌、滴灌或直接施加于未发芽花卉植物的根部周围，当芽生长到2～5cm时，再施加相同氮含量的水合多肽复合物，并且每间隔15～20天重复喷灌或直接施加，直至开花中期。