CN105399465A - 一种水合钙多肽鱼肥及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水合钙多肽鱼肥，通过将蛋白物料与石灰乳液混合后在反应釜中加热到80℃-180℃并保温反应，使产物分层后浓缩所述产物获得；所述石灰乳液通过混合相当于所述蛋白物料质量3.5％-32％的氧化钙和水制备而成，所述水与所述氧化钙的体积比为100-500％。本发明的鱼肥克服了农家肥、化肥、有机肥、生物肥和氨基酸肥的缺点，具有成本低、肥效长、可促进微生物生长、净化水体、促进藻类和水产动物生长、降低动植物对重金属的吸收并且使用安全的特点。

Description

一种水合钙多肽鱼肥及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及水产养殖领域，具体涉及一种水合钙多肽鱼肥及其制备方法与应用。

背景技术

肥料主要通过影响水质、浮游生物的生长及直接作为鱼类的饵料来影响鱼类的生长。

鱼类对饵料中的蛋白质含量要求较高，而在我国，动物性蛋白质资源相对缺乏，并且鱼类对食物的营养要求不仅取决于蛋白质的数量，还取决于它的质量，即各种氨基酸的含量及其比例。在水产养殖中，虽然饲料提供了鱼类生长的一定的营养素，仍无法完全满足鱼类生长要求。

通过施用肥料，可以促进浮游生物生长，有效降低水体的透明度，浮游生物是鱼类直接或间接的饵料，能弥补饲料中缺乏的某些营养素，促进鱼类生长。合理施肥能使浮游生物具有旺盛的生活力和保持相当的密度，即保证了鱼类的天然饵料。

通过施用适量肥料还可以促进藻类生长，通过浮游植物的光合作用可增加水中的含氧量，提高水质。

鱼肥根据成分的不同主要分为农家肥、化肥、有机肥、生物肥和氨基酸肥五大类。

农家肥主要是一些大型畜禽类养殖场产生的粪便。农家肥廉价易得，但农家肥多数为不经过发酵的生粪，可能含有大量的致病生物，容易导致水产动物发生传染性的细菌性和病毒性疾病，如鸡球虫病的病原生物艾美球虫就会引起鱼类的孢子虫病。另外，农家肥肥效慢，体积大，运输成本较高，且使用不方便。大量进入水体后会沉入池底消耗水体溶氧，极易产生氨气等有害气体，引起水质的恶化，危害水产动物的健康甚至生命。沉于池底的农肥发酵也是滋生细菌的温床，极易引起鱼类产生各种细菌性疾病。

化肥即种植业中常使用的各种肥料，是用化学或物理方法人工制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料。在水产生产中主要使用的化肥有氮肥：尿素、氨水、硫酸铵；磷肥：过磷酸钙、钙镁磷肥；钙肥：生石灰、消石灰等。化肥见效快，价格便宜，但由于化肥通常为无机营养盐或简单的有机营养盐，进入水体后被藻类迅速吸收，使用不当会造成短时间藻类的暴发性生长，且暴发的多为不适宜做养殖生物饵料的蓝藻这些藻类，不能被摄食，大量死亡时会破坏水质，严重时甚至会危害养殖动物的生命，而含氮的化肥使用过多还会造成水体亚硝酸盐和氨氮偏高，造成池底板结、酸化，水体N/P失衡。

有机肥是指经过完全发酵后的动物废弃物和植物残体，并通过人工手段调节营养元素。它具有农家肥的优点，还富含各种微量元素及多种活性有机小分子物质，肥效持久；同时克服了农家肥的缺点，在发酵过程中农家肥中的病原菌和寄生虫被杀死，而且有机肥的价格适中，对于养殖经济价值较低的鱼类不会造成过大的成本压力，但是由于加工工艺的问题容易造成有机肥发酵不完全的情况，有机肥中有害生物不能完全杀死。有的厂家为了能提高肥效，在有机肥中添加过多氮磷肥，容易造成水体N/P失衡。

生物肥是通过利用生化工艺和微生物技术对农家肥进行了再处理，既彻底杀灭了农家肥中的有害生物，又通过接种大量有益菌将肥料中的大分子有机物分解成易吸收的小分子有机物，同时通过添加微量元素调节营养配比。生物肥中除了能够完成传统渔肥肥水的功效，还可以达到改善水质的目的。但最大的缺点即价格高，且在阴雨天要慎用，因为所含微生物多为好气型，分解有机物耗氧较多，容易造成水体缺氧。由于生物肥中氮磷含量一般不高，而且用量少，要补充适量的氮磷源，在投饵或有淤泥的老池塘中使用效果显著，而且可以全程使用，但在大水面和池塘中要与其他肥料交替使用才能确保效果。

氨基酸肥是以氨基酸类物质为主要成分的肥料。氨基酸是构成蛋白质的最小分子，可以被直接吸收，肥效好，见效快，而且培养出来的藻类多为适宜成为鱼类饵料生物的硅藻、绿藻。并且氨基酸本身就是营养物质，还可以被养殖生物所吸收，可提高其免疫能力和抗应激能力且无残留。但是由于氨基酸肥培养出来的硅藻、绿藻适口性高，很容易被摄食干净，因此肥效维持时间短，需要经常施用，其价格较高，因此主要适宜在养殖经济价值较高的养殖品种中使用。

发明内容

本发明提供了一种水合钙多肽鱼肥及其制备方法与应用，克服了农家肥、化肥、有机肥、生物肥和氨基酸肥的缺点，具有成本低、肥效长、可促进微生物生长、净化水体、促进藻类和水产动物生长、降低动植物对重金属的吸收并且使用安全的特点。

本发明的一个方面，提供一种水合钙多肽鱼肥，通过将蛋白物料与石灰乳液混合后在反应釜中加热到80℃-180℃并保温反应，使产物分层后浓缩所述产物获得；

所述石灰乳液通过混合相当于所述蛋白物料质量3.5％-32％的氧化钙和水制备而成，所述水与所述氧化钙的体积比为100-500％。

以上所述的水合钙多肽鱼肥，所述蛋白物料含蛋白质的质量比为45-55％。

以上所述的水合钙多肽鱼肥，包括质量比为4％-5％的氮元素，0.44％-0.45％的磷元素，还包括钾元素、钙元素及微量元素。

以上所述的水合钙多肽鱼肥，所述水合钙多肽鱼肥的pH为8.5-11.6，平均分子量为3000-15000道尔顿。

本发明的另一个方面，还提供了一种水合钙多肽鱼肥的制备方法，包括如下步骤：

a)将蛋白物料与石灰乳液在反应釜中混合；所述石灰乳液通过混合相当于所述蛋白物料质量3.5％-32％的氧化钙和水制备而成，所述水与所述氧化钙的体积比为100-500％；

b)将所述反应釜加热至80℃-180℃，搅拌，保温反应；

c)取样观测，上清液为黄色或棕色，分层明显时水解结束，将水解液经过浓缩为浓度18-22波美，即得到水合钙多肽鱼肥。

以上所述的制备方法，所述步骤b)中保温反应的时间为0.5-5.6小时。

以上所述的制备方法，所述蛋白物料含蛋白质的质量比为45-48％。

以上所述的制备方法，所述蛋白物料包括如下的一种或多种：植物蛋白、微生物菌体、食品工厂污泥、动物毛发、动物血液或蹄角。

以上所述的制备方法，所述步骤b)中的搅拌速度为每分钟30-100转。

以上所述的制备方法，浓缩后的所述水合钙多肽鱼肥的pH为8.5-11.6，平均分子量为3000-15000道尔顿。

本发明所制备的水合钙多肽鱼肥具有以下优势：

(1)成本低

本发明使用的蛋白物料多来自食品、发酵或屠宰工厂的废料或下脚料，来源广、容易获得，价格便宜。石灰或氧化钙也为工业常用原料，价格不高。

(2)水合钙多肽鱼肥具有其特殊功能

①作为矿物元素载体(结合钙、镁离子、微量元素成水溶性状态，经过植物导管运输到植物各个部分)②浮游生物的快速生长促进剂；

(3)微生物生长促进剂及水体净化剂

水合钙多肽平均分子量在3000－15000道尔顿以内，因此进入水体后可快速被水体中微生物吸收，作为微生物生长促进剂，微生物本身可以作为养殖生物的饵料，同时还能分解水中和肥料中的有机质，提高肥效，也进一步达到净化水体，改善水质的目的，同时钙多肽结构成分中随着肽的利用而剩余部分钙离子，钙离子再与水中有机成分结合而沉降，达到净化水的目的，使养殖过程中的鱼具有肥、活、嫩、爽特性。

(4)肥效长且可快速促进水生生物生长

施用本发明的鱼肥3-7天后浮游生物量可以达到高峰，肥效一般可持续7天左右。定期施用本发明的水合钙多肽鱼肥，形成良性循环，浮游生物不断增长，使鱼类长期有了充足的饵料，保证鱼类正常生长。

(5)促进水体中藻类生长降低养殖成本

水合钙多肽鱼肥沉降到水底土壤后，一方面使水底土壤保水性强、保氮能力强，加强了微生物与藻类的相互关系作用，另一方面，大部分氮被水底土壤微生物作为营养成分转化吸收(起到“固氮”作用)，微生物细胞逐渐自溶破裂，微生物所含氮缓慢释放，相当于“缓释肥”，对水底土壤持续肥效，从而促进藻类生长。而藻类作为天然饲料，给养殖动物提供多样营养物质，因此可降低饲料的投喂量，节约养殖成本。且通过浮游植物的光合作用可增加水中的含氧量，给水产动物提供舒适的生活环境。

(6)可竞争性抑制水体中植物对重金属的吸收，降低养殖鱼类的重金属离子含量

许多重金属离子一旦进入动植物体内后很难排出，水体及水底土壤中的重金属通过植物吸收，再经食物链间接威胁人体健康，危害极大。本发明的水合钙多肽中的钙离子作为竞争离子，与重金属离子竞争植物的吸收位点，抑制水体中植物对重金属的吸收，从而间接降低人类重金属积累的风险。

(7)使用安全

啤酒厂废弃酵母(原过滤液为啤酒)、食品工厂污泥、菜子饼、棉籽饼、蓖麻饼、发酵工厂菌体、屠宰厂含蛋白废弃物(毛发、蹄角)所制备水合钙多肽的重金属离子含量远低于有机肥料标准(湖北省农业科学院测试中心测试，法定单位)。水合钙多肽的有机质质量分数、总养分、水分等技术指标以及总砷(As)、总汞(Hg)、总铅(Pb)、总铬(Cr)、总镉(Cd)重金属含量指标均符合国家标准。

(8)无病虫卵、无病原微生物

在水合钙多肽制备过程中经过高温处理，病虫卵和病原菌已全部被杀死并分解，不会导致水产动物发生传染性的细菌性和病毒性疾病。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1以植物饼粕为原料的水合钙多肽鱼肥的制备

将植物饼粕蛋白物料(含蛋白质的质量比为45-55％)经过粉碎后输入高压反应釜中，再将3.5％-32％(W/W)石灰或氧化钙添加100-500％(V/V)的水制备成为石灰乳液，经过输送泵加入反应釜中或先配制石灰乳液，再将粉碎的饼粕粉加入到石灰乳液中，搅拌后利用输料泵送入高压反应釜中，通入蒸汽加热或电热管加热方式将物料加热至80℃-180℃，保温反应0.5-5.6小时，待取样后的水解液分层明显，上层液体为黄色或棕色时，将水解液经过多效浓缩器浓缩为18-22波美，即得到具有净水、速效肥功能水合钙多肽。

更具体地，在10m³的配料桶中将600kg生石灰或氧化钙溶解于4000kg水中，再将2000kg菜子饼加入石灰乳液中，经过机械搅拌均匀后，用泵输送到10m³的反应釜中，通入0.2Mpa-0.6Mpa蒸汽加热至135℃，保温1.5h，待取样后的水解液分层明显，上层液体为黄色或棕色时，将水解液经多效蒸发器浓缩直至20-22Be⁰即制得具有净水、速效肥功能的水合钙多肽鱼肥，并且可以将获得的水合钙多肽鱼肥喷雾干燥为干粉以便运输。

实施例2以食品工厂污泥为原料的水合钙多肽鱼肥的制备

在10m³的配料桶中加入食品工厂污泥4000kg(含水70％，干品含蛋白质的质量比为48％)，用4000kg水溶化250-360kg的生石灰，制备出石灰乳溶液，将此石灰溶液输入添加有污泥的配料桶中，搅拌均匀，用泵输入10m³的反应釜中，通入0.6-0.8Mpa蒸汽加热至155-165℃，保温1.5-4h，打开排气阀，查看是否具有污泥臭味，如有污泥的臭味说明不能取样测定，需继续保温1小时，当无臭味时用量筒取样，如果溶液呈现浑浊状态，即表明微溶于水的石灰仍未转化为水合钙多肽，如果很快沉淀，并且上清液为透明的棕红色液体，即表明蛋白已分解转化并与钙离子结合生成是水合钙多肽，利用蒸汽余压将钙多肽混合物输入缓冲罐以降低压力，此时利用42m²板框机过滤，将滤液进行多效蒸发器浓缩，直至13-22Be⁰(相当于干物质30-40％w/v)，利用分光光度计法测定水合钙多肽的蛋白浓度为12-25％(w/v)，pH试纸测定其pH值为8.5-11.6，此浓缩液即具有净水、速效肥功能水合钙多肽鱼肥。

实施例3具有净水、速效肥功能水合钙多肽鱼肥在水产养殖中的应用

在湖北地区3-5月份及9月份以后，当气温在15℃以上，7-10天施肥一次，选择晴天施肥，其中每天中午12∶00-14∶00是施肥的适宜时间，施肥量为5-8.5g氮含量/m²，即相当于20-30ml/m²水合钙多肽溶液，而在梅雨天、阴天、闷热天和鱼已开始浮头的时候都不能施肥；在6-9月份，5-7天施肥一次，每次投施控制在8.0-20g氮含量/m³，相当于32-80ml/m²水合钙多肽溶液。

具体地，在草鱼的养殖池中施加本发明的鱼肥，选取四个规模及条件相同的养殖池，其中三个作为实验组，一个作为对照组，三实验组当气温在20℃以上，7天施肥一次，每次施肥为60ml/m²水合钙多肽溶液，对照组不施肥，3-4天后取水样，显微观测其浮游生物中硅藻、绿藻的生物量变化以及微生物种群数量变化，实验组与对照组相比平均增加10-25％，表明水合钙多肽速效肥的功能已得到体现，同时实验组水质变清表明钙多肽的净化功能得到体现，实验组其BOD(生物需氧量)降低30％左右，此时草鱼生长良好，肉质鲜美、产量高，从对照组及实验组分别各抓取10条草鱼称重比较(具体结果见表1)。

施用两个月之后，采集对照组及实验组的水生植物(菰草)采用火焰原子吸收光谱法测定其重金属离子含量，由表1可见实验组重金属离子Cu、Pb、Cd、Zn含量相比对照组有降低。

表1本发明鱼肥施用后的效果数据

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种水合钙多肽鱼肥，其特征在于，通过将蛋白物料与石灰乳液混合后在反应釜中加热到80℃-180℃并保温反应，使产物分层后浓缩所述产物获得；

所述石灰乳液通过混合相当于所述蛋白物料质量3.5％-32％的氧化钙和水制备而成，所述水与所述氧化钙的体积比为100-500％。

2.如权利要求1所述的水合钙多肽鱼肥，其特征在于，所述蛋白物料含蛋白质的质量比为45-55％。

3.如权利要求1所述的水合钙多肽鱼肥，其特征在于，包括质量比为4％-5％的氮元素，0.44％-0.45％的磷元素，还包括钾元素、钙元素及微量元素。

4.如权利要求1所述的水合钙多肽鱼肥，其特征在于，所述水合钙多肽鱼肥的pH为8.5-11.6，平均分子量为3000-15000道尔顿。

5.一种水合钙多肽鱼肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将蛋白物料与石灰乳液在反应釜中混合；所述石灰乳液通过混合相当于所述蛋白物料质量3.5％-32％的氧化钙和水制备而成，所述水与所述氧化钙的体积比为100-500％；

b)将所述反应釜加热至80℃-180℃，搅拌，保温反应；

c)取样观测，上清液为黄色或棕色，分层明显时水解结束，将水解液经过浓缩为浓度18-22波美，即得到水合钙多肽鱼肥。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中保温反应的时间为0.5-5.6小时。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述蛋白物料含蛋白质的质量比为45-48％。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述蛋白物料包括如下的一种或多种：植物蛋白、微生物菌体、食品工厂污泥、动物毛发、动物血液或蹄角。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中的搅拌速度为每分钟30-100转。

10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，浓缩后的所述水合钙多肽鱼肥的pH为8.5-11.6，平均分子量为3000-15000道尔顿。