CN106831272A - 一种复合硅藻速肥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于硅藻速肥的技术领域，具体的涉及一种复合硅藻速肥的制备方法。该种复合硅藻速肥的制备方法，包括以下步骤：(1)预处理；(2)酶提取；(3)微生物提取；(4)肥料制备。所述复合硅藻速肥的制备方法最大限度的保留复合硅藻的有效活性成分，并且大大提高了有效成分的提取率。
Description
技术领域
本发明属于硅藻速肥的技术领域，具体的涉及一种复合硅藻速肥的制备方法。
背景技术
硅藻是生长于海洋中的低等隐花植物,富含蛋白质、氨基酸、无机盐、维生素、褐藻胶和少量的酶、植物激素、多酚及多糖类等生理活性物质。经过生化处理后,作为新型肥料使用,具有增产、减轻病害、降低药残、改善风味等作用。
利用硅藻生产硅藻速肥，工艺难点主要是在解决硅藻中纤维素、果胶质、蛋白质等主要成分降解的基础上，最大限度的保留硅藻中大量元素、微量元素、细胞激动素、赤霉素、类细胞分裂素、多酚化合物及抗生素类物质等有效成分。目前，国内硅藻速肥生产工艺主要采用物理破碎、化学提取等方法，对硅藻中有效活性成分破坏较多，严重影响后期加工制作肥料的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合硅藻速肥的制备方法及其复合硅藻速肥，所述复合硅藻速肥的制备方法最大限度的保留复合硅藻的有效活性成分，并且大大提高了有效成分的提取率。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种复合硅藻速肥的制备方法，包括以下步骤：
（1）预处理：首先采集新鲜野生松节藻、糖海带、沙藻、车网藻和墨角藻，然后用清水反复清洗，清除其中杂质，清洗干净混合得到混合藻，将混合藻挤压脱水至含水量为40-45%；将脱水混合藻置于-25℃下冷冻4h，取出常温解冻后先采用组织捣碎机破碎，再采用胶体磨粉碎得到混合藻粉末；最后在混合藻粉末中按料水比1:0.45加入水混合搅拌制成匀浆；
（2）酶提取：在所得匀浆中首先加入外切β-1,4葡聚糖酶和纤维二糖水解酶在45℃、pH值为5的条件下酶解6小时，然后再加入1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶和菠萝蛋白酶在40℃、pH值为6的条件下酶解7小时；最后加入糖化酶在50℃、pH值为4的条件下酶解3小时；将酶解完成的匀浆经离心分离得到硅藻酶解液和硅藻酶解渣；
（3）微生物提取：首先在所得硅藻酶解液中加入柑橘皮渣、黑曲霉和粗糙脉胞菌在45℃、pH值为5的条件下搅拌4小时，然后加入蜡状芽孢杆菌在50℃、pH值为4的条件下搅拌6小时；最后经离心分离得到硅藻微生物提取液和硅藻微生物提取渣；
（4）肥料制备：将硅藻微生物提取液经过超滤制得复合硅藻多糖浓缩液，将复合硅藻多糖浓缩液雾化干燥后制得复合硅藻多糖肥料添加剂；将步骤（2）所得的硅藻酶解渣与步骤（3）所得的硅藻微生物提取渣混合，并加入海泥进行搅拌均匀后烘干造粒制得复合硅藻有机颗粒肥。
所述步骤（1）中破碎至60-80目。
所述步骤（1）中粉碎至200-250目。
所述步骤（2）中外切β-1,4葡聚糖酶的加入量为2.0-2.5g/L；纤维二糖水解酶的加入量为1.5-2.5g/L；1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶的加入量为0.8-1.2g/L；菠萝蛋白酶的加入量为0.6-1.0g/L；糖化酶的加入量为1.5-2.0g/L。
所述步骤（3）中柑橘皮渣的加入量为4.0-6.0g/L；黑曲霉的加入量为1.0-2.0g/L；
粗糙脉胞菌的加入量为0.6-1.2g/L；蜡状芽孢杆菌的加入量为1.0-1.5g/L。
所述步骤（3）中柑橘皮渣为100-150目。
所述步骤（4）中海泥的粒径为100-200微米。
所述步骤（4）雾化干燥的温度保持在60-75℃。
所述步骤（4）烘干造粒的温度保持在80-95℃；控制颗粒直径为2-3mm。
采用所述制备方法制得的复合硅藻速肥，包括以下原料：松节藻、糖海带、沙藻、车网藻、墨角藻、外切β-1,4葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶、菠萝蛋白酶、糖化酶、柑橘皮渣、黑曲霉、粗糙脉胞菌、蜡状芽孢杆菌和海泥；其中按重量份比松节藻：糖海带：沙藻：车网藻：墨角藻为2:7:3:11:5。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
1、本发明所采用的预处理，将冷冻与破碎、粉碎按照先后次序相结合，使得硅藻细胞壁被细胞内形成的冰晶刺破，不仅有效的保护了硅藻有效活性成分，而且有利于有效成分提取率的提高，使得后续有效成分的提取率提高了35-46%。
2、本发明采用酶提取协同微生物提取的方式，对复合硅藻进行有效成分的提取。先采用多种酶先后相配合的方式对复合硅藻进行降解，破坏复合硅藻的纤维结构细胞壁，达到了去除硅藻细壁的效果，使硅藻有效成分释放，并很好地保留了硅藻中有效活性成分；并且不同酶之间的搭配以及各搭配之间的先后加入顺序，使得提取率提高了25-41%。然后再采用微生物提取对复合硅藻进行有针对性的提取，使活性集团更多的暴露，提高作用效果。
同时在微生物提取过程中所加入的柑橘皮渣搭配黑曲霉和粗糙脉肥菌，可以产生果胶酶、纤维素酶、二甲苯酚酶和木聚糖酶，从而可以同时继续进行酶提取，大大提高了提取率。并且柑橘皮渣中含有大量的功能性物质，例如香精油、果胶、类黄酮化合物、膳食纤维等，可以进一步补充肥料的营养组成。
3、本发明对提取过程中产生的硅藻提取渣进行了妥善的处理，将硅藻提取渣与海泥复配，海泥内含有机质2.47%，盐5.86%，铜78PPm，锌116PPm，锰7.50PPm，钠2%，镁2%，钾1.38%，钙3%，铁0.51%，pH值7.0。助加海泥，不仅丰富了各种微量元素，同时可以提高肥料的利用率、降低成本，实现了双硅藻中各种营养成分的全面利用。
下面对采用本发明所述制备方法所得的复合硅藻速肥进行肥效试验。
1材料与方法。
1.1供试作物：苹果。
1.2试验设计： 试验采取配对设计,小区面积40m2,每个试验处理重复4次,外设保护行。各试验点要求地势平坦,土壤肥力中等均匀,有排灌条件,其它栽培管理措施同大田一致。
共安排2处,一处安排在烟台市，土壤类型为潮棕壤,质地为轻壤土,耕层20cm土壤有机质含量为1.15%,碱解氮67.8mg/kg,速效磷13.9mg/kg,速效钾67.8mg/kg。另一处安排在威海市,土壤类型为河潮土,土壤质地为轻壤,耕层20cm土壤有机质含量为1.20%,碱解氮64.0mg/kg,速效磷15.5mg/kg,速效钾65.7mg/kg。试验设2个处理,处理A:复合硅藻速肥。复合硅藻速肥用量为3g/小区·次,分别于花期、果实膨大期、着色期分别稀释1500倍各喷施1次。处理B(CK):常规施肥。
2结果与分析：在烟台市和威海市土上苹果喷施复合硅藻速肥每公顷较对照分别增产6749kg和5128kg,增产率分别为18.2%和19.4%，增收分别为5371元和7380元。经t检验,在烟台市和威海市土上苹果喷施复合硅藻速肥处理A与对照产量差异均达极显著水平,说明施用复合硅藻速肥有极显著增产效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
一种复合硅藻速肥的制备方法，包括以下步骤：
（1）预处理：首先采集新鲜野生松节藻、糖海带、沙藻、车网藻和墨角藻，然后用清水反复清洗，清除其中杂质，清洗干净混合得到混合藻，将混合藻挤压脱水至含水量为40-45%；将脱水混合藻置于-25℃下冷冻4h，取出常温解冻后先采用组织捣碎机破碎至60-80目，再采用胶体磨粉碎至200-250目得到混合藻粉末；最后在混合藻粉末中按料水比1:0.45加入水混合搅拌制成匀浆；
（2）酶提取：在所得匀浆中首先加入2.0-2.5g/L外切β-1,4葡聚糖酶和1.5-2.5g/L纤维二糖水解酶在45℃、pH值为5的条件下酶解6小时，然后再加入0.8-1.2g/L1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶和0.6-1.0g/L菠萝蛋白酶在40℃、pH值为6的条件下酶解7小时；最后加入1.5-2.0g/L糖化酶在50℃、pH值为4的条件下酶解3小时；将酶解完成的匀浆经离心分离得到硅藻酶解液和硅藻酶解渣；
（3）微生物提取：首先在所得硅藻酶解液中加入4.0-6.0g/L柑橘皮渣、1.0-2.0g/L黑曲霉和0.6-1.2g/L粗糙脉胞菌在45℃、pH值为5的条件下搅拌4小时，然后加入1.0-1.5g/L蜡状芽孢杆菌在50℃、pH值为4的条件下搅拌6小时；最后经离心分离得到硅藻微生物提取液和硅藻微生物提取渣；
（4）肥料制备：将硅藻微生物提取液经过超滤制得复合硅藻多糖浓缩液，将复合硅藻多糖浓缩液雾化干燥后制得复合硅藻多糖肥料添加剂；将步骤（2）所得的硅藻酶解渣与步骤（3）所得的硅藻微生物提取渣混合，并加入粒径为100-200微米的海泥进行搅拌均匀后烘干造粒制得复合硅藻有机颗粒肥。
所述步骤（3）中柑橘皮渣为100-150目。
所述步骤（4）雾化干燥的温度保持在60-75℃。
所述步骤（4）烘干造粒的温度保持在80-95℃；控制颗粒直径为2-3mm。
采用所述制备方法制得的复合硅藻速肥，包括以下原料：松节藻、糖海带、沙藻、车网藻、墨角藻、外切β-1,4葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶、菠萝蛋白酶、糖化酶、柑橘皮渣、黑曲霉、粗糙脉胞菌、蜡状芽孢杆菌和海泥；其中按重量份比松节藻：糖海带：沙藻：车网藻：墨角藻为2:7:3:11:5。
Claims (10)
1.一种复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理：首先采集新鲜野生松节藻、糖海带、沙藻、车网藻和墨角藻，然后用清水反复清洗，清除其中杂质，清洗干净混合得到混合藻，将混合藻挤压脱水至含水量为40-45%；将脱水混合藻置于-25℃下冷冻4h，取出常温解冻后先采用组织捣碎机破碎，再采用胶体磨粉碎得到混合藻粉末；最后在混合藻粉末中按料水比1:0.45加入水混合搅拌制成匀浆；
（2）酶提取：在所得匀浆中首先加入外切β-1,4葡聚糖酶和纤维二糖水解酶在45℃、pH值为5的条件下酶解6小时，然后再加入1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶和菠萝蛋白酶在40℃、pH值为6的条件下酶解7小时；最后加入糖化酶在50℃、pH值为4的条件下酶解3小时；将酶解完成的匀浆经离心分离得到硅藻酶解液和硅藻酶解渣；
（3）微生物提取：首先在所得硅藻酶解液中加入柑橘皮渣、黑曲霉和粗糙脉胞菌在45℃、pH值为5的条件下搅拌4小时，然后加入蜡状芽孢杆菌在50℃、pH值为4的条件下搅拌6小时；最后经离心分离得到硅藻微生物提取液和硅藻微生物提取渣；
（4）肥料制备：将硅藻微生物提取液经过超滤制得复合硅藻多糖浓缩液，将复合硅藻多糖浓缩液雾化干燥后制得复合硅藻多糖肥料添加剂；将步骤（2）所得的硅藻酶解渣与步骤（3）所得的硅藻微生物提取渣混合，并加入海泥进行搅拌均匀后烘干造粒制得复合硅藻有机颗粒肥。
2.根据权利要求1所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中破碎至60-80目。
3.根据权利要求2所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中粉碎至200-250目。
4.根据权利要求1所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中外切β-1,4葡聚糖酶的加入量为2.0-2.5g/L；纤维二糖水解酶的加入量为1.5-2.5g/L；1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶的加入量为0.8-1.2g/L；菠萝蛋白酶的加入量为0.6-1.0g/L；糖化酶的加入量为1.5-2.0g/L。
5.根据权利要求4所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中柑橘皮渣的加入量为4.0-6.0g/L；黑曲霉的加入量为1.0-2.0g/L；粗糙脉胞菌的加入量为0.6-1.2g/L；蜡状芽孢杆菌的加入量为1.0-1.5g/L。
6.根据权利要求1所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中柑橘皮渣为100-150目。
7.根据权利要求1所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中海泥的粒径为100-200微米。
8.根据权利要求1所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）雾化干燥的温度保持在60-75℃。
9.根据权利要求1所述复合硅藻速肥的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）烘干造粒的温度保持在80-95℃；控制颗粒直径为2-3mm。
10.一种采用权利要求1所述制备方法制得的复合硅藻速肥，其特征在于，包括以下原料：松节藻、糖海带、沙藻、车网藻、墨角藻、外切β-1,4葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、1,4-β-甘露糖醛酸裂解酶、菠萝蛋白酶、糖化酶、柑橘皮渣、黑曲霉、粗糙脉胞菌、蜡状芽孢杆菌和海泥；其中按重量份比松节藻：糖海带：沙藻：车网藻：墨角藻为2:7:3:11:5。
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