CN107827653B - 一种高浓度有机碳酸发酵液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高浓度有机碳酸发酵液及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高浓度有机碳酸发酵液，该发酵液可由下述制备方法获得：以水、糖、糖蜜和黄豆为原料，经三次发酵后制得，所述的第一次发酵使用的发酵菌为光合成菌和酵母菌混合，第二次发酵菌为芽孢杆菌和双歧杆菌混合；第三次发酵菌为乳酸菌和硝化菌混合；所述的水、糖、糖蜜和黄豆按以下重量份：水为87‑97份；糖为67‑77份；糖蜜为5‑10份；黄豆为5‑10份。该发酵液稳定性高、保存期限长、抗氧化力好，提高了农作物的产量和农产品的质量。

Description

一种高浓度有机碳酸发酵液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种发酵液，具体涉及一种高浓度有机碳酸发酵液，同时本发明还涉及一种所述的高浓度有机碳酸发酵液的制备方法及其在农业肥料的应用。
技术背景
自然情况下，植物能够从大气中(二氧化碳)与土壤(水)里轻易获得大量的碳、氢、氧元素，而其他植物必需的大量元素如氮、磷、钾与其他的中、微量元素等，则因其在自然界中循环缓慢，遂成为限制植物生长的关键因子。1840年德国人Justus von Liebig首次发现植物所需的化学养分，开启了化学肥料的开端，农业产量开始提升，从此人类饥荒问题开始大幅减少。
但近几年气候变迁日趋剧烈使农作物产量变化增加，剩余肥料流入各水域水体造成生活用水污染、过量氮肥使土壤微生物大量繁殖导致土壤内有机质快速分解流失、过量磷肥使土壤板结等，成为我国必须加速克服解决之问题。
申请号为2010101958202的专利文件中公开了一种植物用酵素叶面肥及其制备方法，其配方包括如下组分：开水100份；红糖70份；黄豆4份；酵素扩大菌3份；维生素1份；微量元素1份。实现了有机营养与无机营养的完美结合，具有对农作物的生长、发育、防病、抑虫、增产与提质有很好的效果，不会对土壤的土质结构产生破坏，不影响农作物的营养成分，使农作物绿色无公害。同时所含的放线菌等有益微生物能有效抑制叶面病害发生，降低作物发病率。
但其保质期只有一年表示此酵素叶面肥的配方或制程的稳定性较差，也意味效果衰退速度较快且不稳定。且该方法制得的酵素叶面肥葡萄糖与果糖含量高，意味着稀释喷洒后多数环境微生物均可利用此营养源繁殖，造成环境菌相失衡，在叶面病害抑制的效果落差较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种高浓度有机碳酸发酵液，该发酵液稳定性高、保存期限长、抗氧化力好，提高了农作物的产量和农产品的质量。
本发明的另一目的是提供一种高浓度有机碳酸发酵液的制备方法，该方法工艺过程简单、成本低廉、产品收率大和稳定性好。
本发明的目的还在有提供一种高浓度有机碳酸发酵液用于植物的叶面肥和液体肥料，亦具有环境有机臭味消除之功效，可经由植物叶片表面及土壤根系吸收之方式调整植物体内碳氮平衡，经植物吸收后能加速残留农药代谢降解，使农产品达到绿色无公害。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高浓度有机碳酸发酵液，该发酵液可由下述制备方法获得：以水、糖、糖蜜和黄豆为原料，经三次发酵后制得，所述的第一次发酵使用的发酵菌为光合成菌和酵母菌混合，第二次发酵菌为芽孢杆菌和双歧杆菌混合；第三次发酵菌为乳酸菌和硝化菌混合；所述的水、糖、糖蜜和黄豆按以下重量份：水为87-97份；糖为67-77份；糖蜜为5-10份；黄豆为5-10 份。
一种高浓度有机碳酸发酵液的制备方法，该方法包括下述顺序的步骤：
A.第一次发酵：在发酵槽内加入水、糖蜜和糖，搅动至糖完全溶解形成糖水，并将黄豆熬制的黄豆水加入至溶解完毕的糖水中，投入第一次发酵菌，搅拌均匀；从第一日投种发酵日起算，第二天开始搅拌，每天早晚一次，每次搅拌时间不少于五分钟，保持气温25-30℃， 5-7天进入发酵旺盛期后发酵液呈现沸腾貌，进入旺盛期后即可停止搅拌；
B.在第一次发酵完成后投入2重量份的第二次发酵菌后搅拌均匀为第二次发酵；
C.在第二次发酵完成后投入2重量份的第三次发酵菌后搅拌均匀为第三次发酵；之后熟成发酵得到高浓度有机碳酸发酵液。
在本发明的制备方法中：所述的第二次发酵的开始时间是从第一日投种发酵日起算的第 10天，第三次的发酵的开始时间是从第一日投种发酵日起算的第20天。
在本发明的制备方法中：所述的水为一般自来水经过活性碳过滤之过滤水。
在本发明的制备方法中：所述的糖为一般市售的食用糖。
在本发明的制备方法中：所述的糖蜜为市场上常见的蔗糖糖蜜。糖蜜为食糖制作加工过程中的副产品，一般是棕黑色黏稠液体，含有丰富的微量元素及矿物质营养成分。
在本发明的制备方法中：所述的黄豆为市面上常见之黄豆，需先取相同重量份与开水熬煮2小时，使用所得之黄豆水。
在本发明的制备方法中：所述的第一次发酵菌的加入量为2份，两种菌混合比例为1： 1；第二次发酵菌的加入量为2份，两种菌混合比例为1：1；第三次发酵菌的加入量为2份，两种菌混合比例为1：1，三次使用的菌种重量份合计共6份。
本发明达到的有益效果如下：
一、1、高浓度有机碳酸发酵液用于植物的叶面肥，可经由植物叶片表面及土壤根系吸收之方式调整植物体内碳氮平衡，对于植物的生长发育、健康情形、产量与质量提升具有极明显之效果；并且以纯有机質营养成分为主，不添加其他化学成分。2、高浓度有机碳酸发酵液施用于土壤，对植物体与土壤环境不会有不良之危害，并可提高植物的营养成分组成，可缓解化肥之毒害与解决土壤板结之问题；高浓度有机碳酸发酵液具有高抗氧化力，经植物吸收后能加速残留农药代谢降解，使农产品达到绿色无公害之目的。3、高浓度有机碳酸发酵液亦具有环境有机臭味消除之功效，与一般化学除臭产品不同的是能以绿色无公害之方式处理禽畜粪与农家肥等有机臭味等问题。
二、本发明提供的高浓度有机碳酸发酵液发酵比例高(发酵程度可经由原料总醣量的变化测定而得，30％以上即可使用，随后熟发酵时间拉长最高可达80％以上)、性质温和稳定，且含有大量抗氧化物质，可大幅延长保存时间，保存时间为10年以上，避免酸败或变质的可能性。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可进一步清楚的了解本发明，但它们不是对本发明的限定。以下实施例中的糖、糖蜜和黄豆均是市面上常见的；所述的光合成菌、酵母菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、乳酸菌、硝化菌均可从市面上购入。以下实施例所使用的各式菌种均购自台湾生物资源保存中心(BCRC)，其筛选来源可为森林土壤或沉积物、动物肠胃道等。
实施例1
在发酵槽内加入经过活性碳过滤的自来水87千克、糖蜜5千克和糖67千克，搅动至糖完全溶解形成糖水，并将黄豆5千克黄豆煮成的黄豆水加入至溶解完毕的糖水中，投入第一次综合发酵菌2千克，搅拌均匀；从第一日投种发酵日起算，第二天开始搅拌，每天早晚一次，每次搅拌时间为5-10分钟。在气温30℃的环境之下，第5天次进入发酵旺盛期，发酵液呈现沸腾貌，进入旺盛期后即可停止搅拌。第10天投入2千克的第二次发酵菌后搅拌均匀；第20天投入2千克的第三次发酵菌后搅拌均匀，发酵完成后，过滤发酵液放入干净储存桶，保持透气封存，进行熟成发酵，室温，為期七個月，得到高浓度有机碳酸发酵液，取以上制得的发酵液检测结果如表1。
实施例2
在发酵槽内加入经过活性碳过滤的自来水97千克、糖蜜10千克和糖77千克，搅动至糖完全溶解形成糖水，并将黄豆10千克黄豆煮成的黄豆水加入至溶解完毕的糖水中，投入第一次综合发酵菌2千克，搅拌均匀；从第一日投种发酵日起算，第二天开始搅拌，每天早晚一次，每次搅拌时间不少于五分钟。在气温25℃的环境之下，第7天次进入发酵旺盛期，发酵液呈现沸腾貌，进入旺盛期后即可停止搅拌。第10天投入2千克的第二次发酵菌后搅拌均匀；第20天投入2千克的第三次发酵菌后搅拌均匀，发酵完成后，过滤发酵液放入干净储存桶，保持透气封存，进行熟成发酵，室温，为期3个月，得到高浓度有机碳酸发酵液，取以上制得的发酵液检测结果如表1。
实施例3
在发酵槽内加入经过活性碳过滤的自来水90千克、糖蜜8千克和糖71千克，搅动至糖完全溶解形成糖水，并将黄豆8千克黄豆煮成的黄豆水加入至溶解完毕的糖水中，投入第一次综合发酵菌2千克，搅拌均匀；从第一日投种发酵日起算，第二天开始搅拌，每天早晚一次，每次搅拌时间不少于五分钟。在气温27℃的环境之下，约第6天次进入发酵旺盛期，发酵液呈现沸腾貌，进入旺盛期后即可停止搅拌。第10天投入2千克的第二次发酵菌后搅拌均匀；第20天投入2千克的第三次发酵菌后搅拌均匀，发酵完成后，过滤发酵液放入干净储存桶，保持透气封存，进行熟成发酵，室温，为期2个月得到高浓度有机碳酸发酵液，取以上制得的发酵液检测结果如表1。
实施例4
在发酵槽内加入经过活性碳过滤的自来水80千克、糖蜜9千克和糖75千克，搅动至糖完全溶解形成糖水，并将黄豆9千克黄豆煮成的黄豆水加入至溶解完毕的糖水中，投入第一次综合发酵菌2千克，搅拌均匀；从第一日投种发酵日起算，第二天开始搅拌，每天早晚一次，每次搅拌时间不少于五分钟。在气温26℃的环境之下，约第6天次进入发酵旺盛期，发酵液呈现沸腾貌，进入旺盛期后即可停止搅拌。第10天投入2千克的第二次发酵菌后搅拌均匀；第20天投入2千克的第三次发酵菌后搅拌均匀，发酵完成后，过滤发酵液放入干净储存桶，保持透气封存，进行熟成发酵，室温为期2个月，得到高浓度有机碳酸发酵液，取以上制得的发酵液检测结果如表1
本发明提供的高浓度有机碳酸发酵液的测试结果如下表1：
表1
Figure BDA0001480892120000051
技术指标：有机质>20％、抗氧化力(DPPH)测定>3.5mg Trolox eq./ml、总醣含量<300 mg glucose eq./ml、pH值3.5±0.3，本发明的总醣含量于发酵后两个月可减少30-40％，发酵后六个月可减少80％以上。
应用实施例：
本发明提供的高浓度有机碳酸发酵液属广谱型植物，可用于叶面喷施与根圈土壤浇灌使用。
叶面喷施其作用原理如下：植物进行光合作用的目的即为固碳并将光能转变为化学能 (葡萄糖、淀粉等)形式储存，光合作用中间产物即为大量的有机碳酸。因此提供额外的有机碳酸能有效促进光合作用的进行，进而提高植物的生长发育情况。特别处于光线不足的环境下，植物适量补充高碳发酵液能够弥补光合作用不足之影响。本发明提供的高浓度有机碳酸发酵液相较于现有技术中的植物用酵素叶面肥以提供活性葡萄糖与果糖为目的，分子更小的有机碳酸能被植物更灵活运用，针对植物自身需求做出调控平衡。例如：合成纤维素以强化结构，提高抗倒伏能力；合成糖类及其他有机酸储存于叶片液泡中，增强抗寒抗旱等抗逆境能力；合成天然色素，促进果实成熟着色，并合成大量果糖、葡萄糖、淀粉储存在果实中，增加甜度、风味与耐储运性。蔬菜采收前密集使用，能迅速代谢残留于蔬菜叶片的硝酸盐类，提高饮食安全。
本发明用于叶面喷施用量如下表2。
表2
作物种类 稀释倍数 喷施时间
果树类 300-500倍 生长期、果实期每7-10天喷一次，各喷3-5次。
蔬菜类 300-500倍 苗期、生长期每7-10天喷一次，共喷3-5次。
瓜果类 300-500倍 团棵、生长期、座果前期每7-10天一次，各喷2-3次。
茄类 300-500倍 苗期、生长期、花果期每7-10天一次。
长豆类 300-500倍 苗期、生长期、花果期每7-10天一次，采摘期每5-7天一次。
茶叶、花卉 300-500倍 生长期每10-14天喷一次，采摘期每7-10天喷一次。
大田作物 300-500倍 苗期、扬花吐穗期前、开花后，各喷1次。
玉米 300-500倍 苗期、扬花吐穗期每7-10天喷一次，各2-3次
药材 300倍 生长期每7-10天喷一次，共3-5次。建议全期喷施。
土豆、甘藷 300-500倍 生长期、果期每7-10天喷一次，共3-5次。
本发明用于根圈土壤浇灌的使用量如下表3。
表3
作物种类 每亩用量 喷施时间
果树类 3-5公升 全期每20-30天浇灌一次。
蔬菜类 1-2公升 全期每20-30天浇灌一次。
瓜果类 2-3公升 全期每20-30天浇灌一次。
茄类 2-3公升 全期每20-30天浇灌一次。
长豆类 2-3公升 全期每20-30天浇灌一次。
茶叶、花卉 2-3公升 全期每20-30天浇灌一次。
大田作物 3-5公升 全期每20-30天浇灌一次。
玉米 3-5公升 全期每20-30天浇灌一次。
药材 3-5公升 全期每20-30天浇灌一次。
土豆、甘藷 3-5公升 全期每20-30天浇灌一次。
1、本发明实施例1应用于查干湖水稻的增产数据结果如下：
(1)品种：吉粳88
处理田(喷洒处理)：每平方米穗：272穗；每穴平均：14.3株；每穗：164.95粒；穗长：19.5cm；株高：88.2cm；千粒重：23.3克；每平方米实测平均产量：773.9克，折合每公顷产量：7739公斤。
对照田(未喷洒)：每平方米：125穗；每穴平均：6株；每穗：125.75粒；穗长：15.2cm；株高：76.1cm；千粒重：22.8克；每平方米实测平均产量：311.3克，折合每公顷产量：3113 公斤。
应用本发明实施例2提供的高浓度有机碳酸发酵液的增产情况：对照田比处理田每公顷增产4626公斤；增产幅度：148.6％。
(2)品种：稻花香
处理田(喷洒处理)：每平方米：323穗；每穴平均：17.9株；每穗：110.15粒；穗長：19.3cm；株高：90.1cm；千粒重：28.7克；每平方米实测产量：757.1克，折合每公顷产量：7571公斤。
对照田(未喷洒)：
每平方米：147穗；每穴平均：7.7株；每穗：75.95粒；穗長：15.2cm；株高：88.2cm；千粒重：26.1克；每平方米实测产量：273.2克，折合每公顷产量：2732公斤。
应用本发明提供的高浓度有机碳酸发酵液的增产情况：对照田比处理田每公顷4839公斤；增產幅度：177.1％。
3、应用本发明实施例3提供的高浓度有机碳酸发酵液处理改善大安市苏打盐碱地水稻测产数据如下：
品种：东稻4
每平方米：390穗；每穴平均：26株；每穗：90.4粒；穗長：19.5cm；株高：88.2cm；千粒重：25.9克；每小畝产量：609.05公斤，折合公顷产量：9135.75公斤。
实测产量：每平方米0.5689公斤；折合每公顷产量：5689公斤。
注：原本此地不适合种植。

Claims (7)

1.一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于，该发酵液由下述制备方法获得：以水、糖、糖蜜和黄豆为原料，经三次发酵后制得，所述的第一次发酵使用的发酵菌为光合成菌和酵母菌混合，第二次发酵菌为芽孢杆菌和双歧杆菌混合；第三次发酵菌为乳酸菌和硝化菌混合；所述的水、糖、糖蜜和黄豆按以下重量份：水为87-97份；糖为67-77份；糖蜜为5-10份；黄豆为5-10份；
具体步骤如下：
A. 第一次发酵：在发酵槽内加入水、糖蜜和糖，搅动至糖完全溶解形成糖水，并将黄豆熬制的黄豆水加入至溶解完毕的糖水中，投入第一次发酵菌，搅拌均匀；从第一日投种发酵日起算，第二天开始搅拌，每天早晚一次，每次搅拌时间不少于五分钟，保持气温25-30℃，5-7天进入发酵旺盛期后发酵液呈现沸腾貌，进入旺盛期后即可停止搅拌；
B．在第一次发酵完成后投入2重量份的第二次发酵菌后搅拌均匀为第二次发酵；
C. 在第二次发酵完成后投入2重量份的第三次发酵菌后搅拌均匀为第三次发酵；之后熟成发酵得到高浓度有机碳酸发酵液。
2.如权利要求1所述的一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于：所述的第二次发酵的开始时间是从第一日投种发酵日起算的第10天，第三次的发酵的开始时间是从第一日投种发酵日起算的第20天。
3.如权利要求1所述的一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于：所述的水为一般自来水经过活性碳过滤之过滤水。
4.如权利要求1所述的一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于：所述的糖为一般市售之食用糖。
5.如权利要求1所述的一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于：所述的糖蜜为市场上常见的蔗糖糖蜜。
6.如权利要求1所述的一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于：所述的黄豆为市面上常见之黄豆，需先取相同重量份与开水熬煮2小时，使用所得之黄豆水。
7.如权利要求1所述的一种高浓度有机碳酸发酵液，其特征在于：所述的第一次发酵菌的加入量为2份，两种菌混合比例为1：1；第二次发酵菌的加入量为2份，两种菌混合比例为1：1；第三次发酵菌的加入量为2份，两种菌混合比例为1：1，三次使用的菌种重量份合计共6份。
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