CN108276219A - 无土栽培用富铬营养液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种营养液及其制备方法，特别是涉及无土栽培用富铬营养液及其制备方法。所述生物质源无土栽培富铬营养液由下列重量份的原料加工而成：富铬生物质废料处理液150‑250份，矿物质盐15‑25份，氨基酸15‑25份，尿素15‑25份，复合生长调节剂5‑10份，氧化型谷胱甘肽5‑10份。本发明通过利用生物质废料富集铬元素，经浓缩提纯，另加入其它天然营养及无机物质，经复配得到该富铬营养液产物，可促进农作物营养元素的吸收，为作物生长全阶段提供充足的营养，同时提高了农作物抵抗病虫害的能力，促进植物光合作用，提高农作物产量及质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种营养液及其制备方法，特别是涉及无土栽培用富铬营养液及其制备方法。
背景技术
无土栽培法又称营养栽培法、水耕法。它是在栽种作物时不用土壤，不施粪肥，一般仅用化学肥料或化学试剂配成的营养液供给作物所需养分的特殊栽培方法。无土栽培相比传统的土壤栽培，受土壤条件的限制较少，同时生产劳动强度低，在很大程度上节约了成本。营养液栽培的水肥供应一般采用微管道灌溉系统，较易实行定点、局部化，可明显降低水肥的浪费。试验证明可比土壤栽培节水3-7倍，肥料利用率提高20%-30%。
近年来，对于无土栽培营养液的研究也成为了无土栽培技术的热点，现有技术中大量使用的无土栽培营养液主要是以无机营养液为主，为农作物提供最基本的营养需求。其存在的问题是，这些无土栽培营养液只为农作物提供了最基本的营养需求，但是农作物自身的免疫力低下，抵抗病虫害的能力较弱，致使农作物的成活率和产量降低。
本发明提供了一种适用于无土栽培的的生物质源富铬营养液，通过生物质废料富集铬元素，经高度提纯，复配等工艺制得，同时在营养液中加入一种复合生长调节剂，通过相互之间的协同作用，显著提高农作物对营养元素的吸收，促进光合作用，提高农作物抵抗虫害的能力，提高农作物产量，同时实现生物废料的循环利用。
发明内容
为解决现有技术中无机无土栽培营养液对农作物的适用性较低，同时营养成分的吸收率也较低，导致农作物成活率低和产量下降，长出的作物果实在大小、颜色、口感等方面均不理想等问题。本发明提供了无土栽培用富铬营养液及其制备方法，该营养液是从生物质废料中提取有机铬，经高度浓缩、复配等工艺制成，不仅能释放天然植物活性因子，促进农作物根系生长，同时可提高农作物抵抗病虫害的免疫力，促进农作物光合作用，提高农作物产量及质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
无土栽培用富铬营养液，所述生物质源无土栽培富铬营养液由下列重量份的原料加工而成：富铬生物质废料处理液150-250份，矿物质盐15-25份，氨基酸15-25份，尿素15-25份，复合生长调节剂5-10份，氧化型谷胱甘肽5-10份。
所述无土栽培用富铬营养液的制备方法如下：
1）将富铬生物质废料，用粉碎机进行粉碎，过80-100目筛；
2）利用球磨仪对粉碎后的废料进行超微研磨，研磨时间10-30min，功率10-30HZ，得到酶解原料，室温下进行保藏；
3）将步骤（2）中的酶解原料与水1:3-4（重量）混合，并搅拌均匀，调节pH值到5.5-6.0左右，加入废料质量1%-1.5%的纤维素酶并不断搅拌，酶解时间2-4h，酶解温度45-55℃；
4） 酶解结束后，酶解液于90-95℃、加热3-5s灭酶，降温至30-40℃；
5）利用离心机对步骤4）灭活后的酶解液离心，得酶解清液；
6）将步骤5）的酶解清液用纳滤膜进行透析浓缩2-4倍，得到浓缩后的富铬生物质废料处理液；
7）将步6）得到的富铬生物质废料处理液与矿物质盐、氨基酸、尿素、复合生长调节剂和氧化型谷胱甘肽按配方量混合均匀，滤去水不溶性杂质，得到富铬营养液成品。
优选的，矿物质盐为磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钙、硫酸镁按重量比（0.8-1.1）:（0.8-1.1）:（0.5-1.1）:（0.5-1.1）组成。
优选的，氧化型谷胱甘肽的制备方法步骤如下：
1）取还原型谷胱甘肽，于40-45℃溶解，获得80-100g/L的还原型谷胱甘肽溶液，测其pH值为A1；
2) 用氢氧化钡调pH至A2，7.0≤A2≤7.1；
3）加入一定量双氧水，边加边搅拌，加完后继续搅拌反应0.2-0.3h；
4）反应结束后，加入一定量二氧化锰，搅拌5-10min，然后充分滤去二氧化锰；
5）用硫酸调节pH至A3，A1-0.05≤A3≤A1；
6）充分滤去硫酸钡沉淀，喷雾干燥，获得氧化型谷胱甘肽。
优选的，所述双氧水的添加量为0.2-0.5ml/g谷胱甘肽，双氧水的额浓度为20-30%。
优选的，复合生长调节剂由下列重量份的原料加工而成：酶解海藻残渣干粉15-25份，燕麦β-葡聚糖5-10份，聚赖氨酸0.5-1份，吲哚乙酸1-2份。
更有选的，复合生长调节剂的制备方法如下：
1）将干海藻残渣加入到水和无机盐溶液中，浸泡30min；
2）高速打浆，打浆后调pH5.0-6.0，温度45-55℃，加入复合酶酶解30-50min，然后加热至80-90℃灭酶2-5s；
3）利用离心机对步骤2）灭酶后的酶解液离心，取上清液为酶解海藻提取液；
4）将酶解海藻提取液用纳滤膜进行透析浓缩，所述的纳滤膜截留分子量为150-500Da，得到过滤后的酶解海藻提取液；
5）将过滤后的酶解海藻提取液在温度60-80℃、真空度-0.075至-0.095mpa下进一步浓缩至固形物含量为30-40%，然后再喷雾干燥器中干燥得到含水率为4%-7%的粉末状酶解海藻残渣干粉；
6）将步骤5）得到的酶解海藻残渣干粉与燕麦β-葡聚糖，聚赖氨酸，吲哚乙酸，按配方量混合均匀，用80-100目筛子过筛，得到复配后的生长调节剂。
优选的，所述复合酶的用量为海藻残渣质量的0.5-0.8%，复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶按质量比2-3:1组成。
本发明的有益效果是：本发明通过利用生物质废料富集铬元素，经浓缩提纯，另加入其它天然营养及无机物质，经复配得到该富铬营养液产物，可促进农作物营养元素的吸收，为作物生长全阶段提供充足的营养，同时提高了农作物抵抗病虫害的能力，促进植物光合作用，提高农作物产量及质量。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1：
无土栽培用富铬营养液，所述生物质源无土栽培富铬营养液由下列重量份的原料加工而成：富铬生物质废料处理液150份，矿物质盐15份，氨基酸15份，尿素15份，复合生长调节剂5份，氧化型谷胱甘肽5份。
所述无土栽培用富铬营养液的制备方法如下：
1）将富铬生物质废料，用粉碎机进行粉碎，过80目筛；
2）利用球磨仪对粉碎后的废料进行超微研磨，研磨时间10min，功率30HZ，得到酶解原料，室温下进行保藏；
3）将步骤（2）中的酶解原料与水1:3（重量）混合，并搅拌均匀，调节pH值到5.5左右，加入废料质量1%%的纤维素酶并不断搅拌，酶解时间4h，酶解温度55℃；
4） 酶解结束后，酶解液于90℃、加热5s灭酶，降温至30℃；
5）利用离心机对步骤4）灭活后的酶解液离心，得酶解清液；
6）将步骤5）的酶解清液用纳滤膜进行透析浓缩2倍，得到浓缩后的富铬生物质废料处理液；
7）将步6）得到的富铬生物质废料处理液与矿物质盐、氨基酸、尿素、复合生长调节剂和氧化型谷胱甘肽按配方量混合均匀，滤去水不溶性杂质，得到富铬营养液成品。
本发明中，所述矿物质盐为磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钙、硫酸镁按重量比0.8:0.8:0.5:0.5组成。
本发明中，所述氧化型谷胱甘肽的制备方法步骤如下：
1）取还原型谷胱甘肽，于40℃溶解，获得80g/L的还原型谷胱甘肽溶液，测其pH值为A1；
2) 用氢氧化钡调pH至A2， 7.0≤A2≤7.1；
3）加入一定量双氧水，边加边搅拌，加完后继续搅拌反应0.2h；
4）反应结束后，加入一定量二氧化锰，搅拌5min，然后充分滤去二氧化锰；
5）用硫酸调节pH至A3，A1-0.05≤A3；
6）充分滤去硫酸钡沉淀，喷雾干燥，获得氧化型谷胱甘肽。
本发明中所述双氧水的添加量为0.2ml/g谷胱甘肽，双氧水的额浓度为30%，复合生长调节剂由下列重量份的原料加工而成：酶解海藻残渣干粉15份，燕麦β-葡聚糖5份，聚赖氨酸0.5份，吲哚乙酸1份。
复合生长调节剂的制备方法如下：
1）将干海藻残渣加入到水和无机盐溶液中，浸泡30min；
2）高速打浆，打浆后调pH5.0，温度45℃，加入复合酶酶解30min，然后加热至80℃灭酶2s；
3）利用离心机对步骤2）灭酶后的酶解液离心，取上清液为酶解海藻提取液；
4）将酶解海藻提取液用纳滤膜进行透析浓缩，所述的纳滤膜截留分子量为150Da，得到过滤后的酶解海藻提取液；
5）将过滤后的酶解海藻提取液在温度60℃、真空度-0.075mpa下进一步浓缩至固形物含量为30%，然后再喷雾干燥器中干燥得到含水率为4%的粉末状酶解海藻残渣干粉；
6）将步骤5）得到的酶解海藻残渣干粉与燕麦β-葡聚糖，聚赖氨酸，吲哚乙酸，按配方量混合均匀，用80目筛子过筛，得到复配后的生长调节剂。
所述复合酶的用量为海藻残渣质量的0.5%，复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶按质量比2:1组成。
实施例二：
无土栽培用富铬营养液，所述生物质源无土栽培富铬营养液由下列重量份的原料加工而成：富铬生物质废料处理液250份，矿物质盐25份，氨基酸25份，尿素25份，复合生长调节剂10份，氧化型谷胱甘肽10份。
所述无土栽培用富铬营养液的制备方法如下：
1）将富铬生物质废料，用粉碎机进行粉碎，过100目筛；
2）利用球磨仪对粉碎后的废料进行超微研磨，研磨时间30min，功率10HZ，得到酶解原料，室温下进行保藏；
3）将步骤（2）中的酶解原料与水1:3（重量）混合，并搅拌均匀，调节pH值到6.0左右，加入废料质量1.5%的纤维素酶并不断搅拌，酶解时间4h，酶解温度45℃；
4） 酶解结束后，酶解液于95℃、加热3s灭酶，降温至40℃；
5）利用离心机对步骤4）灭活后的酶解液离心，得酶解清液；
6）将步骤5）的酶解清液用纳滤膜进行透析浓缩4倍，得到浓缩后的富铬生物质废料处理液；
7）将步6）得到的富铬生物质废料处理液与矿物质盐、氨基酸、尿素、复合生长调节剂和氧化型谷胱甘肽按配方量混合均匀，滤去水不溶性杂质，得到富铬营养液成品。
矿物质盐为磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钙、硫酸镁按重量比1:1:1:1组成。
氧化型谷胱甘肽的制备方法步骤如下：
1）取还原型谷胱甘肽，于45℃溶解，获得100g/L的还原型谷胱甘肽溶液，测其pH值为A1；
2) 用氢氧化钡调pH至A2，7.0≤A2≤7.1；
3）加入一定量双氧水，边加边搅拌，加完后继续搅拌反应0.3h；
4）反应结束后，加入一定量二氧化锰，搅拌10min，然后充分滤去二氧化锰；
5）用硫酸调节pH至A3，A1-0.05≤A3≤A1；
6）充分滤去硫酸钡沉淀，喷雾干燥，获得氧化型谷胱甘肽。
所述双氧水的添加量为0.5ml/g谷胱甘肽，双氧水的额浓度为20-。
复合生长调节剂由下列重量份的原料加工而成：酶解海藻残渣干粉25份，燕麦β-葡聚糖10份，聚赖氨酸1份，吲哚乙酸1份。
复合生长调节剂的制备方法如下：
1）将干海藻残渣加入到水和无机盐溶液中，浸泡30min；
2）高速打浆，打浆后调pH6.0，温度55℃，加入复合酶酶解50min，然后加热至90℃灭酶2s；
3）利用离心机对步骤2）灭酶后的酶解液离心，取上清液为酶解海藻提取液；
4）将酶解海藻提取液用纳滤膜进行透析浓缩，所述的纳滤膜截留分子量为500Da，得到过滤后的酶解海藻提取液；
5）将过滤后的酶解海藻提取液在温度80℃、真空度0.095mpa下进一步浓缩至固形物含量为40%，然后再喷雾干燥器中干燥得到含水率为7%的粉末状酶解海藻残渣干粉；
6）将步骤5）得到的酶解海藻残渣干粉与燕麦β-葡聚糖，聚赖氨酸，吲哚乙酸，按配方量混合均匀，用100目筛子过筛，得到复配后的生长调节剂。
所述复合酶的用量为海藻残渣质量的0.8%，复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶按质量比3:1组成。
实施例3：
无土栽培用富铬营养液，所述生物质源无土栽培富铬营养液由下列重量份的原料加工而成：富铬生物质废料处理液200份，矿物质盐20份，氨基酸20份，尿素20份，复合生长调节剂8份，氧化型谷胱甘肽8份。
所述无土栽培用富铬营养液的制备方法如下：
1）将富铬生物质废料，用粉碎机进行粉碎，过100目筛；
2）利用球磨仪对粉碎后的废料进行超微研磨，研磨时间20min，功率20HZ，得到酶解原料，室温下进行保藏；
3）将步骤（2）中的酶解原料与水1:3（重量）混合，并搅拌均匀，调节pH值到5.5左右，加入废料质量1.2%的纤维素酶并不断搅拌，酶解时间3h，酶解温度50℃；
4） 酶解结束后，酶解液于92℃、加热4s灭酶，降温至35℃；
5）利用离心机对步骤4）灭活后的酶解液离心，得酶解清液；
6）将步骤5）的酶解清液用纳滤膜进行透析浓缩3倍，得到浓缩后的富铬生物质废料处理液；
7）将步6）得到的富铬生物质废料处理液与矿物质盐、氨基酸、尿素、复合生长调节剂和氧化型谷胱甘肽按配方量混合均匀，滤去水不溶性杂质，得到富铬营养液成品。
矿物质盐为磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钙、硫酸镁按重量比0.9:1.0:0.8:0.8组成。
氧化型谷胱甘肽的制备方法步骤如下：
1）取还原型谷胱甘肽，于42℃溶解，获得90g/L的还原型谷胱甘肽溶液，测其pH值为A1；
2) 用氢氧化钡调pH至A2，7.0≤A2≤7.1；
3）加入一定量双氧水，边加边搅拌，加完后继续搅拌反应0.25h；
4）反应结束后，加入一定量二氧化锰，搅拌8min，然后充分滤去二氧化锰；
5）用硫酸调节pH至A3，A1-0.05≤A3≤A1；
6）充分滤去硫酸钡沉淀，喷雾干燥，获得氧化型谷胱甘肽。
所述双氧水的添加量为0.35ml/g谷胱甘肽，双氧水的额浓度为25%。
合生长调节剂由下列重量份的原料加工而成：酶解海藻残渣干粉20份，燕麦β-葡聚糖8份，聚赖氨酸0.75份，吲哚乙酸1.5份。
复合生长调节剂的制备方法如下：
1）将干海藻残渣加入到水和无机盐溶液中，浸泡30min；
2）高速打浆，打浆后调pH5.5，温度50℃，加入复合酶酶解40min，然后加热至85℃灭酶3s；
3）利用离心机对步骤2）灭酶后的酶解液离心，取上清液为酶解海藻提取液；
4）将酶解海藻提取液用纳滤膜进行透析浓缩，所述的纳滤膜截留分子量为300Da，得到过滤后的酶解海藻提取液；
5）将过滤后的酶解海藻提取液在温度70℃、真空度-0.085mpa下进一步浓缩至固形物含量为35-40%，然后再喷雾干燥器中干燥得到含水率为5%的粉末状酶解海藻残渣干粉；
6）将步骤5）得到的酶解海藻残渣干粉与燕麦β-葡聚糖，聚赖氨酸，吲哚乙酸，按配方量混合均匀，用90目筛子过筛，得到复配后的生长调节剂。
所述复合酶的用量为海藻残渣质量的0.7%，复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶按质量比5:2组成。
本发明提供了一种适用于无土栽培的的生物质源富铬营养液，通过生物质废料富集铬元素，经高度提纯，复配等工艺制得，同时在营养液中加入一种复合生长调节剂，通过相互之间的协同作用，显著提高农作物对营养元素的吸收，促进光合作用，提高农作物抵抗虫害的能力，提高农作物产量，同时实现生物废料的循环利用。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述富铬营养液由下列重量份的原料加工而成：富铬生物质废料处理液150-250份，矿物质盐15-25份，氨基酸15-25份，尿素15-25份，复合生长调节剂5-10份，氧化型谷胱甘肽5-10份；所述无土栽培用富铬营养液的制备方法如下：
1）将富铬生物质废料，用粉碎机进行粉碎，过80-100目筛；
2）利用球磨仪对粉碎后的废料进行超微研磨，得到酶解原料，室温下进行保藏；
3）将步骤（2）中的酶解原料与水按质量比1:3-4混合，并搅拌均匀，调节pH值到5.5-6.0左右，加入废料质量1%-1.5%的纤维素酶并不断搅拌，酶解时间2-4h，酶解温度45-55℃；
4） 酶解结束后，酶解液于90-95℃、加热3-5s灭酶，降温至30-40℃；
5）利用离心机对步骤4）灭活后的酶解液离心，得酶解清液；
6）将步骤5）的酶解清液用纳滤膜进行透析浓缩2-4倍，得到浓缩后的富铬生物质废料处理液；
7）将步6）得到的富铬生物质废料处理液与矿物质盐、氨基酸、尿素、复合生长调节剂和氧化型谷胱甘肽按配方量混合均匀，滤去水不溶性杂质，得到富铬营养液成品。
2.根据权利要求1所述的无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述矿物质盐为磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钙、硫酸镁按重量比（0.8-1.1）:（0.8-1.1）:（0.5-1.1）:（0.5-1.1）组成。
3.根据权利要求1所述的无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述氧化型谷胱甘肽的制备方法步骤如下：
1）取还原型谷胱甘肽，于40-45℃溶解，获得80-100g/L的还原型谷胱甘肽溶液，测其pH值为A1；
2) 用氢氧化钡调pH至A2，7.0≤A2≤7.1；
3）加入一定量双氧水，边加边搅拌，加完后继续搅拌反应0.2-0.3h；
4）反应结束后，加入一定量二氧化锰，搅拌5-10min，然后充分滤去二氧化锰；
5）用硫酸调节pH至A3，A1-0.05≤A3≤A1；
6）充分滤去硫酸钡沉淀，喷雾干燥，获得氧化型谷胱甘肽。
4.根据权利要求1所述的无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述双氧水的添加量为0.2-0.5ml/g谷胱甘肽，双氧水的额浓度为20-30%。
5.根据权利要求1所述的无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述复合生长调节剂由下列重量份的原料加工而成：酶解海藻残渣干粉15-25份，燕麦β-葡聚糖5-10份，聚赖氨酸0.5-1份，吲哚乙酸1-2份。
6.根据权利要求5所述的无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述复合生长调节剂的制备方法如下：
1）将干海藻残渣加入到水和无机盐溶液中，浸泡30min；
2）高速打浆，打浆后调pH5.0-6.0，温度45-55℃，加入复合酶酶解30-50min，然后加热至80-90℃灭酶2-5s；
3）利用离心机对步骤2）灭酶后的酶解液离心，取上清液为酶解海藻提取液；
4）将酶解海藻提取液用纳滤膜进行透析浓缩，所述的纳滤膜截留分子量为150-500Da，得到过滤后的酶解海藻提取液；
5）将过滤后的酶解海藻提取液在温度60-80℃、真空度-0.075至-0.095mpa下进一步浓缩至固形物含量为30-40%，然后再喷雾干燥器中干燥得到含水率为4%-7%的粉末状酶解海藻残渣干粉；
6）将步骤5）得到的酶解海藻残渣干粉与燕麦β-葡聚糖，聚赖氨酸，吲哚乙酸，按配方量混合均匀，用80-100目筛子过筛，得到复配后的生长调节剂。
7.根据权利要求6所述的无土栽培用富铬营养液，其特征在于，所述复合酶的用量为海藻残渣质量的0.5-0.8%，复合酶由纤维素酶和木瓜蛋白酶按质量比2-3:1组成。
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