CN109438103A - 一种壳寡糖作物营养喷施肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壳寡糖作物营养喷施肥，所述喷施肥的制备原料包括以下重量份的组分：氨基酸母液68～102份、壳寡糖5～7.5份、元素肥47～70.5份、柠檬酸稳定剂0.12～0.18份；所述元素肥由以下重量配比的组分组成：硝酸钾12～18份，硝酸钙10～15份，硝酸镁10～15份，水溶硼酸6～9份，水溶磷肥6～9份，糖醇螯合微量元素肥3～4.5份。本发明能为作物提供多种营养物质，还能促进作物生长，增强作物抗逆性，改善作物品质，提高土壤活性，同时在壳寡糖与氨基酸的共同作用下喷施肥利用率提高，肥效增加。

Description

一种壳寡糖作物营养喷施肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种壳寡糖作物营养喷施肥及其制备方法，属于作物肥料技术领域。

背景技术

壳寡糖又叫壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是将壳聚糖经特殊的技术降解得到的一种聚合度在2～20之间寡糖产品，分子量≤3200Da，是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。它具有壳聚糖所没有的较高溶解度，全溶于水，容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能，其作用为壳聚糖的14倍。

壳寡糖应用于农业领域，可改变土壤菌群,促进有益微生物的生长，还可诱导植物的抗病性，对多种真菌、细菌和病毒产生免疫和杀灭作用，对小麦花叶病、棉花黄萎病、水稻稻瘟病、番茄晚疫病等病害具有良好的防治作用。

由于传统肥料长期大量使用可能带来的土壤pH发生改变、产品品质下降等原因，因此提供一种环境友好、可全面补充植物营养、容易被作物吸收且吸收利用率高的壳寡糖作物营养喷施肥。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种壳寡糖作物营养喷施肥及其制备方法，能为作物提供多种营养物质，还能促进作物生长，增强作物抗逆性，改善作物品质，提高土壤活性，同时在壳寡糖与氨基酸的共同作用下喷施肥利用率提高，肥效增加。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、一种壳寡糖作物营养喷施肥，其制备原料包括以下重量份的组分：氨基酸母液68～102份、壳寡糖5～7.5份、元素肥47～70.5份、柠檬酸稳定剂0.12～0.18份；

所述元素肥由以下重量配比的组分组成：硝酸钾12～18份，硝酸钙10～15份，硝酸镁10～15份，水溶硼酸6～9份，水溶磷肥6～9份，糖醇螯合微量元素肥3～4.5份。

作为发明的进一步改进，所述壳寡糖按照以下方法制备：

(1)将350～400重量份pH值为4.0～4.4的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液加入到圆底烧瓶中；

(2)将圆底烧瓶置于水浴锅中，并向其中加入9～12重量份的复合降解酶，于45～55℃下磁力搅拌20min；

(3)将质量为所述复合降解酶质量8～10倍的脱乙酰后的壳聚糖加到圆底烧瓶中，于上述温度下酶解1.5～2h，然后加入14～16重量份质量分数为30％的过氧化氢水溶液，磁力搅拌下继续反应2～3h；

(4)然后将步骤(3)中的混合溶液经物理降解1～2h，即得壳寡糖与残渣混合溶液；

(5)将步骤(4)中的混合溶液离心处理后，取上清液并加入足量无水乙醇，沉淀反应20min后进行二次离心，然后将上清液于60℃下真空干燥，即得水溶性壳寡糖。

作为发明的进一步改进，所述物理降解的条件为：将步骤(3)所得的混合溶液移入石英管，然后将石英管放入光化学反应器中，在350W氙灯照射下持续搅拌1～2h。

作为发明的进一步改进，所述缓冲溶液采用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠、浓度为0.1mol/L的柠檬酸配置而成。

作为发明的进一步改进，所述复合降解酶为重量比为1:0.4～0.6:0.4～0.6的壳聚糖酶、溶菌酶和纤维素酶的复合酶。

作为发明的进一步改进，所述氨基酸母液中总氨基酸的浓度为6～10mg/mL，所述总氨基酸由以下重量百分含量的氨基酸组成：10～12％甘氨酸、5.5～7.5％亮氨酸、4～6％蛋氨酸、10～12％酪氨酸、2～4％组氨酸、3～5％苏氨酸、10～12％丙氨酸、2～4％异亮氨酸、1.5～2％色氨酸、3～5％胱氨酸、6～8％赖氨酸、2.5～4.5％天冬氨酸、0.8～1.2％缬氨酸、2～4％苯丙氨酸、3～5％脯氨酸、0.2～0.4％丝氨酸、4.5～6％谷氨酸、8.5～9.5％精氨酸。

作为发明的进一步改进，所述糖醇螯合微量元素肥中含有以下重量百分含量的八种微量元素：铁5.5％、锌5％、锰4.8％、铜2.2％、硫1.5％、氯2％、钴0.3％、钼2％。

作为发明的进一步改进，所述喷施肥的原料中还含有3～5重量份的维生素C、6～8重量份的腐殖酸。

2、本发明还提供上述全价营养作物肥料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氨基酸母液倒入反应釜中加热至50～70℃；

(2)将上述分量的壳寡糖、硝酸钾、硝酸钙、硝酸镁、水溶硼酸、水溶磷肥、糖醇螯合微量元素肥依次加入氨基酸母液中，搅拌均匀至完全溶解；

(3)往混合溶液中加入柠檬酸稳定剂，冷却后即得成品。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明制备的壳寡糖作物营养喷施肥主要由壳寡糖、氨基酸和元素肥组成，其中元素肥可提供植物生长所需的多种元素，壳寡糖和氨基酸不仅可对元素肥起到增效作用，同时能够促进有益微生物的生长，抑制多种作物病原菌，刺激作物生长，使作物增产丰收。

2、本发明依次采用化学法、酶解法和物理法对脱乙酰后的壳聚糖降解制备壳寡糖，通过磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液对壳聚糖初步降解，缓冲溶液pH值稳定，降解程度高；通过专一性降解酶壳聚糖酶和非专一性降解酶溶菌酶、纤维素酶的复合酶，缩短了降解时间，降低了成本；在光化学反应器中通过氙灯照射进行物理降解，使溶液中的H₂O₂吸收紫外线和可见光，加速了剩余壳聚糖的降解速度，方法简单易行。

3、本发明以18种氨基酸制备的氨基酸母液制备喷施肥，可为作物生长提供必须的氨基酸，刺激和调节作物快速生长，有利于增强作物对营养物质的吸收，提高作物品质。

4、本发明通过硝酸钾、硝酸钙等硝酸盐提供作物生长所需的氮元素，硝态氮易溶于水，用于农业补充氮元素能使作物生长加快，延长作物生长期和采收期。

5、本发明使用以糖醇为螯合剂螯合而成的多元微量元素肥，除了微量元素对作物的产量和品质具有营养功能外，糖醇分子量低，易于被作物吸收，且进入作物体内容易降解释放出养分，因此对于作物的生长也有很好的促进作用；此外，糖醇还可以通过调节细胞渗透性提高作物的抗逆性。

6、本发明通过在元素肥中添加维生素C和腐殖酸等有效成分，可为作物的生长提供更充足的营养物质，提高肥料使用的有效性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

实施例1

一种壳寡糖作物营养喷施肥，其制备原料包括以下重量份的组分：氨基酸母液100份、壳寡糖7.5份、元素肥70份、柠檬酸稳定剂0.18份；

所述元素肥由以下重量配比的组分组成：硝酸钾16份，硝酸钙15份，硝酸镁15份，水溶硼酸8份，水溶磷肥8份，糖醇螯合微量元素肥4.5份。

具体制备方法如下：

(1)将氨基酸母液倒入反应釜中加热至60℃；

(2)将上述分量的壳寡糖、硝酸钾、硝酸钙、硝酸镁、水溶硼酸、水溶磷肥、糖醇螯合微量元素肥依次加入氨基酸母液中，搅拌均匀至完全溶解；

(3)往混合溶液中加入柠檬酸稳定剂，冷却后即得成品。

上述壳寡糖按照以下方法制备：

(1)将400重量份pH值为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液加入到圆底烧瓶中；

(2)将圆底烧瓶置于水浴锅中，并向其中加入12重量份的复合降解酶，于50℃下磁力搅拌20min；

(3)将质量为所述复合降解酶质量10倍的脱乙酰后的壳聚糖加到圆底烧瓶中，于上述温度下酶解2h，然后加入16重量份质量分数为30％的过氧化氢水溶液，磁力搅拌下继续反应3h；

(4)然后将步骤(3)中的混合溶液经物理降解2h，即得壳寡糖与残渣混合溶液；

(5)将步骤(4)中的混合溶液离心处理后，取上清液并加入足量无水乙醇，沉淀反应20min后进行二次离心，然后将上清液于60℃下真空干燥，即得水溶性壳寡糖。

其中，所述物理降解的条件为：将步骤(3)所得的混合溶液移入石英管，然后将石英管放入光化学反应器中，在350W氙灯照射下持续搅拌1h。

其中，所述缓冲溶液采用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠、浓度为0.1mol/L的柠檬酸配置而成。

其中，所述复合降解酶为重量比为1:0.6:0.6的壳聚糖酶、溶菌酶和纤维素酶的复合酶。

上述氨基酸母液中总氨基酸的浓度为10mg/mL，所述总氨基酸由以下重量百分含量的氨基酸组成：12％甘氨酸、6％亮氨酸、4％蛋氨酸、10％酪氨酸、4％组氨酸、5％苏氨酸、10％丙氨酸、4％异亮氨酸、2％色氨酸、4％胱氨酸、8％赖氨酸、4.5％天冬氨酸、1.2％缬氨酸、4％苯丙氨酸、5％脯氨酸、0.3％丝氨酸、6％谷氨酸、10％精氨酸。

上述糖醇螯合微量元素肥中含有以下重量百分含量的八种微量元素：铁5.5％、锌5％、锰4.8％、铜2.2％、硫1.5％、氯2％、钴0.3％、钼2％。

上述壳寡糖作物营养喷施肥的原料中还含有5重量份的维生素C、8重量份的腐殖酸。

实施例2

一种壳寡糖作物营养喷施肥，其制备原料包括以下重量份的组分：氨基酸母液80份、壳寡糖6份、元素肥60份、柠檬酸稳定剂0.18份；

所述元素肥由以下重量配比的组分组成：硝酸钾14份，硝酸钙12份，硝酸镁12份，水溶硼酸7份，水溶磷肥7份，糖醇螯合微量元素肥4份。

具体制备方法如下：

(1)将氨基酸母液倒入反应釜中加热至60℃；

(2)将上述分量的壳寡糖、硝酸钾、硝酸钙、硝酸镁、水溶硼酸、水溶磷肥、糖醇螯合微量元素肥依次加入氨基酸母液中，搅拌均匀至完全溶解；

(3)往混合溶液中加入柠檬酸稳定剂，冷却后即得成品。

上述壳寡糖按照以下方法制备：

(1)将400重量份pH值为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液加入到圆底烧瓶中；

(2)将圆底烧瓶置于水浴锅中，并向其中加入12重量份的复合降解酶，于50℃下磁力搅拌20min；

(3)将质量为所述复合降解酶质量10倍的脱乙酰后的壳聚糖加到圆底烧瓶中，于上述温度下酶解2h，然后加入16重量份质量分数为30％的过氧化氢水溶液，磁力搅拌下继续反应3h；

(4)然后将步骤(3)中的混合溶液经物理降解2h，即得壳寡糖与残渣混合溶液；

(5)将步骤(4)中的混合溶液离心处理后，取上清液并加入足量无水乙醇，沉淀反应20min后进行二次离心，然后将上清液于60℃下真空干燥，即得水溶性壳寡糖。

其中，所述物理降解的条件为：将步骤(3)所得的混合溶液移入石英管，然后将石英管放入光化学反应器中，在350W氙灯照射下持续搅拌1h。

其中，所述缓冲溶液采用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠、浓度为0.1mol/L的柠檬酸配置而成。

其中，所述复合降解酶为重量比为1:0.6:0.6的壳聚糖酶、溶菌酶和纤维素酶的复合酶。

上述氨基酸母液中总氨基酸的浓度为10mg/mL，所述总氨基酸由以下重量百分含量的氨基酸组成：12％甘氨酸、6％亮氨酸、4％蛋氨酸、10％酪氨酸、4％组氨酸、5％苏氨酸、10％丙氨酸、4％异亮氨酸、2％色氨酸、4％胱氨酸、8％赖氨酸、4.5％天冬氨酸、1.2％缬氨酸、4％苯丙氨酸、5％脯氨酸、0.3％丝氨酸、6％谷氨酸、10％精氨酸。

上述糖醇螯合微量元素肥中含有以下重量百分含量的八种微量元素：铁5.5％、锌5％、锰4.8％、铜2.2％、硫1.5％、氯2％、钴0.3％、钼2％。

上述壳寡糖作物营养喷施肥的原料中还含有5重量份的维生素C、8重量份的腐殖酸。

实施例3

一种壳寡糖作物营养喷施肥，其制备原料包括以下重量份的组分：氨基酸母液100份、壳寡糖7.5份、元素肥70份、柠檬酸稳定剂0.18份；

所述元素肥由以下重量配比的组分组成：硝酸钾16份，硝酸钙15份，硝酸镁15份，水溶硼酸8份，水溶磷肥8份，糖醇螯合微量元素肥4.5份。

具体制备方法如下：

(1)将氨基酸母液倒入反应釜中加热至50℃；

(2)将上述分量的壳寡糖、硝酸钾、硝酸钙、硝酸镁、水溶硼酸、水溶磷肥、糖醇螯合微量元素肥依次加入氨基酸母液中，搅拌均匀至完全溶解；

(3)往混合溶液中加入柠檬酸稳定剂，冷却后即得成品。

上述壳寡糖按照以下方法制备：

(1)将350重量份pH值为4.4的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液加入到圆底烧瓶中；

(2)将圆底烧瓶置于水浴锅中，并向其中加入10重量份的复合降解酶，于45℃下磁力搅拌20min；

(3)将质量为所述复合降解酶质量8倍的脱乙酰后的壳聚糖加到圆底烧瓶中，于上述温度下酶解1.5h，然后加入14重量份质量分数为30％的过氧化氢水溶液，磁力搅拌下继续反应2h；

(4)然后将步骤(3)中的混合溶液经物理降解1h，即得壳寡糖与残渣混合溶液；

(5)将步骤(4)中的混合溶液离心处理后，取上清液并加入足量无水乙醇，沉淀反应20min后进行二次离心，然后将上清液于60℃下真空干燥，即得水溶性壳寡糖。

其中，所述物理降解的条件为：将步骤(3)所得的混合溶液移入石英管，然后将石英管放入光化学反应器中，在350W氙灯照射下持续搅拌1h。

其中，所述缓冲溶液采用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠、浓度为0.1mol/L的柠檬酸配置而成。

其中，所述复合降解酶为重量比为1:0.5:0.5的壳聚糖酶、溶菌酶和纤维素酶的复合酶。

上述氨基酸母液中总氨基酸的浓度为8.5mg/mL，所述总氨基酸由以下重量百分含量的氨基酸组成：12％甘氨酸、6％亮氨酸、4％蛋氨酸、10％酪氨酸、4％组氨酸、5％苏氨酸、10％丙氨酸、4％异亮氨酸、2％色氨酸、4％胱氨酸、8％赖氨酸、4.5％天冬氨酸、1.2％缬氨酸、4％苯丙氨酸、5％脯氨酸、0.3％丝氨酸、6％谷氨酸、10％精氨酸。

上述糖醇螯合微量元素肥中含有以下重量百分含量的八种微量元素：铁5.5％、锌5％、锰4.8％、铜2.2％、硫1.5％、氯2％、钴0.3％、钼2％。

上述壳寡糖作物营养喷施肥的原料中还含有5重量份的维生素C、8重量份的腐殖酸。

采用实施例1至实施例3中的壳寡糖作物营养喷施肥分别对幼苗期的小麦、西红柿施肥，以同一时期作物采用常规种植手段作为对比，对同一时期作物的抗逆性、病害率、土壤中有益细菌数量以及作物产量等进行统计，结果分别如表1、表2所述。(+：相对对照组增加；-：相对对照组减少)

表1小麦幼苗期施肥

表2西红柿幼苗期施肥

根据表1和表2的结果可以看出，使用本发明实施例1至实施例3制备的喷施肥进行施肥的作物与采用常规种植手段种植的作物相比，作物产量、抗逆性以及土壤中有益细菌数量均得到了有效提高，作物病害率也大大降低。其中，对于小麦来说，亩产量提高了6～14％、每平方分米土壤中有益细菌的数量增加了22～30倍；对于西红柿来说，亩产量提高了22～32％、每平方分米土壤中有益细菌的数量增加了21.64～28.57倍。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述喷施肥的制备原料包括以下重量份的组分：氨基酸母液68～102份、壳寡糖5～7.5份、元素肥47～70.5份、柠檬酸稳定剂0.12～0.18份；

所述元素肥由以下重量配比的组分组成：硝酸钾12～18份，硝酸钙10～15份，硝酸镁10～15份，水溶硼酸6～9份，水溶磷肥6～9份，糖醇螯合微量元素肥3～4.5份。

2.根据权利要求1所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述壳寡糖按照以下方法制备：

(1)将350～400重量份pH值为4.0～4.4的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液加入到圆底烧瓶中；

(2)将圆底烧瓶置于水浴锅中，并向其中加入9～12重量份的复合降解酶，于45～55℃下磁力搅拌20min；

(3)将质量为所述复合降解酶质量8～10倍的脱乙酰后的壳聚糖加到圆底烧瓶中，于上述温度下酶解1.5～2h，然后加入14～16重量份质量分数为30％的过氧化氢水溶液，磁力搅拌下继续反应2～3h；

(4)然后将步骤(3)中的混合溶液经物理降解1～2h，即得壳寡糖与残渣混合溶液；

(5)将步骤(4)中的混合溶液离心处理后，取上清液并加入足量无水乙醇，沉淀反应20min后进行二次离心，然后将上清液于60℃下真空干燥，即得水溶性壳寡糖。

3.根据权利要求2所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述物理降解的条件为：将步骤(3)所得的混合溶液移入石英管，然后将石英管放入光化学反应器中，在350W氙灯照射下持续搅拌1～2h。

4.根据权利要求2所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述缓冲溶液采用浓度为0.2mol/L的磷酸氢二钠、浓度为0.1mol/L的柠檬酸配置而成。

5.根据权利要求2所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述复合降解酶为重量比为1:0.4～0.6:0.4～0.6的壳聚糖酶、溶菌酶和纤维素酶的复合酶。

6.根据权利要求1所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述氨基酸母液中总氨基酸的浓度为6～10mg/mL，所述总氨基酸由以下重量百分含量的氨基酸组成：10～12％甘氨酸、5.5～7.5％亮氨酸、4～6％蛋氨酸、10～12％酪氨酸、2～4％组氨酸、3～5％苏氨酸、10～12％丙氨酸、2～4％异亮氨酸、1.5～2％色氨酸、3～5％胱氨酸、6～8％赖氨酸、2.5～4.5％天冬氨酸、0.8～1.2％缬氨酸、2～4％苯丙氨酸、3～5％脯氨酸、0.2～0.4％丝氨酸、4.5～6％谷氨酸、8.5～9.5％精氨酸。

7.根据权利要求1所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述糖醇螯合微量元素肥中含有以下重量百分含量的八种微量元素：铁5.5％、锌5％、锰4.8％、铜2.2％、硫1.5％、氯2％、钴0.3％、钼2％。

8.根据权利要求1所述的一种壳寡糖作物营养喷施肥，其特征在于，所述喷施肥的原料中还含有3～5重量份的维生素C、6～8重量份的腐殖酸。

9.权利要求1至8任一所述壳寡糖作物营养喷施肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将氨基酸母液倒入反应釜中加热至50～70℃；

(2)将上述分量的壳寡糖、硝酸钾、硝酸钙、硝酸镁、水溶硼酸、水溶磷肥、糖醇螯合微量元素肥依次加入氨基酸母液中，搅拌均匀至完全溶解；

(3)往混合溶液中加入柠檬酸稳定剂，冷却后即得成品。