CN109942320A - 可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素及其制作、施用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素及其制作、施用方法，涉及土壤改良技术领域。包括以下原料：纯净水20‑40份、桔子6‑12份和红糖2‑4份；包括以下步骤：将桔子用清水清洗干净，去除残留在桔子上的杂物；将纯净水、桔子和红糖，按照10：3：1的质量比充分混合；然后将混合物移入统一规格体积的塑料桶容器中，密封并置于阴凉通风处，使其进行发酵，时间为120‑180天；发酵完成之后，打开容器，将容器内发酵产物过滤，得到酵渣和酵素。通过野外施用试验，经过调查采样、分析测定，揭示酵素的土壤蔗糖酶活性改良效应，为酵素应用及土壤肥力改良提供新的途径和技术。

Description

可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素及其制作、施用方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域，具体为可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素及其制作、施用方法。

背景技术

我国水果和蔬菜等生物质资源十分丰富，但因其时令性较强，一般存在储存加工性较差、鲜销条件比较严苛等问题，使得部分果蔬原料直接浪费。为此，利用微生物对果蔬原料进行发酵处理，形成发酵产物——酵素，发展新的利用途径和效果，既能避免大量资源浪费，又能发挥更好作用，促进社会经济不断可持续发展。酵素作为微生物发酵而成的产物，属于酶类，是由活细胞产生的具有催化活性和高度选择性的特殊有机物，其中绝大部分酶是蛋白质。酵素的催化作用较大影响了物质的转化和迁移状况。

酵素是混合了糖和水的果蔬物质经厌氧发酵后产生的棕色液体，其中，包含酵素菌分泌的活性物质和多种酶，主要包括蛋白质分解酶、氧化还原酶等。酵素在发酵过程中产生大量的厌氧及兼性厌氧菌，这些众多种类和数量的微生物，是土壤营养物质分解转化、有机碳代谢和污染物降解的驱动力，即一方面增强土壤有机质矿质化作用，分解释放植物生长所需的营养元素；另一方面促进土壤有机质的腐殖质化作用，进而有助于土壤形成团聚结构、改善土壤物理性质，酵素的强烈催化分解能力还能降解消除有毒有害物质，提高土壤健康质量，此外，酵素本身就是营养较为丰富的物质，除大量的糖分以及小分子的有机物组分外，还有氮素、磷素、钾素等多种营养成分，因此，施用酵素可以改善土壤物理性质、增加土壤养分和生物活性，对提高土壤肥力具有特殊作用。

目前，酵素应用较为广泛，例如医学上广泛用于疾病诊断和临床治疗，动物饲料通过添加酵素来提高饲料利用率，生产生活中的酿酒、酱油、食醋、高效洗涤剂等等生产制作中均有广泛应用，甚至还大量应用于美容保健，然而，迄今在农业生产、特别是土壤改良方面的应用鲜有报道，尤其对土壤酶活性的改良作用更为少见。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素及其制作、施用方法，具备节约资源和改良土壤等优点，解决了对土壤蔗糖酶酶活性的改良研究效果不明显的问题。

(二)技术方案

为实现上述节约资源和改良土壤的目的，本发明提供如下技术方案：一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素，包括以下原料：纯净水20-40份、桔子6-12份和红糖2-4份。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桔子用清水清洗干净，去除残留在桔子上的杂物；

S2、将纯净水、桔子和红糖，按照10：3：1的质量比充分混合；

S3、然后将混合物移入统一规格体积的塑料桶容器中，密封并置于阴凉通风处，使其进行发酵，时间为120-180天；

S4、发酵完成之后，打开容器，将容器内发酵产物过滤，得到酵渣和酵素。

进一步优化本技术方案，所述S3中，混合物装入容器中的体积为容器体积的70％-80％。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，包括以下研究步骤：

S1、选择合适的试验区；

S2、对桔子酵素进行5个浓度的处理试验，按每公顷酵素用量分别为0、500、1500、3000、5000L/hm²即0、50、150、300、500ml/m²设计，5个处理编号分别为处理1即对照CK、2、3、4、5；

S3、试验时，先在试验区选择土壤条件基本一致的地块作为试验地，划分小区，每小区3m×5m，小区间留出隔离带，5个处理、3次重复，试验分别布置1次浇施试验和2次浇施试验各15个小区，各区组随机排列；

S4、土样于试验后每隔2周采集1次，即1次浇施酵素试验于第2周、第4周、第6周、第8周采集，2次浇施酵素试验的4次采样时间与1次浇施的相同，只是在第2次采样即第4周后，立即进行第2次的酵素浇施，并在第2次浇施后继续每隔2周采样，每次采样时，在各小区内随机选取3个点挖掘土壤剖面，按0-20cm上层、20-40cm下层分层采集1-1.2kg的分析土样装入布袋并编号供土壤蔗糖酶分析用；

S5、将酶分析用土样平铺于晾土盒内，置于阴凉通风处进行风干，然后对风干后的样品磨碎、过筛、装袋备用，过筛的土样供蔗糖酶活性的测定；

S6、对土样进行蔗糖酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

进一步优化本技术方案，所述S4中，4次采样部位不能相互重叠。

进一步优化本技术方案，所述S5中，土样平铺于晾土盒内的厚度为1.5-2cm。

进一步优化本技术方案，所述S6中，土样蔗糖酶活性测定方法使用3，5-二硝基水杨酸比色法。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素及其制作、施用方法，具备以下有益效果：通过野外施用试验，经过调查采样、分析测定，揭示酵素的土壤蔗糖酶活性改良效应，为酵素应用及土壤肥力改良提供新的途径和技术。

附图说明

图1为本发明试验例中桔子酵素对土壤蔗糖酶活性的影响曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素，包括以下原料：纯净水20份、桔子6份和红糖2份。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桔子用清水清洗干净，去除残留在桔子上的杂物；

S2、将纯净水、桔子和红糖，按照10：3：1的质量比充分混合；

S3、然后将混合物移入统一规格体积的塑料桶容器中，混合物装入容器中的体积为容器体积的70％，密封并置于阴凉通风处，使其进行发酵，时间为120天；

S4、发酵完成之后，打开容器，将容器内发酵产物过滤，得到酵渣和酵素。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，包括以下研究步骤：

S1、选择合适的试验区；

S2、对桔子酵素进行5个浓度的处理试验，按每公顷酵素用量分别为0、500、1500、3000、5000L/hm²即0、50、150、300、500ml/m²设计，5个处理编号分别为处理1即对照CK、2、3、4、5；

S3、试验时，先在试验区选择土壤条件基本一致的地块作为试验地，划分小区，每小区3m×5m，小区间留出隔离带，5个处理、3次重复，试验分别布置1次浇施试验和2次浇施试验各15个小区，各区组随机排列；

S4、土样于试验后每隔2周采集1次，即1次浇施酵素试验于第2周、第4周、第6周、第8周采集，2次浇施酵素试验的4次采样时间与1次浇施的相同，只是在第2次采样即第4周后，立即进行第2次的酵素浇施，并在第2次浇施后继续每隔2周采样，每次采样时，在各小区内随机选取3个点挖掘土壤剖面，4次采样部位不能相互重叠，按5cm上层、25cm下层分层采集1kg的分析土样装入布袋并编号供土壤蔗糖酶分析用；

S5、将酶分析用土样平铺于晾土盒内，土样平铺于晾土盒内的厚度为1.5cm，置于阴凉通风处进行风干，然后对风干后的样品磨碎、过筛、装袋备用，过筛的土样供蔗糖酶活性的测定；

S6、对土样使用3，5-二硝基水杨酸比色法进行蔗糖酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

实施例二：

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素，包括以下原料：纯净水30份、桔子9份和红糖3份。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桔子用清水清洗干净，去除残留在桔子上的杂物；

S2、将纯净水、桔子和红糖，按照10：3：1的质量比充分混合；

S3、然后将混合物移入统一规格体积的塑料桶容器中，混合物装入容器中的体积为容器体积的75％，密封并置于阴凉通风处，使其进行发酵，时间为160天；

S4、发酵完成之后，打开容器，将容器内发酵产物过滤，得到酵渣和酵素。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，包括以下研究步骤：

S1、选择合适的试验区；

S2、对桔子酵素进行5个浓度的处理试验，按每公顷酵素用量分别为0、500、1500、3000、5000L/hm²即0、50、150、300、500ml/m²设计，5个处理编号分别为处理1即对照CK、2、3、4、5；

S3、试验时，先在试验区选择土壤条件基本一致的地块作为试验地，划分小区，每小区3m×5m，小区间留出隔离带，5个处理、3次重复，试验分别布置1次浇施试验和2次浇施试验各15个小区，各区组随机排列；

S4、土样于试验后每隔2周采集1次，即1次浇施酵素试验于第2周、第4周、第6周、第8周采集，2次浇施酵素试验的4次采样时间与1次浇施的相同，只是在第2次采样即第4周后，立即进行第2次的酵素浇施，并在第2次浇施后继续每隔2周采样，每次采样时，在各小区内随机选取3个点挖掘土壤剖面，4次采样部位不能相互重叠，按15cm上层、35cm下层分层采集1.1kg的分析土样装入布袋并编号供土壤蔗糖酶分析用；

S5、将酶分析用土样平铺于晾土盒内，土样平铺于晾土盒内的厚度为1.7cm，置于阴凉通风处进行风干，然后对风干后的样品磨碎、过筛、装袋备用，过筛的土样供蔗糖酶活性的测定；

S6、对土样使用3，5-二硝基水杨酸比色法进行蔗糖酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

实施例三：

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素，包括以下原料：纯净水40份、桔子12份和红糖4份。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桔子用清水清洗干净，去除残留在桔子上的杂物；

S2、将纯净水、桔子和红糖，按照10：3：1的质量比充分混合；

S3、然后将混合物移入统一规格体积的塑料桶容器中，混合物装入容器中的体积为容器体积的80％，密封并置于阴凉通风处，使其进行发酵，时间为180天；

S4、发酵完成之后，打开容器，将容器内发酵产物过滤，得到酵渣和酵素。

一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，包括以下研究步骤：

S1、选择合适的试验区；

S2、对桔子酵素进行5个浓度的处理试验，按每公顷酵素用量分别为0、500、1500、3000、5000L/hm²即0、50、150、300、500ml/m²设计，5个处理编号分别为处理1即对照CK、2、3、4、5；

S3、试验时，先在试验区选择土壤条件基本一致的地块作为试验地，划分小区，每小区3m×5m，小区间留出隔离带，5个处理、3次重复，试验分别布置1次浇施试验和2次浇施试验各15个小区，各区组随机排列；

S4、土样于试验后每隔2周采集1次，即1次浇施酵素试验于第2周、第4周、第6周、第8周采集，2次浇施酵素试验的4次采样时间与1次浇施的相同，只是在第2次采样即第4周后，立即进行第2次的酵素浇施，并在第2次浇施后继续每隔2周采样，每次采样时，在各小区内随机选取3个点挖掘土壤剖面，4次采样部位不能相互重叠，按20cm上层、40cm下层分层采集1.2kg的分析土样装入布袋并编号供土壤蔗糖酶分析用；

S5、将酶分析用土样平铺于晾土盒内，土样平铺于晾土盒内的厚度为2cm，置于阴凉通风处进行风干，然后对风干后的样品磨碎、过筛、装袋备用，过筛的土样供蔗糖酶活性的测定；

S6、对土样使用3，5-二硝基水杨酸比色法进行蔗糖酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

实验例：

试验区选择位于苏州市吴中区境内的金庭镇，北纬31°06′39.82″东经120°19′22.88″，该区属亚热带季风海洋性气候，四季分明，夏季温暖多雨，冬季寒冷干燥，全年平均温度15.7℃，最高温35℃，最低温-3℃，年平均降水量1088.5mm，最多1782.9mm，最少600mm：常年6月16日入梅，7月9日出梅，梅雨量194mm；无霜期240d；年日照时数1940.3h，年日照百分率为45％；相对湿度为70％；全区最高水位平均值3.38m，最低水位平均值2.43m，常年水位平均值2.83m；土壤为开荒造地而来的重壤土，是2017年底在原来低洼芦苇荒滩上，由太湖底泥填埋而成，土壤肥力较低，2018年春初次播种了少量拟当作绿肥的油菜，管理粗放；

2018年初夏4月下旬，进行第1次浇施试验，30个小区按表1用量经稀释后，每平方米酵素用量兑水稀释至3升溶液，均匀浇施于土壤表面，2次浇施试验的第2次浇施，于第1次浇施后的第4周进行，浓度与第1次相同；

表1

取样测定，称取2.000g精确到万分之一的新鲜土，置于50ml三角瓶中，注入15ml8％蔗糖溶液，5mlpH5.5磷酸缓冲液和0.25ml甲苯，摇匀混合物后，放入恒温箱，在37℃下培养24h，到时取出，迅速过滤，从中吸取滤液1ml，注入50ml容量量瓶中，加3ml3，5-二硝基水杨酸，并在沸水的水浴锅中加热5min，随即将容量瓶移至自来水流下冷却3min，溶液因生成3-氨基-5-硝基水杨酸而呈橙黄色，最后用蒸馏水稀释至50ml，并在分光光度计上于波长508nm处进行比色，为了消除土壤中原有的蔗糖、葡萄糖而引起的误差，每一土样需做无基质对照，整个试验做无土壤对照，蔗糖酶活性以24h后1g土壤葡萄糖的毫克数表示：

其中a为显色液中葡萄糖浓度，单位为mg/ml；50为显色液体积，单位为ml；ts为分取倍数，吸1ml滤液比色就是20/1；m为烘干土质量，单位为g。

试验结果：如图1显示，从野外浇施桔子酵素对土壤蔗糖酶活性的影响看出，不同处理的土壤蔗糖酶活性各不相同，处理5＞处理4＞处理3＞处理2＞处理1，所以，土壤蔗糖酶活性随桔子酵素浇施量的增加而增加，而且，从图1看出，浇施桔子酵素的处理(处理2、处理3、处理4、处理5)的土壤蔗糖酶活性较未浇施的(处理1即对照)都有显著增加，浇施桔子酵素后第2周时，处理2、处理3、处理4、处理5的土壤蔗糖酶活性分别是对照(处理1)的1.45倍、1.87倍、2.11倍、2.24倍，第4周时分别是1.74倍、2.03倍、2.12倍、2.24倍，第6周时分别是1.51倍、1.67倍、1.82倍、1.88倍，第8周时分别是1.30倍、1.45倍、1.54倍、1.58倍；不同处理的土壤蔗糖酶活性变化规律有所不同，浇施桔子酵素的土壤蔗糖酶活性较对照均有不同程度增加，浇施50ml/m²(即处理2)后第2周、第4周、第6周、第8周的土壤蔗糖酶活性分别是对照的1.45倍、1.74倍、1.51倍、1.30倍，较对照分别增加了45％、74％、51％、30％；浇施150ml/m²(即处理3)的土壤蔗糖酶活性则分别是对照的1.87倍、2.03倍、1.67倍、1.45倍，较对照分别增加了87％、103％、67％、45％；浇施300ml/m²(即处理4)的分别是对照的2.11倍、2.12倍、1.82倍、1.54倍，较对照分别增加了111％、112％、82％、54％；浇施500ml/m²(即处理5)的分别是对照的2.24倍、2.24倍、1.88倍、1.58倍，较对照分别增加了124％、124％、88％、58％；另外，图1显示，浇施50ml/m²的各时间土壤蔗糖酶活性较对照增加最多，第2周、第4周、第6周、第8周分别增加了1.91mg/g、3.58mg/g、2.94mg/g、1.95mg/g，分别增加了45％、74％、51％、30％；而浇施150ml/m²的较50ml/m²的分别增加了1.79mg/g、1.44mg/g、0.88mg/g、0.91mg/g，分别增加了29％、17％、10％、11％；300ml/m²的较150ml/m²的分别增加了1.01mg/g、0.45mg/g、0.85mg/g、0.59mg/g，分别增加了13％、5％、9％、6％；500ml/m²的较300ml/m²的分别增加了0.57mg/g、0.47mg/g、0.34mg/g、0.25mg/g，分别增加了6％、5％、5％、3％。

结果分析：土壤蔗糖酶活性随桔子酵素浇施量的增加而增加，但增加量随浇施量的增加而降低；各处理的土壤蔗糖酶活性在浇施后的第4周达到最高，然后，稍微稳定一段时间后随即逐渐降低；因此，浇施桔子酵素对改善土壤蔗糖酶活性具有良好的促进作用，酵素提高土壤蔗糖酶活性，可能是蔗糖酶活性与土壤养分关系密切的缘故，例如土壤中的碱解氮能够促进微生物活动，使分泌蔗糖酶数量增多、提高蔗糖酶活性，同样，K素也能增加蔗糖酶活性，土壤养分有利于提高蔗糖酶活性，由于桔子酵素含有较为丰富的有机质、氮素、磷素、钾素等成分，浇施后增加土壤微生物活动所需的能源物质，有利于促进土壤微生物活动，进而提高土壤蔗糖酶活性。

综上所述，300ml/m²、500ml/m²桔子酵素都能较好促进土壤蔗糖酶活性且效果相当，考虑到成本与效益，桔子酵素可按浓度300ml/m²、即每公顷3吨，稀释6倍左右，于3月底至4月初泼浇于土壤上，可有效提高土壤蔗糖酶活性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素，其特征在于，包括以下原料：纯净水20-40份、桔子6-12份和红糖2-4份。

2.一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将桔子用清水清洗干净，去除残留在桔子上的杂物；

S2、将纯净水、桔子和红糖，按照10：3：1的质量比充分混合；

S3、然后将混合物移入统一规格体积的塑料桶容器中，密封并置于阴凉通风处，使其进行发酵，时间为120-180天；

S4、发酵完成之后，打开容器，将容器内发酵产物过滤，得到酵渣和酵素。

3.根据权利要求2所述的一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的制作方法，其特征在于，所述S3中，混合物装入容器中的体积为容器体积的70%-80%。

4.一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，其特征在于，包括以下研究步骤：

S1、选择合适的试验区；

S2、对桔子酵素进行5个浓度的处理试验，按每公顷酵素用量分别为0、500、1500、3000、5000L/hm²即0、50、150、300、500ml/m²设计，5个处理编号分别为处理1即对照CK、2、3、4、5；

S3、试验时，先在试验区选择土壤条件基本一致的地块作为试验地，划分小区，每小区3m×5m，小区间留出隔离带，5个处理、3次重复，试验分别布置1次浇施试验和2次浇施试验各15个小区，各区组随机排列；

S4、土样于试验后每隔2周采集1次，即1次浇施酵素试验于第2周、第4周、第6周、第8周采集，2次浇施酵素试验的4次采样时间与1次浇施的相同，只是在第2次采样即第4周后，立即进行第2次的酵素浇施，并在第2次浇施后继续每隔2周采样，每次采样时，在各小区内随机选取3个点挖掘土壤剖面，按0-20cm上层、20-40cm下层分层采集1-1.2kg的分析土样装入布袋并编号供土壤蔗糖酶分析用；

S5、将酶分析用土样平铺于晾土盒内，置于阴凉通风处进行风干，然后对风干后的样品磨碎、过筛、装袋备用，过φ1mm筛的土样供蔗糖酶活性的测定；

S6、对土样进行蔗糖酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

5.根据权利要求4所述的一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，其特征在于，所述S4中，4次采样部位不能相互重叠。

6.根据权利要求4所述的一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，其特征在于，所述S5中，土样平铺于晾土盒内的厚度为1.5-2cm。

7.根据权利要求4所述的一种可提高土壤蔗糖酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，其特征在于，所述S6中，土样蔗糖酶活性测定方法使用3，5-二硝基水杨酸比色法。