CN109942321A - 可提高土壤蛋白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蛋白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、桃子6‑12份和红糖2‑4份；包括以下步骤：将桃子用清水清洗干净，去除残留在桃子上的杂物；将纯净水、桃子和红糖，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，揭示酵素的土壤蛋白酶活性改良效应，为酵素应用及土壤肥力改良提供新的途径和技术。

Description

可提高土壤蛋白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，具体为可提高土壤蛋白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，酵素能够溶解活化土壤中的无效养分，变吸附固定或难溶性的养分为植物能够吸收利用的有效养分；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蛋白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：一种可提高土壤蛋白酶酶活性的果蔬酵素，包括以下原料：纯净水20-40份、桃子6-12份和红糖2-4份。

一种可提高土壤蛋白酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桃子用清水清洗干净，去除残留在桃子上的杂物；

S2、将纯净水、桃子和红糖，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％。

一种可提高土壤蛋白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、对桃子酵素进行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蛋白酶分析用；

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，过筛的土样供蛋白酶活性的测定；

S6、对土样进行蛋白酶活性的测定，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，土样蛋白酶活性测定方法使用茚三酮比色法。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了可提高土壤蛋白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，揭示酵素的土壤蛋白酶活性改良效应，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为本发明试验例中桃子酵素对土壤蛋白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：

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

一种可提高土壤蛋白酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桃子用清水清洗干净，去除残留在桃子上的杂物；

S2、将纯净水、桃子和红糖，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。

一种可提高土壤蛋白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、对桃子酵素进行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蛋白酶分析用；

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，过筛的土样供蛋白酶活性的测定；

S6、对土样使用茚三酮比色法进行蛋白酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

实施例二：

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

一种可提高土壤蛋白酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桃子用清水清洗干净，去除残留在桃子上的杂物；

S2、将纯净水、桃子和红糖，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。

一种可提高土壤蛋白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、对桃子酵素进行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蛋白酶分析用；

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，过筛的土样供蛋白酶活性的测定；

S6、对土样使用茚三酮比色法进行蛋白酶活性的测定，根据测定结果得出酵素最佳施用方法。

实施例三：

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

一种可提高土壤蛋白酶酶活性的果蔬酵素的制备方法，包括以下步骤：

S1、将桃子用清水清洗干净，去除残留在桃子上的杂物；

S2、将纯净水、桃子和红糖，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。

一种可提高土壤蛋白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、对桃子酵素进行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蛋白酶分析用；

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，过筛的土样供蛋白酶活性的测定；

S6、对土样使用茚三酮比色法进行蛋白酶活性的测定，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，取2g过1mm筛的风干土置于50mL容量瓶中，加入10ml1％用pH7.4磷酸盐缓冲溶液配制的白明胶溶液和0.5ml甲苯作为抑菌剂抑制微生物活动，在30℃恒温箱中培养24h，培养结束后，将瓶中内容物过滤，取5ml滤液置于试管中，加入0.5ml0.1N硫酸和3ml20％硫酸钠以沉淀蛋白质，然后滤入50ml容量瓶，并加入1ml2％茚三酮溶液，将混合物仔细摇荡，并在煮沸的水浴中加热10min，将获得的着色溶液用蒸馏水稀释定容至刻度线，最后在分光光度计于波长560nm处进行比色，用干热灭菌的土壤和石英砂作对照，方法如前所述，以除掉土壤原有的氨基酸引起的误差，换算成甘氨酸的量，根据用甘氨酸标液制取的标准曲线查知：

甘氨酸其中：甘氨酸(μg·g^-1)为24小时后1g土壤中甘氨酸的微克数；c为标准曲线上查得的甘氨酸浓度，单位为μg·mL^-1；50为显色液体积，单位为ml；ts为分取倍数，这里是2＝10/5；m为土壤质量，单位为g。

试验结果：如图1显示，土壤蛋白酶活性随桃子酵素浇施量的增加而增加，即土壤蛋白酶活性大小顺序为处理5＞处理4＞处理3＞处理2＞处理1，而且，浇施桃子酵素的处理的土壤蛋白酶活性比未浇施的有着显著增加，浇施桃子酵素后第2周时，处理2、处理3、处理4、处理5的土壤蛋白酶活性分别是对照的2.09倍、2.54倍、2.79倍、3.01倍，第4周时分别是1.95倍、2.26倍、2.41倍、2.59倍，第6周时分别是1.73倍、2.02倍、2.08倍、2.25倍，第8周时分别是1.43倍、1.67倍、1.77倍、1.83倍；各处理的土壤蛋白酶活性变化规律有所不同，浇施桃子酵素的土壤蛋白酶活性较对照均有较大程度提高，浇施50ml/m2(即处理2)后第2周、第4周、第6周、第8周的土壤蛋白酶活性分别是对照的2.09倍、1.95倍、1.73倍、1.43倍，较对照分别增加了109％、95％、73％、43％；浇施150ml/m2(即处理3)的土壤蛋白酶活性则分别是对照的2.54倍、2.26倍、2.02倍、1.67倍，较对照分别增加了154％、126％、102％、67％；浇施300ml/m2(即处理4)的分别是对照的2.79倍、2.41倍、2.08倍、1.77倍，较对照分别增加了179％、141％、108％、77％；浇施500ml/m2(即处理5)的分别是对照的3.01倍、2.59倍、2.25倍、1.83倍，较对照分别增加了201％、159％、125％、83％。另外，从图1还可看出，浇施50ml/m2的各时间土壤蛋白酶活性较对照增加量最大，第2周、第4周、第6周、第8周分别增加了32.32μg/g、33.79μg/g、26.92μg/g、18.02μg/g，分别增加了109％、95％、73％、43％；而浇施150ml/m2的较50ml/m2的分别增加了13.46μg/g、11.00μg/g、10.72μg/g、10.41μg/g，分别增加了22％、18％、15％、16％；300ml/m2的较150ml/m2的分别增加了7.32μg/g、5.38μg/g、4.24μg/g、4.29μg/g，分别增加了10％、7％、3％、6％；500ml/m2的较300ml/m2的分别增加了6.43μg/g、6.46μg/g、4.22μg/g、2.49μg/g，分别增加了8％、8％、8％、3％。

结果分析：土壤蛋白酶活性变化规律与土壤蔗糖酶活性基本一致，土壤蛋白酶活性随桃子酵素浇施量增加而增加，但增加量和增加幅度基本随浇施量增加而减小，各处理的土壤蛋白酶活性在浇施后的2周内迅速提高，至第4周达到最高，随后，土壤蛋白酶活性逐渐下降，但是，至第8周仍维持在较高水平，至少是对照的1.43-1.83倍；因此，浇施桃子酵素对增强土壤蛋白酶活性具有显著的促进作用，酵素增强土壤蛋白酶活性，主要由于蛋白酶活性与蛋白质类有机物、养分密切相关，酵素作为特殊的有机物，除了含有大量蛋白质类酶外，还有较为丰富的有机质和养分，浇施后能够有效增加土壤微生物数量和活性，进而提高土壤蛋白酶活性。

综上所述，桃子酵素按浓度500ml/m²，即每公顷5吨，稀释6倍左右，于3月底至4月初泼浇于土壤上，可有效提高土壤蛋白酶活性。

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)

1.一种可提高土壤蛋白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、桃子6-12份和红糖2-4份。

2.一种可提高土壤蛋白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、将桃子用清水清洗干净，去除残留在桃子上的杂物；

S2、将纯净水、桃子和红糖，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蛋白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%。

4.一种可提高土壤蛋白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、对桃子酵素进行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蛋白酶分析用；

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筛的土样供蛋白酶活性的测定；

S6、对土样进行蛋白酶活性的测定，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蛋白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蛋白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蛋白酶酶活性的果蔬酵素的施用方法，其特征在于，所述S6中，土样蛋白酶活性测定方法使用茚三酮比色法。