CN110183266A - 一种小分子海藻酸微生物肥料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种小分子海藻酸微生物肥料,该肥料按照重量份数包括以下组分:生物酶解小分子海藻酸液7‑15份、复合微生物菌剂15‑25份、腐殖酸5‑15份、尿素5‑10份、硼酸1‑5份、EDTA‑Cu 0.2‑0.5份、EDTA‑Fe 0.3‑0.6份、EDTA‑Zn 1‑3份、EDTA‑Mn 0.1‑0.2份、七钼酸铵0.06‑0.1份。本发明避免了强碱、高温、高压的破坏作用,在温和的工艺条件下避免海藻酸、植物促生长因子等活性物质的分解,最大限度地保留了海藻中的有效活性成分;在释放出海藻酸后进一步将海藻酸酶解为低分子量海藻酸,便于植物对海藻酸的吸收利用。本发明在制得富含小分子海藻酸液之后,再与特定配方进行复配,并添加特定功能的农用微生物菌,能充分满足作物的养分需求和抗逆性。
Description
技术领域
本发明涉及肥料领域,具体地说是涉及一种小分子海藻酸微生物肥料。
背景技术
我国是个农业大国,在粮食生产上化肥需求量非常大,我国的传统农业长期依赖化肥的投入,使土壤板结酸化,利用率降低,造成了资源浪费和环境污染。除了水稻、小麦和玉米为主的三大作物之外,蔬菜以及水果的种植规模逐年扩大,相比于传统粮食作物,蔬菜以及水果的种植要求更高,肥料使用的更加细化,除了满足作物生长所需要的氮磷钾之外还要额外的具有一些功能,这就需要研制新型的植物营养功能性肥料,减少化肥的投入,提高植物对营养的吸收速率和抗逆性。因此,深入开展海藻功能肥料对于实现农业可持续发展具有非常重要的意义。
海洋中海藻资源非常丰富,海藻中含有大量的非含氮有机物、钾、钙、镁、锌、碘等40余种矿物质元素和丰富的维生素,以及海藻中所特有的海藻多糖、海藻酸、高度不饱和脂肪酸以及多种天然植物生长调节剂,具有很高的生物活性。海藻肥作为一种新型的环保生态肥料,除了具有补充作物所需养分之外,还具有调节植物生长,增强作物抗逆性的特点,能够同时满足农业生产中化肥农药减施和保证蔬菜产量安全和环境友好等多种需求,与化学肥料相比优势明显,市场广阔、开发潜力巨大。同时研发高效优质的海藻肥,符合国家大力发展海洋经济的发展战略,为农业增收,解决土壤及环境问题提供了有力保障。
海藻的有效成分与含有的活性物质达66种以上,能为蔬菜提供各种营养元素、多种氨基酸、多糖、维生素以及细胞分裂素等等。能帮助蔬菜建立健壮的根系,增进其对土壤养分、水分与气体的吸收利用,同时可增大茎秆维管束细胞,加快水分、养分与光合有机产物的运输;含有的细胞分裂素等能促进细胞分裂,延缓细胞衰老,有效地提高光合效率,从而达到产量、品质的提高;抗寒、抗旱、抗病能力的提高。另外,海藻酸还具有破除土壤板结、延缓盐渍化的作用。
目前用于肥料生产的主要有褐藻、红藻、绿藻三个门类,其中最常用的海藻肥原料为褐藻门的泡叶藻、海带、昆布、马尾藻等野生或养殖海藻,不同海藻生长环境不同,富含的活性物质也有很大区别。
目前国内外较成熟的海藻肥生产工艺主要是采用物理破碎、化学提取的方法。化学提取是使用酸、碱及有机溶剂处理海藻细胞,使细胞消解或内源物质增溶,该方法操作简单容易实现,但化学试剂对海藻细胞内的活性物质破坏很大,严重影响后期加工制作肥料的效果,残留的试剂也容易对环境造成潜在危害。物理提取的方法主要是利用高压低温冷却技术破碎海藻细胞壁,对仪器设备要求严苛,成本较高,难以实现大规模生产,并且释放的海藻活性物质大多数以大分子存在,不易被作物吸收利用。生物酶解法是利用微生物发酵产生的多种酶类将海藻大分子物质降解为植物容易吸收利用的小分子物质,该方法生产条件温和、产物安全环保无毒副作用无污染,并且可以最大限度地保留海藻中的生物活性成分和营养物质,是最为理想的海藻肥生产方法。利用海藻生产海藻肥料的工艺难点是在尽量降解海藻中纤维素、果胶质、蛋白质等主要成分的同时,再次将大分子海藻酸用酶进行二次降解,形成易被作物吸收利用的小分子物质,最大限度地保留海藻中细胞激动素、赤霉素、类细胞分裂素、多酚化合物、抗生素类物质及植物生长所需大量元素、微量元素等有效成分的活性。但是目前生物法降解海藻生产海藻肥料的企业大多会同时辅以酸碱降解的方式,对其活性营养物质存在不同程度的破坏。
中国发明专利CN98101040中公开了一种功能型海藻肥料的生产方法。该方法采用海洋生物褐藻为主要原料,以氢氧化钾为消化剂,消化温度为70℃~100℃,可使褐藻中所含的营养物质、微量元素和天然生长调节物质成为利于被植物吸收的可溶性状态。该发明以氢氧化钾为消化剂会破坏海藻内源物质的活性,降低海藻肥的使用效果。
中国发明专利CN101485343中公开了一种利用浒苔为原料制作海藻肥的方法。该方法中的浒苔原料来源不稳定,国内只有夏天高温季节在部分海域存在,海藻酸含量较低,且使用该方法制作得到的海藻肥海藻酸分子量在10-60万之间,分子量较高。
发明内容
基于上述技术问题,本发明提供一种小分子海藻酸生物肥料,该生物肥料即便于植物对海藻酸的吸收利用,又添加特定功能的农用微生物菌,能充分满足作物的养分需求和抗逆性,并改善了土壤环境,减少作物病害。
本发明所采用的技术解决方案是:
一种小分子海藻酸微生物肥料,其是由以下重量份配比的原料制成:
小分子海藻酸液7-15份、微生物菌剂15-25份、腐殖酸5-15份、尿素5-10份、硼酸1-5份、EDTA-Cu 0.2-0.5份、EDTA-Fe 0.3-0.6份、EDTA-Zn 1-3份、EDTA-Mn 0.1-0.2份、七钼酸铵0.06-0.1份;
所述生物酶解小分子海藻酸液的制备方法如下:
(1)将海藻原料用水清洗,除去表面的杂质;
(2)将洗净后的海藻晾干,研磨成粉状,加水搅拌均匀,得到海藻浆;所述加水量为粉状海藻重量的10-20倍;
(3)将海藻浆加入到发酵罐中,添加复合酶制剂一,控制温度为25-35℃,保温时间为24-36h,进行初发酵,得到初发酵产物;
(4)将初发酵产物的温度调至35-55℃,添加复合酶制剂二,继续酶解5-10h,得到酶解液体;
(5)将酶解液体离心,取上清液浓缩,即得生物酶解的小分子海藻酸液;
所述复合酶制剂一是由海藻酸裂解酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、鼠李糖酶、几丁质酶中的任意一种或两种以上的任意质量比混合;复合酶制剂一的添加量为粉状海藻重量的0.1%-0.2%;
所述复合酶制剂二是由海藻酸裂解酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、鼠李糖酶、几丁质酶中的任意一种或两种以上的任意质量比混合;复合酶制剂二的添加量为粉状海藻重量的1%-3%;
所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、绿色木霉、细黄链霉菌、米曲霉中的一种或两种以上的混合物,微生物菌剂的添加量为5×108-9×108CFU/L。
优选的,所述海藻原料选自海带、泡叶藻、巨藻、裙带菜中的一种或两种以上的混合。
优选的,所述复合酶制剂一是由海藻酸裂解酶和纤维素酶组成,海藻酸裂解酶和纤维素酶的质量比为1:1;所述复合酶制剂二是由海藻酸裂解酶、蛋白酶和几丁质酶组成,海藻酸裂解酶、蛋白酶和几丁质酶的质量比为10:2:1。
本发明的有益技术效果是:
(1)本发明提供一种物理和生物酶解制备海藻液体肥料的方法,避免了强碱、高温、高压的破坏作用,在温和的工艺条件下避免海藻酸、植物促生长因子等活性物质的分解,最大限度地保留了海藻中的有效活性成分;在释放出海藻酸后进一步将海藻酸酶解为低分子量海藻酸,便于植物对海藻酸的吸收利用。
(2)本发明在制得富含小分子海藻酸液之后,再与特定配方进行复配,并添加特定功能的农用微生物菌,能充分满足作物的养分需求和抗逆性,并改善了土壤环境,减少作物病害。
(3)本发明所针对海藻主要包括褐藻门的大型海藻泡叶藻、巨藻海带和裙带菜等,用其中一种或几种的混合物,经清洗粉碎匀浆后用作生产原料;其中泡叶藻和巨藻是天然野生海藻,相比于养殖海藻拥有较丰富的内源活性物质,且原料来源丰富、稳定。
具体实施方式
本发明提供一种小分子海藻酸微生物肥料,该肥料按照重量份数包括以下组分:生物酶解小分子海藻酸液7-15份、复合微生物菌剂15-25份、腐殖酸5-15份、尿素5-10份、硼酸1-5份、EDTA-Cu 0.2-0.5份、EDTA-Fe 0.3-0.6份、EDTA-Zn 1-3份、EDTA-Mn 0.1-0.2份、七钼酸铵0.06-0.1份。本发明采用海藻为原料经过生物酶解作为小分子海藻酸添加到微生物肥料中,得到廉价的、高效的海藻酸微生物肥料。本发明的微生物肥料除具备普通微生物肥料的特点外,还具有明显的改善作物品质的作用,大幅度促进作物增产。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)取干泡叶藻原料用水清洗,除去表面的盐分和沙粒等杂质。
(2)将洗净后的海藻晾干,取200g研磨成粉状,加水搅拌均匀呈糊状,得到海藻浆;所述加水量为海藻干重的15倍。
(3)将搅拌均匀的海藻浆加入到恒温箱中,添加0.4g果胶酶和0.8g纤维素酶,控制温度为28℃,保温时间为36h,进行初反应。
(4)将经初反应的产物温度调至55℃,pH值调至6.8,再加入4g的复合酶制剂,复合酶制剂是由海藻酸裂解酶、蛋白酶和几丁质酶组成,海藻酸裂解酶、蛋白酶和几丁质酶的质量比为10:2:1,继续酶解7h。
(5)将酶解得到的液体离心,取上清液浓缩成1.5L的富含小分子海藻酸的样品,即生物酶解小分子海藻酸液。
(6)按照小分子海藻酸液15kg、复合微生物菌剂15kg、腐殖酸10kg、尿素5kg、硼酸1kg、EDTA-Cu 0.2kg、EDTA-Fe 0.4kg、EDTA-Zn 2kg、EDTA-Mn 0.2kg、七钼酸铵0.06kg进行常规复配,即得小分子海藻酸微生物肥料。
所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌和绿色木霉按质量比1∶1组成的混合物。
实施例2
(1)取干泡叶藻和海带按质量比1∶1组成的混合海藻料,用水清洗,除去表面的盐分和沙粒等杂质。
(2)将洗净后的海藻晾干,取200g研磨成粉状,加水搅拌均匀呈糊状,得到海藻浆;所述加水量为海藻干重的20倍。
(3)将搅拌均匀的海藻浆加入到恒温箱中,添加0.8g果胶酶和1.2g纤维素酶,控制温度为28℃,保温时间为36h,进行初反应。
(4)将经初反应的产物温度调至50℃,pH值调至6.8,加入4g的复合酶制剂,继续酶解10h。复合酶制剂是由海藻酸裂解酶、果胶酶和纤维素酶组成,海藻酸裂解酶、果胶酶和纤维素酶的质量比为10∶1∶2。
(5)将酶解得到的液体离心,取上清浓缩成1.5L,既得富含小分子海藻酸的样品,即生物酶解小分子海藻酸液。
(6)按照小分子海藻酸液10kg、复合微生物菌剂16kg、腐殖酸10kg、尿素8kg、硼酸2kg、EDTA-Cu 0.2kg、EDTA-Fe 0.3kg、EDTA-Zn 0.2kg、EDTA-Mn 0.2kg、七钼酸铵0.06kg进行复配,即得小分子海藻酸微生物肥料。
所述复合微生物菌剂为绿色木霉和米曲霉按质量比1∶0.35组成的混合物。
实施例3
(1)取干泡叶藻和裙带菜按质量比1∶2组成的混合海藻料,用水清洗,除去表面的盐分和沙粒等杂质。
(2)将洗净后的海藻晾干,取200g研磨成粉状,加水搅拌均匀呈糊状,得到海藻浆;所述加水量为海藻干重的15倍。
(3)将搅拌均匀的海藻浆加入到恒温箱中,添加0.8蛋白质和0.4g半纤维素酶,控制温度为28℃,保温时间为36h,进行初反应。
(4)将经初反应的产物温度调至40℃,pH值调至6.8,加入4g的复合酶制剂以及0.2g的蛋白酶消化抑制剂,继续酶解5-10h;所述复合酶制剂是由海藻酸裂解酶、半纤维素酶和果胶酶组成,海藻酸裂解酶、半纤维素酶和果胶酶的质量比为10∶2∶3。
(5)将得到的液体离心,取上清浓缩成1.5L,既得富含小分子海藻酸的样品,即生物酶解小分子海藻酸液。
(6)按照小分子海藻酸液13kg、复合微生物菌剂18kg、腐殖酸8kg、尿素6kg、硼酸3kg、EDTA-Cu 0.3kg、EDTA-Fe 0.5kg、EDTA-Zn 0.2kg、EDTA-Mn 0.1kg、七钼酸铵0.08kg,进行复配,即得小分子海藻酸微生物肥料。
所述复合微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、细黄链霉菌和米曲霉按质量比1∶1.6∶0.7组成的混合物。
采用实施例1、实施例2、实施例3制备的小分子海藻酸微生物肥料。
选取长势较均匀,生长健壮的草莓、芹菜、西红柿进行施肥。
实验方法:叶喷,即在植物叶子反正喷洒,在苗期喷洒一次,使用时稀释成品800倍,坐果喷洒一次,使用时稀释50000倍左右,间隔时间15天重复3次;
对照组喷洒相同质量的清水。
草莓20株为一重复区,芹菜50棵为1个重复区,西红柿10棵为一个重复区。
统计实验:草莓成熟后在重复区取30个,西红柿成熟后在重复区取30个,芹菜每个成熟区选30棵,分别取四次取均值后在室温条件下用糖度仪测糖度值,算出平均糖度值,用天平测量质量。
实验结果如下表1所示。
表1
从上表1可以看出来,使用了本发明的小分子海藻酸微生物肥料,不仅可以明显提高果实的甜度,还可以增加其产量。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.一种小分子海藻酸微生物肥料,其特征在于是由以下重量份配比的原料制成:
小分子海藻酸液7-15份、微生物菌剂15-25份、腐殖酸5-15份、尿素5-10份、硼酸1-5份、EDTA-Cu 0.2-0.5份、EDTA-Fe 0.3-0.6份、EDTA-Zn 1-3份、EDTA-Mn 0.1-0.2份、七钼酸铵0.06-0.1份;
所述生物酶解小分子海藻酸液的制备方法如下:
(1)将海藻原料用水清洗,除去表面的杂质;
(2)将洗净后的海藻晾干,研磨成粉状,加水搅拌均匀,得到海藻浆;所述加水量为粉状海藻重量的10-20倍;
(3)将海藻浆加入到发酵罐中,添加复合酶制剂一,控制温度为25-35℃,保温时间为24-36h,进行初发酵,得到初发酵产物;
(4)将初发酵产物的温度调至35-55℃,添加复合酶制剂二,继续酶解5-10h,得到酶解液体;
(5)将酶解液体离心,取上清液浓缩,即得生物酶解的小分子海藻酸液;
所述复合酶制剂一是由海藻酸裂解酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、鼠李糖酶、几丁质酶中的任意一种或两种以上的任意质量比混合;复合酶制剂一的添加量为粉状海藻重量的0.1%-0.2%;
所述复合酶制剂二是由海藻酸裂解酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、鼠李糖酶、几丁质酶中的任意一种或两种以上的任意质量比混合;复合酶制剂二的添加量为粉状海藻重量的1%-3%;
所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌、绿色木霉、细黄链霉菌、米曲霉中的一种或两种以上的混合物,微生物菌剂的添加量为5×108-9×108CFU/L。
2.根据权利要求1所述的一种小分子海藻酸微生物肥料,其特征在于:所述海藻原料选自海带、泡叶藻、巨藻、裙带菜中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的一种小分子海藻酸微生物肥料,其特征在于:所述复合酶制剂一是由海藻酸裂解酶和纤维素酶组成,海藻酸裂解酶和纤维素酶的质量比为1:1;所述复合酶制剂二是由海藻酸裂解酶、蛋白酶和几丁质酶组成,海藻酸裂解酶、蛋白酶和几丁质酶的质量比为10:2:1。
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