CN113045354B - 一种氨基酸水溶性肥料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及植物肥料的领域，具体公开了一种氨基酸水溶性肥料及制备方法，一种氨基酸水溶性肥料，按重量份计，包括复合氨基酸提取液400～500份、元素添加剂240～350份、土壤改性剂100～120份、水400～500份，元素添加剂中包括氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、锰、铁，其重量比为28～39:26～40:7～10:3～4:8～10:4～8:4～10:7～9:2～4；其制备方法为：将复合氨基酸提取液，蚯蚓粪提取液与水混合，后加入元素添加剂与土壤改性剂溶解均匀，过滤等到上清液。其具有提高土壤肥力，促进植物生长的优点。

Description

一种氨基酸水溶性肥料及制备方法

技术领域

本申请涉及有机肥料的领域，更具体地说，它涉及一种氨基酸水溶性肥料及制备方法

背景技术

目前，我国广大农村仍是以传统农业为主。为提高产量，大量地使用化肥为土壤增肥，从而造成土壤严重酸化、板结；过量的化肥还会随雨水流入江河湖泊，造成环境污染。

另一方面，在养殖产业中如海产养殖业，禽类养殖业等，其中生产过程中产生鱼虾边角料，羽毛等需要进行无害化处理，从而额外产生成本，并且这些废弃物如果处理方法不当，容易腐败滋生细菌，从而影响生活环境。

基于以上两点，亟需发明一种利用养殖产业中的废弃物作为原料的有机肥料。

发明内容

为了对养殖产业中的废弃物进行再利用，本申请提供一种氨基酸水溶性肥料及制备方法

第一方面，本申请提供一种氨基酸水溶性肥料，采用如下的技术方案：

一种氨基酸水溶性肥料，按重量份计，包括复合氨基酸提取液400～500份、元素添加剂240～350份、土壤改性剂100～120份、水400～500份，元素添加剂中包括氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、锰、铁，其重量比为28～39:26～40:7～10:3～4:8～10:4～8:4～10:7～9:2～4。

通过采用上述技术方案，氨基酸作为构成蛋白质的最小分子存在于肥料中，易于被农作物吸收，提高施肥对象抗病性，改善施肥作物品质的功能，向植物提供氨基酸后，可以刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，促进对营养物质的吸收，增强植物的代谢功能，提高光合作用，促进植物根系发达，加快植物生长繁殖。

元素添加剂中提供了氨基酸肥料所缺乏的大量元素，中微量元素：氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、锰、铁。从而促进了植株根系的发育，并且还促进了植物细胞的中叶绿素以及细胞壁的合成；促进植物叶片增大，增厚，并且提高植物的抗病性。

优选的，所述复合氨基酸提取液采用如下方法制备：

步骤1)取禽类羽毛、鱼虾边角料，粉碎，混合均匀，制得蛋白质原料；禽类羽毛、鱼虾边角料重量比为2～3:1；

步骤2)发酵；

步骤3)发酵液经固液分离后所得清液为复合氨基酸提取液。

通过采用上述技术方案，通过对禽类羽毛、鱼虾边角料进行粉碎并充分发酵后，使得禽类羽毛以及鱼虾边角料中的蛋白质被微生物分解为小分子的肽链以及游离的氨基酸，从而方便植物对氨基酸进行吸收。禽类羽毛，鱼虾边角料通过上述方式被重新作为肥料利用，变废为宝，具有很高的经济价值。

优选的，步骤2)包括：

步骤21)一次发酵，向蛋白质原料中加入等重量的水、蛋白质原料重量2％～4％的组合菌剂、蛋白质原料重量3％～5％的糖、蛋白质原料重量1％～1.5％脂肪酶，搅拌均匀，发酵36-60h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度45-55℃，组合菌剂包括等重量配比的巨大芽孢杆菌，哈茨木霉菌；

步骤22)二次发酵，将经过一次发酵后的原料液煮沸，冷却至40-50℃后加入蛋白质原料重量为2％～4％的酵母菌、蛋白质原料重量2％～4％的糖，搅拌均匀，发酵24-36h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度40～45℃。

通过采用上述技术方案，一次发酵中，巨大芽孢杆菌，哈茨木霉菌在体系内对蛋白质原料粗分解，从而对蛋白质的空间构型进行解构，使得蛋白质转化为肽链段以及部分游离的氨基酸和小分子肽链，再经过二次发酵中酵母的分解，使得蛋白质原料可以被更加充分的分解为氨基酸，提供了肥料中氨基酸的含量。

发酵的过程中加入糖，可以使微生物在体系内快速扩增，从而加快分解速率，降低反应时间，发酵过程中连续的向体系内补充空气，保证了微生物处于有氧呼吸状态，从而微生物可以合成更多的酶，提高发酵速率。微生物处于有氧环境下，减少了微生物进行无氧呼吸，从而产生酒精，降低肥料品质的情况。

二次发酵前需要将原料液煮沸，目的是杀灭第一次发酵时作植入的菌种，从而有助于二次菌种扩增，减少了两次植入菌种之间相互拮抗，从而影响二次发酵效果的情况。

优选的，硼元素由硼砂、硼酸、偏硼酸中的至少一种化合物提供，锌元素由氯化锌、硫酸锌中的至少一种化合物提供，锰元素由硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中的至少一种化合物提供，铁元素由氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁中的至少一种提供、钾元素由硫酸钾、硝酸钾中的至少一种提供，钙元素由硝酸钙、氯化钙中的至少一种提供，镁元素由硝酸镁、硫酸镁、氯化镁中的至少一种提供，氮元素由硝酸盐和尿素提供。

优选的，元素添加剂包括，硼氢化钠、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾、硝酸钙、硝酸镁、尿素、五氧化二磷；重量比为15～25(硼氢化钠):12～25(硫酸锌):20～25(硫酸锰):10～20(硫酸亚铁):35～43(硫酸钾):20～25(硝酸钙):25～30(硝酸镁):45～65(尿素):30～45(五氧化二磷)。

通过采用上述技术方案，通过添加上述物质，可以有效的补充氨基酸提取液中所缺少的大量元素以及中微量元素，从而使得制备的肥料营养成分更加均衡，提高了肥料的通用性，减少了后期使用时对肥料的再配比，提高了使用的便捷性。

优选的，所述土壤改性剂包括黄腐酸钾、腐殖酸、松土精中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，黄腐酸钾具有高负载量及生理活性，可以螯合常量及微量营养物质使其更好地为植物利用；防治植物病害，增强抗涝性；激发植物微观生物活性；提高肥料的缓释性能，改善化肥及农药利用。

腐殖酸还有多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能，可以促进植物对微量元素的吸收。

松土精的加入，可以改善土壤质量，降低土壤结板，提高土壤对水以及肥料的吸收性能。

优选的，还包括蚯蚓粪提取液，蚯蚓粪提取液与复合氨基酸提取液的重量比为1:8～12。

通过采用上述技术方案，蚯蚓粪中包括多种易被植物吸收的各类养分，如大量的优异微生物和氨基酸，以及通过有益于植物生长的植物激素，如生长素、细胞分裂素、赤霉素等，从而提高了液体肥料整体的营养性能。

第二方面，本申请提供一种氨基酸水溶性肥料的制备方法，采用如下的技术方案：一种氨基酸水溶性肥料的制备方法，包括以下步骤：

S1，称取复合氨基酸提取液、蚯蚓粪提取液，加水搅拌均匀，得到氨基酸稀溶液；

S2，向氨基酸稀溶液中依次加入黄腐酸钾，硼氢化钠，每加入一种组分后需搅拌均匀；

S31，预溶解，分别向计量份称取的硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾中加入各自等重量的水搅拌均匀，制得预溶料浆；

S32，将S31步骤所得的预溶料浆按照硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾的顺序依次加入S2所得的料液中，每加入一种预溶料浆后需搅拌均匀；

S5，加入尿素、松土精、腐殖酸、补足剩余配方量的水，搅拌均匀，制得肥料浊液；

S6，过滤，提取清液。

通过采用上述技术方案，通过将复合氨基酸溶液，蚯蚓粪提取液，元素添加剂，土壤改性剂进行混合，从而提高了肥料的综合性能。元素添加剂与土壤改性剂的依序添加，提高了各元素在液体肥料中的分散性能，同时也减少了各添加剂在加入后相互结块的情况，使得液体肥料更容易拌和。预溶解的步骤，使得元素添加剂中，溶解速率较慢，较难溶解的部分再预溶解时均匀的与水形成悬浊液，从而可以更加均匀的加入到整体的肥料中。进而加快了这些元素添加剂的溶解，减少了添加剂结块的情况。

优选的，步骤S6之前还需要进行激氧反应，向体系内持续通入空气，空气通入速率30L/min，通气3h。

通过采用上述技术方案，通过向液体内通入空气，从而空气搅动液体，从而促进了各组分在肥料中的溶解，并且还提高了肥料的含氧量，肥料含氧量的提高，在施肥后有助于刺激根系的生长以及土壤中微生物繁殖，从而进一步的提高土壤肥力。

优选的，步骤S6选用压滤法或抽滤法或离心过滤法任意一种进行固液分离。

通过采用上述技术方案，使得液体肥料可以更加充分的与固体废渣分离，提高了液体肥料的产量。

优选的，按重量份计，步骤1中通过控制水加入量使得复合氨基酸提取液、蚯蚓粪提取液，水的总重量大于等于制得肥料浊液总重量65％。

通过采用上述技术方案，通过控制加水量，使得复合氨基酸溶液，蚯蚓粪提取液的粘度降低，进而方便了后期加入的元素添加剂更加均匀的分散在液体内，促进了元素添加剂的溶解。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、通过将鱼虾边角料以及禽类羽毛制备氨基酸，并加入蚯蚓粪提取液，元素添加剂后制得的液体肥料，对废弃物进行了再利用，可以提高土壤肥力，促进农作物生长。

2、本申请中优选采用了杀菌后二次引入菌群的方法，使得两次发酵可以连续进行，并且前后两次的菌群相互之间不影响，提高了发酵效率以及发酵的充分性。

3、本申请的方法，将氨基酸，元素添加剂，蚯蚓粪提取液进行混合，制备液体肥料，通过限定元素添加剂的添加顺序，以及引入预溶解的工艺，使得元素添加剂在液体肥料中可以更加充分的溶解，提高了肥料的质量。

附图说明

图1是本申请复合氨基酸提取液制备方法的流程图；

图2是本申请一种氨基酸液体肥料制备方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图1和实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请所用原料均可以通过市售获得，本申请所用的复合氨基酸提取液可以选用山东腾耀生物科技有限公司生产的氨基酸原液(型号AJSYY001)还可以通过鱼虾边角料，以及禽类羽毛进行制备，具体鱼虾边角料包括虾壳、虾头、鱼皮、鱼头、内脏，重量比为1:1:1:1:1；禽类羽毛选用鸡毛。

脂肪酶选择广州市旭美化工科技有限公司生产的脂肪酶

复合氨基酸提取液的制备例

制备例1

本制备例制备复合氨基酸提取液，采用如下方法：

步骤1)按重量份计，称取200份鱼虾边角料，100份禽类羽毛；粉碎混合均匀，制得蛋白质原料；

步骤2)：

步骤21)一次发酵，向蛋白质原料中加入300重量份的水、6份巨大芽孢杆菌、6份哈茨木霉菌、18份糖(本制备例选用红糖)、6份脂肪酶，搅拌均匀，发酵60h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度50℃；

步骤22)二次发酵，将经过一次发酵后的原料液煮沸，冷却至40-50℃后加入为12份的酵母菌、12份的糖，搅拌均匀，发酵24h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度40℃。

步骤3)发酵液经静置24h后沉淀取上清液为复合氨基酸提取液。

制备例2

本制备例制备复合氨基酸提取液，采用如下方法：

步骤1)按重量份计，称取300份鱼虾边角料，100份禽类羽毛；粉碎混合均匀，制得蛋白质原料；

步骤2)：

步骤21)一次发酵，向蛋白质原料中加入400重量份的水、16份巨大芽孢杆菌、16份哈茨木霉菌、40份糖(本制备例选用红糖)、12份脂肪酶，搅拌均匀，发酵48h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度45℃；

步骤22)二次发酵，将经过一次发酵后的原料液煮沸，冷却至40-50℃后加入32份的酵母菌、32份的糖，搅拌均匀，发酵36h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度40℃。

步骤3)发酵液经静置24h后沉淀取上清液为复合氨基酸提取液。

制备例3

本制备例制备复合氨基酸提取液，采用如下方法：

步骤1)按重量份计，称取200份鱼虾边角料，100份禽类羽毛；粉碎混合均匀，制得蛋白质原料；

步骤2)：

步骤21)一次发酵，向蛋白质原料中加入300重量份的水、12份巨大芽孢杆菌、12份哈茨木霉菌、30份糖(本制备例选用红糖)、18份脂肪酶，搅拌均匀，发酵36h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度55℃；

步骤22)，将经过一次发酵后的原料液煮沸，冷却至45℃后加入24份的酵母菌、24份的糖，搅拌均匀，发酵24h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度45℃。

步骤3)发酵液经静置24h后沉淀取上清液为复合氨基酸提取液。

蚯蚓粪提取液的制备例

制备例4

本申请使用的蚯蚓粪提取液采用如下方法制备：

S1，按重量份计，取100份蚯蚓粪，并向蚯蚓粪加入100份的水，搅拌，使得蚯蚓土均匀的分布在水中。

S2，接着对液体进行加热，煮沸后去除原有杂菌，等液体冷却至55℃后加入液体质量4％的侧孢牙杆菌，加入液体质量5％的红糖，在55℃下高温发酵60h，期间不断向液体内通入空气进行曝气培养，

S3，再次将液体煮沸，并等液体降温至45℃后，加入液体质量3％的泾阳链霉菌以及液体质量6％的红糖，曝气发酵48h，发酵温度45℃。

S4，静置24h，并提取上清液。

实施例

实施例1～7，按重量份计，采用如下配比:

表1实施例1～7的组分配比

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实施例1使用对比例1制备的复合氨基酸提取液；实施例2使用对比例2制备的复合氨基酸提取液；实施例3使用对比例3制备的复合氨基酸提取液；实施例4使用购买的氨基酸原液作为复合氨基酸提取液。实施例5～7使用制备例3所得的复合氨基酸提取液。实施例1～7使用的是制备例4所制得的蚯蚓粪提取液。

实施例1～7采用如下方法制备：

包括以下步骤：

S1，称取复合氨基酸提取液、蚯蚓粪提取液，加水，(使得复合氨基酸提取液、蚯蚓粪提取液、水的总重量为所有组分总重量的百分之65％),搅拌均匀，得到氨基酸稀溶液；

S2，向氨基酸稀溶液中依次加入黄腐酸钾，硼氢化钠，每加入一种组分后需搅拌均匀才能进行再次加入；

S31，预溶解，分别向计量份称取的硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾中加入各自等重量的水搅拌均匀，制得预溶料浆；

S32，将S31步骤所得的预溶料浆按照硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾的顺序依次加入S2所得的料液中，每加入一种预溶料浆后需搅拌均匀再加入下一种预溶料浆；

S5，依次加入尿素、松土精、腐殖酸、补足剩余配方量的水，搅拌均匀，制得肥料浊液；

S51激氧反应，向体系内持续通入空气，空气通入速率30L/min，通气3h；

S6，压滤后，提取清液,常温烘干浓缩。

对比例

对比例1

与实施例5的不同之处在于未添加蚯蚓粪提取液。

对比例2

与实施例5的不同之处在于未添加土壤改性剂。

对比例3

与实施例5的不同之处在于未添加元素添加剂。

应用例

取5m²土壤作为一个实验样方，每个样方中种植春小麦(川育9号)，分别在春小麦的苗期、分蘖期、灌浆期通过叶面喷雾的方式施肥(经过稀释500倍后本申请实施例或对比例所制得肥料，每个样方每次施肥400ml)。

施有实施例1～7肥料的实验样方对应命名为实验组1～7；

施有对比例1～3肥料的实验样方对应命名为对照组1～3。

在一实验样方中的施加市售的彪榜通用型氨基酸叶面肥(稀释500倍)，作为对照组4，每次施肥400ml。

取一实验样方不做任何处理，作为空白组。

性能检测试验

检测每个样方中春小麦的平均高度以及产量

表2

组别	平均高度/cm	产量/kg	组别	平均高度/cm	产量/kg
						实验组1	77.1	3.45	实验组7	77.1	3.50
实验组2	78.3	3.47	对照组1	74.2	2.91
						实验组3	78.2	3.51	对照组2	69.3	2.88
实验组4	78.9	3.55	对照组3	71.2	2.91
						实验组5	78.3	3.57	对照组4	76.4	3.35
实验组6	78.2	3.61	空白组	66.3	2.73

结合实验组1、2、3并对比对照组4和空白组可知，通过加入本申请所制备的液体肥料，可以有效的提高土壤肥力，并且提高作物的株高以及产品产量。氨基酸作为构成蛋白质的最小分子存在于肥料中，有易于被作物吸收的特点；亦有提高施肥对象抗病性，改善施肥作物品质的功能。补充植物必需的氨基酸，刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，促进对营养物质的吸收。增强植物的代谢功能。

结合实验组3、4，可以看出，使用市售的氨基酸原液与制备的复合氨基酸对比，使用氨基酸原液的肥料效果略优于使用制备的复合氨基酸的肥料，但相差不多，可能的原因在于购买所得氨基酸原液中氨基酸的浓度更高；但是使用制备所得复合氨基酸提取液的肥料对禽类羽毛，鱼虾边角料进行了再利用，具有更高的经济价值。

结合实验组3和实验组5，可以看出，通过提高氨基酸提取液、元素添加剂、土壤改性剂的用量，增大了肥料的效用。

结合实验组5和对照组1可以看出，蚯蚓粪提取液的加入，增加了肥料中活性物质，并富含多种有益于植物生长的植物激素，从而有利于植物生长。

结合实验组5和对比组2，3可知，土壤改性剂和元素添加剂可以提高土壤中大量元素与中微量元素的含量，从而促进植物根系的发育，叶绿素的合成，并提高植株的抗病，抗旱，抗寒等能力。改善土壤环境，提高土壤透气性。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种氨基酸水溶性肥料，其特征在于，按重量份计，包括复合氨基酸提取液400～500份、元素添加剂240～350份、土壤改性剂100～120份、水400～500份，元素添加剂中包括氮、磷、钾、钙、镁、硼、锌、锰、铁，其重量比为28～39:26～40:7～10:3～4:8～10:4～8:4～10:7～9:2～4；

所述氨基酸水溶性肥料还包括蚯蚓粪提取液，所述蚯蚓粪提取液与所述复合氨基酸提取液的重量比为1:8～12；

所述复合氨基酸提取液采用如下方法制备：

步骤1)：按重量份计，称取200份鱼虾边角料，100份禽类羽毛；粉碎混合均匀，制得蛋白质原料；

步骤2)：

步骤21) ：一次发酵，向蛋白质原料中加入300重量份的水、12份巨大芽孢杆菌、12份哈茨木霉菌、30份红糖、18份脂肪酶，搅拌均匀，发酵36h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度55℃；

步骤22) ：二次发酵，将经过一次发酵后的原料液煮沸，冷却至45℃后加入24份的酵母菌、24份的糖，搅拌均匀，发酵24h，发酵过程中持续通入空气，发酵温度45℃；

步骤3) ：发酵液经静置24h后沉淀取上清液为复合氨基酸提取液；

所述蚯蚓粪提取液采用如下方法制备：

S1，按重量份计，取100份蚯蚓粪，并向蚯蚓粪加入100份的水，搅拌，使得蚯蚓粪均匀的分布在水中；

S2，接着对液体进行加热，煮沸后去除原有杂菌，等液体冷却至55℃后加入液体质量4%的侧孢牙杆菌，加入液体质量5%的红糖，在55℃下高温发酵60h，期间不断向液体内通入空气进行曝气培养；

S3，再次将液体煮沸，并等液体降温至45℃后，加入液体质量3%的泾阳链霉菌以及液体质量6%的红糖，曝气发酵48h，发酵温度45℃；

S4，静置24h，并提取上清液。

2.根据权利要求1所述的一种氨基酸水溶性肥料，其特征在于：硼元素由硼砂、硼酸、偏硼酸中的至少一种化合物提供，锌元素由氯化锌、硫酸锌中的至少一种化合物提供，锰元素由硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中的至少一种化合物提供，铁元素由氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁中的至少一种提供、钾元素由硫酸钾、硝酸钾中的至少一种提供，钙元素由硝酸钙、氯化钙中的至少一种提供，镁元素由硝酸镁、硫酸镁、氯化镁中的至少一种提供，氮元素由硝酸盐和尿素提供。

3.根据权利要求2所述的一种氨基酸水溶性肥料，其特征在于：元素添加剂包括硼氢化钠、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾、硝酸钙、硝酸镁、尿素、五氧化二磷；重量比为15～25(硼氢化钠):12～25(硫酸锌):20～25(硫酸锰):10～20(硫酸亚铁):35～43(硫酸钾):20～25(硝酸钙):25～30(硝酸镁):45～65(尿素):30～45（五氧化二磷）。

4.根据权利要求1所述的一种氨基酸水溶性肥料，其特征在于：所述土壤改性剂包括黄腐酸钾、腐殖酸、松土精中的一种或几种。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述氨基酸水溶性肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，称取复合氨基酸提取液、蚯蚓粪提取液，加水搅拌均匀，得到氨基酸稀溶液；

S2，向氨基酸稀溶液中依次加入黄腐酸钾，硼氢化钠，每加入一种组分后需搅拌均匀；

S31，预溶解，分别向以计量份称取的硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾中加入各自等重量的水搅拌均匀，制得预溶料浆；

S32，将S31步骤所得的预溶料浆按照硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钾的顺序依次加入S2所得的料液中，每加入一种预溶料浆后需搅拌均匀；

S5，加入尿素、松土精、腐殖酸、补足剩余配方量的水，搅拌均匀，制得肥料浊液；

S6，过滤，提取清液。

6.根据权利要求5所述的一种氨基酸水溶性肥料的制备方法，其特征在于：步骤S6之前还需要进行激氧反应，向体系内持续通入空气，空气通入速率30L/min，通气3h。

7.根据权利要求5所述的一种氨基酸水溶性肥料的制备方法，其特征在于：按重量份计，步骤1中通过控制水加入量使得复合氨基酸提取液、蚯蚓粪提取液，水的总重量大于等于制得肥料浊液总重量65%。

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