CN114276190A - 含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法 - Google Patents
含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114276190A CN114276190A CN202210044884.5A CN202210044884A CN114276190A CN 114276190 A CN114276190 A CN 114276190A CN 202210044884 A CN202210044884 A CN 202210044884A CN 114276190 A CN114276190 A CN 114276190A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyglutamic acid
- acid fermentation
- fertilizer
- compound fertilizer
- fermentation liquor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 title claims abstract description 158
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 title claims abstract description 151
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 146
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 121
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 121
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 67
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 51
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 claims description 47
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 45
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 45
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 24
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 24
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 15
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 10
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 9
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 9
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 9
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 claims description 9
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 9
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 9
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 9
- WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N [N].[P].[K] Chemical group [N].[P].[K] WZLMXYBCAZZIRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 7
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 5
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 5
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 6
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000002585 base Substances 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 102000005600 Cathepsins Human genes 0.000 description 3
- 108010084457 Cathepsins Proteins 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 2
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 244000018436 Coriandrum sativum Species 0.000 description 1
- 235000002787 Coriandrum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 240000005993 Lactuca saligna Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 235000006705 asparagus lettuce Nutrition 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- CUIXPEFFBZVMAI-UHFFFAOYSA-L calcium;magnesium;potassium;sulfate Chemical compound [Mg+2].[K+].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O CUIXPEFFBZVMAI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000009328 dry farming Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- -1 salt ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
Abstract
本发明涉及农业肥料技术领域，尤其是一种含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法。所述复合肥包括聚谷氨酸发酵液和基础肥料，所述聚谷氨酸发酵液和所述基础肥料的重量配比为1～20：100，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％。所提供的复合肥可以显著提高肥料利用率，增加作物产量，还可以提高肥料中营养元素的吸收利用率，避免肥料流失。
Description
技术领域
本发明涉及农业肥料技术领域，尤其是一种含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法。
背景技术
随着农业、农村经济的不断发展，我国农业规模化、自动化程度不断提高，农产品产量和品质不断增长，土地承载力不断加重。肥料与科学施肥技术需要追赶快速发展的新时代。化肥减量增效，果菜茶有机肥替代，节水农业、旱作农业，水肥一体化等重大项目，缓释、控释、长效、水溶、生物、纳米、功能、智能、信号、改土、调酸、抗逆等新型肥料不断涌现。肥料行业的发展必须正确把握方向。
聚谷氨酸的生产技术正在逐步得到发展，并且应用于医药、食品、化妆品、饲料、环保等行业，现在需要将其在农业中的发挥最大应用。申请号为CN201811241207.2的中国专利公开了一种肥料组合物，其有效成分包含聚谷氨酸和硫酸钾钙镁，所提公开的肥料组合物能够促进作物健康作用，提高作物产量，预防和控制作物病害。
聚谷氨酸在肥料领域中的应用还需要进一步改进，国内外研究人员对聚谷氨酸在酸、碱、热、酶以及超声波条件下的降解进行研究，化学方法酸、碱等化学方法不仅容易引入新的盐离子影响使用效果，破坏土地结构，还存在分散性系数大这－缺点。升温加热与超声波这两种方式虽然可弥补化学发降解的部分缺点，但存在聚谷氨酸化学键任意断裂，实验过程不可控的问题。
有关聚谷氨酸在肥料领域中的应用还需要进一步改进。
发明内容
本发明提供了一种含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法。所提供的复合肥含有聚谷氨酸，其安全环保，适合于粮食作物使用。而且经过研究发现，含聚谷氨酸的复合肥在促进作物生长方面具有明显优势，具有良好市场前景。
在本发明的第一方面提供了一种复合肥，包括：聚谷氨酸发酵液和基础肥料，所述聚谷氨酸发酵液和所述基础肥料的重量配比为1：20～100，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％。聚谷氨酸具有水溶性和超强的保水保湿能力，易被生物降解，不含毒性，对环境友好的优点，应用于作物种植中有利于提高肥料利用率。聚谷氨酸和基础肥料复配制备的复合肥，能够促进磷元素的吸收，提高氮、钾元素的利用度，同时可以富集养分，提高植物抗性及抗逆能力。聚谷氨酸可以使重金属在土壤中发生沉淀、螯合等反应，减少作物对重金属的吸收量，还能有效平衡土壤酸碱值，避免长期使用化学肥料所造成的酸性土质。
根据本发明的实施例，所述基础肥料可以为氮磷钾15-15-15基础复合肥，也可以为氮磷钾18-18-18基础复合肥。
在本发明的第二方面提供了一种复合肥，包括基础肥料和聚谷氨酸，所述基础肥料的颗粒粒度为5-50毫米。所提到的基础肥料包括尿素、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硝酸钾和硫酸钾中的至少一种或其组合。根据本发明的实施例，所述基础肥料的颗粒粒度为5-15毫米。
进一步地，所述基础肥料为氮磷钾15-15-15基础复合肥或者氮磷钾18-18-18基础复合肥。
进一步地，所述聚谷氨酸和所述基础肥料的重量配比为1～20：100，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％。
进一步地，所述聚谷氨酸以聚谷氨酸发酵的方式和所述基础肥料复配获得，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％。根据优选实施例，所述聚谷氨酸发酵液中所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为3.5％～6.5％。
在本发明的第三方面提供了一种复合肥的制备方法，所述复合肥中含有聚谷氨酸，所述制备方法包括：将硝酸铵、尿素、硫酸钾和硝酸钾混合，进行第一熔融，获得第一熔融物；
将磷酸一铵和磷酸氢二钾混合，进行第二熔融，获得第二熔融物；
将所述第一熔融物和所述第二熔融物混合，进行第三熔融，获得第三熔融物；
将所述第三熔融物和聚谷氨酸发酵液混合，进行第四熔融，以便获得所述复合肥。
进一步地，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％，所述聚谷氨酸和所述第三熔融物的重量比为1～20：100。
进一步地，所述聚谷氨酸发酵液通过下述方法获得：
(a)将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养，以便获得谷氨酸发酵液；
(b)将谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，以便获得上清液；
(c)对所述上清液进行稀释，获得浓度为45-80g/L的谷氨酸发酵稀释液，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得聚谷氨酸发酵液。
进一步地，所述方法进一步包括：(d)对所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸进行降解，使得聚谷氨酸的分子量为10-300KDa。发酵结束后，继续进行高分子量聚谷氨酸降解实验。将组织蛋白酶接入高分子量聚谷氨酸发酵液内，在25-50℃下降解12-72h，使聚谷氨酸分子量控制在10-300KDa。
进一步地，步骤(a)和步骤(c)中所述谷氨酸发酵培养的pH值为6.0-7.0。
进一步地，步骤(b)中通过离心处理的方式对所述谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，所述离心处理的条件为：温度为4-8℃，转速为6000-12000rpm，时间为25-45min。
本发明所取得的有益效果为：
(1)本发明提供的含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥，采用聚谷氨酸作为肥料增效剂，可显著提高肥料利用率，增加作物产量。还可以通过调整肥料中聚谷氨酸含量，达到经济效益、作物产量最大化。
(2)本发明提供的含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥，可以通过调整肥料中氮磷钾的配比使肥料可适用于大多粮食作物种植。
(3)本发明还提供了含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的制备方法，在提高作物产量、降低肥料使用的前提下，具有施肥方便、操作简单，适合大多数农民使用的特点。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是，所描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本文中，如无特别说明，所提到的含量均为重量百分比。
本发明的第一方面提供了一种复合肥，包括聚谷氨酸发酵液和基础肥料，所述聚谷氨酸发酵液和基础肥料的重量配比为1：20～100，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％。根据优选实施方式，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为3.5％～6.5％。
所述基础肥料可以为氮磷钾15-15-15基础复合肥或者氮磷钾18-18-18基础复合肥。所提到的无论是氮磷钾15-15-15基础复合肥或者氮磷钾18-18-18基础复合肥中氮磷钾是指N-P2O5-K2O的重量配比。
本发明还提供了一种含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的制备方法，包括：
将硝酸铵、尿素、硫酸钾和硝酸钾混合，进行第一熔融，获得第一熔融物；
将磷酸一铵和磷酸氢二钾混合，进行第二熔融，获得第二熔融物；
将所述第一熔融物和所述第二熔融物混合，进行第三熔融，获得第三熔融物；
将所述第三熔融物和聚谷氨酸发酵液混合，进行第四熔融，以便获得所述复合肥。
在预先制备之前，首先将各原料进行粉碎处理，控制粉碎后原料颗粒≤50mm。
在至少一些实施方式中，所述第四熔融通过将混合物冷却至70～90℃，使得结晶形成球形颗粒，进一步冷却至50～70℃获得。
在至少一些实施方式中，所述聚谷氨酸发酵液通过下述方法获得：
将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养获得谷氨酸发酵液，其中谷氨酸发酵培养基的pH值为6.0-7.0；
将谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，采用离心处理的方式进行菌体分离处理，离心处理的条件为：温度为4-8℃，转速为6000-12000rpm，时间为25-45min；
对菌体分离处理后的谷氨酸发酵液的上清液进行稀释，获得浓度为45-80g/L的谷氨酸发酵稀释液，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得高分子量聚谷氨酸发酵液，其中聚谷氨酸发酵培养基pH值为6.0-7.0。
根据具体实施方式，谷氨酸发酵液的浓度为60g/L～63.g/L。研究发现，通过控制聚谷氨酸发酵培养的培养基中谷氨酸发酵液的浓度可以更为有效的提高原料利用率和聚谷氨酸产率，降低发酵过程的能耗，进一步研究发现，所述谷氨酸发酵稀释液浓度低于60g/L会导致PGA产量下降；所述谷氨酸发酵稀释液浓度高于63.g/L会导致PGA成本上升。例如Glu浓度为50g/L时，PGA产量下降了7％-15％，在Glu浓度为70g/L时，PGA产量仅上升了4％-7％，部分情况下甚至下降了5％，据此认为63.6％为谷氨酸发酵稀释液的最佳浓度。
根据具体实施方式，所述方法进一步包括：对所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸进行降解，使得聚谷氨酸的分子量为10-300KDa。通过对高分子量聚谷氨酸进行降解，可以控制聚谷氨酸的分子量。将组织蛋白酶接入高分子量聚谷氨酸发酵液内，在25-50℃下降解12-72h，使聚谷氨酸分子量控制在10-300KDa。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
实施例1制备了一种含有1％含量经酶解法降解的γ-聚谷氨酸复合肥。
首先按照如下方法备料：
将尿素、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、硫酸钾，进行粉碎处理，控制粉碎后原料颗粒≤50mm，并按15-15-15基础复合肥进行原料配比。
制备酶降解聚谷氨酸发酵液，聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～6.5％。
其中聚谷氨酸发酵液通过下述方法制备获得：
将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养获得谷氨酸发酵液，其中谷氨酸发酵培养基的pH值为6.0-7.0；
将谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，采用离心处理的方式进行菌体分离处理，离心处理的条件为：温度为4-8℃，转速为10000rpm，时间为40min；
对菌体分离处理后的谷氨酸发酵液的上清液进行稀释，获得谷氨酸发酵稀释液，所述谷氨酸发酵稀释液的浓度为60g/L，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得高分子量聚谷氨酸发酵液，其中聚谷氨酸发酵培养基pH值为6.0-7.0。
发酵结束后，进行高分子量聚谷氨酸降解实验。将组织蛋白酶接入高分子量聚谷氨酸发酵液内，在25-50℃下降解12-72h，使聚谷氨酸分子量控制在10-300KDa。通过对聚谷氨酸采用酶解法进行降解。结果显示，本方法安全无害，不引入新离子，分子量分布更窄且实验过程温和、可控。经过盆栽实验结果显示，酶解法降解后的聚谷氨酸与肥料可达到最佳种植效果。
然后按照如下方法制备上述复合肥：
(1)将硝酸铵、尿素、硫酸钾、水溶性硝酸钾加入到一级熔融槽，磷酸一铵、磷酸氢二钾加入到二级熔融槽。混合熔融后再送至三级熔融槽。在三级熔融槽中物料经强力搅拌混合，并通蒸汽加热熔融，再向熔融槽中加入聚谷氨酸发酵液，聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸与复合肥成分按重量比1～10:100加入。
其中熔融槽采用连续熔融的方式，制成的流动性良好的低温共熔体熔融料浆用泵送至塔顶造粒喷头，喷头旋转形成料浆射流，料浆在下降过程中经过强制风冷却收缩断裂成液滴，迅速冷却至70～90℃，液滴结晶成聚谷氨酸复合肥球形颗粒，在下降过程中进一步冷却至50～70℃，落到塔底收集。颗粒经皮带输送机送至转鼓冷却机进一步冷却至30℃以下，送至包裹机进行包裹防结后包装入库。
实施例2
与上述实施例1不同的是，实施例2制备了一种含有2％含量经酶解法降解的γ-聚谷氨酸复合肥，制备方法与实施例1相同。
实施例3
实施例3制备了一种含有1％未经降解的γ-聚谷氨酸复合肥。
首先按照如下方法备料：
将尿素、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、硫酸钾，进行粉碎处理，控制粉碎后原料颗粒≤50mm，并按15-15-15基础复合肥进行原料配比。
制备聚谷氨酸发酵液，聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～6.5％。
将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养获得谷氨酸发酵液，其中谷氨酸发酵培养基的pH值为6.0-7.0。将谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，采用离心处理的方式进行菌体分离处理，离心处理的条件为：温度为4-8℃，转速为10000rpm，时间为40min。对菌体分离处理后的谷氨酸发酵液的上清液进行稀释，获得谷氨酸发酵稀释液，所述谷氨酸发酵稀释液的浓度为60g/L，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得高分子量聚谷氨酸发酵液，其中聚谷氨酸发酵培养基pH值为6.0-7.0。
然后按照如下方法制备上述复合肥：
(1)将硝酸铵、尿素、硫酸钾、水溶性硝酸钾加入到一级熔融槽，磷酸一铵、磷酸氢二钾加入到二级熔融槽。混合熔融后再送至三级熔融槽。在三级熔融槽中物料经强力搅拌混合，并通蒸汽加热熔融，再向熔融槽中加入聚谷氨酸发酵液，聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸与复合肥成分按重量比1～10:100加入。
其中熔融槽采用连续熔融的方式，制成的流动性良好的低温共熔体熔融料浆用泵送至塔顶造粒喷头，喷头旋转形成料浆射流，料浆在下降过程中经过强制风冷却收缩断裂成液滴，迅速冷却至70～90℃，液滴结晶成聚谷氨酸复合肥球形颗粒，在下降过程中进一步冷却至50～70℃，落到塔底收集。颗粒经皮带输送机送至转鼓冷却机进一步冷却至30℃以下，送至包裹机进行包裹防结后包装入库。
实施例4
实施例4对于实施例1至实施例3制备的含聚谷氨酸的复合物进行盆栽实验验证。
(1)按照本发明的肥料组合物验证粮食作物的增产试验
本试验在北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院阳光房进行。
实验品种分别为：
1)生菜；
2)油菜；
3)油麦菜
施用量：生菜、油菜、香菜肥料均使用3种配方(表1所示)，每个肥料配方处理面积0.67hm2。配方复合肥均作为底肥一次施入。
表1试验处理设置情况
表2盆栽实验结果
从表1和表2可以看出含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用，可以显著提高各类植物的产量。其中，添加1％经酶解法降解的γ-聚谷氨酸XL型复合肥与添加2％经酶解法降解的γ-聚谷氨酸XL型复合肥使用效果要强于添加未经降解的γ-聚谷氨酸复合肥，含经酶降解聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用可以提高植物对肥料中营养元素的吸收利用率。
实施例5
实施例5对于实施例1和实施例2制备的含聚谷氨酸的复合物进行田间实验验证。
(1)按照本发明的肥料组合物验证粮食作物的增产试验
本试验在黑龙江省齐齐哈尔市农场进行。
实验品种分别为：
1)水稻品种为长粒品种创优31、圆粒品种松粳2号；
2)玉米品种为宏硕313；
3)大豆品种为垦农18。
施用量：水稻、玉米、大豆肥料均使用3种配方(表3所示)，每个肥料配方处理面积0.67hm2。配方复合肥均作为底肥一次施入。
表3试验处理设置情况
本发明的肥料组合物对水稻生长实验测定结果见表3与表4，水稻采收期测定水稻株高、分蘖、穗长、有效粒、无效粒、空瘪率、千粒重、折合每667m2产量。
表4水稻长粒品种“创优31”生长试验测定
从表4可以看出含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用，可以显著提高水稻长粒品种“创优31”产量，并且使水稻分蘖，穗长，有效粒数都有所增长。
表5对水稻圆粒品种“松粳2号”生长试验测定
从表5可以看出含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用，可以显著提高水稻圆粒品种“松粳2号”产量，并且使水稻分蘖，穗长，有效粒数，千粒重都有所增长。含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用可以提高水稻对肥料中营养元素的吸收利用率，避免肥料流失。
本发明的肥料组合物对玉米生长实验测定结果见表6，玉米采收期测定玉米穗长、穗粗、轴粗、行数、行粒数、百粒重、突尖、折合每667m2产量。
表6玉米品种“宏硕313”生长试验测定
从表6可以看出含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用，可以显著提高玉米品种“宏硕313”产量，并且使玉米穗长增加，百粒重增加，突尖降低。含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用可以提高水稻对肥料种营养元素的吸收利用率，避免肥料流失。
本发明的肥料组合物对大豆生长实验测定结果见表7，大豆采收期测定大豆株高、结荚高、茎、荚、百粒重、折合每667m2产量。
表7大豆品种“垦农18”生长试验测定
表8大豆品种“垦农18”生长试验测定
从表7和表8可以看出含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用，可以显著提高大豆品种“垦农18”产量，并且使大豆结荚高增高，主茎有效荚增加，百粒重增加。含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥的使用可以提高水稻对肥料种营养元素的吸收利用率，同时还能促进作物叶片生长和根茎的发育。
在进行本试验的大田实验前，在阳光房进行了不同品种作物的盆栽试验，观察0.5％、1％、2％、3％不同聚谷氨酸原液添加量处理作物的种植情况。据试验结果显示，聚谷氨酸原液添加量为1％、2％的处理组作物长势较好，结果质量更高，所以在大田实验中将1％、2％的聚谷氨酸原液添加量作为变量进行试验。如果过多使用无不利影响，但会造成资源浪费。聚谷氨酸含量过少会达不到实验效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种复合肥，其特征在于，包括：
聚谷氨酸发酵液和基础肥料，所述聚谷氨酸发酵液和所述基础肥料的重量配比为1～20：100，
所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％；
优选地，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为3.5％～6.5％。
2.根据权利要求1所述的复合肥，其特征在于，所述基础肥料为氮磷钾15-15-15基础复合肥或者氮磷钾18-18-18基础复合肥。
3.一种复合肥，其特征在于，包括：
基础肥料和聚谷氨酸发酵液；
所述基础肥料的颗粒粒度为5-50毫米，优选颗粒粒度为5-15毫米；
任选地，所述基础肥料包括尿素、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硝酸钾和硫酸钾。
4.根据权利要求3所述的复合肥，其特征在于，所述基础肥料为氮磷钾15-15-15基础复合肥或者氮磷钾18-18-18基础复合肥。
5.根据权利要求3所述的复合肥，其特征在于，所述聚谷氨酸发酵液和所述基础肥料的重量配比为1～20：100，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％。
6.根据权利要求3所述的复合肥，其特征在于，所述聚谷氨酸是以聚谷氨酸发酵液的方式和所述基础肥料复配获得，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％；
优选地，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为3.5％～6.5％。
7.一种复合肥的制备方法，其特征在于，所述复合肥中含有聚谷氨酸，所述制备方法包括：
将硝酸铵、尿素、硫酸钾和硝酸钾混合，进行第一熔融，获得第一熔融物；
将磷酸一铵和磷酸氢二钾混合，进行第二熔融，获得第二熔融物；
将所述第一熔融物和所述第二熔融物混合，进行第三熔融，获得第三熔融物；
将所述第三熔融物和聚谷氨酸发酵液混合，进行第四熔融，以便获得所述复合肥。
8.根据权利要求7所述的复合肥的制备方法，其特征在于，所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸的含量为2.5％～10％，所述聚谷氨酸和所述第三熔融物的重量比为1～20：100。
9.根据权利要求7所述的复合肥的制备方法，其特征在于，所述聚谷氨酸发酵液通过下述方法获得：
(a)将谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵培养基中进行发酵培养，以便获得谷氨酸发酵液；
(b)将所述谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，以便获得上清液；
(c)对所述上清液进行稀释，获得浓度为45-80g/L的谷氨酸发酵稀释液，将聚谷氨酸发酵菌种接种至谷氨酸发酵稀释液中进行发酵培养获得聚谷氨酸发酵液；
任选地，进一步包括：
(d)对所述聚谷氨酸发酵液中聚谷氨酸进行降解，使得聚谷氨酸的分子量为10-300KDa；
任选地，步骤(a)和步骤(c)中所述谷氨酸发酵培养的pH值为6.0-7.0；
任选地，步骤(b)中通过离心处理的方式对所述谷氨酸发酵液进行菌体分离处理，所述离心处理的条件为：温度为4-8℃，转速为6000-12000rpm，时间为25-45min。
10.复合肥在粮食领域中的用途，所述复合肥为权利要求1～6中任一项所述的复合肥；
任选地，所述粮食选自大豆、玉米、水稻、小麦、中的至少一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210044884.5A CN114276190A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210044884.5A CN114276190A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114276190A true CN114276190A (zh) | 2022-04-05 |
Family
ID=80881421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210044884.5A Pending CN114276190A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114276190A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115385746A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-11-25 | 安徽司尔特化肥科技有限公司 | 一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102584448A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-18 | 南京工业大学 | 一种复合肥 |
| CN108546204A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-09-18 | 南京轩凯生物科技有限公司 | 一种含γ-聚谷氨酸与核苷酸的有机-无机复混肥料母粒及其制备方法与应用 |
| CN109180286A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-11 | 四川金象赛瑞化工股份有限公司 | 一种茶叶专用肥料及其制备方法 |
| CN109234328A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 北京化工大学 | 一种生产γ-聚谷氨酸的方法 |
| US20210017094A1 (en) * | 2018-02-13 | 2021-01-21 | Jiangsu Huifeng Bio Agriculture Co., Ltd. | Composite fertilizer containing magnesium ammonium phosphate and polyglutamic acid |
-
2022
- 2022-01-14 CN CN202210044884.5A patent/CN114276190A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102584448A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-18 | 南京工业大学 | 一种复合肥 |
| CN109234328A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 北京化工大学 | 一种生产γ-聚谷氨酸的方法 |
| US20210017094A1 (en) * | 2018-02-13 | 2021-01-21 | Jiangsu Huifeng Bio Agriculture Co., Ltd. | Composite fertilizer containing magnesium ammonium phosphate and polyglutamic acid |
| CN108546204A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-09-18 | 南京轩凯生物科技有限公司 | 一种含γ-聚谷氨酸与核苷酸的有机-无机复混肥料母粒及其制备方法与应用 |
| CN109180286A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-11 | 四川金象赛瑞化工股份有限公司 | 一种茶叶专用肥料及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115385746A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-11-25 | 安徽司尔特化肥科技有限公司 | 一种含有聚谷氨酸的缓释肥料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102503639B (zh) | 一种熔体造粒腐植酸功能性玉米专用肥及其制备方法 | |
| CN107445760A (zh) | 一种农业有机肥料及其生产方法 | |
| CN103772038A (zh) | 一种天然海藻有机肥的生产方法 | |
| CN103964931A (zh) | 一种新型肥料及其生产工艺 | |
| CN107759420A (zh) | 一种水稻复合微生物肥料 | |
| CN109721421A (zh) | 一种含海藻多糖和黄腐酸复合增效磷肥的制备及应用 | |
| CN107793214A (zh) | 一种以羊栖菜为原料的海藻肥制备方法 | |
| CN108530196A (zh) | 一种有机肥及其制备方法 | |
| CN106631396A (zh) | 一种长秸秆类作物用的玉米秆酵素肥 | |
| CN104961575A (zh) | 一种改善育苗期矿质营养状况的营养添加料及其制备方法 | |
| CN114230385A (zh) | 盐碱地土壤甜高粱专用微生物菌肥及其制备方法 | |
| CN111440032A (zh) | 一种制备复合微生物菌肥的方法 | |
| CN105198512B (zh) | 一种双微生物发酵制备γ-聚谷氨酸有机肥的方法 | |
| CN114276190A (zh) | 含聚谷氨酸的粮食作物用复合肥及其制备方法 | |
| CN102584444B (zh) | 非发酵复合有机脂肥制法 | |
| CN108191554A (zh) | 一种微生物有机海藻肥及其制备方法 | |
| CN103483086A (zh) | 一种环保型多功能生态有机肥及其生产方法 | |
| CN108911889A (zh) | 一种西红柿种植肥料及其制备方法 | |
| CN108546189A (zh) | 农业有机肥料及其生产方法 | |
| CN104860761A (zh) | 一种用于绿色番茄栽培的微生物肥料 | |
| CN1234654C (zh) | 生态有机肥及其制造方法 | |
| CN105237075A (zh) | 木薯专用复合肥及其生产方法 | |
| CN105272723A (zh) | 西红柿复合肥及其生产方法 | |
| CN114573406A (zh) | 一种大量元素水溶肥料及其制备方法 | |
| CN108610177B (zh) | 一种香蕉作物专用木霉全元生物有机肥料及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220405 |