CN115160071A - 一种鱼蛋白液体肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于肥料技术领域，具体涉及鱼蛋白液体肥料及其制备方法。本发明提供的一种鱼蛋白液体肥料的制备方法，包括以下步骤：(1)：将低值鱼去杂质后，进行分切、粉碎处理，得到鱼泥；(2)：在鱼泥中加入水，搅拌均匀得到鱼蛋白浊液，加入pH调节剂调节pH后，加入复合酶酶解；(3)：将步骤（2）得到的产物过滤，在滤液中加入大量元素化合物以及有机质，搅拌均匀后加入生物炭、海藻酸钠、聚谷氨酸、悬浮剂，分散乳化，得到鱼蛋白液体肥料；所述复合酶包括鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶。本发明提供的鱼蛋白液体肥料营养丰富合理，有助于作物生长、提高作物产量、改善作物果实品质，改善土壤生态，有着高稳定性和利用率。
Description
技术领域
本申请涉及肥料技术领域，尤其涉及一种鱼蛋白液体肥料及其制备方法。
背景技术
传统化肥的添加直接提高了土壤中植物营养元素的有效性及其含量，有利于作物快速增长并使其拥有健壮的根系，从而提高根际的微生物数量和活性。然而长期使用化肥提高作物产量的同时，也对土壤环境造成了严峻的考验，威胁到我国农业发展的可持续性，导致土壤氮氧化物排放、硝酸盐径流降低土壤微生物的活性消耗大量的土壤碳源，影响基本的土壤生态功能。另一方面，施入的化肥在当季作物的利用率仅为5~25％，大量的氮素扩散至周边的环境甚至污染地下水，对磷钾元素则多与土壤中的Fe3+、Al3+等离子结合，形成难溶性无机盐，破坏土壤团结颗粒，易使土壤板结。
随着现代捕捞技术和养殖技术的发展，很多小鱼、小虾等低值水产可迅速繁殖，成了主要的水产经济来源，甚至远超了人们对鱼蛋白的需求；与此同时，虽然我国水产资源丰富，但是产生的大量废弃鱼料在没有市场需求的情况下，往往会直接抛弃，造成大量蛋白和矿物成分的浪费，对环境还可引起长期的负面影响。
低值鱼除了含有大量的蛋白质、氨基酸和鱼油等物质外，还含有许多微量元素和维生素等。将低值鱼应用于肥料除了保留鱼体中丰富的蛋白质、矿质元素等，还含有许多生物活性物质，具有能够迅速补充作物养分，提高肥料利用率，改善作物品质等特点。因此，需要提供一种鱼蛋白液体肥料，为作物提供丰富合理的养分，改善土壤环境，且有着较高的肥料利用率和稳定性。
鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的一方面目的在于提供一种鱼蛋白液体肥料的制备方法，对酶解工艺做出探索和调整，该制备方法工艺简单、成本低，有效提高低值鱼中的营养成分的利用率，使得低值鱼最大限度发挥对农作物的营养作用。该制备方法制得的鱼蛋白液体肥料，营养丰富合理，有助于作物生长、提高作物产量、改善作物果实品质，同时能够让土壤中的有益微生物迅速繁殖，使土壤结构得到优化，改善土壤生态，从而使土壤中难以利用的营养元素形态转变为可利用的营养元素形态，增强土壤肥力，提高肥料稳定性和利用率。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种鱼蛋白液体肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)：将低值鱼去杂质后，进行分切、粉碎处理，得到鱼泥；
(2)：在鱼泥中加入水，搅拌均匀得到鱼蛋白浊液，加入pH调节剂调节pH后，加入复合酶酶解；
(3)：将步骤（2）得到的产物过滤，在滤液中加入大量元素化合物以及有机质，搅拌均匀后加入生物炭、海藻酸钠、聚谷氨酸、悬浮剂，分散乳化，得到鱼蛋白液体肥料；
所述复合酶包括鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶。
本申请中，将低值鱼处理为鱼泥后，对酶解工艺做出探索和调整，采用鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶共同复配而成的复合酶进行酶解，再加入大量元素化合物以及有机质，进行营养成分的复配，使得制备得到的鱼蛋白液体肥料营养成分丰富合理，保留了鱼体中丰富的蛋白质、矿物元素，还包括许多生物活性物质，有效促进作物生长、提高作物产量以及作物果实品质。本申请在鱼蛋白肥料中加入生物炭、海藻酸钠、聚谷氨酸、悬浮剂，4者协同作用，使得肥料更加稳定且具有缓释的效果，能够有效提高肥料的利用率，减少肥料的施用次数，避免资源的浪费。
所述低值鱼包括水产品加工下脚料或深海低值鱼虾；分切粉碎设备包括深冷粉碎机。
本申请原料采用水产品加工下脚料或者深海低值鱼虾作为原料，原料易得，成本较低，还能够实现一定程度上的废物利用，减少环境的负担。水产品加工下脚料或者深海低值鱼虾含有丰富的蛋白质、矿物元素、生物活性物质，能够有效促进作物生长，改善作物果实品质。
低值鱼的粉碎采用深冷粉碎机，深冷粉碎机系统以液氮为冷源，被粉碎物料(包括难粉碎的鱼头、鱼骨、鱼鳞)通过冷却在低温下实现脆化易粉碎状态后，进入机械粉碎机腔体内通过叶轮高速旋转，物料与叶片、齿盘，物料与物料之间的相互反复冲击，碰撞，剪切，摩擦等综合作用下，达到彻底粉碎效果，被粉碎后的物料有气流筛分级机进行分级并收集：没有达到细度要求的物料返回料仓继续粉碎，冷气大部分返回料仓循环使用；避免了原料在普通破碎机破碎发热导致物料腐败和变质。
步骤（2）中，加入水的质量为鱼泥质量的5~8倍；所述pH调节剂包括柠檬酸钠缓冲液、碳酸氢铵或氨水。
本申请中，加入水的质量可以为鱼泥质量的5倍、6倍、7倍、8倍，加入合适量的水，使得鱼泥分散，形成鱼蛋白浊液，加入水量过少，不利于后于酶解，加入水量过多不利于后续过滤操作。
本申请中，采用柠檬酸钠缓冲液、碳酸氢铵或氨水来调节pH，使得pH在复合酶活性较强的范围内，有利于酶解的进行。
步骤（2）中酶解pH为5.0~6.5，酶解温度为35~37℃，酶解时间为1~1.5h。
本申请中酶解步骤在pH为5.0~6.5，温度为35~37℃的条件下进行，其中pH可以为5.0、5.5、6.0、6.5，温度可以为35℃、36℃、37℃，在该pH和温度的范围下，复合酶的活性较强，酶解效率较高，可大大节省酶解时间。
所述复合酶中鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶的质量之比为：1~2：0.8~1.2：1.5~2：0.5~0.8：1.5~2。
本申请采用鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶五种酶以特定的比例复配而成复合酶，鱼蛋白浊液处于一个恒温的环境中，5种酶协同作用，大大提高了酶解效率，加速了酶解进程。
所述大量元素化合物包括尿素、硫酸铵、聚磷酸铵、焦磷酸钾、三聚磷酸钾、尿素硝铵溶液、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、工业级磷酸二氢钾、工业级磷酸二氢铵中的一种或几种。
本申请的鱼蛋白液体肥料富含有机质、肽、氨基酸等活性成分和多种矿物元素，在此基础上加入大量元素化合物，进一步丰富肥料中的营养成分，活性成分、矿物元素以及大量元素化合物协同作用，以满足作物的生长所需。
所述有机质包括矿化腐殖酸、矿化黄腐酸钾和生化黄腐酸钾中的一种或几种。
矿化腐殖酸、矿化黄腐酸钾和生化黄腐酸钾提供羟基、酚基、羧基、多糖、木质素、蛋白，与鱼蛋白本身的营养成分复配，进一步丰富肥料营养成分，以满足农作物的生长所需，有利于作物的生长。
所述悬浮剂包括黄原胶和聚丙烯酰胺，所述黄原胶与聚丙烯酰胺的质量之比为1：0.5~1。
本申请采用黄原胶和聚丙烯酰胺以质量比1：0.5~1的比例复配，在此比例下，能够有效提高鱼蛋白液体肥料的稳定性。聚丙烯酰胺结构单元中含有酰胺基、易形成氢键、使其具有良好的水溶性和很高的化学活性，在适宜浓度下，聚丙烯酰胺溶液可视为网状结构，链间机械的缠结和氢键共同形成网状节点。而黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成网状结构，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。黄原胶和聚丙烯酰胺系统作用，可以提高肥料养分的悬浮能力，防止肥料养分沉淀分层，此外，黄原胶还是一种多糖，当其用于液体肥料时，等其他营养成分被作物吸收利用后，作为多糖的黄原胶还可以被分解，被作物再次吸收利用，活化土壤营养成分。
所述生物炭的粒径小于200目；所述鱼泥、生物炭、海藻酸钠、聚谷氨酸、悬浮剂的质量之比为100：3~5：5~7：5~7：0.1~1。
本申请中还加入了生物炭，生物炭来源于天然物质，无毒副作用，且有着较强的吸附性和稳定性。生物炭中包含丰富的有机酸类物质，能够刺激作物生长，促进养分在作物体内的运输，同时还能够促进有机成分与金属元素螯合，提高营养元素的利用率。同时生物炭的多孔结构，有着较大的比表面积，能够起到一定的缓释作用。
聚谷氨酸是一种水溶性，生物降解，不含毒性，使用微生物发酵法制得的生物高分子。其保湿锁水功效是透明质酸的500倍。聚谷氨酸可以螯合一部分的大中微量元素，可以进一步提高大中微量元素的吸收效率，聚谷氨酸同时可以调理土壤，疏松土壤和保持土壤水分，为根系吸收营养提供良好环境。
海藻酸钠可以降低水的表面张力，在植物表面形成一层薄膜，增大接触面积，使水溶性物质比较容易透过茎叶表面细胞膜进入植物细胞，使植物有效地吸收海藻提取液中的营养成分，对肥料的施用效果具有增效作用。
本申请中，生物炭、聚谷氨酸、海藻酸钠三者协同作用，具有增效作用，且使得肥料具有一定的缓释效果，能够减少施用次数，大大提高肥料的利用率。
本发明还提供了一种利用上述方法制备得到的鱼蛋白液体肥料。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过对酶解工艺以及鱼蛋白液体肥料制备过程进行探索和优化，提高酶解的效率，缩短酶解的时间，且制备过程简单，成本低，可操作性强、环保、无污染，完全性和重复性好，可实现大规模工业化连续性生产。
2、本发明提供的鱼蛋白液体肥料，营养丰富合理，极大地保留低值鱼本身的营养成分，复配大量元素化合物以及有机质，使得营养成分满足作物的生长所需，能够提高果实的品质，同时添加生物炭、聚谷氨酸、海藻酸钠，三者协同作用起到增效缓释的作用，提高肥料的利用率。
3、本发明提供的液体肥料具有丰富的营养元素及活性物质，养分含量高，通过各含量组分间的协同作用，适当配比，能够有效提高该含鱼蛋白的液体肥料的肥效，有效改善土壤板结问题，且更能被作物有效吸收利用，促进作物增产增收。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书以实施例的方式进行详细说明。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
如未特殊说明，在以下实施方式中，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
(1)：将低值鱼去杂质后，进行分切、粉碎处理，得到鱼泥10kg；
(2)：在鱼泥中加入50kg水，搅拌均匀得到鱼蛋白浊液，加入pH调节剂柠檬酸钠缓冲液调节pH至5后，加入鱼蛋白酶37.8g、脂肪酶30.1g、磷酸酶56.6g、氧化酶18.9g、胰蛋白酶56.6g，于35℃的温度下酶解1.5h；
(3)：将步骤（2）得到的产物过滤，在滤液中加入大量元素化合物尿素、硫酸铵1000g以及有机质矿化黄腐酸钾和矿化腐殖酸共1500g，搅拌均匀后加入生物炭300g、海藻酸钠500g、聚谷氨酸500g、黄原胶7g、聚丙烯酰胺3.5g，分散乳化，得到鱼蛋白液体肥料。
实施例2
(1)：将低值鱼去杂质后，进行分切、粉碎处理，得到鱼泥10kg；
(2)：在鱼泥中加入80kg水，搅拌均匀得到鱼蛋白浊液，加入pH调节剂柠檬酸钠缓冲液调节pH至6.5后，加入鱼蛋白酶75g、脂肪酶45g、磷酸酶75g、氧化酶30g、胰蛋白酶75g，于37℃的温度下酶解1h；
(3)：将步骤（2）得到的产物过滤，在滤液中加入大量元素化合物硝酸钾、硫酸钾1000g以及有机质矿化腐殖酸和生化黄腐酸钾共1500g，搅拌均匀后加入生物炭500g、海藻酸钠700g、聚谷氨酸700g、黄原胶50g、聚丙烯酰胺50g，分散乳化，得到鱼蛋白液体肥料。
实施例3
(1)：将低值鱼去杂质后，进行分切、粉碎处理，得到鱼泥10kg；
(2)：在鱼泥中加入60kg水，搅拌均匀得到鱼蛋白浊液，加入pH调节剂柠檬酸钠缓冲液调节pH至6后，加入鱼蛋白酶69.2g、脂肪酶46.2g、磷酸酶78.5g、氧化酶27.7g、胰蛋白酶78.5g，于36℃的温度下酶解1h；
(3)：将步骤（2）得到的产物过滤，在滤液中加入大量元素化合物尿素、硫酸铵1000g以及有机质矿化黄腐酸钾和生化黄腐酸钾共1500g，搅拌均匀后加入生物炭400g、海藻酸钠600g、聚谷氨酸600g、黄原胶25g、聚丙烯酰胺25g，分散乳化，得到鱼蛋白液体肥料。
对比例1
对比例1与实施例3的区别在于，酶解过程中不包括磷酸酶与氧化酶，其余均相同。
对比例2
对比例2与实施例3的区别在于，不包括有机质，其余均相同。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于，不包括海藻酸钠和聚谷氨酸。
试验例1 鱼蛋白液体肥料特征指标检测
将实施例1~3和对比例1~2制备得到的鱼蛋白液体肥料进行特征指标的检测，检测结果如表一所示：
表1 鱼蛋白液体肥料特征指标检测结果
试验例2
分别取实施例1~3和对比例1~3制备的鱼蛋白肥料各20kg，与市面上棚丰鱼蛋白液体肥料选长势相似的5~6片真叶的黄瓜大棚做实验，在2个月内将20kg肥料分3次水冲实验(浇2次清水冲一次肥水)，在1月后进行验证，测量株高、坐果率、产量、土壤团粒结构提升率，实验结果如下表2：
表2 黄瓜生长情况
试验例3
将实施例1~3、对比例1~3制得的复合水溶性肥料以及市售肥料进行对比测试，圣女果品种选用樱莎红3号，每个实验例100株。在圣女果幼苗期用上述水溶性肥料施肥3次，每次每株施肥10g，每次以50倍重量的水配置灌溉茄科植物根部，每次灌溉间隔10天；在圣女果结果期时，用上述复合水溶性肥料施肥3次，每次每株施肥20g，每次以100倍重量的水配置灌溉茄科植物根部，每次间隔5天。结果见表3所示。
表3 圣女果生长情况
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种鱼蛋白液体肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)：将低值鱼去杂质后，进行分切、粉碎处理，得到鱼泥；
(2)：在鱼泥中加入水，搅拌均匀得到鱼蛋白浊液，加入pH调节剂调节pH后，加入复合酶酶解；
(3)：将步骤（2）得到的产物过滤，在滤液中加入大量元素化合物以及有机质，搅拌均匀后加入生物炭、海藻酸钠、聚谷氨酸、悬浮剂，分散乳化，得到鱼蛋白液体肥料；
所述复合酶包括鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶；
所述步骤（2）中酶解pH为5.0~6.5，酶解温度35~37℃，酶解时间为1~1.5h；
所述大量元素化合物包括尿素、硫酸铵、聚磷酸铵、焦磷酸钾、三聚磷酸钾、尿素硝铵溶液、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、工业级磷酸二氢钾、工业级磷酸二氢铵中的一种或几种；
所述有机质包括矿化腐殖酸、矿化黄腐酸钾和生化黄腐酸钾中的一种或几种；
所述生物炭的粒径小于200目；
所述悬浮剂包括黄原胶和聚丙烯酰胺，所述黄原胶与聚丙烯酰胺的质量之比为1：0.5~1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低值鱼包括水产品加工下脚料或深海低值鱼虾；分切粉碎设备包括深冷粉碎机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，加入水的质量为鱼泥质量的5~8倍；所述pH调节剂包括柠檬酸钠缓冲液、碳酸氢铵或氨水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合酶中鱼蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、氧化酶、胰蛋白酶的质量之比为：1~2：0.8~1.2：1.5~2：0.5~0.8：1.5~2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鱼泥、生物炭、海藻酸钠、聚谷氨酸、悬浮剂的质量之比为100：3~5：5~7：5~7：0.1~1。
6.权利要求1~5任一项所述的方法得到的鱼蛋白液体肥料。
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| Date | Code | Title | Description |
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| 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 |
Application publication date: 20221011 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |