CN116103269A - 复合酶及其在制造水溶肥中的使用方法 - Google Patents

复合酶及其在制造水溶肥中的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合酶，由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为2‑4:1‑5:0.5‑0.7组成。该复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：(1)将大豆制成豆粕粉，备用；(2)将原料混合搅拌均匀后进行发酵酶解，制得发酵酶解液；(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。本发明生产的水溶肥产品含有丰富的植物源氨基酸小肽、多肽、低聚糖等活性元素以及多种螯合态微量元素，制备过程中无废渣产生、无排放物、能耗低，生产工艺简便易控，容易形成规模生产，有利于降本增效。

Description

复合酶及其在制造水溶肥中的使用方法
【技术领域】
本发明属于水溶肥技术领域，具体涉及一种复合酶及其在制造水溶肥中的使用方法。
【背景技术】
水溶肥料是指能够完全溶解于水的含氮、磷、钾、钙、镁、微量元素、氨基酸、腐植酸、海藻酸等复合型肥料。对原料品质和处理工艺都有严格的标准。研究表明，使用水溶肥可以提高果蔬质量。
水溶肥对我国现代农业的发展具有巨大的助推作用，但是现有水溶肥仍存在一些技术难题，如生产工艺复杂，生产周期长，或是易产生大量副产品污染环境，或是有机质含量、游离氨基酸含量低，产品活性度不高，或是无法很好改良目前土壤板结现状等。因此，如何开发一种生产周期短，高品质的水溶肥成为了新的研究方向。
【发明内容】
本发明提供一种复合酶及其在制造水溶肥中的使用方法，以解决现有技术制得的水溶肥存在生产周期长，产品活性度不高，土壤改良效果差等问题。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种复合酶，由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为2-4:1-5:0.5-0.7组成。
优选地，由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为3:4:0.6组成。
本发明还提供一种复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后进行发酵酶解，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
优选地，步骤(2)中包括以下重量份的原料混合搅拌均匀：豆粕粉60-70份、海藻提取液10-15份、有机氮磷钾源5-7份、甘露醇4-8份、葡萄糖2-5份、海藻多糖4-8份、聚谷氨酸2-4份、水杨酸0.04-0.08份、发酵菌0.3-0.5份、复合酶0.1-0.2份、改良剂0.2-0.8份、水120-200份。
优选地，所述有机氮磷钾源为红糖。
优选地，所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.5-1:2-5:2-3制成。
更优选地，所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.8:4:2.7制成。
优选地，发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为4-8:0.3-0.6:1-2组成。
更优选地，发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为6:0.5:1.3组成。
优选地，步骤(2)中进行发酵酶解的条件：在温度为25-32℃下进行发酵酶解5-8天。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶组成，并控制一定比例，三种酶相互配合，可有效加快原料的酶解，5-8天即可完成，大大缩短了生产周期。
(2)本发明的改良剂中，聚丙烯酰胺可有效改善土壤结构、提高土壤孔隙率和毛管孔隙度,增加土壤大团聚体数目，降低土壤容重。有利于土壤大团聚体的形成，土壤结构的改善，促进土壤水分的入渗和提高含水量，增加土壤的肥料利用率，起到提升地力以及增产的效果可以有效防止土壤的侵蚀，同时对土壤中的微生物不造成影响，保证土壤种植效力；羟基磷灰石含有大量钙离子，其结构含有孔洞和较大的比表面积，土壤中的重金属与其OH-结合形成羟基化合物为重金属离子提供了更多的吸附位点，能够吸附土壤中的重金属离子，调节土壤pH；腐殖酸与土壤中的钙离子相互作用形成絮状沉淀的凝胶体。能够土壤胶结在一起，形成水稳性团粒结构，能保持水和空气的透过性、吸收性和保蓄性，从而满足植物生长过程中对水份、氧份、空气的需要，还能能与土壤中铁、铝形成络合物，从而减少了这些酸性氧化物对作物的毒害，对碱性物质起到缓冲作用。
(3)本发明的羟基磷灰石因其较大的比表面积，能够承载聚丙烯酰胺，增加聚丙烯酰胺对土壤入渗深度，其钙离子成分的存在能够增加聚丙烯酰胺水溶液的粘滞性，提高聚丙烯酰胺入渗土壤的速率，提高聚丙烯酰胺对土壤的团聚效果；聚丙烯酰胺水溶液能够对土壤中的重金属进行固定，有利于羟基磷灰石对重金属离子的交换吸附，增加羟基磷灰石对重金属离子的去除；腐殖酸可以改良土壤的孔隙度，有利于提高羟基磷灰石承载聚丙烯酰胺进入土壤的入渗深度，增加作用效果，同时能够增加土壤保水性能，有利于聚丙烯酰胺水溶液的粘滞性，进一步提高聚丙烯酰胺入渗速率。
(4)本发明生产的水溶肥产品含有丰富的植物源氨基酸小肽、多肽、低聚糖等活性元素以及多种螯合态微量元素，制备过程中无废渣产生、无排放物、能耗低，生产工艺简便易控，容易形成规模生产，有利于降本增效。
(5)本发明制得的水溶肥技术指标优异，其中有机质含量≥200g/L；游离氨基酸含量≥80g/L；氮磷钾≥100g/L；铝、锌、硼、铁、钙、镁>30g/L；水不溶物<20g/L，可满足农作物的生长需求。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
一种水溶肥，由包括以下重量份的原料制成：豆粕粉60-70份、海藻提取液10-15份、有机氮磷钾源5-7份、甘露醇4-8份、葡萄糖2-5份、海藻多糖4-8份、聚谷氨酸2-4份、水杨酸0.04-0.08份、发酵菌0.3-0.5份、复合酶0.1-0.2份、改良剂0.2-0.8份、水120-200份。
所述有机氮磷钾源为红糖。
所述的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为2-4:1-5:0.5-0.7组成。
所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.5-1:2-5:2-3制成。
发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为4-8:0.3-0.6:1-2组成。
复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后在温度为25-32℃下进行发酵酶解5-8天，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
下面通过更具体实施例加以说明。
实施例1
一种水溶肥，由包括以下重量份的原料制成：豆粕粉70份、海藻提取液10份、有机氮磷钾源6份、甘露醇8份、葡萄糖3份、海藻多糖5份、聚谷氨酸4份、水杨酸0.05份、发酵菌0.4份、复合酶0.2份、改良剂0.6份、水180份。
所述有机氮磷钾源为红糖。
所述的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为4:2:0.5组成。
所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.8:3:2制成。
发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为5:0.3:1组成。
复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后在温度为26℃下进行发酵酶解8天，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
实施例2
一种水溶肥，由包括以下重量份的原料制成：豆粕粉60份、海藻提取液12份、有机氮磷钾源7份、甘露醇4份、葡萄糖2份、海藻多糖4份、聚谷氨酸2份、水杨酸0.04份、发酵菌0.5份、复合酶0.1份、改良剂0.2份、水150份。
所述有机氮磷钾源为红糖。
所述的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为2:2:0.7组成。
所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.5:5:3制成。
发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为4:0.5:2组成。
复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后在温度为25℃下进行发酵酶解8天，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
实施例3
一种水溶肥，由包括以下重量份的原料制成：豆粕粉60份、海藻提取液15份、有机氮磷钾源5份、甘露醇6份、葡萄糖5份、海藻多糖6份、聚谷氨酸2份、水杨酸0.08份、发酵菌0.5份、复合酶0.1份、改良剂0.4份、水200份。
所述有机氮磷钾源为红糖。
所述的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为3:4:0.6组成。
所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.8:4:2.7制成。
发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为6:0.5:1.3组成。
复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后在温度为32℃下进行发酵酶解5天，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
实施例4
一种水溶肥，由包括以下重量份的原料制成：豆粕粉65份、海藻提取液10份、有机氮磷钾源5份、甘露醇4份、葡萄糖4份、海藻多糖4份、聚谷氨酸4份、水杨酸0.06份、发酵菌0.3份、复合酶0.2份、改良剂0.8份、水140份。
所述有机氮磷钾源为红糖。
所述的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为3:4:0.7组成。
所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为1:4:3制成。
发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为8:0.6:2组成。
复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后在温度为28℃下进行发酵酶解6天，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
实施例5
一种水溶肥，由包括以下重量份的原料制成：豆粕粉70份、海藻提取液12份、有机氮磷钾源7份、甘露醇8份、葡萄糖2份、海藻多糖8份、聚谷氨酸4份、水杨酸0.05份、发酵菌0.3份、复合酶0.2份、改良剂0.5份、水120份。
所述有机氮磷钾源为红糖。
所述的复合酶由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为2:5:0.6组成。
所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.5:2:3制成。
发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为4:0.4:1组成。
复合酶在制造水溶肥中的使用方法，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后在温度为30℃下进行发酵酶解6天，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
对比例1
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少改良剂，差量用水补足。
对比例2
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少聚丙烯酰胺，差量用水补足。
对比例3
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少羟基磷灰石，差量用水补足。
对比例4
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少腐殖酸，差量用水补足。
对比例5
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少复合酶，差量用水补足。
对比例6
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少木糖醇酶，差量用水补足。
对比例7
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少纤维素酶，差量用水补足。
对比例8
与实施例3基本相同，唯有不同的是制备水溶肥的原料中缺少木瓜蛋白酶，差量用水补足。
(一)水溶肥的应用
在南宁市兴宁区三塘镇苏村选择实验基地，选取13块条件基本一致的土地，每块1亩，种植同一品种西红柿，从西红柿苗期开始喷施，每次喷施实施例1-5和对比例1-8制得的水溶肥，使用方法为：施用前用水稀释200倍，每亩用量为200mL，每隔7天分别施肥1次，共施三次，其他种植过程条件基本一致，西红柿成熟后测量亩产量，结果如下表所示。
组别 亩产量(kg)
实施例1 4790
实施例2 4843
实施例3 4864
实施例4 4793
实施例5 4826
对比例1 3675
对比例2 4712
对比例3 4567
对比例4 4421
对比例5 4071
对比例6 4608
对比例7 4552
对比例8 4734
由上表可知，使用本发明的水溶肥，实施例1-5中西红柿的亩产量达到了4790kg以上，其中实施例3的亩产量达到了4864kg，极大提高农作物的产量，经济效益高。
从对比例1-4中可以看出，采用本发明改良剂中的聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸之间产生了协同反应，能够共同作用，提高西红柿亩产量，进而提升经济效益。
从对比例5-8中可以看出，本发明的木糖醇酶、纤维素酶、木瓜蛋白酶，同样产生了协同反应，进一步提高西红柿亩产量，助推经济提升。

Claims (10)

1.一种复合酶，其特征在于，由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为2-4:1-5:0.5-0.7组成。
2.根据权利要求1所述的一种复合酶，其特征在于，由纤维素酶、木糖醇酶、木瓜蛋白酶按质量比为3:4:0.6组成。
3.一种根据权利要求1或2所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将大豆制成豆粕粉，备用；
(2)将豆粕粉、海藻提取液、有机氮磷钾源、甘露醇、葡萄糖、海藻多糖、聚谷氨酸、水杨酸、发酵菌、复合酶、改良剂、水混合搅拌均匀后进行发酵酶解，制得发酵酶解液；
(3)运用过滤罐对步骤(2)制得的发酵酶解液进行过滤后置入压滤机中进行固液分离，制得滤液；
(4)将步骤(3)制得的滤液放置于灭活装置进行灭活处理，制得水溶肥。
4.根据权利要求3所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，步骤(2)中包括以下重量份的原料混合搅拌均匀：豆粕粉60-70份、海藻提取液10-15份、有机氮磷钾源5-7份、甘露醇4-8份、葡萄糖2-5份、海藻多糖4-8份、聚谷氨酸2-4份、水杨酸0.04-0.08份、发酵菌0.3-0.5份、复合酶0.1-0.2份、改良剂0.2-0.8份、水120-200份。
5.根据权利要求3或4所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，所述有机氮磷钾源为红糖。
6.根据权利要求3或4所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.5-1:2-5:2-3制成。
7.根据权利要求6所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，所述的改良剂由聚丙烯酰胺、羟基磷灰石、腐殖酸按质量比为0.8:4:2.7制成。
8.根据权利要求3或4所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为4-8:0.3-0.6:1-2组成。
9.根据权利要求8所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，发酵菌由酵母菌、乳酸菌、地衣芽孢杆菌按质量比为6:0.5:1.3组成。
10.根据权利要求3所述的复合酶在制造水溶肥中的使用方法，其特征在于，步骤(2)中进行发酵酶解的条件：在温度为25-32℃下进行发酵酶解5-8天。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117362084A (zh) * 2023-10-27 2024-01-09 中山市承铭农业技术开发有限公司 一种利用黄豆制作氨基酸水溶肥及生产工艺

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