CN116874321A - 一种利用海藻制备海藻液体肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海藻液体肥技术领域，提供一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，本发明通过超声辅助酶解对海带、铜藻和马尾藻中的矿物质、多糖等生物活性物质进行提取，能够使这些生物活性物质对农作物的生长提供养分，而且通过超声辅助酶解的提取方法能够提高矿物质、多糖等生物活性物质的提取率，其次，通过超声破碎对巨藻、泡叶藻和海囊藻中的无机盐粒子进行提取，能够保留巨藻、泡叶藻和海囊藻中天然的营养成分，使其与通过超声辅助酶解方式提取的海藻酶解组分进行互配，能够在一定程度上起到提高农作物产量和改善农作物品质的作用，以小麦秸秆为原料通过热裂解和碱浸提结合的方式提取小分子有机碳，能够在一定程度上提高海藻液体肥的肥效。
Description
技术领域
本发明涉及海藻液体肥技术领域，具体涉及一种利用海藻制备海藻液体肥的方法。
背景技术
海藻是生长于海洋中的低等隐花植物，有绿藻门、褐藻门、蓝藻门、红藻门等。海藻富含蛋白质、氨基酸、碳水化合物、无机盐、维生素、褐藻胶和少量的酶、植物激素、多酚及多糖类等多种多样的生理活性物质，因而广泛应用于食品工业、饲料工业、医药工业、能源及其他化学资源方面。海藻的工业产品包括液体肥料和具有植物生长调节物质的叶片体营养剂，海藻液体肥是从大型速生褐藻中提取的可溶物，是多种有效成分的混合物。海藻液体肥中含有丰富的矿物质、氨基酸、维生素等营养成分及细胞分裂素、生长素、酚类等生长调节物质和抗生物质，将其施用于粮食作物、水果、蔬菜、花卉及苗木上,可促进作物根系和主茎的发育，提高产量，改善品质，增强作物抵抗不良环境的能力。
如中国专利号CN201510251846.7公开的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，该方法不仅避免因强酸强碱的使用而导致海藻中天然活性物质被大量破坏，同时避免了引入导致土壤性质恶化的钠离子，且较低的碱提工艺温度还能够节约能量消耗。但是该方法制备的海藻液体肥的成分较为单一，不能够补充植物需要的其他营养成分，因此需要对其进行改进。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，旨在使通过本发明方法制备出的海藻液体肥的营养成分更加全面，能够满足农作物的需求，从而改善农作物的品质并提高产量。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将自制海藻粉末一组分按照1：10g/mL的料液比与去离子水混合，混合后使用盐酸溶液调节pH值至5，在45℃的温度下搅拌20min，搅拌后加入复合酶组分，再次搅拌5min并进行超声辅助10min，超声辅助结束后置于在45℃的温度下酶解8h，酶解后于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻酶解组分；
S2、将自制海藻粉末二组分按照1：20g/mL的料液比与去离子水混合，混合后于500W的功率下超声破碎5min，接着于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻超声破碎组分；
S3、将S1中的海藻酶解组分和S2中的海藻超声破碎组分按照等体积比进行混合，混合后加入体积为其5-6%的生物质炭浸提液，搅拌混合均匀后记作液体肥基液；
S4、向S3中的液体肥基液中加入体积为其20-25%的液体肥料组分搅拌10min后进行超声分散，超声分散时间为5-8min，所得即为利用海藻制备的海藻液体肥。
更进一步地，所述S1中的自制海藻粉末一组分的制备方法为：将海带、铜藻和马尾藻分别清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后得海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末，再按照等重量比称取海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末进行混合，所得即为自制海藻粉末一组分。
更进一步地，所述S1中的搅拌速度为500-600r/min，且S1中超声辅助的频率为23-25kHz。
更进一步地，所述S1中的复合酶组分为纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶按照2：2：1的重量比混合制得，且S1中复合酶组分的重量为自制海藻粉末一组分重量的3-5%。
更进一步地，所述S2中的自制海藻粉末二组分的制备方法为：按照等重量比称取巨藻、泡叶藻和海囊藻清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后所得即为自制海藻粉末二组分。
更进一步地，所述S3中搅拌混合的搅拌速度为400-500r/min，搅拌混合的时间为5-10min。
更进一步地，所述S3中生物质炭浸提液的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将小麦秸秆粉碎成1-2cm的小段，加水搅拌直至其水分含量为25-30%，接着在450℃的条件下裂解2h，裂解结束后降温至室温并研磨过20目筛，所得记作生物质炭；
步骤2、按照1：20g/mL的料液比将步骤1中的生物质炭浸泡在质量分数为5%的氢氧化钾溶液中，在80℃的水浴条件下搅拌2h，搅拌结束后静置30min并进行真空抽滤，所得滤液使用盐酸溶液调节pH值至7.5，所得即为生物质炭浸提液。
更进一步地，所述步骤1和步骤2的搅拌速度均为200-300r/min。
更进一步地，所述S4中的液体肥料组分的制备方法为：按重量份计称取11份尿素、7份磷酸二氢铵、12份硝酸钾、6份七水硫酸镁、7份六水硝酸镁、1份硼砂和2份硫酸亚铁进行混合，混合后加入重量为其5-8倍的去离子水进行溶解，以300-500r/min的搅拌速度搅拌10min后制得。
更进一步地，所述S4中的搅拌速度为500-600r/min，超声分散频率为25-26kHz。
有益效果
本发明提供了一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：
1、本发明通过酶解对海带、铜藻和马尾藻中的矿物质、多糖等生物活性物质进行提取，能够使这些生物活性物质对农作物的生长提供养分，而且通过超声辅助酶解的提取方法能够提高矿物质、多糖等生物活性物质的提取率，其次，通过超声破碎对巨藻、泡叶藻和海囊藻中的无机盐粒子进行提取，能够保留巨藻、泡叶藻和海囊藻中天然的营养成分，使其与通过超声辅助酶解方式提取的海藻酶解组分进行互配，能够在一定程度上起到提高农作物产量和改善农作物品质的作用。
2、本发明以小麦秸秆为原料通过热裂解和碱浸提结合的方式提取其中吸附的小分子有机碳，将这些小分子有机碳加入至海藻液体肥中，能够在一定程度上提高海藻液体肥的肥效，结合液体肥料组分中添加的尿素、磷酸二氢铵、硝酸钾和七水硫酸镁等成分，能够向海藻液体肥中补充植物生长需要的大量元素和微量元素，从而使制备的海藻液体肥具有更好的市场应用价值。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，方法包括以下步骤：
S1、将自制海藻粉末一组分按照1：10g/mL的料液比与去离子水混合，混合后使用盐酸溶液调节pH值至5，在45℃的温度下搅拌20min，搅拌后加入复合酶组分，再次搅拌5min并进行超声辅助10min，超声辅助结束后置于在45℃的温度下酶解8h，酶解后于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻酶解组分；
S2、将自制海藻粉末二组分按照1：20g/mL的料液比与去离子水混合，混合后于500W的功率下超声破碎5min，接着于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻超声破碎组分；
S3、将S1中的海藻酶解组分和S2中的海藻超声破碎组分按照等体积比进行混合，混合后加入体积为其5%的生物质炭浸提液，搅拌混合均匀后记作液体肥基液；
S4、向S3中的液体肥基液中加入体积为其20%的液体肥料组分搅拌10min后进行超声分散，超声分散时间为5min，所得即为利用海藻制备的海藻液体肥。
S1中的自制海藻粉末一组分的制备方法为：将海带、铜藻和马尾藻分别清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后得海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末，再按照等重量比称取海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末进行混合，所得即为自制海藻粉末一组分。
S1中的搅拌速度为500r/min，且S1中超声辅助的频率为23kHz。
S1中的复合酶组分为纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶按照2：2：1的重量比混合制得，且S1中复合酶组分的重量为自制海藻粉末一组分重量的3%。
S2中的自制海藻粉末二组分的制备方法为：按照等重量比称取巨藻、泡叶藻和海囊藻清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后所得即为自制海藻粉末二组分。
S3中搅拌混合的搅拌速度为400r/min，搅拌混合的时间为5min。
S3中生物质炭浸提液的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将小麦秸秆粉碎成1cm的小段，加水搅拌直至其水分含量为25%，接着在450℃的条件下裂解2h，裂解结束后降温至室温并研磨过20目筛，所得记作生物质炭；
步骤2、按照1：20g/mL的料液比将步骤1中的生物质炭浸泡在质量分数为5%的氢氧化钾溶液中，在80℃的水浴条件下搅拌2h，搅拌结束后静置30min并进行真空抽滤，所得滤液使用盐酸溶液调节pH值至7.5，所得即为生物质炭浸提液。
步骤1和步骤2的搅拌速度均为200r/min。
S4中的液体肥料组分的制备方法为：按重量份计称取11份尿素、7份磷酸二氢铵、12份硝酸钾、6份七水硫酸镁、7份六水硝酸镁、1份硼砂和2份硫酸亚铁进行混合，混合后加入重量为其5倍的去离子水进行溶解，以300r/min的搅拌速度搅拌10min后制得。
S4中的搅拌速度为500r/min，超声分散频率为25kHz。
实施例2
本实施例的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，方法包括以下步骤：
S1、将自制海藻粉末一组分按照1：10g/mL的料液比与去离子水混合，混合后使用盐酸溶液调节pH值至5，在45℃的温度下搅拌20min，搅拌后加入复合酶组分，再次搅拌5min并进行超声辅助10min，超声辅助结束后置于在45℃的温度下酶解8h，酶解后于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻酶解组分；
S2、将自制海藻粉末二组分按照1：20g/mL的料液比与去离子水混合，混合后于500W的功率下超声破碎5min，接着于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻超声破碎组分；
S3、将S1中的海藻酶解组分和S2中的海藻超声破碎组分按照等体积比进行混合，混合后加入体积为其6%的生物质炭浸提液，搅拌混合均匀后记作液体肥基液；
S4、向S3中的液体肥基液中加入体积为其25%的液体肥料组分搅拌10min后进行超声分散，超声分散时间为8min，所得即为利用海藻制备的海藻液体肥。
S1中的自制海藻粉末一组分的制备方法为：将海带、铜藻和马尾藻分别清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后得海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末，再按照等重量比称取海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末进行混合，所得即为自制海藻粉末一组分。
S1中的搅拌速度为600r/min，且S1中超声辅助的频率为25kHz。
S1中的复合酶组分为纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶按照2：2：1的重量比混合制得，且S1中复合酶组分的重量为自制海藻粉末一组分重量的5%。
S2中的自制海藻粉末二组分的制备方法为：按照等重量比称取巨藻、泡叶藻和海囊藻清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后所得即为自制海藻粉末二组分。
S3中搅拌混合的搅拌速度为500r/min，搅拌混合的时间为10min。
S3中生物质炭浸提液的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将小麦秸秆粉碎成2cm的小段，加水搅拌直至其水分含量为30%，接着在450℃的条件下裂解2h，裂解结束后降温至室温并研磨过20目筛，所得记作生物质炭；
步骤2、按照1：20g/mL的料液比将步骤1中的生物质炭浸泡在质量分数为5%的氢氧化钾溶液中，在80℃的水浴条件下搅拌2h，搅拌结束后静置30min并进行真空抽滤，所得滤液使用盐酸溶液调节pH值至7.5，所得即为生物质炭浸提液。
步骤1和步骤2的搅拌速度均为300r/min。
S4中的液体肥料组分的制备方法为：按重量份计称取11份尿素、7份磷酸二氢铵、12份硝酸钾、6份七水硫酸镁、7份六水硝酸镁、1份硼砂和2份硫酸亚铁进行混合，混合后加入重量为其8倍的去离子水进行溶解，以500r/min的搅拌速度搅拌10min后制得。
S4中的搅拌速度为600r/min，超声分散频率为26kHz。
实施例3
本实施例的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，方法包括以下步骤：
S1、将自制海藻粉末一组分按照1：10g/mL的料液比与去离子水混合，混合后使用盐酸溶液调节pH值至5，在45℃的温度下搅拌20min，搅拌后加入复合酶组分，再次搅拌5min并进行超声辅助10min，超声辅助结束后置于在45℃的温度下酶解8h，酶解后于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻酶解组分；
S2、将自制海藻粉末二组分按照1：20g/mL的料液比与去离子水混合，混合后于500W的功率下超声破碎5min，接着于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻超声破碎组分；
S3、将S1中的海藻酶解组分和S2中的海藻超声破碎组分按照等体积比进行混合，混合后加入体积为其6%的生物质炭浸提液，搅拌混合均匀后记作液体肥基液；
S4、向S3中的液体肥基液中加入体积为其23%的液体肥料组分搅拌10min后进行超声分散，超声分散时间为7min，所得即为利用海藻制备的海藻液体肥。
S1中的自制海藻粉末一组分的制备方法为：将海带、铜藻和马尾藻分别清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后得海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末，再按照等重量比称取海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末进行混合，所得即为自制海藻粉末一组分。
S1中的搅拌速度为600r/min，且S1中超声辅助的频率为24kHz。
S1中的复合酶组分为纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶按照2：2：1的重量比混合制得，且S1中复合酶组分的重量为自制海藻粉末一组分重量的4%。
S2中的自制海藻粉末二组分的制备方法为：按照等重量比称取巨藻、泡叶藻和海囊藻清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后所得即为自制海藻粉末二组分。
S3中搅拌混合的搅拌速度为500r/min，搅拌混合的时间为8min。
S3中生物质炭浸提液的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将小麦秸秆粉碎成2cm的小段，加水搅拌直至其水分含量为28%，接着在450℃的条件下裂解2h，裂解结束后降温至室温并研磨过20目筛，所得记作生物质炭；
步骤2、按照1：20g/mL的料液比将步骤1中的生物质炭浸泡在质量分数为5%的氢氧化钾溶液中，在80℃的水浴条件下搅拌2h，搅拌结束后静置30min并进行真空抽滤，所得滤液使用盐酸溶液调节pH值至7.5，所得即为生物质炭浸提液。
步骤1和步骤2的搅拌速度均为300r/min。
S4中的液体肥料组分的制备方法为：按重量份计称取11份尿素、7份磷酸二氢铵、12份硝酸钾、6份七水硫酸镁、7份六水硝酸镁、1份硼砂和2份硫酸亚铁进行混合，混合后加入重量为其7倍的去离子水进行溶解，以400r/min的搅拌速度搅拌10min后制得。
S4中的搅拌速度为600r/min，超声分散频率为26kHz。
性能检测
将实施例1-3中制备的海藻液体肥记作实施例1-3，将市面上随机购得的液体肥记作对比例，对实施例1-3和对比例的肥效进行检测，具体检测方法为：
1、将四等分的番茄种子分别浸在实施例1-3和对比例中进行浸种，浸种后置于25℃的恒温条件下培养，每天补充充分水分和换气，对种子的发芽率进行记录。
2、选取上述实施例1-3和对比例中发芽良好且长势相似的番茄苗，继续对四组番茄苗的幼苗生长情况进行记录。
3、对上述实施例1-3和对比例中长势相似的番茄苗的产量进行记录。
上述数据均记录于下表：
通过上表的数据显示可知，本实施例1-3中的海藻液体肥能够辅助番茄种子有更高的发芽率，其次，施加本实施例1-3中的海藻液体肥的番茄苗的长势较好，且产量更高，因此说明本发明制备的海藻液体肥能够改善番茄的生长情况并提高番茄产量，具有极好的市场应用前景。
在种植西红柿、土豆、棉花、甘蔗和水稻的实验组中，喷施了本实施例1-3中水溶肥料的试验田亩产量明显高于喷施了对比例中水溶肥料的试验田，因此说明，本发明制得的多元稀土水溶肥料更适用于农作物的生长和增产。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将自制海藻粉末一组分按照1：10g/mL的料液比与去离子水混合，混合后使用盐酸溶液调节pH值至5，在45℃的温度下搅拌20min，搅拌后加入复合酶组分，再次搅拌5min并进行超声辅助10min，超声辅助结束后置于在45℃的温度下酶解8h，酶解后于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻酶解组分；
S2、将自制海藻粉末二组分按照1：20g/mL的料液比与去离子水混合，混合后于500W的功率下超声破碎5min，接着于1500r/min的转速下离心10min取上清液，所得记作海藻超声破碎组分；
S3、将S1中的海藻酶解组分和S2中的海藻超声破碎组分按照等体积比进行混合，混合后加入体积为其5-6%的生物质炭浸提液，搅拌混合均匀后记作液体肥基液；
S4、向S3中的液体肥基液中加入体积为其20-25%的液体肥料组分搅拌10min后进行超声分散，超声分散时间为5-8min，所得即为利用海藻制备的海藻液体肥。
2.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S1中的自制海藻粉末一组分的制备方法为：将海带、铜藻和马尾藻分别清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后得海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末，再按照等重量比称取海带粉末、铜藻粉末和马尾藻粉末进行混合，所得即为自制海藻粉末一组分。
3.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S1中的搅拌速度为500-600r/min，且S1中超声辅助的频率为23-25kHz。
4.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S1中的复合酶组分为纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶按照2：2：1的重量比混合制得，且S1中复合酶组分的重量为自制海藻粉末一组分重量的3-5%。
5.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S2中的自制海藻粉末二组分的制备方法为：按照等重量比称取巨藻、泡叶藻和海囊藻清洗晾干后使用粉碎机打成粉末，过100目筛后所得即为自制海藻粉末二组分。
6.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S3中搅拌混合的搅拌速度为400-500r/min，搅拌混合的时间为5-10min。
7.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S3中生物质炭浸提液的制备方法包括以下步骤：
步骤1、将小麦秸秆粉碎成1-2cm的小段，加水搅拌直至其水分含量为25-30%，接着在450℃的条件下裂解2h，裂解结束后降温至室温并研磨过20目筛，所得记作生物质炭；
步骤2、按照1：20g/mL的料液比将步骤1中的生物质炭浸泡在质量分数为5%的氢氧化钾溶液中，在80℃的水浴条件下搅拌2h，搅拌结束后静置30min并进行真空抽滤，所得滤液使用盐酸溶液调节pH值至7.5，所得即为生物质炭浸提液。
8.根据权利要求7所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2的搅拌速度均为200-300r/min。
9.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S4中的液体肥料组分的制备方法为：按重量份计称取11份尿素、7份磷酸二氢铵、12份硝酸钾、6份七水硫酸镁、7份六水硝酸镁、1份硼砂和2份硫酸亚铁进行混合，混合后加入重量为其5-8倍的去离子水进行溶解，以300-500r/min的搅拌速度搅拌10min后制得。
10.根据权利要求1所述的一种利用海藻制备海藻液体肥的方法，其特征在于，所述S4中的搅拌速度为500-600r/min，超声分散频率为25-26kHz。
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