一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料制造領(lǐng)域，涉及一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前土壤鹽漬化很嚴重，給農(nóng)業(yè)帶來了很大的影響，不利于植物的種植，給農(nóng)業(yè)資源帶來了不利影響。在我國I億平方公里的耕地中，約有10%的土地屬于鹽漬化土壤，此外，還有2000多公頃的鹽荒地，其中大部分沒有被開墾利用。如何開墾和利用這些鹽漬化土壤，擴大種植面積，增加國民收入，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要問題之一。目前國家政府和科學(xué)研究者都重視對鹽漬化土壤的修復(fù)，積極開展各方面的研究和合理的開發(fā)利用，使之成為有效地土地資源，并啟動了 “渤海糧倉”科技示范工程，提高鹽堿地糧食增產(chǎn)能力，保障我國糧食安全。目前對于鹽漬化土壤常用灌水洗鹽、深耕客土、物理化學(xué)法以及農(nóng)業(yè)中的植物改良法等，這些在一定的程度上都能夠起到改善土壤，促進植物發(fā)展的效果，但利用成本高、容易產(chǎn)生二次污染，亟需新型綠色高效專用肥料的開發(fā)應(yīng)用。
[0003]海藻肥是一類純天然、無毒副作用的新型肥料，它含有豐富的非含N有機物和一定數(shù)量的氨基酸、蛋白質(zhì)和微量營養(yǎng)元素外，還含有海洋生物特有的海藻多糖、藻朊酸、高度不飽和脂肪酸和陸生植物稀有的鋅、溴、碘等礦物元素以及豐富的維生素
K等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)和增強作物的抗旱、耐寒、抗病性等作用。目前海藻肥料、微生物肥料是比較新型的改良產(chǎn)品，在改良土壤環(huán)境、利用鹽漬化土地領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，不僅成本低，而且無二次污染等優(yōu)點，已有很多專家學(xué)者認可海藻功能性物質(zhì)和微生物的改良效果;但在應(yīng)用中海藻肥料、微生物肥料改良鹽漬化土地仍存在效果較差、改良成本高等弊端，尚未實現(xiàn)規(guī)模化推廣應(yīng)用，亟需產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明提供一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法，促進土壤中有機質(zhì)的釋放，改善鹽漬化土壤的理化結(jié)構(gòu)，增加土壤團聚體和滲透性，改善土壤肥沃度，提高鹽堿地作物在高鹽脅迫下的抗逆能力，提升鹽堿地的糧食增產(chǎn)能力。
[0005]本發(fā)明上述目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法，其特征在于，具體包括以下步驟:
(1)海藻預(yù)處理:用清水沖洗海藻，去除雜質(zhì)，瀝干;80?90°C條件下烘干，最后磨粉，過篩；
(2)超聲波輔助酶解:加入海藻質(zhì)量8?10倍的水，調(diào)整pH6.8?7.2；按海藻質(zhì)量比加入2%?3%糖化酶、1%?2%非淀粉多糖酶，40?60 0C下超聲波輔助酶解2?4h ； (3)發(fā)酵液調(diào)配:向酶解液中加入海藻質(zhì)量比的3.0%?5.0%葡萄糖、2.0%?3.0%酵母膏、0.3% ?0.5% 磷酸二氫鉀、0.02%MgS04.7H20、0.01%CaCl2，pH 調(diào)至 7.0?7.2 ；
(4)好氧發(fā)酵:選用液體發(fā)酵罐，裝液量為60%?70%，接種冷解糖芽孢桿菌和黑曲霉，按海藻質(zhì)量比接種量分別為2%?3%、1%?2%，控制發(fā)酵溫度28?37°C，轉(zhuǎn)速150?300rpm，通氣量10?20L/min;在此發(fā)酵條件下發(fā)酵8?12h;
(5)二步發(fā)酵:按海藻質(zhì)量比接種3%?5%耐鹽性甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌，控制發(fā)酵溫度28?37°C，轉(zhuǎn)速150?300rpm，通氣量10?20L/min;在此發(fā)酵條件下發(fā)酵12?16h;
(6)過濾:發(fā)酵結(jié)束后過濾得上清液，固形物進入復(fù)混肥生產(chǎn)；
(7)濃縮:將發(fā)酵液濃縮，即得抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料。
[0006]上述的海藻可以是海帶、滸苔中的一種或兩種的混合物。
[0007]所述步驟(I)中，最后磨粉之后，過篩所用篩網(wǎng)的目數(shù)為40目。
[0008]所述步驟(2)中，超聲波輔助酶解使用超聲功率400w、頻率25kHz的超聲波設(shè)備。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和積極效果:
1、本發(fā)明提供的一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法，避免了海藻肥料生產(chǎn)過程中強堿、高溫、高壓的破壞作用，通過復(fù)合酶解微生物發(fā)酵代謝過程中產(chǎn)生的各種酶系降解海藻大分子物質(zhì)，完全保留了海藻中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，且通過冷解糖芽孢桿菌、黑曲霉的發(fā)酵作用，將海藻中的多糖降解為功能性強的海藻寡糖，經(jīng)檢測海藻寡糖含量遠超于目前已報到的技術(shù)水平(P〈0.01)。
[0010]2、本發(fā)明提供的一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法，該方法制備的產(chǎn)品集天然營養(yǎng)成分、抗生物質(zhì)、植物激素于一體，集有機肥料、微生物肥料、微量元素肥料“三肥”復(fù)合功效于一體，具有較好的鹽堿地改良功效，施用本發(fā)明產(chǎn)品的實驗組較施用市售鹽堿地改良生物有機肥的對照組相比，畝均產(chǎn)量提高32.26%，差異達到顯著水平(P〈0.01)，與對照組(施用市場上微生物肥料、有機肥料、海藻肥料等)差異性顯著(p〈
0.01)；其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:一是富含枯土壤益生菌，特別是通過二步發(fā)酵，產(chǎn)品中富含耐鹽性甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌，能夠在鹽堿化土壤中富集并形成優(yōu)勢菌群，外源性加入的土壤有益微生物能促進植物監(jiān)理一個健壯壯大的根系，增強其對土壤養(yǎng)分、水分與氣體的吸收利用;可增大植物莖桿的維管束細胞，加快水、養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的運輸;能促進植物細胞分裂，有效促進植物生長;二是本發(fā)明提供的海藻生物水溶肥料通過超聲波輔助酶解和微生物二步發(fā)酵，有效降解海藻中的功能活性成分，特別是產(chǎn)品中富含海藻寡糖，可顯著提升鹽堿地作物在高鹽脅迫下的抗逆能力，提高生產(chǎn)能力;三是海藻中的海藻酸是天然的土壤調(diào)理劑，有利于形成水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)不可缺少的皎潔物質(zhì)一土壤膠體，促進、改良土壤團粒結(jié)構(gòu)，改善土壤內(nèi)部空隙，協(xié)調(diào)土壤中固、液、氣三者的比例，增強土壤生物活力，促進速效養(yǎng)分的釋放，提高土壤對酸堿的緩沖性和保肥、蓄水能力；四是生產(chǎn)反應(yīng)溫和，功能活性成分損失小。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明提供一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料方法的【具體實施方式】，具體包括以下步驟:
(I)海藻預(yù)處理:用清水沖洗海藻，去除雜質(zhì)，瀝干;80?90°C條件下烘干，最后磨粉，過篩； (2)超聲波輔助酶解:加入海藻質(zhì)量8?10倍的水，調(diào)整pH6.8?7.2；按海藻質(zhì)量比加入2%?3%糖化酶、1%?2%非淀粉多糖酶，40?60 0C下超聲波輔助酶解2?4h ；
(3)發(fā)酵液調(diào)配:向酶解液中加入海藻質(zhì)量比的3.0%?5.0%葡萄糖、2.0%?3.0%酵母膏、0.3% ?0.5% 磷酸二氫鉀、0.02%MgS04.7H20、0.01%CaCl2，pH 調(diào)至 7.0?7.2 ；
(4)好氧發(fā)酵:選用液體發(fā)酵罐，裝液量為60%?70%，接種冷解糖芽孢桿菌和黑曲霉，按海藻質(zhì)量比接種量分別為2%?3%、1%?2%，控制發(fā)酵溫度28?37°C，轉(zhuǎn)速150?300rpm，通氣量10?20L/min;在此發(fā)酵條件下發(fā)酵8?12h;
(5)二步發(fā)酵:按海藻質(zhì)量比接種3%?5%耐鹽性甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌，控制發(fā)酵溫度28?37°C，轉(zhuǎn)速150?300rpm，通氣量10?20L/min;在此發(fā)酵條件下發(fā)酵12?16h;
(6)過濾:發(fā)酵結(jié)束后過濾得上清液，固形物進入復(fù)混肥生產(chǎn)；
(7)濃縮:將發(fā)酵液濃縮，即得抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料。
[0012]以下為本發(fā)明的3個具體實施例:
實施例1:
一種酶解發(fā)酵法制備抗鹽堿專用海藻生物水溶肥料的方法，具體制備步驟如下:
(1)海藻預(yù)處理:用清水沖洗海藻，去除雜質(zhì)，瀝干