CN109734528A

CN109734528A - 一种新型海藻缓释肥料的制备方法

Info

Publication number: CN109734528A
Application number: CN201910225526.2A
Authority: CN
Inventors: 张微
Original assignee: Guangxi Zhonglian Zhihao Technology Co Ltd
Current assignee: Guangxi Zhonglian Zhihao Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2019-05-10

Abstract

本发明公开了一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其包括原料处理、纤维素酶和果胶酶酶解、复合菌株发酵、混合、包膜、喷涂包膜、扑粉步骤。本发明制备的海藻缓释肥料，采用生物酶解和微生物发酵相结合，将海藻中的内容物释放出来，并通过加入氮、磷、钾、维生素、微量元素，使养分富足多元，并在生产工艺上采用聚乳酸包膜和微生物菌剂喷涂包膜工艺对养分形成双重包裹，具有优良持久的包膜释缓控制能力和保水抗旱能力，肥效持久。

Description

一种新型海藻缓释肥料的制备方法

技术领域

本发明涉及缓控释肥料领域，具体涉及一种新型海藻缓释肥料的制备方法。

背景技术

海藻肥是以生长在海洋的大型藻类为原料，通过化学或物理、生物的方法，提取海藻中的有效成分，制成肥料。海藻肥中含有各种微量元素，以及海藻中特有的海藻多糖、高度不饱和脂肪酸和天然植物生长调节剂，如植物生长素、赤霉素、类细胞***素、多酚化合物及抗生素类物质，这些物质具有很高的生物活性，可刺激植物体内非特异活性因子的产生和调节内源激素的平衡，能促进植物生长，提高产量，改善农产品品质。

中国专利CN201410021767.2公开了一种双海藻肥料及其制备方法，所述制备方法包括绿藻和褐藻的预处理；双海藻多糖的提取：复合酶解后加入多糖降解酶，对双海藻多糖进行特异性降解，使其降解活性多糖片段，趁热经离心分离得双海藻酶解液以及双海藻渣；酶解液经过超滤后制备得到双海藻多糖肥料添加剂，超滤废液经反渗透浓缩后制备得到双海藻全微叶面肥，酶解后的双海藻渣经过烘干造粒后，制备得到双海藻有机颗粒肥。该方法用现代生物技术提取褐藻和绿藻中活性成分用于制备新型海藻肥料，提高了双海藻中有效成分的提取率，对双海藻多糖有针对性降解，提高作用效果。但其工艺要求设备成本高，工艺操作严格。专利CN201410088609.9公开了一种高保水性缓释海藻多糖肥料及其制备方法，首先制备角叉胶接枝聚丙烯酸/硅藻土高吸水性树脂，并采用其作为包膜材料，将尿素包裹，制成缓释海藻多糖肥料。该发明中肥料主要为尿素，其他元素的含量较低，高吸水性树脂的制备需要额外的反应仪器，成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其包括原料处理、纤维素酶和果胶酶酶解、复合菌株发酵、混合、包膜、喷涂包膜、扑粉步骤。本发明制备的海藻缓释肥料，采用生物酶解和微生物发酵相结合，将海藻中的内容物释放出来，并通过加入氮、磷、钾、维生素、微量元素，使养分富足多元，并在生产工艺上采用聚乳酸包膜和微生物菌剂喷涂包膜工艺对养分形成双重包裹，具有优良持久的包膜释缓控制能力和保水抗旱能力，肥效持久。

本发明的技术方案如下：

一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其包括以下步骤：

（1）原料处理：摘取新鲜海藻，沥干表面水分后，研磨成海藻匀浆，并减压浓缩至体积减少一半，制成浓缩匀浆；

（2）酶解：称取浓缩匀浆50~100份，加入纤维素酶、果胶酶，在37~40℃条件下，酶解24~36h，酶解过程中匀浆的pH调整为6.0~6.5；

（3）发酵：酶解结束后将已活化的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入酶解液中，发酵36~48h，发酵期间以转速400~500rpm不断搅拌发酵液；

（4）混合：发酵结束后，121℃灭菌10分钟，然后加入草木灰10~20份、尿素10~20份、腐殖酸4~8份、维生素和微量元素混合物2~7份，搅拌均匀；

（5）包膜：将混合均匀的物料冷冻干燥后放入搅拌器中充分搅拌，然后采用肥料造粒机进行造粒，并采用木质素磺酸钠和聚乳酸混合进行包膜处理；

（6）喷涂包膜：在包膜装置中加入硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液，对已包膜的肥料进行再次的喷涂包膜处理；

（7）扑粉：将喷涂处理后的肥料送进扑粉机中进行扑粉防结块处理，得到新型海藻缓释肥料。

作为本发明的进一步说明：所述海藻为巨藻、海带、马尾藻中的一种或几种。

作为本发明的进一步说明：纤维素酶和果胶酶的添加量分别为1~2.5份、0.5~1.5份。

作为本发明的进一步说明：已活化的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的0.5~1.0%、1.0%、0.35~0.55%，三种菌液的浓度均为10⁶CFU/mL。

作为本发明的进一步说明：步骤（4）中所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E 0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%。

作为本发明的进一步说明：步骤（5）中采用木质素磺酸钠和聚乳酸混合进行包膜处理步骤为：将木质素磺酸钠粉末与聚乳酸粉末按1 : 5的比例混合均匀后加热溶解，然后采用流延机热压流延成膜。

作为本发明的进一步说明：步骤（6）中硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液制备步骤为：在淡紫拟青霉培养液中，调整淡紫拟青霉的菌液浓度为10⁷~10⁸CFU/mL，然后按照固液比0.5 : 1加入硫酸软骨素，搅拌均匀即为混合溶液。

作为本发明的进一步说明：步骤（6）中硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液喷涂量为0.5mL/g。

本发明的技术原理如下：

海藻肥的生产主要是将藻体消解，主要是将海藻细胞破碎使其中的内容物释放出来，另外通过化学或生物等方法将海藻中的大分子转化为易被植物吸收利用的小分子物质。藻体消解的方式主要有化学法、物理法、生物酶解法和生物发酵法。本发明使用生物酶解法和生物发酵法相结合，将海藻细胞中的内容物释放出来，并将其分解为小分子物质，易于被植物吸收，且在生物发酵阶段还能利用有益微生物生长繁殖过程中释放的代谢产物促进植物的利用和生长。

包膜肥料能有效延缓肥料养分释放，提高肥料利用率。聚乳酸是环境友好高分子材料，可生物降解，在肥料中应用，将其作为第一层包膜剂，为了使包膜剂具有均匀的孔隙率，控释能力增加，在流延制膜中增加了木质素磺酸钠，木质素磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，其在土壤中可降解，且其具有螯合金属离子的能力，将其添加至聚乳酸中流延成膜，可以增加聚乳酸薄膜的吸水性和保湿性，其也是组成肥料的一部分，为植物提供营养。

淡紫拟青霉是一种内寄生真菌，是一些植物寄生线虫的重要天敌，将其作为喷涂包膜材料，可以在施肥过程中，寄生于植物的卵、浸染幼虫和雌虫，减轻所施肥区域作物根结线虫、孢囊线虫、茎线虫等植物线虫病的危害，同时在喷涂液中加入了硫酸软骨素，硫酸软骨素是一种糖胺聚糖，具有引湿性和粘稠性，将其加入淡紫拟青霉的培养液中一起喷涂，可以将微生物包裹，且其内环境具有水分，能延长微生物的存活时间，使肥料的肥料更加持久，且其粘稠性，可以使微生物很好的附着于聚乳酸的包膜上。

本发明的有益效果

（1）本发明所采用的藻类为我国大型经济藻类，养殖规模和产量大，成本低。

（2）海藻中含有丰富的海藻多糖、蛋白质、酚类物质等，通过生物酶解法和微生物发酵相结合，将海藻中的有益物质提取出来，使海藻得到了更好的利用。

（3）对聚乳酸包膜材料进行了改良，提高了包膜的保水性能，并在生产工艺上采用聚乳酸包膜和微生物菌剂喷涂包膜工艺对养分形成双重包裹，使海藻控释肥的肥效更加持久。

（4）本发明经上述步骤生产的海藻肥的总养分、水溶性磷占有效磷百分率、水分的质量分数等指标均符合HG/T 5050-2016《海藻酸类肥料》和GB 15063-2009《复混肥料（复合肥料）》的规定。

具体实施方式

实施例1：

（1）原料处理：摘取新鲜巨藻，沥干表面水分后，研磨成海藻匀浆，并减压浓缩至体积减少一半，制成浓缩匀浆；

（2）酶解：称取浓缩匀浆50份，加入1.5份纤维素酶、1.0份果胶酶，在37~40℃条件下，酶解28h，酶解过程中匀浆的pH调整为6.0~6.5；

（3）发酵：酶解结束后将已活化的浓度均为10⁶CFU/mL的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入酶解液中，其中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的0.8%、1.0%、0.5%，发酵48h，发酵期间以转速450rpm不断搅拌发酵液；

（4）混合：发酵结束后，121℃灭菌10分钟，然后加入草木灰13份、尿素10份、腐殖酸7份、维生素和微量元素混合物4份，搅拌均匀，所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E 0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%；

（5）包膜：将混合均匀的物料冷冻干燥后放入搅拌器中充分搅拌，然后采用肥料造粒机进行造粒，并采用木质素磺酸钠和聚乳酸混合进行包膜处理；采用木质素磺酸钠和聚乳酸混合进行包膜处理步骤为：将木质素磺酸钠粉末与聚乳酸粉末按1 : 5的比例混合均匀后加热溶解，然后采用流延机热压流延成膜；

（6）喷涂包膜：在包膜装置中加入硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液，对已包膜的肥料进行再次的喷涂包膜处理，喷涂量为0.5mL/g；其中硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液制备步骤为：在淡紫拟青霉培养液中，调整淡紫拟青霉的菌液浓度为10⁷~10⁸CFU/mL，然后按照固液比0.5 : 1加入硫酸软骨素，搅拌均匀即为混合溶液；

实施例2：

（1）原料处理：摘取新鲜海带，沥干表面水分后，研磨成海藻匀浆，并减压浓缩至体积减少一半，制成浓缩匀浆；

（2）酶解：称取浓缩匀浆80份，加入1份纤维素酶、0.75份果胶酶，在37~40℃条件下，酶解36h，酶解过程中匀浆的pH调整为6.0~6.5；

（3）发酵：酶解结束后将已活化的浓度均为10⁶CFU/mL的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入酶解液中，其中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的0.7%、1.0%、0.55%，发酵40h，发酵期间以转速400rpm不断搅拌发酵液；

（4）混合：发酵结束后，121℃灭菌10分钟，然后加入草木灰15份、尿素20份、腐殖酸6份、维生素和微量元素混合物2份，搅拌均匀；所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E 0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%；

实施例3：

（1）原料处理：摘取新鲜马尾藻，沥干表面水分后，研磨成海藻匀浆，并减压浓缩至体积减少一半，制成浓缩匀浆；

（2）酶解：称取浓缩匀浆100份，加入2份纤维素酶、0.5份果胶酶，在37~40℃条件下，酶解30h，酶解过程中匀浆的pH调整为6.0~6.5；

（3）发酵：酶解结束后将已活化的浓度均为10⁶CFU/mL的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入酶解液中，其中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的1.0%、1.0%、0.4%，发酵36h，发酵期间以转速500rpm不断搅拌发酵液；

（4）混合：发酵结束后，121℃灭菌10分钟，然后加入草木灰10份、尿素12份、腐殖酸4份、维生素和微量元素混合物6份，搅拌均匀，所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E 0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%；

实施例4：

（1）原料处理：摘取新鲜巨藻和海带，沥干表面水分后，研磨成海藻匀浆，并减压浓缩至体积减少一半，制成浓缩匀浆；

（2）酶解：称取浓缩匀浆60份，加入2.5份纤维素酶、1.25份果胶酶，在37~40℃条件下，酶解24h，酶解过程中匀浆的pH调整为6.0~6.5；

（3）发酵：酶解结束后将已活化的浓度均为10⁶CFU/mL的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入酶解液中，其中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的0.6%、1.0%、0.35%，发酵42h，发酵期间以转速450rpm不断搅拌发酵液；

（4）混合：发酵结束后，121℃灭菌10分钟，然后加入草木灰20份、尿素16份、腐殖酸5份、维生素和微量元素混合物7份，搅拌均匀，所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E 0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%；

实施例5：

（1）原料处理：摘取新鲜巨藻、海带和马尾藻，沥干表面水分后，研磨成海藻匀浆，并减压浓缩至体积减少一半，制成浓缩匀浆；

（2）酶解：称取浓缩匀浆90份，加入2.0份纤维素酶、1.5份果胶酶，在37~40℃条件下，酶解36h，酶解过程中匀浆的pH调整为6.0~6.5；

（3）发酵：酶解结束后将已活化的浓度均为10⁶CFU/mL的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入酶解液中，其中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的0.5%、1.0%、0.45%，发酵48h，发酵期间以转速500rpm不断搅拌发酵液；

（4）混合：发酵结束后，121℃灭菌10分钟，然后加入草木灰17份、尿素15份、腐殖酸8份、维生素和微量元素混合物5份，搅拌均匀，所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E 0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%；

Claims

1.一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述海藻为巨藻、海带、马尾藻中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：纤维素酶和果胶酶的添加量分别为1~2.5份、0.5~1.5份。

4.根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：已活化的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、植物乳杆菌接入量分别为酶解液质量的0.5~1.0%、1.0%、0.35~0.55%，三种菌液的浓度均为10⁶CFU/mL。

5. 根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述维生素和微量元素混合物，其质量百分比组成为：维生素A 0.43×10^-4%、维生素E0.006%、胆钙化醇0.0025%、核黄素0.0003%、钴胺素15×10^-7%、烟酸 0.0025%、叶酸 0.55×10^-4%、生物素0.15×10^-4%、泛酸10^-5%、铁0.008%、锰0.006%、铜0.0008%、锌0.004%。

6. 根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：步骤（5）中采用木质素磺酸钠和聚乳酸混合进行包膜处理步骤为：将木质素磺酸钠粉末与聚乳酸粉末按1 : 5的比例混合均匀后加热溶解，然后采用流延机热压流延成膜。

7. 根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：步骤（6）中硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液制备步骤为：在淡紫拟青霉培养液中，调整淡紫拟青霉的菌液浓度为10⁷~10⁸CFU/mL，然后按照固液比0.5 : 1加入硫酸软骨素，搅拌均匀即为混合溶液。

8.根据权利要求1所述一种新型海藻缓释肥料的制备方法，其特征在于：步骤（6）中硫酸软骨素和淡紫拟青霉菌剂的混合溶液喷涂量为0.5mL/g。