CN112047785A - 一种含有甲壳素的环保酵素生物肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有甲壳素的环保酵素生物肥，包括液态酵素生物肥与固态酵素生物肥；所述环保酵素生物肥的原料按照重量份数包括：虾蟹壳和/或昆虫壳200‑300份、当季废弃果蔬和/或其植株300‑600份、红糖100‑200份、水1000‑2000份、作物秸秆5000‑8000份、畜禽粪便800‑2000。本发明还公开了上述环保酵素生物肥的制备方法。本发明在发酵过程中天然形成的优势菌种进行发酵，无需额外添加微生物菌剂。本发明中的酵素含有丰富的酶及有益微生物，能够天然提取虾蟹壳中的甲壳素，部分甲壳素可经酶解和微生物发酵脱乙酰基形成脱乙酰度较高的壳聚糖。

Description

一种含有甲壳素的环保酵素生物肥及其制备方法

技术领域

本发明属于生物肥料领域，具体涉及一种含有甲壳素的环保酵素生物肥及其制备方法。

背景技术

虾蟹壳、昆虫表皮以及蘑菇等菌类的细胞壁中含有丰富的甲壳素成分，废弃果蔬及其植株、农作物秸秆中富含整个生长期积累的大部分氮、磷、钾、硫等营养元素，畜禽粪便中含有丰富的有机物、有益微生物和氮、磷、钾等养分，同时也能供给作物所需的钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，满足作物生长过程中对多种养分的需要。

酵素是酵素菌在维持生命活动过程中，经植物深度发酵产生的富含多种酶、氨基酸和生物活性成分的低盐物质，主要包括氧化还原酶、脂肪分解酶、纤维分解酶、糖化酶、尿素酶、蛋白质分解酶等若干种酶。以上若干种酶的好气性分解发酵能力较强，可以迅速发酵分解虾蟹壳、昆虫表皮、当季废弃果蔬、植株及作物秸秆、畜禽粪便，生成甲壳素、腐殖质、氨基酸等物质，活化营养元素，生产出酵素生物肥。

所以通过科技手段利用当地农用废弃物生产酵素肥，既能增加作物产量，提高农产品品质；同时能够减少废弃物造成的环境污染，减少资源浪费，保护当地生态环境，保护人民身体健康，促进绿色蔬菜和粮食生产的安全发展。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种有甲壳素的环保酵素生物肥，与现存酵素肥在养分构成、原料、制备方法上都有本质区别。

1)在养分构成上，与现有其他酵素肥料相比，本发明富含具有吸附、免疫、抑制细菌活性等功能的甲壳素及其衍生物。

2)在原料上，无需通过使用强酸强碱，也无需另外配制培养基培养微生物，由于酵素含有丰富的酶及有益微生物，并为虾蟹壳原始自带菌种提供适宜的生长环境，能够天然提取虾蟹壳中的甲壳素，部分甲壳素可经酶解和微生物发酵形成脱乙酰度较高、水溶性好、生物活性高的壳聚糖。

3)在制备方法上，本发明利用虾蟹壳、当季废弃果蔬及其植株、农作物秸秆、畜禽粪便在发酵过程中天然形成的优势菌种进行发酵，无需添加外源微生物菌剂。

本发明的具体技术方案如下：

本发明的目的之一是公开一种含有甲壳素的环保酵素生物肥。

所述环保酵素生物肥的原料按照重量份数包括：虾蟹壳和/或昆虫壳200-300份、当季废弃果蔬和/或其植株300-600份、红糖100-200份、水1000-2000份、作物秸秆5000-8000份、畜禽粪便800-2000份；

所述的环保酵素生物肥包括液态酵素生物肥与固态酵素生物肥。

其中，所述的液态酵素生物肥是以虾蟹壳和/或昆虫壳、当季废弃果蔬和/或其植株、红糖、水为原料，通过自然发酵获得；

其中，所述的固态酵素生物肥是以作物秸秆、畜禽粪便、液态酵素生物肥的发酵残渣为原料，以所述的液态酵素生物肥为发酵剂，发酵获得。

进一步，所述的昆虫壳为黑水虻壳、蝗虫壳、蜂、蛆壳、蚕蛹壳中的一种或数种。

进一步，所述的当季废弃果蔬和/或其植株为樱桃、苹果、柑橘、梨、菠萝、橙子、葡萄、桃子、荔枝、火龙果、猕猴桃、甜瓜、西瓜、西红柿、黄瓜、茄子、辣椒、白菜、胡萝卜、萝卜、甘蓝、南瓜、西兰花、生菜、油菜、油麦菜中的一种或数种。

进一步，所述的作物秸秆为大豆秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、高梁秸秆、水稻秸秆中的一种或数种。

进一步，所述的畜禽粪便为鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪、蚯蚓粪、马粪、鸭粪、鹅粪中的一种或数种。

本发明的目的之二是公开一种上述环保酵素生物肥的制备方法，包括如下步骤：

1)将虾蟹壳和/或昆虫壳200-300份、当季废弃果蔬和/或其植株300-600份粉碎后加入干净的密闭容器或发酵池中，加入红糖100-200份、水1000-2000份搅拌混匀，加盖密封；

2)将上述原料混合物，在温度20-30℃的条件下，经过90-100天自然发酵，每日搅拌；发酵完成后，经滤网过滤后得到滤液和滤渣；

发酵过程中，可每日观察并检测酸碱度；发酵完成时，发酵体系的pH值为3.2-3.9；

3)将步骤2)所得滤液用水稀释至原重量的40-60倍，封装，即为液态酵素生物肥；

4)将作物秸秆5000-8000份进行粉碎，与步骤2)获得的滤渣150-200份、畜禽粪便800-2000份混合均匀，用步骤3)获得的液态酵素生物肥200-300份喷洒湿润，用覆盖塑料膜进行肥料发酵；

5)每隔8-12天揭开塑料膜，将发酵中的堆肥自上而下翻转一次，然后重新盖好塑料膜，共发酵20-60天，揭开塑料膜，发酵完成，即为固态酵素生物肥；

发酵的天数随季节调整；其中，冬天发酵50-60天，夏天发酵20-30天。

本发明的目的之三是公开上述的环保酵素生物肥的应用。

所述的液态酵素生物肥可作为作物叶面肥或冲施肥使用；所述的固态酵素生物肥可用于作物基肥或用作追肥施用。

进一步，所述的液态酵素生物肥作为叶面肥施用时，喷施标准为8-10kg/亩。

进一步，所述的液态酵素生物肥作为冲施肥施用时，冲施标准为15-20kg/亩。

进一步，所述的固态酵素生物肥可造粒施用或直接撒施，施用标准为50-200kg/亩。

进一步，所述的液态酵素生物肥或所述的固态酵素生物肥可与其他肥料混合施用。

本发明的有益效果如下：

1.实验中发现所得酵素液态生物肥与酵素固态生物肥含有丰富的甲壳素及其衍生物，可诱导作物产生多种抗性物质，对由病毒、真菌、细菌等引起的病害防治都有效，并可提供作物抗旱、抗寒、抗盐碱、抗肥害等抗逆能力。可另外通过在植物表面形成半透膜，可延长作物作用时间，减少农药用量，另外可明显提高作物的蛋白含量、维生素C含量、可溶性糖含量、降低粗纤维含量，达到改善作物营养品质的目的，使其营养更丰富、商品价值更高。

2.本发明提供的含有甲壳素的环保酵素生物肥，除甲壳素外，还含有丰富的有机物和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素等养分，同时富含大量有益微生物，并含有多种氨基酸、生物酶、活性腐植酸等成分，能够促进作物根系生长，活化根际土壤环境，抑制土传病害、提高肥效，增强作物免疫能力，符合“高产、优质、高效、生态、安全”的现代农业发展需求。

3.本发明利用虾蟹壳、当季废弃果蔬及其植株、农作物秸秆、畜禽粪便在发酵过程中天然形成的优势菌种进行发酵，无需添加外源酶和微生物菌剂。本发明中的酵素含有丰富的酶及有益微生物，能够天然提取虾蟹壳中的甲壳素，部分甲壳素可经酶解和微生物发酵形成脱乙酰度较高、水溶性好、生物活性高的壳聚糖。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例中所述的份均为重量份数。

实施例1

一种含有甲壳素的环保酵素生物肥，其原料按照重量份数包括：虾蟹壳200份、当季废弃果蔬及其植株300份、红糖100份、水1000份、作物秸秆5000份、畜禽粪便800份。

上述环保酵素生物肥的制备方法如下：

1)将虾蟹壳200份、当季废弃果蔬及其植株300份粉碎后加入干净的密闭容器中，加入红糖100份、水1000份搅拌混匀，加盖密封；

2)将上述原料混合物，在温度20-30℃的条件下发酵，每日搅拌、观察并检测酸碱度；经过90天自然发酵，pH值为3.5；发酵完成后，经滤网过滤后得到滤液和滤渣；

3)将步骤2)所得滤液用水稀释至原重量的40倍，封装，即为液态酵素生物肥；

4)将作物秸秆5000份进行粉碎，与步骤2)获得的滤渣150份、畜禽粪便800份混合均匀，用步骤3)获得的液态酵素生物肥200份喷洒湿润，用覆盖塑料膜进行肥料发酵；

5)每隔10天揭开塑料膜，将发酵中的堆肥自上而下翻转一次，然后重新盖好塑料膜，共发酵25天(发酵时间为夏季)，揭开塑料膜，发酵完成，即为固态酵素生物肥。

实施例2

一种含有甲壳素的环保酵素生物肥，其原料按照重量份数包括：虾蟹壳300份、当季废弃果蔬及其植株600份、红糖200份、水2000份、作物秸秆8000份、畜禽粪便2000份。

上述环保酵素生物肥的制备方法如下：

1)将虾蟹壳300份、当季废弃果蔬及其植株600份粉碎后加入干净的密闭容器中，加入红糖200份、水2000份搅拌混匀，加盖密封；

2)将上述原料混合物，在温度20-30℃的条件下发酵，每日搅拌、观察并检测酸碱度；经过100天自然发酵，pH值为3.4；发酵完成后，经滤网过滤后得到滤液和滤渣；

3)将步骤2)所得滤液用水稀释至原重量的60倍，封装，即为液态酵素生物肥；

4)将作物秸秆8000份进行粉碎，与步骤2)获得的滤渣200份、畜禽粪便2000份混合均匀，用步骤3)获得的液态酵素生物肥300份喷洒湿润，用覆盖塑料膜进行肥料发酵；

5)每隔10天揭开塑料膜，将发酵中的堆肥自上而下翻转一次，然后重新盖好塑料膜，共发酵30天(发酵时间为夏季)，揭开塑料膜，发酵完成，即为固态酵素生物肥。

实施例3

一种含有甲壳素的环保酵素生物肥，其原料按照重量份数包括：虾蟹壳250份、当季废弃果蔬及其植株450份、红糖150份、水1500份、作物秸秆7000份、畜禽粪便1400份。

上述环保酵素生物肥的制备方法如下：

1)将虾蟹壳250份、当季废弃果蔬及其植株450份粉碎后加入干净的密闭容器中，加入红糖150份、水1500份搅拌混匀，加盖密封；

2)将上述原料混合物，在温度20-30℃的条件下发酵，每日搅拌、观察并检测酸碱度；经过96天自然发酵，pH值为3.6；发酵完成后，经滤网过滤后得到滤液和滤渣；

3)将步骤2)所得滤液用水稀释至原重量的50倍，封装，即为液态酵素生物肥；

4)将作物秸秆7000份进行粉碎，与步骤2)获得的滤渣180份、畜禽粪便1400份混合均匀，用步骤3)获得的液态酵素生物肥250份喷洒湿润，用覆盖塑料膜进行肥料发酵；

5)每隔10天揭开塑料膜，将发酵中的堆肥自上而下翻转一次，然后重新盖好塑料膜，共发酵28天(发酵时间为夏季)，揭开塑料膜，发酵完成，即为固态酵素生物肥。

实施例4

实施例4的技术方案与实施例1的区别在于：发酵的时间为冬季，步骤5)中，共发酵60天。

其余技术方案均与实施例1相同。

对比例

对比例1：与实施例1的区别为步骤4)不使用液态酵素生物肥，只添加水量为200份；其余技术方案与实施例1相同。

对比例2：与实施例1的区别为步骤4)将液态酵素生物肥替代为生物法提取甲壳素常用的乳酸杆菌(Lactobacillus bulgaricus)；乳酸杆菌的添加量为100份，另添加水量为100份；其余技术方案与实施例1相同。

对比例中使用的乳酸杆菌购于陕西森弗天然制品有限公司，活性乳酸菌含量≥100亿cfu/g。

对比例3：与实施例1的区别为步骤4)将液态酵素生物肥替代为酶解法提取甲壳素常用的木瓜蛋白酶；木瓜蛋白酶的添加量为100份，另添加水量为100份；其余技术方案与实施例1相同。

对比例中使用的木瓜蛋白酶购于深圳一诺食品配料有限公司，酶活力为10万U/g。

试验1实施例1与对比例1-3的终产物对比

根据Q/370781JJF004-2016,用分光光度计法测定固态酵素生物肥中甲壳素含量。

各处理甲壳素含量如表1所示：

表1各处理甲壳素含量统计表

处理	实施例1	对比例1	对比例2	对例3
					甲壳素含量(％)	1.46	0.21	0.63	0.59

由上表可见，本发明制备的固态环保酵素肥中甲壳素含量均高于对比例1自然发酵法、对比例2添加外源乳酸杆菌发酵法、对比例3添加外源蛋白酶酶解法。

试验2实施例1-3与现有技术中普通肥料的施用效果对比

分别使用实施例1、实施例2、实施例3中所得液态酵素生物肥与普通冲施肥、叶面肥做对比，固态酵素生物肥与苹果普通用有机肥、复合肥、中微肥作对比，在苹果种植过程中分别施用，通过测定统计苹果产量、单果重、优质果率、可溶性糖含量、可溶性固形物含量、平均病情指数情况等各指标进行比较，开展研究产量、品质提高以及抗病防病情况的试验。其中，平均病情指数为分别统计计算苹果花脸病、褐斑病、炭疽病的病情指数，得到的平均值。

试验地点为山东省烟台市牟平区高陵镇苹果园，供试品种为红富士，试验用地分为四个小区，为处理1、处理2、处理3、处理4。其中处理1、处理2、处理3、分别对应施用实施例1、实施例2、实施例3中所得含有甲壳素的环保酵素生物肥，处理4施用苹果普通用肥，包括有机肥、16-5-20复合肥、叶面肥。每小区面积0.2hm²，试验前取0-25cm土壤化验，结果如下：有机质1.51％，碱解氮71.96mg/kg，有效磷32.91mg/kg，速效钾116.43mg/kg，pH值5.25。

各试验小区施肥方案如表2所示：

表2各试验小区施肥方案

各试验小区叶面肥施肥方案为：开春后每次喷药防治病虫害时各小区均配施相应实施例的液体酵素生物肥8kg，处理4配施普通叶面肥，在整个种植过程按照标准苹果栽培管理方案进行。

试验结果如表3所示：

表3本发明肥料与苹果常规用肥的试验结果比较

由此可见，施用本发明提供的一种含有甲壳素的环保生物酵素肥，在苹果产量、单果重、优质果率、硬度、可溶性固形物、平均病情指数等各项指标均优于苹果普通用肥，值得推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有甲壳素的环保酵素生物肥，其特征在于，包括液态酵素生物肥与固态酵素生物肥；

所述环保酵素生物肥的原料按照重量份数包括：虾蟹壳和/或昆虫壳200-300份、当季废弃果蔬和/或其植株300-600份、红糖100-200份、水1000-2000份、作物秸秆5000-8000份、畜禽粪便800-2000份。

2.根据权利要求1所述的环保酵素生物肥，其特征在于，

所述的液态酵素生物肥是以虾蟹壳和/或昆虫壳、当季废弃果蔬和/或其植株、红糖、水为原料，通过自然发酵获得；

所述的固态酵素生物肥是以作物秸秆、畜禽粪便、液态酵素生物肥的发酵残渣为原料，以所述的液态酵素生物肥为发酵剂，发酵获得。

3.根据权利要求1所述的环保酵素生物肥，其特征在于，

所述的昆虫壳为黑水虻壳、蝗虫壳、蜂、蛆壳、蚕蛹壳中的一种或数种；

所述的当季废弃果蔬和/或其植株为樱桃、苹果、柑橘、梨、菠萝、橙子、葡萄、桃子、荔枝、火龙果、猕猴桃、甜瓜、西瓜、西红柿、黄瓜、茄子、辣椒、白菜、胡萝卜、萝卜、甘蓝、南瓜、西兰花、生菜、油菜、油麦菜中的一种或数种；

所述的作物秸秆为大豆秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、高梁秸秆、水稻秸秆中的一种或数种；

所述的畜禽粪便为鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪、蚯蚓粪、马粪、鸭粪、鹅粪中的一种或数种。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的含有甲壳素的环保酵素生物肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将虾蟹壳和/或昆虫壳200-300份、当季废弃果蔬和/或其植株300-600份粉碎后加入干净的密闭容器或发酵池中，加入红糖100-200份、水1000-2000份搅拌混匀，加盖密封；

2)将上述原料混合物，在温度20-30℃的条件下，经过90-100天自然发酵，每日搅拌；发酵完成后，经滤网过滤后得到滤液和滤渣；

3)将步骤2)所得滤液用水稀释至原重量的40-60倍，封装，即为液态酵素生物肥；

4)将作物秸秆5000-8000份进行粉碎，与步骤2)获得的滤渣150-200份、畜禽粪便800-2000份混合均匀，用步骤3)获得的液态酵素生物肥200-300份喷洒湿润，覆盖塑料膜进行肥料发酵；

5)每隔8-12天揭开塑料膜，将发酵中的堆肥自上而下翻转一次，然后重新盖好塑料膜，共发酵20-60天，揭开塑料膜，发酵完成，即为固态酵素生物肥。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中发酵完成时，发酵体系的pH值为3.2-3.9。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，冬天发酵50-60天，夏天发酵20-30天。

7.一种如权利要求2-3任一项所述的含有甲壳素的环保酵素生物肥的应用，其特征在于，所述的液态酵素生物肥可作为作物叶面肥或冲施肥使用；所述的固态酵素生物肥可用于作物基肥或用作追肥施用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的液态酵素生物肥作为叶面肥施用时，喷施标准为8-10kg/亩；所述的液态酵素生物肥作为冲施肥施用时，冲施标准为15-20kg/亩。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的固态酵素生物肥可造粒施用或直接撒施，施用标准为50-200kg/亩。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的液态酵素生物肥或所述的固态酵素生物肥可与其他肥料混合施用。