CN102515952A - 一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥及其制备方法。其采用了高效物理破碎与化学处理工艺相结合的方法提取海藻生理活性物质和营养物质，向藻渣中加入具有增效作用的发酵菌，以好氧发酵的方式制造出海藻有机肥，并添加适量的氮磷钾、微量元素及功能菌；合并海藻提取物和海藻有机肥，冷冻干燥后，将海藻生物有机肥喷壳聚糖和海藻酸钠溶液即得。该有机肥中含有多种生物促生剂，可提高作物对养分的利用率，增加有效成分的持久性和有效性，还可增加土壤透气和聚结的能力，明显促进土壤团粒结构的形成，且能够缓慢释放养分，满足不同生长阶段植物的需求，对农作物的成熟、产量和质量的提高以及抵抗病虫害等方面均产生了明显的积极作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种肥料及其制备方法，具体地说，涉及一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥及其制备方法。
背景技术
海藻是生长在海洋中的低等隐花植物，由于其特殊的生长环境，营养成分与陆生植物存在很大的不同，海藻中含有一般陆生植物无法比拟的丰富的矿物元素及维生素等，海藻肥近年来已被作为重要的液面喷施剂，应用于很多作物，包括很多草类、谷物，花卉及蔬菜品种，均取得抗病增产、增效等较好的效果。海藻肥对于作物产量和品质以及健康的积极效果来源于海藻中4种主要物质的协同作用：卡拉胶、植物荷尔蒙、氨基酸和矿物质，以及糖类。卡拉胶作为一种天然助剂，通过吸附和渗透作用促进作物对其他营养成分的吸收，氨基酸和矿物质可促进蛋白质的合成和植物组织器官的健壮，海藻中的糖类物质实际上是一些多糖(如海藻酸)，作为一种天然的螯合剂使大量的阳离子营养物质，如铜、锰、镁、钙还有铁能够被作物吸收利用，多糖还作为一种诱导剂，刺激生长调节物质(多胺)和天然抗生素(植物抗霉素)的形成，通过植物荷尔蒙和其他成分，比如海藻多糖的协同作用，植物抵御病虫害的能力也得到了加强，促进了作物的健康生长，另外，海藻对土壤的改良效果也非同凡响，含有海藻多糖等物质的海藻肥是天然的土壤调节剂。土壤中施用海藻肥，不但能螯合土壤重金属离子、减轻污染，而且能促进土壤团粒结构的形成，还可直接或间接增加土壤有机质。而且在土壤中，海藻酸与金属元素结合，形成一种分子量倍增的交联高分子，这种高分子盐一旦与水分子结合，便能牢牢地把持住水分子。与普通肥料相比，海藻肥更具高效、易吸收和环境友好的特点。
近年来关于海藻肥的研究，主要采用海藻提取液的形式制备海藻肥，获得的方式多采用化学试剂浸提的方式，活性物质损失较大。而用微生物发酵方式获得海藻有机肥的研究甚少，更未见将海藻有机肥进行包膜处理的相关研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥及其制备方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥，其制备方法为：
A海藻生理活性物质的提取：a)取海藻除杂洗净后，压榨破碎藻体呈1-5cm的小块，优选3cm；b)加入水并进行二次套泡处理，c)将藻渣用酸溶液进行水解处理；d)将水解液离心去掉盐分；e)将套泡液与水解液合并、浓缩得到海藻生理活性物质提取液；其中，二次套泡处理具体为：向I池和II池中各加入海藻重量4～6倍(优选5倍)的水，先将第一批海藻放入I池中浸泡50～80min(优选60min)，捞出控净后转入II池中浸泡50～80min(优选60min)，将I池中的浸泡水倒出后直接浓缩，然后重新向I池中加入海藻重量4～6倍(优选5倍)的水；从II池中捞出海藻后，将第二批海藻放入II池中浸泡50～80min(优选60min)，捞出海藻后转入I池中浸泡50～80min(优选60min)，将II池中的浸泡水倒出后浓缩，并在II池中重新加入海藻重量4～6倍(优选5倍)的水；从I池中捞出海藻后，将第三批海藻放入I池中浸泡50～80min(优选60min)，捞出海藻后继续转入II池中浸泡，如此反复，即保证每批海藻浸泡两次，合并上述浓缩液得套泡液；
B海藻生物有机肥的制备：f)取适量新鲜的海藻与步骤A的藻渣合并拌匀，堆沤腐烂，打碎后添加鸡粪、秸秆、花生壳，混合均匀后添加发酵菌剂，进行好氧发酵；g)发酵结束后添加氮磷钾、微量元素及功能菌；h)与步骤A中得到的海藻提取液合并，冷冻干燥；
C壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备：将步骤B中得到的海藻生物有机肥分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，制成壳聚糖包膜海藻生物有机肥；
其中，所述海藻为海带、巨藻、泡叶藻、海囊藻、浒苔和昆布中的一种或几种；
所述发酵菌剂为酵母菌、放线菌和细菌；
所述酸溶液为盐酸溶液，优选水解处理时溶液pH值为2.5～3.0；
所述功能菌为可市售获得的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmagaterium)和胶冻芽孢杆菌中的一种或几种。
本发明的壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备方法，包括：
首先制备海藻提取液，使用新鲜的海藻，除去杂质和外来物，冲洗干净，将藻体进行压榨，使藻体破碎；加入淡水并进行套泡处理；将藻渣用稀酸溶液进行水解；将水解液离心去掉盐分后备用；将套泡液与水解液合并浓缩得到海藻生理活性物质提取液，滤渣备用。
其次制备海藻生物有机肥，取适量新鲜的海藻与上一步骤过滤出的藻渣合并拌匀，堆沤腐烂，随后打碎，均匀添加鸡粪、秸秆、花生壳，混合均匀后添加发酵菌剂，搅拌好氧发酵，添加氮磷钾、微量元素及功能菌，将上一步骤获得的海藻提取液与海藻生物有机肥合并，并进行干燥。
将上一步骤获得的海藻生物有机肥置于糖衣机中，分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，制成壳聚糖包膜海藻生物有机肥。
其中，所述海藻为海带、巨藻、泡叶藻、海囊藻、浒苔和昆布中的一种或几种；
所述发酵菌剂为酵母菌、放线菌和细菌；
所述酸溶液为盐酸溶液，优选水解处理时溶液pH值为2.5～3.0；
所述功能菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus magaterium)和胶冻芽孢杆菌中的一种或几种。
本发明的优点及有益效果：
(一)本发明提供的壳聚糖包膜海藻生物有机肥中含有多种生理活性物质，并有缓控释肥的功效，具有抗病增产、活土、无公害等许多优点。
(二)本发明采用了高效物理破碎与化学处理工艺相结合的方法提取海藻海藻生理活性物质和营养物质，并采用了二次套泡工艺，最大程度保留了鲜海藻中各植物促生长剂和多种营养成分。
(三)本发明中添加有益菌群，采用好氧发酵的方式获得海藻有机肥，并加入氮磷钾和适量微量元素，营养全面。
(四)本发明采用壳聚糖包膜的方式制备海藻生物有机肥，包膜材料无毒、稳定、价廉且来源丰富，属于环境友好材料，且控释效果好。
(五)本发明的原料廉价易得，制备工艺简单，生产效率高，成本低，对环境污染少。
附图说明
图1为本发明海藻生理活性物质提取液的制备流程图。
图2为本发明壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。实施例中涉及到的百分号“％”，若未特别说明，是指质量百分比。
实施例1
首先是海藻生理活性物质提取液的制备，具体为：将采集的海带冲洗去除杂物，分成多份，每份1000kg，压榨机压榨破碎呈3cm左右的小块，I池、II池各加入5000kg淡水，先将海带在I池浸泡60min(时间太短，不足以浸泡出活性物质，时间太长，增加了海带的吸水性，进而增加了活性物质的回收率，60min的浸出率能达到85％，最高可达到94％)，将I池的浸泡水滤出浓缩，海带控净后转入II池，再次浸没60min，捞出海带进行下一步的发酵，I池加入新水，II池补充足淡水，下一批海带先在II池浸泡60min，再转入I池60min，如此反复，浸出液浓缩；将浸泡过的海带在pH值2.5(用盐酸调整)的条件下60℃水解6h，水解液4000rpm/min下离心5min，取上清液与套泡液合并，在50℃蒸发浓缩至淡黄色稍黏稠状为止，即得到海藻生理活性物质提取液。制备流程如图1所示。
其次制备海藻生物有机肥的制备，具体称取500kg新鲜的海带与上述步骤中过滤的滤渣合并拌匀，堆沤腐烂，随后打碎，均匀添加100kg鸡粪、100kg秸秆、100kg花生壳，混合均匀后添加发酵菌剂，含有等量混合的细菌、酵母菌和放线菌(约50×108个活菌/克菌剂)，添加量为滤渣质量的5％，搅拌均匀，好氧发酵40天，添加氮磷钾、微量元素及功能菌，氮磷钾添加量为滤渣质量的5％；微量元素(硼、铁、铜)添加量＞1％，并且单一元素的添加量不得＜0.2％；功能菌添加地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，添加量为2kg/吨滤渣，两种菌的添加量可平均分配，但要保证功能菌的有效活菌数不低于2亿个/g有机肥，合并上一步骤中的海藻提取液并进行干燥。
第三步是壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备，具体为将上一步骤中获得的海藻生物有机肥，取一定量投放于BY-300型糖衣机中，调节糖衣机的锅体30℃，转速1300/rmin，预热几分钟，然后对锅体内的海藻生物有机肥分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，先喷洒5％壳聚糖(由分子量30万的壳聚糖与分子量2000的壳聚糖按质量比5∶1进行配制)，再喷洒4％海藻酸钠溶液，注意每单位重量所用的包膜液质量不得大于25％，整个过程保持向锅内通以热风，以去除海藻生物有机肥表面的水分。制备流程如图2所示。
实施例2
首先是海藻生理活性物质提取液的制备，具体为：将采集的浒苔冲洗去除杂物，称取多份，每份1000kg，压榨机压榨破碎呈3cm左右的小块，I池、II池各加入5000kg淡水，先将浒苔在I池浸泡80min，(根据海藻的物理特性，浸泡时间可适当延长至80min)浸泡液滤出浓缩，向I池中再加入5000kg淡水，海带控净后转入II池，再次浸没80min，II池补充足淡水，交换I池、II池的功能，如此反复，浸出液浓缩备用；将浸泡过的浒苔在pH值3.0(用盐酸调整)的条件下60℃水解6h，水解液4000rpm/min下离心5min，取上清液与套泡液合并，在50℃蒸发浓缩至淡黄色稍黏稠状为止，即得到海藻生理活性物质提取液。制备流程如图1所示。
其次制备海藻生物有机肥的制备，具体为取500kg新鲜的浒苔与上述步骤中过滤的滤渣合并拌匀，堆沤腐烂，随后打碎，均匀添加100kg鸡粪、100kg秸秆、100kg花生壳，混合均匀后添加发酵菌剂，含有等量混合的细菌、酵母菌和放线菌(约50×108个活菌/克菌剂)，添加量为滤渣质量的5％，搅拌均匀，好氧发酵40天，添加氮磷钾、微量元素及功能菌，氮磷钾添加量为滤渣质量的5％；微量元素(硼、铁、铜)添加量＞1％，并且单一元素的添加量不得＜0.2％；功能菌添加巨大芽孢杆菌(Bacillus magaterium)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，添加量为2kg/吨滤渣，两种菌的添加量可平均分配，但要保证功能菌的有效活菌数不低于2亿个/g有机肥，合并上一步骤中的海藻提取液并进行干燥。
第三步是壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备，具体为将上一步骤中获得的海藻生物有机肥，取一定的量放于BY-300型糖衣机中，调节糖衣机的锅体30℃，转速1300/rmin，预热几分钟，然后对锅体内的海藻生物有机肥分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，先喷洒5％壳聚糖(由分子量30万的壳聚糖与分子量2000的壳聚糖按质量比5∶1进行配制)，再喷洒4％海藻酸钠溶液，注意每单位重量所用的包膜液质量不得大于25％，整个过程保持向锅内通以热风，以去除海藻生物有机肥表面的水分。制备流程如图2所示。
本发明提供的一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥及其制备方法。其采用了高效物理破碎与化学处理工艺相结合的方法提取海藻生理活性物质和营养物质，并采用了二次套泡工艺，制得海藻生理活性物质提取液，能最大限度的保留海藻中的有效活性成分和营养物质；将藻渣采用特殊的生化工艺，加入具有增效作用的多功能发酵菌种，主要有酵母菌、放线菌和细菌有益微生物，以好氧发酵的方式制造出海藻有机肥；合并海藻提取物和海藻有机肥，干燥；将一定量的海藻生物有机肥放于糖衣机中，分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，制成壳聚糖包膜海藻生物有机肥。本品可提高作物对肥料中及土壤中养分的利用率，增加有效成分的持久性和有效性，还可增加土壤透气和聚结的能力，明显促进土壤团粒结构的形成，且能够缓慢释放养分，满足不同生长阶段植物的需求，对农作物的成熟、产量和质量的提高以及抵抗病虫害等方面均产生了显著的积极作用。而且不同于化学肥料，海藻有机肥易于生物降解，无污染，对人类、动物和鸟类无危害。
应用例1
以某地区7000亩西甜瓜为种植基地，肥料选择有机无机复混肥(对照组)和本发明实施例1中制备的壳聚糖包膜海藻生物有机肥(实验组)，有机无机复混肥用量为100kg/亩，实施例1的有机肥用量为70kg/亩，结果表明：实验组比对照组亩施肥节支100元，亩增产200kg以上，亩节支增收1200元以上。
应用例2
以某地区8亩果园为苹果种植基地，肥料选择有机无机复混肥(对照组)和本发明实施例2中制备的壳聚糖包膜海藻生物有机肥(实验组)，有机无机复混肥用量为100kg/亩，实施例2的有机肥用量为70kg/亩，翌年3-4月份追施高氮低磷高钾复合肥30-40kg/亩。结果表明：实验组比对照组亩施肥节支150元，果树长势好，苹果品质好，坐果率高，产量平均增加20％，亩产值过万元。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种壳聚糖包膜海藻生物有机肥，其特征在于，其制备方法为：
A海藻生理活性物质的提取：a)取海藻除杂洗净后，压榨破碎藻体；b)加入水并进行二次套泡处理；c)将藻渣用酸溶液进行水解处理；d)将水解液离心去掉盐分；e)将套泡液与水解液合并、浓缩得到海藻生理活性物质提取液；
B海藻生物有机肥的制备：f)将新鲜的海藻与步骤A的藻渣合并，堆沤腐烂，打碎后添加鸡粪、秸秆、花生壳，混合均匀后添加发酵菌剂，进行好氧发酵；g)发酵结束后添加氮磷钾、微量元素及功能菌；h)与步骤A中得到的海藻提取液合并，冷冻干燥；
C壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备：将步骤B中得到的海藻生物有机肥分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，制成壳聚糖包膜海藻生物有机肥；
其中，步骤B中所述功能菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmagaterium)和胶冻芽孢杆菌中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的有机肥，其特征在于，步骤A中二次套泡处理具体为：向I池和II池中各加入海藻重量4～6倍的水，先将第一批海藻放入I池中浸泡50～80min，捞出控净后转入II池中浸泡50～80min，将I池中的浸泡水倒出后直接浓缩，然后重新向I池中加入海藻重量4～6倍的水；从II池中捞出海藻后，将第二批海藻放入II池中浸泡50～80min，捞出海藻后转入I池中浸泡50～80min，将II池中的浸泡水倒出后浓缩，并在II池中重新加入海藻重量4～6倍的水；从I池中捞出海藻后，将第三批海藻放入I池中浸泡50～80min，捞出海藻后继续转入II池中浸泡，如此反复，即保证每批海藻浸泡两次，合并上述浓缩液得套泡液。
3.如权利要求1或2所述的有机肥，其特征在于，所述海藻为海带、巨藻、泡叶藻、海囊藻、浒苔和昆布中的一种或几种。
4.如权利要求1或2所述的有机肥，其特征在于，步骤A中所述酸溶液为盐酸溶液。
5.如权利要求1或2所述的有机肥，其特征在于，步骤B中所述发酵菌剂为酵母菌和细菌。
6.如权利要求5所述的有机肥，其特征在于，步骤B中所述发酵菌剂为放线菌。
7.权利要求1～6任一项所述壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A海藻生理活性物质的提取：a)取海藻除杂洗净后，压榨破碎藻体；b)加入水并进行二次套泡处理；c)将藻渣用酸溶液进行水解处理；d)将水解液离心去掉盐分；e)将套泡液与水解液合并、浓缩得到海藻生理活性物质提取液；
B海藻生物有机肥的制备：f)将新鲜的海藻与步骤A的藻渣合并，堆沤腐烂，打碎后添加鸡粪、秸秆、花生壳，混合均匀后添加发酵菌剂，进行好氧发酵；g)发酵结束后添加氮磷钾、微量元素及功能菌；h)与步骤A中得到的海藻提取液合并，冷冻干燥；
C壳聚糖包膜海藻生物有机肥的制备：将步骤B中得到的海藻生物有机肥置于糖衣机中，分别喷壳聚糖和海藻酸钠溶液，制成壳聚糖包膜海藻生物有机肥；
其中，所述功能菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus magaterium)和胶冻芽孢杆菌中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤A中二次套泡处理具体为：向I池和II池中各加入海藻重量4～6倍的水，先将第一批海藻放入I池中浸泡50～80min，捞出控净后转入II池中浸泡50～80min，将I池中的浸泡水倒出后直接浓缩，然后重新向I池中加入海藻重量4～6倍的水；从II池中捞出海藻后，将第二批海藻放入II池中浸泡50～80min，捞出海藻后转入I池中浸泡50～80min，将II池中的浸泡水倒出后浓缩，并在II池中重新加入海藻重量4～6倍的水；从I池中捞出海藻后，将第三批海藻放入I池中浸泡50～80min，捞出海藻后继续转入II池中浸泡，如此反复，即保证每批海藻浸泡两次，合并上述浓缩液得套泡液。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤A中所述酸溶液为盐酸溶液。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤B中所述发酵菌剂为酵母菌和细菌。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 264006 No. 8 Chengdu street, Yantai economic and Technological Development Zone, Shandong Patentee after: SHANDONG BAOYUAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 264006 No. 8 Chengdu street, Yantai economic and Technological Development Zone, Shandong Patentee before: Baoyuan Bio-Agri (Shandong) Ltd. |
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Denomination of invention: The invention relates to a chitosan coated seaweed biological organic fertilizer and a preparation method thereof Effective date of registration: 20211228 Granted publication date: 20130313 Pledgee: Yantai Bank Co.,Ltd. development sub branch Pledgor: SHANDONG BAOYUAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980016578 |
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