專利名稱：一種全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海藻生物肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
海帶是一個(gè)巨大的吸附劑，它可以濃縮44萬(wàn)倍海洋中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，非常適合供給貧瘠的土地。另外，土地中大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又通過(guò)雨水和河流被排入到海洋中而形成合理的生物循環(huán)。全世界大約有2150萬(wàn)噸的氮和200萬(wàn)噸的鉀從陸地通過(guò)雨水流入到河流中， 而后又流入到海洋。海帶作為農(nóng)業(yè)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑就是將那些本來(lái)來(lái)自陸地的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)海帶這個(gè)“反應(yīng)器”重新組合又返回到陸生植物中。海帶生物肥料是能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量，減少病蟲(chóng)害，增加作物抗寒、抗旱能力的一類農(nóng)用海藻生物肥料，是一種天然的有機(jī)肥料，與生態(tài)環(huán)境有良好的生物相容性。 生長(zhǎng)在海水中的海帶除了含有陸地植物所具有的營(yíng)養(yǎng)成分之外，還含有許多陸地植物不可比擬的碘、鉀、鎂、錳、鈦、微量元素、維生素、含N化合物、高度不飽和脂肪酸、海藻酶、甜菜堿、氨基酸及多種天然植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(植物生長(zhǎng)素、赤霉素、類細(xì)胞分裂素、多酚化合物及天然抗生素類物質(zhì))以及褐藻多糖、甘露醇等。如在海帶中有2類活性極高的褐藻多糖包括水溶性的巖藻聚糖硫酸酯和非水溶性的褐藻酸鹽(褐藻酸)，褐藻酸鹽是由α-L古羅糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸交替共聚組成的，不僅能螯合土壤和植物中的重金屬離子，減少植物對(duì)重金屬的吸收量，提高植物的安全性，而且能增加土壤透氣和聚結(jié)的能力，這種土壤空調(diào)作用使土壤不易被風(fēng)，水等侵蝕流失，起到緩解土壤板結(jié)的作用，而且，褐藻酸鹽多糖(寡糖)還具有緩慢釋放養(yǎng)分得作用，使植物最大限度地利用養(yǎng)分，提高養(yǎng)分的利用率， 特別是Dp = 1-50的褐藻酸鹽寡糖具有較強(qiáng)的抗病變誘導(dǎo)促進(jìn)植物生長(zhǎng)作用；巖藻聚糖硫酸酯，也稱為褐藻糖膠，是一種水溶性的硫酸雜多糖，是海帶中特有的一類水溶性硫酸多糖，由于其獨(dú)特結(jié)構(gòu)，因此具有獨(dú)特的生理活性，如植物保濕、抗氧化、抗病毒、清除自由基、 抗輻射(電離輻射、紫外輻射及核輻射)，從而起到保護(hù)植物免受各種損傷的作用，還可以吸附植物體內(nèi)多種有毒重金屬如Pb、Sn、Cd等，減輕這些物質(zhì)對(duì)機(jī)體的毒害。海帶中含有豐富的生命碘，碘有“智力元素”之稱，可促進(jìn)生物氧化、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成和分解、促進(jìn)糖和脂肪代謝、調(diào)節(jié)水鹽代謝、促進(jìn)維生素的吸收利用、增強(qiáng)酶的活力、促生長(zhǎng)等，碘還是一種天然的殺菌劑?？傊?，海帶含有豐富的營(yíng)養(yǎng)素，高達(dá)60多種，并具有多種功能。我國(guó)自上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)海藻肥料發(fā)展迅速，生產(chǎn)的海藻肥料種類雖多，但附加值較低，安全性低，95%以上的海藻肥料是含海藻酸肥料存在諸多缺陷(I)采用高溫、鹽酸及碳酸鈉處理海藻，不僅破壞了海藻中特有的活性成分，如海藻中的生長(zhǎng)素(赤霉素及吲哚乙酸等)，而且增加了肥料中不安全因素如氯離子和碳酸根離子，污染了土壤和環(huán)境。(2)含海藻酸肥料中褐藻酸達(dá)不到我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2%的水平，復(fù)配褐藻酸、氮、磷、 鉀、微量元素、黃腐酸及腐殖酸等現(xiàn)象嚴(yán)重，也降低了海藻肥中其他海藻的活性成分，削弱了海藻肥的增效效果。(3)缺乏將海帶體內(nèi)大分子褐藻酸鹽降解成寡糖的專一裂解酶，這也是制約海帶生物發(fā)酵肥料的技術(shù)瓶頸，市場(chǎng)上海帶發(fā)酵肥料基本是采用纖維素酶、蛋白酶、酵母菌、木瓜酶、半纖維素酶及果膠酶發(fā)酵等，這些酶是不能將海帶中最具活性的2價(jià)以上的褐藻酸金屬鹽降解成小分子的水溶性褐藻寡糖從海藻中溶出。(4)現(xiàn)有的海藻肥生產(chǎn)，海帶的浸泡水沒(méi)有被利用，而是作為廢水被排掉，不僅浪費(fèi)了海帶中水溶性的活性成分如碘、鉀、鎂、錳、鈦、微量元素、維生素、含N化合物、高度不飽和脂肪酸、海藻酶、甜菜堿、氨基酸及多種天然植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(植物生長(zhǎng)素、赤霉素、類細(xì)胞分裂素、多酚化合物及天然抗生素類物質(zhì))以及巖藻聚糖硫酸酯、甘露醇，還對(duì)環(huán)境造成了污染，體現(xiàn)不出海帶的全營(yíng)養(yǎng)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥及其制備方法，可解決我國(guó)海藻肥生物技術(shù)瓶頸，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥的制備方法如下首先將海帶用水進(jìn)行浸泡，將浸泡水進(jìn)行過(guò)濾；再將浸泡后的海帶粉碎后加入到過(guò)濾的浸泡水中，加入褐藻酸裂解酶進(jìn)行酶解；酶解結(jié)束后對(duì)酶解液進(jìn)行低溫濃縮完成液體肥料的制備。上述浸泡是指用自來(lái)水對(duì)海帶在5-45°C浸泡2-12小時(shí)。上述的海帶粉碎是將海帶制成小于Imm的顆粒。上述的加入褐藻酸裂解酶是指加入酶活為50-90u/ml褐藻酸裂解酶，加入量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 1-5.0%。上述酶解液中寡糖的分子量小于lOOOODa。本發(fā)明的全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥全生產(chǎn)過(guò)程溫控小于50°C，不使用任何化學(xué)藥品，具有綠色、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排的特點(diǎn)，全保留了海帶中天然的植物促生長(zhǎng)因子，增加了碘、褐藻酸寡糖、甘露醇、巖藻聚糖硫酸酯等抗病抗逆、保水保濕、抗電離輻射、紫外輻射及抗核輻射成分，具有藥肥合一的功效。
具體實(shí)施例方式一種全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥及其制備方法，其技術(shù)特征是海帶加入自來(lái)水，-5-45°C浸泡2-12小時(shí)，浸泡水過(guò)濾后打入發(fā)酵罐中，浸泡的海帶經(jīng)切碎和膠體磨磨成小于Imm的粒度打入發(fā)酵罐，然后加入酶活為50-90u/ml質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 1-5. O %的褐藻酸裂解酶，40-50°C酶解4-240小時(shí)后過(guò)濾，將過(guò)濾液在45_50°C低溫濃縮，100-250目離心，滅菌，包裝，得本發(fā)明的多功能海帶全營(yíng)養(yǎng)生物液體肥料。所述的浸泡是加入干基海帶重量的2-100倍的自來(lái)水，使海帶表層的水溶性的活性成分溶解于水中，如巖藻聚糖硫酸酯，水溶性小分子的褐藻酸一價(jià)鹽、碘、甘露醇、微量元素、氨基酸、蛋白質(zhì)、赤霉素、維生素、甜菜堿及多酚化合物等，將浸泡水用板框過(guò)濾后打入發(fā)酵罐中，充分利用海帶中水溶性的活性成分；所述的切碎是將浸泡后的海帶切成 10X 20cm,便于進(jìn)膠體磨；所述的球磨是將浸泡切碎的海帶磨成小于Imm的粒度；所述的發(fā)酵是加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 1-5. O %專一性的褐藻酸鹽裂解酶，酶活控制在50-90u/ml，將海帶中大分子非水溶性褐藻酸鹽降解成小分子水溶性的褐藻酸寡糖，分子量控制在I萬(wàn)Da以下，因?yàn)榇笥贗萬(wàn)Da的海帶多糖對(duì)植物沒(méi)有促生長(zhǎng)和抗病變的作用，而且也避免常規(guī)碳酸鈉消化，酸中和，化學(xué)降解所帶來(lái)的弊端；所述的發(fā)酵液過(guò)濾是采用板框壓濾或抽濾或離心的方式，將非水溶性的雜質(zhì)除去；所述的濃縮是低溫濃縮，溫度小于50°C，避免高溫濃縮使海帶活性成分分解的缺點(diǎn)，濃縮液比重控制在I. 0-1. 4之間，褐藻酸的濃度在2-10%，大于 2%的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也相應(yīng)增加了海帶其他活性成分的含量，體現(xiàn)了海帶的全營(yíng)養(yǎng)；所述的離心是濾掉濃縮后的非水溶性成份。實(shí)施例I稱取IOOKg海帶，加入2000Kg自來(lái)水，浸泡4小時(shí)，將海帶撈出，切成10X 20cm 的塊狀，然后用膠體磨磨成小于Imm的粒度，打入發(fā)酵罐中；海帶浸泡水用板框過(guò)濾后， 將濾液打入發(fā)酵罐中。向發(fā)酵罐中加入酶活為88u/ml的褐藻酸裂解酶40公斤，45°C條件下發(fā)酵72小時(shí)，酶解液呈現(xiàn)水狀，用9-氮-雜勿法監(jiān)測(cè)酶解液中褐藻酸含量，控制在
0.6-1. O之間，然后用板框過(guò)濾，將過(guò)濾液在48-50°C條件下低溫濃縮，濃縮比重控制在
1.18-1. 20，滅菌，得到350公斤全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效液體肥料。本發(fā)明的增效肥包含了海帶的全營(yíng)養(yǎng)成分，其中褐藻酸寡糖4. 2%，甘露醇1. 5%，巖藻聚糖硫酸酯0. 004%, 蛋白質(zhì) O. 43%，碘0. 022%，赤霉素36PPm,P :0. 08%,K 2. 5%, Ca :1. 5%,Mg :0. 4%, Na
O.68%, Cu 20ppm, Zn 35ppm, Mn 32ppm, Fe 120ppm, B :51ppm。與傳統(tǒng)的氮磷鉀復(fù)合肥比較，可使小麥增產(chǎn)12. 3%，大豆增產(chǎn)7. 8%，玉米增產(chǎn)9. 7%，水稻增產(chǎn)5. 9%。實(shí)施例2具體操作時(shí)，稱取IOOKg海帶，加入2000Kg自來(lái)水，浸泡4小時(shí)，將海帶撈出，切成 10X20cm的塊狀，然后用膠體磨磨成小于Imm的粒度，打入發(fā)酵罐中；海帶浸泡水廢棄。向發(fā)酵罐中加入400公斤水和酶活為88u/ml的褐藻酸裂解酶40公斤，45°C條件下發(fā)酵72小時(shí)，酶解液呈現(xiàn)水狀，用9-氮-雜勿法監(jiān)測(cè)酶解液中褐藻酸含量，控制在O. 6-1. O之間，然后用板框過(guò)濾，將過(guò)濾液在48-50°C條件下低溫濃縮，濃縮比重控制在I. 18-1. 20，褐藻酸寡糖控制在4. 2%，滅菌，得到320公斤海帶寡糖液體肥料。肥料中營(yíng)養(yǎng)成分為褐藻酸寡糖 4.2%，甘露醇:0. 21%，巖藻聚糖硫酸酯:0. 00017%，蛋白質(zhì)O. 11%碘0. 0046%，赤霉素 6PPm, P 0. 0023%, K :0. 75%, Ca 1. 21%, Mg :0. 27%, Na :0. 28%, Cu 28ppm, Zn 39ppm, Mn 29ppm, Fe 84ppm, B :15ppm。與傳統(tǒng)的氮磷鉀復(fù)合肥比較,可使小麥增產(chǎn)9. 8%,大豆增產(chǎn)5. 9%，玉米增產(chǎn)8. 7%，水稻增產(chǎn)5. 12%。
具體實(shí)施方式
一得到的液體肥料中添加了海帶浸泡水，具體實(shí)施方式
二得到的液體肥料中沒(méi)有添加海帶浸泡水，二者對(duì)小麥、大豆、玉米和水稻四種作物果實(shí)促生長(zhǎng)有非常明顯的差異，添加海帶浸泡水的海帶肥比不添加的促生長(zhǎng)效果分別提高2· 5%，1·9%，1· 2%，0· 78%。本發(fā)明的海帶寡糖生物增效肥解決了我國(guó)海藻肥生物發(fā)酵技術(shù)瓶頸，充分體現(xiàn)了海帶的全營(yíng)養(yǎng)，并具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量，減少病蟲(chóng)害，增加作物抗寒、抗旱能力，是一種天然的生物有機(jī)肥料，與生態(tài)環(huán)境有良好的生物相容性。全生產(chǎn)過(guò)程溫控小于50°C，不使用任何化學(xué)藥品，具有綠色、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排的特點(diǎn)，全保留了海帶中天然的植物促生長(zhǎng)因子，增加了碘、褐藻酸寡糖、甘露醇、巖藻聚糖硫酸酯等抗病抗逆、保水保濕、抗電離輻射、紫外輻射及抗核輻射成分，具有藥肥合一的功效。
權(quán)利要求
1.一種全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥，其特征在于，該生物增效肥的制備方法如下首先將海帶用水進(jìn)行浸泡，將浸泡水進(jìn)行過(guò)濾；再將浸泡后的海帶粉碎，加入到過(guò)濾的浸泡水中，加入褐藻酸裂解酶進(jìn)行酶解；酶解結(jié)束后對(duì)酶解液進(jìn)行低溫濃縮完成液體肥料的制備。
2.如權(quán)利要求I所述的生物增效肥，其特征在于所述的浸泡是指用自來(lái)水對(duì)海帶在 5-45°C下浸泡2-12小時(shí)。
3.如權(quán)利要求I所述的生物增效肥，其特征在于所述的海帶粉碎是將海帶制成小于 Imm的顆粒。
4.如權(quán)利要求I所述的生物增效肥，其特征在于所述的加入褐藻酸裂解酶是指加入酶活為50-90u/ml褐藻酸裂解酶，加入量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 1-5. 0%。
5.如權(quán)利要求I所述的生物增效肥，其特征在于所述的酶解液中寡糖的分子量小于 IOOOODa0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥及其制備方法，首先將海帶用水進(jìn)行浸泡，將浸泡水進(jìn)行過(guò)濾；再將浸泡后的海帶粉碎后加入到過(guò)濾的浸泡水中，加入褐藻酸裂解酶進(jìn)行酶解；酶解結(jié)束后對(duì)酶解液進(jìn)行低溫濃縮完成液體肥料的制備。本發(fā)明的全營(yíng)養(yǎng)海帶寡糖生物增效肥全生產(chǎn)過(guò)程溫控小于50℃，不使用任何化學(xué)藥品，具有綠色、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排的特點(diǎn)，全保留了海帶中天然的植物促生長(zhǎng)因子，增加了碘、褐藻酸寡糖、甘露醇、巖藻聚糖硫酸酯等抗病抗逆、保水保濕、抗電離輻射、紫外輻射及抗核輻射成分，具有藥肥合一的功效。
文檔編號(hào)C05G3/00GK102584432SQ20121002445
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月5日
發(fā)明者付曉婷, 馮志君, 劉存海, 盛泰, 許加超, 許帆, 趙瑜, 高昕 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué), 青島豐泰海洋生物科技有限公司