专利名称：一种全营养海带寡糖生物增效肥及其制备方法
技术领域：
本发明属于海藻生物肥料技术领域，具体涉及一种全营养海带寡糖生物增效肥及其制备方法。
背景技术：
海带是一个巨大的吸附剂，它可以浓缩44万倍海洋中的营养物质，非常适合供给贫瘠的土地。另外，土地中大量的营养物质又通过雨水和河流被排入到海洋中而形成合理的生物循环。全世界大约有2150万吨的氮和200万吨的钾从陆地通过雨水流入到河流中， 而后又流入到海洋。海带作为农业植物生长调节剂就是将那些本来来自陆地的营养物质通过海带这个“反应器”重新组合又返回到陆生植物中。海带生物肥料是能够促进作物生长，增加产量，减少病虫害，增加作物抗寒、抗旱能力的一类农用海藻生物肥料，是一种天然的有机肥料，与生态环境有良好的生物相容性。 生长在海水中的海带除了含有陆地植物所具有的营养成分之外，还含有许多陆地植物不可比拟的碘、钾、镁、锰、钛、微量元素、维生素、含N化合物、高度不饱和脂肪酸、海藻酶、甜菜碱、氨基酸及多种天然植物生长调节剂(植物生长素、赤霉素、类细胞分裂素、多酚化合物及天然抗生素类物质)以及褐藻多糖、甘露醇等。如在海带中有2类活性极高的褐藻多糖包括水溶性的岩藻聚糖硫酸酯和非水溶性的褐藻酸盐(褐藻酸)，褐藻酸盐是由α-L古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸交替共聚组成的，不仅能螯合土壤和植物中的重金属离子，减少植物对重金属的吸收量，提高植物的安全性，而且能增加土壤透气和聚结的能力，这种土壤空调作用使土壤不易被风，水等侵蚀流失，起到缓解土壤板结的作用，而且，褐藻酸盐多糖(寡糖)还具有缓慢释放养分得作用，使植物最大限度地利用养分，提高养分的利用率， 特别是Dp = 1-50的褐藻酸盐寡糖具有较强的抗病变诱导促进植物生长作用；岩藻聚糖硫酸酯，也称为褐藻糖胶，是一种水溶性的硫酸杂多糖，是海带中特有的一类水溶性硫酸多糖，由于其独特结构，因此具有独特的生理活性，如植物保湿、抗氧化、抗病毒、清除自由基、 抗辐射(电离辐射、紫外辐射及核辐射)，从而起到保护植物免受各种损伤的作用，还可以吸附植物体内多种有毒重金属如Pb、Sn、Cd等，减轻这些物质对机体的毒害。海带中含有丰富的生命碘，碘有“智力元素”之称，可促进生物氧化、调节蛋白质合成和分解、促进糖和脂肪代谢、调节水盐代谢、促进维生素的吸收利用、增强酶的活力、促生长等，碘还是一种天然的杀菌剂。总之，海带含有丰富的营养素，高达60多种，并具有多种功能。我国自上个世纪90年代以来，我国海藻肥料发展迅速，生产的海藻肥料种类虽多，但附加值较低，安全性低，95%以上的海藻肥料是含海藻酸肥料存在诸多缺陷(I)采用高温、盐酸及碳酸钠处理海藻，不仅破坏了海藻中特有的活性成分，如海藻中的生长素(赤霉素及吲哚乙酸等)，而且增加了肥料中不安全因素如氯离子和碳酸根离子，污染了土壤和环境。(2)含海藻酸肥料中褐藻酸达不到我国行业标准2%的水平，复配褐藻酸、氮、磷、 钾、微量元素、黄腐酸及腐殖酸等现象严重，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)缺乏将海带体内大分子褐藻酸盐降解成寡糖的专一裂解酶，这也是制约海带生物发酵肥料的技术瓶颈，市场上海带发酵肥料基本是采用纤维素酶、蛋白酶、酵母菌、木瓜酶、半纤维素酶及果胶酶发酵等，这些酶是不能将海带中最具活性的2价以上的褐藻酸金属盐降解成小分子的水溶性褐藻寡糖从海藻中溶出。(4)现有的海藻肥生产，海带的浸泡水没有被利用，而是作为废水被排掉，不仅浪费了海带中水溶性的活性成分如碘、钾、镁、锰、钛、微量元素、维生素、含N化合物、高度不饱和脂肪酸、海藻酶、甜菜碱、氨基酸及多种天然植物生长调节剂(植物生长素、赤霉素、类细胞分裂素、多酚化合物及天然抗生素类物质)以及岩藻聚糖硫酸酯、甘露醇，还对环境造成了污染，体现不出海带的全营养性。
发明内容
本发明的目的是提供一种全营养海带寡糖生物增效肥及其制备方法，可解决我国海藻肥生物技术瓶颈，以弥补现有技术的不足。本发明的全营养海带寡糖生物增效肥的制备方法如下首先将海带用水进行浸泡，将浸泡水进行过滤；再将浸泡后的海带粉碎后加入到过滤的浸泡水中，加入褐藻酸裂解酶进行酶解；酶解结束后对酶解液进行低温浓缩完成液体肥料的制备。上述浸泡是指用自来水对海带在5-45°C浸泡2-12小时。上述的海带粉碎是将海带制成小于Imm的颗粒。上述的加入褐藻酸裂解酶是指加入酶活为50-90u/ml褐藻酸裂解酶，加入量的质量百分数为O. 1-5.0%。上述酶解液中寡糖的分子量小于lOOOODa。本发明的全营养海带寡糖生物增效肥全生产过程温控小于50°C，不使用任何化学药品，具有绿色、生态环保、节能减排的特点，全保留了海带中天然的植物促生长因子，增加了碘、褐藻酸寡糖、甘露醇、岩藻聚糖硫酸酯等抗病抗逆、保水保湿、抗电离辐射、紫外辐射及抗核辐射成分，具有药肥合一的功效。
具体实施例方式一种全营养海带寡糖生物增效肥及其制备方法，其技术特征是海带加入自来水，-5-45°C浸泡2-12小时，浸泡水过滤后打入发酵罐中，浸泡的海带经切碎和胶体磨磨成小于Imm的粒度打入发酵罐，然后加入酶活为50-90u/ml质量百分数为O. 1-5. O %的褐藻酸裂解酶，40-50°C酶解4-240小时后过滤，将过滤液在45_50°C低温浓缩，100-250目离心，灭菌，包装，得本发明的多功能海带全营养生物液体肥料。所述的浸泡是加入干基海带重量的2-100倍的自来水，使海带表层的水溶性的活性成分溶解于水中，如岩藻聚糖硫酸酯，水溶性小分子的褐藻酸一价盐、碘、甘露醇、微量元素、氨基酸、蛋白质、赤霉素、维生素、甜菜碱及多酚化合物等，将浸泡水用板框过滤后打入发酵罐中，充分利用海带中水溶性的活性成分；所述的切碎是将浸泡后的海带切成 10X 20cm,便于进胶体磨；所述的球磨是将浸泡切碎的海带磨成小于Imm的粒度；所述的发酵是加入质量百分数为O. 1-5. O %专一性的褐藻酸盐裂解酶，酶活控制在50-90u/ml，将海带中大分子非水溶性褐藻酸盐降解成小分子水溶性的褐藻酸寡糖，分子量控制在I万Da以下，因为大于I万Da的海带多糖对植物没有促生长和抗病变的作用，而且也避免常规碳酸钠消化，酸中和，化学降解所带来的弊端；所述的发酵液过滤是采用板框压滤或抽滤或离心的方式，将非水溶性的杂质除去；所述的浓缩是低温浓缩，温度小于50°C，避免高温浓缩使海带活性成分分解的缺点，浓缩液比重控制在I. 0-1. 4之间，褐藻酸的浓度在2-10%，大于 2%的行业标准，也相应增加了海带其他活性成分的含量，体现了海带的全营养；所述的离心是滤掉浓缩后的非水溶性成份。实施例I称取IOOKg海带，加入2000Kg自来水，浸泡4小时，将海带捞出，切成10X 20cm 的块状，然后用胶体磨磨成小于Imm的粒度，打入发酵罐中；海带浸泡水用板框过滤后， 将滤液打入发酵罐中。向发酵罐中加入酶活为88u/ml的褐藻酸裂解酶40公斤，45°C条件下发酵72小时，酶解液呈现水状，用9-氮-杂勿法监测酶解液中褐藻酸含量，控制在
0.6-1. O之间，然后用板框过滤，将过滤液在48-50°C条件下低温浓缩，浓缩比重控制在
1.18-1. 20，灭菌，得到350公斤全营养海带寡糖生物增效液体肥料。本发明的增效肥包含了海带的全营养成分，其中褐藻酸寡糖4. 2%，甘露醇1. 5%，岩藻聚糖硫酸酯0. 004%, 蛋白质 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。与传统的氮磷钾复合肥比较，可使小麦增产12. 3%，大豆增产7. 8%，玉米增产9. 7%，水稻增产5. 9%。实施例2具体操作时，称取IOOKg海带，加入2000Kg自来水，浸泡4小时，将海带捞出，切成 10X20cm的块状，然后用胶体磨磨成小于Imm的粒度，打入发酵罐中；海带浸泡水废弃。向发酵罐中加入400公斤水和酶活为88u/ml的褐藻酸裂解酶40公斤，45°C条件下发酵72小时，酶解液呈现水状，用9-氮-杂勿法监测酶解液中褐藻酸含量，控制在O. 6-1. O之间，然后用板框过滤，将过滤液在48-50°C条件下低温浓缩，浓缩比重控制在I. 18-1. 20，褐藻酸寡糖控制在4. 2%，灭菌，得到320公斤海带寡糖液体肥料。肥料中营养成分为褐藻酸寡糖 4.2%，甘露醇:0. 21%，岩藻聚糖硫酸酯:0. 00017%，蛋白质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。与传统的氮磷钾复合肥比较,可使小麦增产9. 8%,大豆增产5. 9%，玉米增产8. 7%，水稻增产5. 12%。
具体实施方式
一得到的液体肥料中添加了海带浸泡水，具体实施方式
二得到的液体肥料中没有添加海带浸泡水，二者对小麦、大豆、玉米和水稻四种作物果实促生长有非常明显的差异，添加海带浸泡水的海带肥比不添加的促生长效果分别提高2· 5%，1·9%，1· 2%，0· 78%。本发明的海带寡糖生物增效肥解决了我国海藻肥生物发酵技术瓶颈，充分体现了海带的全营养，并具有促进作物生长，增加产量，减少病虫害，增加作物抗寒、抗旱能力，是一种天然的生物有机肥料，与生态环境有良好的生物相容性。全生产过程温控小于50°C，不使用任何化学药品，具有绿色、生态环保、节能减排的特点，全保留了海带中天然的植物促生长因子，增加了碘、褐藻酸寡糖、甘露醇、岩藻聚糖硫酸酯等抗病抗逆、保水保湿、抗电离辐射、紫外辐射及抗核辐射成分，具有药肥合一的功效。
权利要求
1.一种全营养海带寡糖生物增效肥，其特征在于，该生物增效肥的制备方法如下首先将海带用水进行浸泡，将浸泡水进行过滤；再将浸泡后的海带粉碎，加入到过滤的浸泡水中，加入褐藻酸裂解酶进行酶解；酶解结束后对酶解液进行低温浓缩完成液体肥料的制备。
2.如权利要求I所述的生物增效肥，其特征在于所述的浸泡是指用自来水对海带在 5-45°C下浸泡2-12小时。
3.如权利要求I所述的生物增效肥，其特征在于所述的海带粉碎是将海带制成小于 Imm的颗粒。
4.如权利要求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为50-90u/ml褐藻酸裂解酶，加入量的质量百分数为O. 1-5. 0%。
5.如权利要求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
本发明涉及一种全营养海带寡糖生物增效肥及其制备方法，首先将海带用水进行浸泡，将浸泡水进行过滤；再将浸泡后的海带粉碎后加入到过滤的浸泡水中，加入褐藻酸裂解酶进行酶解；酶解结束后对酶解液进行低温浓缩完成液体肥料的制备。本发明的全营养海带寡糖生物增效肥全生产过程温控小于50℃，不使用任何化学药品，具有绿色、生态环保、节能减排的特点，全保留了海带中天然的植物促生长因子，增加了碘、褐藻酸寡糖、甘露醇、岩藻聚糖硫酸酯等抗病抗逆、保水保湿、抗电离辐射、紫外辐射及抗核辐射成分，具有药肥合一的功效。
文档编号C05G3/00GK102584432SQ20121002445
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月5日 优先权日2012年2月5日
发明者付晓婷, 冯志君, 刘存海, 盛泰, 许加超, 许帆, 赵瑜, 高昕 申请人:中国海洋大学, 青岛丰泰海洋生物科技有限公司