一种全营养多肽盐的制备及其耦合微型稻田种植的链式技术与应用的制作方法

本发明属于新型肥料的研发与移动式微型稻田种植水稻的链式技术，即将高含氮的蛋白废弃物经过生化反应制备出既具有植物所需的氮素营养，又具有植物所需的大量无机元素钙、钾的多肽盐，并将此新型肥料---植物全营养多肽盐作为肥料施加到可移动的微型稻田---将从未施加过除草剂、农药等化学物质的干净土壤装入一定规格的食品级高分子塑料盆中即构成微型稻田(可随时移动到所需位置)，形成所制备的植物全营养多肽盐耦合移动式微型稻田种植的链式技术，实现首次种植出绝对无农药、无化肥、泉水灌溉、新型肥料的优质大米。具体涉及一种植物全营养多肽盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用。

背景技术：

水稻的种植已有上千年的历史，其种植成套技术几乎都是相同的，即整理稻田、育秧苗、插秧、施肥、收获等基本链式技术，但随着时间的推移、科技的进步、种植模式的改变产生了新的育种技术、种植技术、新型肥料、杂交稻、转基因水稻等新的种植链式技术，产量大大提高，出现亩产1000公斤以上的超级稻，但与此同时，大量农药和大量化肥的使用问题也随之产生，导致农药残留太高、重金属离子超标等新的问题，现在几乎或绝对买不到不施任何农药的大米。

现代种植链式技术能否种植出不施任何农药的大米呢？回答是几乎不可能或完全不可能！因为现在的水稻田土壤基本都是已种植多年的稻田土，其害虫的生长、繁殖特性就是选择了此环境，形成稳定的生态系统，即是使用大量农药也难以全部杀死害虫，从生态学上讲，要想灭绝一个物种是一件不容易的事，尤其是微小生物，除了抗药性外，水稻也不是一种或多种害虫生物唯一的食物来源，并且具有移动性。目前国内外关于水稻种植过程中大量使用农药和化肥并导致大米农药残留超标、重金属离子超标，以至于几乎或绝对买不到不施任何农药的大米。为此，只有设计出新的种植模式、新的肥料方可解决此问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明根据水稻种植现状和病虫害形成的生态学原理，再利用高含氮量的蛋白废弃物原料转化为植物全营养多肽盐，将两者有机地耦合，形成一种植物全营养多肽盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用，也即当病害、虫害产生到一定程度时，可将微型稻田转移(即可移动性稻田)到新的从未种植过水稻的地方，实现科学、合理、环境友好的生态规避虫害与病害，形成新的种植模式，前期研究表明，此法完全可行，并为雨水充足但保水不足的喀斯特地貌结构土壤种植水稻(以前只能种植玉米、土豆)、重金属污染地区的地方居民种植水稻(利用未污染土壤)、无平地的山区或坡地种植水稻、风景区种植水稻形成观光农业、家庭居住地周边、屋面等地方种植水稻提供一种新的成套技术。

本发明将新型肥料---全营养多肽盐作为肥料施加到可移动的微型稻田---将从未施加过除草剂、农药等化学物质的干净土壤装入一定规格的食品级高分子塑料盆中即构成微型稻田(可随时移动到所需位置)，形成所制备的植物全营养多肽盐耦合移动式微型稻田种植的链式技术，以实现首次种植出绝对无农药、无化肥、泉水灌溉、新型肥料的优质大米的目的。

本发明首先提出了一种植物全营养多肽盐的制备方法：包括以下步骤：

A将蛋白废弃物和钙原料或者钾原料加入高温反应釜中；加热至105.2～180.6℃，保温30～240分钟，进行生化解析。

B混合物处于分散均匀状态时,反应结束，冷却至常温，即得。

进一步地，所述蛋白废弃物是指菜子饼、豆饼、动物血液、蹄角、羽毛、污泥。

具体地，所述钙原料选自氧化钙、生石灰或熟石灰。所述钾原料选自氢氧化钾或碳酸钾。或者，钙原料或钾原料选自能和多肽形成可溶性盐的其他原料。

优选地，所述步骤A的加热方式为采用通入蒸汽直接加热，加热生化解析的压力为0.05～0.95Mpa；或者，

加热方式为利用间壁油加热或电热管直接加热，反应在空压机空气搅拌的条件下进行。

进一步地，当所述蛋白废弃物选自植物蛋白时，所述钙原料的重量占所述蛋白废弃物干重的12～35.5％。加热温度优选为115.5～135.6℃，保温时间优选为100-120分钟。

进一步地，当所述蛋白废弃物选自动物蛋白时，加热温度为115.5～180.6℃，保温时间为120-240分钟。优选地，所述钾原料选为氢氧化钾，所述氢氧化钾的用量占所述蛋白废弃物(干重)的比值为2.2-12.0％，加水量为动物蛋白的200-500％。

本发明首还提出了利用上述任一方法制备的一种植物全营养多肽盐，所述多肽盐主要成分为水溶性多肽钙盐或多肽钾盐，其中，所述多肽钙盐为两个或两个以上羧基、巯基结合钙离子而形成的水溶性肽盐。

另外，本发明提出了一种将所述植物全营养多肽盐用于稻田种植的方法，其特征在于包括步骤：

A.将土壤装入具有排、控水管的容器中，铺成12-15厘米厚度；

B.向所述容器的土壤播种或插秧；

C.施加所述植物全营养多肽盐。

进一步地，将所述容器正表面积控制在大于或等于0.3平方，高度大或等于17厘米。

具体地，步骤C中，当水稻秧苗长致8-12cm时，每亩施加氮量为6-12kg的植物全营养多肽钙盐溶液。

进一步地，步骤C中，当秧苗长致8-12cm时，每亩施加氮量为4-6kg的植物全营养多肽钙盐溶液，施加次数为2-3次。

更进一步地，当水稻生长到灌浆期，再施加一定量的植物全营养多肽钾盐。

本发明还提出了所述植物全营养多肽盐在农作物种植中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下突破性创新：

(1)本发明所制备的植物全营养多肽盐能促进植物快速生长，具有速效肥尿素的快速优点，同时又具有有机肥长效的特点，一方面，既具有植物所需的氮素营养，又具有植物所需的大量无机元素钙、钾的多肽盐，另一方面，所制备的多肽盐只要将施加到土壤中，5-7天植物变绿(速度与尿素相同，而有机肥需20天以上才生肥效)，其叶绿素含量比目前所有肥料均高，外观呈非常明显的墨绿色，生物量比所有肥料大，15天左右比有机肥增加2倍以上产量，这是目前所有有机肥无法实现的。

(2)本发明所制备的植物全营养多肽盐能能促进土壤微生物快速生长，在促进微生物生长方面，肽肥比普通有机肥快5-8倍以上，因为有机肥需下雨条件下，通过微生物产生酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶等各种蛋白酶来分解有机肥中蛋白质类物质为蛋白肽，再经过转化为氨基酸方能利用，其过程属于耗能过程，且时间相当长(20天以上)，而本研究所提出植物全营养多肽盐能跨越了此过程，微生物可直接分解植物全营养多肽盐能(本身含有大量氨基酸)为氨基酸进行利用，前期研究表明，将植物全营养多肽盐能喷洒于土壤表面，只需5天左右土壤表面即可大量生长出白色的真菌、放线菌类(大多数细菌在土壤内)。而对于植物来说，也节省了此过程的能量消耗并提高了利用效率。

(3)本发明所制备的植物全营养多肽盐能能促进土壤酶活性的快速提高，由于植物全营养多肽盐能能快速促进微生物的生长，所以也能快速提高土壤酶活性，如：酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、尿酶等。

(4)本发明所制备的植物全营养多肽盐能是一种全溶性有机肥料，可种植出重金属离子含量低的高品质农作物：一方面，因为植物全营养多肽盐能的营养效应可使所种植的作物营养成分高，另一方面，由于植物全营养多肽盐能含有可溶性的结合钙离子，其碱性作用可使土壤中部分重金属离子钝化变为氧化态，从而植物不吸收，同时钙离子是植物生长的大量元素，其竞争性作用抑制了重金属离子的吸收，以及微生物种群结构数量的大量提高导致结合和吸附了大量重金属离子使所种植植物不吸收或少吸收重金属离子。

(5)本发明所制备的所制备植物全营养多肽盐能几乎无氮流失：植物全营养多肽盐能是完全可溶于水的活性物质，施加到土壤中，其氮很快被微生物吸收转化，起到生物固化作用，并随着微生物死亡与分解逐渐缓释所含有机氮，起到生物缓释作用，不会对周边水环境产生面源污染，同时，植物全营养多肽盐能施加到土壤后，一方面土壤团粒结构疏松均匀、保水性强、保氮能力强，加强了微生物与植物的相互关系作用，另一方面，大部分氮被微生物作为营养成分转化吸收(起到“固氮”作用)，随着时间的改变，微生物细胞逐渐自溶破裂，微生物所含氮缓慢释放，相当于“生物缓释肥”，对土壤持续肥效、持续轮作、减低人工成本起到重要作用，前期研究表明，尿素施肥后20天必须再施肥，市售有机肥20天后方能见效，而植物全营养多肽盐能5-7天见效，并且，可达到3-5轮无需施肥，其植物生长仍然旺盛(普通十字花科植物)。

(6)本发明所制备的植物全营养多肽盐无病虫卵和病原微生物：其处理过程为高温解析，所有病虫卵和病原微生物已被杀死和分解，避免异地肥料的使用导致流行病或植物病虫害的传播与扩散。

(7)本发明所设计的移动式微型稻田及其种植技术是根据病、虫生长、繁殖的生态学特性而设计，其原理是稻田种植时间超过一定期限即可产生较多的病害、虫害，其病原微生物、害虫也会对农药产生耐药性，必须采取生态规避，同时很多从未种植任何作物、具有一定坡度的山地、不保水的喀斯特地貌区域以及原耕地已被污染地区的居民粮食种植地等地域均难以实现土地利用或种植水稻，因此微型稻田设计具有可应用的可行性，本发明的微型稻田设计类似盆栽水稻，但也有本质的区别，一方面是利用盆栽，但另一方面，具有新型肥料的组合以及当种植到一定时间段后(开始大量出病虫害时)需将原有泥土倒掉，将种植盆转移到新的场地再种植水稻，具有移动性，也只有采用生态环境上的移动方可回避虫害，全世界暂无其它方法。

(8)本发明所述的植物全营养多肽盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用，可实现喀斯特地貌区域种植水稻、观光农业、以及原耕地已被污染的地区的居民水稻种植(利用未污染土壤)，溪水边、平地等区域种植水稻，并种植出无农药、无化肥的稻米，以及直接施用化肥、商品有机肥而种植出无农药稻米及其它农作物(叶菜类蔬菜)，本发明无论是什么地方均可每亩生产600-800公斤以上稻谷，且品质比化肥更好。

(9)本发明所述的植物全营养多肽盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用，也可用于城市屋面、别墅前后院、农村居住屋前后院、农村生活污水、养殖废弃物的处理等。

(10)本发明所述的微型稻田经过种植、收获、排水后，再种植开花作物油菜、药用植物、花卉等，形成与水稻种植季节性自然衔接的观光农业或种植业，以及种植无农药、无化肥的蔬菜。

附图说明

图1是本发明的水稻种植图a；

图2是本发明的水稻种植图b；

图3是本发明的水稻种植图c。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明人通过大量试验研究并不断探索，最终获得了如下技术方案：

一种植物全营养多肽盐的制备，所述发明是将高含氮量的蛋白废弃物(菜子饼、动物毛发、蹄角、血液、菌体等)加入高温反应釜中，并向反应釜中添加一定量的氧化钙或生石灰、氢氧化钾，加热至105.2～180.6℃，保温30～240分钟，强制生化解析，当处于反应混合物沉淀透明时，说明为反应未完成，当反应混合物处于分散均匀状态时表明反应结束，冷却至常温后，得到所述植物全营养多肽盐，当利用生石灰时，所生产的多肽盐为多肽钙盐，是由肽类的两个或两个以上羧基、巯基结合钙离子而形成(如果只接合一个钙离子就产生为钙沉淀物，植物不能吸收)，形成的多肽盐具有水溶性，多肽可直接部分被植物吸收，钙离子可作为植物大量元素(或中量元素)直接吸收转化为植物结构成分，所有成分均为营养成分，并且可快速利用；当使用氢氧化钾时，所生产的多肽钾盐为水溶性钾盐，其钾离子也属于植物所需大量元素，并且对于水稻等产生果实类作物在灌浆期或灌浆前期是必须的营养物质。

进一步地，上述技术方案中所述加热方式采用通入蒸汽直接加热，所述水蒸汽的生化裂解压力为0.05～0.95Mpa。

进一步地，上述技术方案中所述加热是利用间壁油加热或电热管直接加热，反应在空压机空气搅拌的条件下进行。

进一步地，上述技术方案中所述添加的氧化钙或生石灰的重量占所述含蛋白废弃物重量(植物蛋白废弃物，干重)的12～35.5％。

进一步地，上述技术方案中所述植物蛋白类原料的加热温度优选为115.5～135.6℃，保温时间为100-120分钟。

进一步地，上述动物蛋白中的蹄角、羽毛等动物性蛋白其加热温度为115.5～180.6℃，保温时间为120-240分钟，所述氢氧化钾的用量占动物蛋白废弃物(干重)的比值为2.2-12.0％，加水量为动物蛋白的200-500％。即100kg动物蛋白加氢氧化钾2.2kg-12kg，加水量为200kg-500kg。

上述技术方案中所述含蛋白废弃物是指菜子饼、豆饼、动物血液、蹄角、羽毛、污泥等，其所述间壁油加热是将间壁中的油经过电热管加热后再间接加热反应釜；所述电加热是将电热管直接对反应釜中含蛋白废弃物进行加热，主要是针对无锅炉时的加热或受锅炉安装限制时采用的一种加热方式。

本发明的第二个目的在于提供一种移动式微型稻田种植的方法，首先选择雨水充足但不保水的喀斯特地貌区域与种植地点、重金属污染地区的居民周围未污染土壤、无平地的山区或坡地、风景区及其周边等地方，再将从未使用过任何农药、化肥的干净土壤装入种植盆中，其具体步骤为：将干净土壤装入食品级的高分子塑料盆中，其盆的尺寸应大于或等于0.3平方，高度大或等于17厘米以及可用20年以上的高分子材料盆且具有小管以供排水、保水控制，其土壤至少达到12厘米-15厘米以上厚度，在春、夏、秋种植水稻时间段可将山泉水或干净河水、雨水等直接作为水稻种植水使用，可为种植出无化肥、无农药的优质稻谷建立微型稻田种植模式基础，同时在初春、晚秋、冬天可排水后直接种植蔬菜等作物，无需再施其它各种肥，只需将此植物全营养多肽盐液体或液体-固体混合物喷施即可，此植物全营养多肽盐是一种纯有机肥，具有微生物转化快而无氮流失(相当于生物固氮或生物缓释肥)，虽然是有机肥，但具有尿素一样的速效，即5-7天植物可变绿，10-15天是对照2-5倍的生物量，施加到移动式微型稻田中，3-5天水变清澈，植物将快速生长，这是任何有机肥无法实现的(如果发酵或直接使用需20天方能起效)，此发明可实现种植出优质安全的农作物产品(水稻、叶菜类蔬菜等)。

本发明的第三个目的在于提供一种植物全营养多肽盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用，其特征在于，将已准备完善的移动式微型稻田(已装入泥土、水和已直接播种或插秧)，施加所述的植物全营养多肽钙盐，其施加比例为：秧苗8-12cm时每亩每次施加氮量为6-12kg的植物全营养多肽钙盐溶液，此时作所种植水稻的维护水只需2-4天变为清澈、透明、无异味，因全部转化为土壤的土著微生物种群，起到生物缓释效应，水稻生长良好、稻杆坚挺，通常此阶段可只施加一次肥，但也可施加2-3次，每次氮量为4-6kg，当水稻生长到灌浆期，再施加植物全营养多肽钾盐，以利于灌浆、籽粒的饱满而提高产量，本发明所形成的链式技术为：蛋白废弃物制备植物全营养多肽盐→移动式微型稻田的构建→施加多肽盐种植水稻→种植出无农药、无化肥大米(亩产600-800kg)→收获水稻后排水→种植其他叶菜类蔬菜。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

植物全营养多肽盐的制备：将高氮含量的菜子饼(含氮7％左右，含蛋白42-45％)1000kg投入5m³高温反应釜中，添加生石灰或氧化钙150kg，再注入2500kg(2.5m³)水，然后搅拌混匀，再直接通入0.35Mpa蒸气，加热至130℃(电加热也是如此温度)，保温120分钟，烧杯取样观测，如变为均匀的浑浊胶质溶液，即表明反应完毕，冷却至常温，即得到以多肽盐为主的混合物(包括其他少量的磷酸、无机离子、有机酸等)，也可利用反应过程的余气压力将制得的多肽盐混合物经过80m²的板框过滤机进行过滤，将滤渣和滤液分开使用，其滤液既是作水使用同时又是肥料使用，以及无需过滤而将混合物直接使用，此时作物比任何肥料生长良好，并主要用于水稻种植前期使用，也就是营养生长期使用，既提供肽类氮素又提供大量元素钙离子，是一种全营养肥。

实施例2

植物全营养多肽盐的制备：将高氮含量的动物羽毛、蹄角(含氮12-13％)1000kg投入5m³高温反应釜中，添加氢氧化钾50kg，再注入2500kg(2.5m³)水，然后搅拌混匀，再直接通入0.65Mpa蒸气，加热至158℃(电加热也是如此温度)，保温180分钟，烧杯取样观测，如变为溶液状态即表明反应完毕，冷却至常温，即得到以多肽钾盐，主要用于水稻种植开花后的灌浆期使用，此多肽钾盐既提供肽类氮素又提供大量元素钾离子，是一种全营养肥。

需要指出的是，关于植物全营养多肽盐的制备方法并不限于上述实施例1和2所述的方式，还可以使用下表制备参数所指的方法进行制备。

植物全营养多肽盐的制备参数

上述多肽盐制备参数表的温度参数与文中所述压力具有直接对应值关系无需列出，蒸汽或电加热的加热方式对多肽盐的生成效果相同。

实施例3

植物全营多肽养盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用

将上述实施例1制得的植物全营养多肽钙盐输入装有12-15厘米以上厚度土壤的食品级高分子塑料盆中(其盆的尺寸应大于或等于0.3平方，高度大于17厘米以及可用20年以上的高分子材料盆且具有小管以供排水、保水控制)，在春、夏、秋种植水稻时间段可将山泉水或干净河水、雨水等直接作为水稻种植水使用，其特征在于，将已准备完善的移动式微型稻田(已装入泥土、水和已直接播种或插秧)，施加所述的植物全营养多肽钙盐，其施加比例为：秧苗生长到12cm后每亩一次性施加氮量为12kg的植物全营养多肽钙盐溶液，通常此阶段可只施加一次肥，但也可施加2次(第一次为插秧20天后，第二次为插秧40天后施肥)，每次氮量为6kg；当水稻生长到灌浆期，再施加实施例2所制备的植物全营养多肽钾盐，以利于灌浆、籽粒的饱满而提高产量，所施加的量为每亩4kg氮，即可种植无农药、无化肥的优质、高端大米，且每亩可产600-800kg，并形成一个新的种植模式和链式技术：蛋白废弃物制备植物全营养多肽盐→移动式微型稻田的构建→施加植物全营养多肽盐种植水稻→种植出无农药、无化肥的高端大米→收获水稻后排水→种植其他叶菜类蔬菜，水稻种植见附图1-3。

实施例4

一种植物全营多肽养盐的制备及其耦合移动式微型稻田种植的链式技术与应用

在喀斯特地貌区域，将坡地、低洼地甚至耕地、居住屋周边的泥土装12-15厘米以上厚度于食品级的高分子塑料盆中，即移动式微型稻田(其盆的尺寸应大于或等于0.3平方，高度大于17厘米以及可用20年以上的高分子材料盆且具有小管以供排水、保水控制)，并灌水、播种育秧或插秧，当秧苗生长20天后，将上述实施例1制得的植物全营养多肽钙盐输入已准备完善的移动式微型稻田，其施加比例与应用试验例1相同，即每亩一次性施加氮量为12kg的植物全营养多肽钙盐溶液，或施加2次，每次氮量为6kg；当水稻生长到灌浆期，再施加实施例2所制备的植物全营养多肽钾盐，以利于灌浆、籽粒的饱满而提高产量，当水稻收获后，可将水排放，再种低温生长的叶菜类蔬菜，如种植小白菜、红菜薹、菠菜、大白菜等。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动(如在屋面种植、别墅前后院、污染地区利用干净土的种植)。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。