本发明涉及一种包膜肥的生产方法。
背景技术：
：海藻肥料以天然海藻为原料，经过特殊生化工艺处理，提取并保留海藻天然活性成分，精炼浓缩而形成的一种新型有机肥料。海藻肥料具有提高作物产量和品质，抵抗病虫害及不良环境以及改良土壤保持水土的功效，其应用于农业生产有巨大的市场需求和良好的发展前景。但是，要保障海藻肥料的质量，就必须把握好海藻原料和提取工艺两个关键环节。首先，海藻肥料质量的优劣取决于所用的原料。目前，海藻肥生产企业所用的原料主要以褐藻为主，包括泡叶藻、昆布、海带、马尾藻等。其他藻类如墨角藻、浒苔、石莼、卡帕藻等也有少数企业在用。国外海藻肥企业绝大多数使用褐藻为原料，其中尤以泡叶藻应用最为广泛如Seasol、Maxicrop等知名品牌，实际作用效果也表明泡叶藻是优质的海藻原料。但是，我国沿海没有泡叶藻分布，国内企业采用的原料种类繁杂，品质参差不一，造成海藻肥产品质量良莠不齐，甚至有些厂家打着“海藻肥”的幌子，直接勾兑褐藻酸，黄腐酸、氮磷钾等冒充海藻肥，影响了海藻肥质量，扰乱了海藻肥市场。其次，决定海藻肥质量的第二个因素是提取工艺。不同的提取工艺对海藻肥活性成分的种类和含量影响巨大。目前，海藻活性成分的提取方法主要有化学法、物理法以及生物法。化学法主要是利用酸、碱及有机溶剂处理海藻细胞，使细胞消解或内源物质增溶，该方法操作简单，容易实现，也是国内外绝大多数海藻肥生产企业采用的方法。但是，化学试剂对海藻细胞内的活性物质成分的破坏是相当大的，并且残留的有机试剂对环境也是潜在的危害。物理法的原理是控制压力，温度等物理环境条件，利用机械力使海藻细胞破碎，内容物释放。该方法虽然工艺清洁、环境友好，但是对于仪器设备的要求严苛，反应条件变化剧烈，成本较高，难以实现大规模生产。生物法包括酶法降解和微生物发酵两种方法，其主要原理是破坏海藻细胞壁结构并降解大分子物质为植物容易吸收利用的小分子物质，该方法反应温和，产物多元化，整个生产过程安全环保无污染，是理想的海藻肥生产方法。利用微生物发酵法生产海藻肥料的研究相对较少，仅有的几例研究是选用多种微生物对海藻原料进行类似堆肥发酵或好氧发酵处理，存在发酵过程可控性差，发酵周期长，目标产物不明确等问题，难以满足工业化生产要求的统一，稳定，可控的标准，产品的质量难以保障。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是，提供一种含褐藻寡糖的聚氨酯包膜肥料的制备方法，第一、采用性能优良的巨大芽孢杆菌降解海藻，提取海藻内活性物质；第二、提供利用所述巨大芽孢杆菌制备海藻发酵液的方法，该方法发酵过程稳定可控，发酵周期短，产物功效显著，适于规模化生产；第三、通过采用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料同时对肥料颗粒进行包膜操作，达到包膜控释的目的，使肥料养分缓慢释放，减少肥料施用量，提高肥效，减少施肥次数。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种含褐藻寡糖的聚氨酯包膜肥料的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：采用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料同时对肥料颗粒进行包膜操作；所用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料的体积比为1～9：1～9，烘干、冷却、筛分后得到含褐藻寡糖的聚氨酯包膜肥料；其中含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料按照以下步骤制备而成：1）、制备海藻粉末：将烘干后的海藻磨成粉末；2）、制备产品A：海藻粉末与水按照质量比1～10:100装入发酵罐中，在100～150℃条件下灭菌15～35min，得到产品A；并制备种子液：将巨大芽孢杆菌接种至液体培养基，在25～40度培养20～30小时得到种子液；巨大芽孢杆菌与培养基之间的体积比为1～10:100；3）、制备产品B：将种子液加入到产品A中得到产品B，其中种子液与产品A的质量比为1～10:100；4）、制备产品C：在温度为25℃～40℃，pH5～9的条件下对产品B进行发酵，发酵时间为6～10天，得到产品C；5）、制备产品D：调整产品C的pH至5.0～6.0，温度至3～10℃，保存3h～72h，得到产品D；6）、制备产品E:调整产品D的温度至25℃～40℃，pH至5～9，然后补充种子液，补充的种子液与产品D的质量比为1～10:100，保存3h～72h，得到产品E；7）、制备产品F：调整产品E的pH至5.0～6.0，温度至3～10℃，保存3h～72h，得到产品F；8）、制备产品G：调整产品F的温度至25℃～40℃，pH至5～9，然后补充种子液，补充的种子液与产品F的质量比为1～10:100，保存3h～72h，得到产品G；9）、制备产品H：将产品G离心过滤除菌除海藻渣后的发酵液经过浓缩得到产品H；10）、制备含褐藻寡糖的聚氨酯热料：将产品H与异氰酸酯按照体积比1～5:95～99比例混合后即得到含褐藻寡糖的聚氨酯热料；并制备含褐藻寡糖的聚氨酯冷料：将产品H与植物油多元醇按照体积比1～5:95～99比例混合后即得到含褐藻寡糖的聚氨酯冷料。所述液体培养基按照以下质量比配成：海藻酸钠5份、硫酸铵5份、硫酸镁1份、磷酸氢二钾2份、硫酸亚铁0.01份和蒸馏水1000份。步骤2）所述海藻粉末和水的质量比为4:100；灭菌温度115℃，灭菌时间25min；制备种子液时，巨大芽孢杆菌接种至液体培养基中，培养22小时得到种子液，巨大芽孢杆菌和培养基的体积比例为5:100；步骤5）和步骤7）中，温度为5℃，保存时间为12h。步骤4）、步骤6）和步骤8）中，温度为25℃，pH为6.5～7.0；步骤4）发酵时间为8天；步骤6）和步骤8）保存时间为12h；步骤6）中发酵种子液与产品D的质量比以及步骤8）中发酵种子液与产品F的质量比均为5:100。步骤5）、步骤6）步骤7）和步骤8）中，调整温度均为每小时调整3℃。步骤10）所述异氰酸酯是指六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯两种中的一种或者两者混合物。步骤10）所述植物油多元醇是指大豆油多元醇、蓖麻油两种中的一种或者两者混合物。所用含褐藻寡糖聚氨酯热料和含褐藻寡糖聚氨酯冷料总质量与肥料颗粒质量比为1～10：100。所述海藻是指鼠尾藻，海带，裙带，铜藻和马尾藻中的一种或任意比例的两种以上。所述的巨大芽孢杆菌是巨大芽孢杆菌YIC～BM1，保藏号为GMCCNo.12156。发明具有以下有益技术效果：1、本发明发酵过程稳定可控，发酵周期短，产物功效显著，适于规模化生产。2、本发明得到的含有褐藻寡糖的浓缩液具有水溶性好，易于植物吸收利用，同时作为一种重要的信号分子，能够参与植物的生长调节和诱导抗病过程，促进植物的生长，提高植物对不良环境及病虫害的抵抗力。3、本发明所述的含褐藻寡糖的聚氨酯包膜肥料，既能发挥褐藻寡糖的功能:增加产量，改善作物品质，起到抗寒抗旱的作用；又能发挥包膜控释肥料的作用：使肥料养分缓慢释放，减少肥料施用量，提高肥效，减少施肥次数，有利于在田间推广使用。附图说明图1是显微观察YIC～BM1菌株的革兰氏染色及聚集成团现象图。图2基于16SrDNA序列构建的YIC～BM1菌株系统发育树示意图。图3是不同温度对YIC～BM1菌株产酶的影响的示意图。图4是不同pH对YIC～BM1菌株产酶的影响示意图。具体实施方式下面结合具体实例进一步说明本发明。实施例1将洗净烘干后的新鲜鼠尾藻磨成50～60目粉末；海藻粉末与水按照质量比5:100装入发酵罐中，在115℃条件下灭菌20min，得到产品A；并制备种子液：将巨大芽孢杆菌YIC～BM1接种至液体培养基培养20小时；所述巨大芽孢杆菌YIC～BM1的保藏号为CGMCCNo.12156；所述液体培养基为：海藻酸钠5g、硫酸铵5g、硫酸镁1g、磷酸氢二钾2g、硫酸亚铁0.01g和蒸馏水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢杆菌YIC～BM1和培养基的体积比例为5:100。将种子液加入到产品A中，其中种子液与产品A的质量比为1:100，得到产品B；在温度为20℃，pH5.5～6.0的条件下对产品B进行发酵，发酵时间为7天，得到产品C；调整产品C的pH至5.0～6.0，并以每小时20℃的温度变化调整温度至5℃，保存24h，得到产品D；以每小时20℃的温度变化调整产品D的温度至20℃，pH至5.5～6.0，然后补充种子液，补充的种子液与产品D的质量比为1:100，保存24h，得到产品E；调整产品E的pH至5.0～6.0，并以每小时20℃的温度变化调整温度至5℃，保存24h，得到产品F；以每小时20℃的温度变化调整产品F的温度至20℃，pH至5.5～6.0，然后补充种子液，补充的种子液与产品F的质量比为1:100，保存24h，得到产品G；将产品G离心过滤后得到海藻发酵液H；将产品H经过浓缩得到褐藻寡糖浓缩液；将褐藻寡糖浓缩液与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、大豆多元醇分别按照体积比2:98混合后得到的聚氨酯热料和聚氨酯冷料，在硫化塔内采用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料同时对复合肥料颗粒进行包膜操作；所用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料的体积比为1：2，烘干，冷却筛分后得到本发明肥料产品。实施例2将洗净烘干后的新鲜铜藻和新鲜马尾藻按照质量比1:1复配，磨成50～60目粉末；海藻粉末与水按照质量比8:100装入发酵罐中，在115℃条件下灭菌25min，得到产品A；并制备种子液：将产纤维素酶的巨大芽孢杆菌YIC～BM1接种至液体培养基，在35℃培养24小时；所述产纤维素酶的巨大芽孢杆菌YIC～BM1的保藏号为CGMCCNo.12156；产纤维素酶的巨大芽孢杆菌YIC～BM1和培养基的体积比例为5:100。将种子液加入到产品A中，其中种子液与产品A的质量比为8:100，得到产品B；在温度为35℃，pH6.0～6.5的条件下对产品B进行发酵，发酵时间为8天，得到产品C；调整产品C的pH至5.5～6.0，并以每小时3℃的温度变化调整温度至5℃，保存12h，得到产品D；以每小时3℃的温度变化调整产品D的温度至35℃，pH至6.0～6.5，然后补充种子液，补充的种子液与产品D的质量比为6:100，保存12h，得到产品E；调整产品E的pH至5.5～6.0，并以每小时3℃的温度变化调整温度至5℃，保存12h，得到产品F；以每小时3℃的温度变化调整产品F的温度至35℃，pH至6.0～6.5，然后补充种子液，补充的种子液与产品F的质量比为6:100，保存12h，得到产品G；将产品G离心过滤后得到海藻发酵液H；将产品H经过浓缩得到褐藻寡糖浓缩液；将褐藻寡糖浓缩液与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、大豆多元醇分别按照体积比2:98混合后得到的聚氨酯热料和聚氨酯冷料，在硫化塔内采用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料同时对复合肥料颗粒进行包膜操作；所用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料的体积比为1：2，烘干，冷却筛分后得到本发明肥料产品。实施例3将洗净烘干后的新鲜马尾藻磨成50～60目粉末；海藻粉末与水按照质量比6:100装入发酵罐中，在121℃条件下灭菌20min，得到产品A；并制备种子液：将巨大芽孢杆菌YIC～BM1接种至液体培养基培养24小时；所述巨大芽孢杆菌YIC～BM1的保藏号为CGMCCNo.12156；所述液体培养基为：海藻酸钠5g、硫酸铵5g、硫酸镁1g、磷酸氢二钾2g、硫酸亚铁0.01g和蒸馏水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢杆菌YIC～BM1和培养基的体积比例为8:100。将种子液加入到产品A中，其中种子液与产品A的质量比为4:100，得到产品B；在温度为30℃，pH7～7.5的条件下对产品B进行发酵，发酵时间为9天，得到产品C；调整产品C的pH至5.0～6.0，并以每小时1℃的温度变化调整温度至5℃，保存18h，得到产品D；以每小时8℃的温度变化调整产品D的温度至30℃，pH至7～7.5，然后补充种子液，补充的种子液与产品D的质量比为4:100，保存18h，得到产品E；调整产品E的pH至5.0～6.0，并以每小时1℃的温度变化调整温度至5℃，保存18h，得到产品F；以每小时8℃的温度变化调整产品F的温度至30℃，pH至7.0～7.5，然后补充种子液，补充的种子液与产品F的质量比为4:100，保存18h，得到产品G；将产品G离心过滤后得到海藻发酵液H；将产品H经过浓缩得到褐藻寡糖浓缩液；将褐藻寡糖浓缩液与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、大豆多元醇分别按照体积比2:98混合后得到的聚氨酯热料和聚氨酯冷料，在硫化塔内采用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料同时对复合肥料颗粒进行包膜操作；所用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料的体积比为1：2，烘干，冷却筛分后得到本发明肥料产品。实施例4将洗净烘干后的新鲜马尾藻磨成50～60目粉末；海藻粉末与水按照质量比5:100装入发酵罐中，在130℃条件下灭菌15min，得到产品A；并制备种子液：将巨大芽孢杆菌YIC～BM1接种至液体培养基培养20小时；所述巨大芽孢杆菌YIC～BM1的保藏号为CGMCCNo.12156；所述液体培养基为：海藻酸钠5g、硫酸铵5g、硫酸镁1g、磷酸氢二钾2g、硫酸亚铁0.01g和蒸馏水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢杆菌YIC～BM1和培养基的体积比例为5:100。将种子液加入到产品A中，其中种子液与产品A的质量比为8:100，得到产品B；在温度为35℃，pH6.5～7.0的条件下对产品B进行发酵，发酵时间为9天得到产品C；调整产品C的pH至5.0～6.0，并以每小时3℃的温度变化调整温度至5℃，保存12h，得到产品D；以每小时3℃的温度变化调整产品D的温度至35℃，pH至6.5～7.0，然后补充种子液，补充的种子液与产品D的质量比为8:100，保存12h，得到产品E；调整产品E的pH至5.0～6.0，并以每小时3℃的温度变化调整温度至5℃，保存12h，得到产品F；以每小时3℃的温度变化调整产品F的温度至35℃，pH至6.5～7.0，然后补充种子液，补充的种子液与产品F的质量比为8:100，保存12h，得到产品G；将产品G离心过滤后得到海藻发酵液H；将产品H经过浓缩得到褐藻寡糖浓缩液；将褐藻寡糖浓缩液与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、大豆多元醇分别按照体积比2:98混合后得到的聚氨酯热料和聚氨酯冷料，在硫化塔内采用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料同时对复合肥料颗粒进行包膜操作；所用含褐藻寡糖的聚氨酯热料和含褐藻寡糖的聚氨酯冷料的体积比为1：2，烘干，冷却筛分后得到本发明肥料产品。对比例1不调节发酵过程中的温度和pH值，保持环境原有的温度和物料本身的pH值，其他的条件及物料配比与实施例2一致，操作步骤同实施例2。对比例2不通过发酵，以海藻水提取物代替海藻发酵液浓缩得海藻浓缩液，将海藻浓缩液与多亚甲基多苯基多异氰酸酯、大豆多元醇分别按照体积比2:98混合后得到的聚氨酯热料和聚氨酯冷料在硫化塔内对尿素颗粒按照体积比1:1进行包膜，烘干，冷却筛分后得到本发明产品。对比例2中，所述的海藻提取物为不通过发酵工艺，通过浸泡溶解的方式从海藻中提取的可溶性有机成分。上述实施例中，所用含褐藻寡糖聚氨酯热料和含褐藻寡糖聚氨酯冷料总质量与肥料颗粒质量比3：100。将本发明的实施例和对比例相关肥料施于番茄种植地块，亩用量为40g。种植期为1年，肥效实验结果见表1。表1：肥效对比实验结果项目产量提高商品果率提高虫害率降低病害率降低实施例18.5%8.5%10.9%12.1%实施例28.6%8.8%10.8%12.2%实施例38.5%8.6%10.6%12.0%实施例48.6%8.6%10.5%12.3%对比例13.8%3.6%5.5%6.9%对比例23.9%3.8%5.4%5.1%结果表明：在施肥量相当的情况下，使用本发明产品，明显提升作物品质，大大降低了作用病虫害，有效增强作物的抗性，能提高作用产量8.6%-8.5%。所述巨大芽孢杆菌YIC～BM1的保藏号为CGMCCNo.12156；保藏单位名称是：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏单位地址是：北京市朝阳区北辰西路1号院3号；保藏日期：2016年3月2日；拉丁文分类命名为：Bacillusmegaterium。所述巨大芽孢杆菌YIC～BM1的生物特性如下：纤维素培养基：羟甲基纤维素钠15g，硝酸铵1g，硫酸镁1g，磷酸二氢钾2g，琼脂20g，蒸馏水1000ml。液体发酵培养基：羟甲基纤维素钠10g，蛋白胨3g，酵母粉0.5g，硝酸铵2g，硫酸镁0.3g，磷酸二氢钾2g，氯化钙0.3g，蒸馏水1000ml，pH7.0-7.4。YIC～BM1菌株在纤维素培养基平板上生长48h后，菌落圆形，白色，表面平整。显微镜观察菌株为革兰氏阳性，杆状，能运动，产芽孢。生长温度范围20～40℃，PH范围6-10，NaCl浓度范围0～20%，菌株最适生长温度37℃，最适生长pH7.5。触酶，氧化酶，半乳糖苷酶阳性，吲哚，VP实验阴性，不还原硝酸；能够利用葡萄糖，甘露糖，乳糖，棉子糖，蔗糖，阿拉伯糖，木糖，甘露醇，山梨醇。根据其生理生化特征，将该菌株鉴定为巨大芽孢杆菌Bacillusmegaterium。图1看出，YIC～BM1菌株为革兰氏阳性菌；图2看出，YIC～BM1菌株的亲缘关系与巨大芽孢杆菌最近；图3看出，YIC～BM1菌株的最适产酶温度为35℃；图4看出，YIC～BM1菌株的最佳产酶pH为6.0。当前第1页1 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