一种基于酶酵耦合技术生产提高土壤肥力的绿藻肥料增效剂的制备方法

文档序号:36115061发布日期:2023-11-22 15:13阅读:74来源:国知局

本发明涉及一种绿藻肥料增效剂的制备方法,属于生物。


背景技术:

1、土壤肥力的高低是农作物产量和施肥经济效益的决定因素之一。近年来,随着人民生活水平的提高,对高产优质农产品和营养保健食品的需求日益增加。所以寻求一种对环境无危害、不存在食品安全隐患问题的新的肥料种类,是本领域大势所趋。

2、以绿藻中的浒苔为例。其营养丰富,干基含蛋白质9-14%,灰分32-36%, 水分6.7-9%,脂肪2%,其余是碳水化合物,约40%。特别是浒苔具有海洋生 物所特有的海藻多糖、高度不饱和脂肪酸、藻朊酸和天然生长调节物质等,是海 洋中分布广泛、储量巨大的植物,是海洋中具有开发价值的植物之一。相比陆生 植物,浒苔含有丰富的特异性多糖糖链,绿藻多糖的单糖组成包括木糖、半乳糖、 阿拉伯糖、鼠李糖和葡萄糖,具有调节植物生长和增强抗病力的作用,特别是其 中的鼠李糖硫酸酯嵌段寡糖,与土壤中的有机质结合形成高分子量的复合物,保 持土壤水分,改善团粒结构;调节土壤水、肥、气、热等状况,提高土壤交换容 量,达到酸碱平衡。促进土壤微生物的活动,使好气性的细菌、放线菌、纤维素 分解菌的数量增加,加速有机物质分解,增加土壤肥力。单目前国内外对绿藻多 糖的降解与开发利用还处于探索阶段。

3、目前常用的绿藻多糖降解方法包括酸解法、微波辅助酸解法等,但通过酸解 法得到的寡糖分子量分布较宽且糖链基团及结构受到一定程度影响;通过微波辅 助酸解法得到的寡糖收率较低,且生产成本高。相较于物理、化学方法,生物酶 法因具有特异性强、酶解条件温和、工艺简单及水解可控等特点,成为多糖降解 的最理想手段。浒苔多糖作为一种聚阴离子异质多糖,其糖链结构特殊,现有的 工具酶不能有效将其水解。因此,开发一种专用绿藻裂解酶对提高绿藻寡糖的资 源化利用率具有十分重要的作用,也是本领域亟待解决的技术难题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述技术中的不足,提供一种提高土壤肥力的绿藻肥 料增效剂的制备方法。

2、为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

3、一种通过酶酵耦合液化实现高通量降解绿藻的方法,其特征在于由bacillusmethylotrophicus lj和bacillus siamensis l13的混合菌种发酵实现绿藻液化,通 过专用绿藻裂解酶进一步降解发酵液释放功能物质。首次使用了微生物发酵降解、 生物酶解相结合的降解方式,微生物发酵降解实现初步降解,生物酶解破坏绿藻 的纤维素结构细胞壁,使细胞内的有效活性物质溶出将有机活性物质,大分子链 碎片式切断,使更多的活性基团暴露。

4、所述专用裂解酶,其特征在于绿藻多糖裂解酶和鼠李糖苷酶配比为1:2。 绿藻多糖裂解酶由catenovulum sp.lp214这一交替单胞菌菌种发酵制备。专用 裂解酶可降解出功能性物质鼠李糖硫酸酯嵌段寡糖,聚合度为2-5,分子量为244、 402、628、760、982da。

5、本发明的优点和积极效果:

6、1、本发明通过酶酵耦合液化实现高通量降解绿藻。首次使用了微生物发酵 降解、生物酶解相结合的降解方式,微生物发酵降解实现初步降解,生物酶解破 坏浒苔的纤维素结构细胞壁,使细胞内的有效活性物质溶出将有机活性物质,大 分子链碎片式切断,使更多的活性基团暴露。

7、2、本发明生产的一种绿藻肥料增效剂可在高塔复混肥、大量元素水溶肥、 中量元素水溶肥、游离态微量元素水溶肥等各类肥料中作为肥料增效剂添加应用, 不会产生沉淀,增加土壤肥力,效果协同倍增。

8、3、本发明生产的一种绿藻肥料增效剂,富含功能性物质鼠李糖硫酸酯嵌段 寡糖,与有机质结合在土壤中形成高分子量的复合物,保持土壤水分,改善团粒 结构;调节土壤水、肥、气、热等状况,提高土壤交换容量,达到酸碱平衡。促 进土壤微生物的活动,使好气性的细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量增加,加 速有机物质分解,增加土壤肥力。

9、结合阅读本发明的具体实施方式后,本发明的其他特点和优点将变得更加清 楚



技术特征:

1.一种提高土壤肥力的绿藻肥料增效剂的制备方法,其特征在于利用酶解与发酵耦合技术;具体步骤如下:

2.权利要求1所述进行微生物发酵的混合菌种,其特征在于alteromonas sp.a321、bacillus methylotrophicus lj和bacillus siamensis l13配比为3:2:1。

3.权利要求1所述的专用裂解酶为复合酶,其特征在于绿藻多糖裂解酶和鼠李糖苷酶配比为1:2。

4.权利要求3中绿藻多糖裂解酶的制备,其特征在于:

5.权利要求1所述的增效剂,其特征在于含有功能性物质鼠李糖硫酸酯嵌段寡糖,聚合度为2-5,分子量为244、402、628、760、982da。


技术总结
本发明提供了一种基于酶酵耦合技术生产提高土壤肥力的绿藻肥料增效剂的方法。本发明以绿藻为主要原料,采用高浓度绿藻的酶酵耦合液化技术,使用了微生物发酵降解、生物酶解相结合的降解方式,快速高效释放活性物质,同时可高效制备分子量均一的鼠李糖硫酸酯嵌段寡糖。鼠李糖与有机质结合在土壤中形成高分子量的复合物,保持土壤水分,改善团粒结构;调节土壤水、肥、气、热等状况,提高土壤交换容量,达到酸碱平衡。促进土壤微生物的活动,使好气性的细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量增加,加速有机物质分解,增加土壤肥力。

技术研发人员:戚文凯,王鹏,王鹏远,杜春影
受保护的技术使用者:中国海洋大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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