利用海产品加工废弃物制备的功能性液体肥料及其制备方法

本发明属于海产品加工废弃物利用，具体涉及一种利用海产品加工废弃物制备的功能性液体肥料及其制备方法。

背景技术：

1、海产品加工废弃物，如鱼头、鱼骨、鱼皮、鱼内脏、虾头、虾壳等海产品加工下脚料中含有丰富的蛋白质、多肽等有机质，潜在利用价值巨大。但由于缺乏有效的利用技术，目前海产品加工废弃物的利用，普遍是通过干燥粉碎等初加工手段用于生产低值的饲料，废弃物利用效率低，利用工艺对环境污染严重，利用效益不高。因此，迫切需要开展海产品加工废弃物绿色高效的利用关键技术研发及产业化应用。

2、肥料是最大的农业投入品，关系耕地质量、土壤生态建设、环境可持续发展，功能性绿色肥料是当前化肥行业，尤其是新型肥料发展的关键和重点。海产品加工废弃物中含有丰富的蛋白质和养分，利用生物发酵、生物降解等技术将其转化为含氨基酸的新型绿色功能性液体肥料，用于替代或减少化学肥料的施用，有利于改善土壤结构和提升耕地质量，对降低农业面源污染，实现低碳农业和生态循环农业具有重要的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用海产品加工废弃物制备的功能性液体肥料，以解决目前功能性液体肥料普遍存在的活性游离氨基酸含量低、功能活性成分单一和生产成本高等问题中的至少一个。

2、本发明的另一个目的在于提供上述功能性液体肥料的制备方法，以解决现有技术中有机质转化利用率低和制备工艺污染环境严重等问题中的至少一个。

3、根据本发明的一个方面，提供了一种利用海产品加工废弃物制备的功能性液体肥料，其制备原料包括海产品加工废弃物、有机碳源辅料、微生物菌剂、生物酶剂、微量元素和水。

4、本发明以海产品加工废弃物，即鱼头、鱼骨、鱼皮、鱼内脏、虾头、虾壳等海产品加工下脚料干料为主要原材料，与有机碳源辅料一起通过微生物菌发酵和生物酶协同降解的的方法制备得到了一种活性游离氨基酸含量≥100g/l的功能性液体肥料。

5、本发明功能性液体肥料中，游离氨基酸的含量为100～150g/l，微量元素(b+zn等)的含量为20～50g/l，有效活菌数(cfu)≥0.2亿/克，可溶性有机碳(soc)的含量为300～1000mg/l，ph值为4.0～6.5。

6、在一些实施方式中，海产品加工废弃物、有机碳源辅料和水的质量比可以为(0.8～1.5)：(0.8～1.5)：(6～12)。

7、在一些实施方式中，有机碳源辅料可以选自水稻秸秆、玉米秸秆、甘蔗叶、甘蔗渣、菠萝叶中的至少一种。

8、在一些实施方式中，微生物菌剂可以选自保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌、芽孢杆菌、酵母菌中的至少两种。

9、在一些实施方式中，微生物菌剂可以为保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌、芽孢杆菌和酵母菌等微生物菌剂中的至少两种微生物菌剂的等量复合，用量为海产品加工废弃物用量的0.5％～3.0％。

10、在一些实施方式中，生物酶剂可以选自碱性蛋白酶、多糖水解酶、风味蛋白酶中的至少两种。

11、在一些实施方式中，生物酶剂可以为碱性蛋白酶、多糖水解酶、风味蛋白酶等生物酶中的至少两种生物酶的等量复合，用量为海产品加工废弃物用量的0.2％～2.0％。

12、在一些实施方式中，微量元素可以选自锌、硼、钼、锰、铁、铜中的至少两种。

13、在一些实施方式中，微量元素可以为锌、硼、钼、锰、铁、铜等元素中的至少两种元素的等量复合，用量为海产品加工废弃物用量的0.1％～1.0％

14、本发明提供的功能性液体肥料可通过叶面喷施和根部滴灌等方式应用于水果或蔬菜等作物种植，起到提升土壤质量、增强作物抗病能力、提高作物产量和品质等功能作用，

15、根据本发明的另一个方面，提供了一种利用海产品加工废弃物制备功能性液体肥料的方法，包括如下步骤：

16、将海产品加工废弃物、有机碳源辅料分别粉碎后与水一起混合，得混合液；

17、将微生物菌剂加入混合液中，混合0.5～1.5h；然后加入生物酶剂，混合后发酵8～24h，得发酵液；

18、将微量元素加入发酵液中，混合均匀后经沉淀、过滤处理，即得功能性液体肥。

19、在一些实施方式中，可以将海产品加工废弃物、有机碳源辅料粉碎至粒径。

20、在一些实施方式中，发酵的温度可以为40～60℃。

21、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

22、(1)本发明通过采用微生物菌发酵与生物酶协同降解工艺，能够高效地将海产品加工废弃物中的蛋白质高效转化为小分子多肽和氨基酸，解决了海产品废弃物难以高效转化和充分利用问题。本发明通过使用复合的微生物菌和生物酶产生协同发酵和降解作用，先是将海产品加工废弃物中的大量的蛋白质和不溶性的磷酸钙通过微生物发酵技术进行分离和部分降解，然后再使用生物活性酶降解成小分子的氨基酸、离子钙以及多糖类物质，从而实现废弃物资源肥料化的高效转化。与传统单一微生物或酸碱水解法相比，本发明有机质转化利用效率提高15％以上，得到的功能性液体肥料中游离氨基酸含量较高，达到100g/l以上。

23、(2)本发明功能性液体肥料原料来源于天然材料，且制备过程中，海产品加工废弃物不需要在高温高压条件下就可以发酵降解，发酵条件温和，同时不需要使用浓酸浓碱，废液废渣可以循环利用，因而对环境没有污染。本发明对海产品加工废弃物的利用工艺绿色环保，得到的氨基酸液体肥料生产成本较低，生产成本为8000～10000元每吨。而市售的氨基酸水溶肥产品生产成本较高，通常为15000～30000元每吨，而且游离氨基酸含量较低，一般为60g/l。

24、(3)本发明采用复合微生物菌和复合生物酶对海产品加工废弃物和有机碳源辅料进行协同发酵和降解过程中，除了会产生氨基酸外，还会产生一些活性物质，如核苷酸、吲哚酸、赤霉酸、黄腐酸等，这些活性物质具有较强的生物活性，能够刺激作物的生长发育、提高作物自身的酶的酶活力、增强抗病害和抗逆作用。而市售的氨基酸肥料一般是采用植物源如豆粕等，或者是动物的尸体、毛发等作为原料，采用强酸强碱进行分离提取制得，制备工艺会产生污染，对设备的要求高，且强酸强碱会对氨基酸的分子结构造成破坏，影响其生物活性。

25、(4)本发明制备得到的功能性液体肥料中富含游离氨基酸、小分子活性多肽、小分子多糖、可溶性有机活性碳和多种微量元素，能够调节土壤的c/n比，改善营养作物根部的生长环境，促进作物对养分吸收完全。

26、(5)本发明制备得到的功能性液体肥料中还含有多种有益微生物菌，可以促使地上部分植株生长健壮，叶片表面积增加，增强作物的光合作用，提高叶片的免疫力，增强作物抗病能力，高抗白粉、霜霉、疫病、叶枯等真、细菌病害。

27、(6)本发明制备的功能性液体肥料含有多种小分子活性养分，施入土壤中能被作物根系直接利用，也可以采用叶面喷施方式喷洒在作物叶子上，能被作物快速吸收利用，其有机营养水平相当于普通有机肥的10倍以上。其含有的丰富的有机碳本身发挥巨大肥力能量的同时可将其他营养元素(npk、微量元素等)水溶转变为更小的分子，快速被作物吸收利用。