海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法技术

本发明专利技术涉及一种海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，将烘干后的海藻磨成粉末，装入发酵罐中灭菌；分别制备两种菌种的种子液，将种子液分多次接种到海藻底料中，实现分级发酵。发酵完成后压滤得到海藻液，将海藻液和微量元素按比例加入到搅拌釜中，搅拌溶解完全后，得含有海藻液的微量元素液体水溶肥。本发明专利技术采用的复合分级发酵技术效果明显好于单一菌种发酵以及普通多菌种混合发酵，而且发酵效率高，时间短，整个工艺操控性强，绿色节能，环保。本发明专利技术产品将微量元素与海藻有效成分结合，在提高作物的抗逆性和抗病性方面有显著效果，可以满足现代农业需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微量元素液体水溶肥的生产方法。
技术介绍
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。针对农业用微生物的评价指标主要包括菌剂的纯度和单位质量中的菌剂数量。因此，作为现有技术的菌剂制备方法一般是：在微生物适宜生存的温度和pH条件下进行一次发酵工艺，相当于温室培养。由于目前土壤板结酸化严重，外界气温变化无常，温室培养的微生物菌剂直接投放到土壤中，因不能适应恶劣的土壤环境造成大量死亡，即使有少量存活因无法形成种群效应，也无法发挥微生物菌剂的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，第一、采用性能优良的产纤维素酶的巨大芽孢杆菌和降解海藻酸的嗜糖芽孢杆菌降解海藻，并模拟土壤自然生态环境，使发酵后的菌种在投入土壤后，能很快适应环境，确保存活率；第二、利用所述巨大芽孢杆菌和嗜糖芽孢杆菌发酵海藻液制备微量元素液体水溶肥，制备方法中发酵过程稳定可控，发酵周期短，产物功效显著，适于规模化生产。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，其特征在于按照以下步骤进行：1)、制备海藻粉末：将烘干后的海藻磨成粉末；2)、制备产品A和种子液：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；将巨大芽孢杆菌活化与扩培，制备巨大芽孢杆菌种子液X；将嗜糖芽孢杆菌活化与扩培，制备嗜糖芽孢杆菌种子液Y；3)、制备产品B：将种子液X接种到产品A中，种子液X用量为产品A质量的1％～10％，发酵温度为30～37℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为5～8，发酵时间为8～24h，得到产品B；4)、制备产品C：调整产品B的pH至4.0～5.5，发酵罐内温度至0℃～5℃，保存2～5天，然后将温度调整至20℃～35℃，得到产品C；5)、制备产品D：将种子液Y接种到产品C中，种子液Y用量为产品C质量的1％～10％，发酵温度为30～34℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为5～8，发酵时间为8～24h，得到产品D；6)、制备产品E：调整产品D的pH至4.0～5.5，发酵罐内温度至0℃～5℃，保存2～7天，然后将温度调整至25℃～35℃，得到产品E；7)、制备海藻提取液：将产品E压滤得到海藻渣及滤液，其中滤液为海藻提取液；8)、制备微量元素液体水溶肥：将步骤7)得到的海藻提取液与微量元素混合，搅拌至溶解完全，得到微量元素液体水溶肥；其中海藻提取液与微量元素的质量比为60～80∶20～40。步骤1)中的海藻为铜藻、海带、鼠尾藻和马尾藻中的一种或者任意比例的两种以上。步骤2)中巨大芽孢杆菌的活化与扩培：液体培养基按照以下质量比配成：羧甲基纤维素钠10份、胰蛋白胨10份、磷酸氢二钾3份、磷酸二氢钠3份、氯化铁3份、氯化钠0.5份和蒸馏水1000份；巨大芽孢杆菌YIC～BM1和培养基的体积比例为5∶100，发酵温度为32℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为6.5，溶氧控制在20％，转速为200r/min，通气量在800L/min，发酵罐压应维持在0.03Mpa，发酵时间为20h；步骤2)中嗜糖芽孢杆菌的活化与扩培：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；嗜糖芽孢杆菌接种至液体培养基中，嗜糖芽孢杆菌YIC～Alg3和培养基的体积比例为5∶100，，发酵温度为30℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为7.2，溶氧控制在20％，转速为200r/min，通气量在800L/min，发酵罐压应维持在0.03Mpa，发酵时间为20h。步骤2)中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；步骤4)中，调整产品B的pH至5.0，发酵罐内温度至5℃，保存3天，然后将温度调整至20℃。步骤6)中，调整产品D的pH至5.0，发酵罐内温度至5℃，保存3天，然后将温度调整至25℃。所述的酸碱调节剂为柠檬酸，草酸，醋酸，磷酸氢二钾，碳酸钠，醋酸钠中的一种或任意比例的两种以上。所述微量元素是乙二胺四乙酸二钠锌、乙二胺四乙酸二钠亚铁、乙二胺四乙酸二钠铜、乙二胺四乙酸二钠锰、七水硫酸锌、七水硫酸亚铁、五水硫酸铜、一水硫酸锰、钼酸铵、钼酸钠、硼酸和硼砂中的一种或任意比例的两种以上。所述巨大芽孢杆菌是巨大芽孢杆菌YIC～BM1，保藏号为CGMCCNo.12156。所述嗜糖芽孢杆菌是嗜糖芽孢杆菌YIC～Alg3，保藏号为CGMCCNo.12155。专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术采用的巨大芽孢菌株具有产纤维素酶的能力，能够破坏海藻细胞壁结构促使海藻体内更多营养物质得以释放。本专利技术采用的嗜糖芽孢杆菌具有降解褐藻酸的能力，一方面能够降解褐藻酸生成小分子量的褐藻寡糖等易于植物吸收利用的营养成分，另一方面破坏海藻细胞壁结构促使海藻体内更多营养物质得以释放。利用该菌株发酵处理铜藻、鼠尾藻、马尾藻属等海藻原料，发酵一定天数后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，其特征在于按照以下步骤进行：1）、制备海藻粉末：将烘干后的海藻磨成粉末；2）、制备产品A和种子液：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；将巨大芽孢杆菌活化与扩培，制备巨大芽孢杆菌种子液X；将嗜糖芽孢杆菌活化与扩培，制备嗜糖芽孢杆菌种子液Y；3）、制备产品B：将种子液X接种到产品A中，种子液X用量为产品A质量的1%～10%，发酵温度为30～37℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为5～8，发酵时间为8～24h，得到产品B；4）、制备产品C：调整产品B的pH至4.0～5.5，发酵罐内温度至0℃～5℃，保存2～5天，然后将温度调整至20℃～35℃，得到产品C；5）、制备产品D：将种子液Y接种到产品C中，种子液Y用量为产品C质量的1%～10%，发酵温度为30～34℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为5～8，发酵时间为8～24h，得到产品D；6）、制备产品E：调整产品D的pH至4.0～5.5，发酵罐内温度至0℃～5℃，保存2～7天，然后将温度调整至25℃～35℃，得到产品E；7）、制备海藻提取液：将产品E压滤得到海藻渣及滤液，其中滤液为海藻提取液；8）、制备微量元素液体水溶肥：将步骤7）得到的海藻提取液与微量元素混合，搅拌至溶解完全，得到微量元素液体水溶肥；其中海藻提取液与微量元素的质量比为60~80:20~40。...

【技术特征摘要】
1.海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，其特征在于按照以下步骤进行：1）、制备海藻粉末：将烘干后的海藻磨成粉末；2）、制备产品A和种子液：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；将巨大芽孢杆菌活化与扩培，制备巨大芽孢杆菌种子液X；将嗜糖芽孢杆菌活化与扩培，制备嗜糖芽孢杆菌种子液Y；3）、制备产品B：将种子液X接种到产品A中，种子液X用量为产品A质量的1%～10%，发酵温度为30～37℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为5～8，发酵时间为8～24h，得到产品B；4）、制备产品C：调整产品B的pH至4.0～5.5，发酵罐内温度至0℃～5℃，保存2～5天，然后将温度调整至20℃～35℃，得到产品C；5）、制备产品D：将种子液Y接种到产品C中，种子液Y用量为产品C质量的1%～10%，发酵温度为30～34℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为5～8，发酵时间为8～24h，得到产品D；6）、制备产品E：调整产品D的pH至4.0～5.5，发酵罐内温度至0℃～5℃，保存2～7天，然后将温度调整至25℃～35℃，得到产品E；7）、制备海藻提取液：将产品E压滤得到海藻渣及滤液，其中滤液为海藻提取液；8）、制备微量元素液体水溶肥：将步骤7）得到的海藻提取液与微量元素混合，搅拌至溶解完全，得到微量元素液体水溶肥；其中海藻提取液与微量元素的质量比为60~80:20~40。2.如权利要求1所述的海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，其特征在于：步骤1）中的海藻为铜藻、海带、鼠尾藻和马尾藻中的一种或者任意比例的两种以上。3.如权利要求1所述的海藻复合分级发酵制备微量元素液体水溶肥的方法，其特征在于：步骤2）中巨大芽孢杆菌的活化与扩培：液体培养基按照以下质量比配成：羧甲基纤维素钠10份、胰蛋白胨10份、磷酸氢二钾3份、磷酸二氢钠3份、氯化铁3份、氯化钠0.5份和蒸馏水1000份；巨大芽孢杆菌YIC～BM1和培养基的体积比例为5:100，发酵温度为32℃，用酸碱调节剂调节反应的pH值为6.5，溶氧控制在20%，转速为200r/min，通气量在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学江，袁蕊，
申请(专利权)人：五洲丰农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37