一种酵素氨基酸水溶肥及其制备方法
技术领域
本发明属于农用植物水溶肥技术领域，具体涉及一种酵素氨基酸水溶肥及其制备方法。
背景技术
水溶性氨基酸肥料，是一种可以完全溶于水的多元复合肥料，它是以游离氨基酸为主按适合植物生长所需比例，添加适量的中量元素或微量元素制成的的液体或固体水溶肥料。它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相对较高，更为关键的是它可以应用于喷滴灌等设施农业，实现水肥一体化，达到省水省肥省工的效果。对改善农作物品质，改良土壤、减少作物病虫害等方面起到积极作用。同时，可以减少农业生产中大量施用化肥和农药对环境造成的污染。
水溶性肥料中含有大量酵素，也就是微生物酶及其它分泌物，酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA。酶的催化作用有赖于酶分子的一级结构及空间结构的完整。若酶分子变性或亚基解聚均可导致酶活性丧失。酶属生物大分子，分子质量至少在1万以上，大的可达百万。
酶是一类极为重要的生物催化剂。由于酶的作用，生物体内的化学反应在极为温和的条件下也能高效和特异地进行。
随着农业和有机肥料的发展，水溶肥的品种也是层出不穷，但是农作物对氨基酸等微量元素的吸收能力不佳，肥料的利用率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酵素氨基酸水溶肥及其制备方法，以氨基酸、复合菌剂发酵液、螯合态微量金属元素、硼酸为原料进行混合发酵，制备的酵素氨基酸水溶肥富含酵素、氨基酸、微量元素等可满足植物生长的营养需求，且利于被植物高效吸收，促进作物生长，提高矿物质元素的利用率、增强作物自身免疫力、抑制病虫害。
本发明采取的技术方案为：
一种酵素氨基酸水溶肥，包括以下重量份的原料：氨基酸25～40份、复合菌剂发酵液44～65份、螯合态微量元素6.5～8.5份、硼酸6.8～7.5份。
进一步地，所述复合菌剂发酵液包括以下重量份的原料：乳酸菌发酵液15～20份、枯草芽孢杆菌发酵液21～28份、酿酒酵母菌发酵液8～17份。
所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液的有效活菌数均≥1×105CFU/g。
乳酸菌发酵的培养基为：水1.0L、蛋白胨1g、牛肉膏1g、酵母膏1g、番茄汁20g、葡萄糖1g、吐温0.05ml、碳酸钙1.7g、溴甲酚绿0.01g；培养条件为：37℃培养24h。
枯草芽孢杆菌发酵的培养基为：蛋白胨5g、牛肉浸取物3.0g，NaCl%205.0g，蒸馏水1.0L，pH7.0；培养条件为：37℃培养2天。
酿酒酵母菌发酵的培养基为：5°Bé麦芽汁1.0L；培养条件为：30℃培养2天。
所述螯合态微量元素由螯合态锰和螯合态锌组成；所述螯合态锰和螯合态锌的重量比为1:1.1～2。
所述螯合态锰为乙二胺四乙酸锰钠；螯合态锌为乙二胺四乙酸锌钠；乙二胺四乙酸为水溶肥中最为绿色、环保、无公害的螯合剂，将金属元素以螯合态的形式进行添加可避免无机金属元素与其他离子结合发生沉淀或氧化，导致金属元素不能被作物有效吸收，出现缺素症状；本发明优选对植物生长起到决定性作用的两种螯合态微量金属元素作为制备酵素氨基酸水溶肥的原料，螯合锌能够促进作物生长发育的；螯合锰能催化氧化还原反应，提高叶绿素的含量，促进碳水化合物的运转。
本发明公开的酵素氨基酸水溶肥的主要成分为：脂肪酶≥10u/L、淀粉酶≥50u/L、酸性蛋白酶≥100u/L、中性蛋白酶≥100u/L、氨基酸≥100g/L、Mn+Zn+B≥20g/L。此种成分的酵素氨基酸水溶肥有利于快速将作物不能直接吸收的蛋白质、脂肪和复杂的碳水化合物分解为作物可吸收利用的氨基酸、脂肪酸和单糖，同时高活性益生菌能促进作物机体产生多种生物刺激类物质，如维生素、促生长因子和拮抗物质等。最终达到促进作物生长、提高矿物质元素的利用、增强作物自身免疫力、抑制病虫害等目的。
本发明还提供了所述的酵素氨基酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：将配方量的各原料混合，在35～40℃下发酵10～30小时，在此发酵的过程中，原料中的部分氨基酸、螯合态微量金属元素、硼酸可在发酵的过程中为复合菌剂的进一步发酵培养壮大提供营养需求，复合菌剂在发酵的过程中产生的氨基酸、多肽、核苷酸、多糖、纤维素可为作物的生长提供丰富的营养需求，在发酵过程中产生的酸可保证水溶肥的稳定性，同时增加作物在土壤中对其它元素的吸收，并经过发酵后得到的酵素氨基酸水溶肥的成分稳定。
本发明提供的酵素氨基酸水溶肥的配方中，氨基酸的添加可保证作物生长所需氨基酸的含量，氨基酸是构成蛋白质的最小分子，易于被作物吸收；且可提高作物抗病性，改善作物品质的功能，补充植物必需的氨基酸，刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，促进对营养物质的吸收；增强植物的代谢功能，提高光合作用，促进植物根系发达，加快植物生长繁殖。
配方中的复合菌剂发酵液，其在制备时，微生物在发酵的过程中会产生氨基酸、多肽、核苷酸、多糖、纤维素等促作物生长所需的营养元素，发酵过程中产生的有机酸，能够使水溶肥pH成酸性，酸性物质不容易腐败变质，有利于保证水溶肥的稳定性，同时稀释施用后增加作物在土壤中对其它元素的吸收。其中乳酸菌在植物病害防治上起到较好效果，能够提高植物的抵抗能力，保障作物产量、枯草芽孢杆菌可增加作物抗逆性、固氮；酿酒酵母菌为肥料中代替肥料发酵剂，有极强的好氧发酵分解能力，可把复杂的有机质分解成高效肥料的微生物制剂。
配方中的螯合态微量金属元素，可改善作物的细胞壁结构、促进幼果膨大，防止果实开裂；同时其不会与土壤中的磷酸根、硫酸根、有机质等发生反应，避免土壤板结现象出现，并且螯合中微量元素的吸收利用率远远的要高于无机盐类。其与本发明中的其他原料复配发酵后使用，不会降低其他原料的效果，且制备的酵素氨基酸水溶肥全水溶无残渣。
配方中添加的硼酸对植物的叶绿素的形成和稳定有良好的作用，并能促进植株中氨基酸和蛋白质的合成；硼元素能促进植物中碳水化合物的转化和运转，提高细胞原生质的黏滞性、增强作物抗旱、抗寒和抗热、抗病能力。
与现有技术相比，本发明提供的酵素氨基酸水溶肥的营养成分全面，且富含酵素、氨基酸和微量元素，经发酵之后更易于被作物吸收，提升作物的品质和产量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种酵素氨基酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌分别进行单独培养后得到乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液；所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液的有效活菌数均≥1×105CFU/g；
乳酸菌发酵的培养基为：水1.0L、蛋白胨1g、牛肉膏1g、酵母膏1g、番茄汁20g、葡萄糖1g、吐温0.05ml、碳酸钙1.7g、溴甲酚绿0.01g；培养条件为：37℃培养24h。
枯草芽孢杆菌发酵的培养基为：蛋白胨5g、牛肉浸取物3.0g，NaCl%205.0g，蒸馏水1.0L，pH7.0；培养条件为：37℃培养2天。
酿酒酵母菌发酵的培养基为：5°Bé麦芽汁1.0L；培养条件为：30℃培养2天。
(2)将所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液分别按照15份、21份、8份进行混合后得到复合菌剂发酵液；
(3)将乙二胺四乙酸锰钠、乙二胺四乙酸锌钠按照2.5份、4份进行混合后得到螯合态微量元素；
(4)将氨基酸、复合菌剂发酵液、螯合态微量元素和硼酸分别按照25份、44份、6.5份、6.8份的添加量进行混合后发酵，发酵温度为35℃，发酵时间10小时，发酵后得到酵素氨基酸水溶肥，其成分中：脂肪酶≥10u/L、淀粉酶≥50u/L、酸性蛋白酶≥100u/L、中性蛋白酶≥100u/L、氨基酸≥100g/L、Mn+Zn+B≥20g/L。
实施例2
一种酵素氨基酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌分别进行单独培养后得到乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液；所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液的有效活菌数均≥1×105CFU/g；三者的发酵培养基及培养条件同实施例1；
(2)将所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液分别按照18份、25份、13份进行混合后得到复合菌剂发酵液；
(3)将乙二胺四乙酸锰钠、乙二胺四乙酸锌钠分别按照3份、4.5份进行混合后得到螯合态微量元素；
(4)将氨基酸、复合菌剂发酵液、螯合态微量元素和硼酸分别按照30份、50份、7.5份、7份的添加量进行混合后发酵，发酵温度为36℃，发酵时间15小时，发酵后得到酵素氨基酸水溶肥，其成分中：脂肪酶≥10u/L、淀粉酶≥50u/L、酸性蛋白酶≥100u/L、中性蛋白酶≥100u/L、氨基酸≥100g/L、Mn+Zn+B≥20g/L。
实施例3
一种酵素氨基酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌分别进行单独培养后得到乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液；所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液的有效活菌数均≥1×105CFU/g；三者的发酵培养基及培养条件同实施例1；
(2)将所述乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液分别按照20份、28份、17份进行混合后得到复合菌剂发酵液；
(3)将乙二胺四乙酸锰钠、乙二胺四乙酸锌钠分别按照3.5份、5份进行混合后得到螯合态微量元素；
(4)将氨基酸、复合菌剂发酵液、螯合态微量元素和硼酸分别按照40份、65份、8.5份、7.5份的添加量进行混合后发酵，发酵温度为40℃，发酵时间30小时，发酵后得到酵素氨基酸水溶肥，其成分中：脂肪酶≥10u/L、淀粉酶≥50u/L、酸性蛋白酶≥100u/L、中性蛋白酶≥100u/L、氨基酸≥100g/L、Mn+Zn+B≥20g/L。
对比例1
一种酵素氨基酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
将所述氨基酸、复合菌剂发酵液、螯合态微量元素和硼酸分别按照20份、40份、6份、5份的添加量进行混合后发酵，其他条件与实施例1相同。
对比例2
一种酵素氨基酸水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
将所述氨基酸、复合菌剂发酵液、螯合态微量元素和硼酸分别按照45份、70份、9份、8份的添加量进行混合后发酵，其他条件与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，复合微生物菌剂只包含乳酸菌发酵液65份，其他条件和含量与实施例3相同。
对比例4
与实施例3相比，复合微生物菌剂只包含枯草芽孢杆菌发酵液65份，其他条件和含量与实施例3相同。
对比例5
与实施例3相比，复合微生物菌剂只包含酿酒酵母菌发酵液65份，其他条件和含量与实施例3相同。
对比例6
与实施例3相比，复合微生物菌剂只包含乳酸菌发酵液25份和枯草芽孢杆菌发酵液40份，其他条件和含量与实施例3相同。
对比例7
与实施例3相比，复合微生物菌剂只包含乳酸菌发酵液25份和酿酒酵母菌发酵液40份，其他条件和含量与实施例3相同。
对比例8
与实施例3相比，复合微生物菌剂只包含枯草芽孢杆菌发酵液25份和酿酒酵母菌发酵液40份，其他条件和含量与实施例3相同。
对比例9
与实施例3相比，复合微生物菌剂包含巨大芽孢杆菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液分别按照20份、28份、17份，其他条件和含量与实施例3相同。
所述巨大芽孢杆菌培养基为LB液体培养基，pH7.4，培养温度：30℃，培养12h。
对比例10
与实施例3相比，复合微生物菌剂包含乳酸菌发酵液、地衣芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液分别按照20份、28份、17份，其他条件和含量与实施例3相同。
所述地衣芽孢杆菌培养基为：NaCl%205.0g，牛肉膏10.0g，蛋白胨10.0g，琼脂20.0g，蒸馏水1.0L，pH7.2，培养温度：28-30℃，培养24h。
试验例
分别采用各实施例和对比例所制得的酵素氨基酸水溶肥对黄山猴魁茶树进行应用试验。供试作物及品种为猴魁茶树，品种为新魁6号。树龄为4年，行距60为厘米。施肥方式为页面喷雾，试验地点为安徽省黄山市三口镇梅兰地。
试验分两个阶段进行：第一阶段为当年7月至9月份，在茶树剪枝后叶面喷雾观察枝条长势，每隔10天喷施一次，共喷施3次，稀释250倍均匀喷施叶面。第二阶段为次年3月至4月份，叶面喷施后观察茶叶产量及品质，每隔10天喷施一次，共喷施2次，稀释250倍均匀喷施叶面。分别采用叶绿素检测仪、《GB/T%208313-2018茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》、《GB/T23193-2017茶叶中茶氨酸的测定高效液相色谱法》对猴魁茶中叶绿素、茶多酚、茶氨酸进行检测，最后对猴魁茶的产量数据汇总，检测结果如下：
表1第一阶段黄山猴魁茶叶绿素含量(单位SPAD)
表2黄山猴魁明前茶茶多酚含量(％)、茶氨酸含量(％)和产量(kg/ha)
从表1中的数据可以看出，第2、3、4次测得的处理组数据高于对照组，其中实施例1、2、3中第4次测得的处理组数据与对照组相比分别增加了17.09％、17.61％和20.17％。而对比例1第4次叶绿素含量与实施例1相比低10.51％。对比例2第4次叶绿素含量与实施例3相比增加0.28％，对比例2与实施例3相比差异不显著，说明从节约原料成本的角度出发，将各原料的用量控制在本发明的范围内制备得到的酵素氨基酸水溶肥的肥力就可以满足作物的生长营养需求了。
由表2可以看出，喷施了实施例1、2、3中的酵素氨基酸水溶肥的茶叶的茶多酚含量上酵素氨基酸水溶肥处理组比对照组分别降低了10.57％、9.69％和8.81％。茶多酚含量降低，是因为叶面面积与对照组相比有所增大，所以茶多酚含量有所降低。在茶氨酸含量上，喷施了实施例1、2、3中的酵素氨基酸水溶肥的茶叶比对照组分别提高了13.95％、16.28％和16.28％。酵素氨基酸水溶肥处理的清明前茶叶产量最高达到每公顷300kg，比对照处理增加30.43％。对比例1中茶多酚、茶氨酸含量和产量与实施例1相比分别增加0.99％、降低6.12％、降低4.84％，对比例2中茶多酚、茶氨酸含量和产量与实施例3相比分别增加0.48％、增加2％、增加1.67％，但差异不显著。其他对比例制备的酵素氨基酸水溶肥的肥力都显著不如各实施例。
由表1和表2的实施例3和对比例3-8可以看出，复合微生物菌剂的乳酸菌发酵液、枯草芽孢杆菌发酵液、酿酒酵母菌发酵液三种组合后对黄山猴魁的生长性能起到较高的促进作用。由表1和表2的实施例3和对比例9-10可以看出，巨大芽孢杆菌代替乳酸菌发酵液、地衣芽孢杆菌代替枯草芽孢杆菌发酵液后叶绿素含量与实施例3相比分别降低了4.1％、3.8％，茶多酚含量分别降低了1.0％、1.9％，茶氨酸含量分别降低了10％、16％，产量分别降低了8.3％、7.0％。
上述参照实施例对一种酵素氨基酸水溶肥及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
