一種櫻桃專用海藻有機肥的生產方法與流程

本發明涉及一種櫻桃專用有機肥的生產方法。

背景技術：

海藻肥料以天然海藻為原料，經過特殊生化工藝處理，提取并保留海藻天然活性成分，精煉濃縮而形成的一種新型有機肥料。海藻肥料具有提高作物產量和品質，抵抗病蟲害及不良環境以及改良土壤保持水土的功效，其應用于農業生產有巨大的市場需求和良好的發展前景。但是，要保障海藻肥料的質量，就必須把握好海藻原料和提取工藝兩個關鍵環節。

首先，海藻肥料質量的優劣取決于所用的原料。目前，海藻肥生產企業所用的原料主要以褐藻為主，包括泡葉藻、昆布、海帶、馬尾藻等。其他藻類如墨角藻、滸苔、石莼、卡帕藻等也有少數企業在用。國外海藻肥企業絕大多數使用褐藻為原料，其中尤以泡葉藻應用最為廣泛如Seasol、Maxicrop等知名品牌，實際作用效果也表明泡葉藻是優質的海藻原料。但是，我國沿海沒有泡葉藻分布，國內企業采用的原料種類繁雜，品質參差不一，造成海藻肥產品質量良莠不齊，甚至有些廠家打著“海藻肥”的幌子，直接勾兌褐藻酸，黃腐酸、氮磷鉀等冒充海藻肥，影響了海藻肥質量，擾亂了海藻肥市場。

其次，決定海藻肥質量的第二個因素是提取工藝。不同的提取工藝對海藻肥活性成分的種類和含量影響巨大。目前，海藻活性成分的提取方法主要有化學法、物理法以及生物法。化學法主要是利用酸、堿及有機溶劑處理海藻細胞，使細胞消解或內源物質增溶，該方法操作簡單，容易實現，也是國內外絕大多數海藻肥生產企業采用的方法。但是，化學試劑對海藻細胞內的活性物質成分的破壞是相當大的，并且殘留的有機試劑對環境也是潛在的危害。物理法的原理是控制壓力，溫度等物理環境條件，利用機械力使海藻細胞破碎，內容物釋放。該方法雖然工藝清潔、環境友好，但是對于儀器設備的要求嚴苛，反應條件變化劇烈，成本較高，難以實現大規模生產。生物法包括酶法降解和微生物發酵兩種方法，其主要原理是破壞海藻細胞壁結構并降解大分子物質為植物容易吸收利用的小分子物質，該方法反應溫和，產物多元化，整個生產過程安全環保無污染，是理想的海藻肥生產方法。

利用微生物發酵法生產海藻肥料的研究相對較少，僅有的幾例研究是選用多種微生物對海藻原料進行類似堆肥發酵或好氧發酵處理，存在發酵過程可控性差，發酵周期長，目標產物不明確等問題，難以滿足工業化生產要求的統一，穩定，可控的標準，產品的質量難以保障。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種櫻桃專用海藻有機肥的生產方法，第一、采用性能優良的巨大芽孢桿菌降解海藻，提取海藻內活性物質；第二、提供利用所述巨大芽孢桿菌制備海藻發酵液的方法，該方法發酵過程穩定可控，發酵周期短，產物功效顯著，適于規模化生產。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種櫻桃專用海藻有機肥的生產方法，其特征在于按照以下步驟進行：將海藻粉劑與甲殼素、豆皮、草炭、尿素、硫酸銨、過磷酸鈣按照質量比60: 2～6: 6～10: 8～12: 8～11: 3～5: 4～6混合后經過圓盤造粒，低溫烘干、冷卻、篩分后得到櫻桃專用海藻有機肥；

其中海藻粉劑按照以下步驟制備而成：

1）、制備海藻粉末：將烘干后的海藻磨成粉末；

2）、制備產品A：海藻粉末與水按照質量比1～10:100裝入發酵罐中，在100～150℃條件下滅菌15～35min，得到產品A；

并制備種子液：將巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養基,在25～40度培養20～30小時得到種子液；巨大芽孢桿菌與培養基之間的體積比為1～10:100；

3）、制備產品B：將種子液加入到產品A中得到產品B，其中種子液與產品A的質量比為1～10:100；

4）、制備產品C：在溫度為25℃～40℃，pH5～9的條件下對產品B進行發酵，發酵時間為6～10天，得到產品C；

5）、制備產品D：調整產品C的pH至5.0～6.0，溫度至3～10℃，保存3h～72h，得到產品D；

6）、制備產品E:調整產品D的溫度至25℃～40℃，pH至5～9，然后補充種子液，補充的種子液與產品D的質量比為1～10:100，保存3h～72h，得到產品E；

7）、制備產品F：調整產品E的pH至5.0～6.0，溫度至3～10℃，保存3h～72h，得到產品F；

8）、制備產品G：調整產品F的溫度至25℃～40℃，pH至5～9，然后補充種子液，補充的種子液與產品F的質量比為1～10:100，保存3h～72h，得到產品G；

9）、制備海藻發酵液H：將產品G離心過濾除菌除海藻渣后得到海藻發酵液H；

10）、制備海藻粉劑：將產品H經過濃縮、噴霧干燥后得到含海藻活性提取物的海藻粉劑。

所述液體培養基按照以下質量比配成：海藻酸鈉5份、硫酸銨5份、硫酸鎂1份、磷酸氫二鉀2份、硫酸亞鐵0.01份和蒸餾水1000份。

步驟2）所述海藻粉末和水的質量比為4:100；滅菌溫度115℃，滅菌時間25min；制備種子液時，巨大芽孢桿菌接種至液體培養基中，培養22小時得到種子液，巨大芽孢桿菌和培養基的體積比例為5:100；步驟5）和步驟7）中，溫度為5℃，保存時間為12h。

步驟4）、步驟6）和步驟8）中，溫度為25℃，pH為6.5～7.0；步驟4）發酵時間為8天；步驟6）和步驟8）保存時間為12h；步驟6）中發酵種子液與產品D的質量比以及步驟8）中發酵種子液與產品F的質量比均為5:100。

步驟5）、步驟6）步驟7）和步驟8）中，調整溫度均為每小時調整3℃。

所述海藻是指鼠尾藻，海帶，裙帶，銅藻和馬尾藻中的一種或任意比例的兩種以上。

所述的巨大芽孢桿菌是巨大芽孢桿菌YIC～BM1，保藏號為CGMCC No.12156。

發明具有以下有益技術效果：

1、本發明發酵過程穩定可控，發酵周期短，產物功效顯著，適于規模化生產。

2、本發明得到的海藻粉劑具有水溶性好，易于植物吸收利用，同時作為一種重要的信號分子，能夠參與植物的生長調節和誘導抗病過程，促進植物的生長，提高植物對不良環境及病蟲害的抵抗力。

3、本發明所述的櫻桃專用海藻有機肥，既能促進櫻桃生長，增加產量，又能改善櫻桃品質，延長存儲保質期，施用方便，肥效高，有利于在田間推廣使用。

附圖說明

圖1是顯微觀察YIC～BM1菌株的革蘭氏染色及聚集成團現象圖。

圖2基于16SrDNA序列構建的YIC～BM1菌株系統發育樹示意圖。

圖3是不同溫度對YIC～BM1菌株產酶的影響的示意圖。

圖4是不同pH對YIC～BM1菌株產酶的影響示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實例進一步說明本發明。

實施例1

將洗凈烘干后的新鮮鼠尾藻磨成50～60目粉末；

海藻粉末與水按照質量比5:100裝入發酵罐中，在115℃條件下滅菌30min，得到產品A；并制備種子液：將巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養基培養20小時；所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；所述液體培養基為：海藻酸鈉5g、硫酸銨5g、硫酸鎂1g、磷酸氫二鉀2g、硫酸亞鐵0.01g和蒸餾水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢桿菌YIC～BM1和培養基的體積比例為5:100。將種子液加入到產品A中，其中種子液與產品A的質量比為1:100，得到產品B； 在溫度為20℃，pH5.5～6.0的條件下對產品B進行發酵，發酵時間為7天，得到產品C；調整產品C的pH至5.0～6.0，并以每小時20℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存24h，得到產品D；以每小時20℃的溫度變化調整產品D的溫度至20℃，pH至5.5～6.0，然后補充種子液，補充的種子液與產品D的質量比為1:100，保存24h，得到產品E；調整產品E的pH至5.0～6.0，并以每小時20℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存24h，得到產品F；

以每小時20℃的溫度變化調整產品F的溫度至20℃，pH至5.5～6.0，然后補充種子液，補充的種子液與產品F的質量比為1:100，保存24h，得到產品G；將產品G離心過濾后得到海藻發酵液H；將產品H經過濃縮、噴霧干燥后得到海藻粉劑；將海藻粉劑與甲殼素、豆皮、草炭、尿素、硫酸銨、過磷酸鈣按照質量比60:4: 8:10:9:4:5經過圓盤造粒，低溫烘干、冷卻、篩分后得到本發明產品。

實施例2

將洗凈烘干后的新鮮銅藻和新鮮馬尾藻按照質量比1:1復配，磨成50～60目粉末；

海藻粉末與水按照質量比8:100裝入發酵罐中，在115℃條件下滅菌25min，得到產品A；并制備種子液：將產纖維素酶的巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養基，在35℃培養24小時；所述產纖維素酶的巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；產纖維素酶的巨大芽孢桿菌YIC～BM1和培養基的體積比例為5:100。將種子液加入到產品A中，其中種子液與產品A的質量比為8:100，得到產品B；在溫度為35℃，pH6.0～6.5的條件下對產品B進行發酵，發酵時間為8天，得到產品C；調整產品C的pH至5.5～6.0，并以每小時3℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存12h，得到產品D；以每小時3℃的溫度變化調整產品D的溫度至35℃，pH至6.0～6.5，然后補充種子液，補充的種子液與產品D的質量比為6:100，保存12h，得到產品E；調整產品E的pH至5.5～6.0，并以每小時3℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存12h，得到產品F；以每小時3℃的溫度變化調整產品F的溫度至35℃，pH至6.0～6.5，然后補充種子液，補充的種子液與產品F的質量比為6:100，保存12h，得到產品G；將產品G離心過濾后得到海藻發酵液H；將產品H經過濃縮、噴霧干燥后得到海藻粉劑；將海藻粉劑與甲殼素、豆皮、草炭、尿素、硫酸銨、過磷酸鈣按照質量比60:4: 8:10:9:4:5經過圓盤造粒，低溫烘干、冷卻、篩分后得到本發明產品。

實施例3

將洗凈烘干后的新鮮馬尾藻磨成50～60目粉末；

海藻粉末與水按照質量比6:100裝入發酵罐中，在121℃條件下滅菌20min，得到產品A；并制備種子液：將巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養基培養24小時；所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；所述液體培養基為：海藻酸鈉5g、硫酸銨5g、硫酸鎂1g、磷酸氫二鉀2g、硫酸亞鐵0.01g和蒸餾水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢桿菌YIC～BM1和培養基的體積比例為8:100。將種子液加入到產品A中，其中種子液與產品A的質量比為4:100，得到產品B；在溫度為30℃，pH7～7.5的條件下對產品B進行發酵，發酵時間為9天，得到產品C；調整產品C的pH至5.0～6.0，并以每小時1℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存18h，得到產品D；以每小時8℃的溫度變化調整產品D的溫度至30℃，pH至7～7.5，然后補充種子液，補充的種子液與產品D的質量比為4:100，保存18h，得到產品E；調整產品E的pH至5.0～6.0，并以每小時1℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存18h，得到產品F；

以每小時8℃的溫度變化調整產品F的溫度至30℃，pH至7.0～7.5，然后補充種子液，補充的種子液與產品F的質量比為4:100，保存18h，得到產品G；將產品G離心過濾后得到海藻發酵液H；將產品H經過濃縮、噴霧干燥后得到海藻粉劑；將海藻粉劑與甲殼素、豆皮、草炭、尿素、硫酸銨、過磷酸鈣按照質量比60:4: 8:10:9:4:5經過圓盤造粒，低溫烘干、冷卻、篩分后得到本發明產品。

實施例4

將洗凈烘干后的新鮮馬尾藻磨成50～60目粉末；

海藻粉末與水按照質量比9:100裝入發酵罐中，在130℃條件下滅菌15min，得到產品A；并制備種子液：將巨大芽孢桿菌YIC～BM1接種至液體培養基培養20小時；所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；所述液體培養基為：海藻酸鈉5g、硫酸銨5g、硫酸鎂1g、磷酸氫二鉀2g、硫酸亞鐵0.01g和蒸餾水1000ml的混合物，pH7.2～7.4；巨大芽孢桿菌YIC～BM1和培養基的體積比例為5:100。將種子液加入到產品A中，其中種子液與產品A的質量比為8:100，得到產品B； 在溫度為35℃，pH6.5～7.0的條件下對產品B進行發酵，發酵時間為9天得到產品C；調整產品C的pH至5.0～6.0，并以每小時3℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存12h，得到產品D；以每小時3℃的溫度變化調整產品D的溫度至35℃，pH至6.5～7.0，然后補充種子液，補充的種子液與產品D的質量比為8:100，保存12h，得到產品E；調整產品E的pH至5.0～6.0，并以每小時3℃的溫度變化調整溫度至5℃，保存12h，得到產品F；

以每小時3℃的溫度變化調整產品F的溫度至35℃，pH至6.5～7.0，然后補充種子液，補充的種子液與產品F的質量比為8:100，保存12h，得到產品G；將產品G離心過濾后得到海藻發酵液H；將產品H經過濃縮、噴霧干燥后得到海藻粉劑；將海藻粉劑與甲殼素、豆皮、草炭、尿素、硫酸銨、過磷酸鈣按照質量比60:4: 8:10:9:4:5經過圓盤造粒，低溫烘干、冷卻、篩分后得到本發明產品。

對比例1

不調節發酵過程中的溫度和pH值，保持環境原有的溫度和物料本身的pH值，其他的條件及物料配比與實施例2一致，操作步驟同實施例2。

對比例2

不通過發酵，以海藻水提取物代替海藻發酵液濃縮干燥制得粉劑，將海藻粉劑與甲殼素、豆皮、草炭、尿素、硫酸銨、過磷酸鈣按照質量比60:4: 8:10:9:4:5經過圓盤造粒，低溫烘干、冷卻、篩分后得到本發明產品。

實施例1至4，對比例1至2中，所述的海藻提取物為不通過發酵工藝，通過浸泡溶解的方式從海藻中提取的可溶性有機成分。

產品檢測：按中華人民共和國農業行業標準NY525-2012產品各項指標進行檢測，檢測結果見表1。

表1：本發明實施例及對比例的質量檢測結果

注：有效活菌指的是本發明采用的巨大芽孢桿菌。

以上結果表明，本發明生產的有機肥料各項指標均明顯高于國家標準，而且經過發酵處理，肥料中重金屬的含量明顯降低，雜菌率明顯降低。

將本發明的實施例和對比例相關肥料施于櫻桃種植地塊，畝用量為250kg。種植期為1年，肥效結果見表2。

表2：肥效對比結果

結果表明：在施肥量相當的情況下，使用本發明產品，明顯提升作物品質，大大降低了作用病蟲害，有效增強作物的抗性，能提高作用產量10.1%-10.9%。

所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的保藏號為CGMCC No.12156；保藏單位名稱是：中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心；保藏單位地址是：北京市朝陽區北辰西路1號院3號；保藏日期：2016年3月2日；拉丁文分類命名為：Bacillus megaterium。

所述巨大芽孢桿菌YIC～BM1的生物特性如下：

纖維素培養基：羥甲基纖維素鈉15g，硝酸銨1g，硫酸鎂1g，磷酸二氫鉀2g，瓊脂20g，蒸餾水1000ml。

液體發酵培養基：羥甲基纖維素鈉10g，蛋白胨3g，酵母粉0.5g，硝酸銨2g，硫酸鎂0.3g，磷酸二氫鉀2g，氯化鈣0.3g，蒸餾水1000ml，pH7.0-7.4。

YIC～BM1菌株在纖維素培養基平板上生長48h后，菌落圓形，白色，表面平整。顯微鏡觀察菌株為革蘭氏陽性，桿狀，能運動，產芽孢。生長溫度范圍20～40℃，PH范圍6-10，NaCl濃度范圍0～20%，菌株最適生長溫度37℃，最適生長pH 7.5。觸酶，氧化酶，半乳糖苷酶陽性，吲哚，VP實驗陰性，不還原硝酸；能夠利用葡萄糖，甘露糖，乳糖，棉子糖，蔗糖，阿拉伯糖，木糖，甘露醇，山梨醇。根據其生理生化特征，將該菌株鑒定為巨大芽孢桿菌Bacillus megaterium。

圖1看出，YIC～BM1菌株為革蘭氏陽性菌；

圖2看出，YIC～BM1菌株的親緣關系與巨大芽孢桿菌最近；

圖3看出，YIC～BM1菌株的最適產酶溫度為35℃；

圖4看出，YIC～BM1菌株的最佳產酶pH為6.0。