專利名稱：一種瓊膠原藻生物肥及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種海藻生物肥，尤其涉及一種以產(chǎn)瓊膠類多糖為主的瓊膠原藻生物肥及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著長期不合理地大量使用化肥造成了土壤養(yǎng)分失衡，環(huán)境污染。所以， 許多國家大力提倡施用有機肥、生物肥，發(fā)展綠色農業(yè)。海藻是ー類典型的高蛋白、低脂肪、 高纖維、高礦物質的健康天然緑色植物。其中，高蛋白可以成為植物生長所需的天然氮源； 碳水化合物可以通過エ藝的研究開發(fā)其中的寡糖激發(fā)子，能夠引發(fā)植物體內的天然免疫防御信號，增強植物的多種抗逆性能(對病蟲害的系統(tǒng)性抗性、抗旱、抗低溫、生長調節(jié)等)， 且碳水化合物還有保水抗旱等多種功效；而豐富的植物生長調節(jié)物，如植物生長素、赤霉素、甜菜堿、吲哚乙酸、脫落酸等，能夠促進植物生長，促進發(fā)芽等作用；另外，海藻中的還含有大量微量元素，如陸生植物無法比擬的K、Ca、Mg、Fe、ai、I等40余種礦物元素和豐富的維生素，這些都是植物生長所需的微量元素。并且，海藻中含有的天然藻朊酸鈉，還是天然土壤調整劑，能改善土壌內部孔隙空間，協(xié)調土壤中固、液、氣三者比例，増加土壌生物活動， 增加速效養(yǎng)分的釋放，有利于根系生長，提高作物的抗逆性。因此，從物質基礎而言，海藻有非常好的開發(fā)潛力。目前，國際上制備商業(yè)海藻肥原料有海帶、馬尾藻、昆布、泡葉藻和巨藻等。如南非產(chǎn)品Kelpak66使用的原材料就是從南非西海岸采集的昆布，挪威愛爾稼海藻提取物 Algea使用的原材料是北冰洋中的泡葉藻，青島明月海藻肥使用的原材料是山東半島沿海地區(qū)的海帯。但是以瓊膠原藻為原料的紅藻肥的開發(fā)極少有報道。海藻生物肥的制備一般是通過化學方法獲得，包括堿、酸加壓提取，超聲破碎法、 酶解法、熱水浸提法等多種方法。如李國庭等以天然海藻為主要原料，配以少量的氫氧化鉀，在高壓下進行水解，制得海藻生物肥產(chǎn)品；德國諾美制藥股份有限公司研發(fā)的“愛吉富” 海藻肥是采用常溫酶解提取エ藝濃縮而成。由于不同方法所獲得的有效成分的種類和含量有區(qū)別，且提取的溫度和壓カ都將影響到海藻提取物的質量，所以使用不同方法獲得的海藻提取物其內含物和應用效果是不一樣的。另查中國專利文獻數(shù)據(jù)庫，有CNU69339A、CN1473798A、CN1594227A等利用化學法生產(chǎn)海藻肥，但產(chǎn)品有效成分単一，エ藝條件劇烈；而CN101486612A、CN101580852A等采用菌酶法制備，但涉及的酶并不是針對原料藻細胞壁的降解酶，因此無法有效破碎藻體，并獲得各類功效成分。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供ー種富含生長素、微量元素及蛋白質的瓊膠原藻生物肥，產(chǎn)品天然緑色安全，極易被植物吸收，能促進植物發(fā)芽、生長，提高織物的抗性。
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供ー種富含生長素、微量元素及蛋白質的瓊膠原藻生物肥的制備方法，采用將微粉碎細胞破壁和菌解技術聯(lián)合處理，エ藝簡單、易行，制得的生物肥天然緑色安全，極易被植物吸收，能促進植物發(fā)芽、生長，提高織物的抗性。本發(fā)明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為一種瓊膠原藻生物肥，其特征在于所述瓊膠原藻生物肥是以含下列結構式的細胞壁多糖的紅藻為原料，經(jīng)粉碎菌解后制得的含有寡糖激發(fā)子的液態(tài)生物肥，本發(fā)明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為一種瓊膠原藻生物肥的制備方法，其特征在于通過超微粉碎和菌解技術聯(lián)合處理，具體包括以下步驟1)將瓊膠原藻經(jīng)過微粉碎處理，得到粒度為0. 2 μ m-1 μ m的超微藻粉；要經(jīng)過多次粉碎及再粉碎的過程，才能使粒度降至所需范圍；2)將超微藻粉按1 2 1 3的體積比加入水，在50_60°C的溫度下浸提12 24h ；3)對瓊膠降解菌進行活化，搖床培養(yǎng)M 36h，溫度25 觀で，獲得發(fā)酵菌液； 使獲得的發(fā)酵菌液中菌密度達到18-32g/L (濕重)，發(fā)酵菌液中的瓊膠降解酶的活力達到 250-350U/ml ；4)將經(jīng)浸提的藻液連同藻體放入培養(yǎng)好的發(fā)酵菌液中，進行菌解，其中藻液與菌液的體積比為1 10 1 20，溫度25 36°C，繼續(xù)培養(yǎng)對 361!，然后分離獲上清液； 使細胞壁多糖分解，進ー步釋放其中內含有效物；5)將得到的上清液按體積比1 1 2(優(yōu)選1 1.5)的比例加入新的培養(yǎng)了 24h 36h的發(fā)酵菌液中，進行二次菌解，時間為36 48h ；使瓊膠多糖充分降解成為有激發(fā)植物抗性作用的瓊膠寡糖；6)最后對所得的菌解液進行滅菌，即得到瓊膠原藻生物肥。所述瓊膠原藻是以瓊膠為細胞壁多糖的紅藻，包括石花菜、江蘺或者紫菜。所述步驟3)中的瓊膠降解菌是已經(jīng)在ATCC(美國標準生物品保藏中心)進行保藏的、編號為1擬62的菌株，其名稱是I^seudoalteromonas atlantica，分離自掌狀紅皮藻，具有降解瓊膠的功能，上海晶辛生物科技有限公司銷售，具體信息見http://www. atcc. orR/ATCCAdvancedCataloRSearch/ProductDetails/tabid/452/Default. aspx ？ ATCCNum =19262&Template = bacteria0或者自己由腐爛的紫菜分離而來，搖床培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方為酵母粉0.9 1. lg，蛋白胨4. 5 5. 5g，檸檬酸鐵0. 09 0. 1化，瓊脂0. 45 0. 55g， 陳海水 900 1100ml, PH 值 7. 6 7. 8。
所述步驟3)中的培養(yǎng)時間優(yōu)選為32 36h。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于首次將微粉碎細胞破壁和菌解技術聯(lián)合處理瓊膠原藻，可同步獲得生長類激素、微量元素、蛋白質，并同時達到降解多糖，獲取有效的寡糖激發(fā)子，工藝上把誘導防御抗性和促生長的兩類成分都保留在產(chǎn)品中；本發(fā)明是基于瓊膠降解菌的代謝產(chǎn)物對植物無害的前提下，制備工藝簡單、成本低，可避免繁瑣的酶純化等工序，制得的生物肥呈極易被植物吸收的活性狀態(tài)，具有很快的吸收傳導速度，在施用后2 池可進入植物體內，可大大增加植物的發(fā)芽速度和發(fā)芽率，提高葉綠素含量，促進根系發(fā)育，提高植物的抗逆能力。本發(fā)明使用時可用水稀釋一定的倍數(shù)(一般為30-60倍)，可浸泡植物種子或直接作用于生長的植物，本發(fā)明以純天然的瓊膠原藻為原料，不添加任何化學成分，對農作物、環(huán)境及人類無任何不良影響和污染，是適應現(xiàn)代農業(yè)的新型綠色環(huán)保肥料。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1取適量經(jīng)微粉碎的紫菜，按藻水=1 2 (ν/ν)加入水，60°C攪拌浸提12h。對瓊膠降解菌進行活化，擴大至1 1三角瓶中，搖床培養(yǎng)Mh，使獲得的發(fā)酵菌液中菌密度達到20g/L(濕重)，發(fā)酵菌液中的瓊膠降解酶的活力達到300U/ml，按1 10的比例將紫菜浸提液連同藻體一起加入發(fā)酵菌液中，繼續(xù)搖床反應36h，然后抽濾除渣，所得的降解液再按1 1. 5的比例加入經(jīng)活化的發(fā)酵菌液進行二次菌解，時間48h，所得到的降解液即為本發(fā)明的生物肥。實施例2取適量經(jīng)微粉碎的石花菜，按藻水=1 3 (ν/ν)加入水，55°C攪拌浸提Mh。對瓊膠降解菌進行活化，擴大至3 1三角瓶中，搖床培養(yǎng)^h，使獲得的發(fā)酵菌液中菌密度達到32g/L(濕重)，發(fā)酵菌液中的瓊膠降解酶的活力達到350U/ml，按1 15的比例將石花菜浸提液連同藻體一起加入發(fā)酵菌液中，繼續(xù)搖床反應36h，然后抽濾除渣，所得的降解液再按1 1.5的比例加入經(jīng)活化的發(fā)酵菌液進行二次菌解，時間36h，所得到的降解液即為本發(fā)明的生物肥。實施例3取適量經(jīng)微粉碎的江蘺，按藻水=1 3 (ν/ν)加入水，在反應釜內60°C攪拌浸提Mh。對瓊膠降解菌進行活化，擴大至100 1發(fā)酵罐中，發(fā)酵培養(yǎng)36h，使獲得的發(fā)酵菌液中菌密度達到18g/L(濕重)，發(fā)酵菌液中的瓊膠降解酶的活力達到250U/ml，按1 10的比例將江蘺浸提液連同藻體一起加入發(fā)酵菌液中，繼續(xù)攪拌反應36h，然后抽濾除渣，所得的降解液再按1 1.5的比例加入經(jīng)新的含發(fā)酵菌液的發(fā)酵罐內進行二次菌解，發(fā)酵時間48h，所得到的降解液即為本發(fā)明的生物肥。下面通過實驗說明本發(fā)明的瓊膠原藻生物肥的具體應用及功效。試驗例1 (瓊膠原藻肥的促植物發(fā)芽、生長功效)將本發(fā)明的生物肥用水稀釋成30倍濃度的溶液，用于浸泡綠豆種子，水浸泡作為對照，浸泡24h后將種子移植于土里，觀察其發(fā)芽勢。第三天觀察其發(fā)芽勢為30%，對照組
5為15% ；第六天觀察其發(fā)芽勢為80%，對照組為50%。培養(yǎng)綠豆，在綠豆生長的第5天(此時綠豆約有兩片子)，將用水稀釋成50倍的生物肥均勻的噴灑于葉面上，噴灑水作為對照，然后在生長的第11天進行第二次葉面噴灑，在二次噴灑后第8天對植株進行葉綠素含量測定，測定方法取新鮮葉片，剪去粗大的葉脈并剪成碎塊，稱取0. 5g放入研缽中加純丙酮5ml，少許CaCO3和石英砂，研磨成勻漿，再加80%丙酮5ml，將勻漿轉入離心管，并用適量80%丙酮洗滌研缽，一并轉入離心管，離心后棄沉淀，上清液用80 %丙酮定容至IOml，搖勻，然后取0. 5ml加入80 %丙酮4. 5ml稀釋后轉入比色杯中，以80%丙酮為對照，分別測663nm、645nm處的光密度值。測得其OD值分別為0. 843mg/L,0. 319mg/L ；對照組為 0. 627mg/L,0. 233mg/L0 處理組葉綠素總含量為 2. 643mg/(g. Fff)，對照組為 1. 946mg/ (g. Fff)。試驗例2 (瓊膠原藻肥的提高植物抗性功效)用蒸餾水沖洗種子表面，除掉雜質和灰塵，然后用1 %的高錳酸鉀溶液浸泡處理20-30min進行滅菌，再用無菌水沖洗干凈，暗光條件下震蕩Mh，倒掉無菌水，將吸漲的種子播種在鋪有4-6層紗布的搪瓷盤中，25°C培養(yǎng)，光照時間為10h/d，大豆展出兩片真葉后，剪下其子葉，用1 %的高錳酸鉀溶液滅菌5-lOmin，用無菌水沖洗4次，用已滅菌的濾紙將子葉表皮的水分吸干。在子葉下層表皮用刀片在無菌環(huán)境下切出一個lX6mm的傷口，在去離子水中浸泡20s后取出，吸干水分，置于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，每個放10片作為一組，將稀釋50倍的溶液滴加在傷口上，黑暗條件在25°C培養(yǎng)24h后將10個子葉轉移到含有IOml去離子水的大試管中，震蕩30s，測定溶液在的吸光值，其吸光值為0. 359高于對照組的0.164。
權利要求
1. 一種瓊膠原藻生物肥，其特征在于瓊膠原藻生物肥是以含下列結構式的細胞壁多糖的紅藻為原料，經(jīng)超微粉碎和菌解技術聯(lián)合處理制得的含有寡糖激發(fā)子的液態(tài)生物肥，
2.一種瓊膠原藻生物肥的制備方法，其特征在于通過超微粉碎和菌解技術聯(lián)合處理， 具體包括以下步驟1)將瓊膠原藻經(jīng)過微粉碎處理，得到粒度為0.2 μ m 1 μ m的超微藻粉；2)將超微藻粉按1 2 1 3的體積比加入水，在50 60°C的溫度下浸提12 24h ；3)對瓊膠降解菌進行活化，搖床培養(yǎng)M 36h，溫度25 觀で，使獲得的發(fā)酵菌液中菌密度達到18-32g/L (濕重)，發(fā)酵菌液中的瓊膠降解酶的活力達到250-350U/ml ；4)將經(jīng)浸提的藻液連同藻體放入培養(yǎng)好的發(fā)酵菌液中，進行菌解，其中藻液與發(fā)酵菌液的體積比為1 10 1 20，溫度25 36°C，培養(yǎng)對 361!，然后分離獲上清液；5)將得到的上清液按體積比1 1 2的比例加入新的培養(yǎng)了 24h 3 的發(fā)酵菌液中，進行二次菌解，時間為36 48h ；6)最后對所得的菌解液進行滅菌，即得到瓊膠原藻生物肥。
3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述瓊膠原藻是以瓊膠為細胞壁多糖的紅藻，包括石花菜、江蘺或者紫菜。
4.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟幻中的瓊膠降解菌是已經(jīng)在ATCC(美國標準生物品保藏中心)進行保藏的、編號為1擬62的菌株，其名稱是 Pseudoalteromonas atlantica。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種瓊膠原藻生物肥及其制備方法，以瓊膠原藻為原料，通過超微粉碎、水浸提、二次菌酵解、滅菌等工藝過程，使包括多糖、生長激素、蛋白質、礦物質、維生素等有效成分溶出，制備出安全、無公害，且最大程度獲得并保持海藻活性物質的天然肥料。本發(fā)明制備工藝簡單易行，條件溫和；同時結合降解瓊膠的微生物的產(chǎn)酶，達到酶解細胞壁多糖，產(chǎn)生具有植物激發(fā)抗性作用的寡糖激發(fā)子，因此具有促生長和抗逆的雙重功效。本發(fā)明的瓊膠原藻生物肥不添加任何化學物質，產(chǎn)品天然綠色安全，極易被植物吸收，可提高植物的發(fā)芽率，加快植物生長，增加植物的抗逆能力。
文檔編號C05G3/00GK102584411SQ201110003218
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權日2011年1月6日
發(fā)明者嚴小軍, 楊敏, 陳海敏 申請人:寧波大學