1.本发明属于海产品深加工技术领域,具体涉及一种以海带和褐藻为原料的有机无机复混肥及其生产工艺。
背景技术:
2.我国大型海藻资源丰富,年产量达700多万吨,占世界总产量的一半以上。我国已经建立起规模庞大的大型海藻生产和加工产业,形成以褐藻和红藻为主体的大型海藻工业体系,涉及食品、饲料、医药、化工等多个领域,成为海洋经济的重要组成部分。目前我国大型海藻加工主要涉及海藻胶如海藻酸盐、琼胶、卡拉胶等提取加工。海藻胶生产过程中,将藻胶从大型海藻中提取出来后会产生大量的难以降解的加工废弃物。以海带为例,海藻酸钠提取过程中,浸泡后的海带经过碱液消化,粗过滤得到的不溶性组分及胶液经稀释、发泡、漂浮后得到的悬浮性固体废弃物即是海带渣。按比例计算,每年我国海带加工行业至少产生数以十万吨的海带加工废弃物。而加工废弃物含有大量的有机质和营养盐,以海带加工废弃物为例,海带渣是海带加工废弃物中比例最大的固体杂质。
3.海藻的有效成分与含有的活性物质达66种以上,能为蔬菜提供各种营养元素、多种氨基酸、多糖、维生素以及细胞分裂素等等。能帮助蔬菜建立健壮的根系,增进其对土壤养分、水分与气体的吸收利用,同时可增大茎秆维管束细胞,加快水分、养分与光合有机产物的运输;含有的细胞分裂素等能促进细胞分裂,延缓细胞衰老,有效地提高光合效率,从而达到产量、品质的提高;抗寒、抗旱、抗病能力的提高。另外,海藻酸还具有破除土壤板结、延缓盐渍化的作用。目前用于肥料生产的主要有褐藻、红藻、绿藻三个门类,其中最常用的海藻肥原料为褐藻门的泡叶藻、海带、昆布、马尾藻等野生或养殖海藻,不同海藻生长环境不同,富含的活性物质也有很大区别。
4.海藻酸是一种天然多糖,其化学组成为卢-d-甘露糖醛酸(m)和a-l-古罗糖醛酸(g)经过1,4键合形成的线型共聚物,g和m在海藻酸中的含量对纤维的成胶性能有明显的影响。海藻酸在自然状态下存在于胞质中,起着强化细胞壁的作用。海藻酸与海水中各种阳离子结合成为各种海藻酸盐。从海藻中得到的提取物通常是海藻酸钠。海藻酸钠具有增稠、悬浮、乳化、稳定、形成凝胶、形成薄膜和纺制纤维的特性,在食品、造纸及化妆等工业有悠久及广泛的用途。近年来发现,海藻酸在肥料领域现有重要用途。
5.中国授权发明专利cn112209768b公开了一种生产海藻酸肥料的方法,其包括如下步骤:1)将海藻晾干,置于粉碎机中进行粉碎,然后进行蒸汽爆破预处理,再进行蒸汽爆破,收集爆破物;将爆破物添加到5-10倍重量的水中,再添加氯化铵,搅拌均匀,得到发酵原料;2)将短小芽孢杆菌种子液按照4-6%的接种量接入到发酵原料中,发酵培养4-8h,然后按照8-12%的接种量接入红平红球菌种子液,继续发酵培养20-30h,得到液体海藻酸肥料。该发明专利需要先对海藻进行干燥以及高温爆破,影响了生产效率和生产成本。
6.再例如,中国授权发明专利cn104829386b公开了一种海藻水溶肥料及其制备方法,其解决了现有方法不能对鲜海带漂烫废水的综合全面利用,并且提取处理方法复杂,处
理成本高,其含有以下一种或几种成份:褐藻糖胶、甘露醇、大量元素、中量元素、微量元素、腐植酸、氨基酸。本发明同时提供了制备方法。该发明可用于鲜海带漂烫废水的处理及海藻水溶肥料的制备,其中海藻水溶肥料包括有机海藻水溶肥料、含腐植酸海藻水溶肥料、含氨基酸海藻水溶肥料、大量元素海藻水溶肥料、中量元素海藻水溶肥料、微量元素海藻水溶肥料。
7.再例如,中国授权发明专利cn104387171b公开了一种藻类废弃物加工生产有机海藻肥的方法及以此方法制成的有机海藻肥和有机海藻复合肥。该方法主要包括:藻类废弃物粉碎混匀,酶解分解藻类细胞壁、多糖及蛋白质,固液分离酶解液,再用乙醇浸提酶解藻渣制成浸膏,酶解液和浸膏混合形成有机海藻液肥,掺入一定比例的藻渣后可形成有机海藻颗粒肥,当加入适量的化学肥料后可制成有机海藻复合型肥。但该发明专利许需要使用酶制剂,使得生产成本较高。
8.基于上述现有技术,如何采用较低的生产成本,得到以海带和褐藻为原料的有机无机复混肥,使得复混肥中的海藻酸含量较高,仍然是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
9.有鉴于此,本发明的目的在于提供了以海带和褐藻为原料的有机无机复混肥及其生产工艺。为了实现本发明的目的,拟采用如下技术方案:本发明一方面涉及一种有机无机复混肥,其特征在于以海带和褐藻为原料,与氮磷钾进行复配后,造粒得到,所述复混肥中海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量分别为10-12wt%、6-9mg/kg和12-16mg/kg。
10.本发明另一方面还涉及上述复混肥的生产工艺,其包括如下步骤:(1)有机肥制备:新鲜海带、褐藻,进行重量比1-2:1-2混合后,100目粉碎,采用板框过滤机过滤,滤液留用;滤渣5-7份加入100目粉碎秸秆1份,控制混合物水分在40-60%;放入复合微生物菌群进行条垛堆肥发酵,发酵3-5天后进行翻堆,均匀加入0.2-2.5%重量的氮肥;继续发酵5-7天,翻堆,继续发酵5-7天后,发酵完毕获得有机肥料;(2)将上述有机肥料3-5份、滤液1-3份和1份氮磷钾复合肥进行挤压造粒成柱状有机无机复混肥;所述复合微生物菌群为枯草芽孢杆菌以及另外包括选自黑曲霉菌和酿酒酵母菌中的1种或者2种的组合。
11.在本发明的一个优选实施方式中,所述复合微生物菌群的放入量为发酵底物的0.8-1.5%重量;优选为0.8-1.2%重量。
12.在本发明的一个优选实施方式中,所述枯草芽孢杆菌的放入量为发酵底物的0.3-0.7%重量;优选为0.4-0.6%重量。
13.在本发明的一个优选实施方式中,步骤(1)中放入0.4-0.6%重量的枯草芽孢杆菌、0.2-0.3%重量的黑曲霉菌和0.2-0.3%重量的酿酒酵母进行条垛堆肥发酵。
14.在本发明的一个优选实施方式中,步骤(1)所用的氮肥为硫酸铵或尿素或者二者的混合。
15.在本发明的一个优选实施方式中,所述氮磷钾中,氮指的是硫酸铵、尿素或氯化铵
中的一种或几种;磷指磷酸一铵、磷酸二铵中的一种或几种;钾指磷酸二氢钾、氯化钾、硫酸钾中的一种或几种。氮磷钾的具体含量可以根据需要进行调配。
16.有益的技术效果本发明充分利用海洋生物质资源,通过简单的加工处理以及发酵工艺,将海洋资源中提取的有机原料应用到有机无机复混肥料中,提高了复混肥中海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量。
具体实施方式
17.实施例1:(1)有机肥制备:新鲜海带、褐藻,进行重量比1:1混合后,100目粉碎,采用板框过滤机过滤,滤液留用;滤渣6份加入100目粉碎秸秆1份,控制混合物水分在40-60%左右);放入0.5%重量的枯草芽孢杆菌和0.5%重量的黑曲霉菌进行条垛堆肥发酵,发酵3-5天后进行翻堆,均匀加入1%重量的氮肥,所述氮肥为尿素;继续发酵5-7天,翻堆,继续发酵5-7天后,发酵完毕获得有机肥料;(2)将上述有机肥料4份、滤液2份和1份氮磷钾复合肥进行挤压造粒成柱状有机无机复混肥。
18.其中,氮磷钾复合肥是硫酸铵、磷酸一铵和硫酸钾所形成的复合肥。
19.实施例2:与实施例1相同,区别在于采用同等重量的酿酒酵母菌代替黑曲霉菌。
20.实施例3:与实施例1相同,区别在于步骤(1)中加入的氮肥重量为2.5%。
21.实施例4:与实施例1相同,区别在于步骤(1)中放入0.5%重量的枯草芽孢杆菌、0.25%重量的黑曲霉菌和0.25%重量的酿酒酵母进行条垛堆肥发酵。
22.比较例1:与实施例1相同,区别在于步骤(1)的发酵过程中未加入粉碎秸秆。
23.比较例2:与实施例1相同,区别在于发酵过程中加入1%中的枯草芽孢杆菌,未加入黑曲霉菌。
24.比较例3:与实施例1相同,区别在于原料仅使用海带,未加入褐藻。
25.按照上述实施例和比较例制备有机无机复混肥。检测其中的海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量,检测结果如表1所示。
26.表1:海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量检测结果组别海藻酸(wt%)赤霉素(mg/kg)吲哚乙酸(mg/kg)实施例110.36.712.8实施例210.67.211.4实施例310.56.212.0实施例411.68.915.8
比较例19.25.19.3比较例210.14.37.2比较例37.66.510.7上述实验结果表明,采用本发明实施例的工艺,能够显著提高复混肥中海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量。特别是实施例4,所制备的复混肥中海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量不仅高于比较例1-3,而且还高于实施例1-3。对于比较例1而言,由于发酵过程中未加入秸秆,使得发酵效率受到了一定的影响。对于比较例2而言,由于仅使用枯草芽孢杆菌进行发酵,使得赤霉素和吲哚乙酸的生成受到了一定的影响。比较例3由于仅使用鲜海带作为发酵原料,使得海藻酸、赤霉素和吲哚乙酸的含量都受到了明显的影响。
27.以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。