一种土壤改良剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种土壤改良剂的制备方法，以海藻类植物为原料，通过酸碱提取、酶解处理、微波处理，可明显提高海藻活性物质的提取效率，并通过菌群发酵、金益生菌发酵对其中的活性成分进行改性使其具有分解大分子团，去除有害物质等功能，可应用于改善生物体健康或改善水、空气、土壤环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤改良剂的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种土壤改良剂的制备方法，特别涉及海藻类植物功能性活性物质的 生物提取方法，以海藻类植物作为原料的土壤改良剂的制备方法及其应用。
技术介绍
当前，在城市环境保护越来越受到人们的重视，环境污染正在逐步得到控制的同 时，农村环境问题却越来越突出，各种污染与生态交织在一起，影响了农村人口生活，威胁 到他们的健康，同时给农村农田带来了严重的污染。农业活动产生的农田污染是指农业部 门在施肥、灌溉等过程中，在土壤中添加了某些有害物质或使某些固有物质含量过高，其污 染负荷超过了土壤的承受容量。它一方面会使土壤的理化性质变坏，肥力下降，影响作物的 生长；另一方面某些有毒物质被农作物吸收，残留于作物的茎杆和颗粒，通过食物链影响人 畜健康，从而使土壤使用价值降低或丧失。随着经济的发展，人类的各种活动对农田的污染 也在加重，致使农村生活环境日趋恶化，农业及其生产环境污染严重，从而最终影响农业生 产的质量和效益。据中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2010年 发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》称，我国1/5的耕地受到了重金属污染， 其中镉污染的耕地涉及11个省25个地区。 土壤质量与水、肥、气等多种元素息息相关，你可以把它看作是一种类生命体，它 同样也需要呵护。从目前的情况来看，我国的土壤面临严重透支。而且，农地日益减少已 成现状，至2012年底，耕地接近18亿亩的红线。 海藻属于低等植物，整个藻体都能够从海水中吸收无机物和小分子有机物质作养 料，同时还可向周围分泌出有机或无机物质，生长在海水复杂环境中的海藻，其代谢过程和 代谢产物与陆地植物相比是极为不同的。大多数海藻含有丰富的碳水化合物（木聚糖、干 露聚糖和糖醇等）、含氮化合物（氨基酸、肽类、胺类、细胞色素C、吲哚类化合物和糖酶类 等）、色素（叶绿素、类胡萝b素和藻胆蛋白）、脂类化合物（三酰甘油、烃类、蜡酯、脂肪酸、 磷脂类和糖脂类等）、酚类化合物、维生素（维生素A和D的前体以及维生素E、K等脂溶性 维生素和B族维生素等水溶性维生素）、海藻药类（凝集素等）和无机成分等。因此，海藻 具有丰富的营养价值和药用价值。 海藻提取物取材于深海区域的大型经济藻类，它含有丰富的氨基酸、矿物质、多 糖、维生素及生理活性物质，对提高作物产量、改善品质和提早成熟并在水果保鲜和抵抗病 虫害等方面均有明显的效果。大量的研究表明某些海洋藻类中的提取物能够促进作物生 长、增加产量、减少病虫害、增加作物抗寒、抗旱能力。而有关海藻提取物分解大分子团，去 除有害物质，如重金属和有机物方面的作用还未见报道。 实际上，海藻提取物的性质和使用效果受提取方式的影响很大。目前，海藻提取物 的制备工艺主要有碱提取法、中性水解法、酸提取法和机械破碎提取法。此外，还有超声破 碎法、酶解法和热水浸泡法。然而，在这些传统的提取方法中，海藻的生物活性成分受细胞 壁主要成分纤维素的阻碍，往往难以被有效提取，本专利技术恰当地将传统的酸碱提取法、酶解 法与微波处理相结合以提高提取效率，同时通过菌群发酵调节提取物中活性成分的含量及 性质，使提取物中各组分更好地协同作用，从而促进大分子团的分解，并能吸收或去除重金 属和甲醛等有害物质。 本研究以海藻类植物为原料，通过酸碱提取、酶解处理、微波处理，可明显提高海 藻活性物质的提取效率，并通过菌群发酵对其中的活性成分进行改性使其具有分解大分子 团，去除有害物质等功能，扩大其在改善健康或空气、土壤、水环境中的应用，而有关海藻提 取液为主体用作土壤添加剂来去除有害物质未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种土壤改良剂的制备方法及其应用，特别涉及海藻类植物 功能性活性物质的生物提取方法。 在本专利技术的第一方面，提供了一种可分散大团分子的海藻提取液，以重量百分比 计，其主要成分为水91. 7%，醋酸4. 2%，碳水化合物2. 4%，蛋白质0. 1 %。此外，还含有微 量的脂质、灰分、钠、钾、钙、镁、磷、铁、亚铅、铜、维他命A、维他命D、维他命B1、维他命B2、烟 酸、维他命B6、维他命B12、叶酸、泛酸、维他命C。 本专利技术的另一方面，提供上述可分散大团分子的海藻提取液的制备方法，其包括 以下步骤： (1)萃取处理： 将海藻洗净切碎，以10?30倍的水或10?95 %乙醇提取，温度为50?100°C， 共提取3次，合并3次提取液； (2)微波处理： 对步骤（1)的提取液进行微波处理，辐射时间5-10min、微波功率800-1200W ; (3)酶解： 将步骤（1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3-1/4,加入包含纤维素酶、 3 -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30°C水浴8-12小时后取出，置-18°C下速 冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次； (4)菌群发酵： 在步骤（3)的酶解液中按1-5%的体积比接入发酵菌群，并在25?30°C下密闭发 酵3?6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草 芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所 组成的发酵菌群； (5)金益生菌发酵： 将上述步骤中制得的15?20份的海藻提取液与1?2. 5份的硫酸亚铁，0. 1? 〇. 5份的单质铁混合均匀，再向其中加入3?5份的过氧化氢，养护一段时间后，继续添加 1?5份的氧化钙和3?10份的粉煤灰，继续养护一段时间后，再加入10份金益生菌原液 发酵3?5天即可得到土壤改良剂。具体地，所述海藻原料可选自巨藻、墨角藻、马尾藻、海 囊藻、泡叶藻、红藻的任一种，或选用两种以上海藻物的混合。优选马尾藻，更优选涠州马尾 藻或亨氏马尾藻。 根据本专利技术的另一个方面，上述步骤（1)中可采用机械冲击剪切磨、气流式超微 粉碎磨、球磨机、搅拌磨或振动磨进行超微粉碎。 根据本专利技术的另一个方面，上述步骤（3)中采用的复合酶制剂由重量份数比为 1.2?3. 6:2. 1?5. 2:1.6?4. 5的纤维素酶、0 -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成。优选的重 量份数比1.2 :2. 1 :1. 6。 根据本专利技术的另一个方面，上述步骤（4)中所述发酵条件为：温度28°C，初始pH 值6. 5,搅拌速度100r/min，间歇搅拌5min/2h，发酵周期72小时。 根据本专利技术的又一方面，上述步骤⑷中发酵菌群由重量份数比为1. 8 :1. 2 :1. 6 : 1. 1 :1. 5 :3. 1 :2. 4 :2. 7 :1. 9 :1. 3 :1的黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆 菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌组成。 根据本专利技术的另一个方面，由于海藻提取物中的金属元素在发酵过程中可形成金 属氧化物，将上述发酵后得到的提取物在超临界状态下制成金属氧化物的超微纳米粒子， 该超微纳米粒子具有高的远红外发射能力，其辐射的远红外线作用于附近接触或非接触的 物质，如大的水分子团，使水分子产生共振吸收，从而使得部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)萃取处理：将海藻洗净切碎，以10～30倍的水或10～95％乙醇提取，温度为50～100℃，共提取3次，合并3次提取液；(2)微波处理：对步骤(1)的提取液进行微波处理，辐射时间5‑10min、微波功率800‑1200W；(3)酶解：将步骤(1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3‑1/4，加入包含纤维素酶、β‑葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30℃水浴8‑12小时后取出，置‑18℃下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；(4)菌群发酵：在步骤(3)的酶解液中按1‑5％的体积比接入发酵菌群，并在25～30℃下密闭发酵3～6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成的发酵菌群；(5)金益生菌发酵：将上述步骤中制得的15～20份的海藻提取液与1～2.5份的硫酸亚铁，0.1～0.5份的单质铁混合均匀，再向其中加入3～5份的过氧化氢，养护一段时间后，继续添加1～5份的氧化钙和3～10份的粉煤灰，继续养护一段时间后，再加入10份金益生菌原液发酵3～5天即可得到土壤改良剂。...

【技术特征摘要】
1. 一种土壤改良剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 萃取处理： 将海藻洗净切碎，以10?30倍的水或10?95%乙醇提取，温度为50?KKTC，共提 取3次，合并3次提取液； (2) 微波处理： 对步骤（1)的提取液进行微波处理，辐射时间5-10min、微波功率800-1200W; (3) 酶解： 将步骤（1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3-1/4,加入包含纤维素酶、 β -葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30°C水浴8-12小时后取出，置-18°C下速 冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次； (4) 菌群发酵： 在步骤（3)的酶解液中按1-5%的体积比接入发酵菌群，并在25?30°C下密闭发酵 3?6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽 孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组 成的发酵菌群； (5) 金益生菌发酵： 将上述步骤中制得的15?20份的海藻提取液与1?2. 5份的硫酸亚铁，0. 1?0. 5 份的单质铁混合均匀，再向其中加入3?5份的过氧化氢，养护一段时间后，继续添加1? 5份的氧化钙和3?10份的粉煤灰，继续养护一段时间后，再加入10份金益生菌原液发酵 3?5天即可得到土壤改良剂。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：PAC生命科技研发有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH