專利名稱：用于促進(jìn)植物生長的海藻提取液的生產(chǎn)方法,所得到的海藻提取液,及其復(fù)合肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于促進(jìn)植物生長的海藻提取液的生產(chǎn)方法，所得到的海藻提取液及其復(fù)合肥料。具體地說，涉及從海藻，特別是從海帶中提取調(diào)節(jié)和促進(jìn)植物生長的有效成份，并利用這些成份復(fù)配天然有機(jī)肥料。
現(xiàn)在，在北歐和北美等地區(qū)，有許多由海藻生產(chǎn)得到的肥料出售。這類產(chǎn)品例如有Kelpak 66，其由南非開普敦Kelp產(chǎn)品公司生產(chǎn)。Kelpak 66是從Ecklonia maxima中提取的，其生產(chǎn)工藝為細(xì)胞破裂技術(shù)(cell burstprocess)，這種工藝包括將研碎的Ecklonia maxima顆粒在極高的壓力下噴入低壓環(huán)境，由此得到液體濃縮液(見，Seaweed Resources in Europe，Use ofPotential，第三章，第65-81頁)。美國專利4043788還公開了一種利用海藻的肥料，其包括魚水解產(chǎn)物和海藻水解產(chǎn)物，其中的海藻水解產(chǎn)物的生產(chǎn)方法之一是用堿或酸溶液在高溫高壓下處理海藻。然而，這些產(chǎn)品生產(chǎn)方法的工藝較復(fù)雜，需要昂貴的設(shè)備，如采用高溫、高壓、噴霧等工藝和設(shè)備，從而加大了成本。因此，需要提供一種簡單易行、低成本的從海藻中提取植物調(diào)節(jié)劑的方法。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的從海藻中，特別是從海帶中提取植物生長調(diào)節(jié)劑的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供由上述方法得到的海藻提取液。
本發(fā)明的又一目的是提供一種包括上述海藻提取液的復(fù)合肥料。
本發(fā)明的又一目的是提供一種調(diào)節(jié)植物生長的方法。
發(fā)明詳述本發(fā)明人經(jīng)過深入的研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)和控制堿解和酸解反應(yīng)過程中的溫度和pH，可以在常壓下方便地從海藻如海帶中提取用于促進(jìn)植物生長的生長素。
本發(fā)明的海藻提取液的生產(chǎn)方法包括下列步驟(1)在常壓，80-100℃，pH＝8-10的條件下對冷凍的海藻進(jìn)行堿解，過濾得到堿解的濾液和濾渣；
(2)在常壓室溫，pH＝1.7-3.2的條件下，對由步驟(1)得到的濾渣或另一批冷凍的海藻進(jìn)行酸解，過濾得到酸解的濾液；(3)將酸解和堿解的濾液混合，即得到本發(fā)明的海藻提取液。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中所用的海藻可以是巖衣藻(AsophyllumNodosum)，巖藻屬(Fucus)，昆布類(Ecklonic maxima)和馬尾藻類(Sargassum)，特別是巨藻類(海帶，Kelp)，包括Macrocystis，Nereocystis，Laminaria，如日本海帶(Laminaria Japonica)和Laminaria digitata。這些海藻可以是天然生長的或人工養(yǎng)殖的，它們均可以采購得到。最優(yōu)選是人工養(yǎng)殖的日本海帶。
根據(jù)本發(fā)明，所述冷凍的海藻是指將海藻冷凍到至少-10℃。
在本發(fā)明中，所謂堿解是指在堿性條件下進(jìn)行水解。在堿解過程中，pH控制在8-10，pH過高即大于10，條件太劇裂，從而破壞了海藻中的有效成分，pH小于8，則不利海藻中適用堿性條件下提取的有效成分如各類植物調(diào)節(jié)素的釋放。優(yōu)選堿解的pH值為8.3-9.5。更優(yōu)選8.5-9.5。
本發(fā)明堿解過程的pH值可用常用的堿來進(jìn)行調(diào)節(jié)，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、磷酸氫鉀、磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸鉀、磷酸鈉及其混合物；優(yōu)選使用氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、磷酸氫鉀、磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀及其混合物；特別優(yōu)選使用K2HPO4和/或KH2PO4，最優(yōu)選使用K2HPO4和KH2PO4組成的緩沖溶液，這樣一方面可以更加有效地調(diào)節(jié)pH在所要求的pH范圍，另一方面由于磷酸鹽本身就是植物生長所需要的肥料，因此，在堿解之后磷酸鹽可以存在于濾液中而無需除去。冷凍海帶和堿性溶液的重量比并無嚴(yán)格限制，一般為從3∶1-1∶5，優(yōu)選1∶1-1∶2。
在堿解過程中，反應(yīng)的溫度控制在80-100℃。反應(yīng)溫度過低，勢必延長反應(yīng)時間，會造成有效成分的破壞；反應(yīng)溫度過高，也會極大破壞有效成分。優(yōu)選反應(yīng)溫度在85-100℃，更優(yōu)選在90-100℃。
本發(fā)明中，堿解過程的時間為10-30分鐘。時間太短，影響產(chǎn)品收率，而時間過長則會破壞有效成分。堿解的時間與所處理的冷凍海藻的粒度相關(guān)。通常，在進(jìn)行堿解時，將冷凍的海藻切成1-6厘米長的塊狀，如2-5厘米或2-3厘米。也可將冷凍的海藻切成粒度更小或更大。
本發(fā)明的堿解使多聚酚氧化酶，各種蛋白酶及其它破壞植物激動素的氧化酶失效，從而有利于提取植物激動素，同時避免了各類植物調(diào)節(jié)素失效或被分解破壞，充分提取了在堿性介質(zhì)中溶解的微量元素和生長調(diào)節(jié)素。
本發(fā)明的酸解可以在堿解完成以后對濾渣進(jìn)行酸解，也可以直接對另一批冷凍的海藻進(jìn)行酸解。優(yōu)選對堿解得到的濾渣進(jìn)行酸解，這樣可以更好地利用海藻資源，降低成本。
本發(fā)明的酸解過程pH為1.7-3.2。pH過高如大于3.2，不能充分提取能溶解在酸性介質(zhì)中的生長調(diào)節(jié)素和微量元素。pH小于1.7，則酸度過高，會破壞其中的有效成分。優(yōu)選的pH為2.0-3.0，更優(yōu)選的pH為2.2-2.8。酸性介質(zhì)的量并無嚴(yán)格限制，一般為冷凍海藻或堿解濾渣的0.5-5倍，優(yōu)選1-2倍。
本發(fā)明酸解過程pH可用常用的酸來調(diào)節(jié)，如鹽酸、硫酸、磷酸，也可以采用pH值在1.7-3.2之間的pH緩沖液來進(jìn)行。優(yōu)選使用鹽酸。
酸解一般在室溫下進(jìn)行，如0-40℃，優(yōu)選在5-35℃，最優(yōu)選在10-30℃下進(jìn)行。同樣，溫度過低，反應(yīng)速度過慢，會影響提取收率；而溫度過高，如大于40℃，會造成有效成分損失。本發(fā)明的酸解過程為10-40分鐘，時間太短，影響產(chǎn)品收率，而時間過長則會破壞有效成分。
如果既對海藻進(jìn)行堿解也進(jìn)行酸解，則必須先進(jìn)行堿解，再使用酸解。因?yàn)樗峤庵?，會形成大量凝膠，而不利堿性操作。在酸解完成之后，過濾得到酸解濾液。然后將堿解和酸解得到的濾液合并取得到本發(fā)明的提取液。如果需要，可以用上述的酸或堿等，將提取液的pH值調(diào)節(jié)至6.8-7.8，優(yōu)選7.0-7.5。
本發(fā)明的提取液中含有生長素類即吲哚類化合物、玉米素，赤霉素類化合物，細(xì)胞激動素類化合物，甘露醇，多聚酚，以及微量元素錳、鈷、鋯、鑭、銅、鋅、鐵、硼、鉬、鎂。
在堿解和酸堿過程中，進(jìn)行適度的攪拌，從而使原料與酸或堿充分接觸，更有利于有效成分的提取。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種復(fù)合肥料，其含有上述方法生產(chǎn)的海藻提取液和常用的肥料復(fù)配成分。
上述復(fù)合肥料中，海藻提取液的量可以按其用途和使用方式而定。通常海藻提取液占復(fù)合肥料的10-90％；，優(yōu)選10-50％，更優(yōu)選20-40％。
常用于肥料復(fù)配的成分包括但不限于尿素、氮肥(如硫酸氨)、磷肥、鉀肥、腐殖酸/鹽等及其混合物。優(yōu)選的復(fù)合肥料包括尿素和腐殖酸/鹽。
制備復(fù)合肥料的方法包括常用的復(fù)配方法，例如將上述海藻提取液混入上述的復(fù)配成分中，如果需要，再可以用上述的酸或堿等，將復(fù)合肥料的pH值調(diào)節(jié)至6.8-7.8，優(yōu)選7.0-7.5。
本發(fā)明的復(fù)合肥料可用于經(jīng)濟(jì)作物如黃瓜，西紅柿，油菜，芹菜，煙草，草莓，棉花，花生，甜瓜等和花卉的葉面施肥，也可用于浸種，如小麥浸種。對于移栽作物，在本發(fā)明的復(fù)合肥料稀釋400-800倍后，將幼苗根系浸潤后再移栽，這樣可以促進(jìn)幼苗成活和生長。
本發(fā)明復(fù)合肥料的使用方法是將復(fù)合肥料產(chǎn)品用水稀釋500-1000倍如600-800倍葉面噴施作物，或稀釋300-600如400-500倍用于浸種。也可以不經(jīng)復(fù)配直接將上述的海藻提取液稀釋來使用，對于噴施，其用量為每畝每次用量20-50毫升。但優(yōu)選使用上述的復(fù)合肥料，因?yàn)橥ㄟ^復(fù)配其可以提供更廣泛的養(yǎng)份。
本發(fā)明的復(fù)合肥料含有植物生長調(diào)節(jié)素，使用時，其量不能過大，施用的時期和量視不同的作物而定，例如對于葉類植物如卷心菜、菠菜、油菜，果菜類植物如黃瓜、西紅柿、草莓，每畝每次用量80-100毫升。
本發(fā)明的海藻提取液及其復(fù)合肥料具有許多作用(1)促進(jìn)植物根系發(fā)育，充分利用、吸收養(yǎng)份；(2)增加植物葉面積，提高光合作用；(3)增強(qiáng)土壤保水能力。因此，可以提高產(chǎn)量、促進(jìn)作物早熟、改良土壤、改善作物品質(zhì)，提高抗病蟲害抗寒能力延長保鮮期。
下面用具體實(shí)施例說明本發(fā)明，但并不是用來限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明做些調(diào)整和改變，但這些變化在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
實(shí)施例1在常壓下，取1kg冷凍的日本海帶，放入3kg pH控制在9.0±0.3的Na2CO3溶液中，適度進(jìn)行攪拌(100rpm)，溶液的溫度控制在95±2℃，反應(yīng)經(jīng)過20分鐘過濾；在25℃的室溫將所得濾渣加入等重量的pH為2.5的HCl溶液，適度進(jìn)行攪拌(100rpm)，并用0.01N的HCl控制pH值在2.5±0.3，反應(yīng)時間25分鐘，過濾；將兩步驟得到的濾液合并，得到本發(fā)明日本海帶提取液。
實(shí)施例2
在常壓下，取1kg冷凍的日本海帶，放入2kg K2HPO4-KH2PO4緩沖溶液(2mM)中，適度進(jìn)行攪拌(60rpm)，溶液pH通過加入0.01N NaOH溶液調(diào)節(jié)至9±0.3，控制溶液溫度在80℃30分鐘，然后過濾。在室溫，濾渣加入1kg pH為3.0的H2SO4溶液，經(jīng)適度攪拌(60rpm，10分鐘)過濾，將兩次過濾的濾液合并即得到本發(fā)明的日本海帶提取液。
實(shí)施例3在常壓下，取1Kg冷凍的鮮海帶，投入1Kg煮沸的K2HPO4-KH2PO4(0.01N)緩沖溶液中，用0.01N NaOH調(diào)節(jié)pH為8.3-8.5，攪拌下于90±3℃保持10-15分鐘，然后趁熱過濾得濾液(A)，濾渣留作酸解用。將濾渣與等重量的水混合，用2N的鹽酸調(diào)節(jié)pH為2-3.0室溫攪拌40分鐘，過濾得濾液(B)。然后，將兩次過濾的濾液A和B混合得到本發(fā)明的提取液。在上述的提取液中，加入0.75Kg的尿素，0.75Kg的腐殖酸，再用0.01NK2HPO4-KH2PO4緩沖溶液把混合液稀釋到5千克，該黑褐色液體即為最終復(fù)合肥產(chǎn)品，比重為1.08-1.12g/cm3，pH＝7.3-7.5。
實(shí)施例4按實(shí)施例1的方式制得提取液，然后加入0.5kg尿素，0.5kg腐殖酸鹽，并加入0.01N K2HPO4-KH2PO4至5kg，調(diào)節(jié)復(fù)合肥料pH為7.1。
效果實(shí)施例施用方法用上述實(shí)施例3的復(fù)合肥料以每次80毫升，稀釋600倍施用。用于油菜、芹菜時，在萌發(fā)或三葉期噴第一次，以后每隔1-2周再噴，共3-4次。對黃瓜、西紅柿、煙草、草莓、棉花、甜瓜或西瓜等，萌發(fā)后噴第一次，移栽緩苗后噴第二次，開花前噴第三次，開花1-2周后噴第4次，共4次。對于花生、大豆等，萌發(fā)后真葉出現(xiàn)時噴第一次，開花前噴第2次，開花1-2周后噴第3次。對于花卉，種子萌發(fā)后至開花前噴2-3次。
(i)對黃瓜，西紅柿，油菜，芹菜等，施用上述海帶提取液復(fù)合肥料，增產(chǎn)10-20％，果菜類收獲期提早5-7天，保鮮期延長。
(ii)對煙草，草莓，棉花，花生，甜瓜，西瓜等施用本產(chǎn)品，增產(chǎn)10-20％。甜瓜、西瓜甜度增加。
(iii)使用上述的復(fù)合肥料稀釋液進(jìn)行小麥浸種，增產(chǎn)10～15％。
(iv)施用于花卉(劍蘭)提早開花4-7天，花梗不易折斷。
權(quán)利要求
1.一種用于促進(jìn)植物生長的海藻提取液的生產(chǎn)方法，其包括下列步驟(1)在常壓下，在溫度為80-100℃，優(yōu)選85-100℃，更優(yōu)選90-100℃，pH為8-10，優(yōu)選8.3-9.5，更優(yōu)選8.5-9.5的條件下，對冷凍的海藻進(jìn)行堿解，然后過濾，得到堿解的濾液(A)和濾渣；(2)在常壓下，在室溫，優(yōu)選5-35℃，更優(yōu)選10-30℃，pH為1.7-3.2，優(yōu)選2.0-3.0，更優(yōu)選2.2-2.8下，對步驟(1)得到的濾渣或另一批冷凍的海藻進(jìn)行酸解，然后過濾，得到酸解的濾液(B)；(3)將堿解的濾液(A)和酸解的濾液(B)混合即得到本發(fā)明的海藻提取液。
2.權(quán)利要求1的方法，其中堿解的時間為5-30分鐘，優(yōu)選10-25分鐘。
3.權(quán)利要求2的方法，其中酸解的時間為10-40分鐘，優(yōu)選15-30分鐘。
4.權(quán)利要求1的方法，其中的海藻為日本海帶。
5.權(quán)利要求1-4之一的海藻提取液。
6.一種復(fù)合肥料，其含有權(quán)利要求1-5之一的海藻提取液和常用肥料復(fù)配的成分。
7.權(quán)利要求6的復(fù)合肥料，所述的海藻提取液為海帶提取液。
8.權(quán)利要求7的復(fù)合肥料，所述的肥料復(fù)配成分為尿素、腐殖酸和磷酸鉀鹽類。
9.權(quán)利要求1-4的海藻提取液在調(diào)節(jié)植物生長中的應(yīng)用。
10.一種調(diào)節(jié)植物生長的方法，包括給植物施加權(quán)利要求1-4的提取液和/或權(quán)利要求6-8的復(fù)合肥料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種海藻提取液的生產(chǎn)方法,其包括:(1)在常壓、80—100℃,pH=8—10的條件下對冷凍的海藻進(jìn)行堿解;(2)在常壓,室溫,pH=1.7—3.2的條件下,進(jìn)行酸解;(3)合并濾液得到本發(fā)明的海帶提取液。本發(fā)明還提供一種復(fù)合肥料及其在調(diào)節(jié)植物生長中的應(yīng)用。
文檔編號C05F11/10GK1269339SQ9910354
公開日2000年10月11日 申請日期1999年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月1日
發(fā)明者方同光, 吳秋紉, 李根深 申請人:美國金秋公司