一种含聚谷氨酸的甘薯专用肥及其制备方法

1.本发明涉及农业肥料技术领域，具体涉及一种含聚谷氨酸的甘薯专用肥及其制备方法。


背景技术：

2.甘薯作为粮食、能源作物备受人们关注。现在，甘薯在我国的种植面积仅次于水稻、小麦、玉米，居第四位。现代甘薯种植中，施用的肥料不能被甘薯完全吸收，肥料配比上也忽略了中微量元素的补充，既造成甘薯产量低，又造成肥料浪费，所以需要研发甘薯专用肥改善种植环境。
3.目前，甘薯专用肥多聚焦于甘薯的生长，忽视了肥料对土壤的影响，而甘薯加工废水排放更是直接影响下一年度甘薯产量，所以肥料也需要对土壤进行改善，从而保障甘薯的良好生长。
4.鉴于此，目前亟待提出一种甘薯专用肥，以增加甘薯对肥料的利用率、提高甘薯产量、改善甘薯的种植土壤。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种含聚谷氨酸的甘薯专用肥，解决现有技术中的肥料用于甘薯种植时不能充分吸收、甘薯产量低的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
7.一种含聚谷氨酸的甘薯专用肥，包括如下重量份的原料：聚谷氨酸发酵液0.1-5份、聚天冬氨酸1-5份、谷胱甘肽0.1-5份、氮肥10-25份、磷肥10-30份、钾肥15-35份、镁肥1-15份、锌肥1-10份、锰肥0.5-5份、硼肥0.5-5份。
8.优选地，所述含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液0.1-1份、聚天冬氨酸1-3份、谷胱甘肽0.1-1份、氮肥10-20份、磷肥20-30份、钾肥15-25份、镁肥1-10份、锌肥1-5份、锰肥0.5-3份、硼肥0.5-3份。
9.优选地，所述含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液0.4份、聚天冬氨酸2.4份、谷胱甘肽0.4份、氮肥13份、磷肥23份、钾肥20份、镁肥8份、锌肥2份、锰肥1份、硼肥1份。
10.优选地，所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸含量为10-25wt％。
11.优选地，所述谷胱甘肽为氧化型谷胱甘肽。
12.优选地，所述氮肥为尿素；所述磷肥为过磷酸钙；所述钾肥为硫酸钾。
13.优选地，所述氮肥为氮含量45-50wt％的尿素；所述磷肥为p2o5含量10-15wt％的过磷酸钙；所述钾肥为k2o含量48-52wt％的硫酸钾。
14.优选地，所述镁肥为硫酸镁；所述锌肥为硫酸锌；所述锰肥为硫酸锰；所述硼肥为硼砂。
15.优选地，所述镁肥为镁含量8-12wt％的硫酸镁；所述锌肥为锌含量20-25wt％的硫
酸锌；所述锰肥为含锰量35-40wt％的硫酸锰；所述硼肥为含硼量10-15wt％的硼砂。
16.本发明所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，即得。
17.优选地，所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，具体包括如下步骤：
18.(1)按重量份取氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，粉碎，得到第一混合粉末；按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽，混合均匀，干燥后粉碎，得到第二混合粉末；
19.(2)取步骤(1)中的所述第一混合粉末、第二混合粉末，混合均匀，再进行造粒、烘干、包装，即得。
20.优选地，步骤(2)中，所述造粒采用成球造粒机，在50-80℃下进行造粒。
21.本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
22.(1)本发明的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，营养物质全面，肥料配比合理，其中大量元素与微量元素含量适宜大部分品种甘薯的生长，能将各元素效力发挥至最大。添加的营养物质单纯，肥料成本低廉，制肥过程简单，施肥方式简便，可大大提高甘薯的产量和品质。
23.(2)本发明的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，采用聚谷氨酸、聚天冬氨酸、谷胱甘肽联合使用，使肥料的保水能力强、化肥利用率高，能够富集营养成分、促进作物根系生长和蛋白质合成，用于甘薯种植时大大提高了甘薯的产量。
24.具体而言，聚谷氨酸、聚天冬氨酸、谷胱甘肽同为氨基酸类的物质，都具有生物相容性好的特点。高分子材料的聚谷氨酸和聚天冬氨酸，是易降解的生物降解材料，随肥料施入土壤中可自然分解，生成氨基酸，最终被植物吸收利用，对环境无毒，对作物无害，不会造成二次污染。谷胱甘肽是一种由l-半胱氨酸、l-谷氨酸、甘氨酸形成的肽，不仅存在于人体中，而且存在于其它动物、植物、微生物等多种生物体内，参与活性氧的清除作用、解毒作用、氨基酸代谢等，对生物体是重要的化合物。一方面，聚谷氨酸、聚天冬氨酸、谷胱甘肽同为氨基酸类的物质可以为甘薯提供合成蛋白质所需的氨基酸，另一方面，谷胱甘肽参与生物的氨基酸代谢过程，在甘薯的蛋白质合成过程中，可促进氨基酸的分解代谢和合成代谢。更为重要的是，甘薯作为根茎类经济作物，根部吸收养分能力直接影响甘薯产量。而聚谷氨酸分子含有大量羧基基团，呈现电负性，可与nh
4+
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+
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2+
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2+
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2+
等元素螯合，携带、输送氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥中的营养成分，使其富集于植物根部，刺激根毛的新生和根系的生长，从而提升甘薯吸收养分的能力，达到增产的效果，提高化肥利用率。
25.同时，聚谷氨酸分子与聚天冬氨酸都具有超强亲水性基团，且均为氨基酸类物质，具有较高的相容性，可产生分子链相互缠绕的现象，通过聚天冬氨酸与聚谷氨酸的互相缠绕，能充分保持土壤中的水分，改进黏重土壤的膨松度及空隙度、改善砂质土壤的保肥与保水能力。谷胱甘肽一方面可以促进聚谷氨酸分子与聚天冬氨酸保水性能的发挥，在干旱时还可直接或间接地清除体内的自由基和过氧化物,降低氧化损伤以维持机体的稳定，也就是，在甘薯的生长过程中，由聚谷氨酸分子与聚天冬氨酸的亲水性基团相互缠绕，保持土壤中的水分稳定，从而为甘薯提供稳定的水分环境，而谷胱甘肽则调节甘薯在干旱缺水的情况下出现的氧化损伤，保持甘薯根茎部的稳定，避免因缺水造成的减产。另外，植物在吸收
养分的过程中,土壤和水中的重金属被植物吸收后,对植物的生长产生不利的影响，过量重金属进入植物体内，易对植物细胞膜系统造成伤害，进而影响细胞器的结构与功能，使其体内的各种生理生化过程发生紊乱。如植物叶绿素的合成受到抑制或遭到破坏，可使植物叶绿素含量下降，植物生长相关的酶活性受到影响等，从而使植物的光合作用降低，吸收受到抑制，导致供给植物生长的物质和能量减少。而聚谷氨酸、聚天冬氨酸可螯合土壤和水中的重金属，减少重金属残留，谷胱甘肽可结合植物机体内的重金属,使之排出体外。三者联用大大降低了甘薯种植中的重金属危害。
具体实施方式
26.本发明各实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品，不同厂家、型号的原料并不影响本发明技术方案的实施及技术效果的实现。
27.实施例1
28.本实施例的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液5份、聚天冬氨酸3份、谷胱甘肽2.5份、氮肥25份、磷肥20份、钾肥25份、镁肥15份、锌肥1份、锰肥2.7份、硼肥5份。
29.其中，所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸含量为17wt％；所述谷胱甘肽为氧化型谷胱甘肽；所述聚天冬氨酸为含量为75％的聚天冬氨酸；所述氮肥为氮含量46wt％的尿素；所述磷肥为p2o5含量14wt％的过磷酸钙；所述钾肥为k2o含量50wt％的硫酸钾；所述镁肥为镁含量10wt％的硫酸镁；所述锌肥为锌含量23wt％的硫酸锌；所述锰肥为含锰量36wt％的硫酸锰；所述硼肥为含硼量11wt％的硼砂。
30.需要说明的是，本实施例所述的所述聚谷氨酸发酵液可采用现有技术中已知市售的产品，也可以采用中国专利文献cn109234328a中公开的生产γ-聚谷氨酸的方法中制备得到的聚谷氨酸发酵液。
31.本实施例所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，即得。
32.实施例2
33.本实施例的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液0.1份、聚天冬氨酸5份、谷胱甘肽0.1份、氮肥10份、磷肥30份、钾肥35份、镁肥8份、锌肥5份、锰肥0.5份、硼肥2.7份。
34.其中，所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸含量为25wt％；所述谷胱甘肽为氧化型谷胱甘肽；所述聚天冬氨酸为含量为80％的聚天冬氨酸；所述氮肥为氮含量46wt％的尿素；所述磷肥为p2o5含量14wt％的过磷酸钙；所述钾肥为k2o含量50wt％的硫酸钾；所述镁肥为镁含量10wt％的硫酸镁；所述锌肥为锌含量23wt％的硫酸锌；所述锰肥为含锰量36wt％的硫酸锰；所述硼肥为含硼量11wt％的硼砂。
35.本实施例所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，即得。
36.实施例3
37.本实施例的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液2.5份、聚天冬氨酸4份、谷胱甘肽5份、氮肥20份、磷肥12份、钾肥19份、镁肥1份、锌肥10份、锰肥5份、硼肥0.5份。
38.其中，所述聚谷氨酸发酵液中的聚谷氨酸含量为10wt％；所述谷胱甘肽为氧化型谷胱甘肽；所述聚天冬氨酸为含量为70％的聚天冬氨酸；所述氮肥为氮含量46wt％的尿素；所述磷肥为p2o5含量14wt％的过磷酸钙；所述钾肥为k2o含量50wt％的硫酸钾；所述镁肥为镁含量10wt％的硫酸镁；所述锌肥为锌含量23wt％的硫酸锌；所述锰肥为含锰量36wt％的硫酸锰；所述硼肥为含硼量11wt％的硼砂。
39.本实施例所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，即得。
40.实施例4
41.本实施例的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液0.1份、聚天冬氨酸1份、谷胱甘肽0.1份、氮肥10份、磷肥20份、钾肥25份、镁肥1份、锌肥1份、锰肥3份、硼肥0.5份。
42.其中，本实施例所述聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，采用与实施例1规格相同的原料。
43.所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：
44.(1)按重量份取氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，粉碎，得到第一混合粉末；按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽，混合均匀，干燥后粉碎，得到第二混合粉末；
45.(2)取步骤(1)中的所述第一混合粉末、第二混合粉末，混合均匀，再采用成球造粒机在50℃下进行造粒，最后，烘干、包装，即得。
46.实施例5
47.本实施例的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液1份、聚天冬氨酸2份、谷胱甘肽1份、氮肥20份、磷肥30份、钾肥15份、镁肥10份、锌肥5份、锰肥0.5份、硼肥3份。
48.其中，本实施例所述聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，采用与实施例1规格相同的原料。
49.所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：
50.(1)按重量份取氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，粉碎，得到第一混合粉末；按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽，混合均匀，干燥后粉碎，得到第二混合粉末；
51.(2)取步骤(1)中的所述第一混合粉末、第二混合粉末，混合均匀，再采用成球造粒机在65℃下进行造粒，最后，烘干、包装，即得。
52.实施例6
53.本实施例的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，由如下重量份的原料制成：聚谷氨酸发酵液0.4份、聚天冬氨酸2.4份、谷胱甘肽0.4份、氮肥13份、磷肥23份、钾肥20份、镁肥8份、锌肥
2份、锰肥1份、硼肥1份。
54.其中，本实施例所述聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽、氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，采用与实施例1规格相同的原料。
55.所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的制备方法，包括如下步骤：
56.(1)按重量份取氮肥、磷肥、钾肥、镁肥、锌肥、锰肥、硼肥，混合均匀，粉碎，得到第一混合粉末；按重量份取聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽，混合均匀，干燥后粉碎，得到第二混合粉末；
57.(2)取步骤(1)中的所述第一混合粉末、第二混合粉末，混合均匀，再采用成球造粒机在80℃下进行造粒，最后，烘干、包装，即得。
58.实施例7
59.本实施例与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：聚天冬氨酸的重量份为1份。
60.实施例8
61.本实施例与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：聚谷氨酸发酵液的重量份为1份。
62.实施例9
63.本实施例与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：谷胱甘肽的重量份为1份。
64.对比例1
65.本对比例中的甘薯专用肥，与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：不包括聚谷氨酸发酵液，本对比例采用相同的制备方法制得。
66.对比例2
67.本对比例中的甘薯专用肥，与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：不包括聚天冬氨酸，本对比例采用相同的制备方法制得。
68.对比例3
69.本对比例中的甘薯专用肥，与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：不包括谷胱甘肽，本对比例采用相同的制备方法制得。
70.对比例4
71.本对比例中的甘薯专用肥，与实施例6采用的原料、原料的用量相同，区别仅在于：不包括聚谷氨酸发酵液、聚天冬氨酸、谷胱甘肽，本对比例采用相同的制备方法制得。
72.效果对比例
73.为验证本发明所述的含聚谷氨酸的甘薯专用肥的技术效果，进行以下试验：
74.(一)甘薯种植试验
75.本试验的地点位于河北省秦皇岛市卢龙县，种植甘薯品种为脱毒卢选一号与烟薯25(采购自秦皇岛市卢龙县)。选取大小相同的地，每个品种进行六块地种植，分别施用实施例1-9和对比例1-4制成的肥料。所有试验组的肥料使用量相同，都作为基肥一次性施用，生长期间不再追肥。每个品种的六块地中，控制浇水量，设置浇水4h约20立方米的三块地作为足水组；设置浇水3h约15立方米的另外三块地作为缺水组。除施肥管理、浇水管理外,其他管理均相同。甘薯收获时对每块地的甘薯进行称重、测量，计算平均亩产量；
76.亩产结果如下：
[0077][0078][0079]
(二)土壤保水能力试验
[0080]
本试验的地点位于河北省秦皇岛市卢龙县，种植甘薯品种为脱毒卢选一号(采购自秦皇岛市卢龙县)。选取同一片土地，进行相同面积划分处理，分别施用实施例1-9和对比例1-4制成的肥料。所有试验组的肥料使用量相同，都作为基肥一次性施用，生长期间不再追肥。除施肥管理外,其他管理均相同。甘薯种苗第一次浇水后进行初始土壤水分含量检测，每隔30d再进行一次检测土壤中的水分含量。
[0081][0082]
由甘薯种植试验的足水组之间的对比可知，本发明的含聚谷氨酸的甘薯专用肥，具有保水能力强、化肥利用率高的特点，能够富集营养成分、促进作物根系生长和蛋白质合成，用于甘薯种植时大大提高了甘薯的产量。由缺水组之间的对比可知，甘薯专用肥中不包含谷胱甘肽的对比例3、4，其甘薯产量显著低于包含谷胱甘肽的实施例1-9、对比例1-2，可见，谷胱甘肽对于缺水状态下的减产有显著的抑制效果。另外，由土壤保水能力试验的结果可知，实施例1-9的土壤保水能力显著高于对比例1-4，尤其是实施例6，聚谷氨酸、聚天冬氨酸、谷胱甘肽的用量比为1:6:1时，甘薯专用肥的土壤保水能力最佳。结合缺水组的实施例1-9的甘薯产量均高于对比例1-2的实验结果，可见聚谷氨酸、聚天冬氨酸、谷胱甘肽的联用，对于土壤的水分保持具有协同效应。
[0083]
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。