一种复配多肽肥的应用

技术领域

本发明属于蛋白废弃物的处理及资源化利用技术领域，具体涉及一种蛋白多肽肥的应用。

背景技术

在我国的农业经济发展中烟草种植具有重要地位。但是近几年数据显示，我国烟草种植面积已呈现逐年递减的趋势，究其原因，尿素、含酸根化肥的不科学使用导致土壤酸化，严重影响作物的生长发育与品质，土壤酸化严重无疑是其中一个关键因素。有研究表明，在过去30年间，强酸性土壤的面积增加了79.3个百分点；植烟土壤中pH值＜5.0的强酸性土壤占样本总数的34.3％，但是在植烟土壤中仅有28.6％样本数的土壤pH值在优质烟草生长pH值5.5-6.5范围之内。土壤酸化会导致土壤中养分流失，导致烟叶产量及品质下降,烟草病虫害增加,烟叶安全性降低，不利于烟草行业的发展。

目前，在pH值＜5.0的强酸性土壤中种植烟草使用的肥料基本不能使用有机肥，化肥，只能使用烟草专用肥，其成分为硝酸钾，硝酸铵，和过磷酸氢铵的混合物。主要氮源为铵态氮、硝态氮。长期，过多使用硝态氮、铵态氮会影响土壤结构微生态种群，以及产生温室气体等负面效果。

由蛋白废弃物制取的肽类物质在许多植物生长上表现出很好的性能，而且不会有烟草专用肥的负面效果。但是，在采用本申请人的中国专利201410246535(一种鸭血肽的制备方法及鸭血肽在种植鸭血茶的应用)和中国专利申请CN201610016330-(一种巯基肽及其制备方法和应用)的制品，用于强酸性土壤中种植烟草时，结果在烟草产量，提升烟叶品质等方面，都不如现有的烟草专用肥。

因此，如何在强酸性土壤中种植烟草，选择比烟草专用肥更好用的蛋白肽类烟草种植肥，能够扩大烟草产量，提升烟叶品质，是我们思考并需要解决的问题。

发明内容

本发明的任务是选择一种比现有烟草专用肥更有优势的肽类烟草种植肥，能在pH值＜5.0的强酸性土壤中种植烟草使用，具有来源广，便捷，环保的优点。

本发明的技术方案是：一种复配多肽肥的应用，其特征在于：每年3-4月10日期间，旋耕pH值＜5.0的强酸性土壤，每亩种植烟株1000-1100株，按照每亩含氮量6-6.5kg施加复配多肽肥料，作为底肥施加，一年仅仅施加一次，无需使用其他任何肥；

所述的复配多肽肥料，包括平均分子量大于20000道尔顿的多肽，氧化钾和过磷酸钙，氧化钾含量是蛋白废弃物含氮量的3.0-3.2倍；五氧化二磷含量是蛋白废弃物含氮量1.5-2.0倍。

多肽的制法：将含蛋白废弃物(植物饼粕、食品工厂污泥、动物毛发、蹄角、血液等)按照重量比添加4-5％氢氧化钾，按重量比配制成含水量30-50％的蛋白废弃物-氢氧化钾混合物后，输入反应釜，蒸汽加热至180-220℃，保温3-4小时，出料、自然干燥、粉碎成颗粒状。

本发明的产量与烟草专用肥相似或有效烟叶数大于烟叶专用肥，土壤品质得到改良，克服烟草专用肥过多使用硝态氮、铵态氮而影响土壤结构微生态种群，以及产生温室气体等负面效果。

本发明的优点：

本发明选用复配多肽肥料，颗粒状，方便运输与种植户的使用，作为底肥施加，一年仅仅施加一次即可种植出优质烟叶，整个生长期内(烟叶生长周期150天左右)不再施肥，一次性施肥即可完成种植目的，而且无需使用任何其他肥，省力，省钱，方便。

复配多肽肥料具有如下优点：

1、完全取代烟草专用肥，无需使用其他任何肥。

2、与烟草专用肥CK相比，施加复配多肽可以提升烟草根系活力，比CK至少提高了4.31ug/(g*h)，最高相差43.57ug/(g*h)；

3、复配多肽显著提升了云烟87烟叶的生理指标、烟叶品质。通过测定烟叶的叶绿素变化表明，复配多肽组烟草叶绿素含量比烟草专用肥CK提高1.07SPAD；最后复配多肽组经烘烤后的烟草上中等烟叶的比例达到91.10％，比CK高了2.00％，产量(195.4公斤/亩)比CK高了6.3公斤/亩，产值达到5099.94元/亩，比CK高出202.25元/亩，且复配多肽烤后中部烟叶的烟碱含量比CK高出1.15％，其所制成的香烟口感更好。

4、复配多肽显著提升了土壤脲酶活性、土壤磷酸酶活性，土壤过氧化氢酶活性和土壤蔗糖酶活性，比CK分别高了0.12mg/g/h、0.15mg/g/h，0.08ml/g/h和2.45mg/g/h。还能改善酸化土壤的微生态种群结构，提高芽孢杆菌等喜碱环境菌群数量(比CK增加1.40％)，增加土壤微生物群落数量(比CK高5个微生物种群)。

附图说明

图1.1各时期不同处理烟草根系活力变化趋势

图1.2各时期不同处理烟草根系活力差异

图1.3各时期不同处理烟草根系长度变化趋势

图1.4各时期不同处理烟草根系长度差异

图1.5各时期不同处理烟草根系体积变化趋势

图1.6各时期不同处理烟草根系体积差异

图1.7各时期不同处理烟草根部氮含量变化趋势

图1.8各时期不同处理烟草根部氮含量差异

图1.9各时期不同处理烟草根部磷含量变化趋势图1.10各时期不同处理烟草根部磷含量差异图1.11各时期不同处理烟草根部钾含量变化趋势图1.12各时期不同处理烟草根部钾含量差异

图1.13各时期不同处理烟草根部钙含量变化趋势图1.14各时期不同处理烟草根部钙含量差异

图2.1烟草各时期不同处理叶片氮含量变化趋势图2.2烟草各时期不同处理叶片氮含量差异图2.3烟草各时期不同处理叶片磷含量变化趋势图2.4烟草各时期不同处理叶片磷含量差异图2.5烟草各时期不同处理叶片钾含量变化趋势图2.6烟草各时期不同处理叶片钾含量差异图2.7烟草各时期不同处理叶片钙含量变化趋势图2.8烟草各时期不同处理叶片钙含量差异图2.9烟草各时期不同处理茎部氮含量变化趋势图2.10烟草各时期不同处理茎部氮含量差异图2.11烟草各时期不同处理茎部磷含量变化趋势图2.12烟草各时期不同处理茎部磷含量差异图2.13烟草各时期不同处理茎部钾含量变化趋势图2.14烟草各时期不同处理茎部钾含量差异图2.15烟草各时期不同处理茎部钙含量变化趋势图2.16烟草各时期不同处理茎部钙含量差异图2.17各时期不同处理烟草叶绿素含量变化趋势图2.18各时期不同处理烟草叶绿素含量差异

具体实施方式

实验对照表

处理1、2和4的多肽，制备方式：将含蛋白废弃物(植物饼粕、食品工厂污泥、动物毛发、蹄角、血液等)按照重量比添加4-5％氢氧化钾，按重量比配制成含水量30-50％的蛋白废弃物-氢氧化钾混合物后，输入反应釜，蒸汽加热至180-220℃，保温3-4小时，出料、自然干燥、粉碎成颗粒状，即得到平均分子量22000±2％道尔顿的多肽。

处理3制备方式1：将含蛋白废弃物(植物饼粕、食品工厂污泥、动物毛发、蹄角、血液等)按照重量比添加4-5％氢氧化钾，按重量比配制成含水量30-50％的蛋白废弃物-氢氧化钾混合物后；同时加入硫酸钾，其氧化钾含量是蛋白废弃物含氮量的3.0-3.2倍；再加入过磷酸钙，其五氧化二磷含量是蛋白废弃物含量1.5-2.0倍；输入反应釜，蒸汽加热至180-220℃，保温3-4小时，出料、自然干燥、粉碎成颗粒，即得到平均分子量22000±2％道尔顿的多肽复配肥料--复配多肽。

处理3制备方式2：将含蛋白废弃物(植物饼粕、食品工厂污泥、动物毛发、蹄角、血液等)按照重量比添加4-5％氢氧化钾，按重量比配制成含水量30-50％的蛋白废弃物-氢氧化钾混合物后；输入反应釜，蒸汽加热至180-220℃，保温3-4小时，出料、自然干燥、粉碎成颗粒，即得到平均分子量大于20000道尔顿的多肽；

再加入硫酸钾，其氧化钾含量是蛋白废弃物含氮量的3.0-3.2倍；加入过磷酸钙，其五氧化二磷含量是蛋白废弃物含量1.5-2.0倍；三者混合即得到平均分子量22000±2％道尔顿的多肽复配肥料--复配多肽。

以下实验数据中，处理3为制备方式1。

田间采用大区对比试验，每个处理共种植120株，采用单株重复原则，共120个重复，每亩植烟1010株，株行距55cm×120cm，施肥处理方式如处理1-4和对照组CK所示，有磷钾时，以含氮量为基准，N：P

3月15日播种，发苗用时55天，5月10日移栽大田，6月1日开始农艺性状测量，6月11日开始烟草叶绿素及土壤基本指标测定。在不同时期取样，共六个时期，分别是：伸根期，团棵期，旺长期，现蕾期，打顶期和成熟期。将烟草地上部分和根部烘干，装袋保存，并取土样放入-80℃冰箱保存，以待土壤酶活，氮磷钾钙含量及植物各部分氮磷钾钙含量的测定。

尿素、含酸根化肥的不科学使用导致土壤酸化，严重影响作物的生长发育与品质，其影响原理主要是基于土壤的酸化导致pH值降低至4.20-4.33，引起土壤微生物种群数量降低、有机质及其氮磷钾含量降低，从而抑制作物根系发育与作物生长、降低作物品质等系列问题。基于此现状，以利川市柏杨镇强酸性土壤为种植基地，以课题组制备的蛋白多肽(蛋白氮)为研究肥料，以烟草专用肥(CK，主要氮源为铵态氮、硝态氮)为对照。利用“云烟87”为研究作物，全面研究蛋白多肽及其复配组合对烟叶种植的根系发育、烟叶农艺性状、生理指标、土壤改良、烘烤品质等参数，为土壤改良、优质烟叶种植等建立技术基础，也为烟草专用肥制备建立新的技术储备。具体研究结论如下：

1.复配多肽对云烟87根部活力的影响研究。以100kg/亩(含氮12.0kg)、60kg/亩(含氮7.2kg)单一多肽分别设为处理1、处理2，多肽配施烟草专用肥同量磷钾为复配多肽-处理3(含氮6.0kg)，烟草专用肥为基肥添加多肽作追肥设为处理4(总氮6.5kg)，烟草专用肥组(CK,含氮6.5kg)为对照，系统研究几种组合对云烟87的根系活力、根系生长及其生理指标影响。结果表明，与烟草专用肥相比，施加多肽可以提升烟草根系活力，而复配多肽(处理3)在多肽处理组中效果最好，比CK至少提高了4.31ug/(g*h)，最高相差43.57ug/(g*h)；通过测定烟草根部所含氮、磷、钾、钙的研究中(参见图1.8-1.14)，复配多肽在烟草生长各个时期(团棵期、旺长期、现蕾期、打顶期、成熟期)均高于烟草专用肥，其最后(成熟期)测量的氮、磷、钾、钙分别比CK提高了1.42g/Kg、0.39g/Kg、1.87g/Kg、1.87g/Kg，这表明多肽及其复配组合具有作为优质烟叶种植有机肥的基础，克服强酸性土壤难以利用常规有机堆肥进行烟叶种植的缺点；通过测定复配多肽的根系长度和根系体积表明，在前期略低于烟草专用肥，但差异未达显著水平，且在后期(成熟期)复配多肽根系长度和体积超过CK，分别提高了1.8cm和53.33cm3。

从图1.1和1.2中可以看出，单独施加多肽(处理1、处理2)在前期对烟草根系活力影响不明显，后期才逐渐升高，但烟草生长发育有受到较大影响；且将多肽作为追肥(处理4)施加也具有增加根系活力的作用；而复配多肽(处理3)则对烟草根系活力有着显著的促进作用。

2.复配多肽对云烟87农艺性状的影响研究。参见图1.3-1.6，研究表明，几组多肽组合中复配多肽(处理3)对云烟87农艺性状的影响效果与烟草专用肥CK类似。复配多肽组在生长前期的单株叶片数不如烟草专用肥CK，差异不显著，分别为5.5片、6.5片，但后期(成熟期)测量的结果是复配多肽平均叶片数比烟草专用肥CK多了0.6片；复配多肽叶片的最大叶长与叶宽在前期也低于CK，但在打顶期时比烟草专用肥CK分别高了3.83cm和1.13cm，最后测量时(成熟期86.00cm、28.33cm)的叶长、叶宽略小于CK(88.67cm、29.50cm)；而复配多肽的烟草株高和地上部分鲜干重在各个时期均低于烟草专用肥(成熟期为134.33cm、1692.30g、377.50g)；上述农艺性状表明，烟草专用肥所含铵态氮、硝态氮对烟草株高、叶长具有促进作用，但也存在株高而叶片的间距较大问题，因而导致叶片数低于多肽组合(处理3)，同时专用肥的烟叶表面粗糙，具有较多斑块状黄斑，影响烟叶品质，综合评价，多肽有机肥具有满足烟草种植行业所追求的“优质适产”潜力。

3.复配多肽对云烟87地上部分的生理指标及经济指标的影响。参见图2.1-2.18研究表明，与烟草专用肥相比，复配多肽(处理3)在烟草旺长期以后，其烟叶和茎部的氮、磷、钾、钙含量方面均有所提高，最终(成熟期)测定时，复配多肽烟叶的氮含量比CK提高0.40g/Kg、磷含量高1.15g/Kg、钾含量高3.80g/Kg、钙含量高5.75g/Kg；而相比之下，复配多肽组合的茎部氮含量提高0.15g/Kg、磷含量高0.12g/Kg、钾含量高0.40g/Kg、钙含量高3.35g/Kg，表明复配多肽显著提升了云烟87烟叶的生理指标、烟叶品质；通过测定烟叶的叶绿素变化表明，复配多肽组烟草叶绿素含量比烟草专用肥提高1.07SPAD；最后复配多肽组经烘烤后的烟草上中等烟叶的比例达到91.10％，比CK高了2.00％，产量(195.4公斤/亩)比CK高了6.3公斤/亩，产值达到5099.94元/亩，比CK高出202.25元/亩，且复配多肽烤后中部烟叶的烟碱含量比CK高出1.15％，其所制成的香烟口感更好，综合参数表明，复配多肽具有生产出优质烟叶、提高经济指标的肥效基础。

4.复配多肽对云烟87种植土壤的影响研究。研究结果表明，在相同氮磷钾含量背景下，复配多肽显著提高了土壤全氮、全磷、全钾、全钙含量，分别比烟草专用肥提高了0.13g/Kg、0.01g/Kg、1.77g/Kg、1.65g/Kg；通过测定不同时期的土壤酶活性，发现复配多肽显著提升了土壤脲酶活性、土壤磷酸酶活性和土壤过氧化氢酶活性，比CK分别高了0.12mg/g/h、0.15mg/g/h和0.08ml/g/h，而在土壤蔗糖酶活性方面，前期复配多肽低于CK，但后期(成熟期)比CK高了2.45mg/g/h；通过测定的复配多肽组土壤pH值表明，前期与烟草专用肥之间差异不大(团棵期为4.56、4.65)，但后期(成熟期)显著比CK提高0.10个单位；在土壤水分和土壤温度的测定中，复配多肽比CK分别显著增加了2.70％和0.6℃；在复配多肽对土壤微生物种群变化方面，复配多肽还能改善酸化土壤的微生态种群结构，提高芽孢杆菌等喜碱环境菌群数量(比CK增加1.40％)，增加土壤微生物群落数量(比CK高5个微生物种群)。

由于目前烟草专用肥，饼肥，有机肥，以及现有蛋白肽类肥等肥料无法解决强酸性土壤条件下生产出优质烟叶的问题，另外烟草专用肥所含有的铵态氮、硝态氮会导致土壤板结及氮元素的流失，氨气的挥发造成的空气污染等问题，本发明提出一种能解决上述问题的优质肥料，本发明的复配多肽方便运输与种植户的使用，可达到烟叶种植时间150天左右不施肥(烟叶生长周期)，一次性施肥即可完成种植目的。通过蛋白多肽及其复配组合对烟叶种植的根系发育、烟叶农艺性状、生理指标、土壤改良、烘烤品质等参数的调控研究，表明本发明的复配多肽具有有机肥的特性，同时又能满足烟叶种植肥料要求，复配多肽具有改良土壤、保温、保湿、速效性，能满足“优质适产”的行业种植需求和代替主要含有铵态氮、硝态氮的肥料潜力。