[发明专利]一种水培营养液及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有γ-聚谷氨酸和稀土元素的水培营养液及其制备方法和应用，属于混合肥料应用领域。

背景技术

水培营养液是采用环境生物生态共生技术和菌根共生原理经生物发酵、化学螯合、物理活化等工艺合成的一种新型水培植物营养液，具有植物营养和水质改善的功效，可代替土壤向植物提供水、肥、气、热等生长因子，能满足水培植物生长所需的条件。

水培(Water Culture)是指植物根系直接生长在营养液液层中的一种无土栽培方法。目前水培大多应用于花卉栽培，而应用于蔬菜、水果类的实例并不多见。并且，以往的水培营养液都是有针对性的施用于某一类的植物，应用范围较窄。所以，广谱性的水培营养液是未来研究的热点。

γ-聚谷氨酸(γ-poly-glutamic acid，简称γ-PGA}是谷氨酸单体以γ-羧基与氨基相缩合的一种聚氨基酸(结构如下)。

γ-PGA具有极佳的生物可降解性、成膜性、成纤维性、可塑性、粘结性、保湿性等许多独特的理化和生物学特性，在注重环保、强调可持续发展的今天，γ-PGA及其衍生物有十分广阔的应用前景，如强吸水保湿性能，可用于化妆品、食品、分散剂、螯合剂、建筑涂料、防尘等领域。而市场上存在的水培营养液都具有一定的专属性，因此一种广谱高效的水培营养液亟待开发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以广泛应用于无土栽培观叶花卉、叶类蔬菜、瓜果的广谱性水培营养液。

本发明还要解决的技术问题，是提供上述水培营养液的制备方法。

本发明最后要解决的技术问题，是提供上述水培营养液的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种水培营养液，包括基本营养元素和水，所述的水培营养液还包含γ-聚谷氨酸和稀土元素；其中，γ-聚谷氨酸的含量3.4×10^-6～6800×10^-6mmol/L；稀土元素为镧、铈、镨、钕中的一种或多种的混合，含量为0.00007～0.09444mmol/L。

其中，所述的基本营养元素包含：N和K，含量分别为12.5～13.6mmol/L，7.2～7.7mmol/L。所述的基本营养元素优选包含N、P、K、S、Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Mn、Mo、Co的含量分别为12.5～13.6mmol/L，1.3～1.6mmol/L，7.2～7.7mmol/L，2.0～4.7mmol/L，11.7～12.0mmol/L，1.8～2.3mmol/L，0.007～0.015mmol/L，0.080～0.093mmol/L，0.00007～0.00039mmol/L，0.009～0.018mmol/L，0.0001～0.0003mmol/L，0.00002～0.00008mmol/L。

其中，所述的γ-聚谷氨酸为γ-聚谷氨酸纯品、γ-聚谷氨酸盐纯品、包含γ-聚谷氨酸的发酵培养物、γ-聚谷氨酸溶液、或含有γ-聚谷氨酸的可湿性粉剂；γ-聚谷氨酸盐纯品、包含γ-聚谷氨酸的发酵培养物、γ-聚谷氨酸溶液、含有γ-聚谷氨酸的可湿性粉剂的用量以其中所含的γ-聚谷氨酸计。

上述γ-聚谷氨酸优选用γ-聚谷氨酸溶液的形式，所述的γ-聚谷氨酸溶液按如下方法制备得到：微生物发酵生产γ-聚谷氨酸，发酵结束后，将得到γ-聚谷氨酸培养物，经板框过滤除菌，即可制得所需求的γ-聚谷氨酸溶液，其中，γ-聚谷氨酸溶液中，γ-聚谷氨酸的含量为2～5wt％。具体来说，γ-聚谷氨酸溶液可采用如下方法制备：发酵结束的发酵液，先用硫酸调发酵液pH为2～5，加0.1～3wt％的硅藻土搅拌均匀，经板框过滤除菌，90-120℃加热0.5-3h，再用30～40wt％NaOH调节pH至6.0～8.0即可得到所需求的γ-聚谷氨酸溶液。但本发明不局限于上述γ-聚谷氨酸溶液的制作方法，通过现有的任何γ-聚谷氨酸生产菌株，任何现有的发酵方法制备得到的γ-聚谷氨酸，再经过滤除菌、得到的产品都可以用作γ-聚谷氨酸溶液。

其中，所述的γ-聚谷氨酸平均分子量为5～200KDa。

其中，所述的水培营养液，pH值为5.0～7.0。

上述水培营养液的制备方法，分别称取配方量的含基本营养元素的化合物依次溶解于水，再加入含有稀土元素的化合物进行溶解，最后添加γ-聚谷氨酸，混合均匀即可。

本发明的基本营养元素和稀土元素在配置水培液时，以包含该元素的水溶性盐配置。