一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種生物菌肥領(lǐng)域，尤其涉及一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法，包括以下制備步驟：（1）將肥料烘干，磨粉，隨后進(jìn)行造粒，制備成肥料芯；（2）將肥料芯使用聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜進(jìn)行包覆；（3）將根瘤菌菌株放入培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)，得到根瘤菌菌液；（4）將殼聚糖和聚乙烯醇溶于醋酸溶液，加入交聯(lián)劑，并在攪拌狀態(tài)下加入菌液以及可降解樹脂包膜包覆后的肥料芯；（5）體系在50℃下反應(yīng)1?6h，取出烘干，得到凝膠生物菌肥。本發(fā)明專利技術(shù)具有內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，外層釋根瘤菌菌肥，內(nèi)層肥料芯釋放化學(xué)肥料，且使用的材料均為生物可降解材料，不會(huì)殘留土壤中，綠色環(huán)保。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法
本專利技術(shù)涉及一種生物菌肥領(lǐng)域，尤其涉及一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法。
技術(shù)介紹
生物菌肥作為一種新型肥料，它含有大量活的微生物,是以微生物生命活動(dòng)的產(chǎn)物來改善作物營(yíng)養(yǎng)條件和生長(zhǎng)環(huán)境,刺激作物生長(zhǎng)發(fā)育，抵抗病蟲為害,從而發(fā)揮土壤潛在肥力,提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。根瘤菌與豆科植物的共生固氮是己知固氮效率最高的生物固氮體系。用人工選育出來的高效根瘤菌株經(jīng)大量繁殖后，將活菌和草炭等吸附劑混合后制成根瘤菌肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。根瘤菌劑具有肥效高、生產(chǎn)成本低、并且不污染環(huán)境等優(yōu)桌,在國(guó)內(nèi)外久用不衰。豆類作物在播種前用根瘤菌肥料拌種，使種子表面沾著大量根瘤菌，當(dāng)種子萌發(fā)生根后，根系的分泌物刺激相應(yīng)的根瘤菌大量繁殖，聚集在根周圍，通過根毛入侵根內(nèi)，從而引起一系列發(fā)育上的變化，形成根瘤。在瘤內(nèi)根瘤菌成為能固氮的類菌體形態(tài)，并以其表達(dá)的固氮酶固氮。化學(xué)肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作用中對(duì)糧食增產(chǎn)作用也十分顯著，在豆類植物生長(zhǎng)周期中，生長(zhǎng)初期在根瘤菌尚未形成完全形成時(shí)對(duì)氮肥有較大的需求，而到后期時(shí)開始對(duì)鉀肥、磷肥的需求逐漸增大，而在常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中生物菌肥和化學(xué)肥料往往多次施肥，化學(xué)肥料的肥料利用率低下，對(duì)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生污染。中國(guó)專利局于2014年12月17日公開了一種復(fù)合生物質(zhì)顆粒菌肥的專利技術(shù)專利，公告號(hào)為CN104211524A，公開了一種復(fù)合生物質(zhì)顆粒菌肥，包括酶菌制劑，味精廠污泥、黃豆皮、豆粕粉、飼料用磷酸二氫鉀，農(nóng)作物秸稈(發(fā)酵)，食用菌棒、麥麩、青蒿粉、胱氨酸、褐藻、膨潤(rùn)土、腐殖酸、生物調(diào)節(jié)劑，植酸酶，加適量石粉及水。但該專利技術(shù)只是將菌劑與化學(xué)肥料簡(jiǎn)單的混合在一起，施肥使需要多次施肥，增加了施肥的次數(shù)，也增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人力與物力的消耗，并且，施肥后肥料浪費(fèi)嚴(yán)重，利用率低下，增加了施肥成本，也對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了威脅，因此，研究出一種科學(xué)施肥的載體，增加肥料利用率，減少肥料的使用量和施肥次數(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力，減少對(duì)環(huán)境污染，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)是肥料發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中肥料使用量較高，施肥次數(shù)多，肥料及人力物力浪費(fèi)嚴(yán)重，無法滿足作物在不同生長(zhǎng)時(shí)期需要不同肥料的問題，提供了一種內(nèi)層為可降解樹脂包覆的肥料，外層為可降解凝膠包覆的根瘤菌菌劑的生物菌肥。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法，包括以下制備步驟：(1)將肥料烘干，磨粉，隨后進(jìn)行造粒，制備成肥料芯；(2)將肥料芯使用聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜進(jìn)行包覆；(3)將根瘤菌菌株放入培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)，得到根瘤菌菌液；(4)將殼聚糖和聚乙烯醇溶于醋酸溶液，加入交聯(lián)劑，并在攪拌狀態(tài)下加入菌液以及聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包覆后的肥料芯；(5)體系在50℃下反應(yīng)1-6h，取出烘干，得到凝膠生物菌肥。本專利技術(shù)的凝膠生物菌肥分為內(nèi)層和外層雙層結(jié)構(gòu)，外層為包覆有根瘤菌的可生物降解的殼聚糖和聚乙烯醇水凝膠，內(nèi)層為肥料芯，當(dāng)專利技術(shù)人在進(jìn)行專利技術(shù)創(chuàng)造時(shí)，發(fā)現(xiàn)裸露的肥料芯會(huì)降低菌液中的根瘤菌的存活率，最終使得殼聚糖和聚乙烯醇水凝膠中的有效菌數(shù)量降低，因此，專利技術(shù)人使用聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜對(duì)肥料芯進(jìn)行包埋后再放入菌液中進(jìn)行后續(xù)的步驟，此時(shí)內(nèi)層肥料芯中的肥料和根瘤菌完全隔離，使其互不影響各自活性，并且聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜也起到肥料控釋的作用，當(dāng)本專利技術(shù)的凝膠生物菌肥應(yīng)用于豆類作物生產(chǎn)時(shí)，大豆在發(fā)芽和生長(zhǎng)兩個(gè)階段需要不同的肥料，首先在大豆發(fā)芽時(shí)需要根瘤菌菌肥，外層殼聚糖和聚乙烯水凝膠材料開始生物降解，釋放出根瘤菌，使種子表面沾著大量根瘤菌，當(dāng)種子萌發(fā)生根后，根系的分泌物刺激相應(yīng)的根瘤菌大量繁殖，聚集在根周圍，通過根毛入侵根內(nèi)，從而引起一系列發(fā)育上的變化，形成根瘤。當(dāng)種子萌發(fā)生長(zhǎng)階段，需要吸收化學(xué)肥料，此時(shí)內(nèi)層肥料芯中的肥料隨之釋放，肥料芯外包裹的聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜能起到肥料控釋的作用，增加肥期，提高肥料的吸收利用率。并且聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜會(huì)自然降解，不會(huì)殘留在土壤中，綠色環(huán)保。作為優(yōu)選，步驟(1)中肥料芯包括重量份尿素10-15份、磷酸一銨30-40份、氯化鉀30-40份和粘土10-15份。肥料芯中各種肥料的搭配合理，通過控釋能滿足豆類作物不同階段對(duì)氮肥、鉀肥、磷肥的需求。作為優(yōu)選，步驟(2)中聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包括以下包覆步驟：(1)將聚乳酸和聚乙烯醇溶于有機(jī)溶劑中，在攪拌狀態(tài)下水浴加熱直至完全溶解，制備成膜液。(2)使用高壓氣體對(duì)成膜液進(jìn)行霧化，在流化床中對(duì)肥料芯進(jìn)行噴霧包膜，自然冷卻后，得到聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包覆的肥料芯。聚乳酸和聚乙烯醇在加熱狀態(tài)下溶于溶劑，隨后使用高壓蒸汽可使成膜液霧化，并對(duì)此時(shí)流化床中經(jīng)過加熱的的肥料芯進(jìn)行噴霧，肥料芯會(huì)被迅速包裹，冷卻后形成聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包覆的肥料芯。作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑為二甲亞砜或N，N-二甲基甲酰胺。作為優(yōu)選，所述聚乳酸和聚乙烯醇的質(zhì)量比為1-20:1。作為優(yōu)選，所述流化床的溫度為70-80℃，霧化速度為1.5-5ml/L。作為優(yōu)選，所述成膜液中加入改性劑進(jìn)行噴霧包膜，所述改性劑包括滑石粉或硅藻土。加入滑石粉或者硅藻土之后，可以改善包膜過程中的粘結(jié)情況。作為優(yōu)選，所述交聯(lián)劑為0.2-0.6mol/L戊二醛水溶液。殼聚糖分子中含有大量的氨基，可與戊二醛的醛基作用，構(gòu)成凝膠，而聚乙烯醇的機(jī)械性能良好，將殼聚糖混合并交聯(lián)而得的復(fù)合水凝膠具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。作為優(yōu)選，所述殼聚糖和聚乙烯醇質(zhì)量比為1:4-6。專利技術(shù)人在專利技術(shù)創(chuàng)作時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然殼聚糖和聚乙烯醇質(zhì)量比在很大范圍內(nèi)都可以形成凝膠包裹根瘤菌，但是在殼聚糖和聚乙烯醇質(zhì)量比為1:4-6范圍時(shí)，對(duì)根瘤菌的保護(hù)作用較好。作為優(yōu)選，所述醋酸溶液濃度為1-2wt％。本專利技術(shù)的有益效果在于：(1)具有內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，外層釋放根瘤菌菌肥，內(nèi)層肥料芯釋放化學(xué)肥料，且肥料芯各種肥料的搭配合理，通過能滿足藥材不同階段對(duì)氮肥、鉀肥、磷肥等的要求；(2)肥料芯的包膜材料既能滿足肥料的控釋需求，使養(yǎng)分釋放速率減慢，增加肥期，提高肥料利用率，減少施肥次數(shù)，又能隔離肥料和根瘤菌，使其相互之間不產(chǎn)生影響；(3)使用的材料均為生物可降解材料，不會(huì)殘留土壤中，綠色環(huán)保。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)方案進(jìn)行更加清楚、完整地描述，顯然所描述實(shí)施例僅為本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒緦＠夹g(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例1：凝膠生物菌肥的制備步驟如下：(1)將重量份尿素10份、磷酸一銨35份、氯化鉀40份和粘土15份磨成粉末，混合后造粒，制成肥料芯；(2)將10g聚乳酸和30g聚乙烯醇溶于120ml二甲亞砜中，加入2g滑石粉，在攪拌狀態(tài)下完全溶解，制成成膜液；(3)使用高壓氣體對(duì)成膜液以3ml/L的霧化速度進(jìn)行霧化，在70℃流化床中對(duì)肥料芯進(jìn)行噴霧包膜，自然冷卻后，得到聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包覆的肥料芯。(4)將根瘤菌菌株放入YMA培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)3天，得到根瘤菌菌液；(5)將10g殼聚糖和60g聚乙烯醇溶于200ml的1wt％醋酸溶液中，加入160ml的0.3mol/L的戊二醛本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：（1）將肥料烘干，磨粉，隨后進(jìn)行造粒，制備成肥料芯；（2）將肥料芯使用聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜進(jìn)行包覆；（3）將根瘤菌菌株放入培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)，得到根瘤菌菌液；（4）將殼聚糖和聚乙烯醇溶于醋酸溶液，加入交聯(lián)劑，并在攪拌狀態(tài)下加入菌液以及聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包覆后的肥料芯；（5）體系在40?50℃下反應(yīng)1?6h，取出烘干，得到凝膠生物菌肥。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：（1）將肥料烘干，磨粉，隨后進(jìn)行造粒，制備成肥料芯；（2）將肥料芯使用聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜進(jìn)行包覆；（3）將根瘤菌菌株放入培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)，得到根瘤菌菌液；（4）將殼聚糖和聚乙烯醇溶于醋酸溶液，加入交聯(lián)劑，并在攪拌狀態(tài)下加入菌液以及聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包覆后的肥料芯；（5）體系在40-50℃下反應(yīng)1-6h，取出烘干，得到凝膠生物菌肥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中肥料芯包括重量份尿素10-15份、磷酸一銨30-40份、氯化鉀30-40份和粘土10-15份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種豆類作物用凝膠生物菌肥的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中聚乳酸/聚乙烯醇共混改性膜包括以下包覆步驟：（1）將聚乳酸和聚乙烯醇溶于有機(jī)溶劑中，在攪拌狀態(tài)下水浴加熱直至完全溶解，制備成膜液；（2）使用高壓氣體對(duì)成膜液進(jìn)行霧化，在流化床中對(duì)肥料芯進(jìn)行噴霧包膜，自然冷卻后，得到聚乳酸/聚乙烯醇...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡劍鋒，胡娟紅，俞冬冬，沈?qū)W鋒，鄭鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江世佳科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江,33