一種固氮微生物復合肥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及肥料技術領域，尤其涉及一種固氮微生物復合肥及其制備方法。
【背景技術】
[0002]微生物肥料是以微生物的生命活動導致作物得到特定肥料效應的一種制品，是農業(yè)生產中使用肥料的一種。固定化細胞技術是將具有一定生理功能的生物細胞，例如微生物細胞、植物細胞或動物細胞等，用一定的方法將其固定，作為固體生物催化劑而加以利用的一門技術。目前固定化細胞的方法主要有包埋法、吸附法兩大類。
[0003]包埋法是用物理方法將細胞包裹在凝膠的網絡結構中，實現對細胞的固定化。包埋法具有生物密度高、作用持久、對外部環(huán)境影響起到緩沖作用，微生物能在顆粒內部保持活性和增殖，易于形成優(yōu)勢菌群等優(yōu)點；但有些包埋材料形成的凝膠結構對高分子底物的通透性較差，影響了傳質效果，有些載體材料形成的凝膠傳質效果雖較好，但在使用過程中強度不高、受壓易變形、破裂粉碎，大多數載體在細胞固定化時僅能形成塊狀或膜狀的凝膠，不能形成小球狀或珠狀的凝膠顆粒。
[0004]吸附法是利用載體對細胞的親和性或靜電引力，將細胞直接吸附在非水溶性載體上的一種固定化方法。該法操作簡單，只需要將載體放在發(fā)酵液中攪拌、混合均勻，其優(yōu)點是反應條件溫和，對細胞無毒害作用，缺點是結合不牢固，細胞易脫落，受環(huán)境變化的影響較大，限制了其應用。所以亟需提供一種新型的微生物肥料。

【發(fā)明內容】

[0005]基于【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種固氮微生物復合肥及其制備方法，本發(fā)明能牢固吸附生物菌，能緩沖新環(huán)境對生物菌的影響，固氮，改良土壤，提供全面的營養(yǎng)元素，操作簡便。
[0006]本發(fā)明提出的一種固氮微生物復合肥，其原料按重量份包括:菜豆根瘤菌菌液40-60份，填充材料8-12份，尿素20-30份，過磷酸鈣10-15份，硫酸鉀15-20份，硫酸鎂2_3份，硫酸鋅0.1-0.3份，氯化銅0.2-0.3份，磷酸銨錳0.2-0.3份，硼酸鈉0.1-0.3份，氯化鐵0.1-0.2份，氯化鈣0.8-1.2份，海藻酸鈉2.4-3.6份，糖渣10-20份，木薯渣5-10份，豆柏10-15份，氨基酸腐殖酸10-15份，生物炭8-12份;
[0007]其中，填充材料的制備方法為:取葡聚糖水溶液，滴加高碘酸鈉水溶液，避光攪拌，加入二乙二醇，攪拌，加入透析袋中透析，冷凍抽干得到物料A ;將殼聚糖加入醋酸水溶液中溶解，升溫，滴加物料A的水溶液，攪拌，純化得到物料B ;將物料B溶于混合溶劑中，加入過硫酸銨，升溫，保溫攪拌，加入海藻酸鈉水溶液，調節(jié)溫度至室溫，攪拌，過濾，洗滌濾餅，真空干燥，粉碎，過篩得到填充材料。
[0008]優(yōu)選地，填充材料的制備方法為:取質量分數為8_10被％葡聚糖水溶液，滴加質量分數為8-lOwt %高碘酸鈉水溶液，避光攪拌4-5h，加入二乙二醇，攪拌15-25min，加入透析袋中透析3-4天，每天換水4-5次，冷凍抽干得到物料A ;將殼聚糖加入質量分數為l-3wt %的醋酸水溶液中溶解，升溫至60-70°C，滴加物料A的水溶液，以200-400r/min的速度攪拌8-12h，加入乙醇沉降，抽濾，用質量分數為80-90wt %乙醇水溶液洗滌濾餅，真空干燥得到物料B ;將物料B溶于混合溶劑中，加入過硫酸銨，升溫至35-45°C，保溫攪拌l_2h，加入質量分數為3-5被％海藻酸鈉水溶液，調節(jié)溫度至室溫，以300-400r/min的速度攪拌
14-18h，過濾，用乙醇洗滌濾餅，真空干燥，粉碎，過100-200目篩得到填充材料。
[0009]優(yōu)選地，在填充材料的制備方法中，葡聚糖、高碘酸鈉和二乙二醇的重量比為100-110:140-160:2_2.5。
[0010]優(yōu)選地，在填充材料的制備方法中，透析袋為截留分子量為3500道爾頓的透析袋。
[0011]優(yōu)選地，在填充材料的制備方法中，殼聚糖和醋酸水溶液的重量體積(g/ml)比為1-2:100-150o
[0012]優(yōu)選地，在填充材料的制備方法中，殼聚糖和物料A的重量比為15-17:88-90。
[0013]優(yōu)選地，在填充材料的制備方法中，混合溶劑為質量分數為0.005-0.01被％氫氧化鈉水溶液和異丙醇組成，其中，氫氧化鈉水溶液和異丙醇的體積比為50-70:30-50。
[0014]優(yōu)選地，在填充材料的制備方法中，物料B、海藻酸鈉、過硫酸銨和混合溶劑的重量比為 17-21:9-11:0.05-0.1:500_700。
[0015]優(yōu)選地，菜豆根瘤菌菌液的活菌數彡1 X 109個/g。
[0016]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:菜豆根瘤菌菌液45-55份，填充材料9-11份，尿素22-28份，過磷酸鈣11-13份，硫酸鉀16-18份，硫酸鎂2.3-2.7份，硫酸鋅0.15-0.25份，氯化銅0.22-0.28份，磷酸銨錳0.23-0.27份，硼酸鈉0.15-0.25份，氯化鐵0.12-0.18份，氯化鈣0.9-1.1份，海藻酸鈉2.8-3.2份，糖渣13-17份，木薯渣7_9份，豆柏12-14份，氨基酸腐殖酸11-13份，生物炭9-11份。
[0017]本發(fā)明還提出了上述固氮微生物復合肥的制備方法，包括如下步驟:
[0018]S1、配制溶液:將海藻酸鈉、氯化鈣分別溶于水中，得到質量分數為2.8-3.2wt%海藻酸鈉水溶液和質量分數為3_4wt%氯化鈣水溶液；
[0019]S2、包膜:將菜豆根瘤菌菌液和填充材料混勻，加入S1中得到的海藻酸鈉水溶液混勻，滴加至S1中得到的氯化鈣水溶液中，攪拌20-24h，過濾，用無菌生理鹽水洗滌得到包膜顆粒；
[0020]S3、混合:將糖渣、木薯渣、豆柏、氨基酸腐殖酸、生物炭混勻，滅菌，與尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鎂、硫酸鋅、氯化銅、磷酸銨錳、硼酸鈉、氯化鐵和S2中得到的包膜顆粒混勻得到固氮微生物復合肥料。
[0021]上述水均為去離子水。
[0022]上述填充材料的制備方法中，滴加物料A的水溶液，此處水的作用是溶解物料A，不規(guī)定其用量；乙醇的作用是沉降、洗滌，質量分數為80_90被％乙醇水溶液的作用是洗滌，不規(guī)定其用量，根據具體操作決定其用量。
[0023]本發(fā)明選用的菜豆根瘤菌具有固氮的作用，可以為植物提供氮元素，促進植物生長；高碘酸鈉與葡聚糖反應得到含有醛基的物料A，物料A中醛基與殼聚糖中伯氨基反應得到物料B，葡聚糖的引入進一步增加了殼聚糖的細胞親和性，大大增加了殼聚糖的水溶性，利于殼聚糖與海藻酸鈉反應得到填充材料，填充材料中含有-C00、-0H等親水基團，活性基團多，呈多孔結構，大大增加了填充材料的吸附性，葡聚糖、殼聚糖和海藻酸鈉相互結合大大提高了填充材料的細胞親和性；一方面，良好的細胞親和性可使填充材料均勻的分散在菌液中，另一方面，填充材料中的活性基團、多孔結構可以使菜豆根瘤菌牢固的吸附在填充材料上，兩方面相互配合，大大增加了填充材料對菜豆根瘤菌的吸附作用；對吸附在填充材料上的菜豆根瘤菌進行海藻酸鈉包膜，避免了菜豆根瘤菌與新環(huán)境的直接接觸，大大增加了菜豆根瘤菌的存活率；葡聚糖、殼聚糖和海藻酸鈉均可生物降解，不會污染環(huán)境；包膜顆粒與尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀、硫酸鎂、硫酸鋅、氯化銅、磷酸銨錳、硼酸鈉、氯化鐵、糖渣、木薯渣、豆柏、氨基酸腐殖酸、生物炭相互作用，能夠提供全面的營養(yǎng)元素、改善土壤；本發(fā)明操作簡便。
【具體實施方式】
[0024]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0025]實施例1
[0026]—種固氮微生物復合肥，其原料按重量份包括:活菌數彡1 X 109個/g的菜豆根瘤菌菌液40份，填充材料12份，尿素20份，過磷酸鈣15份，硫酸鉀15份，硫酸鎂3份，硫酸鋅0.1份，氯化銅0.3份，磷酸銨錳0.2份，硼酸鈉0.3份，氯化鐵0.1份，氯化鈣1.2份，海藻酸鈉2.4份，糖渣20份，木薯渣5份，豆柏15份，氨基酸腐殖酸10份，生物炭12份；
[0027]其中，填充材料的制備方法為:取質量分數為8被％葡聚糖水溶液，滴加質量分數為碘酸鈉水溶液，避光攪拌4h，加入二乙二醇，攪拌25min，加入截留分子量為3500道爾頓的透析袋中透析3天，每天換水5次，冷凍