專利名稱：一種殼聚糖土壤改良劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土壤改良劑，具體地說是廢菌包(菌糠)添加殼聚糖(Chitosan)制作成土壤改良劑。
背景技術(shù)：
目前，我國食用菌在新品種選育、新栽培模式的創(chuàng)立、新產(chǎn)地的拓展、新種類的開發(fā)引進、配套技術(shù)的完善等方面都取得了突破性進展。根據(jù)中國食用菌協(xié)會對全國23個省、自治區(qū)、直轄市不完全統(tǒng)計，2000年全國食用菌鮮品總量達到663.8萬噸，真正成為食用菌生產(chǎn)大國。袋料培育花菇技術(shù)的研究與推廣，產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)的普及與提高，市場信息的傳播與市場價格的推動，使我國從食用菌生產(chǎn)大國向食用菌生產(chǎn)強國邁進了一大步。秸稈和菌草資源的研究與推廣，使某些種類成為可持續(xù)發(fā)展的菇業(yè)，生態(tài)菇業(yè)的愿望也成為可能。
但是，隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們長期地、大量地將廢菌包向環(huán)境排放或擱置的量也在逐年的增加。由于生產(chǎn)企業(yè)對現(xiàn)在丟棄的菌糠認識不夠和受科學技術(shù)水平的限制，造成了幾乎不會用廢菌包作為新的資源，而是采用常規(guī)的方法把他們當作廢物過分的集中的堆放，污染環(huán)境，所以在人們心中，它是臟、爛、臭、無用的物品，它還常常致使有害小型動物的集聚，病原微生物的大量繁殖，給人類的健康生活帶來隱患，給植物和動物的生長、繁殖也帶來新的威脅。
1811年，法國自然歷史學家Braconnot用稀堿處理Agaricus Vocuaceus得到一種物質(zhì)，其為之命名為fungine；1832年，Odier從昆蟲中也發(fā)現(xiàn)該生物，并將其命名為Chitin，在此后的兩個多世紀里，世界各國的學者圍繞著Chitin的來源、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用展開了長期的研究；到目前，有關(guān)Chitin的知識已非常豐富，已知Chitin是一種線性氨基多糖，它的學名為N-乙?；?2-氨基-2-脫氧β(1.4)-D-葡萄糖，分子式為(C8H13NO5)n，其又被稱為幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)，Chitin分子結(jié)構(gòu)中存在大量-OH和-NHCOCH3。分子鏈以反相平行(α型)或(β型)的方式排布，所以分子內(nèi)和分子間均存在大量氫鍵，故Chitin的溶解性差，不溶于水、稀酸、稀堿及絕大部分溶劑中，Chitin廣泛存在于節(jié)肢動物類的翅膀或外殼中，也存在于真菌的細胞壁中?？墒荂hitin的難溶性大大的限制了應(yīng)用范圍，直到1894年，Hoppe-Seyler發(fā)現(xiàn)用堿處理甲殼素可以得到一種衍生物，將其命名為Chitosan(殼聚糖)，分子式為(C6H11NO4)n，此物質(zhì)的分子式剛性比Chitin弱，其結(jié)構(gòu)也比Chitin的更松散，這些性質(zhì)的改變，有利于溶劑分子的進入，增加了Chitosan在酸性溶液中的溶解度，同時也為Chitin的開發(fā)利用提供了新的途徑和廣闊的應(yīng)用前景。到目前，Chitin經(jīng)脫N-乙?；玫腃hitosan應(yīng)用已遍布醫(yī)學、生物工程、化工、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等。其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u被開發(fā)。
Chitosan在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用(1)降解地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，塑料膜通常被用做地膜，對保水、保土、促進作物生長起到了良好的效果，但這種高分子化合物在土壤中不能分解，常導致土壤板結(jié)，降低了土壤資源的使用效益，然而有人報道，以含10％Chitosan制成的聚乙烯膜六個月后能被土壤中的微生物完全降解，從而保護了土壤固有的物理結(jié)構(gòu)，同時，隨著地膜的降解Chitosan中的氨基轉(zhuǎn)化為作物生長所需的氮素營養(yǎng)。
(2)植物生長調(diào)節(jié)劑用Chitosan處理蔬菜種子，能激發(fā)種子提早萌發(fā)，提高發(fā)芽勢和發(fā)芽率，使幼苗健壯，增加分蘗，促進生長，提高蔬菜作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
(3)環(huán)境友好材料殼聚糖可與土壤中的鉛、鉻等重金屬絡(luò)合，而且還能吸附溶液中的有害物質(zhì)如酚類、有機胺類等有毒物質(zhì)，從而減少了農(nóng)作物對有毒物質(zhì)的吸入量，降低了人及動物的間接攝入量，起到了良好的環(huán)境及安全效益。
(4)植物病原菌生長阻制劑Chitosan能抑制多種細菌的生長，具有抗真菌活性，能阻止植物病原菌細胞的生長發(fā)育，誘導宿主植物對病原菌的防護機構(gòu)，因而減少了菌類對植物的危害，尤其對真菌和絲壯菌類有獨特的效果，因此又被稱為新型植物抗性誘導劑。
(5)殺線蟲劑線蟲是動物界中數(shù)量和種類僅次于昆蟲的一大類群，許多線蟲生活在土壤中的耕作層中寄生于農(nóng)作物的根部給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了很大的危害。將Chitosan和適當?shù)妮d體相混，可制成一種對防治線蟲非常有效的天然物農(nóng)藥，它是通過促使土壤中微生物產(chǎn)生一種能殺死線蟲及其蟲卵的酶，從而間接的達到滅蟲的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能改善土壤的團粒結(jié)構(gòu)、降低化肥和農(nóng)藥的施用量、提高作物產(chǎn)量及改善品質(zhì)的殼聚糖土壤改良劑。
本發(fā)明在進行云南農(nóng)田(地)環(huán)境評價、動態(tài)監(jiān)測及綜合治理技術(shù)研究項目中，從“廢物污染+技術(shù)”＝“潛在資源和利潤”的角度對廢菌包(菌糠)進行了科學考察，得出了新的認識。廢菌包主要成分是木屑、棉子殼、秸稈和稻草中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等大分子物質(zhì)及無機鹽類如氮、磷、鉀，還有幾丁質(zhì)，但含量偏低，這些物質(zhì)大多是植物新個體的構(gòu)建、發(fā)育、生長的原材料，同時也是改善土壤理化性質(zhì)的基質(zhì)。充分認識了不同形態(tài)的資源，使其轉(zhuǎn)化為科研成果1、明確了廢菌苞的資源化，并把它作為非常好的載體及生物肥料；2、殼聚糖(Chitosan)附于載體按一定的量施加到農(nóng)田中。
本發(fā)明的殼聚糖土壤改良劑按以下方法制取1)廢菌包(菌糠)的處理將木屑、棉籽殼、稻草為主料的食用菌栽培的廢菌包預曬處理，調(diào)節(jié)水份在60％～70％，然后堆積自然發(fā)酵；2)殼聚糖液的配制稱取殼聚糖重量份10～100溶于2％～10％的醋酸溶液重量份1000中，用NaOH溶液調(diào)PH至中性；3)殼聚糖土壤改良劑的配制(以667m2用量為單位配制)將濃度為1％～10％的殼聚糖液用5～8倍水稀釋后，以殼聚糖稀釋液∶廢菌包＝5～8∶200～600的比例，均勻噴灑在發(fā)酵好的廢菌包上制成。
本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在以下幾方面
1、減少了相對廢物的產(chǎn)生量，且對已產(chǎn)生的廢物進行了合理可開發(fā)、科學利用。
2、能減少因廢菌包過分集中而造成的環(huán)境污染。
3、為Chitin/Chitosan的應(yīng)用開闊了路子。
4、自然發(fā)酵就行，不需高溫滅菌處理，節(jié)約能量(源)，且操作簡便。
5、減少化肥、農(nóng)藥的使用量，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，產(chǎn)生良好的生態(tài)社會經(jīng)濟環(huán)境效益。
以下的田間實驗結(jié)果表明此土壤改良劑不僅可以調(diào)節(jié)土壤的理化性質(zhì)，還可以改善農(nóng)田(地)的土壤微生物環(huán)境的小氣候。故它能促進作物生長發(fā)育，減少化肥、農(nóng)藥的用量，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
表1晉寧金沙試驗示范區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量主要監(jiān)測結(jié)果樣品/標準產(chǎn)量 Hg Cd As Pb Cr NO3農(nóng)殘 甲胺磷kg/ mg/mh/mg/mg/mg/mg/g 抑制 mg/kg667m kg kg kg kg kg 率％2白菜ck 51550.001 0.041 0.200 0.104 0.101532 13.9 ND白菜施小麥稈 53540.002 0.040 0.004 0.097 0.10639 1.7ND白菜施調(diào)理劑 55680.001 0.037 0.003 0.094 0.09630 17.0 ND白菜施硅酸鹽 53190.001 0.028 0.049 0.071 0.10843 14.0 ND甘藍ck 66140.002 0.029 0.044 0.09 0.10236 14.3 ND甘藍施甲殼素 66810.001 0.026 0.034 0.08 0.08220 15.0 ND甘藍施77855470.001 0.022 0.040 0.09 0.10294 14.4 ND無公害蔬菜 - ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ND安全要求 0.01 0.05 0.50.20.53000 50
表2.白菜病蟲害綜合防治試驗結(jié)果

表3黃瓜施用殼聚糖土壤改良劑效果

具體實施方式
實施例11、廢菌包(菌糠)的處理
將木屑、棉籽殼、稻草為主料的食用菌栽培菌糠的廢菌包敲散，不結(jié)團后預曬一天，調(diào)節(jié)水份在60％～70％，然后堆積自然發(fā)酵，堆面用塑料覆蓋過夜，保障發(fā)酵更加完全；2、殼聚糖液的配制稱取殼聚糖20克溶于2％的醋酸溶液1000克中，用NaOH溶液調(diào)PH至中性；3、殼聚糖土壤改良劑的配制(以667m2用量為單位配制)取200千克發(fā)酵好的廢菌包，然后將濃度為2％的殼聚糖液1千克用5倍水稀釋后，均勻噴灑在發(fā)酵好的廢菌包上，該劑型適用于大田作物。(一般現(xiàn)配現(xiàn)用)4、土壤改良劑的施用按常規(guī)的施肥方法即可，如渠施、穴施。
實施例21、廢菌包(菌糠)的處理同實施例1；2、殼聚糖液的配制稱取殼聚糖50克溶于6％的醋酸溶液1000克中，用NaOH溶液調(diào)PH至中性；3、殼聚糖菌苞土壤改良劑的配制(以667m2用量為單位配制)取300千克發(fā)酵好的廢菌包，然后將濃度為5％的殼聚糖液1千克用6倍水稀釋后，均勻噴灑在發(fā)酵好的廢菌包上，該劑型適用于蔬菜作物地。
實施例31、廢菌包(菌糠)的處理同實施例1；2、殼聚糖液的配制稱取殼聚糖100克溶于10％的醋酸溶液1000克中，用NaOH溶液調(diào)PH至中性；3、殼聚糖菌苞土壤改良劑的配制(以667m2用量為單位配制)取600千克發(fā)酵好的廢菌包，然后將濃度為10％的殼聚糖液1千克用8倍水稀釋后，均勻噴灑在發(fā)酵好的廢菌包上，該劑型適用于花卉地、蔬菜作物地。
權(quán)利要求
1.一種殼聚糖土壤改良劑，其特征在于按以下方法制取1)廢菌包的處理將木屑、棉籽殼、稻草為主料的食用菌栽培的廢菌包預曬處理，調(diào)節(jié)水份在60％～70％，然后堆積自然發(fā)酵；2)殼聚糖液的配制稱取殼聚糖重量份10～100溶于2％～10％的醋酸溶液重量份1000中，用NaOH溶液調(diào)PH至中性；3)殼聚糖土壤改良劑的配制將濃度為1％～10％的殼聚糖液用5～8倍水稀釋后，以殼聚糖稀釋液∶廢菌包＝5～8∶200～600的比例，均勻噴灑在發(fā)酵好的廢菌包上制成。
全文摘要
本發(fā)明是一種殼聚糖土壤改良劑。其特征在于按以下方法制取1)廢菌包的處理將木屑、棉籽殼、稻草為主料的食用菌栽培的廢菌包預曬處理，調(diào)節(jié)水份在60％～70％，然后堆積自然發(fā)酵；2)殼聚糖液的配制稱取殼聚糖重量份10～100溶于2％～10％的醋酸溶液重量份1000中，用NaOH溶液調(diào)pH至中性；3)殼聚糖土壤改良劑的配制將濃度為1％～10％的殼聚糖液用5～8倍水稀釋后，以殼聚糖稀釋液∶廢菌包＝5～8∶200～600的比例，均勻噴灑在發(fā)酵好的廢菌包上制成。本發(fā)明減少了相對廢物的產(chǎn)生量，且對已產(chǎn)生的廢物進行了合理可開發(fā)、科學利用，減少環(huán)境污染，節(jié)約能量(源)，且操作簡便，減少化肥、農(nóng)藥的使用量，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。
文檔編號C09K17/14GK1583952SQ200410022628
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者李晚誼, 李樹紅, 和麗忠, 沙凌杰, 張曉林 申請人:云南省農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所