一种固氮微生物复合肥及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种固氮微生物复合肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]微生物肥料是以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一种制品，是农业生产中使用肥料的一种。固定化细胞技术是将具有一定生理功能的生物细胞，例如微生物细胞、植物细胞或动物细胞等，用一定的方法将其固定，作为固体生物催化剂而加以利用的一门技术。目前固定化细胞的方法主要有包埋法、吸附法两大类。
[0003]包埋法是用物理方法将细胞包裹在凝胶的网络结构中，实现对细胞的固定化。包埋法具有生物密度高、作用持久、对外部环境影响起到缓冲作用，微生物能在颗粒内部保持活性和增殖，易于形成优势菌群等优点；但有些包埋材料形成的凝胶结构对高分子底物的通透性较差，影响了传质效果，有些载体材料形成的凝胶传质效果虽较好，但在使用过程中强度不高、受压易变形、破裂粉碎，大多数载体在细胞固定化时仅能形成块状或膜状的凝胶，不能形成小球状或珠状的凝胶颗粒。
[0004]吸附法是利用载体对细胞的亲和性或静电引力，将细胞直接吸附在非水溶性载体上的一种固定化方法。该法操作简单，只需要将载体放在发酵液中搅拌、混合均匀，其优点是反应条件温和，对细胞无毒害作用，缺点是结合不牢固，细胞易脱落，受环境变化的影响较大，限制了其应用。所以亟需提供一种新型的微生物肥料。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种固氮微生物复合肥及其制备方法，本发明能牢固吸附生物菌，能缓冲新环境对生物菌的影响，固氮，改良土壤，提供全面的营养元素，操作简便。
[0006]本发明提出的一种固氮微生物复合肥，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，过磷酸钙10-15份，硫酸钾15-20份，硫酸镁2_3份，硫酸锌0.1-0.3份，氯化铜0.2-0.3份，磷酸铵锰0.2-0.3份，硼酸钠0.1-0.3份，氯化铁0.1-0.2份，氯化钙0.8-1.2份，海藻酸钠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，填充材料的制备方法为:取葡聚糖水溶液，滴加高碘酸钠水溶液，避光搅拌，加入二乙二醇，搅拌，加入透析袋中透析，冷冻抽干得到物料A ;将壳聚糖加入醋酸水溶液中溶解，升温，滴加物料A的水溶液，搅拌，纯化得到物料B ;将物料B溶于混合溶剂中，加入过硫酸铵，升温，保温搅拌，加入海藻酸钠水溶液，调节温度至室温，搅拌，过滤，洗涤滤饼，真空干燥，粉碎，过筛得到填充材料。
[0008]优选地，填充材料的制备方法为:取质量分数为8_10被％葡聚糖水溶液，滴加质量分数为8-lOwt %高碘酸钠水溶液，避光搅拌4-5h，加入二乙二醇，搅拌15-25min，加入透析袋中透析3-4天，每天换水4-5次，冷冻抽干得到物料A ;将壳聚糖加入质量分数为l-3wt %的醋酸水溶液中溶解，升温至60-70°C，滴加物料A的水溶液，以200-400r/min的速度搅拌8-12h，加入乙醇沉降，抽滤，用质量分数为80-90wt %乙醇水溶液洗涤滤饼，真空干燥得到物料B ;将物料B溶于混合溶剂中，加入过硫酸铵，升温至35-45°C，保温搅拌l_2h，加入质量分数为3-5被％海藻酸钠水溶液，调节温度至室温，以300-400r/min的速度搅拌
14-18h，过滤，用乙醇洗涤滤饼，真空干燥，粉碎，过100-200目筛得到填充材料。
[0009]优选地，在填充材料的制备方法中，葡聚糖、高碘酸钠和二乙二醇的重量比为100-110:140-160:2_2.5。
[0010]优选地，在填充材料的制备方法中，透析袋为截留分子量为3500道尔顿的透析袋。
[0011]优选地，在填充材料的制备方法中，壳聚糖和醋酸水溶液的重量体积(g/ml)比为1-2:100-150o
[0012]优选地，在填充材料的制备方法中，壳聚糖和物料A的重量比为15-17:88-90。
[0013]优选地，在填充材料的制备方法中，混合溶剂为质量分数为0.005-0.01被％氢氧化钠水溶液和异丙醇组成，其中，氢氧化钠水溶液和异丙醇的体积比为50-70:30-50。
[0014]优选地，在填充材料的制备方法中，物料B、海藻酸钠、过硫酸铵和混合溶剂的重量比为 17-21:9-11:0.05-0.1:500_700。
[0015]优选地，菜豆根瘤菌菌液的活菌数彡1 X 109个/g。
[0016]优选地，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，过磷酸钙11-13份，硫酸钾16-18份，硫酸镁2.3-2.7份，硫酸锌0.15-0.25份，氯化铜0.22-0.28份，磷酸铵锰0.23-0.27份，硼酸钠0.15-0.25份，氯化铁0.12-0.18份，氯化钙0.9-1.1份，海藻酸钠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]本发明还提出了上述固氮微生物复合肥的制备方法，包括如下步骤:
[0018]S1、配制溶液:将海藻酸钠、氯化钙分别溶于水中，得到质量分数为2.8-3.2wt%海藻酸钠水溶液和质量分数为3_4wt%氯化钙水溶液；
[0019]S2、包膜:将菜豆根瘤菌菌液和填充材料混匀，加入S1中得到的海藻酸钠水溶液混匀，滴加至S1中得到的氯化钙水溶液中，搅拌20-24h，过滤，用无菌生理盐水洗涤得到包膜颗粒；
[0020]S3、混合:将糖渣、木薯渣、豆柏、氨基酸腐殖酸、生物炭混匀，灭菌，与尿素、过磷酸钙、硫酸钾、硫酸镁、硫酸锌、氯化铜、磷酸铵锰、硼酸钠、氯化铁和S2中得到的包膜颗粒混匀得到固氮微生物复合肥料。
[0021]上述水均为去离子水。
[0022]上述填充材料的制备方法中，滴加物料A的水溶液，此处水的作用是溶解物料A，不规定其用量；乙醇的作用是沉降、洗涤，质量分数为80_90被％乙醇水溶液的作用是洗涤，不规定其用量，根据具体操作决定其用量。
[0023]本发明选用的菜豆根瘤菌具有固氮的作用，可以为植物提供氮元素，促进植物生长；高碘酸钠与葡聚糖反应得到含有醛基的物料A，物料A中醛基与壳聚糖中伯氨基反应得到物料B，葡聚糖的引入进一步增加了壳聚糖的细胞亲和性，大大增加了壳聚糖的水溶性，利于壳聚糖与海藻酸钠反应得到填充材料，填充材料中含有-C00、-0H等亲水基团，活性基团多，呈多孔结构，大大增加了填充材料的吸附性，葡聚糖、壳聚糖和海藻酸钠相互结合大大提高了填充材料的细胞亲和性；一方面，良好的细胞亲和性可使填充材料均匀的分散在菌液中，另一方面，填充材料中的活性基团、多孔结构可以使菜豆根瘤菌牢固的吸附在填充材料上，两方面相互配合，大大增加了填充材料对菜豆根瘤菌的吸附作用；对吸附在填充材料上的菜豆根瘤菌进行海藻酸钠包膜，避免了菜豆根瘤菌与新环境的直接接触，大大增加了菜豆根瘤菌的存活率；葡聚糖、壳聚糖和海藻酸钠均可生物降解，不会污染环境；包膜颗粒与尿素、过磷酸钙、硫酸钾、硫酸镁、硫酸锌、氯化铜、磷酸铵锰、硼酸钠、氯化铁、糖渣、木薯渣、豆柏、氨基酸腐殖酸、生物炭相互作用，能够提供全面的营养元素、改善土壤；本发明操作简便。
【具体实施方式】
[0024]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]—种固氮微生物复合肥，其原料按重量份包括:活菌数彡1 X 109个/g的菜豆根瘤菌菌液40份，填充材料12份，尿素20份，过磷酸钙15份，硫酸钾15份，硫酸镁3份，硫酸锌0.1份，氯化铜0.3份，磷酸铵锰0.2份，硼酸钠0.3份，氯化铁0.1份，氯化钙1.2份，海藻酸钠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，填充材料的制备方法为:取质量分数为8被％葡聚糖水溶液，滴加质量分数为碘酸钠水溶液，避光搅拌4h，加入二乙二醇，搅拌25min，加入截留分子量为3500道尔顿的透析袋中透析3天，每天换水5次，冷冻