一种用于降解农药残留的保湿生物肥料的制作方法

专利名称：：一种用于降解农药残留的保湿生物肥料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种可降解农药残留的保湿生物肥料，尤其涉及一种用于降解有机磷酸酯等酯类农药残留的保湿生物肥料。
背景技术：
：“民以食为天，食以安为先”。食品安全是关系到国计民生的全球性大事，由农药残留造成的全球食品安全危机，其危害触目惊心。土壤是人类生活和生存的重要资源，农业生产中所使用越来越多的肥料、农药和除草剂等化学品以及工业生产过程中产生的有毒污染物的不断扩散，都给土壤、水体及空气等环境造成了严重污染。如每年我们应用的农药一般仅有约10%-20%到靶标作物上，另有80%-90%的农药将随雨水渗入到土壤、地下水、河流、空气中。一些有机氯农药残留污染土壤后，就会在土壤里残留几十年，而农药残留一旦污染地下水就很难被降解，农药残留会形成一种农业生产污染链，动物一旦吃到含有农药残留的食物、水源就会在体内富集40倍以上；人类吃了含农药残留的污染肉和粮食、蔬菜等食品，农药残留就会在人体内蓄积70多年，甚至通过女性怀孕和哺乳危害下一代。农药残留进入人体途径有两种一是农药残留在作物上，使其直接受到污染；二是通过食物链的富集作用间接地污染食物。当有毒农药施用在农作物、蔬菜和果树上时，残留在作物表面上的农药由于脂溶性强，很容易渗人表皮的蜡质层，以致使用时很难将其完全清洗掉。如果以这些受污染的粮食、蔬菜作饲料，则残留的农药就会转移到肉类、乳类和蛋品中引起污染，最终随食物进入人体。据有关资料，日本人体中六六六含量达12.Ilppm,人乳中也检出六六六。种子中脂肪含量高的农作物对农药的吸收量也高，如花生、块茎和薯类等食用部分埋在土中的作物，也可能由土壤中的残留农药而受到污染。在使用农药时，有一部分农药会散发到空气中，引起空气的污染。还有一部分农药会随农田的灌溉水排入江河，引起水域的污染，如在水域中直接使用农药灭蚊，则危害更大。农药存留于植物中，经过复杂的生物化学循环而在鸟类、鱼类和家畜体中积累起来，例如，滴滴涕在水中的溶解度为0.002ppm，但在脂肪中则为10万ppm，相差5000万倍。因此，它会积累在生物体的脂肪中，随着食物链的营养层次逐渐富集和转移，最终进入人体，引起慢性中毒，甚至引起癌症。农药对食品和饮用水的污染是十分严重的美国1984年在18个州的地下水中测出含量高的12种农药；1986年在23个州测出17种农药。结果，佛罗里达州封闭了1000多眼饮用水井，该州地下水二溴乙烷的污染程度高出最高允许量的64倍；在艾奥瓦州27%的居民受到农药污染水源的危害。我国的情况也不容忽视据有关卫生部门调查检测，目前，市售蔬菜农药检出率达5080%，其中绝大部分为剧毒农药中甲胺磷所污染。国际抗癌联合会发布报告称，全球每年至少有16万儿童死于癌症。癌症已经成为导致儿童死亡的第二大疾病。在2005年4月召开的肿瘤防治宣传周通报会上，来自卫生部、中国癌症研究基金会、复旦大学、中国医学科学院等部门的医学专家疾呼癌症位居国人各类死因首位，尤以西部和农村地区增长明显。在我国因农药残留致癌患者人数是其它各类癌症的60%，2006年，中国癌死亡人数300万，平均每10.5秒死一人。中国每年有大约260多万人死于心脑血管疾病，每天大约7000多人。每年由于心血管疾病所花费的医疗费用及劳动力损失逾2000亿元。卫生部公布的2006年城乡居民主要死亡原因显示，恶性肿瘤、脑血管病、心脏病有400万人因使用了含有28种杀虫剂残留物的粮食、蔬菜、瓜果、肉类等食品患上了癌症，癌症发病率逐年增高。目前，发达国家的研究者都在采用不同的方法来处理农药等在土壤中的残留问题，但目前还未见到有效的处理方法。
发明内容本发明的目的在于提供一种用于降解农药残留的保湿生物肥料，以降低土壤中农药残留。为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种用于降解农药残留的保湿生物肥料，采用以下组分为主要成份制备而成Y-聚谷胺酸0.5%-90%，腐殖酸5%-45%，羧酸酯酶_15%，有机磷水解酶-15%，奈安0-65%，尿素0-25%，柠檬酸(一个水分子)0-1·5%。所述的羧酸酯酶为市售商品。所述的羧酸酯酶可以采用以下方法制备获得从昆虫或微生物中克隆得到的功能基因，经转化、发酵而制得。所述的有机磷水解酶为市售商品。所述的有机磷水解酶可以采用以下方法制备获得从昆虫或微生物中克隆得到的功能基因，经转化、发酵而制得。所述的腐殖酸为市售商品。所述的腐殖酸来自于用褐煤、风化煤微生物配加泥炭、菜籽饼、氨基酸发酵残渣、藻酸、氨基酸、维生素、糖、锯末、创花、木材废弃物、不含防腐剂的鱼渣、牛羊毛废料、骨粉、氨基酸残渣、家禽家畜加工废料、糖厂废料、人、畜、禽及蚕粪、根瘤菌、固氮菌、联合固氮菌生物菌肥棉籽饼、豆饼、芝麻饼、蓖麻饼、茶籽饼以及农家肥如堆肥、厩肥、沼气肥、绿肥、作物秸秆、泥肥及饼肥。本发明采用Y_聚谷胺酸，腐殖酸，羧酸酯酶，有机磷水解酶，奈安，尿素，柠檬酸(一个水分子)为原料，其中，Y-聚谷胺酸，即Y-PGA，又称聚麸胺酸，是自然界中微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α-氨基和Y-羧基形成肽键的高分子聚合物。分子量分布在IOOkDa到IOOOOkDa之间；Y-聚谷胺酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等。腐殖酸，腐植酸对农作物的作用为⑴改良土壤；⑵刺激植物生长；⑶增加肥效；⑷增强抗逆特性，改善果实品质。奈安的主要功能有(1)奈安的除草剂混用能预防除草剂的药害。(2)作物一旦受到药害，喷施奈安能消除或缓解除草剂药害。(3)连续使用奈安能彻底分解土壤中蓄积的除草剂残留，增加后茬种植的灵活性。尿素是一种中性肥料，对土壤无影响，适用于各种土壤和植物，是一种优质高效的氮肥；尿素在农业上是一种优质高效的中性氮素肥料，长期使用不会使土壤变硬和板结。柠檬酸的主要用途用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是化学中间体。羧酸酯酶主要位于肝、其他组织及细胞胞液、线粒体和内质网。它是一种多聚蛋白，主要催化酯、硫酸酯和酰胺的水解。有机磷水解酶具有催化水解作用。本发明的各组分合用，所制备的用于降解农药残留的保湿生物肥料能够解决农药残留，在降解农药残留的同时又可使农作物得到增产，具有很好的社会效益和经济效益。本发明的保湿生物肥料对解决食品安全和作物增产方面具有重大的突破。本发明所提供的生物肥料缓解了我国作为一个农业生产大国而不得不大量使用农药，在环境中存在着严重的农药残留的污染问题以及由于使用化学除草剂而引起的土壤癌症田的问题，缓解了农药残留污染以及除草剂的使用而对农作物和土壤带来的危害，并能够使作物增产，从根本上缓解了传统方式对土壤、空气、地下水以及河流的污染问题，解决了食品安全问题。本发明对各种土壤和植物均可喷施使用，具有以下优点(1)有效降解土壤和作物中的有机磷酸酯、有机氯酸酯等酯类的农药残留，实现从源头上解决食品安全；(2)修复土壤结构，超级保湿、提高肥料利用率实现增产增收；(3)改变了农民传统使用施肥的习惯和观念。本发明经过大面积试验增产10%以上，在使用本发明的保湿生物肥料后，土壤和作物中有机磷酸酯、有机氯酸酯等酯类的农药残留可被有效降解。本发明的生物肥料的制备方法包括以下步骤将尿素磨碎过90目筛；柠檬酸(一个水分子)磨碎过90目；奈安磨碎过90目筛；羧酸酯酶和有机磷水解酶细胞粉磨碎过90目；聚麸胺酸(Y-PGA)磨碎过90目；与过90目的腐殖酸混合，混合均勻即可制得成品。制备时将各原料粉碎均过90目，有利于各原料的均勻混合。使用时，本发明的肥料与水混合以液体状态喷洒或灌施。每40g本发明的肥料兑清水30kg。具体实施例方式实施例1本发明的保湿生物肥料采用以下重量百分比的组分制备而成尿素20%，羧酸酯酶1%，有机磷水解酶细胞粉1%，腐殖酸40%，γ-聚谷胺酸(Y-PGA)38%。制备时，将上述百分含量的尿素、羧酸酯酶、有机磷水解酶细胞粉以及Y-聚谷胺酸分别过90目筛，再与过90目的腐殖酸混合而制得。实施例2本发明的保湿生物肥料采用以下组分制备而成柠檬酸(一个水分子)0.1%，羧酸酯酶2.5%，有机磷水解酶细胞粉2.5%，奈安20%，腐殖酸10%，Y-聚谷胺酸(Y-PGA)64.9%。实施例3本发明的保湿生物肥料采用以下组分制备而成奈安30%，羧酸酯酶15%，有机磷水解酶细胞粉15%，腐殖酸10%，聚麸胺酸或聚谷胺酸简称(γ-PGA)30%。实施例4本发明的保湿生物肥料对土壤中马拉硫磷、甲基对硫磷等的降解作用的测定在清华大学校园中采集土壤样品，样品用直径2mm的滤网过滤，除去土壤中的颗粒物质。土壤样品存放于4°C冰箱。取一部分土壤样品，用氯仿熏蒸法对土壤进行消毒处理。先将氯仿加入盛有土壤的容器中，密闭容器，使其散发为气态，渗入土壤样本以杀死所有微生物，再开启容器使土样中残余气态氯仿全部散发。将待测样本马拉硫磷、甲基对硫磷等加入到IOOg土壤中，使其终浓度分别为100mg/kg，搅拌混合均勻。将5g保湿生物肥料接种量加入到IOOg熏蒸和未熏蒸的土壤中，搅拌混合均勻。未接种保湿生物肥料的熏蒸和未熏蒸的土壤作为对照。土壤置于30°C培养箱中培养2hrs。在整个培养期间，不断喷洒添加无菌的去离子水，以保持土壤的含水量在30%附近。农药的萃取过程如下在IOOml三角瓶中加入20ml水，Iml2%TritonX-100，加入IOg农药样本处理的土壤，加入等量乙酸乙酯，置30°C_32°C摇床摇动。混合物在4°C、3000rpm离心IOmin分层，小心收集上层有机相。此有机溶剂萃取过程重复3次，将取出的上清液合并，加入无水硫酸钠干燥后，用乙酸乙酯适当稀释，然后抽提液用气相色谱仪和氮磷检测器测定提取液中待测样本马拉硫磷、甲基对硫磷等的残留量的含量，以检测超级保湿生物肥料对马拉硫磷、甲基对硫磷等的降解速率，具体测试条件如下使用惠普5890II型气相色谱仪，配自动进样器(HP7673autosampler)，载气=N2气，lmL/min流量，检测器氮磷检测器(GC-NPD)和色谱柱fusedsilicacapillarycolumn(0.53mmi.d.30m0.5μπιfilmthickness,SupelcoCorp.USA)，进样口温度300°C，检测气温度300°C，柱温220°C，分流不分流不分流进样，进样量1μL。其实验结果列于表1。表1本发明的保湿生物肥料对以下有机磷等农药的降解作用<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例5本发明的生物肥料对植物的增产作用在青菜上的实验报告1材料与方法1.1材料试验于在XX省XX县XX乡XX村XXX的承包田内，土类为潮土，质地为中壤，肥力中等，地力均勻，排灌方便。该田块耕层土壤养分为有机质10.2g/kg，碱解氮含量88.3mg/kg，速效磷(P2O5)含量为12.6mg/kg，速效钾(K2O)的含量为70.lmg/kg。前茬作物小麦，产量水平350kg/亩。供试作物青菜，品种为“新夏丰50”。供试肥料为本发明的“用于降解农药残留的保湿生物肥料”。1.2方法试验共设两个处理，采用配对设计，每对重复四次，小区面积30m2。处理1喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”(每亩每次用“用于降解农药残留的保湿生物肥料”40g兑清水30kg，于青菜团棵期开始每隔10天喷一次，共喷2次)；处理2喷施清水作为对照(每亩每次用清水30kg与处理1同期喷洒)。试验地青菜经播种，每亩定植密度为16500棵。试验在当地习惯施肥的基础上进行，底肥每亩施有机肥1600kg，硫酸钾复合肥25kg(15-15-15)，团棵期每亩冲施尿素22kg。试验分别进行2次喷施肥液或清水。试验地青菜收获，以小区为单位单收单称分别计产。试验除按施肥方案要求的喷施肥液或清水外，其他田间管理措施同一般大田。2结果与分析2.1喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”对青菜经济性状的影响喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”改善了青菜经济性状。从表2可知喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”较对照平均单株叶片数基本一致，单株重增加9.Sg。这说明喷施该肥液增加了青菜单株重，为青菜增产打下良好基础，对叶片数影响不明显。表2试验调查与考种记载表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2.2喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”对青菜产量的影响喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”增加了青菜产量。从表3可以看出，喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”较对照平均每亩增加产量144.5kg，增产率为9.1%。对青菜各处理产量结果进行t检验(见表4)，统计分析表明处理间增产差异达到极显著水平。由此可见，喷施“用于降解农药残留的保湿生物肥料”能够显著增加青菜产量。表3不同处理青菜产量结果m2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4各处理产量结果统计分析<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>Sd=2.22Sd=Lllt实测=5.85**T0.05=3.18t0.01=5.843小结3.1一季的实验表明，在当地习惯施肥的基础上，于青菜团棵期开始每隔10天喷一次“用于降解农药残留的保湿生物肥料”，每亩每次用该肥40g，兑清水30kg，共喷2次，可提高青菜单株重，增加青菜的产量。喷施该肥液与喷等量清水相比平均亩增产144.5kg，增产率9.1%，经统计检验产量差异达到极显著水平。最后所应说明的是，以上实例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，如采用腐殖酸盐代替腐殖酸等，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。权利要求一种用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于采用以下组分为主要成份制备而成γ-聚谷胺酸0.5％-90％，腐殖酸5％-45％，羧酸酯酶1％-15％，有机磷水解酶1％-15％，奈安0-65％，尿素0-25％，柠檬酸0-1.5％。2.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的羧酸酯酶为市售商品。3.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的羧酸酯酶可以采用以下方法制备获得从昆虫或微生物中克隆得到的功能基因，经转化、发酵而制得。4.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的有机磷水解酶为市售商品。5.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的有机磷水解酶可以采用以下方法制备获得从昆虫或微生物中克隆得到的功能基因，经转化、发酵而制得。6.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的柠檬酸为含一个水分子的柠檬酸。7.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的腐殖酸为市售商品。8.根据权利要求1所述的用于降解农药残留的保湿生物肥料，其特征在于所述的腐殖酸来自于用褐煤、风化煤微生物配加泥炭、菜籽饼、氨基酸发酵残渣、藻酸、氨基酸、维生素、糖、锯末、创花、木材废弃物、不含防腐剂的鱼渣、牛羊毛废料、骨粉、氨基酸残渣、家禽家畜加工废料、糖厂废料、人、畜、禽及蚕粪、根瘤菌、固氮菌、联合固氮菌生物菌肥棉籽饼、豆饼、芝麻饼、蓖麻饼、茶籽饼以及农家肥如堆肥、厩肥、沼气肥、绿肥、作物秸秆、泥肥及饼肥。全文摘要本发明公开了一种用于降解农药残留的保湿生物肥料，采用以下组分为主要成份制备而成γ-聚谷胺酸0.5％-90％，腐殖酸5％-45％，羧酸酯酶1％-15％，有机磷水解酶1％-15％，奈安0-65％，尿素0-25％，柠檬酸(一个水分子)0-1.5％。本发明对各种土壤和植物均可喷施使用，具有以下优点(1)有效降解土壤和作物中的有机磷酸酯、有机氯酸酯等酯类的农药残留，实现从源头上解决食品安全；(2)修复土壤结构，超级保湿、提高肥料利用率实现增产增收；(3)改变了农民传统使用施肥的习惯和观念。本发明经过大面积试验增产10％以上，在使用本发明的保湿生物肥料后，土壤和作物中有机磷酸酯、有机氯酸酯等酯类的农药残留可被有效降解。文档编号C05F11/02GK101811914SQ200910064499公开日2010年8月25日申请日期2009年3月27日优先权日2009年3月27日发明者乔传行,党尊,党永富,赵乔申请人:党永富