一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用

本发明属于农业领域，具体涉及一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用。

背景技术：

1、大多数作物都是需氧生物，依赖于环境中稳定的氧气供应。基体供氧量不足是早期严重影响植物各器官的首要胁迫因子，从而影响植物的生长和产量。

2、蓝藻是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素a，但不含叶绿体(区别于真核生物的藻类)、能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物。有不少蓝藻(如鱼腥藻)可以直接固定大气中的氮(原因：含有固氮酶，可直接进行生物固氮)，以提高土壤肥力，使作物增产。蓝藻喜强光和高温：蓝藻最适合生长温度在28-35℃，持续的高温和强光照；喜高氮磷环境，这些条件均有利于其生长。将蓝藻应用于农业种植领域，可以解决农作物供氮问题。

3、海藻糖化学全称为α-d-吡喃葡糖基-α-d-吡喃葡糖苷，是由2个葡萄糖分子通过半缩醛羟基缩合而成的非还原性双糖，分子式为c12h22o11，分子量大小为342.3，这种对称的双葡萄糖分子结构所具有的稳定性远超麦芽糖、蔗糖、葡萄糖等其他糖类小分子，使其成为保持细胞活性、保湿类化妆品中的重要组成成分，更可作为防止食品劣化、保持食品新鲜风味、提升食品品质的独特食品配料。海藻糖存在于所有生命体内，是一种应急代谢产物和信号分子，在细胞处于高温、冷冻、辐射、干燥、高渗透压等不良环境时会在细胞内大量合成，危机解除后作为能源物质迅速分解，可帮助细菌、真菌、低等植物以及无脊椎动物等生命体抵抗环境压力，确保在高盐、酸性等极端环境中长久生存，从而保护生命体原有的形态结构。海藻糖可长效维持生物膜、蛋白质等各种组织和生物大分子在非生物胁迫等极端环境下的稳定性，保护二者结构完整、不发生降解或变性。

4、水凝胶是一种具有三维网状结构的亲水性高分子材料。它能够吸收大量的水分，但因为固有的三维网状结构骨架，溶胀后具有保水且不涨破的特点。最近，一些研究人员指出，水凝胶可以作为种子生长的介质，为种子生长提供水分和营养物质。水凝胶中95％以上的水分能逐渐释放到植物根系，表明水凝胶可以替代土壤作为种子萌发的培养基。但传统水凝胶易对环境造成负面影响。因此寻找无毒、可生物降解、化学稳定性好、亲水性强的高分子材料制备水凝胶具有长远潜力。

技术实现思路

1、本发明旨在为植物提供充足氮肥的一种负载蓝藻的水凝胶的制备方法。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，所述水凝胶由以下质量比的原料组成：ph调节剂:蓝藻水溶液:海藻糖:10wt％聚乙烯醇水溶液＝1-5:10-25:10-20:100-500；

4、制备方法包括如下步骤：

5、s1、称取一定量聚乙烯醇加入去离子水中，90℃搅拌2h直至聚乙烯醇完全溶解得到10wt％的聚乙烯醇水溶液，自然冷却至室温；

6、s2、在10wt％聚乙烯醇水溶液中依次加入海藻糖、ph调节剂和蓝藻，混合均匀后冷冻2-5h，室温下解冻，即得到一种负载蓝藻的水凝胶；

7、上述水凝胶用于植物叶面喷施和灌根的应用。

8、作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，所述蓝藻的浓度为40mg/ml-80mg/ml。

9、作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，ph调节剂为磷酸二氢钙和醋酸钙，质量比为磷酸二氢钙:醋酸钙＝1:1-5，通过调节两者的配比至水凝胶呈ph7.0-7.3。

10、作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，混合均匀的时间为30-150min。

11、作为本发明制备方法技术方案的进一步改进，冷冻温度为-20-0℃。

12、与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：具有良好的固氮作用，有利于农作物的萌发和生长，使农作物达到养根增产的效果。

技术特征：

1.一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，其特征在于，所述水凝胶由以下质量比的原料组成：ph调节剂:蓝藻水溶液:海藻糖:10wt％聚乙烯醇水溶液＝1-5:10-25:10-20:100-500；

2.根据权利要求1所述的一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，其特征在于，所述蓝藻的浓度为40mg/ml-80mg/ml。

3.根据权利要求1所述的一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，其特征在于，ph调节剂为磷酸二氢钙和醋酸钙，质量比为磷酸二氢钙:醋酸钙＝1:1-5，通过调节两者的配比至水凝胶呈ph7.0-7.3。

4.根据权利要求1所述的一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，其特征在于，混合均匀的时间为30-150min。

5.根据权利要求1所述的一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，其特征在于，冷冻温度为-20-0℃。

技术总结
本发明公开一种负载蓝藻的水凝胶的制备及其应用，属于农业领域，所述负载蓝藻的水凝胶由以下组分制备而成：蓝藻水溶液、海藻糖、pH调节剂、10wt％聚乙烯醇水溶液；本发明还公开所述负载蓝藻的水凝胶的制备方法。本发明利用海藻糖为蓝藻在极端环境下提供保护，所制备的负载蓝藻的水凝胶具有良好的固氮作用，有利于农作物的萌发和生长，使农作物达到养根增产的效果。

技术研发人员：蒋梦琴,张蕊,洪恒伟,金志敏
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15