一种大豆促进根瘤生长的微生物肥及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种大豆促进根瘤生长的微生物肥及其制备方法，由以下重量份的原料制成：造纸黑液、10wt%硫酸溶液、5%甲醛溶液、亚硫酸钠、骨粉、红糖渣、磷石膏、固氮菌、解钾菌、解磷菌、食用菌下脚料、红豆渣、紫云英秸秆、硝酸铵钙、钼酸铵、硫酸亚铁、氯化锌、贝壳粉和适量的水；这是一种微生物含量丰富的有机复合无机的肥料，经过木质素吸附后的无机成分，可以大大降低其对土壤微生物的抑制作用，所以本发明中加入的固氮菌等微生物生存环境要好，同时经过简单的扩增培养和适应性培养，大大提高了微生物在土壤中的生存能力，有效帮助大豆根系形成根瘤，促进钾、磷的吸收，提高豆科植物自身的抗病能力。
【专利说明】
一种大豆促进根瘤生长的微生物肥及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种大豆促进根瘤生长的微生物肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]造纸工业广泛采用的碱法纸浆工艺，无论以木本还是非木本植物为原料，均副产大量的黑液，据统计全球每年黑液产量为5亿吨左右，黑液中约有70%的固形物为有机物，包括木质素、半纤维素及纤维素降解产物等，木质素是一种存在于大部分陆地植物木质部中的复杂高分子化合物，数量非常庞大，估计国内每年由造纸产生的木质素约有1000多万吨。目前，大部分黑液经浓缩至45?60%后燃烧、进行碱回收，从而造成其中所含的木质素这种可再生资源的巨大浪费，造纸黑液流入环境，污染程度高、含大量的有机纤维、无机盐和色素，所含污染物占到了造纸工业污染物的90%以上，而且碱性较大，颜色深，臭味重和泡沫多，大量消耗水中的溶解氧，对环境造成严重的破坏。
[0003]造纸黑液的磺化是指亚硫酸根离子与黑液中所含木质素反应生成磺化木质素的过程。第一段木质素的羟甲基化，依据木质素中羟甲基的引入量来确定最优值；第二段木质素的磺化，依据净浆流动度来确定最优值，辅以磺化度和相对分子质量分析。其中木质素的羟甲基化是增加木质素活性的方法;磺化反应设定为PH值<7，以亚硫酸钠作磺化剂，酚型和非酚型的木质素结构单元都能发生有利于α碳上的磺化反应，有时也在γ碳上进行，但很少在β碳上。
[0004]对工业造纸中的造纸黑液进行重点利用，然后用于肥料的制备，不仅解决了造纸黑液流入环境造成的环境污染，还进行废弃物重利用，用于缓释肥料的研制，现在主流的造纸黑液大多是用烧碱液高温蒸煮制浆后，原本木质素溶解成碱木质素，纤维素析出，滤出纤维素后得到的造纸黑液，所以一般PH大于12，总碱含量20?25%，木质素为20?25g/L，污染程度高，含大量纤维、无机盐和色素。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是重利用造纸黑液，用于农业化肥的生产，制成一种吸附无机元素的颗粒，使肥料起到缓释的作用，具体是通过以下方法实现的:
一种大豆促进根瘤生长的微生物肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造纸黑液150~180、10wt°/〔^i酸溶液30?40、5%甲醛溶液20~30、亚硫酸钠10?15、骨粉10?14、红糖渣15?20、磷石膏7?10、固氮菌I?2、解钾菌0.5?0.8、解磷菌0.2?0.5、食用菌下脚料26?30、红豆渣10?14、紫云英秸杆16?22、硝酸铵钙10?13、钼酸铵2?4、硫酸亚铁6?10、氯化锌4?7、贝壳粉5?8和适量的水。
[0006]—种大豆促进根瘤生长的微生物肥的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:
(I)将造纸黑液加入到反应釜中，加热至沸，蒸煮浓缩至原有1/3，然后转水浴加热至50-600C，保温，以120?150r/min的转速缓慢搅拌30?40min，同时加入10?七%硫酸溶液，抽滤得木质素颗粒，过清水洗涤3~5遍，最后真空干燥后备用；
(2)将(I)所得的木质素颗粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，调节pH为10?11，加热至70?80°C保温反应1.2?1.5h，测量pH值呈中性后加入亚硫酸钠，提高温度130?150°C下反应3?4h，再次洗涤并干燥，得改性的木质素颗粒；
(3)混合食用菌下脚料、红豆渣、紫云英秸杆及其它以下未涉及的剩余成分，加入2?3倍其重量份的水，水温40~50°C浸泡2?3天，然后过滤多余水分并粉碎成渣，喷洒用水10倍稀释的固氮菌、解钾菌、解磷菌混合物，堆积发酵6?1天使有机物中长满菌丝物；
(4)混合硝酸铵钙、钼酸铵、硫酸亚铁及氯化锌，按料水比1:3?4的比例加水，加热搅拌并加入(2)所得到的木质素颗粒，静置吸附进行离子交换过程，持续20~30min;
(5)混合(3)的半有机发酵物料与(4)所述的混合吸附无机营养液，适量兑水保持含水量60?70%，喷浆造粒即可。
[0007]本发明的思路是将碱性制法的造纸黑液中加酸，使本来溶于碱的酚盐与酸作用使碱木素析出，先取一定量的造纸黑液，加热浓缩，然后加入10wt°/c^硫酸溶液使浓溶液的pH为2?3，缓慢搅拌的情况下让木质素自由吸附结团形成颗粒，控制搅拌速度使颗粒为80?100目筛之间，然后通过抽滤的方式得到沉淀，用去离子水洗涤3?5次得絮凝沉降的木质素颗粒；
本身木质素分子中含有多种活性基团，在土壤中被微生物缓慢降解后转化为腐殖质，而腐殖质是泥土的主要成分，对植物的生长起到极其关键的作用，对土壤脲酶活性有一定的抑制作用，促进植物生长，改良土壤等。但是不能单一作为有机质加入肥料中，那样仅仅是作为有机质提供营养，不能与现代肥料产生联系，而且用量较大，效果一般，也不值得耗费物力、人力对造纸黑液的改造，也不符合现代肥料倡导的用量少，效果明显的特点；考虑到这点，我们将木质素结合颗粒进行化学改性，制成木质素磺酸盐，它是一种制造离子交换树脂的好原料，成为一种高分子材料，木质素颗粒由于属于自由沉降，未加入任何粘结剂，彼此交联结构松散，制成木质素磺酸盐过后，属于高分子结构，彼此交联更为丰富，不易破裂，同时具有很强的阳离子交换吸附能力，而且克服了木质素本身水溶性差的缺点，发明的目的不在于制备纯正的阳离子交换树脂，主要通过一定的条件控制，使木质素颗粒的结合更加紧密，增强其亲水性，同时使颗粒表面的木质素分子转化为木质素磺酸盐，用于吸附金属阳离子，加入肥料过后，起到一定的缓释效果。
[0008]本发明的有益效果:这是一种微生物含量丰富的有机复合无机的肥料，经过木质素吸附后的无机成分，可以大大降低其对土壤微生物的抑制作用，所以本发明中加入的固氮菌等微生物生存环境要好，同时经过简单的扩增培养和适应性培养，大大提高了微生物在土壤中的生存能力，有效帮助大豆根系形成根瘤，促进钾、磷的吸收，提高豆科植物自身的抗病能力。
【具体实施方式】
[0009]实施例1:
一种大豆促进根瘤生长的微生物肥，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:造纸黑液168、10的%硫酸溶液37、5%甲醛溶液23、亚硫酸钠13、骨粉13、红糖渣17、磷石膏9、固氮菌1、解钾菌0.7、解磷菌0.3、食用菌下脚料29、红豆渣13、紫云英秸杆19、硝酸铵钙11、钼酸铵3、硫酸亚铁9、氯化锌4、贝壳粉7和适量的水。
[0010]—种大豆促进根瘤生长的微生物肥的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:
(1)将造纸黑液加入到反应釜中，加热至沸，蒸煮浓缩至原有1/3，然后转水浴加热至50-600C，保温，以120?150r/min的转速缓慢搅拌30?40min，同时加入10?七%硫酸溶液，抽滤得木质素颗粒，过清水洗涤3~5遍，最后真空干燥后备用；
(2)将(I)所得的木质素颗粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，调节pH为10?11，加热至70?80°C保温反应1.2?1.5h，测量pH值呈中性后加入亚硫酸钠，提高温度130?150°C下反应3?4h，再次洗涤并干燥，得改性的木质素颗粒；
(3)混合食用菌下脚料、红豆渣、紫云英秸杆及其它以下未涉及的剩余成分，加入2?3倍其重量份的水，水温40~50°C浸泡2?3天，然后过滤多余水分并粉碎成渣，喷洒用水10倍稀释的固氮菌、解钾菌、解磷菌混合物，堆积发酵6?1天使有机物中长满菌丝物；
(4)混合硝酸铵钙、钼酸铵、硫酸亚铁及氯化锌，按料水比1:3?4的比例加水，加热搅拌并加入(2)所得到的木质素颗粒，静置吸附进行离子交换过程，持续20~30min;
(5)混合(3)的半有机发酵物料与(4)所述的混合吸附无机营养液，适量兑水保持含水量60?70%，喷浆造粒即可。
[0011]采用本发明的一种大豆促进根瘤生长的微生物肥用于农作物大豆的种植试验，选用5亩大豆种植基地，将本发明的肥料根据大豆种植需要作为主要用肥施用，对照组的5亩大豆按照常规种植方法施用常规肥料，结果显示:实验组的大豆及各方面长势均优于对照组，肥料在土壤中的保存时间更长，大豆根系的根瘤长势更明显，在抗逆性方面也好于对照组的大豆。
【主权项】
1.一种大豆促进根瘤生长的微生物肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造纸黑液150?180、10?七%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20~30、亚硫酸钠10?15、骨粉10?14、红糖渣15?20、磷石膏7?10、固氮菌I?2、解钾菌0.5?0.8、解磷菌0.2?0.5、食用菌下脚料26?30、红豆渣10?14、紫云英秸杆16?22、硝酸铵钙10?13、钼酸铵2?4、硫酸亚铁6?10、氯化锌4?7、贝壳粉5?8和适量的水。2.根据权利要求1所述一种大豆促进根瘤生长的微生物肥的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤: (1)将造纸黑液加入到反应釜中，加热至沸，蒸煮浓缩至原有1/3，然后转水浴加热至50-600C，保温，以120?150r/min的转速缓慢搅拌30?40min，同时加入10?七%硫酸溶液，抽滤得木质素颗粒，过清水洗涤3~5遍，最后真空干燥后备用； (2)将(I)所得的木质素颗粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，调节pH为10?11，加热至70?80°C保温反应1.2?1.5h，测量pH值呈中性后加入亚硫酸钠，提高温度130?150°C下反应3?4h，再次洗涤并干燥，得改性的木质素颗粒； (3)混合食用菌下脚料、红豆渣、紫云英秸杆及其它以下未涉及的剩余成分，加入2?3倍其重量份的水，水温40~50°C浸泡2?3天，然后过滤多余水分并粉碎成渣，喷洒用水10倍稀释的固氮菌、解钾菌、解磷菌混合物，堆积发酵6?1天使有机物中长满菌丝物； (4)混合硝酸铵钙、钼酸铵、硫酸亚铁及氯化锌，按料水比1:3?4的比例加水，加热搅拌并加入(2)所得到的木质素颗粒，静置吸附进行离子交换过程，持续20~30min; (5)混合(3)的半有机发酵物料与(4)所述的混合吸附无机营养液，适量兑水保持含水量60?70%，喷浆造粒即可。
【文档编号】C05G3/00GK105967840SQ201610152113
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】王乐乐, 刘战
【申请人】安徽凤阳德诚科技有限公司