CN102584433B - 一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法 - Google Patents

一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法，包括以下步骤：（1）配制发酵培养基，并接种胶冻样芽孢杆菌，进行发酵培养；（2）取发酵培养结束后的培养液进行过滤，取滤液加入无水乙醇，离心后取沉淀，将沉淀物溶于蒸馏水中，并进行透析，再经减压浓缩，冷冻干燥成粉状生物包膜剂；（3）取精制生物包膜剂和氯化锌，混合后加入水溶解，搅拌后电热鼓风干燥箱内燥至无水。本发明的有益效果是：通过提取微生物孢外分泌物作为缓释肥料包膜主材料，方法简单，环境友好。同时该包膜材料在分解过程中可以为土壤提供有机物，为作物提供微量元素等养分。所得的生物型包膜材料可用于多种肥料的包膜。

Description

一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法
技术领域
本发明涉及缓释肥包膜材料制备领域，具体涉及一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法。
背景技术
缓释肥料作为一种新型肥料，可较少化肥养分的流失，显著提高化肥的利用率，避免旱地作物施肥过多导致的土壤板结问题。同时可以防止因大量施用氮肥导致土壤中硝酸盐的积累而污染环境，甚至使人畜中毒等现象发生；此外缓释肥料可以协调作物养分供给，实施平衡施肥，以达到优质高产目的；缓释肥料还可以减少施肥次数，省工，省时极大提高大面积施肥的工作效率。但是阻碍缓释肥推广应用的主要原因：一是，包膜材料较贵，造成包膜肥料的价格较贵；二是，一些无机或合成有机高分子包膜物质长期使用对土壤-作物系统影响存在不确定性。开发简单易得的生物型缓释肥包膜材料，不但可以降低缓释肥料价格，而且生物型包膜材料分解后可以为土壤、作物提供养分，是一种环境友好的缓释肥包膜材料。因此探索一条生物型包膜材料制备方法尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法，通过提取微生物孢外分泌物作为缓释肥料包膜主材料，方法简单，环境友好，可用于多种肥料的包膜。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）、配制发酵培养基，发酵培养基的成分为：葡萄糖20g、淀粉20g、KH2PO4 2g、K2HPO4 5g、NaCl 0.1g、(NH4)2SO4 0.2g、脲0.5g、酵母膏0.5g和水1L，pH值为7.0；取胶冻样芽孢杆菌接种到发酵培养基中，控制温度为28～32℃，培养1～2天；
（2）、取步骤（1）中发酵培养结束后的培养液进行过滤，取滤液加入1.5倍体积的预冷无水乙醇，慢速搅拌30 分钟，然后以6000～8000r/min的转速离心20～30分钟，取沉淀并用乙醇进行洗涤；洗涤后将沉淀物溶于蒸馏水中，并在去离子水中透析2～3天，透析结束后，取透析袋内的溶液在50℃下减压浓缩，最后冷冻干燥成粉状，得到精制生物包膜剂；
（3）、按照质量比50：1取步骤（2）中制得的精制生物包膜剂和氯化锌，混合后加入水进行溶解，在80～90℃下水浴搅拌30分钟，然后加入精制生物包膜剂重量1/3的甘油，在50～60℃下继续搅拌20 分钟，搅拌结束后在电热鼓风干燥箱内60℃干燥至无水，即制得产品。
所述步骤（2）中用于洗涤沉淀的乙醇的浓度为70%。
所述步骤（1）中发酵培养基中的水可以用农产品加工有机废水代替。
所述农产品加工有机废水为啤酒废水、糖蜜废水或味精废水。
有益效果
1、本发明的方法通过提取微生物孢外分泌物作为缓释肥料包膜主材料，方法简单，且微生物的培养可以利用农产品加工的有机废水作为碳源，从而节约成本。
2、本发明制得的包膜材料主要为微生物的代谢产物，具有生物可降解性和环境友好性，不会产生第二次污染。
3、本发明制得的包膜材料在分解过程中可以为土壤提供有机物，为作物提供微量元素等养分，且可用于多种肥料的包膜。
具体实施方式
实施例1
（1）、配制发酵培养基，发酵培养基的成分为：葡萄糖20g、淀粉20g、KH2PO4 2g、K2HPO4 5g、NaCl 0.1g、(NH4)2SO4 0.2g、脲0.5g、酵母膏0.5g和水1L，pH值为7.0；取胶冻样芽孢杆菌接种到发酵培养基中，控制温度为28℃，培养2天。
胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）是硅酸盐细菌肥料所使用的主要菌种，是土壤中一种重要的功能菌，菌体粗长呈杆状，有厚荚膜，芽孢大且孢囊壁厚。
（2）、取步骤（1）中发酵培养结束后的培养液进行过滤，取滤液加入1.5倍体积的预冷无水乙醇，慢速搅拌30 分钟，然后以6000r/min的转速离心30分钟，取沉淀并用浓度为70%的乙醇进行洗涤；洗涤后将沉淀物溶于蒸馏水中，并在去离子水中透析2天，透析结束后，取透析袋内的溶液在50℃下减压浓缩，最后冷冻干燥成粉状，得到精制生物包膜剂。
（3）、按照质量比50：1取步骤（2）中制得的精制生物包膜剂和氯化锌，混合后加入水进行溶解，在90℃下水浴搅拌30分钟，然后加入精制生物包膜剂重量1/3的甘油，在50℃下继续搅拌20 分钟，搅拌结束后在电热鼓风干燥箱内60℃干燥至无水，即制得产品。
取制得的产品与一定量的尿素制备缓释肥料。经试验，在25℃下， 24小时的施肥放量为10.4%；28天的释放量为65.3%，70天的规定时间内，有81.3%有效成分被释放。
实施例2
（1）、配制发酵培养基，发酵培养基的成分为：葡萄糖20g、淀粉20g、KH2PO4 2g、K2HPO4 5g、NaCl 0.1g、(NH4)2SO4 0.2g、脲0.5g、酵母膏0.5g和水1L，pH值为7.0；取胶冻样芽孢杆菌接种到发酵培养基中，控制温度为32℃，培养1天。
发酵培养基中的水可由啤酒废水替代，啤酒废水中含有一定量的碳氮营养物质，同时培养基中的葡萄糖、淀粉等的含量可以适当减少，以节约成本。
（2）、取步骤（1）中发酵培养结束后的培养液进行过滤，取滤液加入1.5倍体积的预冷无水乙醇，慢速搅拌30 分钟，然后以8000r/min的转速离心20分钟，取沉淀并用浓度为70%的乙醇进行洗涤；洗涤后将沉淀物溶于蒸馏水中，并在去离子水中透析3天，透析结束后，取透析袋内的溶液在50℃下减压浓缩，最后冷冻干燥成粉状，得到精制生物包膜剂。
（3）、按照质量比50：1取步骤（2）中制得的精制生物包膜剂和氯化锌，混合后加入水进行溶解，在80℃下水浴搅拌30分钟，然后加入精制生物包膜剂重量1/3的甘油，在60℃下继续搅拌20 分钟，搅拌结束后在电热鼓风干燥箱内60℃干燥至无水，即制得产品。
取制得的产品与一定量的氮、磷，钾复混肥（8-8-9）制备缓释肥料。25℃下， 24h施放量为9.5%；28天的释放量为60.3%，70天的规定时间内，有78.3%有效成分被释放。
实施例3
（1）、配制发酵培养基，发酵培养基的成分为：葡萄糖20g、淀粉20g、KH2PO4 2g、K2HPO4 5g、NaCl 0.1g、(NH4)2SO4 0.2g、脲0.5g、酵母膏0.5g和水1L，pH值为7.0；取胶冻样芽孢杆菌接种到发酵培养基中，控制温度为32℃，培养1天。
发酵培养基中的水可由糖蜜废水或者味精废水替代，蜜废水和味精废水中均含有一定量的碳氮营养物质，同时培养基中的葡萄糖、淀粉等的含量可以适当减少，以节约成本。
（2）、取步骤（1）中发酵培养结束后的培养液进行过滤，取滤液加入1.5倍体积的预冷无水乙醇，慢速搅拌30 分钟，然后以8000r/min的转速离心20分钟，取沉淀并用浓度为70%的乙醇进行洗涤；洗涤后将沉淀物溶于蒸馏水中，并在去离子水中透析3天，透析结束后，取透析袋内的溶液在50℃下减压浓缩，最后冷冻干燥成粉状，得到精制生物包膜剂。
（3）、按照质量比50：1取步骤（2）中制得的精制生物包膜剂和氯化锌，混合后加入水进行溶解，在80℃下水浴搅拌30分钟，然后加入精制生物包膜剂重量1/3的甘油，在60℃下继续搅拌20 分钟，搅拌结束后在电热鼓风干燥箱内60℃干燥至无水，即制得产品。

Claims (3)

1.一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）、配制发酵培养基，发酵培养基的成分为：葡萄糖20g、淀粉20g、KH2PO4 2g、K2HPO4 5g、NaCl 0.1g、(NH4)2SO4 0.2g、脲0.5g、酵母膏0.5g和水1L，pH值为7.0；取胶冻样芽孢杆菌接种到发酵培养基中，控制温度为28～32℃，培养1～2天；
（2）、取步骤（1）中发酵培养结束后的培养液进行过滤，取滤液加入1.5倍体积的预冷无水乙醇，慢速搅拌30 分钟，然后以6000～8000r/min的转速离心20～30分钟，取沉淀并用浓度为70%的乙醇进行洗涤；洗涤后将沉淀物溶于蒸馏水中，并在去离子水中透析2～3天，透析结束后，取透析袋内的溶液在50℃下减压浓缩，最后冷冻 干燥成粉状，得到精制生物包膜剂；
（3）、按照质量比50：1取步骤（2）中制得的精制生物包膜剂和氯化锌，混合后加入水进行溶解，在80～90℃下水浴搅拌30分钟，然后加入精制生物包膜剂重量1/3的甘油，在50～60℃下继续搅拌20 分钟，搅拌结束后在电热鼓风干燥箱内60℃干燥至无水，即制得产品。
2.如权利要求1所述的一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中发酵培养基中的水用农产品加工有机废水代替。
3.如权利要求2所述的一种生物型缓释肥包膜材料的制备方法，其特征在于：所述农产品加工有机废水为啤酒废水、糖蜜废水或味精废水。
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