CN106365887A - 一种耐盐碱施肥型保水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐盐碱施肥型保水剂的制备方法,属于保水剂技术领域。该方法以耐盐碱植物的叶片掩埋腐烂制得腐殖质,将其和桃胶、淀粉混合制浆,造粒,再用微生物对其改性,最终与丙烯酸共聚制得保水剂。本发明利用耐盐碱微生物体内产生的相容性物质对腐殖质基体改性,提高保水剂对盐碱和氧化胁迫的冲击力,将改性基体和丙烯酸共聚提高保水剂的吸水保水性能,同时腐殖质中富含的磷、钾等元素还可以为农作物补充养分,使保水剂功能多样,易于生物降解,具有极佳的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐盐碱施肥型保水剂的制备方法,属于保水剂技术领域。
背景技术
保水剂使用的是高吸水性树脂,它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料,具有吸水、保水、释水功能。它能迅速吸收比自身重数百倍甚至千倍的去离子水、洗水后膨胀为水凝胶、可缓慢释放水分供作物吸收利用,从而增强土壤保水性,改良土壤结构,减少深层渗漏和土壤养分流失,提高水分利用率。
近年来,利用保水剂改善土壤结构和提高作物水肥利用效率,是化学节水技术的重要方式。目前,已有的保水的种类很多,有淀粉系列、纤维素系列,蛋白质系列及其不同类别的保水剂的混合物。淀粉接枝共聚生产的保水剂吸水和保水率高,但需要解决降低成本和耐盐碱性差,使用寿命短等问题。合成聚合物系保水剂反应易于实现且吸水率较高,但不易被生物降解,易造成土壤板结,而且成本较高。
耐(嗜)盐微生物可通过在细胞内积累一些被称为相容性溶质的物质来抵抗细胞外的高渗透压,主要是一些高度水溶性的小分了物质,如糖,糖醇,氨基酸及氨基酸衍生物等。许多研究表明,海藻糖可能是多种胁迫条件的重要保护剂,包括脱水,盐和氧化胁迫,温度冲击等。游离氨基酸作为相容性溶质已有很多报道,主要包括谷氨酸、丙氨酸和脯氨酸,Mohamed和Haggag(2005)的研究发现,盐胁迫可提高木霉菌菌丝中的脯氨酸含量。
白刺、杜梨和银水牛果是重要的耐盐碱植物银水牛果能适应多种环境,喜阳光,土壤pH5.5~8.0能够生长,适合生长于弱碱性和盐渍土中,耐贫瘠土壤,耐盐、耐寒旱,不耐水淹排水不畅的土壤,生长迅速,根系发达。杜梨适生性强,喜光,耐寒,耐旱,耐涝,耐瘠薄,在中性土及盐碱土均能正常生长。白刺生于荒漠和半荒漠的湖盆沙地、河流阶地、山前平原积沙地、有风积沙的粘土地。
发明内容
本发明主要解决的技术问题:针对目前常见的保水剂功能性单一、耐盐碱性差,不易被生物降解,易造成土壤板结的缺陷,提供了一种耐盐碱施肥型保水剂的制备方法。该方法以耐盐碱植物的叶片掩埋腐烂制得腐殖质,将其和桃胶、淀粉混合制浆,造粒,再用微生物对其改性,最终与丙烯酸共聚制得保水剂。本发明利用耐盐碱微生物体内产生的相容性物质对腐殖质基体改性,提高保水剂对盐碱和氧化胁迫的冲击力,将改性基体和丙烯酸共聚提高保水剂的吸水保水性能,同时腐殖质中富含的磷、钾等元素还可以为农作物补充养分,使保水剂功能多样,易于生物降解,具有极佳的应用前景。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
(1)称取900~1000g白刺叶、800~1200g杜梨叶和1000~1500g银水牛果叶依次放入烘箱在105~110℃下干燥过夜并用气流粉碎机粉碎15~20min得到混合叶片;
(2)将上述混合叶片浸入其质量8~10倍的沼气液中并摇床振荡过夜,振荡结束后过滤得到滤渣,再将滤渣用纱布包裹后以绳线扎紧,人工挖出一个直径50cm,深30~35cm的圆形土坑,将纱布包裹住的滤渣放入坑中,用猪粪掩埋并与地面平齐为止,堆置腐烂处理1~2个月并每隔3~5天洒水1~2L,堆置处理结束后取出纱布包裹的物质即为耐盐碱叶片腐殖物;
(3)按质量比为3:1:1将上述得到的耐盐碱叶片腐殖物和桃胶以及玉米淀粉混合后装入烧杯中,再加入三者总质量80~100%的去离子水,将烧杯移入水浴锅中,加热升温至60~70℃保温搅拌混合20~30min,得到粘稠浆料,将浆料放入挤压造粒机中造粒,得到粒径为3~5mm的颗粒,放入烘箱在105~110℃下干燥3~5h得到保水剂半成品;
(4)将上述制得的保水剂半成品放入陶瓷罐中,加入半成品总质量70%的去离子水和10%的葡萄糖,搅拌均匀得发酵底物,分别按接种量为5%和8%依次将枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌接种在发酵底物中,将陶瓷罐放入30~40℃的温室中,保温发酵改性2~3周;
(5)待发酵结束后过滤去除发酵液,得到发酵滤渣,按重量份数计称取70~80份发酵滤渣、10~20份丙烯酸和1~2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺依次加入带有搅拌器的三口烧瓶中,将烧瓶移入水浴锅中,加热升温至70~80℃保温搅拌接枝反应15~20min后出料,过滤收集颗粒状滤渣,将滤渣放入烘箱在80~90℃下干燥3~5h后即可得到耐盐碱施肥型保水剂。
本发明的应用方法是:将本发明制得的耐盐碱施肥型保水剂均匀撒在干旱待保水的盐碱土地表面,其中每平方米播撒20~25g,并用铁齿耙梳理搅匀整平,然后每平方米引水80~100L,灌溉后5~10天即可进行播种。不仅安全、卫生,可自行降解,土壤也不易板结,而且改善了土壤结构,经检测,灌溉土地一周后,土壤保水率达到80%以上,施用保水剂2~3天后,磷、钾元素释放量达到总量的40~60%,使得作物水肥利用率提高了90%以上。
本发明的有益效果是:
(1)本发明制得的一种耐盐碱施肥型保水剂原材料易得,制备步骤简单易操作,成本低廉;
(2)本发明制得的一种耐盐碱施肥型保水剂具有极强的耐盐碱性,吸自来水倍数达120~125倍,吸pH为9的碳酸钠盐水倍数达80~90倍;
(3)本发明制得的一种耐盐碱施肥型保水剂能够有效降低土壤的碱性,从而改善土壤的理化结构,其中富含的磷、钾元素可以为农作物补充养分,达到施肥效果。
具体实施方式
称取900~1000g白刺叶、800~1200g杜梨叶和1000~1500g银水牛果叶依次放入烘箱在105~110℃下干燥过夜并用气流粉碎机粉碎15~20min得到混合叶片;将上述混合叶片浸入其质量8~10倍的沼气液中并摇床振荡过夜,振荡结束后过滤得到滤渣,再将滤渣用纱布包裹后以绳线扎紧,人工挖出一个直径50cm,深30~35cm的圆形土坑,将纱布包裹住的滤渣放入坑中,用猪粪掩埋并与地面平齐为止,堆置腐烂处理1~2个月并每隔3~5天洒水1~2L,堆置处理结束后取出纱布包裹的物质即为耐盐碱叶片腐殖物;按质量比为3:1:1将上述得到的耐盐碱叶片腐殖物和桃胶以及玉米淀粉混合后装入烧杯中,再加入三者总质量80~100%的去离子水,将烧杯移入水浴锅中,加热升温至60~70℃保温搅拌混合20~30min,得到粘稠浆料,将浆料放入挤压造粒机中造粒,得到粒径为3~5mm的颗粒,放入烘箱在105~110℃下干燥3~5h得到保水剂半成品;将上述制得的保水剂半成品放入陶瓷罐中,加入半成品总质量70%的去离子水和10%的葡萄糖,搅拌均匀得发酵底物,分别按接种量为5%和8%依次将枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌接种在发酵底物中,将陶瓷罐放入30~40℃的温室中,保温发酵改性2~3周;待发酵结束后过滤去除发酵液,得到发酵滤渣,按重量份数计称取70~80份发酵滤渣、10~20份丙烯酸和1~2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺依次加入带有搅拌器的三口烧瓶中,将烧瓶移入水浴锅中,加热升温至70~80℃保温搅拌接枝反应15~20min后出料,过滤收集颗粒状滤渣,将滤渣放入烘箱在80~90℃下干燥3~5h后即可得到耐盐碱施肥型保水剂。
实例1
称取900g白刺叶、800g杜梨叶和1000g银水牛果叶依次放入烘箱在105℃下干燥过夜并用气流粉碎机粉碎15min得到混合叶片;将上述混合叶片浸入其质量8倍的沼气液中并摇床振荡过夜,振荡结束后过滤得到滤渣,再将滤渣用纱布包裹后以绳线扎紧,人工挖出一个直径50cm,深30cm的圆形土坑,将纱布包裹住的滤渣放入坑中,用猪粪掩埋并与地面平齐为止,堆置腐烂处理1个月并每隔3天洒水1L,堆置处理结束后取出纱布包裹的物质即为耐盐碱叶片腐殖物;按质量比为3:1:1将上述得到的耐盐碱叶片腐殖物和桃胶以及玉米淀粉混合后装入烧杯中,再加入三者总质量80%的去离子水,将烧杯移入水浴锅中,加热升温至60℃保温搅拌混合20min,得到粘稠浆料,将浆料放入挤压造粒机中造粒,得到粒径为3mm的颗粒,放入烘箱在105℃下干燥3h得到保水剂半成品;将上述制得的保水剂半成品放入陶瓷罐中,加入半成品总质量70%的去离子水和10%的葡萄糖,搅拌均匀得发酵底物,分别按接种量为5%和8%依次将枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌接种在发酵底物中,将陶瓷罐放入30℃的温室中,保温发酵改性2周;待发酵结束后过滤去除发酵液,得到发酵滤渣,按重量份数计称取70份发酵滤渣、10份丙烯酸和1份N,N-亚甲基双丙烯酰胺依次加入带有搅拌器的三口烧瓶中,将烧瓶移入水浴锅中,加热升温至70℃保温搅拌接枝反应15min后出料,过滤收集颗粒状滤渣,将滤渣放入烘箱在80℃下干燥3h后即可得到耐盐碱施肥型保水剂。
本发明的应用方法是:将本发明制得的耐盐碱施肥型保水剂均匀撒在干旱待保水的盐碱土地表面,其中每平方米播撒20g,并用铁齿耙梳理搅匀整平,然后每平方米引水80L,灌溉后5天即可进行播种。不仅安全、卫生,可自行降解,土壤也不易板结,而且改善了土壤结构,经检测,灌溉土地一周后,土壤保水率达到82%,施用保水剂2天后,磷、钾元素释放量达到总量的40%,使得作物水肥利用率提高了91%。
实例2
称取950g白刺叶、1000g杜梨叶和1300g银水牛果叶依次放入烘箱在108℃下干燥过夜并用气流粉碎机粉碎18min得到混合叶片;将上述混合叶片浸入其质量9倍的沼气液中并摇床振荡过夜,振荡结束后过滤得到滤渣,再将滤渣用纱布包裹后以绳线扎紧,人工挖出一个直径50cm,深33cm的圆形土坑,将纱布包裹住的滤渣放入坑中,用猪粪掩埋并与地面平齐为止,堆置腐烂处理1个月并每隔4天洒水1L,堆置处理结束后取出纱布包裹的物质即为耐盐碱叶片腐殖物;按质量比为3:1:1将上述得到的耐盐碱叶片腐殖物和桃胶以及玉米淀粉混合后装入烧杯中,再加入三者总质量90%的去离子水,将烧杯移入水浴锅中,加热升温至65℃保温搅拌混合25min,得到粘稠浆料,将浆料放入挤压造粒机中造粒,得到粒径为4mm的颗粒,放入烘箱在108℃下干燥4h得到保水剂半成品;将上述制得的保水剂半成品放入陶瓷罐中,加入半成品总质量70%的去离子水和10%的葡萄糖,搅拌均匀得发酵底物,分别按接种量为5%和8%依次将枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌接种在发酵底物中,将陶瓷罐放入35℃的温室中,保温发酵改性2周;待发酵结束后过滤去除发酵液,得到发酵滤渣,按重量份数计称取75份发酵滤渣、15份丙烯酸和1份N,N-亚甲基双丙烯酰胺依次加入带有搅拌器的三口烧瓶中,将烧瓶移入水浴锅中,加热升温至75℃保温搅拌接枝反应18min后出料,过滤收集颗粒状滤渣,将滤渣放入烘箱在85℃下干燥4h后即可得到耐盐碱施肥型保水剂。
本发明的应用方法是:将本发明制得的耐盐碱施肥型保水剂均匀撒在干旱待保水的盐碱土地表面,其中每平方米播撒23g,并用铁齿耙梳理搅匀整平,然后每平方米引水90L,灌溉后8天即可进行播种。不仅安全、卫生,可自行降解,土壤也不易板结,而且改善了土壤结构,经检测,灌溉土地一周后,土壤保水率达到84%,施用保水剂2天后,磷、钾元素释放量达到总量的50%,使得作物水肥利用率提高了93%。
实例3
称取1000g白刺叶、1200g杜梨叶和1500g银水牛果叶依次放入烘箱在110℃下干燥过夜并用气流粉碎机粉碎20min得到混合叶片;将上述混合叶片浸入其质量10倍的沼气液中并摇床振荡过夜,振荡结束后过滤得到滤渣,再将滤渣用纱布包裹后以绳线扎紧,人工挖出一个直径50cm,深35cm的圆形土坑,将纱布包裹住的滤渣放入坑中,用猪粪掩埋并与地面平齐为止,堆置腐烂处理2个月并每隔5天洒水2L,堆置处理结束后取出纱布包裹的物质即为耐盐碱叶片腐殖物;按质量比为3:1:1将上述得到的耐盐碱叶片腐殖物和桃胶以及玉米淀粉混合后装入烧杯中,再加入三者总质量100%的去离子水,将烧杯移入水浴锅中,加热升温至70℃保温搅拌混合30min,得到粘稠浆料,将浆料放入挤压造粒机中造粒,得到粒径为5mm的颗粒,放入烘箱在110℃下干燥5h得到保水剂半成品;将上述制得的保水剂半成品放入陶瓷罐中,加入半成品总质量70%的去离子水和10%的葡萄糖,搅拌均匀得发酵底物,分别按接种量为5%和8%依次将枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌接种在发酵底物中,将陶瓷罐放入40℃的温室中,保温发酵改性3周;待发酵结束后过滤去除发酵液,得到发酵滤渣,按重量份数计称取80份发酵滤渣、20份丙烯酸和2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺依次加入带有搅拌器的三口烧瓶中,将烧瓶移入水浴锅中,加热升温至80℃保温搅拌接枝反应20min后出料,过滤收集颗粒状滤渣,将滤渣放入烘箱在90℃下干燥5h后即可得到耐盐碱施肥型保水剂。
本发明的应用方法是:将本发明制得的耐盐碱施肥型保水剂均匀撒在干旱待保水的盐碱土地表面,其中每平方米播撒25g,并用铁齿耙梳理搅匀整平,然后每平方米引水100L,灌溉后10天即可进行播种。不仅安全、卫生,可自行降解,土壤也不易板结,而且改善了土壤结构,经检测,灌溉土地一周后,土壤保水率达到86%,施用保水剂3天后,磷、钾元素释放量达到总量的60%,使得作物水肥利用率提高了96%以上。
Claims (1)
1.一种耐盐碱施肥型保水剂的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)称取900~1000g白刺叶、800~1200g杜梨叶和1000~1500g银水牛果叶依次放入烘箱在105~110℃下干燥过夜并用气流粉碎机粉碎15~20min得到混合叶片;
(2)将上述混合叶片浸入其质量8~10倍的沼气液中并摇床振荡过夜,振荡结束后过滤得到滤渣,再将滤渣用纱布包裹后以绳线扎紧,人工挖出一个直径50cm,深30~35cm的圆形土坑,将纱布包裹住的滤渣放入坑中,用猪粪掩埋并与地面平齐为止,堆置腐烂处理1~2个月并每隔3~5天洒水1~2L,堆置处理结束后取出纱布包裹的物质即为耐盐碱叶片腐殖物;
(3)按质量比为3:1:1将上述得到的耐盐碱叶片腐殖物和桃胶以及玉米淀粉混合后装入烧杯中,再加入三者总质量80~100%的去离子水,将烧杯移入水浴锅中,加热升温至60~70℃保温搅拌混合20~30min,得到粘稠浆料,将浆料放入挤压造粒机中造粒,得到粒径为3~5mm的颗粒,放入烘箱在105~110℃下干燥3~5h得到保水剂半成品;
(4)将上述制得的保水剂半成品放入陶瓷罐中,加入半成品总质量70%的去离子水和10%的葡萄糖,搅拌均匀得发酵底物,分别按接种量为5%和8%依次将枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌接种在发酵底物中,将陶瓷罐放入30~40℃的温室中,保温发酵改性2~3周;
(5)待发酵结束后过滤去除发酵液,得到发酵滤渣,按重量份数计称取70~80份发酵滤渣、10~20份丙烯酸和1~2份N,N-亚甲基双丙烯酰胺依次加入带有搅拌器的三口烧瓶中,将烧瓶移入水浴锅中,加热升温至70~80℃保温搅拌接枝反应15~20min后出料,过滤收集颗粒状滤渣,将滤渣放入烘箱在80~90℃下干燥3~5h后即可得到耐盐碱施肥型保水剂。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170201 |
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