CN106753407B - 一种土壤生物酶保水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：1‑5重量份纳豆菌液、40‑80重量份土壤保水剂，其中，所述土壤保水剂是由聚轮烷、高岭土、硅藻土、尿素与交联剂制备而得。该土壤生物酶保水剂不仅具有较好的强度、生物可降解性、超强的吸水保水性、吸肥保肥性，还具有优秀的生物性能，能够促进益生菌丛的生长，抑制病毒菌害，改善土壤的品质，促进植物生长。

Description

一种土壤生物酶保水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及保水剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种土壤生物酶保水剂及其制备方法。

背景技术

干旱是人类面临的一个世界性的问题，世界上干旱半干旱地区面积占陆地面积的1/3，遍及世界50多个国家和地区，是十分重要的土地资源。世界上约有40％左右的耕地降水量低于500mm，由于其处在干旱半干旱的气候条件下，加之农业生产管理不善、过度开垦和乱砍乱伐等因素使土地沙化面积扩大、土壤理化性质恶劣、养分平衡失调、地力下降、抵御自然灾害能力差、生态环境遭到严重破坏，成为生态环境日趋恶化的生态脆弱地区，同时这类地区的生产力也相对低下。中国是一个农业大国，又是一个干旱、半干旱面积最大的国家，因此抗旱保墒是农业生产中的一个重要环节。随着城市化的快速发展以及人们的生活水平提高，造成水资源的缺乏、不合理的利用及不合理的耕作，使土地荒漠化日益严重，加上长期不合理使用化肥，造成土壤有机质含量锐减，土壤物理性状恶化，尤其是团聚体数量和质量的下降，土壤通气状况退化。研究证明土壤的物理性状对作物的品质和产量有着重要影响，其中尤以通气状况和水分状况之间的平衡，控制力大部分品质要素。因此，改善土壤理化性质，减少肥分损失，提高化肥利用效率与土壤储水能力是目前亟待解决的重要问题之一。保水剂是利用强吸收水性树脂制成的一种具有超高吸水保水能力的高分子聚合物，它能迅速吸收比数百倍甚至上千倍的去离子水、数十倍甚至近百倍的含盐水分，缺水时它又可以缓慢释放水分供土壤吸收水利用，可提高土壤墒情，是土壤良好的调湿剂；并具有吸肥保肥，提高肥料的利用率防止肥料流失；同时可以使土壤形成团粒结构，改良土壤为植物生长提供良好环境的作用，但是目前大部分保水剂作用单一，仅有保水抗旱功能，然而，其保水抗旱的效果不佳且不能改良土壤。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种土壤生物酶保水剂及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 1-5重量份

土壤保水剂 40-80重量份

其中，所述土壤保水剂是由聚轮烷、高岭土、硅藻土、尿素与交联剂制备而得。

在一种实施方式中，所述聚轮烷具有环状分子、通过环状分子的线性分子和在线性分子的相对末端配置以保持所述环状分子用所述线性分子刺穿的封端基团；所述环状分子为羟基环糊精。

在一种实施方式中，所述线性分子的重均分子量为10000-100000。

在一种实施方式中，所述线性分子的重均分子量为35000-80000。

在一种实施方式中，所述羟基环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。

在一种实施方式中，所述羟基环糊精为α-环糊精。

在一种实施方式中，所述交联剂为三聚氰氯、羰基二咪唑、二乙烯基砜、六亚甲基二异氰

酸酯或1，4-丁二醇二丁基烯醚。

在一种实施方式中，所述交联剂为三聚氰氯或二乙烯基砜。

在一种实施方式中，所述纳豆菌液是在生物培养液中加入纳豆菌菌种搅匀后发酵4-72小时而得。

本发明的另一个目的在于提供一种土壤生物酶保水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入高岭土、硅藻土、尿素，搅拌均匀，加入交联剂，继续搅拌10-15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度40-80℃下加热0.5-3小时，再干燥，即得土壤保水剂；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂与纳豆菌液混合均匀吸收至平衡，即得一种土壤生物酶保水剂。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述问题，本发明提供了一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 1-5重量份

土壤保水剂 40-80重量份

其中，所述土壤保水剂是由聚轮烷、高岭土、硅藻土、尿素与交联剂制备而得。

本发明所述“纳豆菌液”是有生物培养液中加入纳豆菌菌种，搅拌均匀后，发酵繁殖而得到的。纳豆菌液的具体制备方法为：在一个生物繁殖罐中放入50kg热水(60℃)，再加入3kg司盘20，搅拌分散均匀后依次加入十二水硫酸铝钾、20kg尿素、45kg磷酸二氢钾，充分搅拌使可溶物溶解并分散均匀，在加入2kg纳豆菌菌种，搅拌均匀，放置8小时进行发酵繁殖，即得纳豆菌液。

作为本发明的一种优选实施方式，所述聚轮烷具有环状分子、通过环状分子的线性分子和在线性分子的相对末端配置以保持所述环状分子用所述线性分子刺穿的封端基团；所述环状分子为羟基环糊精。

作为本发明的一种优选实施方式，所述线性分子的重均分子量为10000-100000。

作为本发明的一种优选实施方式，所述线性分子的重均分子量为35000-80000。

作为本发明的一种优选实施方式，所述羟基环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。

作为本发明的一种优选实施方式，所述羟基环糊精为α-环糊精。

本发明所述“聚轮烷”：

聚轮烷具有如下基本骨架结构：

线性分子通过环状分子，封端基团在线性分子的相对末端上配置以保持环状分子用线性分子刺穿。

本发明所述环状分子没有特别限制，只要环状分子具有可用线性分子刺穿以产生滑轮效果的环状结构即可。活性基团的实例包括但不限于，羟基、氨基、羧基和氨基甲酸酯。作为活性基团，优选在形成封端基团(封端反应)期间与封端基团不反应的活性基团。从该观点来看，活性基团优选为羟基或氨基，更优选羟基。作为环状分子，可使用环糊精、冠醚、苯并冠醚、二苯并冠醚、二环己烷并冠及其衍生物和改性变体。其中，合适地使用环糊精及环糊精衍生物。环糊精及环糊精衍生物的种类没有特别限制。环糊精可为α型、β型或γ型。环糊精衍生物也可为α型、β型或γ型。本发明所述环糊精衍生物为化学改性环糊精，如氨基改性、甲基改性、丙基改性、三乙酰基改性、单乙酰基改性、甲苯磺酰基改性和磺酰基改性。在本发明中可用的环糊精及环糊精衍生物为：α-环糊精(葡萄糖数：6)、β-环糊精(葡萄糖数：7)、γ-环糊精(葡萄糖数：8)、甲基环糊精、葡糖基环糊精、2-羟丙基-α-环糊精、2，6-二-O-甲基-α-环糊精、6-O-α-麦芽糖基-α-环糊精、6-O-α-D-葡糖基-α-环糊精、单(2-O-磷酰基)-α-环糊精、单[2，(3)-O-(羧甲基)]-α-环糊精、琥珀酰-α-环糊精、葡糖醛酸基葡糖基-β-环糊精、2-羟乙基-β-环糊精、羟丙基-β-环糊精、2-羟丙基-β-环糊精、(2-羟基-3-N，N，N-三甲氨基)丙基-β-环糊精、6-O-α-麦芽糖基-β-环糊精、甲基-β-环糊精、六(6-氨基-6-脱氧)-β-环糊精、单(2-O-磷酰基)-β-环糊精、6-O-α-D-麦芽糖基-β-环糊精、琥珀酰-β-环糊精、琥珀酰-(2-羟丙基)-β-环糊精、2-羧甲基-β-环糊精、2-羧乙基-β-环糊精、丁基-β-环糊精、磺丙基-β-环糊精、6-单脱氧-6-单氨基-β-环糊精、2-羟乙基-γ-环糊精、2-羟丙基-γ-环糊精、丁基-γ-环糊精、3A-氨基-3A-脱氧-(2AS，3AS)-γ-环糊精、单-2-O-(对甲苯磺酰基)-γ-环糊精、单-6-O-(对甲苯磺酰基)-γ-环糊精和单-6-O-均三甲苯磺酰基-γ-环糊精。这些环状分子如环糊精可单独使用或以其两种以上组合使用。

本发明所述线性分子，可使用聚烯烃类、聚酯类、聚醚类、聚酰胺类、聚丙烯酰类和含苯环线性化合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚乙二醇和聚丙二醇。从在α-环糊精的包接性以及在水或水性溶剂中的溶解性的观点，优选聚乙二醇。

本发明所述封端基团可以为能够键合至线性分子的相对末端以保持环状分子用线性分子刺穿的任何种类。此处的术语“基团”是指各种基团如分子基团和高分子基团。封端基团的具体例子，如2，4-二硝基苯基和3，5-二硝基苯基、环糊精、金刚烷、三苯甲基、荧光黄、芘及其衍生物和改性变体。本发明中优选金刚烷。金刚烷可用于为α-环糊精的封端基团。

聚轮烷的制备方法：

用于国际公开2005/052026和2005/080469中描述的相同方法，制备聚轮烷，以下示出一个制备例。

(1)聚乙二醇末端羧基化

取10g聚乙二醇(PEG)(重均分子量为35000)预先溶解于100mL的去离子水中，随后分别加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)100mg、溴化钠100mg和10mL的次氯酸钠，调节溶液的pH为10-11，在室温下搅拌反应15min后，向反应溶液中加入10mL无水乙醇终止反应，并用盐酸调节溶液的pH＜2，用二氯甲烷萃取产物3次，旋转蒸发得到粗产物。将粗产物溶解于250mL的热乙醇中，随后放入冰箱过夜。将产物再次溶解于乙醇中，重结晶两次，减压干燥48h后得到末端羧基化的聚乙二醇。用0.01mol/L氢氧化钠对产物进行滴定，测得聚乙二醇末端羟基转化为羧基的转化率达到99％以上。

(2)α-环糊精与末端羧基化的PEG的包接复合物制备，即准聚轮烷的制备取6gα-环糊精溶于25mL去离子水中配成饱和溶液，备用；

取1.5g末端羧基化的聚乙二醇于150mL的圆底烧瓶中，加入25mL去离子水搅拌溶解，然后滴加α-环糊精的饱和溶液，搅拌，在70℃下回流反应一段时间后，将混合溶液放入4℃冰箱中搅拌过夜，出现了白色的沉淀，冻干，得到白色固体。

(3)金刚烷封端制备聚轮烷

金刚烷胺制备：取适量的金刚烷胺盐酸盐溶于少量的去离子水中，用0.1mol/L的碳酸氢钠溶液进行滴定，直到不再产生气泡为止，并用适量的二氯甲烷进行萃取，旋转蒸发除去二氯甲烷，在30℃下真空干燥6h，得到金刚烷胺的白色固体。

取步骤(2)中的白色固体产物，与0.8g金刚烷胺、0.24g苯并三唑-1-基氧基三(二甲氨基)鏻六氟磷酸盐(BOP)及0.1mL N,N-二异丙基乙胺(EDIPA)溶于100mL无水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，室温下搅拌过夜，得到类似浆料的混合物。用无水的N,N-二甲基酰胺/甲醇的比例为1:1对混合物洗两遍并离心，随后再用甲醇洗两遍并离心，得到白色固体。将白色固体溶于40mL的无水二甲基亚砜中，并将溶液导入400mL的去离子水中，有白色沉淀产生，用去离子水洗并离心，冻干得到白色粉末，即为聚轮烷。

作为本发明的一种优选实施方式，所述交联剂为三聚氰氯、羰基二咪唑、二乙烯基砜、六亚甲基二异氰酸酯或1，4-丁二醇二丁基烯醚。

作为本发明的一种优选实施方式，所述交联剂为三聚氰氯或二乙烯基砜。

作为本发明的一种优选实施方式，所述纳豆菌液是在生物培养液中加入纳豆菌菌种搅匀后发酵4-72小时而得。

本发明的另一个目的在于提供一种土壤生物酶保水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入高岭土、硅藻土、尿素，搅拌均匀，加入交联剂，继续搅拌10-15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度40-80℃下加热0.5-3小时，再干燥，即得土壤保水剂；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂与纳豆菌液混合均匀吸收至平衡，即得一种土壤生物酶保水剂。

与现有技术相比，本发明以聚轮烷、高岭土、硅藻土、尿素为主要原料，在交联剂的作用下在氢氧化钠的水溶液中发生交联反应，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度40-80℃下加热0.5-3小时，再干燥，即得土壤保水剂，所得土壤保水剂与纳豆菌液混合均匀吸收至平衡，即得土壤生物酶保水剂。土壤生物酶保水剂所得不仅具有较好的强度、生物可降解性、超强的吸水保水性、吸肥保肥性，还具有优秀的生物性能，能够促进益生菌丛的生长，抑制病毒菌害，改善土壤的品质，促进植物生长。其中，聚轮烷在交联剂的作用下，形成具有8字形的交联结构，环状分子可以自由的在线性分子上自由滑动，形成得到滑环凝胶，滑环凝胶具有超强的可溶胀性能，在水中浸泡10h，其质量可溶胀到原来的45倍且维持原来形状不变，当将其蒸干为干凝胶后再浸泡，其质量可增为干凝胶的400倍，同时该凝胶具有优越的拉伸和抗压性能，此外，滑环凝胶主要由生物性好的环糊精和线性大分子组成，具有可生物降解的性能，不污染环境；高岭土和硅藻土能够进一步的增强得到的滑环凝胶保水剂的强度；尿素的引入使得到的滑环凝胶保水剂中含有农作物生长所需要的N元素，能够长期为作物提供N元素，促进作物的生长；因此，该土壤生物酶保水剂具有较好的强度、生物可降解性、超强的吸水保水性、吸肥保肥性，与纳豆菌液结合，还具有优秀的生物性能，能够促进益生菌丛的生长，抑制病毒菌害，改善土壤的品质，促进植物生长。

实施方式

实施方式1，一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 1-5重量份

土壤保水剂 40-80重量份

其中，所述土壤保水剂是由聚轮烷、高岭土、硅藻土、尿素与交联剂制备而得。

实施方式2，与实施方式1相同，不同的是，所述聚轮烷具有环状分子、通过环状分子的线性分子和在线性分子的相对末端配置以保持所述环状分子用所述线性分子刺穿的封端基团；所述环状分子为羟基环糊精。

实施方式3，与实施方式2相同，不同的是，所述线性分子的重均分子量为10000-100000。

实施方式4，与实施方式3相同，不同的是，所述线性分子的重均分子量为35000-80000。

实施方式5，与实施方式2相同，不同的是，所述羟基环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。

实施方式6，与实施方式5相同，不同的是，所述羟基环糊精为、。

实施方式7，与实施方式1相同，不同的是，所述交联剂为三聚氰氯、羰基二咪唑、二乙

烯基砜、六亚甲基二异氰酸酯或1，4-丁二醇二丁基烯醚。

实施方式8，与实施方式7相同，不同的是，所述交联剂为三聚氰氯或二乙烯基砜。

实施方式9，与实施方式1相同，不同的是，所述纳豆菌液是在生物培养液中加入纳豆菌菌种搅匀后发酵4-72小时而得。

实施方式10，一种土壤生物酶保水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入高岭土、硅藻土、尿素，搅拌均匀，加入交联剂，继续搅拌10-15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度40-80℃下加热0.5-3小时，再干燥，即得土壤保水剂；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂与纳豆菌液混合均匀吸收至平衡，即得一种土壤生物酶保水剂。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售的。

测试方法：

1.吸水性能(Q水)的测定：

准确称取0.1克保水剂试样，放入400mL烧杯中，加入150mL去离子水，在室温下静置4小时后，用100目的金属网过滤1小时，除去多余的去离子水，称重。

吸水率的计算公式如式(I)所示：

上式中，Q水为吸水率，单位为g*g-1；

W₀为保水剂吸水前重量，单位为g；

W₁为保水剂吸水后重量，单位为g。

2.吸液性能(Q盐)的测定：

准确称取0.3克保水剂试样，放入200mL烧杯中，加入80mL0.9％的NaCl溶液或含其它离子的溶液，在室温下静置4小时后，用100目的金属网过滤1小时，除去多余的水溶液，称重。

吸液率的计算公式如式(II)所示：

上式中，Q盐为吸液率，单位为g*g-1；

W₀为保水剂吸液前重量，单位为g；

W₁为保水剂吸液后重量，单位为g。

实施例1

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 1重量份

土壤保水剂 40重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、5g硅藻土、3g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述聚轮烷中的环状分子为α-环糊精，线性分子为重均分子量为10000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为1820g/g，吸生理食盐水倍率为76g/g。

实施例2

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 1重量份

土壤保水剂 45重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、5g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述聚轮烷中的环状分子为α-环糊精，线性分子为重均分子量为35000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为2231g/g，吸生理食盐水倍率为79g/g。

实施例3

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 2重量份

土壤保水剂 50重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、8g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的二乙烯基砜，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述聚轮烷中的环状分子为α-环糊精，线性分子为重均分子量为50000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为2769g/g，吸生理食盐水倍率为85g/g。

实施例4

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 3重量份

土壤保水剂 55重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、8g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述聚轮烷中的环状分子为β-环糊精，线性分子为重均分子量为70000的PPG，封端基团为2，4-二硝基苯基；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为3165g/g，吸生理食盐水倍率为90g/g。

实施例5

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 4重量份

土壤保水剂 65重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、8g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；α-环糊精，线性分子为重均分子量为80000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为3970g/g，吸生理食盐水倍率为94g/g。

实施例6

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 5重量份

土壤保水剂 80重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、8g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的二乙烯基砜，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；α-环糊精，线性分子为重均分子量为100000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为4762g/g，吸生理食盐水倍率为98g/g。

对比例1

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 3重量份

土壤保水剂 55重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、5g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述聚轮烷中的环状分子为α-环糊精，线性分子为重均分子量为7000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为445g/g，吸生理食盐水倍率为47g/g。

对比例2

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 3重量份

土壤保水剂 55重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、5g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述聚轮烷中的环状分子为α-环糊精，线性分子为重均分子量为150000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为490g/g，吸生理食盐水倍率为48g/g。

对比例3

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 3重量份

土壤保水剂 55重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的准聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、5g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；其中所述准聚轮烷中的环状分子为α-环糊精，线性分子为重均分子量为200000的PEG，封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为520g/g，吸生理食盐水倍率为54g/g。

对比例4

一种土壤生物酶保水剂，所述保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液 3重量份

土壤保水剂 55重量份

土壤生物酶保水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的α-环糊精于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、5g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂。

按照上文所述的测试性能方法对所述土壤生物酶保水剂进行吸水性能测试，结果表明，其吸水倍率为160g/g，吸生理食盐水倍率为25g/g。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (1)

1.一种土壤生物酶保水剂，其特征在于，所述土壤生物酶保水剂包括以下重量份的组分：

纳豆菌液4重量份；

土壤保水剂65重量份；

所述土壤生物酶保水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)土壤保水剂的制备：将20g的聚轮烷溶于1mol/L的氢氧化钠的水溶液中，搅拌至溶解，再加入8g高岭土、8g硅藻土、5g尿素，搅拌均匀，加入2ml的三聚氰氯，继续搅拌15min，得到凝胶状聚合物，将凝胶状聚合物于温度50℃下加热0.5小时，再干燥，即得土壤保水剂；所述聚轮烷具有环状分子、通过环状分子的线性分子和在线性分子的相对末端配置以保持所述环状分子用所述线性分子刺穿的封端基团；所述环状分子为α-环糊精；所述线性分子为重均分子量为80000的PEG；所述封端基团为金刚烷；

(2)土壤生物酶保水剂的制备：将步骤(1)中的土壤保水剂投入混合搅拌器中，启动搅拌器缓缓喷洒纳豆菌液，喷毕，继续搅拌均匀并平衡，并脱水至含水率≤8％，即得土壤生物酶保水剂；

其中，所述纳豆菌液是在生物培养液中加入纳豆菌菌种搅匀后发酵4-72小时而得。