CN107840728B - 一种生物炭基钾肥增效剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钾肥增效剂技术领域，特别涉及一种生物炭基钾肥增效剂及其制备方法，包括玉米芯复合生物炭和负载于玉米芯复合生物炭上的胶质芽孢杆菌，其制备方式为：玉米芯生物炭与伊代欣糖溶液混合，室温放置一段时间后过滤，然后烘干，得玉米芯复合生物炭；接种胶质芽孢杆菌到LB液体培养基中，摇床中振荡培养，培养液OD600达到1.0时终止培养，无菌离心后加生理盐水得菌悬液；玉米芯复合生物炭和胶质芽孢杆菌菌悬液以5:1的质量体积比混合，振荡后过滤烘干。本发明提供的生物炭基钾肥增效剂能够将胶质芽孢杆菌的生物活性提高53.7％，解钾能力提高了6.5倍。
Description
技术领域
本发明属于钾肥增效剂技术领域，特别涉及一种生物炭基钾肥增效剂及其制备方法。
背景技术
施肥已经成为农业生产不可或缺的技术措施之一，对作物生产的贡献率超过一半。中国肥料利用率一直比较低，如氮肥当季作物的利用率平均只有30％左右，比发达国家低近20百分点，这一方面是因为非科学的施肥方法，另一方面则是由于肥料本身的局限特性，肥料增效剂也就应运而生。肥料中的钾肥，全称钾素肥料，以钾为主要养分的肥料，植物体内含钾一般占干物质重的0.2％～4.1％，仅次于氮。钾在植物生长发育过程中，参与60种以上酶系统的活化，光合作用，同化产物的运输，碳水化合物的代谢和蛋白质的合成等过程，钾肥能使作物茎秆长得坚强，防止倒伏，促进开花结实，增强抗旱、抗寒、抗病虫害能力，是植物生长最常见的肥料之一，提高钾肥的利用率是农户最关心的耕作问题之一。
生物炭是在完全缺氧或者部分缺氧的条件下，将植物生物质在一定温度下进行热裂解而形成的一类极难溶解的高度芳香化聚合物，其碳含量60％-80％，以及其他的大量元素，如H、O、N、S等。自然状态下呈碱性。根据生物质的来源，可以分为不同种类的生物炭，包括秸秆炭、玉米芯炭、竹炭、稻壳炭等。多孔性和高比表面积是生物炭的典型特征，具有较强的吸附能力和稳定性，可作为还原剂、肥料缓释剂载体及二氧化碳封存剂等，还可作为土壤改良剂，补充土壤的有机物含量、保存水分和养料。
虽然现有技术中已有不少生物炭基钾肥增效剂的文献报道，但增效剂的解钾能力却有限，为此，本发明在现有技术基础上，开发了一种具有高效解钾能力的生物炭基增效剂。
发明内容
本发明提供的生物炭基钾肥增效剂能够将胶质芽孢杆菌的生物活性提高53.7％，解钾能力提高了6.5倍。
本发明提供了一种生物炭基钾肥增效剂，包括玉米芯复合生物炭以及负载于所述玉米芯复合生物炭上的胶质芽孢杆菌；其中所述玉米芯复合生物炭是由玉米芯生物炭与伊代欣糖复合而成。
一种生物炭基钾肥增效剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，将玉米芯生物炭与质量浓度为1-2％的伊代欣糖以1g:100-150ml的比例混合，室温下放置10-20min，过滤并弃去滤液，收集玉米芯生物炭并烘干，得玉米芯复合生物炭，待用；
S2，接种胶质芽孢杆菌到LB液体培养基中，30℃下120r/min的摇床中振荡培养，培养液OD600达到1.0时终止培养，然后离心，收集菌体，加入与菌体沉淀相同体积的无菌生理盐水，悬浮混匀，得胶质芽孢杆菌菌悬液，待用；
S3，将S1中的玉米芯复合生物炭和S2中的胶质芽孢杆菌菌悬液以5mg:1ml的质量体积比混合，室温下100r/min振荡0.5-1.5小时，过滤，过滤产物于55-65℃烘干，得生物炭基钾肥增效剂。
优选的，S1中烘干温度为55-65℃。
优选的，S2中离心条件为4℃、6000r/min离心10min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的生物炭基钾肥增效剂中的伊代欣糖对胶质芽孢杆菌活性具有保护作用，生物炭蓄水存养料，且微孔结构可携带大量胶质芽孢杆菌，供其繁殖空间，能够将胶质芽孢杆菌的生物活性提高53.7％，解钾能力提高了6.5倍，促进土壤中钾肥的长期有效分解供农作物吸收，同时释放出各种矿物微量元素和植物刺激素，提高土壤肥力。
附图说明
图1为实施例1中本发明生物炭基钾肥增效剂对胶质芽孢杆菌的生物活性的影响统计图；
图2为实施例2中本发明制备的生物炭基钾肥增效剂的解钾能力统计图。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本发明的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制，实施例中未涉及到的操作均理解为本领域常规技术手段，涉及到的原料、试剂或培养基均可通过公共市场获得。
实施例1
一种生物炭基钾肥增效剂，包括玉米芯复合生物炭以及负载于玉米芯复合生物炭上的胶质芽孢杆菌；其中玉米芯复合生物炭是由玉米芯生物炭与伊代欣糖复合而成。
一种上述生物炭基钾肥增效剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，将玉米芯生物炭与质量浓度为1％的伊代欣糖以1g:100ml的比例混合，室温下放置10min，过滤并弃去滤液，收集玉米芯生物炭并置于55℃烘干，得玉米芯复合生物炭，待用；
S2，接种胶质芽孢杆菌到LB液体培养基中，30℃下120r/min的摇床中振荡培养，培养液OD600达到1.0时终止培养，然后4℃、6000r/min离心10min，收集菌体，与菌体沉淀相同体积的无菌生理盐水，悬浮混匀，得胶质芽孢杆菌菌悬液，待用；
S3，将S1中的玉米芯复合生物炭和S2中的胶质芽孢杆菌菌悬液以5mg:1ml的质量体积比混合，室温下100r/min振荡0.5小时，过滤，过滤产物于55℃烘干，得生物炭基钾肥增效剂。
为验证本发明制备的生物炭基钾肥增效剂对胶质芽孢杆菌的生物活性的影响，对生物炭基钾肥增效剂中的胶质芽孢杆菌做了增殖试验及对照试验：
试验方案：将本发明的生物炭基钾肥增效剂以0.6g:100ml的比例加入LB液体培养基中，30℃下120r/min的摇床中振荡培养，每3小时利用噻唑蓝分析方法测定胶质芽孢杆菌总活菌数。另外，以相同量的游离胶质芽孢杆菌作为对照，同样条件下培养并测定活菌数，结果如图1，从图1中可知，当达到最大活菌数时，与对照组比，本发明的生物炭能够将胶质芽孢杆菌的生物活性提高53.7％。
实施例2
一种生物炭基钾肥增效剂，包括玉米芯复合生物炭以及负载于玉米芯复合生物炭上的胶质芽孢杆菌；其中玉米芯复合生物炭是由玉米芯生物炭与伊代欣糖复合而成。
一种上述生物炭基钾肥增效剂的制备方法，包括如下步骤：
S1，将玉米芯生物炭与质量浓度为2％的伊代欣糖以1g：150ml的比例混合，室温下放置20min，过滤并弃去滤液，收集玉米芯生物炭并置于65℃烘干，得玉米芯复合生物炭，待用；
S2，接种胶质芽孢杆菌到LB液体培养基中，30℃下120r/min的摇床中振荡培养，培养液OD600达到1.0时终止培养，然后4℃、6000r/min离心10min，收集菌体，与菌体沉淀相同体积的无菌生理盐水，悬浮混匀，得胶质芽孢杆菌菌悬液，待用；
S3，将S1中的玉米芯复合生物炭和S2中的胶质芽孢杆菌菌悬液以5mg:1ml的质量体积比混合，室温下100r/min振荡1.5小时，过滤，过滤产物于65℃烘干，得生物炭基钾肥增效剂。
为验证本发明制备的生物炭基钾肥增效剂的解钾能力，做了解钾试验：
试验方案:将本发明的生物炭基钾肥增效剂以0.6g:100ml的比例加入解钾培养基中(10g蔗糖、1g磷酸氢二钠、0.5g硫酸铵、1g硫酸镁、1g碳酸钙、0.2g酵母膏、0.02g氯化铁、10g钾长石粉加蒸馏水混合，调整pH7.0～7.4，定容至1L)，30℃下120r/min的摇床中振荡培养5天，测定培养液中游离钾含量。另外，以相同量的游离胶质芽孢杆菌作为对照，同样条件下测定培养液中游离钾含量，结果如图2，由图2中结果可知，本发明生物炭基钾肥增效剂能够将胶质芽孢杆菌的解钾活性提高6.5倍。
需要说明的是，本发明权利要求书中采用的步骤方法与上述实施例相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (3)
1.一种生物炭基钾肥增效剂，其特征在于，包括玉米芯复合生物炭以及负载于所述玉米芯复合生物炭上的胶质芽孢杆菌；其中所述玉米芯复合生物炭是由玉米芯生物炭与伊代欣糖复合而成；
所述生物炭基钾肥增效剂的制备方法包括如下步骤：
S1，将玉米芯生物炭与质量浓度为1-2％的伊代欣糖以1g:100-150ml的比例混合，室温下放置10-20min，过滤并弃去滤液，收集玉米芯生物炭并烘干，得玉米芯复合生物炭，待用；
S2，接种胶质芽孢杆菌到LB液体培养基中，30℃下120r/min的摇床中振荡培养，培养液OD600达到1.0时终止培养，然后离心，收集菌体，加入与菌体沉淀相同体积的无菌生理盐水，悬浮混匀，得胶质芽孢杆菌菌悬液，待用；
S3，将S1中的玉米芯复合生物炭和S2中的胶质芽孢杆菌菌悬液以5mg:1ml的质量体积比混合，室温下100r/min振荡0.5-1.5小时，过滤，过滤产物于55-65℃烘干，得生物炭基钾肥增效剂。
2.如权利要求1所述的生物炭基钾肥增效剂的制备方法，其特征在于，S1中烘干的温度为55-65℃。
3.如权利要求2所述的生物炭基钾肥增效剂的制备方法，其特征在于，S2中离心条件为4℃、6000r/min离心10min。
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