发明内容
为了解决现有技术存在的不足,本发明提供了一种抗重茬土壤修复剂及其制备方法,本发明公开的抗重茬土壤修复剂给微生物提供了适合繁殖的养料,土壤修复剂周边的土壤可以迅速得到修复,并且不断扩展,直至所有土壤得以修复。
一种抗重茬土壤修复剂,由以下重量份的成分组成:纤维素蛋白复合物50-70份、微生物菌剂2-4份、发酵活性素10-20份和生物乳化剂2-4份;本发明采用微生物菌剂与适合生物菌剂需求的营养成分纤维素蛋白复合物等组成,并且纤维素蛋白复合物是纤维素与小分子蛋白的复合物,在土壤中蛋白成分可以促进微生物的繁殖,微生物大量存在有助于纤维素的降解,提高土壤的肥力,本发明通过提供微生物适合生存的环境,大量繁殖后改善土壤修复剂周边的土壤,并且繁殖后的微生物代谢物对有害病菌具有抑制和杀菌作用。
所述的纤维素蛋白复合物的制备方法为,步骤为:(1)将干燥后的植物秸秆研磨,加入氧化剂溶液进行反应2-4h,然后加入氢氧化钠至混合体系pH值为11-12,反应12-16h后,离心、去除上清液,然后加入乙醇进行洗涤2-3次,干燥得到活性纤维素;(2)将向动物蛋白或植物蛋白中加入盐酸溶液进行酸解10-20h,然后加入石灰石调节体系pH值为6-7,加热至70-90℃,恒温4-6小时,冷却,得到水解蛋白肽溶液;(3)将步骤(1)中得到的活性纤维素与步骤(2)得到的水解蛋白肽溶液混合均匀,放置在温度-40~-20℃、气压0.1-0.3atm下升华干燥40-60h,即得;首先将植物秸秆碱性处理,形成表面具有活性位的纤维素,然后将蛋白降解成蛋白多肽,混合后纤维素表面的活性位与蛋白肽的官能团结合,形成纤维素蛋白复合物。
所述的发酵活性素的制备方法为:将发酵原料辣蓼全草、虾壳洗净干燥后粉碎,放入发酵罐中,然后加入8-12倍发酵原料重量的水,升温至30-37℃,进行空气接触发酵,冷冻干燥,即得。发酵活性物是辣蓼全草、虾壳的活性物,其中辣蓼全草发酵后具有杀害虫卵的作用,减轻由于重茬造成的病虫害,虾壳发酵后会产生几丁质、抗菌肽联合辣蓼全草发酵物,减轻重茬病虫害。
进一步的,纤维素蛋白复合物的制备方法步骤(1)中所述的氧化剂溶液为20-40wt.%的双氧水溶液。
进一步的,纤维素蛋白复合物的制备方法步骤(1)中所述的植物秸秆与氧化剂溶液的用量比为1g:(10-15ml)。
进一步的,纤维素蛋白复合物的制备方法步骤(2)中所述的盐酸溶液重量为蛋白粉的20-30倍,盐酸的质量分数为25-37wt.%。
进一步的,纤维素蛋白复合物的制备方法步骤(3)中所述的活性纤维素与水解蛋白肽溶液的用量比为1g:(10-15ml)。
进一步的,所述的微生物菌剂由109-1011个/g枯草芽孢杆菌、109-1011个/g纳豆芽孢杆菌、108-1010个/g链霉菌菌剂、108-1010个/g光合细菌组成。
进一步的,发酵活性素的制备方法中发酵原料辣蓼全草、虾壳干燥后的重量比为(1.5-5):1。
进一步的,发酵活性素的制备方法中空气发酵时间为150-200小时。
进一步的,所述的生物乳化剂由黄原胶与海藻多糖按重量比(0.1-0.4):1组成。生物乳化剂不仅可以吸附有机污染物、重金属离子和病菌虫卵,将其聚集在土壤修复剂吸附区,然后进一步的降解、杀灭,提高土壤修复剂的修复效果。
本发明还提供了上述抗重茬土壤修复剂的制备方法,将纤维素蛋白复合物、发酵活性素和生物乳化剂混合后造粒,然后将微生物菌剂均匀喷洒在颗粒表面,即得。
辣蓼,中药名。为蓼科蓼属植物水蓼Polygonum hydropiper L.的全草。具有祛风利湿,散瘀止痛,解毒消肿,杀虫止痒之功效。常用于痢疾,胃肠炎,腹泻,风湿关节痛,跌打肿痛,功能性子宫出血等病症的治疗;外用于毒蛇咬伤,皮肤湿疹。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明公开的抗重茬土壤修复剂包括纤维素蛋白复合物,其制备原料为植物秸秆,促进资源利用,并且纤维素蛋白复合物可以提供给微生物养料,纤维素和蛋白结合后能促进纤维降解,为土壤提供碳元素,促进植物的根系发达。
本发明公开的抗重茬土壤修复剂是满足微生物繁殖的“培养基”,加速微生物对土壤的修复,并且微生物的代谢物会降低病虫害的发生。
本发明公开的抗重茬土壤修复剂含有的生物乳化剂可以富集土壤污染成分,并且与其他各组分之间相互配合,加速土壤修复速率
具体实施方式
通过以下实施例对本发明的技术方案做进一步的说明,使本领域技术人员更加理解本发明技术方案。
实施例1一种抗重茬土壤修复剂
由以下重量份的成分组成:纤维素蛋白复合物60份、微生物菌剂3份、发酵活性素15份和生物乳化剂3份;
所述的纤维素蛋白复合物的制备方法为,步骤为:(1)将干燥后的植物秸秆研磨,加入30wt.%的双氧水溶液进行反应3h,所述的植物秸秆与双氧水溶液的用量比为1g:(13ml),然后加入氢氧化钠至混合体系pH值为11,反应14h后,离心、去除上清液,然后加入乙醇进行洗涤2次,干燥得到活性纤维素;(2)向鱼蛋白中加入其重量18倍的32wt.%盐酸溶液进行酸解15h,然后加入石灰石调节体系pH值为7,加热至80℃,恒温5小时,冷却,得到水解蛋白肽溶液;(3)将步骤(1)中得到的活性纤维素与步骤(2)得到的水解蛋白肽溶液按用量比1g:(13ml)混合均匀,放置在温度-30℃、气压0.2atm下升华干燥50h,即得;
所述的发酵活性素的制备方法为:将发酵原料辣蓼全草、虾壳洗净干燥后按重量比3:1粉碎,放入发酵罐中,然后加入10倍发酵原料重量的水,升温至34℃,进行空气接触发酵170小时,冷冻干燥,即得。
所述的微生物菌剂由1010个/g枯草芽孢杆菌、1010个/g纳豆芽孢杆菌、109个/g链霉菌菌剂、109个/g光合细菌组成。
所述的生物乳化剂由黄原胶与海藻多糖按重量比(0.3):1组成。
制备方法为:将纤维素蛋白复合物、发酵活性素和生物乳化剂混合后造粒,然后将微生物菌剂均匀喷洒在颗粒表面,即得。
实施例2一种抗重茬土壤修复剂
由以下重量份的成分组成:纤维素蛋白复合物50份、微生物菌剂4份、发酵活性素10份和生物乳化剂4份;
所述的纤维素蛋白复合物的制备方法为,步骤为:(1)将干燥后的植物秸秆研磨,加入20wt.%的双氧水溶液进行反应4h,所述的植物秸秆与氧化剂的用量比为1g:10ml,然后加入氢氧化钠至混合体系pH值为12,反应12h后,离心、去除上清液,然后加入乙醇进行洗涤3次,干燥得到活性纤维素;(2)向鱼蛋白中加入其重量10倍的37wt.%盐酸溶液进行酸解10h,然后加入石灰石调节体系pH值为7,加热至70℃,恒温6小时,冷却,得到水解蛋白肽溶液;(3)将步骤(1)中得到的活性纤维素与步骤(2)得到的水解蛋白肽溶液按用量比1g:10ml混合均匀,放置在温度-20℃、气压0.1atm下升华干燥60h,即得;
所述的发酵活性素的制备方法为:将发酵原料辣蓼全草、虾壳洗净干燥后按重量比5:1粉碎,放入发酵罐中,然后加入12倍发酵原料重量的水,升温至30℃,进行空气接触发酵200小时,冷冻干燥,即得。
所述的微生物菌剂由109个/g枯草芽孢杆菌、1011个/g纳豆芽孢杆菌、108个/g链霉菌菌剂、1010个/g光合细菌组成。
所述的生物乳化剂由黄原胶与海藻多糖按重量比0.4:1组成。
制备方法与实施例1类似。
实施例3一种抗重茬土壤修复剂
由以下重量份的成分组成:纤维素蛋白复合物70份、微生物菌剂2份、发酵活性素20份和生物乳化剂2份;
所述的纤维素蛋白复合物的制备方法为,步骤为:(1)将干燥后的植物秸秆研磨,加入40wt.%的双氧水溶液进行反应2h,所述的植物秸秆与氧化剂的用量比为1g:15ml,然后加入氢氧化钠至混合体系pH值为11,反应16h后,离心、去除上清液,然后加入乙醇进行洗涤2次,干燥得到活性纤维素;(2)向大豆蛋白中加入其重量25倍的25wt.%盐酸溶液进行酸解20h,然后加入石灰石调节体系pH值为6,加热至90℃,恒温4小时,冷却,得到水解蛋白肽溶液;(3)将步骤(1)中得到的活性纤维素与步骤(2)得到的水解蛋白肽溶液按用量比1g:15ml混合均匀,放置在温度-40℃、气压0.3atm下升华干燥40h,即得;
所述的发酵活性素的制备方法为:将发酵原料辣蓼全草、虾壳洗净干燥后按重量比1.5:1粉碎,放入发酵罐中,然后加入8倍发酵原料重量的水,升温至37℃,进行空气接触发酵150小时,冷冻干燥,即得。
所述的微生物菌剂由1011个/g枯草芽孢杆菌、109个/g纳豆芽孢杆菌、1010个/g链霉菌菌剂、108个/g光合细菌组成。
所述的生物乳化剂由黄原胶与海藻多糖按重量比0.1:1组成。
制备方法与实施例1类似。
对比例1一种抗重茬土壤修复剂
与实施例1区别是:不添加生物乳化剂,其他同实施例1。
对比例2一种抗重茬土壤修复剂
与实施例1区别是:纤维素蛋白复合物直接是植物秸秆与植物蛋白的混合物,具体的制备方法为:将干燥后的植物秸秆与植物蛋白按用量比1g:15ml混合均匀,放置在温度-40℃、气压0.3atm下升华干燥40h,即得,其他同实施例1。
对比例3一种抗重茬土壤修复剂
与实施例1区别是:所述的发酵活性素原料中不含有辣蓼全草,具体的制备方法为:将发酵原料虾壳干燥后粉碎,放入发酵罐中,然后加入8倍发酵原料重量的水,升温至37℃,进行空气接触发酵150小时,冷冻干燥,即得。
试验例1出苗率
试验对象:实施例1-3与对比例1-2制得的抗重茬土壤修复剂;
试验田:连续种植3年番茄的一片土地,随机平均分为6块地,其中一块地设置对照组,不使用抗重茬土壤修复剂;
试验方法:种植前90天,将抗重茬土壤修复剂洒到种植地面,亩施100kg,进行深耕,然后在种植前5天进行行间追施(亩用量为50kg),计算出苗率,并且观察出苗30天后,番茄植株的长势,具体如表1所示。
表1番茄出苗率和长势情况
从表1中可以看出,本发明实施例1-3公开的抗重茬土壤修复剂可以提高发芽率,植株生长更强壮,并且减少了烂根的发生,降低了番茄死亡率。
试验例2产量实验
试验对象:实施例1-3与对比例1-2制得的抗重茬土壤修复剂;
试验田:连续种植3年番茄的一片土地,随机平均分为6块地,其中一块地设置对照组,不使用抗重茬土壤修复剂;
试验方法:种植前90天,将抗重茬土壤修复剂洒到种植地面,亩施100kg,进行深耕,然后在种植前5天进行行间追施(亩用量为50kg),计算出苗率,并番茄植株数据见表2。
表2番茄植株数据
项目 |
根茎粗(cm) |
坐果(个) |
单果重量(g) |
实施例1 |
2.21 |
15 |
140 |
实施例2 |
2.16 |
15 |
132 |
实施例3 |
2.10 |
14 |
135 |
对比例1 |
1.55 |
10 |
120 |
对比例2 |
1.81 |
10 |
112 |
对比例3 |
1.99 |
13 |
127 |
对照组 |
1.20 |
8 |
87 |
从表2中可以看出,使用本发明实施例1-3制得的抗重茬土壤修复剂修复后的土壤种植的番茄产量更高。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。