CN113956095B - 一种营养型生物保水剂组合物及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种营养型生物保水剂组合物及制备方法和应用,所述营养型生物保水剂组合物主要包括以下组分:γ‑聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ‑氨基丁酸、柠檬酸、复合氨基酸、纤维素酶制剂、蛋白酶制剂、稳定剂、水,还包括地衣芽孢杆菌制剂、短小芽孢杆菌制剂或枯草芽孢杆菌制剂中的一种或几种。本发明还公开了营养型生物保水剂组合物的制备方法和应用。本发明组合物能保住土壤水分、减少土壤水分蒸发、提高水的利用率,生物改良土壤、提升土壤有机质、培肥地力,可被土壤中植物和微生物降解,环保绿色,实现土壤永续利用,成本低的营养型生物保水剂组合物。本发明方法工艺简单、成本低、适宜于农业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种保水剂组合物及制备方法和应用,具体涉及一种营养型生物保水剂组合物及制备方法和应用。
背景技术
水资源匮乏是世界各国面临的一个严重问题。目前,全球有80个国家水源不足,20亿人的饮水得不到保证,12亿人面临缺水的威胁。预计到2025 年,缺水人口将达到28~33亿人。这种全球性的水资源严重短缺,将带来灾难性的后果。
农业、工业和生活用水都是维持人类正常生活所必须的,其中,农业用水占我国总用水量的73.4%,但是有效灌溉面积仅有46%,即便如此,水利用效率依然很低,我国大部分地区所采取传统的大水漫灌方式,水资源利用率只有20%。尽管在抵御干旱和节约用水方面采取了很多措施,但是耕地面积中仍有2/3是中低产田,直接影响我国的粮食生产。土地的荒漠化和水资源的不合理利用,已严重威胁到我国的粮食安全和水土保持,而保水剂的研究开发将能够部分缓解我国水资源的利用。
为了抑制水分蒸发,防止水土流失,同时在改善土壤的同时提高肥料的有效利用,在农业生产中常常会使用保水剂。目前,农业用保水剂从原料上分主要有四种:
(1)丙烯基保水剂(聚丙烯酸型,聚丙烯酰胺型,聚丙烯腈型):
丙烯基保水剂作为农用保水剂从吸放水速率、降解速率和反复使用频率上都适合做农用保水剂,但是,丙烯基保水剂的单体具有一定的毒性,少量残留的单体会影响丙烯基保水剂使用的安全性。
(2)淀粉基保水剂:
淀粉基保水剂合成的主要方法:一是,将淀粉与丙烯腈接枝共聚再水解,或直接与亲水性单体(丙烯酸或丙烯酰胺)聚合再交联制得保水剂;二是,在淀粉上引入亲水性基团,并使其有一定的交联度,农业应用成本高。
(3)腐殖酸类抗旱性保水剂:
选用矿物源风化煤铵化、碱化制得的含腐殖酸、黄腐殖酸以及盐寄化合物组成,它们的功能是能缩小作物气孔,减少作物水分蒸发,达到抗旱,实现节水的目的。该类型保水剂的优点是成本低,缺点是只在作物表面缩小气孔减少蒸发,实现节水效果有限。
(4)γ-聚谷氨酸保水剂:
γ-聚谷氨酸对水的作用力很强,是制备水凝胶的一种理想材料,且具有生物可降解性,在完成保水作用之后,可被土壤中的微生物分解,由于分子中含氮原子,分解后变成植物的肥料。但是,其主要缺陷是效果单一,相对成本高。
CN102002234A公开了一种保水剂的制备方法,主要介绍的是γ-聚谷氨酸的制备方法,制得的γ-聚谷氨酸作为保水剂应用,但是它效果单一。
CN111302868A公开了一种含有γ-聚谷氨酸的复合肥及其制备方法,它的方法是利用γ-聚谷氨酸的原理,与复合肥混合,在使用方便上有一定的优势,但是复合肥是以无机盐铵盐、磷酸盐、硫酸盐等组成,使用到地里后,遇水盐溶解与γ-聚谷氨酸吸附,γ-聚谷氨酸盐水溶液很快饱和,占据了吸水空间,保水效果就不理想了。
CN103159571A公开了一种土壤保水保肥剂及其制备方法,该土壤保水保肥剂是γ-聚谷氨酸生物保水剂与腐植酸原粉、沸石粉、膨润土或凹凸棒土组成的,具体方法是将γ-聚谷氨酸作为保水剂,与矿物元素组合。虽然应用于农业上有一定的效果,但缺点是用量大,矿物质腐植酸原粉、沸石粉、膨润土或凹凸棒土均是水不溶,用量大,劳动强度大。
CN111040772A公开了一种有机-无机复合型农林保水剂及其制备方法,该农林保水剂是采用具有保水功能的丙烯酸溶液、γ-聚谷氨酸与秸秆纤维素、改性蛭石、氢氧化钾溶液、过硫酸钾、氢氧化钠溶液、尿素溶液、丙烯酸溶液组成的保水剂,具体一定保水功能。但是,其成分中的无机盐氢氧化钾溶液、过硫酸钾、氢氧化钠溶液、尿素溶液容易对保水剂产生饱和状态,影响保水剂的功能。
CN113563892A公开了一种土壤渗透保水剂组合物,是γ-聚谷氨酸、γ-氨基丁酸与渗透剂的组合物,用于绿化草坪板结不渗透水的土壤使用。虽然有一定的保水效果,但是该组合物所存在的明显缺陷是所使用的渗透剂在干旱沙化土壤中会加速水的渗透而流失。
鉴于目前市场上农用保水剂技术不足的缺点,开发节水种植具有保水功能、培肥地力、给作物提供营养、对环境安全、成本低、生产工艺简单的多功能保水剂,是农业可持续追求的目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种能保住土壤水分、减少土壤水分蒸发、提高水的利用率,生物改良土壤、提升土壤有机质、培肥地力,可被土壤中植物和微生物降解,环保绿色,实现土壤永续利用,成本低的营养型生物保水剂组合物。
本发明进一步要解决的技术问题是,克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种工艺简单、成本低、适宜于农业化生产的营养型生物保水剂组合物的制备方法和应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种营养型生物保水剂组合物,主要包括以下组分:γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸、复合氨基酸、纤维素酶制剂、蛋白酶制剂、稳定剂、水,还包括地衣芽孢杆菌制剂、短小芽孢杆菌制剂或枯草芽孢杆菌制剂中的一种或几种。
本发明组合物中各组分的作用如下:
1)γ-聚谷氨酸是由微生物合成的一种高分子材料,是谷氨酸分子间以氨基和羧基缩合而成的高分子化合物,其相对分子质量范围为100~2000kDa。由于γ-PGA侧链上大量羧基负电荷的排斥作用,使链的空间伸展特别大,即使在较低的浓度下,分子间也具有强烈的相互作用。由于羧基的亲水性及分子链的伸展性,所以γ-PGA对水的作用力很强,是制备水凝胶的一种理想材料;γ-聚谷氨酸具有生物可降解性,在完成保水作用之后,可被土壤中微生物分解,由于分子中含氮原子,分解后变成植物的肥料。
2)聚天门冬氨酸是一种新型的高聚物,在制备过程中它可以与本组合物中的γ-聚谷氨酸进一步合成超强吸水剂,吸水保水性能超过单一的效果,这种吸水剂易降解,降解后可以作为肥料,对环境不产生任何污染;同时还可作肥料增效剂:聚天冬氨酸对金属离子具有螯合作用,一定分子质量的聚天冬氨酸可以将土壤固定的微量元素络合释放供给植物,使植物更有效地利用肥料,提高农作物的产量和品质。因此,聚天冬氨酸的添加能够提高农作物产量,并能改善土壤质量。
3)黄腐酸是一种有机物植物生长调节剂,能促进植物生长,在高温天气情况下缩小气孔,减少植物体内的水份蒸腾,抗旱节水性能好,减少对作物的浇水量,能提高植物抗逆能力,提高肥料利用率,增产和改善品质作用。
4)水杨酸参与植物的蒸腾、种子萌发、开花、结实、气孔关闭、产热等多种生理生化过程。本发明组合物利用了水杨酸的作物气孔关闭特殊功能,在高温状态下可减少作物水分蒸发,达到抗旱的目的,实现减少供水量,延长保水期。本发明组合物将上述四种具有不同保水功能的材料γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸组合在一起,实现多方位的保水,保水效果更理想。
5)本发明组合物中将γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸四种营养型有机酸作为混酸组合物,在一定的条件下将四种有机酸反应得到混酸有机营养剂,能直接被作物吸收,不被土壤固化,提高肥效,同时给土壤微生物的营养源,在实现了保水后,能提供作物根系需要的更好营养,利于作物健康生长。
6)氨基酸是一种营养型的有机化合物,可被作物直接吸收,也是微生物的营养源,本发明组合物采用的微生物菌大量繁殖,代谢产物可以为土壤源源不断提供具有保水功能的γ-聚谷氨酸,具有自产γ-聚谷氨酸的能力,实现了采用活菌微生物保水,微生物菌的新陈代谢给土壤提供源源不断的有机物料,达到生物培肥地力、改良土壤的目标。
7)纤维素酶的功能是加快分解土壤中还田的作物秸秆、枯萎的杂草,土壤中的茎秆、枯萎的杂草分解后给土壤提供有机质,给微生物繁殖提供良好的生存环境,提供微生物第二种营养源,微生物大量繁殖产生更多的具有保水功能的γ-聚谷氨酸。
8)蛋白酶的功能是分解土壤中含蛋白质的物料和微生物残体,实现净化土壤、土壤环境友好的目的。
9)稳定剂在本发明组合物中可防止沉淀,使用于土壤中易生物降解,无残留,也是作物的土壤微生物营养物质。
10)地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌有益功能菌的组合,通过利用混酸组合物制得的营养物质给菌株提供的营养源,有利于微生物菌在土壤中繁殖,微生物的大量繁殖可活化土壤有益元素,生物菌新陈代谢可持续的给土壤提供有机质,达到培肥地力的目的,本发明采用的地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌有益功能菌的组合,有利于在土壤中繁殖,产生更多的具有保水功能的γ-聚谷氨酸,同样实现保水的作用更佳。
优选地,所述营养型生物保水剂组合物各组分的重量份为:γ-聚谷氨酸0.1~10.0份、聚天门冬氨酸0.1~5.0份、黄腐酸0.1~3.0份、水杨酸0.1~1.0份、γ-氨基丁酸0.1~5.0份、柠檬酸0.1~5.0份、复合氨基酸 0.1~30.0份、纤维素酶制剂0.1~0.5份、蛋白酶制剂0.1~0.5份、稳定剂0.1~0.5份和水50~100份,地衣芽孢杆菌制剂0~1.0份、短小芽孢杆菌制剂0~1.0份、枯草芽孢杆菌制剂0~1.0份。所述地衣芽孢杆菌制剂、短小芽孢杆菌制剂和枯草芽孢杆菌制剂不同时为0。
更优选地,所述营养型生物保水剂组合物各组分的重量份为:γ-聚谷氨酸5.0~10.0份、聚天门冬氨酸1.0~5.0份、黄腐酸0.5~3.0份、水杨酸0.2~1.0份、γ-氨基丁酸1.0~5.0份、柠檬酸1.0~4.0份、复合氨基酸 5.0~20.0份、纤维素酶制剂0.1~0.3份、蛋白酶制剂0.1~0.3份、稳定剂0.1~0.5份和水51~90份,地衣芽孢杆菌制剂0.1~0.5份、短小芽孢杆菌制剂0.1~0.5份、枯草芽孢杆菌制剂0.1~0.5份。
优选地,所述地衣芽孢杆菌制剂的活菌数为1.0×107~2.0×1010个/g。
优选地,所述短小芽孢杆菌制剂的活菌数为1.0×107~2.0×1010个/g。
优选地,所述枯草芽孢杆菌制剂的活菌数为1.0×107~1.0×1010个/g。
优选地,所述复合氨基酸的分子量为0.2万~0.3万道尔顿。
优选地,所述复合氨基酸由异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、缬氨酸、丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天门冬氨酸复合而成。
优选地,所述稳定剂为黄原胶、卡拉胶、海藻酸、可德胶、魔芋葡甘聚糖、阿拉伯胶或鼠李糖脂等中的一种或几种。更优选地,所述黄原胶为天然高分子黄原胶,分子量大于106道尔顿。
本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种营养型生物保水剂组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)先将水加入搪瓷反应釜中,常压升温后,再依次加入γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸、复合氨基酸,加热搅拌进行混酸反应,得营养型混酸组合物;
(2)将步骤(1)所得营养型混酸组合物降温,再依次加入地衣芽孢杆菌制剂、短小芽孢杆菌制剂或枯草芽孢杆菌制剂中的一种或几种,以及纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,加热搅拌反应后,加入稳定剂,继续保温搅拌反应,静置冷却,得营养型生物保水剂组合物。
优选地,步骤(1)中,所述常压升温的温度为45~50℃。
优选地,步骤(1)中,所述混酸反应的温度为55~65℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为30~40min。
优选地,步骤(2)中,所述降温至45~50℃。
优选地,步骤(2)中,所述加热搅拌反应的温度为50~55℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为60~70min。
优选地,步骤(2)中,所述保温搅拌反应的温度为50~55℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为25~35min。
优选地,步骤(2)中,所述静置冷却至温度≤20℃。
本发明更进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种营养型生物保水剂组合物的应用,将所述营养型生物保水剂组合物滴灌、喷灌于土壤表面,翻地、整地后,进行播种种植。
优选地,在滴灌、喷灌技术应用中,在生育期滴水施肥停水前30~60min随水滴入土壤中。所述滴灌、喷灌技术包括水肥一体化滴水施肥技术。
优选地,所述营养型生物保水剂组合物的用量每次为1~5kg/亩,整个生育期共为8~40kg/亩(更优选10~30kg/亩)。
优选地,所述随水滴入的水与组合物的质量比为100~50000:1(更优选2000~35000:1)。滴灌施入水的量很大,稀释浓度小,水与保水剂耦合度越大,通过水在土壤中分布的更宽、更深。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明组合物是以γ-聚谷氨酸作为保水材料、营养型混酸作为营养物质,微生物功能菌组合而成的营养型生物保水剂,是实现农业可持续发展的理想产品;施用本发明营养型生物保水剂组合物后,利用微生态原理中微生物间的竞争及拮抗理论,能保住土壤水分、减少土壤水分蒸发、提高水的利用率,生物改良土壤物理或化学性质、提升土壤有机质、培肥地力,可被土壤中植物和微生物降解,环保绿色,实现土壤永续利用,成本低;本发明组合物克服了现有保水剂的缺陷,施用本发明营养型生物保水剂组合物后,生育期节约用水量可达5~15%以上,亩增产率最高可达16.40%,每200亩节约水资源费10~30元,亩净增收益200~385元;
(2)本发明方法工艺简单、成本低、适宜于农业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例和对比例所使用的γ-聚谷氨酸购于武汉光华时代生物科技有限公司;聚天门冬氨酸购于武汉信之德生物科技有限公司;黄腐酸购于河南黑色生态科技有限公司;水杨酸购于陕西华阴市锦前程药业有限公司;γ-氨基丁酸制剂购于四川吉晟保健品科技有限公司;柠檬酸购于山东潍坊英轩实业有限公司;复合氨基酸(由异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、缬氨酸、丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天门冬氨酸复合而成,0.2万~0.3万道尔顿)购于峨眉山市龙腾生物科技有限公司;纤维素酶制剂、蛋白酶制剂购于绵阳禾本生物工程有限公司;稳定剂均购于山东阜丰发酵有限公司,其中,所述黄原胶为天然高分子黄原胶,分子量大于106道尔顿;地衣芽孢杆菌制剂(活菌数为1.0×1010个/g)、短小芽孢杆菌制剂(活菌数为1.0×1010个/g)和枯草芽孢杆菌制剂(活菌数为1.0×1010个/g)购于北京航天恒丰科技股份有限公司;水为渠水、井水或自来水;滴灌肥购于成都华宏生物科技有限公司;本发明实施例和对比例所使用的原料或化学试剂,如无特殊说明,均通过常规商业途径获得。
一种营养型生物保水剂组合物实施例1~3
一种营养型生物保水剂组合物实施例1~3各组分及重量份,如表1所示。
表1 一种营养型生物保水剂组合物实施例1~3组分及重量份表
注:表中“-”表示未添加。
一种营养型生物保水剂组合物的制备方法实施例1
(1)按照表1实施例1各组分和重量份,先将水加入搪瓷反应釜中,常压升温至50℃后,再依次加入γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸和复合氨基酸,在60℃、45r/min下,加热搅拌进行混酸反应35min,得营养型混酸组合物;
(2)按照表1实施例1各组分和重量份,将步骤(1)所得营养型混酸组合物降温至48℃,再依次加入地衣芽孢杆菌制剂、短小芽孢杆菌制剂和枯草芽孢杆菌制剂,以及纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,在52℃、45r/min下,加热搅拌反应65min后,加入稳定剂,在52℃、45r/min下,继续保温搅拌反应30min,静置冷却至≤20℃,得营养型生物保水剂组合物1。
一种营养型生物保水剂组合物的制备方法实施例2
(1)按照表1实施例2各组分和重量份,先将水加入搪瓷反应釜中,常压升温至45℃后,再依次加入γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸和复合氨基酸,在55℃、50r/min下,加热搅拌进行混酸反应40min,得营养型混酸组合物;
(2)按照表1实施例2各组分和重量份,将步骤(1)所得营养型混酸组合物降温至45℃,再依次加入地衣芽孢杆菌制剂和短小芽孢杆菌制剂,以及纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,在50℃、50r/min下,加热搅拌反应70min后,加入稳定剂,在50℃、50r/min下,继续保温搅拌反应25min,静置冷却至≤20℃,得营养型生物保水剂组合物2。
一种营养型生物保水剂组合物的制备方法实施例3
(1)按照表1实施例3各组分和重量份,先将水加入搪瓷反应釜中,常压升温至50℃后,再依次加入γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸和复合氨基酸,在65℃、40r/min下,加热搅拌进行混酸反应30min,得营养型混酸组合物;
(2)按照表1实施例3各组分和重量份,将步骤(1)所得营养型混酸组合物降温至50℃,再依次加入短小芽孢杆菌制剂,以及纤维素酶和蛋白酶,在55℃、40r/min下,加热搅拌反应60min后,加入稳定剂,在55℃、40r/min下,继续保温搅拌反应35min,静置冷却至≤20℃,得营养型生物保水剂组合物3。
一种营养型生物保水剂组合物的应用实施例1
实验区设在新疆库尔勒市尉犁县阿瓦提乡棉花种植农场,场主:黄忠鸿,农场2000亩(应用实施例1面积200亩),土壤为盐渍化土,肥力一般,管理水平高;大田种植时间为2020年4月19日;供试棉花品种:新陆中42号,常规管理,棉花种植的密度为12000株/亩。
将营养型生物保水剂组合物1在水肥一体化滴水施肥技术应用中,在生育期滴水施肥停水前40min随水滴入土壤中,翻地、整地后,进行播种种植;滴水条件及所述随水滴入的营养型生物保水剂组合物的用量及水与组合物的质量比如表2所示。
表2 应用实施例1的滴水条件及组合物的用量及水与组合物的质量比表
注:表中“-”表示未施用。
一种营养型生物保水剂组合物的应用实施例2
实验区设在新疆库尔勒市尉犁县阿瓦提乡棉花种植农场,场主:黄忠鸿,农场2000亩(应用实施例2面积200亩),土壤为盐渍化土,肥力一般,管理水平高;大田种植时间为2020年4月19日;供试棉花品种:新陆中42号,常规管理,棉花种植的密度为12000株/亩。
将营养型生物保水剂组合物2在水肥一体化滴水施肥技术应用中,在生育期滴水施肥停水前40min随水滴入土壤中,翻地、整地后,进行播种种植;滴水条件及所述随水滴入的营养型生物保水剂组合物的用量及水与组合物的质量比如表3所示。
表3 应用实施例2的滴水条件及组合物的用量及水与组合物的质量比表
注:表中“-”表示未施用。
一种营养型生物保水剂组合物的应用实施例3
实验区设在新疆库尔勒市尉犁县阿瓦提乡棉花种植农场,场主:黄忠鸿,农场2000亩(应用实施例3面积200亩),土壤为盐渍化土,肥力一般,管理水平高;大田种植时间为2020年4月19日;供试棉花品种:新陆中42号,常规管理,棉花种植的密度为12000株/亩。
将营养型生物保水剂组合物3在水肥一体化滴水施肥技术应用中,在生育期滴水施肥停水前50min随水滴入土壤中,翻地、整地后,进行播种种植;滴水条件及所述随水滴入的营养型生物保水剂组合物的用量及水与组合物的质量比如表4所示。
表4 应用实施例3的滴水条件及组合物的用量及水与组合物的质量比表
注:表中“-”表示未施用。
应用对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于:不使用任何保水剂;滴水条件如表5所示。余同实施例1。
表5 应用对比例1的滴水条件表
注:表中“-”表示未施用。
对实施例1~3所得营养型生物保水剂组合物1~3和对比例1在实际应用中的生育期长势和经济性状进行评价,结果如表6所示。
表6 应用实施例1~3和对比例1中棉花的生育期长势和经济性状对比表
注:表中“增产率”均以对比例1的产量为基准计算。
由表2~5可知,本发明应用实施例1~3相对于应用对比例1的节水比例依次为5%、10%、15%。
由表6可知,应用实施例1节水5%时,亩产籽棉达429.44kg,相对于对比例1增产60.51kg,按照2019年籽棉平均市价8元/kg,平均每亩增收484.08元,减去施用的本发明组合物的成本22kg*5.5元/kg=121元,亩净增收益可高达363.08元,投入产出比1:4.0;对比例1用水320m3,应用实施例1节水16 m3,每m3水费0.7元,节约水费11.2元;
应用实施例2节水10%时,亩产籽棉达413.47kg,相对于对比例1增产44.54kg,按照2019年籽棉平均市价8元/kg,平均每亩增收356.32元,减去施用的本发明组合物的成本19kg*5.5元/kg=104.5元,亩净增收益可高达251.82元,投入产出比1:3.4;对比例1用水320m3,应用实施例2节水32 m3,每m3水费0.7元,节约水费22.4元;
应用实施例3节水15%时,亩产籽棉达408.28kg,相对于对比例1增产39.35kg,按照2019年籽棉平均市价8元/kg,平均每亩增收314.8元,减去施用的本发明组合物的成本20kg*5.5元/kg=110元,亩净增收益可高达204.8元,投入产出比1:2.9;对比例1用水320m3,应用实施例3节水48 m3,每m3水费0.7元,节约水费33.6元。
综上,施用了本发明营养型生物保水剂组合物的应用实施例1~3相对于应用对比例1节水了5%、10%、15%,说明其能保住土壤水分、减少土壤水分蒸发、提高水的利用率,同时,发挥了生物改良土壤、提升土壤有机质、培肥地力,增加了棉花的品质和产量,提高了作物收益,最终实现了土壤永续利用。
Claims (7)
1.一种营养型生物保水剂组合物,其特征在于,由以下组分及重量份制成:γ-聚谷氨酸5.0~10.0份、聚天门冬氨酸1.0~5.0份、黄腐酸0.5~3.0份、水杨酸0.2~1.0份、γ-氨基丁酸1.0~5.0份、柠檬酸1.0~4.0份、复合氨基酸 5.0~20.0份、纤维素酶制剂0.1~0.3份、蛋白酶制剂0.1~0.3份、稳定剂0.1~0.5份和水51~90份,地衣芽孢杆菌制剂0.1~0.5份、短小芽孢杆菌制剂0.1~0.5份、枯草芽孢杆菌制剂0.1~0.5份;所述稳定剂为黄原胶、可德胶或魔芋葡甘聚糖;
所述营养型生物保水剂组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)先将水加入搪瓷反应釜中,常压升温后,再依次加入γ-聚谷氨酸、聚天门冬氨酸、黄腐酸、水杨酸、γ-氨基丁酸、柠檬酸、复合氨基酸,加热搅拌进行混酸反应,得营养型混酸组合物;所述混酸反应的温度为55~65℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为30~40min;
(2)将步骤(1)所得营养型混酸组合物降温,再依次加入地衣芽孢杆菌制剂、短小芽孢杆菌制剂、枯草芽孢杆菌制剂中的一种或几种,以及纤维素酶制剂和蛋白酶制剂,加热搅拌反应后,加入稳定剂,继续保温搅拌反应,静置冷却,得营养型生物保水剂组合物。
2.根据权利要求1所述营养型生物保水剂组合物,其特征在于:所述地衣芽孢杆菌制剂的活菌数为1.0×107~2.0×1010个/g;所述短小芽孢杆菌制剂的活菌数为1.0×107~2.0×1010个/g;所述枯草芽孢杆菌制剂的活菌数为1.0×107~1.0×1010个/g;所述复合氨基酸的分子量为0.2万~0.3万道尔顿;所述复合氨基酸由异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、缬氨酸、丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天门冬氨酸复合而成。
3.根据权利要求1或2所述营养型生物保水剂组合物,其特征在于:步骤(1)中,所述常压升温的温度为45~50℃。
4.根据权利要求1或2所述营养型生物保水剂组合物,其特征在于:步骤(2)中,所述降温至45~50℃;所述加热搅拌反应的温度为50~55℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为60~70min;所述保温搅拌反应的温度为50~55℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为25~35min;所述静置冷却至温度≤20℃。
5.根据权利要求3所述营养型生物保水剂组合物,其特征在于:步骤(2)中,所述降温至45~50℃;所述加热搅拌反应的温度为50~55℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为60~70min;所述保温搅拌反应的温度为50~55℃,搅拌转速为40~50r/min,时间为25~35min;所述静置冷却至温度≤20℃。
6.一种如权利要求1~5之一所述营养型生物保水剂组合物的应用,其特征在于:将权利要求1~5之一所述营养型生物保水剂组合物滴灌、喷灌于土壤表面,翻地、整地后,进行播种种植。
7.根据权利要求6所述营养型生物保水剂组合物的应用,其特征在于:在滴灌、喷灌技术应用中,在生育期滴水施肥停水前30~60min随水滴入土壤中;所述营养型生物保水剂组合物的用量每次为1~5kg/亩,整个生育期共为8~40kg/亩;所述随水滴入的水与组合物的质量比为100~50000:1。
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