液体生物膜肥水保持剂的制作方法

1.本发明涉及肥料保持技术领域，具体为液体生物膜肥水保持剂。


背景技术：

2.肥料在施入土壤后，不能完全被作物吸收利用，其中很大一部分因为淋失、挥发或被土壤固定等因素而转化为作物不可吸收的形态，因此，常规肥料养分利用率低，肥效期短，无法满足作物生长发育需要，目前我国肥料的当季利用率氮肥为30
‑
35％，磷肥为10
‑
25％，钾肥为35
‑
50％，由于肥料利用率低，我国占地球9％的土地消耗了占世界总量32％的化学肥料，随之带来的是资源消耗严重，农作物品质降低，环境污染严重等问题日益加剧。
3.因此，如何提高肥料利用率，充分发挥肥料的作用，修复改良土壤，对我国农业可持续发展意义重大，从肥料自身特性出发，添加新型肥料助剂，开发新型肥料产品，激活肥料及土壤养分活力，是未来肥料发展的必然趋势，从社会健康发展角度，新型肥料具有更高的养分利用率，更少的环境污染，能更好的维持生态平衡，符合国家发展战略要求，特别是利用微生物发酵技术特制大分子聚谷氨酸、葡聚糖等材料，构建多层生物膜化肥养分空间载体，并将具有促生、抗逆、抗病等功能性增效物质与其高效复合配伍，按一定比例加入传统肥料中，可促进传统肥料功能化，提高作物产量和品质，同时改善土壤性能。
4.为解决上述问题，发明者提供了液体生物膜肥水保持剂。


技术实现要素：

5.为实现以上保肥、保水、促根、供养、抗逆、改土的目的，本发明通过以下技术方案予以实现：液体生物膜肥水保持剂，包括肥料助剂，生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖，水溶性成膜材料和膜增强剂，促生、抗逆、抗病功能性增效物质，以肥料助剂的重量百分比计，其重量配比为：
6.生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖含量为60wt％～90wt％；
7.水溶性成膜材料、膜增强剂的含量为2wt％～20wt％；
8.促生、抗逆、抗病等功能性增效物质的含量为1wt％～20wt％。
9.优选的，所述水溶性成膜材料为瓜儿胶及聚乙烯醇0.5wt％～5wt％和葡聚糖凝胶0.3wt％～5wt％。
10.优选的，所述膜增强剂为四硼酸钠2wt％～10wt％。
11.优选的，所述促生、抗逆、抗病等功能性增效物质包括1wt％～15wt％的褐藻寡糖、0.5wt％～4wt％的壳寡糖和0.2wt％～1wt％的寡聚酸。
12.液体生物膜肥水保持剂的制备方法，包括以下步骤：
13.s1、按照重量配比利用生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖制得800
㎏
的聚谷氨酸发酵液，在60℃
‑
80℃下保温，并进行搅拌；
14.s2、按照重量配比利用褐藻寡糖、壳寡糖和寡聚酸制得50kg具有促生、抗逆、抗病等功能性的混合物，并将混合物在边搅拌的情况下添加至s1制备的聚谷氨酸发酵液中；
15.s3、先将瓜儿胶及聚乙烯醇、葡聚糖凝胶配制成1％
‑
5％水溶液，来制备 120kg的水溶性成膜材料，配合30kg的四硼酸钠，在边搅拌的情况下添加至 s2中的混合溶液中；
16.s4、在60℃
‑
80℃中再搅拌30
‑
60min，然后冷却至室温放料，定量包装，制得液体生物膜肥水保持剂；
17.s5、将制得的液体生物膜肥水保持剂按0.5％—4％的比例添加到复合肥造粒系统中混合造粒，经干燥、冷却、筛分、防结块处理后创制出生物膜保持肥料。
18.本发明提供了液体生物膜肥水保持剂。具备以下有益效果：
19.1、该液体生物膜肥水保持剂，通过以发酵法制备的高分子聚谷氨酸和葡聚糖交联形成的立体网络架构作为骨架支撑材料，构建多层生物膜化肥养分空间载体，大分子聚合物在发挥肥料缓释作用的同时，提高作物根系的吸水与保水能力，促进氮磷钾和中微量元素吸收，提高肥料利用率，同时促进土壤团粒结构形成，修护土壤。
20.2、该液体生物膜肥水保持剂，通过与无机肥料混合后，大分子结构会发挥包埋作用，聚谷氨酸游离的羧基和葡聚糖游离的羟基会螯合钾、镁等阳离子，多层包埋和螯合的双重作用会使得肥料达到缓释的效果，降解成寡肽和寡糖后发挥生长调节作用，促进生根、壮根，根系发达，植株健壮，降解成单体谷氨酸分子和单糖后，供给作物和微生物营养，改良根系和微生态环境。
21.3、该液体生物膜肥水保持剂，通过添加水溶性成膜材料、膜增强剂及促生、抗逆、抗病等功能性增效物质，能提升水凝胶生物膜的效果，提高保水保肥功能，减少养分损失，延长肥效期，提高肥料养分利用率，能生根促长，提高作物的营养吸收效率；提高植物免疫机能，增加植物光合作用效率。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.该液体生物膜肥水保持剂的实施例如下：
24.实施例一：
25.液体生物膜肥水保持剂，包括肥料助剂，生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖，水溶性成膜材料和膜增强剂，促生、抗逆、抗病功能性增效物质，以肥料助剂的重量百分比计，其重量配比为：
26.生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖含量为90wt％；
27.水溶性成膜材料、膜增强剂的含量为2wt％；
28.促生、抗逆、抗病等功能性增效物质的含量为1wt％；
29.其中，所述水溶性成膜材料为瓜儿胶及聚乙烯醇0.5wt％和葡聚糖凝胶 0.3wt％。
30.其中，所述膜增强剂为四硼酸钠2wt％。
31.其中，所述促生、抗逆、抗病等功能性增效物质包括3wt％的褐藻寡糖、 0.5wt％的壳寡糖和0.7wt％的寡聚酸。
32.液体生物膜肥水保持剂的制备方法，包括以下步骤：
33.s1、按照重量配比利用生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖制得800
㎏
的聚谷氨酸发酵液，在60℃下保温，并进行搅拌；
34.s2、按照重量配比利用褐藻寡糖、壳寡糖和寡聚酸制得50kg具有促生、抗逆、抗病等功能性的混合物，并将混合物在边搅拌的情况下添加至s1制备的聚谷氨酸发酵液中；
35.s3、先将瓜儿胶及聚乙烯醇、葡聚糖凝胶配制成1％水溶液，来制备120kg 的水溶性成膜材料，配合30kg的四硼酸钠，在边搅拌的情况下添加至s2中的混合溶液中；
36.s4、在60℃
‑
80℃中再搅拌30min，然后冷却至室温放料，定量包装，制得液体生物膜肥水保持剂；
37.s5、将制得的液体生物膜肥水保持剂按0.5％的比例添加到复合肥造粒系统中混合造粒，经干燥、冷却、筛分、防结块处理后创制出生物膜保持肥料。
38.实施例二：
39.液体生物膜肥水保持剂，包括肥料助剂，生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖，水溶性成膜材料和膜增强剂，促生、抗逆、抗病功能性增效物质，以肥料助剂的重量百分比计，其重量配比为：
40.生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖含量为70wt％；
41.水溶性成膜材料、膜增强剂的含量为6wt％；
42.促生、抗逆、抗病等功能性增效物质的含量为6wt％；
43.其中，所述水溶性成膜材料为瓜儿胶及聚乙烯醇2.5wt％和葡聚糖凝胶 2wt％。
44.其中，所述膜增强剂为四硼酸钠4wt％。
45.其中，所述促生、抗逆、抗病等功能性增效物质包括7wt％的褐藻寡糖、 2wt％的壳寡糖和0.5wt％的寡聚酸。
46.液体生物膜肥水保持剂的制备方法，包括以下步骤：
47.s1、按照重量配比利用生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖制得800
㎏
的聚谷氨酸发酵液，在70℃下保温，并进行搅拌；
48.s2、按照重量配比利用褐藻寡糖、壳寡糖和寡聚酸制得50kg具有促生、抗逆、抗病等功能性的混合物，并将混合物在边搅拌的情况下添加至s1制备的聚谷氨酸发酵液中；
49.s3、先将瓜儿胶及聚乙烯醇、葡聚糖凝胶配制成3％水溶液，来制备120kg 的水溶性成膜材料，配合30kg的四硼酸钠，在边搅拌的情况下添加至s2中的混合溶液中；
50.s4、在60℃
‑
80℃中再搅拌50min，然后冷却至室温放料，定量包装，制得液体生物膜肥水保持剂；
51.s5、将制得的液体生物膜肥水保持剂按2％的比例添加到复合肥造粒系统中混合造粒，经干燥、冷却、筛分、防结块处理后创制出生物膜保持肥料。
52.实施例三：
53.液体生物膜肥水保持剂，包括肥料助剂，生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖，水溶性成膜材料和膜增强剂，促生、抗逆、抗病功能性增效物质，以肥料助剂的重量百分比计，其重量配比为：
54.生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖含量为60wt％；
55.水溶性成膜材料、膜增强剂的含量为10wt％；
56.促生、抗逆、抗病等功能性增效物质的含量为10wt％
57.其中，所述水溶性成膜材料为瓜儿胶及聚乙烯醇5wt％和葡聚糖凝胶 2wt％。
58.其中，所述膜增强剂为四硼酸钠3wt％。
59.其中，所述促生、抗逆、抗病等功能性增效物质包括5wt％的褐藻寡糖、 4wt％的壳寡糖和1wt％的寡聚酸。
60.液体生物膜肥水保持剂的制备方法，包括以下步骤：
61.s1、按照重量配比利用生物发酵高分子量聚谷氨酸和葡聚糖制得800
㎏
的聚谷氨酸发酵液，在80℃下保温，并进行搅拌；
62.s2、按照重量配比利用褐藻寡糖、壳寡糖和寡聚酸制得50kg具有促生、抗逆、抗病等功能性的混合物，并将混合物在边搅拌的情况下添加至s1制备的聚谷氨酸发酵液中；
63.s3、先将瓜儿胶及聚乙烯醇、葡聚糖凝胶配制成5％水溶液，来制备120kg 的水溶性成膜材料，配合30kg的四硼酸钠，在边搅拌的情况下添加至s2中的混合溶液中；
64.s4、在60℃
‑
80℃中再搅拌60min，然后冷却至室温放料，定量包装，制得液体生物膜肥水保持剂；
65.s5、将制得的液体生物膜肥水保持剂按4％的比例添加到复合肥造粒系统中混合造粒，经干燥、冷却、筛分、防结块处理后创制出生物膜保持肥料。
66.实验数据：
67.现对制得的生物膜保持性肥料与常规复合肥进行两组实验对比：
68.实验土壤为土壤砂姜黑土，质地粘壤土，肥力中等，前茬玉米，机收后秸秆粉碎还田，旋耕耙实，实验品种为济麦22。
69.第一组实验：生物膜保持性肥料48％基施50kg/亩，以常规肥料基施和基追(拔节期追施)为对照，施氮量分别为：15、12、8和20kg/亩，基追比为8:2；基肥用单元素肥料复混，追肥用尿素。另设不施肥和不施氮两个处理。共9个处理，除不施肥外，试验区磷钾肥施用量相同(6kg/亩)。随机区组排列，重复3次，小区面积10
㎡
。
70.实验数据如表1所示：
71.表1不同施肥处理下的施肥情况
72.73.第二组实验：生物膜保持性肥料48％基施50kg/亩，与市场上的复混肥进行示范比较，供试肥料施肥量均按50kg/亩基施，另设基施常规肥50kg/亩 (ck1)、基施常规肥50kg/亩 追施尿素6.5kg/亩(ck2)和空白区，顺序排列，对照和空白区插入中间，小区面积200
㎡
。
74.实验数据如表2所示：
75.表2肥料示范处理情况
[0076][0077][0078]
结果与分析：
[0079]
不同施肥处理下的产量如表3所示：
[0080]
表3不同处理的产量
[0081][0082]
根据实验数据可知：
[0083]
常规肥基施50kg/亩(ck1)产量385.3kg/亩，常规肥n12基追 (ck2)438.2kg/亩。基施生物膜保持性肥料48％产量458.1kg/亩，比ck1增产 18.9％；比ck2产量增加了4.5％，生物膜保持性肥料48％的产量与ck1差异显著，与ck2差异不显著。结果表明：生物膜保持性肥料48％在不进行后期追肥的情况下，能保证小麦产量，效果比常规肥基追结合更好。
[0084]
不同施肥处理下的氮肥利用率如表4所示：
[0085]
表4不同处理的氮肥利用率
[0086][0087]
根据实验数据可知：
[0088]
按每生产100kg小麦需n3.0kg计算，生物膜保持性肥料48％基施的氮肥利用率比ck1提高了18.2％，可见，生物膜保持性肥料48％基施50kg时可以大幅提高氮肥的利用率。
[0089]
不同施肥处理下小麦基施保持性肥料肥料效应如表5所示：
[0090]
表5小麦基施保持性肥料肥料效应
[0091][0092]
根据实验数据可知：
[0093]
生物膜保持性肥料48％基施50kg处理较ck1增产小麦72.8kg/亩，增产效果明显，以常规复合肥价格125元、新型肥料135元、追肥用工15元/亩计，则净增收比常规基施增加157.4元/亩，与常规基追相比产量净增收增加 35.7元/亩。
[0094]
不同施肥处理下的产品和效益如表6所示：
[0095]
表6不同处理的产量和效益
[0096][0097][0098]
根据实验数据可知：
[0099]
生物膜保持性肥料亩施氮量12kg，产量533.3kg/亩，较等氮的临近对照增产
14.3％，较n15基追结合(ck2)增产8.5％。较临近对照净增收143.3元/ 亩，比ck2多增收72.1元/亩，效益显著，且与市场上的复混肥产品相比，效果突出，优势明显。
[0100]
结论：通过实验对比可知，该生物膜保持性肥料处理氮肥利用率比基施常规肥的氮肥利用率明显提高，可以增产增收，适宜大力推广，生物膜保持性肥料处理组产量能够达到等养分常规肥基追处理，在省去拔节肥的同时能够保证产量，具有一定的节肥增效的作用；与市场上的复混肥产品的产量和效益对比中，具有明显的优势，值得推广。
[0101]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。