一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥及其制備方法，由以下重量份的原料制成：造紙黑液、10wt%硫酸溶液、5%甲醛溶液、亞硫酸鈉、骨粉、紅糖渣、磷石膏、固氮菌、解鉀菌、解磷菌、食用菌下腳料、紅豆渣、紫云英秸稈、硝酸銨鈣、鉬酸銨、硫酸亞鐵、氯化鋅、貝殼粉和適量的水；這是一種微生物含量豐富的有機(jī)復(fù)合無(wú)機(jī)的肥料，經(jīng)過(guò)木質(zhì)素吸附后的無(wú)機(jī)成分，可以大大降低其對(duì)土壤微生物的抑制作用，所以本發(fā)明中加入的固氮菌等微生物生存環(huán)境要好，同時(shí)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)增培養(yǎng)和適應(yīng)性培養(yǎng)，大大提高了微生物在土壤中的生存能力，有效幫助大豆根系形成根瘤，促進(jìn)鉀、磷的吸收，提高豆科植物自身的抗病能力。
【專利說(shuō)明】
一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]造紙工業(yè)廣泛采用的堿法紙漿工藝，無(wú)論以木本還是非木本植物為原料，均副產(chǎn)大量的黑液，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年黑液產(chǎn)量為5億噸左右，黑液中約有70%的固形物為有機(jī)物，包括木質(zhì)素、半纖維素及纖維素降解產(chǎn)物等，木質(zhì)素是一種存在于大部分陸地植物木質(zhì)部中的復(fù)雜高分子化合物，數(shù)量非常龐大，估計(jì)國(guó)內(nèi)每年由造紙產(chǎn)生的木質(zhì)素約有1000多萬(wàn)噸。目前，大部分黑液經(jīng)濃縮至45?60%后燃燒、進(jìn)行堿回收，從而造成其中所含的木質(zhì)素這種可再生資源的巨大浪費(fèi)，造紙黑液流入環(huán)境，污染程度高、含大量的有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)鹽和色素，所含污染物占到了造紙工業(yè)污染物的90%以上，而且堿性較大，顏色深，臭味重和泡沫多，大量消耗水中的溶解氧，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。
[0003]造紙黑液的磺化是指亞硫酸根離子與黑液中所含木質(zhì)素反應(yīng)生成磺化木質(zhì)素的過(guò)程。第一段木質(zhì)素的羥甲基化，依據(jù)木質(zhì)素中羥甲基的引入量來(lái)確定最優(yōu)值；第二段木質(zhì)素的磺化，依據(jù)凈漿流動(dòng)度來(lái)確定最優(yōu)值，輔以磺化度和相對(duì)分子質(zhì)量分析。其中木質(zhì)素的羥甲基化是增加木質(zhì)素活性的方法;磺化反應(yīng)設(shè)定為PH值<7，以亞硫酸鈉作磺化劑，酚型和非酚型的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元都能發(fā)生有利于α碳上的磺化反應(yīng)，有時(shí)也在γ碳上進(jìn)行，但很少在β碳上。
[0004]對(duì)工業(yè)造紙中的造紙黑液進(jìn)行重點(diǎn)利用，然后用于肥料的制備，不僅解決了造紙黑液流入環(huán)境造成的環(huán)境污染，還進(jìn)行廢棄物重利用，用于緩釋肥料的研制，現(xiàn)在主流的造紙黑液大多是用燒堿液高溫蒸煮制漿后，原本木質(zhì)素溶解成堿木質(zhì)素，纖維素析出，濾出纖維素后得到的造紙黑液，所以一般PH大于12，總堿含量20?25%，木質(zhì)素為20?25g/L，污染程度高，含大量纖維、無(wú)機(jī)鹽和色素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是重利用造紙黑液，用于農(nóng)業(yè)化肥的生產(chǎn)，制成一種吸附無(wú)機(jī)元素的顆粒，使肥料起到緩釋的作用，具體是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的:
一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造紙黑液150~180、10wt°/〔^i酸溶液30?40、5%甲醛溶液20~30、亞硫酸鈉10?15、骨粉10?14、紅糖渣15?20、磷石膏7?10、固氮菌I?2、解鉀菌0.5?0.8、解磷菌0.2?0.5、食用菌下腳料26?30、紅豆渣10?14、紫云英秸桿16?22、硝酸銨鈣10?13、鉬酸銨2?4、硫酸亞鐵6?10、氯化鋅4?7、貝殼粉5?8和適量的水。
[0006]—種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(I)將造紙黑液加入到反應(yīng)釜中，加熱至沸，蒸煮濃縮至原有1/3，然后轉(zhuǎn)水浴加熱至50-600C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10?七%硫酸溶液，抽濾得木質(zhì)素顆粒，過(guò)清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用；
(2)將(I)所得的木質(zhì)素顆粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，調(diào)節(jié)pH為10?11，加熱至70?80°C保溫反應(yīng)1.2?1.5h，測(cè)量pH值呈中性后加入亞硫酸鈉，提高溫度130?150°C下反應(yīng)3?4h，再次洗滌并干燥，得改性的木質(zhì)素顆粒；
(3)混合食用菌下腳料、紅豆渣、紫云英秸桿及其它以下未涉及的剩余成分，加入2?3倍其重量份的水，水溫40~50°C浸泡2?3天，然后過(guò)濾多余水分并粉碎成渣，噴灑用水10倍稀釋的固氮菌、解鉀菌、解磷菌混合物，堆積發(fā)酵6?1天使有機(jī)物中長(zhǎng)滿菌絲物；
(4)混合硝酸銨鈣、鉬酸銨、硫酸亞鐵及氯化鋅，按料水比1:3?4的比例加水，加熱攪拌并加入(2)所得到的木質(zhì)素顆粒，靜置吸附進(jìn)行離子交換過(guò)程，持續(xù)20~30min;
(5)混合(3)的半有機(jī)發(fā)酵物料與(4)所述的混合吸附無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，適量?jī)端３趾?0?70%，噴漿造粒即可。
[0007]本發(fā)明的思路是將堿性制法的造紙黑液中加酸，使本來(lái)溶于堿的酚鹽與酸作用使堿木素析出，先取一定量的造紙黑液，加熱濃縮，然后加入10wt°/c^硫酸溶液使?jié)馊芤旱膒H為2?3，緩慢攪拌的情況下讓木質(zhì)素自由吸附結(jié)團(tuán)形成顆粒，控制攪拌速度使顆粒為80?100目篩之間，然后通過(guò)抽濾的方式得到沉淀，用去離子水洗滌3?5次得絮凝沉降的木質(zhì)素顆粒；
本身木質(zhì)素分子中含有多種活性基團(tuán)，在土壤中被微生物緩慢降解后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，而腐殖質(zhì)是泥土的主要成分，對(duì)植物的生長(zhǎng)起到極其關(guān)鍵的作用，對(duì)土壤脲酶活性有一定的抑制作用，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改良土壤等。但是不能單一作為有機(jī)質(zhì)加入肥料中，那樣僅僅是作為有機(jī)質(zhì)提供營(yíng)養(yǎng)，不能與現(xiàn)代肥料產(chǎn)生聯(lián)系，而且用量較大，效果一般，也不值得耗費(fèi)物力、人力對(duì)造紙黑液的改造，也不符合現(xiàn)代肥料倡導(dǎo)的用量少，效果明顯的特點(diǎn)；考慮到這點(diǎn)，我們將木質(zhì)素結(jié)合顆粒進(jìn)行化學(xué)改性，制成木質(zhì)素磺酸鹽，它是一種制造離子交換樹(shù)脂的好原料，成為一種高分子材料，木質(zhì)素顆粒由于屬于自由沉降，未加入任何粘結(jié)劑，彼此交聯(lián)結(jié)構(gòu)松散，制成木質(zhì)素磺酸鹽過(guò)后，屬于高分子結(jié)構(gòu)，彼此交聯(lián)更為豐富，不易破裂，同時(shí)具有很強(qiáng)的陽(yáng)離子交換吸附能力，而且克服了木質(zhì)素本身水溶性差的缺點(diǎn)，發(fā)明的目的不在于制備純正的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，主要通過(guò)一定的條件控制，使木質(zhì)素顆粒的結(jié)合更加緊密，增強(qiáng)其親水性，同時(shí)使顆粒表面的木質(zhì)素分子轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素磺酸鹽，用于吸附金屬陽(yáng)離子，加入肥料過(guò)后，起到一定的緩釋效果。
[0008]本發(fā)明的有益效果:這是一種微生物含量豐富的有機(jī)復(fù)合無(wú)機(jī)的肥料，經(jīng)過(guò)木質(zhì)素吸附后的無(wú)機(jī)成分，可以大大降低其對(duì)土壤微生物的抑制作用，所以本發(fā)明中加入的固氮菌等微生物生存環(huán)境要好，同時(shí)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)增培養(yǎng)和適應(yīng)性培養(yǎng)，大大提高了微生物在土壤中的生存能力，有效幫助大豆根系形成根瘤，促進(jìn)鉀、磷的吸收，提高豆科植物自身的抗病能力。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:
一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:造紙黑液168、10的%硫酸溶液37、5%甲醛溶液23、亞硫酸鈉13、骨粉13、紅糖渣17、磷石膏9、固氮菌1、解鉀菌0.7、解磷菌0.3、食用菌下腳料29、紅豆渣13、紫云英秸桿19、硝酸銨鈣11、鉬酸銨3、硫酸亞鐵9、氯化鋅4、貝殼粉7和適量的水。
[0010]—種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(1)將造紙黑液加入到反應(yīng)釜中，加熱至沸，蒸煮濃縮至原有1/3，然后轉(zhuǎn)水浴加熱至50-600C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10?七%硫酸溶液，抽濾得木質(zhì)素顆粒，過(guò)清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用；
(2)將(I)所得的木質(zhì)素顆粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，調(diào)節(jié)pH為10?11，加熱至70?80°C保溫反應(yīng)1.2?1.5h，測(cè)量pH值呈中性后加入亞硫酸鈉，提高溫度130?150°C下反應(yīng)3?4h，再次洗滌并干燥，得改性的木質(zhì)素顆粒；
(3)混合食用菌下腳料、紅豆渣、紫云英秸桿及其它以下未涉及的剩余成分，加入2?3倍其重量份的水，水溫40~50°C浸泡2?3天，然后過(guò)濾多余水分并粉碎成渣，噴灑用水10倍稀釋的固氮菌、解鉀菌、解磷菌混合物，堆積發(fā)酵6?1天使有機(jī)物中長(zhǎng)滿菌絲物；
(4)混合硝酸銨鈣、鉬酸銨、硫酸亞鐵及氯化鋅，按料水比1:3?4的比例加水，加熱攪拌并加入(2)所得到的木質(zhì)素顆粒，靜置吸附進(jìn)行離子交換過(guò)程，持續(xù)20~30min;
(5)混合(3)的半有機(jī)發(fā)酵物料與(4)所述的混合吸附無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，適量?jī)端３趾?0?70%，噴漿造粒即可。
[0011]采用本發(fā)明的一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥用于農(nóng)作物大豆的種植試驗(yàn)，選用5畝大豆種植基地，將本發(fā)明的肥料根據(jù)大豆種植需要作為主要用肥施用，對(duì)照組的5畝大豆按照常規(guī)種植方法施用常規(guī)肥料，結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)組的大豆及各方面長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于對(duì)照組，肥料在土壤中的保存時(shí)間更長(zhǎng)，大豆根系的根瘤長(zhǎng)勢(shì)更明顯，在抗逆性方面也好于對(duì)照組的大豆。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造紙黑液150?180、10?七%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20~30、亞硫酸鈉10?15、骨粉10?14、紅糖渣15?20、磷石膏7?10、固氮菌I?2、解鉀菌0.5?0.8、解磷菌0.2?0.5、食用菌下腳料26?30、紅豆渣10?14、紫云英秸桿16?22、硝酸銨鈣10?13、鉬酸銨2?4、硫酸亞鐵6?10、氯化鋅4?7、貝殼粉5?8和適量的水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大豆促進(jìn)根瘤生長(zhǎng)的微生物肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: (1)將造紙黑液加入到反應(yīng)釜中，加熱至沸，蒸煮濃縮至原有1/3，然后轉(zhuǎn)水浴加熱至50-600C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10?七%硫酸溶液，抽濾得木質(zhì)素顆粒，過(guò)清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用； (2)將(I)所得的木質(zhì)素顆粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，調(diào)節(jié)pH為10?11，加熱至70?80°C保溫反應(yīng)1.2?1.5h，測(cè)量pH值呈中性后加入亞硫酸鈉，提高溫度130?150°C下反應(yīng)3?4h，再次洗滌并干燥，得改性的木質(zhì)素顆粒； (3)混合食用菌下腳料、紅豆渣、紫云英秸桿及其它以下未涉及的剩余成分，加入2?3倍其重量份的水，水溫40~50°C浸泡2?3天，然后過(guò)濾多余水分并粉碎成渣，噴灑用水10倍稀釋的固氮菌、解鉀菌、解磷菌混合物，堆積發(fā)酵6?1天使有機(jī)物中長(zhǎng)滿菌絲物； (4)混合硝酸銨鈣、鉬酸銨、硫酸亞鐵及氯化鋅，按料水比1:3?4的比例加水，加熱攪拌并加入(2)所得到的木質(zhì)素顆粒，靜置吸附進(jìn)行離子交換過(guò)程，持續(xù)20~30min; (5)混合(3)的半有機(jī)發(fā)酵物料與(4)所述的混合吸附無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)液，適量?jī)端３趾?0?70%，噴漿造粒即可。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK105967840SQ201610152113
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】王樂(lè)樂(lè), 劉戰(zhàn)
【申請(qǐng)人】安徽鳳陽(yáng)德誠(chéng)科技有限公司