一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺，按照重量份数计包括：秸秆粉200‑800份、腐殖酸100‑300份、玉米淀粉50‑200份、聚丙烯酰胺50‑200份和复合菌50‑200份；制备工艺包括如下步骤：增殖菌液的制备、原料发酵、加入有机单体、粉碎、过筛、定量包装。本发明专利技术生物保水剂的主要原料是秸秆粉、腐殖酸、淀粉和高分子有机单体聚丙烯酰胺通过生物工程技术制备的生物有机产品，土壤保水剂最终分解物为二氧化碳、水、氨态氮和钠或钾离子，无任何残留。安全环保，不污染植物、土壤和地下水，适用于各种果树、蔬菜、花卉、植树造林、无土栽培、大田作物、植物保鲜运输等。

A Biological Water Retaining Agent with Corn Straw as the Main Raw Material and Its Preparation Technology

【技术实现步骤摘要】
一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺
本专利技术属于农业生产领域，具体的涉及一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺。
技术介绍
保水剂又称土壤保水剂、高分子吸水剂，它是利用强吸水性物质制成的一种具有超吸水能力的高分子聚合物。这种高分子吸水材料，由于分子结构交联，分子网络所吸的水不能用一般的物理方法挤出，它能吸收自身重量百倍甚至千倍的水分，因而具有很强的保水性能。保水剂的产业化，眼下有相当大的难度，涉及的因素很多，一是单纯以有机单体(丙烯酸、丙烯酰胺)为原料的保水剂产品，生产成本高，农林用产品价格较高；二是从化学、物理和生物学的角度来说，保水剂属高新技术产品，但对复合型保水剂、新型抗旱剂的技术配方、生产工艺及技术标准化等方面缺乏必要的研究和开发；三是现有的保水剂产品在生产实际中应用时，技术性强，在使用方法的掌握上需要做一定的培训指导工作。因此，在技术和市场均没有形成规模的情况下，各企业的开发也受到限制。目前我国保水剂生产的一个重要趋势是向复合化、多功能化方向发展。国内外许多专家和学者针对研制的不同种类的保水剂的应用作了大量的试验和科研工作。到目前为止国内外研制开发的保水剂种类大约有400多种，效果不一。不同的产品，其用量、使用方法、蓄水保水能力也不同。如使用不当，难以发挥良好的效果。由于我国在保水剂生产工艺、产品质量、农用指标上还存在种种问题，多数保水剂产品还不能符合农用领域对共吸水性、保水性、水合速率、胶结性以及安全性等方面的要求，目前可推荐作为逐用的产品仍然较少。土壤的保水率是植物生长发育和丰产丰收的重要因素，缺水化导致了土地生产力的严重衰退，成为制约农业丰产丰收的重要因素。我国每年的农作物秸杆约8亿吨之多，这些秸杆中粗纤维的主要成份是木质素、纤维素、半纤维素和果胶物质,它们都属于家禽、家畜难以直接消化或消化率低的粗纤维物质，以致长期以来焚烧秸秆问题屡禁不止，严重的造成资源浪费和环境污染，但是秸秆直接粉碎还田，又会容易引发病虫害、秸秆难以利用、不利于播种等问题。
技术实现思路
为解决现有技术问题，本专利技术提供了一种能充分利用水资源、减少水分流失的生物菌保水剂及制备工艺，利用简单、经济、可操作性强的微生物发酵技术，将纤维素物质转化成糖和蛋白质，作为生物保水剂的主要原料，提高秸杆的经济价值和社会价值，在解决干旱问题的同时，开辟了秸杆利用新途径。本专利技术采用的技术方案为：一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺，按照重量份数计包括：秸秆粉200-800份、腐殖酸100-300份、玉米淀粉50-200份、聚丙烯酰胺50-200份和复合菌50-200份。进一步地，按照重量份数计包括：秸秆粉500份、腐殖酸200份、玉米淀粉100份、聚丙烯酰胺100份和复合菌100份。进一步地，所述复合菌包括枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌。进一步地，一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂的制备工艺，包括如下步骤：A、增殖菌液的制备：将枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌的菌种悬浮液分别植入细菌培养基、真菌培养基和大型真菌培养基中；其中枯草芽孢杆菌150(r/min)、培养7-14d；绿色木霉菌和酵母菌150(r/min)、培养17-25d，分别得到枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌增殖菌液，备用；B、原料发酵：按照重量份数将粉碎好的秸秆粉、腐殖酸、玉米淀粉混合，得到混合原料，将A步骤得到的枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌增殖菌液加第一次水，在150(r/min)、28-32℃条件下混合搅拌5-10分钟得混合菌液；再将混合菌液植入到混合原料中，边搅拌边加第二次水，搅拌10-15分钟，使其充分混合；自然条件下32℃发酵4-6天，共计翻到2-3次，风干水分至20％以下得生物保水剂初级产品；C、加入有机单体：将上述生物保水剂初级产品和聚丙烯酰胺混合搅拌10-15分钟，混合均匀后密封鳌合24小时以上，使有机单体与纤维素、淀粉、腐殖酸充分反应联结，得到生物保水剂；D、粉碎、过筛、包装：将联结好的生物保水剂粉碎、过80目筛，定量包装。进一步地，所述A步骤中，细菌培养基的组成按重量份数包括豆粕粉20份，蛋白胨5份，牛肉膏5份，NaCl5份，琼脂2份，水63份，pH7.2；真菌培养基的组成按重量份数包括豆粕粉20份，葡萄糖10份，KH2PO4·7H2O1.2份,硫酸铵(NH4)2SO40.8份，琼脂2份，水66份，pH6.0；大型真菌培养基的组成按重量份数包括豆粕粉20份，葡萄糖5份，淀粉5份，KH2PO4·7H2O1.2份，硫酸铵(NH4)2SO40.8份，水68份，pH6.0。进一步地，所述A步骤中，菌种悬浮液与培养基的百分比为1:9。进一步地，所述B步骤中，枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌增殖菌液及水的质量比为1:1:1：3。进一步地，所述B步骤中，发酵液翻到时间为：中间24小时、72小时和120小时各翻到一次。进一步地，所述秸秆粉为玉米秸秆粉。本专利技术获得的有益效果为：无毒无残。生物保水剂的主要原料是秸秆粉、腐殖酸、淀粉和高分子有机单体聚丙烯酰胺通过生物工程技术制备的生物有机产品，土壤保水剂最终分解物为二氧化碳、水、氨态氮和钠或钾离子，无任何残留。安全环保，不污染植物、土壤和地下水，适用于各种果树、蔬菜、花卉、植树造林、无土栽培、大田作物、植物保鲜运输等。保墒省水。可有效抑制水分蒸发，防止水土流失，即使在有灌溉的条件下，仍然可省水50％以上。生物保水剂能吸收相当自身重量50倍以上的水，保水剂可有效抑制水分蒸发，土壤中渗入保水剂后，在很大程度上抑制了水分蒸发，提高了土壤饱和含水量，降低了土壤的饱和导水率，从而减缓了土壤释放水的速度，减少了土壤水分的渗透和流失，达到保水的目的。还可以刺激作物根系生长和发育，使根的长度增加、条数增多，在干旱条件下保持较好长势。改善土壤结构。可促进土壤微生物活动，分解植物秸秆，提高土壤有机物的周转利用效率。使粘重土壤、漏水肥的沙土和次生盐碱土壤得以改良。生物保水剂施入土壤中，随着吸水膨胀和失水收缩的规律性变化，可使周围土壤由紧实变为疏松，孔隙增大，从而在一定程度上改善土壤的通透状况。使用寿命长。可反复吸水膨胀和释放收缩，在生产中使用寿命可达3年以上。吸水速度快。一般自然水吸至饱和最长时间约为15-40分钟，最快1分钟。水肥利用率高。因为生物保水剂具有吸收和保蓄水分的作用，因此可将溶于水中的化肥、矿物质、有机质、农药等农作物生长所需要的营养物质固定其中，在一定程度上减少了可溶性养分的淋溶损失，达到了节水节肥，提高水肥利用率的效果。生物保水剂在土壤中形成的“小水库”在接受施肥、灌溉(或降雨)过程中，可使淋溶流失的微量元素减少1/3，当再次干旱时，吸足水的保水剂使周围的土壤保持潮湿,以供给植物根系水分和养分。即使在沙漠地区和极端的干旱气候，在年降雨量达200mm时，也可种草植树。保温生根。生物保水剂具有良好的保温性能，施用保水剂之后，可利用吸收的水分保持部分白天光照产生的热能调节夜间温度，使得土壤昼夜温差减小。在砂壤土中混有0.2％-0.5％的保水剂，对10厘米土层的温度监测表明，对土温升降有缓冲作用，使昼夜温差减少为11-13℃，而没有保水剂的土壤为11-19.5℃。积温的提高对植物根系生长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺，其特征在于：按照重量份数计包括：秸秆粉200‑800份、腐殖酸100‑300份、玉米淀粉50‑200份、聚丙烯酰胺50‑200份和复合菌50‑200份。

【技术特征摘要】
1.一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺，其特征在于：按照重量份数计包括：秸秆粉200-800份、腐殖酸100-300份、玉米淀粉50-200份、聚丙烯酰胺50-200份和复合菌50-200份。2.根据权利要求1所述一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺，其特征在于：按照重量份数计包括：秸秆粉500份、腐殖酸200份、玉米淀粉100份、聚丙烯酰胺100份和复合菌100份。3.根据权利要求1或2所述一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂及其制备工艺，其特征在于：所述复合菌包括枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌。4.一种以玉米秸秆为主要原料的生物保水剂的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：A、增殖菌液的制备：将枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌的菌种悬浮液分别植入细菌培养基、真菌培养基和大型真菌培养基中；其中枯草芽孢杆菌150(r/min)、培养7-14d；绿色木霉菌和酵母菌150(r/min)、培养17-25d，分别得到枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌增殖菌液，备用；B、原料发酵：按照重量份数将粉碎好的秸秆粉、腐殖酸、玉米淀粉混合，得到混合原料，将A步骤得到的枯草芽孢杆菌、绿色木霉菌和酵母菌增殖菌液加第一次水，在150(r/min)、28-32℃条件下混合搅拌5-10分钟得混合菌液；再将混合菌液植入到混合原料中，边搅拌边加第二次水，搅拌10-15分钟，使其充分混合；自然条件下32℃发酵4-6天，共计翻到2-3次，风干水分至20％以下得生物保水剂初级产品；C、加入有机单体：将上述生物保水剂初级产品和聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀亮，檀鹏霞，张天昊，张瑞雪，何煦，刘强，张辉，马星，崔璇，张曼，吴鹏萧，曹海潮，陈敬辉，许刚，王英霄，
申请(专利权)人：河北新世纪周天生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13