一种蓝藻基植物激励素及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蓝藻基植物激励素的制备方法，包括先向蓝藻水溶液中加入固体酸和催化剂，搅拌均匀后加热，获得蓝藻水解液；再对蓝藻水解液进行固液分离，使用碱溶液调整上清液的pH，使上清液显中性，获得蓝藻基植物激励素。使用固体酸催化蓝藻水溶液的酸热水解反应，并制备蓝藻基植物激励素，有助于促进蓝藻中营养物质的溶出和蛋白等大分子有机物的分解，提高蓝藻基植物激励素的产量；使用纳米二氧化硅润载的无机酸和有机酸催化蓝藻的酸热水解反应，可进一步增加蓝藻的水解效率，进一步提高蓝藻基植物激励素的产量。采用本发明专利技术方法获得的蓝藻基激励素不仅含有较高含量的总磷、总钾和氨基酸，还含有可溶性蛋白、多肽、多糖等营养物质。质。质。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝藻基植物激励素及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种蓝藻基植物激励素及其制备方法，属于环境工程


技术介绍

[0002]无机化肥和农药使用总量较大，农用地土壤污染累积风险同样较高。虽然无机化肥和农药的施用会使作物增产增收，但会导致作物的品质有所下降且存在潜在的健康威胁和生态风险。强化土壤污染管控和修复、加强农业面源污染防治、农林废弃物高值化利用、减少温室气体排放成为土壤防治和资源化利用的重点。研究发现有机肥和蓝藻基植物激励素的施用可以改善土壤质量，生物炭的投加有利于增加土壤碳库容量，因此，有机肥和蓝藻基植物激励素的研发、基于农林剩余物生产有机肥和蓝藻基植物激励素的应用以及耦合生物炭强化固碳减排成为行业发展的关键所在。有机肥主要来源于生物质，包括动植物废弃物、植物残体等，是施于土壤以提供植物营养的含碳物料，其主要成分为有机酸、肽类和氨基酸等，可以为农作物提供全面营养，促进微生物繁殖，是绿色食品生产的主要养分来源。蓝藻基植物激励素源于自然界天然存在的活性物质，可以改善作物的生理生化状态，提高农药效果和肥料的利用率，改善农作物抵抗逆境的水平，同时也具有改良土壤、提高农作物最终产量和产品品质的功能。
[0003]太湖流域农业废弃物蓝藻产量巨大，目前蓝藻一般通过“深度脱水—焚烧”的方式进行处理处置，虽然焚烧可以有效削减蓝藻对环境的二次污染，然而，由于蓝藻中含有大量的有机质和氮、磷等元素，“深度脱水—焚烧”的方式不利于资源再生利用。蓝藻是一种富含蛋白(含量约38～47％)和多糖(蓝藻淀粉、纤维素)的生物质资源，如果可以提取蓝藻中的高附加值产物，制备成有机肥或蓝藻基植物激励素，不仅能够增加和更新土壤有机质，同时还能够改善土壤的理化性质，提高微生物活性，最终实现提升土壤质量的目标。因此探索新的蓝藻资源化利用方式具有重大的现实意义。
[0004]蓝藻一般通过“深度脱水
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焚烧”的方式进行处理处置，然而蓝藻中含有大量的有机质和氮、磷等元素，“深度脱水——焚烧”的方式不利于资源再生利用。因此探索新的蓝藻资源化利用方式具有重大的现实意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种蓝藻基植物激励素及其制备方法，即将固体酸加入到蓝藻水溶液中，是蓝藻进行酸热水解反应，将蓝藻中的营养物质溶出，分解蛋白等大分子有机物，制备蓝藻基植物激励素，用以替代化肥为植物提供营养元素，促进植物生长，以实现蓝藻的资源化利用。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种蓝藻基植物激励素的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)向蓝藻水溶液中加入固体酸和催化剂，搅拌均匀后加热，获得蓝藻水解液；
[0008](2)对步骤(1)中的蓝藻水解液进行固液分离，使用碱溶液调整上清液的pH，使上清液显中性，获得蓝藻基植物激励素。
[0009]蓝藻基植物激励素是一种以蓝藻为原料制成的一类用于促进植物生长发育、缓解非生物胁迫及提高作物品质的物质或微生物，它并非传统肥料或农药，通过作用于农作物本身来改善植物的生理状态，提高植物抗逆性。
[0010]固体酸催化剂与传统液体酸相比具有易分离、无腐蚀性和可连续化生产等优点，同时符合绿色环保理念，被广泛应用于各种酸催化反应中。适当的质子酸如H2SO4、H3PO4、HCl和HNO3等可以浸附在适当载体(沸石、二氧化硅、硅藻土)上以制备固体酸，固体酸对设备腐蚀性小，易于分离回收，高温稳定性好，可以活化再生，减少了废弃物的排放。使用固体酸催化蓝藻水溶液的酸热水解反应，有助于促进蓝藻中营养物质的溶出，蛋白等大分子有机物的分解，从而提高蓝藻基植物激励素的产量。
[0011]本专利技术所涉及的蓝藻水溶液来自从藻水分离站收集的藻水混合物。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述固体酸包括润载在载体物上的无机酸或有机酸，所述载体物包括膨润土、蒙脱土、高岭土、硅藻土、纳米二氧化硅中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，所述固体酸为润载在纳米二氧化硅上的无机酸或有机酸。纳米二氧化硅是一种酸性氧化物，也是一种广泛应用的极性无机氧化物，具有孔结构复杂，孔容大，比表面积大，吸附能力强等优点，将酸基团锚定在纳米二氧化硅上，强化了固体酸的性能，有助于进一步提高蓝藻基植物激励素的产量。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述无机酸包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种，所述有机酸包括乙酸或草酸。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，所述硫酸、盐酸、磷酸、硝酸质量分数分别为95～98％、32～36％、80～85％、62～68％，所述草酸的质量分数为40～60％。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，所述固体酸的加入量为所述蓝藻水溶液质量的1～10％。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述固体酸的制备方法包括：向纳米二氧化硅中加入无机酸或有机酸，混合均匀后，加热至80℃，浸渍后进行固液分离，将固体物烘干后即可获得固体酸。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，所述催化剂包括可溶性的铁盐、钙盐、锌盐、钾盐、钠盐中的至少一种。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，所述碱溶液为氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液的质量分数为1～10％。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，在步骤(1)中，搅拌转速为40～150r/min，加热温度为80～100℃，加热时间为7～48h。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，在步骤(1)中，加入固体酸和催化剂后，蓝藻水溶液的PH为0.8～4.2。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，所述蓝藻水溶液的含水率为95～98％。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，在步骤(2)中，所述固液分离的方法包括采用真空抽滤的方法对蓝藻水解液进行固液分离。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，在步骤(2)中，还包括对上清液进行水分脱除的步骤。
[0025]本专利技术的目的之二在于提供一种使用上述方法获得的蓝藻基激励素。
[0026]本专利技术的目的之三在于提供一种蓝藻基植物激励素在农林作物的种植方面的用途。
[0027]在本专利技术的一种实施方法中，所述用途包括使用蓝藻基植物激励素改良土壤。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]1、使用固体酸催化蓝藻水溶液的酸热水解反应，并制备蓝藻基植物激励素，有助于促进蓝藻中营养物质的溶出和蛋白等大分子有机物的分解，提高蓝藻基植物激励素的产量；另一方面，固体酸对设备腐蚀性小，废弃物易于分离回收，高温稳定性好。
[0030]2、纳米二氧化硅孔容大，比表面积大，吸附能力强，将酸基团锚定在纳米二氧化硅上，增加了酸的吸附量和稳定性，在使用纳米二氧化硅润载的无机酸和有机酸催化蓝藻的酸热水解反应时，可进一步增加蓝藻的水解效率，进一步提高蓝藻基植物激励素的产量。
[0031]3、采用本专利技术方法获得的蓝藻基激励素中，总氮含量高达80.55g/kg，总磷含量为12.5g/kg，游离氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝藻基植物激励素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向蓝藻水溶液中加入固体酸和催化剂，搅拌均匀后加热，获得蓝藻水解液；(2)对步骤(1)中的蓝藻水解液进行固液分离，使用碱溶液调整上清液的pH，使上清液显中性，获得蓝藻基植物激励素。2.根据权利要求1所述的蓝藻基植物激励素的制备方法，其特征在于，所述固体酸包括润载在载体物上的无机酸或有机酸，所述载体物包括膨润土、蒙脱土、高岭土、硅藻土、纳米二氧化硅中的至少一种。3.根据权利要求1所述的蓝藻基植物激励素的制备方法，其特征在于，所述无机酸包括硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种，所述硫酸、盐酸、磷酸、硝酸质量分数分别为95～98％、32～36％、80～85％、62～68％，所述有机酸包括草酸，所述草酸的质量分数为40～60％。4.根据权利要求1所述的蓝藻基植物激励素的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，李羽志，黄凯文，郝家厚，谭嘉怡，李激，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：