一種山地景區雪松的有機種植基質及其製備方法與流程
2023-10-24 23:04:12
本發明屬於種植的工藝技術領域，具體涉及到一種山地景區雪松的有機種植基質及其製備方法。
背景技術：
纖維素酶是一組專一水解纖維素的酶類，能有效水解纖維素，但實踐過程種發現，纖維素酶降解纖維素的酶解效率較低，導致生產成本比較高，這限制了纖維素的水解生產。固定化酶催化反應結束具有能回收、易分離、反覆多次使用等優點，所以纖維素酶的固定化研究長期以來備受人們的關注。開發出成本低、穩定性高、簡便使用的固定化方法以及新型的功能性載體材料，對拓展固定化纖維素酶在工業生產中的應用至關重要。
澱粉廉價易得，與丙烯醯胺等經接枝聚合以後，可得到多孔的顆粒狀載體，同時也是一種高吸水性樹脂，是一種具有三維網狀的功能高分子材料，而且保水能力非常高。自20世紀60年代以來，高吸水性樹脂已被廣泛用於農林、園藝、醫療衛生、石油化工、日用化妝品、建材等方面。除了澱粉類接枝樹脂聚合物意外，其它還有纖維素類和人工合成類的樹脂接枝聚合物。其中澱粉類因材料可再生、來源廣泛、種類多、產量大、廉價易得，相比後兩個而備受關注。
農林樹木的種植和果樹的種植最適的條件一般都是以沙壤土，溼潤的土壤條件，土質疏鬆透氣，有機質含量高為最優，而通常的情況是：為了提高土壤有機質的含量，重施有機肥，一方面土壤很難達到疏鬆的目的，有機質很難滲透到底層，一直滯留在樹木種植時地面附近，水流經過很容易流失，即使土壤疏鬆，也很難達到有機肥的最佳效果，原因在於有機肥分解後產生的有機酸和各類有機成分，會產生膠質成分，膠黏化土壤，使砂質的土壤粘結在一起，促使土壤密閉不透氣，時間一長由不透氣可以發多種病蟲害的危機，對於很多樹種都會存在的問題。再有，秋天時期樹木落葉，厚厚的落葉是很好的有機肥材料，但往往樹林、山區等地的地面積攢了多年的落葉，腐殖層極厚，一方面容易發生火災，同時影響肥料的施用，如此大量的落葉堆積原因在於：土壤中不存在快速分解落葉的微生物菌群，使得如此龐大的有機質物料不能被快速利用。
技術實現要素：
本發明為了提高樹木類農作物的種植效率，研究了一種球形顆粒狀的種植基質，有利於提高土壤吸水、保水和對纖維素類物料的分解能力，具體是通過以下的方法實現的：
一種山地景區雪松的有機種植基質，其特徵在於，由以下重量份的原料製成：纖維素酶製劑8~15、樹脂單體混合物30~40、玉米澱粉5~10、玉米芯30~40、棉籽殼15~25、蒙脫石粉10~15、膨潤土35~50、蚯蚓糞10~16、EM菌劑2~3、硼砂1~3、葡萄渣20~30、過磷酸鈣5~10、腐殖酸粉3~6、水花生50~65、豬糞20~30和適量的水；
所述的樹脂單體混合物是將重量份為單位的丙烯酸單體30~40份、引發劑過硫酸鉀2~4份和交聯劑N,N-亞甲基雙丙烯醯胺0.5~1.0份混合而成。
一種山地景區雪松的有機種植基質的製備方法，其特徵在於，包括以下幾個步驟：
（1）將玉米澱粉於水浴鍋中加熱保溫至40~50℃，攪拌至糊化，然後混合加入樹脂單體組合物和纖維素酶製劑，保溫條件下，搖床搖晃聚合反應2~3h，完成後真空乾燥，研磨過60~80目篩的微粉；
（2）混合水花生、豬糞及其它以下未涉及的剩餘成分，研磨成漿料，按料水比1:5~10加水稀釋，高溫煮沸30~40min，冷卻後轉入發酵罐，接種EM菌劑，通氣進行液態發酵3~5天，完成後分離濾液濾渣；
（3）將（2）所得濾液通過減壓蒸餾以後與（1）的微粉混合，充分吸附；
（4）混合玉米芯和棉籽殼，先加水浸泡煮沸，靜置曬乾，研磨成粉劑，加入蒙脫石粉、膨潤土、（2）所得濾渣及（3）所述吸附後的樹脂微粉，加水攪拌調製成膏體，圓盤造粒製成4~8mm粒徑的球狀，烘乾即可。
澱粉接枝高吸水性樹脂聚合物用於固定化纖維素酶的載體現在已逐漸成熟，而有機物的組成中大多是由纖維素物料最多，除了纖維素分解菌類微生物可以起到一定效果外，纖維素在土壤中自身分解速度較慢，而單純的使用纖維素菌或者纖維素酶製劑，在激烈競爭的自然環境中，都很難維持持久性的效果，因此，發明利用澱粉接枝樹脂的吸水性聚合物作為載體，用於纖維素酶的載體，包被條件下的纖維素酶活性時間大大延長。
同時澱粉接枝樹脂聚合物還具有極好的吸水、保水特性，用於樹木的基質方面，效果極好，以可溶性的澱粉為接枝聚合澱粉，丙烯酸單體為樹脂單體，交聯劑N,N-亞甲基雙丙烯醯胺，引發劑選用過硫酸鉀，先將澱粉水浴鍋中40~50℃攪拌至糊化，然後混合加入樹脂單體組合液和纖維素酶製劑，保溫振動搖晃聚合反應2~3h，完成後蒸餾水洗滌，真空乾燥，粉碎成微粉；而利用紅外光譜圖中可以看出，波數為3430、1670、1559cm-1時出現—OH、—CO—CH2和—COO—特徵吸收峰，表明丙烯酸已經成功接枝到澱粉分子上，利用高倍纖維照片可以明顯看出，聚合物顆粒相互纏繞的網格狀，說明在微波的作用下，澱粉與丙烯酸單體形成的是交互貫穿的網格狀結構，而丙烯酸與澱粉接枝聚合的網格狀結構可以包被纖維素酶，提供一個很好的保護條件，不至於受到環境因素太大的幹擾，纖維素酶也可以長時間維持一個高效的活性，同時澱粉接枝樹脂還具有一個很好的吸水特性，利用這種包被酶測定其活力，將0.01g的固定化酶放入20ml試管中，加入富含纖維素的溶液，通過預熱後自然反應，檢測反應後纖維素的降解情況，可以明顯觀察出酶的活性。
公司將這一包被酶的吸水樹脂用作樹木種植的基質，同時加入富含纖維的秸稈粉、石粉、發酵料、土壤等，製成稠膏後造粒成球形顆粒，秸稈粉主要由纖維素組成，造粒後利用包被的纖維素酶可以加快秸稈粉的降解，形成孔隙，無形中增大了顆粒劑的比表面積，提高土壤透氣性，由接枝樹脂包被的纖維素酶活性的維持時間大大延長，可以分解樹木的落葉，提高有機料的肥料利用，減少無機肥施用量，最後澱粉接枝樹脂聚合物還具有一定的吸水、保水能力，對提高土壤溼度很有幫助。
本發明的有益效果：發明對水花生植物的秸稈進行液態發酵處理，分離濾液和濾渣，發酵後的濾液含有各種活性有益物質，可以提高作物的抗性，提高生命活力，經過澱粉接枝的樹脂吸附後，可以延長活性成分的效果，發明是一種顆粒，膨潤土作為粘結劑可以很長時間維持顆粒的結構，纖維素酶分解纖維素的同時留下微孔，可以提高顆粒劑的吸水、儲水功效。
具體實施方式
實施例1：
一種山地景區雪松的有機種植基質，其特徵在於，由以下重量份（Kg）的原料製成：纖維素酶製劑10、樹脂單體混合物35、玉米澱粉8、玉米芯36、棉籽殼20、蒙脫石粉14、膨潤土45、蚯蚓糞14、EM菌劑2、硼砂2、葡萄渣24、過磷酸鈣9、腐殖酸粉5、水花生55、豬糞25和適量的水；
所述的樹脂單體混合物是將重量份（Kg）為單位的丙烯酸單體35份、引發劑過硫酸鉀3份和交聯劑N,N-亞甲基雙丙烯醯胺0.6份混合而成。
一種山地景區雪松的有機種植基質的製備方法，其特徵在於，包括以下幾個步驟：
（1）將玉米澱粉於水浴鍋中加熱保溫至40~50℃，攪拌至糊化，然後混合加入樹脂單體組合物和纖維素酶製劑，保溫條件下，搖床搖晃聚合反應2~3h，完成後真空乾燥，研磨過60~80目篩的微粉；
（2）混合水花生、豬糞及其它以下未涉及的剩餘成分，研磨成漿料，按料水比1:5~10加水稀釋，高溫煮沸30~40min，冷卻後轉入發酵罐，接種EM菌劑，通氣進行液態發酵3~5天，完成後分離濾液濾渣；
（3）將（2）所得濾液通過減壓蒸餾以後與（1）的微粉混合，充分吸附；
（4）混合玉米芯和棉籽殼，先加水浸泡煮沸，靜置曬乾，研磨成粉劑，加入蒙脫石粉、膨潤土、（2）所得濾渣及（3）所述吸附後的樹脂微粉，加水攪拌調製成膏體，圓盤造粒製成4~8mm粒徑的球狀，烘乾即可。
在山地雪松幼苗移栽的時候或者成年樹種根系附近挖環溝，將本發明的種植接枝按2:1的比例與底土混合填埋，效果顯著，大大提高土壤保溼能力，土壤無機肥施用量降低，抗逆性更強。